Brazing sa mga Superalloys

Brazing sa mga Superalloys

(1) Brazing nga mga kinaiya superalloys mahimong bahinon ngadto sa tulo ka mga kategoriya: nickel base, puthaw base ug cobalt base.Adunay sila maayo nga mekanikal nga mga kabtangan, pagsukol sa oksihenasyon ug pagsukol sa kaagnasan sa taas nga temperatura.Nickel base alloy mao ang labing kaylap nga gigamit sa praktikal nga produksyon.

Ang superalloy adunay daghang Cr, ug ang Cr2O3 oxide nga pelikula nga lisud tangtangon naporma sa ibabaw sa panahon sa pagpainit.Ang Nickel base superalloys adunay Al ug Ti, nga dali ma-oxidize kung gipainit.Busa, aron mapugngan o makunhuran ang oksihenasyon sa mga superalloy sa panahon sa pagpainit ug ang pagtangtang sa oxide film mao ang nag-unang problema sa panahon sa brazing.Ingon nga ang borax o boric acid sa flux mahimong hinungdan sa kaagnasan sa base nga metal sa temperatura nga brazing, ang boron nga na-precipitate pagkahuman sa reaksyon mahimong motuhop sa base nga metal, nga moresulta sa intergranular infiltration.Alang sa cast nickel base alloys nga adunay taas nga Al ug Ti contents, ang vacuum degree sa init nga kahimtang dili mokubos sa 10-2 ~ 10-3pa atol sa brazing aron malikayan ang oksihenasyon sa alloy surface sa panahon sa pagpainit.

Alang sa solusyon nga gipalig-on ug ulan nga nagpalig-on sa nickel base alloys, ang brazing temperatura kinahanglan nga nahiuyon sa pagpainit temperatura sa solusyon pagtambal aron sa pagsiguro sa bug-os nga dissolution sa alloy nga mga elemento.Ang temperatura sa brazing ubos kaayo, ug ang mga elemento sa haluang metal dili hingpit nga matunaw;Kung ang temperatura sa brazing taas kaayo, ang base nga metal nga lugas motubo, ug ang materyal nga mga kabtangan dili mapasig-uli bisan human sa init nga pagtambal.Ang temperatura sa solidong solusyon sa mga cast base alloy taas, nga sa kasagaran dili makaapekto sa materyal nga mga kabtangan tungod sa taas nga temperatura sa brazing.

Ang ubang mga nickel base superalloys, ilabi na ang precipitation strengthened alloys, adunay kalagmitan sa stress cracking.Sa wala pa ang brazing, ang stress nga naporma sa proseso kinahanglan nga hingpit nga makuha, ug ang thermal stress kinahanglan nga maminusan sa panahon sa brazing.

(2) Ang brazing nga materyal nga nickel base alloy mahimong brazed sa plata nga base, puro nga tumbaga, nickel base ug aktibong solder.Kung ang temperatura sa pagtrabaho sa hiniusa dili taas, ang mga materyales nga nakabase sa pilak mahimong magamit.Adunay daghang mga matang sa mga solder nga gibase sa pilak.Aron makunhuran ang internal nga stress sa panahon sa pagpainit sa brazing, labing maayo nga pilion ang solder nga adunay ubos nga temperatura sa pagtunaw.Ang Fb101 flux mahimong magamit alang sa brazing nga adunay pilak nga base filler metal.Ang Fb102 flux gigamit alang sa brazing precipitation nga gipalig-on nga superalloy nga adunay labing kataas nga sulud sa aluminyo, ug gidugang ang 10% ~ 20% sodium silicate o aluminyo flux (sama sa fb201).Kung ang brazing temperatura molapas sa 900 ℃, fb105 flux ang mapili.

Kung nag-brazing sa vacuum o panalipod nga atmospera, ang puro nga tumbaga mahimong magamit ingon brazing filler metal.Ang brazing temperatura mao ang 1100 ~ 1150 ℃, ug ang hiniusa nga dili magpatunghag stress cracking, apan ang pagtrabaho temperatura dili molapas sa 400 ℃.

Ang Nickel base brazing filler metal mao ang kasagarang gigamit nga brazing filler metal sa Superalloys tungod sa maayo nga performance sa taas nga temperatura ug walay stress cracking atol sa brazing.Ang nag-unang mga elemento sa haluang metal sa nickel base solder mao ang Cr, Si, B, ug ang gamay nga kantidad sa solder naglangkob usab sa Fe, W, ug uban pa. sa B ngadto sa base nga metal ug dugangan ang agwat sa temperatura sa pagtunaw.Kini usa ka brazing filler metal alang sa brazing high-temperature working parts ug turbine blades.Bisan pa, ang pagka-fluid sa W-containing solder nahimong mas grabe ug ang joint gap lisud kontrolahon.

Ang aktibo nga pagsabwag nga brazing filler nga metal wala’y elemento sa Si ug adunay maayo kaayo nga pagsukol sa oksihenasyon ug pagsukol sa bulkanisasyon.Ang brazing temperatura mahimong mapili gikan sa 1150 ℃ ngadto sa 1218 ℃ sumala sa matang sa solder.Pagkahuman sa brazing, ang brazed joint nga adunay parehas nga mga kabtangan sama sa base metal mahimong makuha pagkahuman sa 1066 ℃ diffusion treatment.

(3) Ang proseso sa brazing nga nickel base alloy mahimong mosagop sa brazing sa protective atmosphere furnace, vacuum brazing ug transient liquid phase nga koneksyon.Sa wala pa ang brazing, ang nawong kinahanglan nga degreased ug oxide gikuha pinaagi sa sandpaper polishing, gibati ligid polishing, acetone scrubbing ug kemikal nga paghinlo.Kung nagpili sa mga parameter sa proseso sa brazing, kinahanglan nga matikdan nga ang temperatura sa pagpainit kinahanglan dili kaayo taas ug ang oras sa brazing kinahanglan nga mubo aron malikayan ang kusog nga reaksyon sa kemikal tali sa flux ug base metal.Aron mapugngan ang base nga metal gikan sa pag-crack, ang mga bugnaw nga giproseso nga mga bahin kinahanglan nga mahupay ang tensiyon sa dili pa magwelding, ug ang pagpainit sa welding kinahanglan nga managsama kutob sa mahimo.Alang sa precipitation nga nagpalig-on sa mga superalloy, ang mga bahin kinahanglan nga ipailalom sa solid solution treatment una, unya brazed sa usa ka temperatura nga mas taas nga gamay kay sa nagka-edad nga pagpalig-on sa pagtambal, ug sa katapusan nagkatigulang nga pagtambal.

1) Ang brazing sa protective atmosphere furnace brazing sa protective atmosphere furnace nagkinahanglan ug taas nga kaputli sa shielding gas.Para sa mga superalloy nga adunay w (AL) ug w (TI) nga ubos sa 0.5%, ang dew point kinahanglan nga ubos pa kay sa -54 ℃ kung gamiton ang hydrogen o argon.Kung ang sulud sa Al ug Ti modaghan, ang sulud sa haluang metal mag-oxidize gihapon kung gipainit.Ang mosunod nga mga lakang kinahanglang himoon;Pagdugang og gamay nga flux (sama sa fb105) ug kuhaa ang oxide film nga adunay flux;0.025 ~ 0.038mm gibag-on taklap nga sapaw sa ibabaw sa nawong sa mga bahin;I-spray ang solder sa ibabaw sa materyal nga i-brazed daan;Pagdugang og gamay nga gas flux, sama sa boron trifluoride.

2) Ang vacuum brazing vacuum brazing kaylap nga gigamit aron makakuha og mas maayo nga proteksyon nga epekto ug brazing nga kalidad.Tan-awa ang lamesa 15 para sa mekanikal nga mga kabtangan sa tipikal nga nickel base superalloy joints.Alang sa mga superalloy nga adunay w (AL) ug w (TI) nga wala’y 4%, mas maayo nga mag-electroplate sa usa ka layer nga 0.01 ~ 0.015mm nga nikel sa ibabaw, bisan kung ang basa sa solder masiguro nga wala’y espesyal nga pagtambal.Kung ang w (AL) ug w (TI) molapas sa 4%, ang gibag-on sa nickel coating kinahanglan nga 0.020.03mm.Ang sobra ka manipis nga coating walay protective effect, ug ang sobra ka baga nga coating makapakunhod sa kusog sa joint.Ang mga bahin nga welded mahimo usab nga ibutang sa kahon alang sa vacuum brazing.Ang kahon kinahanglan nga mapuno sa getter.Pananglitan, ang Zr mosuhop sa gas sa taas nga temperatura, nga mahimong usa ka lokal nga haw-ang sa kahon, sa ingon mapugngan ang oksihenasyon sa nawong sa haluang metal.

Talaan 15 mekanikal nga mga kabtangan sa Vacuum Brazed Joints sa tipikal nga nickel base superalloys

Ang microstructure ug kalig-on sa brazed joint sa Superalloy kausaban uban sa brazing gintang, ug ang pagsabwag sa pagtambal human sa brazing dugang nga pagdugang sa maximum gitugot bili sa joint gintang.Ang pagkuha sa Inconel alloy isip usa ka pananglitan, ang pinakataas nga gintang sa Inconel joint brazed uban sa b-ni82crsib mahimong moabot sa 90um human sa diffusion treatment sa 1000 ℃ alang sa 1H;Apan, alang sa mga lutahan brazed uban sa b-ni71crsib, ang maximum gintang mao ang mahitungod sa 50um human sa pagsabwag pagtambal sa 1000 ℃ alang sa 1H.

3) Ang transient liquid phase nga koneksyon ang transient nga liquid phase nga koneksyon naggamit sa interlayer alloy (mga 2.5 ~ 100um ang gibag-on) kansang pagkatunaw nga punto mas ubos kaysa sa base nga metal isip filler metal.Ubos sa gamay nga presyur (0 ~ 0.007mpa) ug usa ka angay nga temperatura (1100 ~ 1250 ℃), ang interlayer nga materyal una nga natunaw ug gibasa ang base nga metal.Tungod sa paspas nga pagsabwag sa mga elemento, ang isothermal solidification mahitabo sa joint aron maporma ang joint.Kini nga pamaagi makapakunhod pag-ayo sa mga kinahanglanon sa pagpares sa base nga metal nga nawong ug makapamenos sa presyur sa welding.Ang panguna nga mga parameter sa transient liquid phase nga koneksyon mao ang presyur, temperatura, oras sa pagpugong ug komposisyon sa interlayer.Ibutang ang gamay nga presyur aron magpabilin nga maayo ang pagkontak sa nawong sa weldment.Ang temperatura ug oras sa pagpainit adunay dako nga epekto sa pasundayag sa hiniusa.Kung ang hiniusa gikinahanglan nga lig-on sama sa base metal ug dili makaapekto sa pasundayag sa base metal, ang mga parameter sa proseso sa koneksyon sa taas nga temperatura (sama sa ≥ 1150 ℃) ug taas nga panahon (sama sa 8 ~ 24h) kinahanglan gisagop;Kung ang kalidad sa koneksyon sa hiniusa nga pagkunhod o ang base nga metal dili makasugakod sa taas nga temperatura, usa ka mas ubos nga temperatura (1100 ~ 1150 ℃) ug mas mubo nga oras (1 ~ 8h) ang gamiton.Ang intermediate layer kinahanglan nga magkuha sa konektado nga base metal nga komposisyon ingon nga sukaranan nga komposisyon, ug makadugang sa lainlaing mga elemento sa pagpabugnaw, sama sa B, Si, Mn, Nb, ug uban pa. Pananglitan, ang komposisyon sa Udimet alloy mao ang ni-15cr-18.5co-4.3 al-3.3ti-5mo, ug ang komposisyon sa intermediate layer alang sa transient liquid phase koneksyon mao ang b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Kining tanan nga mga elemento makapakunhod sa temperatura sa pagtunaw sa Ni Cr o Ni Cr Co nga mga haluang metal ngadto sa pinakaubos, apan ang epekto sa B mao ang labing klaro.Dugang pa, ang taas nga rate sa pagsabwag sa B mahimong paspas nga homogenize ang interlayer alloy ug base nga metal.