Brasatura di superleghe

Brasatura di superleghe

(1) E caratteristiche di a brasatura di e superleghe ponu esse divise in trè categurie: basa di nichel, basa di ferru è basa di cobalt.Hanu boni proprietà meccaniche, resistenza à l'ossidazione è resistenza à a corrosione à alte temperature.A lega di basa di nichel hè u più utilizatu in a produzzione pratica.

U superalloy cuntene più Cr, è Cr2O3 film oxide chì hè difficiule à sguassà hè furmatu nantu à a superficia durante u riscaldamentu.I superalloys di basa di nichel cuntenenu Al è Ti, chì sò faciuli d'oxidà quandu si riscaldanu.Per quessa, per prevene o riduce l'ossidazione di superalloys durante u riscaldamentu è per sguassà a film d'oxidu hè u prublema primariu durante a brasatura.Cum'è u borax o l'acidu boricu in u flussu pò causà a corrosione di u metallu di basa à a temperatura di brasatura, u boru precipitatu dopu a reazzione pò penetrà in u metallu di basa, risultatu in infiltrazione intergranular.Per alleaghji di basa di nichel cast cun altu cuntenutu di Al è Ti, u gradu di vacu in u statu caldu ùn deve esse menu di 10-2 ~ 10-3pa durante a brasatura per evità l'ossidazione nantu à a superficia di l'alia durante u riscaldamentu.

Per alleaghji di basa di nichel rinfurzati da a suluzione è a precipitazione, a temperatura di brasatura deve esse coherente cù a temperatura di riscaldamentu di u trattamentu di suluzione per assicurà a dissoluzione completa di elementi di lega.A temperatura di brazing hè troppu bassu, è l'elementi di l'alia ùn ponu esse dissoluti cumplettamente;Se a temperatura di brasatura hè troppu alta, u granu di u metale di basa crescerà, è e proprietà di u materiale ùn saranu micca restituiti ancu dopu à u trattamentu termale.A temperatura di a suluzione solida di ligami di basa di colata hè alta, chì generalmente ùn affetterà micca e proprietà di u materiale per via di una temperatura di brasatura troppu alta.

Certi superalei di basa di nichel, in particulare ligami rinfurzati da a precipitazione, anu a tendenza di cracking stress.Prima di a brasatura, u stress furmatu in u prucessu deve esse eliminatu cumplettamente, è u stress termale deve esse minimizatu durante a brasatura.

(2) A lega di basa di nichel di materiale di brasatura pò esse brasata cù basa d'argentu, rame puro, basa di nichel è saldatura attiva.Quandu a temperatura di travagliu di l'articulazione ùn hè micca alta, i materiali basati in argentu ponu esse usatu.Ci sò parechji tipi di saldatura basata in argentu.Per riduce u stress internu durante u riscaldamentu di brasatura, hè megliu di sceglie a saldatura cù una temperatura di fusione bassa.U flussu Fb101 pò esse usatu per a brasatura cù metalli di riempimentu di basa d'argentu.U flussu Fb102 hè utilizatu per a brasatura di precipitazione rinfurzata superalloy cù u più altu cuntenutu d'aluminiu, è hè aghjuntu 10% ~ 20% di silicatu di sodiu o flussu d'aluminiu (cum'è fb201).Quandu a temperatura di brasatura supera i 900 ℃, u flussu fb105 deve esse sceltu.

Quandu si brasa in vacuum o atmosfera protettiva, u cobre puru pò esse usatu cum'è metallo di riempimentu di brasatura.A temperatura di brasatura hè di 1100 ~ 1150 ℃, è l'articulazione ùn pruducerà cracking di stress, ma a temperatura di travagliu ùn deve micca più di 400 ℃.

U metallu di riempimentu di brasatura di basa di nichel hè u metallu di riempimentu di brasatura più comunmente utilizatu in Superalloys per via di a so bona prestazione à alta temperatura è senza cracking di stress durante a brasatura.L'elementi di lega principali in a saldatura di basa di nichel sò Cr, Si, B, è una piccula quantità di saldatura cuntene ancu Fe, W, etc. Comparatu cù ni-cr-si-b, b-ni68crwb brassing filler metal pò riduce l'infiltrazione intergranular. di B in u metallu di base è cresce l'intervallu di temperatura di fusione.Il s'agit d'un métal d'apport de brasage pour braser des pièces de travail à haute température et des pales de turbine.In ogni casu, a fluidità di a saldatura chì cuntene W diventa peggiu è a gap joint hè difficiule di cuntrullà.

U metallu di riempimentu di brasatura di diffusione attiva ùn cuntene l'elementu Si è hà una excelente resistenza à l'ossidazione è a resistenza di vulcanizazione.A temperatura di brasatura pò esse sceltu da 1150 ℃ à 1218 ℃ secondu u tipu di saldatura.Dopu à brazing, u joint brazed cù u listessu pruprietà cum'è u metallu basi pò esse ottinutu dopu à 1066 ℃ trattamentu diffusion.

(3) A lega di basa di nichel di prucessu di brasatura pò aduttà a brasatura in u fornu di l'atmosfera protettiva, a brasatura à vacuum è a cunnessione di fase liquida transitoria.Prima di a brasatura, a superficia deve esse sgrassata è l'ossidu sguassatu da a lucidatura di carta vetrata, lucidatura di rota di feltro, scrubbing à l'acetone è pulizia chimica.Quandu selezziunate i paràmetri di u prucessu di brasatura, deve esse nutatu chì a temperatura di riscaldamentu ùn deve esse troppu altu è u tempu di brasatura deve esse cortu per evità una forte reazzione chimica trà u flussu è u metale base.Per prevene chì u metale di basa da cracke, e parti trattate à friddu deve esse alleviate da stress prima di saldatura, è u riscaldamentu di saldatura deve esse u più uniforme pussibule.Per i superalloys rinfurzati da a precipitazione, i pezzi sò sottumessi à u trattamentu di suluzione solidu prima, poi brasati à una temperatura ligeramente più altu ch'è u trattamentu di rinfurzà di l'invecchiamentu, è infine u trattamentu di l'invecchiamento.

1) Brazing in furnace in atmosfera protettiva Brazing in furnace in atmosfera protettiva richiede una alta purità di gas protettivu.Per i superligamenti cù w (AL) è w (TI) menu di 0,5%, u puntu di rugiada deve esse più bassu di -54 ℃ quandu si usa l'idrogenu o l'argon.Quandu u cuntenutu di Al è Ti aumenta, a superficia di l'aliaghja s'ossida ancu quandu si riscalda.E seguenti misure devenu esse pigliate;Aghjunghjite una piccula quantità di flussu (cum'è fb105) è sguassate a film d'oxidu cù flussu;0,025 ~ 0,038 mm di grossu rivestimentu hè placcatu nantu à a superficia di e parti;Spray the solder in a superficia di u materiale per esse brazed in anticipu;Aghjunghjite una piccula quantità di flussu di gasu, cum'è trifluorur di boru.

2) Vacuum brazing vacuum brazing hè largamente utilizatu per ottene un megliu effettu di prutezzione è a qualità di brasatura.Vede a tavula 15 per e proprietà meccaniche di i giunti superalliati tipici di basa di nichel.Per superalloys cù w (AL) è w (TI) menu di 4%, hè megliu electroplate una strata di 0,01 ~ 0,015 mm di nichel nantu à a superficia, ancu s'è l'umidificazione di a saldatura pò esse assicurata senza pretrattamentu speciale.Quandu w (AL) è w (TI) supera u 4%, u spessore di u nichel hè 0,020,03 mm.Un revestimentu troppu magre ùn hà micca effettu protettivu, è un revestimentu troppu grossu riduce a forza di l'articulazione.I pezzi per esse saldati ponu ancu esse posti in a scatula per a brasatura in vacuum.A scatula deve esse piena di getter.Per esempiu, Zr assorbe u gasu à alta temperatura, chì pò furmà un vacuum locale in a scatula, impediscendu cusì l'ossidazione di a superficia di l'alia.

Tabella 15 proprietà meccaniche di Joint Brazed Vacuum di superligamenti tipici di basa di nichel

A microstruttura è a forza di u brazed joint di Superalloy cancianu cù u brazing gap, è u trattamentu diffusione dopu brazing hà da cresce ancu u valore massimu permissibile di u gap joint.Pigliendu Inconel alloy cum'è un esempiu, u gap massimu di Inconel joint brazed cù b-ni82crsib pò ghjunghje sin'à 90um dopu trattamentu diffusion à 1000 ℃ per 1H;Tuttavia, per i articuli brazed cù b-ni71crsib, u gap massimu hè di circa 50um dopu u trattamentu di diffusione à 1000 ℃ per 1H.

3) A cunnessione transitoria in fase liquida a cunnessione transitoria in fase liquida usa a lega interlayer (circa 2,5 ~ 100um di spessore) chì u puntu di fusione hè più bassu di u metallu di basa cum'è u metallu di riempimentu.Sottu una piccula pressione (0 ~ 0.007mpa) è una temperatura appropritata (1100 ~ 1250 ℃), u materiale interlayer si fonde prima è umidificate u metale base.A causa di a diffusione rapida di l'elementi, a solidificazione isotermica si trova à l'articulazione per furmà l'articulazione.Stu metudu reduce assai i requisiti di currispundenza di a superficia di u metale base è riduce a pressione di saldatura.I paràmetri principali di a cunnessione di a fase liquida transitoria sò a pressione, a temperatura, u tempu di mantene è a cumpusizioni di l'interlayer.Applicà menu pressione per mantene a superficia di accoppiamentu di a saldatura in bonu cuntattu.A temperatura è u tempu di riscaldamentu anu un grande impattu nantu à u rendiment di l'articulazione.Se l'articulazione hè necessaria à esse forte cum'è u metallu di basa è ùn affetta micca u funziunamentu di u metale base, i paràmetri di u prucessu di cunnessione di alta temperatura (cum'è ≥ 1150 ℃) è longu tempu (cum'è 8 ~ 24h) deve esse. aduttatu;Se a qualità di cunnessione di l'articulazione hè ridutta o u metallu di basa ùn pò micca sustene a temperatura alta, una temperatura più bassa (1100 ~ 1150 ℃) è un tempu più breve (1 ~ 8h) deve esse usatu.U stratu intermedi hà da piglià a cumpusizioni di metalli base cunnessi cum'è a cumpusizioni basi, è aghjunghje elementi di rinfrescante diffirenti, cum'è B, Si, Mn, Nb, etc. Per esempiu, a cumpusizioni di l'alia Udimet hè ni-15cr-18.5co-4.3. al-3.3ti-5mo, è a cumpusizioni di a strata intermedia per a cunnessione di fase liquida transitoria hè b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Tutti questi elementi ponu riduce a temperatura di fusione di Ni Cr o Ni Cr Co alliati à u più bassu, ma l'effettu di B hè u più evidenti.Inoltre, l'alta diffusione di B pò homogeneizà rapidamente a lega interlayer è u metale base.