Pagbrazing sa mga Superalloy

Pagbrazing sa mga Superalloy

(1) Ang mga kinaiya sa pagpa-braze sa mga superalloy mahimong bahinon sa tulo ka kategorya: nickel base, iron base ug cobalt base. Kini adunay maayong mekanikal nga mga kabtangan, resistensya sa oksihenasyon ug resistensya sa kaagnasan sa taas nga temperatura. Ang nickel base alloy mao ang labing kaylap nga gigamit sa praktikal nga produksiyon.

Ang superalloy adunay mas daghang Cr, ug ang Cr2O3 oxide film nga lisod tangtangon maporma sa ibabaw atol sa pagpainit. Ang nickel base superalloys adunay Al ug Ti, nga dali ra ma-oxidize kon ipainit. Busa, ang pagpugong o pagpakunhod sa oksihenasyon sa mga superalloys atol sa pagpainit ug ang pagtangtang sa oxide film mao ang pangunang problema atol sa brazing. Tungod kay ang borax o boric acid sa flux mahimong hinungdan sa pagkaguba sa base metal sa temperatura sa brazing, ang boron nga namuo human sa reaksyon makasulod sa base metal, nga moresulta sa intergranular infiltration. Para sa cast nickel base alloys nga adunay taas nga sulod sa Al ug Ti, ang vacuum degree sa init nga estado dili moubos sa 10-2 ~ 10-3pa atol sa brazing aron malikayan ang oksihenasyon sa ibabaw sa alloy atol sa pagpainit.

Para sa mga solution strengthened ug precipitation strengthened nickel base alloys, ang temperatura sa brazing kinahanglan nga nahiuyon sa temperatura sa pagpainit sa solution treatment aron masiguro ang hingpit nga pagkatunaw sa mga elemento sa alloy. Ubos ra kaayo ang temperatura sa brazing, ug ang mga elemento sa alloy dili hingpit nga matunaw; kung taas ra kaayo ang temperatura sa brazing, motubo ang base metal grain, ug ang mga kabtangan sa materyal dili mabalik bisan human sa heat treatment. Taas ang temperatura sa solid solution sa cast base alloys, nga kasagaran dili makaapekto sa mga kabtangan sa materyal tungod sa taas ra kaayo nga temperatura sa brazing.

Ang ubang mga nickel base superalloy, ilabina ang precipitation strengthened alloys, adunay tendensiya nga ma-stress cracking. Sa dili pa ang brazing, ang stress nga naporma sa proseso kinahanglan nga hingpit nga matangtang, ug ang thermal stress kinahanglan nga maminusan atol sa brazing.

(2) Ang nickel base alloy nga materyales sa pagpa-braze mahimong ipa-braze gamit ang silver base, purong tumbaga, nickel base ug active solder. Kung dili taas ang temperatura sa pagtrabaho sa joint, mahimong gamiton ang mga materyales nga gibase sa pilak. Daghang klase sa silver based solders. Aron makunhuran ang internal stress atol sa pagpainit sa brazing, labing maayo nga pilion ang solder nga adunay ubos nga temperatura sa pagkatunaw. Ang Fb101 flux mahimong gamiton para sa pagpa-braze gamit ang silver base filler metal. Ang Fb102 flux gigamit para sa pagpa-braze sa precipitation strengthened superalloy nga adunay pinakataas nga aluminum content, ug 10% ~ 20% sodium silicate o aluminum flux (sama sa fb201) ang idugang. Kung ang temperatura sa pagpa-braze molapas sa 900 ℃, ang fb105 flux ang pilion.

Kon magpabraze sa vacuum o protective atmosphere, ang purong tumbaga mahimong gamiton isip filler metal sa pagpabraze. Ang temperatura sa pagpabraze kay 1100 ~ 1150 ℃, ug ang lutahan dili makamugna og stress cracking, apan ang temperatura sa pagtrabaho dili molapas sa 400 ℃.

Ang nickel base brazing filler metal mao ang labing kasagarang gigamit nga brazing filler metal sa mga Superalloy tungod sa maayo niining performance sa taas nga temperatura ug walay stress cracking atol sa brazing. Ang mga nag-unang elemento sa alloy sa nickel base solder mao ang Cr, Si, B, ug ang gamay nga kantidad sa solder adunay usab Fe, W, ug uban pa. Kon itandi sa ni-cr-si-b, ang b-ni68crwb brazing filler metal makapakunhod sa intergranular infiltration sa B ngadto sa base metal ug makadugang sa melting temperature interval. Kini usa ka brazing filler metal para sa brazing sa mga high-temperature working parts ug turbine blades. Apan, ang fluidity sa W-containing solder mograbe ug ang joint gap lisod kontrolon.

Ang active diffusion brazing filler metal walay Si element ug maayo kaayo ang oxidation resistance ug vulcanization resistance. Ang brazing temperature mapili gikan sa 1150 ℃ ngadto sa 1218 ℃ sumala sa klase sa solder. Human sa brazing, ang brazed joint nga adunay parehas nga mga kabtangan sama sa base metal makuha human sa 1066 ℃ diffusion treatment.

(3) Ang proseso sa pagpabra gamit ang nickel base alloy mahimong mogamit og brazing sa protective atmosphere furnace, vacuum brazing ug transient liquid phase connection. Sa dili pa ang pagpabra, ang nawong kinahanglan nga i-degrease ug tangtangon ang oxide pinaagi sa sandpaper polishing, felt wheel polishing, acetone scrubbing ug chemical cleaning. Sa pagpili og mga parameter sa proseso sa pagpabra, kinahanglan nga matikdan nga ang temperatura sa pagpainit dili kinahanglan nga taas kaayo ug ang oras sa pagpabra kinahanglan nga mubo aron malikayan ang kusog nga kemikal nga reaksyon tali sa flux ug sa base metal. Aron malikayan ang pagliki sa base metal, ang mga cold processed nga parte kinahanglan nga ma-stress relieved sa dili pa ang pag-welding, ug ang pagpainit sa welding kinahanglan nga parehas kutob sa mahimo. Para sa precipitation strengthened superalloys, ang mga parte kinahanglan nga ipaubos una sa solid solution treatment, dayon i-braze sa temperatura nga gamay nga mas taas kaysa sa aging strengthening treatment, ug sa katapusan aging treatment.

1) Ang pagpabra sa protective atmosphere furnace nagkinahanglan og 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 mas ubos sa -54 ℃ kung gamiton ang hydrogen o argon. Kung motaas ang sulod sa Al ug Ti, ang nawong sa alloy mo-oxidize gihapon kung ipainit. Kinahanglan buhaton ang mosunod nga mga lakang; Pagdugang og gamay nga flux (sama sa fb105) ug kuhaa ang oxide film nga adunay flux; 0.025 ~ 0.038mm nga gibag-on nga coating ang ibutang sa ibabaw sa mga parte; I-spray daan ang solder sa ibabaw sa materyal nga i-braze; Pagdugang og gamay nga gas flux, sama sa boron trifluoride.

2) Ang vacuum brazing kay kaylap nga gigamit aron makakuha og mas maayong epekto sa proteksyon ug kalidad sa brazing. Tan-awa ang talaan 15 para sa mekanikal nga mga kabtangan sa tipikal nga nickel base superalloy joints. Para sa mga superalloy nga adunay w (AL) ug w (TI) nga ubos sa 4%, mas maayo nga i-electroplate ang usa ka layer nga 0.01 ~ 0.015mm nga nickel sa ibabaw, bisan kung ang pagkabasa sa solder masiguro nga wala’y espesyal nga pretreatment. Kung ang w (AL) ug w (TI) molapas sa 4%, ang gibag-on sa nickel coating kinahanglan nga 0.020.03mm. Ang nipis kaayo nga coating walay panalipod nga epekto, ug ang baga kaayo nga coating makapakunhod sa kusog sa joint. Ang mga bahin nga i-welding mahimo usab nga ibutang sa kahon para sa vacuum brazing. Ang kahon kinahanglan nga pun-on og getter. Pananglitan, ang Zr mosuhop sa gas sa taas nga temperatura, nga mahimong maporma ang usa ka lokal nga vacuum sa kahon, sa ingon mapugngan ang oksihenasyon sa ibabaw sa alloy.

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

Ang microstructure ug kusog sa brazed joint sa Superalloy mausab uban sa brazing gap, ug ang diffusion treatment human sa brazing dugang nga magdugang sa maximum nga gitugot nga bili sa joint gap. Kon gamiton ang Inconel alloy isip pananglitan, ang maximum nga gap sa Inconel joint nga gibraze gamit ang b-ni82crsib mahimong moabot sa 90um human sa diffusion treatment sa 1000 ℃ sulod sa 1H; Apan, alang sa mga joint nga gibraze gamit ang b-ni71crsib, ang maximum nga gap mga 50um human sa diffusion treatment sa 1000 ℃ sulod sa 1H.

3) Transient liquid phase connection Ang transient liquid phase connection naggamit ug interlayer alloy (mga 2.5 ~ 100um ang gibag-on) kansang melting point mas ubos kay sa base metal isip filler metal. Ubos sa gamay nga pressure (0 ~ 0.007mpa) ug sa angay nga temperatura (1100 ~ 1250 ℃), ang interlayer material unang matunaw ug mobasa sa base 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 metal surface ug makapakunhod sa welding pressure. Ang mga nag-unang parameter sa transient liquid phase connection mao ang pressure, temperatura, holding time ug komposisyon sa interlayer. Pagbutang ug gamay nga pressure aron mapadayon ang mating surface sa weldment nga maayo ang kontak. Ang temperatura ug oras sa pagpainit adunay dako nga epekto sa performance sa joint. Kon ang lutahan kinahanglan nga sama kalig-on sa base metal ug dili makaapekto sa performance sa base metal, ang mga parametro sa proseso sa koneksyon nga taas nga temperatura (sama sa ≥ 1150 ℃) ug taas nga panahon (sama sa 8 ~ 24h) ang gamiton; Kon ang kalidad sa koneksyon sa lutahan mokunhod o ang base metal dili makasugakod sa taas nga temperatura, ang mas ubos nga temperatura (1100 ~ 1150 ℃) ug mas mubo nga panahon (1 ~ 8h) ang gamiton. Ang intermediate layer kinahanglan mogamit sa konektado nga base metal nga komposisyon isip batakang komposisyon, ug magdugang og lain-laing mga elemento sa pagpabugnaw, sama sa B, Si, Mn, Nb, ug uban pa. Pananglitan, ang komposisyon sa Udimet alloy kay ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, ug ang komposisyon sa intermediate layer para sa transient liquid phase connection kay b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Kining tanan nga mga elemento makapakunhod sa temperatura sa pagkatunaw sa Ni Cr o Ni Cr Co alloys ngadto sa labing ubos, apan ang epekto sa B mao ang labing klaro. Dugang pa, ang taas nga rate sa pagsabwag sa B dali nga maka-homogenize sa interlayer alloy ug base metal.