Brazing ຂອງ Superalloys

Brazing ຂອງ Superalloys

(1) ຄຸນລັກສະນະຂອງ brazing superalloys ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດ: ຖານ nickel, ຖານທາດເຫຼັກແລະ cobalt base.ພວກເຂົາເຈົ້າມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີ, ການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ໃນອຸນຫະພູມສູງ.ໂລຫະປະສົມພື້ນຖານ nickel ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການຜະລິດພາກປະຕິບັດ.

The superalloy ປະກອບດ້ວຍ Cr ຫຼາຍ, ແລະ Cr2O3 ແຜ່ນ oxide ທີ່ຍາກທີ່ຈະເອົາອອກແມ່ນສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນດ້ານໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ.superalloys ພື້ນຖານ nickel ປະກອບດ້ວຍ Al ແລະ Ti, ເຊິ່ງງ່າຍທີ່ຈະ oxidize ເມື່ອຄວາມຮ້ອນ.ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອປ້ອງກັນຫຼືຫຼຸດຜ່ອນການຜຸພັງຂອງ superalloys ໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະການເອົາແຜ່ນ oxide ແມ່ນບັນຫາຕົ້ນຕໍໃນລະຫວ່າງການ brazing.ເນື່ອງຈາກວ່າ borax ຫຼືອາຊິດ boric ໃນ flux ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການກັດກ່ອນຂອງໂລຫະພື້ນຖານຢູ່ໃນອຸນຫະພູມ brazing, boron precipitated ຫຼັງຈາກຕິກິຣິຍາສາມາດເຈາະເຂົ້າໄປໃນໂລຫະພື້ນຖານ, ເຮັດໃຫ້ເກີດ infiltration intergranular.ສໍາລັບໂລຫະປະສົມຖານ nickel cast ທີ່ມີເນື້ອໃນ Al ແລະ Ti ສູງ, ລະດັບສູນຍາກາດໃນສະພາບຮ້ອນຈະບໍ່ຫນ້ອຍກ່ວາ 10-2 ~ 10-3pa ໃນລະຫວ່າງການ brazing ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຜຸພັງໃນດ້ານໂລຫະປະສົມໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ.

ສໍາລັບການແກ້ໄຂທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະ precipitation ໂລຫະປະສົມພື້ນຖານ nickel ເສີມສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ອຸນຫະພູມ brazing ຄວນສອດຄ່ອງກັບອຸນຫະພູມຄວາມຮ້ອນຂອງການປິ່ນປົວການແກ້ໄຂເພື່ອຮັບປະກັນການລະລາຍຢ່າງເຕັມທີ່ຂອງອົງປະກອບໂລຫະປະສົມ.ອຸນຫະພູມ brazing ຕ່ໍາເກີນໄປ, ແລະອົງປະກອບຂອງໂລຫະປະສົມບໍ່ສາມາດລະລາຍຫມົດ;ຖ້າອຸນຫະພູມ brazing ສູງເກີນໄປ, ເມັດໂລຫະພື້ນຖານຈະເຕີບໂຕຂຶ້ນ, ແລະຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸຈະບໍ່ຖືກຟື້ນຟູຄືນໃຫມ່ເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ.ອຸນຫະພູມການແກ້ໄຂແຂງຂອງໂລຫະປະສົມຖານແມ່ນສູງ, ເຊິ່ງໂດຍທົ່ວໄປຈະບໍ່ມີຜົນກະທົບຄຸນສົມບັດວັດສະດຸເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມ brazing ສູງເກີນໄປ.

ໂລຫະປະສົມພື້ນຖານ nickel ບາງອັນ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນໂລຫະປະສົມທີ່ສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງໃຫ້ຝົນຕົກ, ມີທ່າອ່ຽງຂອງຄວາມກົດດັນ.ກ່ອນທີ່ຈະ brazing, ຄວາມກົດດັນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນຂະບວນການຕ້ອງໄດ້ຮັບການໂຍກຍ້າຍອອກຢ່າງເຕັມສ່ວນ, ແລະຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນຄວນຈະຖືກຫຼຸດລົງໃນລະຫວ່າງການ brazing.

(2) ໂລຫະປະສົມຖານ nickel ອຸປະກອນການ brazing ສາມາດ brazed ກັບຖານເງິນ, ທອງແດງບໍລິສຸດ, ພື້ນຖານ nickel ແລະ solder ການເຄື່ອນໄຫວ.ເມື່ອອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກຂອງຮ່ວມກັນບໍ່ສູງ, ວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ເງິນສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້.ມີຫຼາຍປະເພດຂອງ solders ເງິນ.ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນພາຍໃນໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ brazing, ມັນດີທີ່ສຸດທີ່ຈະເລືອກເອົາ solder ທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາ melting.Fb101 flux ສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບການ brazing ກັບໂລຫະ filler ພື້ນຖານເງິນ.Fb102 flux ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການ precipitation brazing ເສີມສ້າງ superalloy ທີ່ມີເນື້ອໃນອາລູມິນຽມທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ແລະ 10% ~ 20% sodium silicate ຫຼື flux ອາລູມິນຽມ (ເຊັ່ນ: fb201) ຖືກເພີ່ມ.ເມື່ອອຸນຫະພູມ brazing ເກີນ 900 ℃, fb105 flux ຈະຖືກເລືອກ.

ໃນເວລາທີ່ brazing ໃນສູນຍາກາດຫຼືບັນຍາກາດປ້ອງກັນ, ທອງແດງບໍລິສຸດສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ brazing filler ໂລຫະ.ອຸນ​ຫະ​ພູມ brazing ແມ່ນ 1100 ~ 1150 ℃​, ແລະ​ການ​ຮ່ວມ​ກັນ​ຈະ​ບໍ່​ຜະ​ລິດ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ cracking​, ແຕ່​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ການ​ເຮັດ​ວຽກ​ຈະ​ບໍ່​ເກີນ 400 ℃​.

Nickel base brazing filler metal ເປັນໂລຫະທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນ brazing filler ໃນ Superalloys ເນື່ອງຈາກວ່າປະສິດທິພາບອຸນຫະພູມສູງທີ່ດີແລະບໍ່ມີຄວາມກົດດັນ cracking ໃນລະຫວ່າງການ brazing.ອົງປະກອບໂລຫະປະສົມຕົ້ນຕໍໃນ solder ພື້ນຖານ nickel ແມ່ນ Cr, Si, B, ແລະຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ solder ຍັງປະກອບດ້ວຍ Fe, W, ແລະອື່ນໆ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ ni-cr-si-b, b-ni68crwb brazing filler ໂລຫະສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການ infiltration intergranular. ຂອງ B ເຂົ້າໄປໃນໂລຫະພື້ນຖານແລະເພີ່ມໄລຍະຫ່າງອຸນຫະພູມ melting.ມັນເປັນໂລຫະປະກອບ brazing ສໍາລັບ brazing ພາກສ່ວນເຮັດວຽກທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະແຜ່ນໃບຄ້າຍຄື turbine.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມຄ່ອງຕົວຂອງ solder ທີ່ມີ W ກາຍເປັນຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າແລະຊ່ອງຫວ່າງຮ່ວມກັນແມ່ນຍາກທີ່ຈະຄວບຄຸມ.

ໂລຫະປະກອບການແຜ່ກະຈາຍ brazing ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວບໍ່ມີອົງປະກອບ Si ແລະມີຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງທີ່ດີເລີດແລະການຕໍ່ຕ້ານ vulcanization.ອຸນຫະພູມ brazing ສາມາດເລືອກໄດ້ຈາກ 1150 ℃ to 1218 ℃ ອີງຕາມປະເພດຂອງ solder.ຫຼັງຈາກ brazing, ການຮ່ວມ brazed ທີ່ມີຄຸນສົມບັດດຽວກັນກັບໂລຫະພື້ນຖານສາມາດໄດ້ຮັບຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວການແຜ່ກະຈາຍ 1066 ℃.

(3) ໂລຫະປະສົມພື້ນຖານ nickel ຂະບວນການ brazing ສາມາດຮັບຮອງເອົາ brazing ໃນ furnace ບັນຍາກາດປ້ອງກັນ, brazing ສູນຍາກາດແລະການເຊື່ອມຕໍ່ໄລຍະຂອງແຫຼວ transient.ກ່ອນທີ່ຈະຂັດ, ພື້ນຜິວຕ້ອງຖືກ degreased ແລະ oxide ອອກໂດຍການຂັດເຈ້ຍຊາຍ, ຮູ້ສຶກວ່າການຂັດລໍ້, ການຂັດ acetone ແລະການທໍາຄວາມສະອາດສານເຄມີ.ໃນເວລາທີ່ເລືອກຕົວກໍານົດການຂະບວນການ brazing, ຄວນສັງເກດວ່າອຸນຫະພູມຄວາມຮ້ອນບໍ່ຄວນສູງເກີນໄປແລະເວລາ brazing ຄວນສັ້ນເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕິກິຣິຍາເຄມີທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງ flux ແລະໂລຫະພື້ນຖານ.ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ໂລຫະພື້ນຖານແຕກ, ພາກສ່ວນທີ່ປຸງແຕ່ງເຢັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການບັນເທົາຄວາມກົດດັນກ່ອນທີ່ຈະເຊື່ອມ, ແລະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງການເຊື່ອມໂລຫະຈະເປັນເອກະພາບເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້.ສໍາລັບ superalloys ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ precipitation, ພາກສ່ວນຕ້ອງໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍການແກ້ໄຂແຂງກ່ອນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ brazed ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າເລັກນ້ອຍການປິ່ນປົວດ້ວຍການເສີມສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງຜູ້ສູງອາຍຸ, ແລະສຸດທ້າຍການປິ່ນປົວຜູ້ສູງອາຍຸ.

1) Brazing ໃນບັນຍາກາດປ້ອງກັນ furnace brazing ໃນ furnace ບັນຍາກາດປ້ອງກັນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງຂອງອາຍແກັສ shielding.ສໍາລັບ superalloys ທີ່ມີ w (AL) ແລະ w (TI) ຫນ້ອຍກ່ວາ 0.5%, ຈຸດ dew ຈະຕ່ໍາກວ່າ -54 ℃ໃນເວລາທີ່ hydrogen ຫຼື argon ຖືກນໍາໃຊ້.ເມື່ອເນື້ອໃນຂອງ Al ແລະ Ti ເພີ່ມຂຶ້ນ, ດ້ານໂລຫະປະສົມຍັງ oxidizes ເມື່ອຄວາມຮ້ອນ.ມາດຕະການດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະຕິບັດ;ເພີ່ມຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ flux (ເຊັ່ນ: fb105) ແລະເອົາແຜ່ນ oxide ທີ່ມີ flux;0.025 ~ 0.038mm ການເຄືອບຫນາແມ່ນ plated ໃນດ້ານຂອງພາກສ່ວນ;ສີດ solder ເທິງຫນ້າດິນຂອງວັດສະດຸທີ່ຈະ brazed ລ່ວງຫນ້າ;ເພີ່ມປະລິມານອາຍແກັສເລັກນ້ອຍ, ເຊັ່ນ boron trifluoride.

2) ສູນຍາກາດ brazing vacuum brazing ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນການປົກປ້ອງທີ່ດີກວ່າແລະຄຸນນະພາບ brazing.ເບິ່ງຕາຕະລາງ 15 ສໍາລັບຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງຂໍ້ຕໍ່ superalloy ພື້ນຖານ nickel ທົ່ວໄປ.ສໍາລັບ superalloys ທີ່ມີ w (AL) ແລະ w (TI) ຫນ້ອຍກ່ວາ 4%, ມັນແມ່ນດີກວ່າທີ່ຈະ electroplate ຊັ້ນຂອງ 0.01 ~ 0.015mm nickel ເທິງຫນ້າດິນ, ເຖິງແມ່ນວ່າ wetting ຂອງ solder ສາມາດຮັບປະກັນໂດຍບໍ່ມີການ pretreatment ພິເສດ.ເມື່ອ w (AL) ແລະ w (TI) ເກີນ 4%, ຄວາມຫນາຂອງການເຄືອບ nickel ຈະເປັນ 0.020.03mm.ການເຄືອບບາງເກີນໄປບໍ່ມີຜົນກະທົບປ້ອງກັນ, ແລະການເຄືອບຫນາເກີນໄປຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຮ່ວມກັນ.ພາກສ່ວນທີ່ຈະໄດ້ຮັບການເຊື່ອມໂລຫະຍັງສາມາດຖືກໃສ່ໃນປ່ອງສໍາລັບການ brazing ສູນຍາກາດ.ກ່ອງຄວນຈະເຕັມໄປດ້ວຍ getter.ຕົວຢ່າງ, Zr ດູດອາຍແກັສຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ເຊິ່ງສາມາດສ້າງສູນຍາກາດທ້ອງຖິ່ນໃນກ່ອງ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປ້ອງກັນການຜຸພັງຂອງພື້ນຜິວໂລຫະປະສົມ.

ຕາຕະລາງ 15 ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງ Vacuum Brazed Joints ຂອງ superalloys ພື້ນຖານ nickel ທົ່ວໄປ

Table 15 mechanical properties of Vacuum Brazed Joints of typical nickel base superalloys

ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການຮ່ວມມື brazed ຂອງ Superalloy ການປ່ຽນແປງກັບຊ່ອງຫວ່າງ brazing, ແລະການປິ່ນປົວການແຜ່ກະຈາຍຫຼັງຈາກ brazing ຈະເພີ່ມມູນຄ່າອະນຸຍາດສູງສຸດຂອງຊ່ອງຫວ່າງຮ່ວມກັນ.ເອົາໂລຫະປະສົມ Inconel ເປັນຕົວຢ່າງ, ຊ່ອງຫວ່າງສູງສຸດຂອງ Inconel ຮ່ວມ brazed ກັບ b-ni82crsib ສາມາດບັນລຸ 90um ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວການແຜ່ກະຈາຍຢູ່ທີ່ 1000 ℃ສໍາລັບ 1H;ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສໍາລັບຂໍ້ກະດູກ brazed ກັບ b-ni71crsib, ຊ່ອງຫວ່າງສູງສຸດແມ່ນປະມານ 50um ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວການແຜ່ກະຈາຍຢູ່ທີ່ 1000 ℃ສໍາລັບ 1H.

3) Transient liquid phase connection transient liquid phase connection use the interlayer alloy (ປະມານ 2.5 ~ 100um ຫນາ) ທີ່ຈຸດ melting ແມ່ນຕ່ໍາກວ່າໂລຫະພື້ນຖານເປັນໂລຫະ filler ໄດ້.ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂະຫນາດນ້ອຍ (0 ~ 0.007mpa) ແລະອຸນຫະພູມທີ່ເຫມາະສົມ (1100 ~ 1250 ℃), ວັດສະດຸ interlayer ທໍາອິດ melts ແລະ moistens ໂລຫະພື້ນຖານ.ເນື່ອງຈາກການແຜ່ກະຈາຍຢ່າງໄວວາຂອງອົງປະກອບ, ການແຂງຕົວຂອງ isothermal ເກີດຂື້ນຢູ່ໃນການຮ່ວມກັນເພື່ອສ້າງເປັນຂໍ້ຕໍ່.ວິທີການນີ້ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຄວາມຕ້ອງການຈັບຄູ່ຂອງພື້ນຜິວໂລຫະແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນການເຊື່ອມໂລຫະ.ຕົວກໍານົດການຕົ້ນຕໍຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ໄລຍະຂອງແຫຼວຊົ່ວຄາວແມ່ນຄວາມກົດດັນ, ອຸນຫະພູມ, ເວລາຖືແລະອົງປະກອບຂອງ interlayer.ນຳໃຊ້ແຮງດັນໜ້ອຍລົງເພື່ອຮັກສາພື້ນຜິວການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ຕິດຕໍ່ກັນໄດ້ດີ.ອຸນຫະພູມຄວາມຮ້ອນແລະເວລາມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການປະຕິບັດການຮ່ວມກັນ.ຖ້າຫາກວ່າການຮ່ວມກັນແມ່ນຕ້ອງການທີ່ຈະເຂັ້ມແຂງເປັນໂລຫະພື້ນຖານແລະບໍ່ມີຜົນກະທົບປະສິດທິພາບຂອງໂລຫະພື້ນຖານ, ຕົວກໍານົດການຂະບວນການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງອຸນຫະພູມສູງ (ເຊັ່ນ: ≥ 1150 ℃) ແລະໃຊ້ເວລາດົນ (ເຊັ່ນ: 8 ~ 24h) ຈະເປັນ. ຮັບຮອງເອົາ;ຖ້າຄຸນນະພາບການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງຮ່ວມກັນຫຼຸດລົງຫຼືໂລຫະພື້ນຖານບໍ່ສາມາດທົນກັບອຸນຫະພູມສູງ, ອຸນຫະພູມຕ່ໍາ (1100 ~ 1150 ℃) ແລະໃຊ້ເວລາສັ້ນກວ່າ (1 ~ 8h) ຈະຖືກນໍາໄປໃຊ້.ຊັ້ນກາງຈະເອົາອົງປະກອບໂລຫະທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ເປັນອົງປະກອບພື້ນຖານ, ແລະເພີ່ມອົງປະກອບຄວາມເຢັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ: B, Si, Mn, Nb, ແລະອື່ນໆ. ຕົວຢ່າງ, ອົງປະກອບຂອງໂລຫະປະສົມ Udimet ແມ່ນ ni-15cr-18.5co-4.3. al-3.3ti-5mo, ແລະອົງປະກອບຂອງຊັ້ນກາງສໍາລັບການເຊື່ອມຕໍ່ໄລຍະຂອງແຫຼວຊົ່ວຄາວແມ່ນ b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.ອົງປະກອບທັງຫມົດເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມ melting ຂອງ Ni Cr ຫຼື Ni Cr Co ໂລຫະປະສົມໃຫ້ຕ່ໍາສຸດ, ແຕ່ຜົນກະທົບຂອງ B ແມ່ນຈະແຈ້ງທີ່ສຸດ.ນອກຈາກນັ້ນ, ອັດຕາການແຜ່ກະຈາຍສູງຂອງ B ສາມາດ homogenize ໂລຫະປະສົມ interlayer ແລະໂລຫະພື້ນຖານຢ່າງໄວວາ.


ເວລາປະກາດ: 13-06-2022