Pematrian Superalloy

Pematrian Superalloy

(1) Ciri-ciri patri superalloy bisa dibagi kana tilu kategori: dasar nikel, dasar beusi jeung dasar kobalt. Éta mibanda sipat mékanis anu alus, tahan oksidasi jeung tahan korosi dina suhu anu luhur. Alloy dasar nikel mangrupa anu paling loba dipaké dina produksi praktis.

Superalloy ngandung leuwih loba Cr, sarta pilem oksida Cr2O3 anu hésé dipiceun kabentuk dina beungeut nalika dipanaskeun. Superalloy dasar nikel ngandung Al jeung Ti, anu gampang dioksidasi nalika dipanaskeun. Ku kituna, pikeun nyegah atawa ngurangan oksidasi superalloy nalika dipanaskeun jeung pikeun miceun pilem oksida mangrupa masalah utama nalika dipatri. Kusabab boraks atawa asam borat dina fluks bisa ngabalukarkeun korosi logam dasar dina suhu patri, boron anu diendapkeun sanggeus réaksi bisa nembus kana logam dasar, ngahasilkeun infiltrasi intergranular. Pikeun paduan dasar nikel cor kalawan eusi Al jeung Ti anu luhur, derajat vakum dina kaayaan panas teu kudu kurang ti 10-2 ~ 10-3pa nalika dipatri pikeun nyingkahan oksidasi dina beungeut paduan nalika dipanaskeun.

Pikeun paduan dasar nikel anu dikuatkeun ku larutan sareng paduan dasar nikel anu dikuatkeun ku présipitasi, suhu patri kedah saluyu sareng suhu pemanasan perlakuan larutan pikeun mastikeun leyurna unsur paduan sacara lengkep. Suhu patri teuing handap, sareng unsur paduan henteu tiasa leyur sacara lengkep; Upami suhu patri teuing luhur, serat logam dasar bakal ageung, sareng sipat bahan moal pulih sanajan saatos perlakuan panas. Suhu larutan padet tina paduan dasar cor luhur, anu umumna moal mangaruhan sipat bahan kusabab suhu patri anu luhur teuing.

Sababaraha superalloy basis nikel, khususna alloy anu dikuatkeun ku présipitasi, condong ngalaman retakan tegangan. Sateuacan dipatri, tegangan anu kabentuk dina prosésna kedah dipiceun sapinuhna, sareng tegangan termal kedah diminimalkeun nalika dipatri.

(2) Bahan patri campuran dasar nikel tiasa dipatri nganggo dasar pérak, tambaga murni, dasar nikel sareng solder aktif. Nalika suhu kerja sambungan henteu luhur, bahan berbasis pérak tiasa dianggo. Aya seueur jinis solder berbasis pérak. Pikeun ngirangan setrés internal nalika pemanasan patri, langkung saé milih solder kalayan suhu lebur anu handap. Fluks Fb101 tiasa dianggo pikeun patri nganggo logam pengisi dasar pérak. Fluks Fb102 dianggo pikeun patri superalloy anu dikuatkeun ku présipitasi kalayan kandungan aluminium pangluhurna, sareng 10% ~ 20% natrium silikat atanapi fluks aluminium (sapertos fb201) ditambihkeun. Nalika suhu patri ngaleuwihan 900 ℃, fluks fb105 kedah dipilih.

Nalika ngabrazing dina atmosfir vakum atanapi pelindung, tambaga murni tiasa dianggo salaku logam pangisi brazing. Suhu brazing nyaéta 1100 ~ 1150 ℃, sareng sambunganna moal ngahasilkeun retakan tegangan, tapi suhu kerja henteu kedah ngaleuwihan 400 ℃.

Logam pangisi brazing basis nikel nyaéta logam pangisi brazing anu paling umum dianggo dina Superalloys kusabab kinerja suhu luhur anu saé sareng henteu aya retakan tegangan nalika brazing. Unsur paduan utama dina solder basis nikel nyaéta Cr, Si, B, sareng sajumlah alit solder ogé ngandung Fe, W, jsb. Dibandingkeun sareng ni-cr-si-b, logam pangisi brazing b-ni68crwb tiasa ngirangan infiltrasi intergranular B kana logam dasar sareng ningkatkeun interval suhu lebur. Éta mangrupikeun logam pangisi brazing pikeun brazing bagian kerja suhu luhur sareng bilah turbin. Nanging, fluiditas solder anu ngandung W janten langkung parah sareng celah sambungan hésé dikontrol.

Logam pangisi patri difusi aktif henteu ngandung unsur Si sareng gaduh résistansi oksidasi sareng résistansi vulkanisasi anu saé pisan. Suhu patri tiasa dipilih ti 1150 ℃ dugi ka 1218 ℃ numutkeun jinis solder. Saatos dipatri, sambungan patri anu gaduh sipat anu sami sareng logam dasar tiasa didapet saatos perlakuan difusi 1066 ℃.

(3) Prosés brazing paduan dasar nikel tiasa nganggo brazing dina tungku atmosfir pelindung, brazing vakum sareng sambungan fase cair transien. Sateuacan brazing, permukaan kedah di-degreaze sareng oksida dipiceun ku cara ngagosok amplas, ngagosok roda felt, ngagosok aseton sareng beberesih kimia. Nalika milih parameter prosés brazing, kedah dicatet yén suhu pemanasan henteu kedah luhur teuing sareng waktos brazing kedah pondok pikeun nyingkahan réaksi kimia anu kuat antara fluks sareng logam dasar. Pikeun nyegah logam dasar retak, bagian anu diolah tiis kedah dikirangan setrés sateuacan dilas, sareng pemanasan las kedah seragam. Pikeun superalloy anu dikuatkeun ku présipitasi, bagian-bagian kedah dirawat heula ku larutan padet, teras dibrazing dina suhu anu rada langkung luhur tibatan perawatan penguatan sepuh, sareng pamungkas perawatan sepuh.

1) Ngabrazing dina tungku atmosfir pelindung Ngabrazing dina tungku atmosfir pelindung meryogikeun gas pelindung anu murni. Pikeun superalloy kalayan w (AL) sareng w (TI) kirang ti 0,5%, titik embun kedah langkung handap tibatan -54 ℃ nalika hidrogén atanapi argon dianggo. Nalika eusi Al sareng Ti ningkat, permukaan alloy tetep oksidasi nalika dipanaskeun. Ukuran-ukuran ieu kedah dilaksanakeun; Tambahkeun sakedik fluks (sapertos fb105) sareng cabut pilem oksida kalayan fluks; lapisan kandel 0,025 ~ 0,038mm dilapis dina permukaan bagian; Semprotkeun solder dina permukaan bahan anu badé dibrazing sateuacanna; Tambahkeun sakedik fluks gas, sapertos boron trifluorida.

2) Patri vakum Patri vakum seueur dianggo pikeun kéngingkeun pangaruh panyalindungan sareng kualitas patri anu langkung saé. Tingali tabel 15 pikeun sipat mékanis sambungan superalloy dasar nikel anu khas. Pikeun superalloy kalayan w (AL) sareng w (TI) kirang ti 4%, langkung saé pikeun ngalapis lapisan nikel 0,01 ~ 0,015mm dina permukaan, sanaos patri tiasa dibasmi tanpa perlakuan awal khusus. Nalika w (AL) sareng w (TI) ngaleuwihan 4%, ketebalan lapisan nikel kedah 0,020,03mm. Lapisan anu ipis teuing teu gaduh pangaruh panyalindungan, sareng lapisan anu kandel teuing bakal ngirangan kakuatan sambungan. Bagian anu bakal dilas ogé tiasa disimpen dina kotak pikeun patri vakum. Kotak éta kedah dieusi ku getter. Salaku conto, Zr nyerep gas dina suhu anu luhur, anu tiasa ngabentuk vakum lokal dina kotak, sahingga nyegah oksidasi permukaan alloy.

Tabel 15 sipat mékanis Sambungan Brazed Vakum tina superalloy dasar nikel has

Mikrostruktur sareng kakuatan sambungan patri Superalloy robih sareng celah patri, sareng perlakuan difusi saatos patri bakal ningkatkeun deui nilai maksimum anu diidinan tina celah sambungan. Nganggo conto paduan Inconel, celah maksimum sambungan Inconel anu dipatri ku b-ni82crsib tiasa ngahontal 90um saatos perlakuan difusi dina 1000 ℃ salami 1H; Nanging, pikeun sambungan anu dipatri ku b-ni71crsib, celah maksimum nyaéta sakitar 50um saatos perlakuan difusi dina 1000 ℃ salami 1H.

3) Sambungan fase cair transien Sambungan fase cair transien nganggo paduan antar lapisan (kira-kira 2,5 ~ 100um kandel) anu titik leburna langkung handap tibatan logam dasar salaku logam pangisi. Dina tekanan leutik (0 ~ 0,007mpa) sareng suhu anu pas (1100 ~ 1250 ℃), bahan antar lapisan mimiti ngalemberehkeun sareng ngabaseuhan logam dasar. Kusabab difusi unsur anu gancang, solidifikasi isotermal lumangsung dina sambungan pikeun ngabentuk sambungan. Métode ieu sacara signifikan ngirangan sarat cocog permukaan logam dasar sareng ngirangan tekanan las. Parameter utama sambungan fase cair transien nyaéta tekanan, suhu, waktos nahan sareng komposisi antar lapisan. Terapkeun tekanan anu langkung sakedik pikeun ngajaga permukaan kawin las dina kontak anu saé. Suhu sareng waktos pemanasan gaduh dampak anu ageung kana kinerja sambungan. Upami sambungan diwajibkeun sakuat logam dasar sareng henteu mangaruhan kinerja logam dasar, parameter prosés sambungan suhu luhur (sapertos ≥ 1150 ℃) sareng waktos anu lami (sapertos 8 ~ 24 jam) kedah dianggo; Upami kualitas sambungan sambungan turun atanapi logam dasar henteu tiasa nahan suhu luhur, suhu anu langkung handap (1100 ~ 1150 ℃) sareng waktos anu langkung pondok (1 ~ 8 jam) kedah dianggo. Lapisan panengah kedah nyandak komposisi logam dasar anu disambungkeun salaku komposisi dasar, sareng nambihan unsur pendingin anu béda, sapertos B, Si, Mn, Nb, jsb. Salaku conto, komposisi paduan Udimet nyaéta ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, sareng komposisi lapisan panengah pikeun sambungan fase cair transien nyaéta b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Sadaya unsur ieu tiasa ngirangan suhu lebur logam campuran Ni Cr atanapi Ni Cr Co ka titik panghandapna, tapi pangaruh B paling atra. Salian ti éta, laju difusi B anu luhur tiasa gancang ngahomogenisasi logam campuran antar lapisan sareng logam dasar.