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

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

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.


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