Braz nan Superalliaj

Braz nan Superalliaj

(1) Brazing karakteristik superalliaj ka divize an twa kategori: baz nikèl, baz fè ak baz cobalt.Yo gen bon pwopriyete mekanik, rezistans oksidasyon ak rezistans korozyon nan tanperati ki wo.Alyaj baz Nikèl se pi lajman itilize nan pwodiksyon pratik.

Superalloy a gen plis Cr, ak fim oksid Cr2O3 ki difisil pou retire fòme sou sifas la pandan chofaj.Superalliaj nikèl baz gen Al ak Ti, ki fasil pou oksidasyon lè yo chofe.Se poutèt sa, anpeche oswa diminye oksidasyon superalliaj pandan chofaj ak retire fim nan oksid se pwoblèm prensipal la pandan brasaj.Kòm boraks oswa asid borik nan flux la ka lakòz korozyon nan metal debaz la nan tanperati a brase, bor a presipite apre reyaksyon an ka antre nan metal debaz la, sa ki lakòz enfiltrasyon intergranular.Pou alyaj baz nikèl jete ak kontni segondè Al ak Ti, degre vakyòm nan eta cho pa dwe mwens pase 10-2 ~ 10-3pa pandan brazaj pou fè pou evite oksidasyon sou sifas alyaj la pandan chofaj.

Pou solisyon ranfòse ak presipitasyon ranfòse alyaj nikèl baz, tanperati a brasaj yo ta dwe konsistan avèk tanperati a chofaj nan tretman solisyon asire disolisyon an plen nan eleman alyaj.Tanperati brasaj la twò ba, ak eleman alyaj yo pa ka konplètman fonn;Si tanperati brasaj la twò wo, grenn metal debaz la ap grandi, epi pwopriyete materyèl yo pa pral retabli menm apre tretman chalè.Tanperati a solisyon solid nan alyaj baz jete se wo, ki jeneralman pa pral afekte pwopriyete yo materyèl akòz tanperati ki twò wo soudage.

Gen kèk superalliaj nikèl baz, espesyalman presipitasyon alyaj ranfòse, gen tandans nan fann estrès.Anvan brasaj, estrès ki fòme nan pwosesis la dwe konplètman retire, epi yo ta dwe minimize estrès la tèmik pandan brasaj.

(2) Braz materyèl nikèl baz alyaj ka brazed ak baz ajan, kwiv pi bon kalite, baz nikèl ak soude aktif.Lè tanperati travay la nan jwenti a pa wo, materyèl ki baze sou ajan ka itilize.Gen plizyè kalite ajan ki baze soude.Yo nan lòd yo diminye estrès la entèn pandan chofaj braz, li pi bon yo chwazi soude a ak tanperati k ap fonn ki ba.Fb101 flux ka itilize pou brase ak ajan filler metal baz.Fb102 flux yo itilize pou brazing presipitasyon ranfòse superalloy ak kontni aliminyòm ki pi wo a, epi yo ajoute 10% ~ 20% silikat sodyòm oswa aliminyòm flux (tankou fb201).Lè tanperati brasaj la depase 900 ℃, yo dwe chwazi flux fb105.

Lè brasaj nan vakyòm oswa atmosfè pwoteksyon, kwiv pi bon kalite ka itilize kòm metal filler brasaj.Tanperati brazaj la se 1100 ~ 1150 ℃, ak jwenti a pa pral pwodui estrès fann, men tanperati k ap travay la pa dwe depase 400 ℃.

Nikèl baz brazing filler metal se pi souvan itilize metal filler brazing nan Superalloys paske nan bon pèfòmans tanperati ki wo li yo ak pa gen okenn estrès fann pandan brazaj.Eleman alyaj prensipal yo nan baz nikèl soude yo se Cr, Si, B, ak yon ti kantite soude tou gen Fe, W, elatriye. Konpare ak ni-cr-si-b, b-ni68crwb brasaj filler metal ka diminye enfiltrasyon entègranulèr la. nan B nan metal debaz la epi ogmante entèval tanperati k ap fonn lan.Li se yon metal filler brasaj pou brasaj pati ki wo tanperati k ap travay ak lam turbine.Sepandan, likidite nan W-ki gen soude vin pi mal ak diferans nan jwenti difisil a kontwole.

Aktif difizyon brasaj filler metal la pa gen eleman Si epi li gen ekselan rezistans oksidasyon ak rezistans vulkanizasyon.Tanperati brazaj la ka chwazi ant 1150 ℃ ak 1218 ℃ selon kalite soude.Apre brasaj, yo ka jwenn jwenti a soude ki gen menm pwopriyete ak metal debaz apre tretman difizyon 1066 ℃.

(3) Pwosesis brasaj nikèl baz alyaj ka adopte brasaj nan gwo founo atmosfè pwoteksyon, brasaj vakyòm ak koneksyon faz likid pasajè.Anvan brasaj, yo dwe degrese sifas la epi retire oksid pa polisaj papye sab, polisaj wou santi, asetòn fwote ak netwayaj chimik.Lè w ap chwazi paramèt pwosesis brazaj, li ta dwe remake ke tanperati chofaj la pa ta dwe twò wo ak tan an brazaj yo ta dwe kout pou fè pou evite gwo reyaksyon chimik ant flux la ak metal debaz la.Yo nan lòd yo anpeche metal debaz la nan fann, pati yo trete frèt yo dwe soulaje estrès anvan soude, ak chofaj la soude yo dwe inifòm ke posib.Pou presipitasyon ranfòse superalliaj, pati yo dwe sijè a tretman solisyon solid an premye, Lè sa a, brazed nan yon tanperati yon ti kras pi wo pase tretman an ranfòse aje, epi finalman tretman aje.

1) Braz nan gwo founo atmosfè pwoteksyon brazing nan gwo founo atmosfè pwoteksyon mande pou pite segondè nan gaz pwoteksyon.Pou superalliaj ki gen w (AL) ak w (TI) mwens pase 0.5%, pwen lawouze a dwe pi ba pase -54 ℃ lè yo itilize idwojèn oswa agon.Lè kontni an nan Al ak Ti ogmante, sifas alyaj la toujou oksid lè chofe.Yo dwe pran mezi sa yo;Ajoute yon ti kantite flux (tankou fb105) epi retire fim nan oksid ak flux;0.025 ~ 0.038mm epè kouch plake sou sifas pati yo;Flite soude a sou sifas la nan materyèl la yo dwe brazed davans;Ajoute yon ti kantite gaz flux, tankou trifluoride bor.

2) Vacuum brazing vakyòm brazing lajman itilize pou jwenn pi bon efè pwoteksyon ak bon jan kalite braz.Gade tablo 15 pou pwopriyete mekanik tipik jwenti superalloy baz nikèl.Pou superalliaj ak w (AL) ak w (TI) mwens pase 4%, li pi bon pou electroplate yon kouch 0.01 ~ 0.015mm nikèl sou sifas la, byenke mouye nan soude ka asire san pretreatman espesyal.Lè w (AL) ak w (TI) depase 4%, epesè kouch nikèl la dwe 0.020.03mm.Twò mens kouch pa gen okenn efè pwoteksyon, ak kouch twò epè ap diminye fòs jwenti a.Pati yo dwe soude kapab tou mete nan bwat la pou vakyòm brasaj.Bwat la ta dwe ranpli ak getter.Pou egzanp, Zr absòbe gaz nan tanperati ki wo, sa ki ka fòme yon vakyòm lokal nan bwat la, konsa anpeche oksidasyon nan sifas alyaj la.

Tablo 15 pwopriyete mekanik nan Vacuum Brazed Joints nan tipik nikèl baz superalliaj

Mikrostruktur la ak fòs nan jwenti a brazed nan Superalloy chanje ak espas sa a brase, ak tretman an difizyon apre brase ap ogmante plis valè maksimòm akseptab nan espas sa a jwenti.Lè w pran alyaj Inconel kòm yon egzanp, diferans maksimòm Inconel jwenti brazed ak b-ni82crsib ka rive nan 90um apre tretman difizyon nan 1000 ℃ pou 1H;Sepandan, pou jwenti yo brazed ak b-ni71crsib, diferans maksimòm lan se sou 50um apre tretman difizyon nan 1000 ℃ pou 1H.

3) Koneksyon faz likid pasajè koneksyon faz likid pasajè itilize alyaj la interlayer (apeprè 2.5 ~ 100um epè) ki gen pwen k ap fonn pi ba pase metal la baz kòm metal la filler.Anba yon ti presyon (0 ~ 0.007mpa) ak yon tanperati ki apwopriye (1100 ~ 1250 ℃), materyèl la interlayer premye fonn ak mwatir metal debaz la.Akòz difizyon rapid eleman yo, solidifikasyon izotèmik rive nan jwenti a pou fòme jwenti a.Metòd sa a redwi anpil kondisyon matche sifas metal debaz la epi redwi presyon soude a.Paramèt prensipal yo nan koneksyon faz likid pasajè yo se presyon, tanperati, kenbe tan ak konpozisyon nan entèrlayer.Aplike mwens presyon pou kenbe sifas kwazman soude a an bon kontak.Tanperati chofaj ak tan gen yon gwo enpak sou pèfòmans jwenti a.Si jwenti a oblije fò tankou metal debaz la epi li pa afekte pèfòmans metal debaz la, paramèt pwosesis koneksyon nan tanperati ki wo (tankou ≥ 1150 ℃) ak tan long (tankou 8 ~ 24h) yo dwe. adopte;Si bon jan kalite koneksyon jwenti a redwi oswa metal debaz la pa ka kenbe tèt ak tanperati ki wo, yo dwe itilize yon tanperati ki pi ba (1100 ~ 1150 ℃) ak yon tan ki pi kout (1 ~ 8h).Kouch entèmedyè a dwe pran konpozisyon metal baz konekte kòm konpozisyon debaz la, epi ajoute diferan eleman refwadisman, tankou B, Si, Mn, Nb, elatriye. Pou egzanp, konpozisyon alyaj Udimet se ni-15cr-18.5co-4.3. al-3.3ti-5mo, ak konpozisyon kouch entèmedyè pou koneksyon faz likid pasajè se b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Tout eleman sa yo ka diminye tanperati k ap fonn nan Ni Cr oswa Ni Cr Co alyaj nan pi ba a, men efè a nan B se pi evidan an.Anplis de sa, to a difizyon segondè nan B ka rapidman homogenize alyaj la interlayer ak metal debaz.