Super ərintilərin lehimlənməsi

Super ərintilərin lehimlənməsi

(1) Lehimləmə xüsusiyyətlərinə görə super ərintilər üç kateqoriyaya bölünə bilər: nikel əsası, dəmir əsası və kobalt bazası.Onlar yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə, oksidləşmə müqavimətinə və yüksək temperaturda korroziyaya davamlılığa malikdirlər.Nikel əsaslı ərintisi praktik istehsalda ən çox istifadə olunur.

Super ərinti daha çox Cr ehtiva edir və qızdırılan zaman səthdə çıxarılması çətin olan Cr2O3 oksid filmi əmələ gəlir.Nikel əsaslı super ərintilər qızdırıldıqda asanlıqla oksidləşən Al və Ti ehtiva edir.Buna görə də, qızdırma zamanı super ərintilərin oksidləşməsinin qarşısını almaq və ya azaltmaq və oksid filmini çıxarmaq lehimləmə zamanı əsas problemdir.Flusun tərkibindəki boraks və ya bor turşusu lehimləmə temperaturunda əsas metalın korroziyasına səbəb ola biləcəyi üçün reaksiyadan sonra çökən bor əsas metala nüfuz edə bilər və nəticədə dənəvərlərarası infiltrasiya yaranır.Yüksək Al və Ti tərkibli tökmə nikel əsaslı ərintilər üçün qızdırma zamanı ərinti səthində oksidləşmənin qarşısını almaq üçün isti vəziyyətdə olan vakuum dərəcəsi lehimləmə zamanı 10-2 ~ 10-3pa-dan az olmamalıdır.

Həll gücləndirilmiş və yağıntı ilə gücləndirilmiş nikel əsas ərintiləri üçün lehimləmə temperaturu ərinti elementlərinin tam həllini təmin etmək üçün məhlul müalicəsinin istilik temperaturu ilə uyğun olmalıdır.Lehimləmə temperaturu çox aşağıdır və ərinti elementləri tamamilə həll edilə bilməz;Lehimləmə temperaturu çox yüksək olarsa, əsas metal taxıl böyüyəcək və istilik müalicəsindən sonra da material xüsusiyyətləri bərpa edilməyəcəkdir.Tökmə əsas ərintilərinin bərk məhlul temperaturu yüksəkdir, bu, ümumiyyətlə çox yüksək lehimləmə temperaturu səbəbindən material xüsusiyyətlərinə təsir göstərməyəcəkdir.

Bəzi nikel əsaslı super ərintilər, xüsusilə yağışla gücləndirilmiş ərintilər, gərginlik krekinqinə meyllidir.Lehimləmədən əvvəl prosesdə əmələ gələn gərginlik tam aradan qaldırılmalı, lehimləmə zamanı isə istilik gərginliyi minimuma endirilməlidir.

(2) Lehimləmə materialı nikel əsaslı ərintisi gümüş baza, saf mis, nikel bazası və aktiv lehimlə lehimlənə bilər.Birləşmənin işləmə temperaturu yüksək olmadıqda, gümüş əsaslı materiallardan istifadə edilə bilər.Gümüş əsaslı lehimlərin bir çox növləri var.Lehimləmə qızdırması zamanı daxili gərginliyi azaltmaq üçün aşağı ərimə temperaturu olan lehim seçmək yaxşıdır.Fb101 axını gümüş əsas doldurucu metal ilə lehimləmə üçün istifadə edilə bilər.Fb102 axını ən yüksək alüminium tərkibli yağıntı ilə gücləndirilmiş super ərinti lehimləmək üçün istifadə olunur və 10% ~ 20% natrium silikat və ya alüminium axını (fb201 kimi) əlavə edilir.Lehimləmə temperaturu 900 ℃-dən çox olduqda, fb105 axını seçilməlidir.

Vakuumda və ya qoruyucu atmosferdə lehimləmə zamanı saf mis lehimləmə doldurucu metal kimi istifadə edilə bilər.Lehimləmə temperaturu 1100 ~ 1150 ℃-dir və birləşmə gərginlik çatlaması yaratmayacaq, lakin iş temperaturu 400 ℃-dən çox olmamalıdır.

Nikel əsaslı lehimləmə doldurucu metal, yaxşı yüksək temperatur performansına və lehimləmə zamanı heç bir stress çatlamamasına görə Super ərintilərdə ən çox istifadə olunan lehimləmə doldurucu metaldır.Nikel əsaslı lehimdə əsas ərinti elementləri Cr, Si, B və az miqdarda lehim də Fe, W və s. ehtiva edir. Ni-cr-si-b ilə müqayisədə, b-ni68crwb lehimləmə doldurucu metal intergranular infiltrasiyanı azalda bilər. B-ni əsas metala daxil edin və ərimə temperaturu intervalını artırın.Yüksək temperaturda işləyən hissələrin və turbin bıçaqlarının lehimlənməsi üçün lehimləmə doldurucu metaldır.Bununla belə, W tərkibli lehimin axıcılığı pisləşir və birgə boşluğu idarə etmək çətindir.

Aktiv diffuziya lehimləmə doldurucu metal Si elementini ehtiva etmir və əla oksidləşmə və vulkanizasiya müqavimətinə malikdir.Lehimləmə temperaturu lehim növünə görə 1150 ℃ ilə 1218 ℃ arasında seçilə bilər.Lehimləmədən sonra əsas metal ilə eyni xüsusiyyətlərə malik lehimli birləşmə 1066 ℃ diffuziya müalicəsindən sonra əldə edilə bilər.

(3) Lehimləmə prosesi nikel əsaslı ərintisi qoruyucu atmosfer sobasında, vakuum lehimləmə və keçici maye faza əlaqəsində lehimləməni qəbul edə bilər.Lehimləmədən əvvəl səth yağdan təmizlənməlidir və oksidi zımpara ilə cilalamaq, keçə çarxı cilalamaq, asetonla təmizləmək və kimyəvi təmizləmə ilə təmizləmək lazımdır.Lehimləmə prosesinin parametrlərini seçərkən qeyd etmək lazımdır ki, axın və əsas metal arasında güclü kimyəvi reaksiyanın qarşısını almaq üçün qızdırma temperaturu çox yüksək olmamalıdır və lehimləmə müddəti qısa olmalıdır.Əsas metalın çatlamasının qarşısını almaq üçün soyuq emal edilmiş hissələr qaynaqdan əvvəl gərginlikdən azad edilməli və qaynağın istiləşməsi mümkün qədər vahid olmalıdır.Yağışla gücləndirilmiş super ərintilər üçün hissələr əvvəlcə bərk məhlulla müalicə edilməli, sonra yaşlanma gücləndirici müalicədən bir qədər yüksək temperaturda lehimlənməlidir və nəhayət, qocalma ilə müalicə edilməlidir.

1) Qoruyucu atmosfer sobasında lehimləmə Qoruyucu atmosfer sobasında lehimləmə qoruyucu qazın yüksək təmizliyini tələb edir.w (AL) və w (TI) 0,5%-dən az olan super ərintilər üçün hidrogen və ya arqon istifadə edildikdə şeh nöqtəsi -54 ℃-dən aşağı olmalıdır.Al və Ti miqdarı artdıqda, ərinti səthi qızdırıldığında hələ də oksidləşir.Aşağıdakı tədbirlər görülməlidir;Az miqdarda flux əlavə edin (məsələn, fb105) və oksid filmini flux ilə çıxarın;hissələrin səthinə 0,025 ~ 0,038 mm qalınlığında örtük vurulur;Lehimi əvvəlcədən lehimlənəcək materialın səthinə püskürtün;Bor triflorid kimi az miqdarda qaz axını əlavə edin.

2) Vakuum lehimləmə vakuum lehimləmə daha yaxşı qorunma effekti və lehimləmə keyfiyyəti əldə etmək üçün geniş istifadə olunur.Tipik nikel əsaslı super ərinti birləşmələrinin mexaniki xüsusiyyətləri üçün cədvəl 15-ə baxın.w (AL) və w (TI) 4% -dən az olan super ərintilər üçün səthə 0,01 ~ 0,015 mm nikel qatını elektrolizlə vurmaq daha yaxşıdır, baxmayaraq ki, lehimin islanması xüsusi əvvəlcədən müalicə olmadan təmin edilə bilər.w (AL) və w (TI) 4%-dən çox olduqda, nikel örtüyünün qalınlığı 0,020,03 mm olmalıdır.Çox nazik örtük heç bir qoruyucu təsir göstərmir və çox qalın örtük birləşmənin gücünü azaldır.Qaynaq ediləcək hissələr də vakuum lehimləmə üçün qutuya yerləşdirilə bilər.Qutu alıcı ilə doldurulmalıdır.Məsələn, Zr yüksək temperaturda qazı udur, bu da qutuda yerli vakuum yarada bilər, beləliklə, ərinti səthinin oksidləşməsinin qarşısını alır.

Cədvəl 15 Tipik nikel əsaslı super ərintilərin vakuum lehimli birləşmələrinin mexaniki xüsusiyyətləri

Superalloy-un lehimli birləşməsinin mikro strukturu və gücü lehimləmə boşluğu ilə dəyişir və lehimləmədən sonra diffuziya müalicəsi birləşmə boşluğunun icazə verilən maksimum dəyərini daha da artıracaqdır.Nümunə olaraq Inconel ərintisini götürsək, b-ni82crsib ilə lehimlənmiş Inconel birləşməsinin maksimum boşluğu 1H üçün 1000 ℃ temperaturda diffuziya müalicəsindən sonra 90um-a çata bilər;Bununla belə, b-ni71crsib ilə lehimli birləşmələr üçün 1 saat ərzində 1000 ℃ temperaturda diffuziya müalicəsindən sonra maksimum boşluq təxminən 50um təşkil edir.

3) Keçici maye faza əlaqəsi keçici maye faza əlaqəsi doldurucu metal kimi ərimə nöqtəsi əsas metaldan aşağı olan təbəqələrarası ərintidən (təxminən 2,5 ~ 100 um qalınlığında) istifadə edir.Kiçik bir təzyiq (0 ~ 0,007mpa) və uyğun bir temperatur (1100 ~ 1250 ℃) altında təbəqələrarası material əvvəlcə əriyir və əsas metalı nəmləndirir.Elementlərin sürətli diffuziyasına görə birləşməni meydana gətirmək üçün birləşmədə izotermik bərkimə baş verir.Bu üsul əsas metal səthinin uyğun tələblərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və qaynaq təzyiqini azaldır.Keçici maye fazalı birləşmənin əsas parametrləri təzyiq, temperatur, saxlama müddəti və interlayerin tərkibidir.Qaynaq yerinin birləşən səthini yaxşı təmasda saxlamaq üçün daha az təzyiq tətbiq edin.İstilik temperaturu və vaxtı birləşmənin işinə böyük təsir göstərir.Birləşmənin əsas metal qədər möhkəm olması tələb olunursa və əsas metalın işinə təsir etmirsə, yüksək temperatur (≥ 1150 ℃ kimi) və uzun müddət (məsələn, 8 ~ 24 saat) qoşulma prosesi parametrləri olmalıdır. qəbul edilmiş;Birləşmənin əlaqə keyfiyyəti aşağı düşərsə və ya əsas metal yüksək temperatura tab gətirə bilmirsə, daha aşağı temperatur (1100 ~ 1150 ℃) və daha qısa müddət (1 ~ 8 saat) istifadə edilməlidir.Aralıq təbəqə birləşdirilmiş əsas metal tərkibini əsas kompozisiya kimi qəbul etməli və B, Si, Mn, Nb və s. kimi müxtəlif soyuducu elementləri əlavə etməlidir. Məsələn, Udimet xəlitəsinin tərkibi ni-15cr-18.5co-4.3-dir. al-3.3ti-5mo və keçici maye faza əlaqəsi üçün ara qatın tərkibi b-ni62.5cr15co15mo5b2.5-dir.Bütün bu elementlər Ni Cr və ya Ni Cr Co ərintilərinin ərimə temperaturunu ən aşağı səviyyəyə endirə bilər, lakin B-nin təsiri ən açıqdır.Bundan əlavə, B-nin yüksək diffuziya dərəcəsi interlayer ərintisi və əsas metalı sürətlə homojenləşdirə bilər.