Superqotishmalarni payvandlash
(1) Superqotishmalarning payvandlash xususiyatlari uch toifaga bo'linishi mumkin: nikel asosi, temir asosi va kobalt asosi. Ular yaxshi mexanik xususiyatlarga, yuqori haroratlarda oksidlanishga va korroziyaga chidamlilikka ega. Nikel asosli qotishma amaliy ishlab chiqarishda eng keng qo'llaniladi.
Superqotishma tarkibida ko'proq Cr mavjud va qizdirish paytida sirtda olib tashlash qiyin bo'lgan Cr2O3 oksid plyonkasi hosil bo'ladi. Nikel asosidagi superqotishmalar qizdirilganda oksidlanishi oson bo'lgan Al va Ti ni o'z ichiga oladi. Shuning uchun, qizdirish paytida superqotishmalarning oksidlanishini oldini olish yoki kamaytirish va oksid plyonkasini olib tashlash payvandlash paytida asosiy muammo hisoblanadi. Oqimdagi boraks yoki bor kislotasi payvandlash haroratida asosiy metallning korroziyasiga olib kelishi mumkinligi sababli, reaksiyadan keyin cho'kkan bor asosiy metallga kirib, donalararo infiltratsiyaga olib kelishi mumkin. Al va Ti miqdori yuqori bo'lgan quyma nikel asosidagi qotishmalar uchun, qizdirish paytida qotishma yuzasida oksidlanishning oldini olish uchun payvandlash paytida issiq holatdagi vakuum darajasi 10-2 ~ 10-3pa dan kam bo'lmasligi kerak.
Eritma bilan mustahkamlangan va cho'ktirish bilan mustahkamlangan nikel asosli qotishmalar uchun, qotishma elementlarining to'liq erishi uchun payvandlash harorati eritma bilan ishlov berishning isitish haroratiga mos kelishi kerak. Payvandlash harorati juda past va qotishma elementlari to'liq erimaydi; Agar payvandlash harorati juda yuqori bo'lsa, asosiy metall donalari o'sadi va issiqlik bilan ishlov berilgandan keyin ham material xususiyatlari tiklanmaydi. Quyma asosli qotishmalarning qattiq eritma harorati yuqori, bu odatda juda yuqori payvandlash harorati tufayli material xususiyatlariga ta'sir qilmaydi.
Ba'zi nikel asosidagi superqotishmalar, ayniqsa yog'ingarchilik bilan mustahkamlangan qotishmalar, kuchlanish yorilish tendentsiyasiga ega. Payvandlashdan oldin, jarayonda hosil bo'lgan kuchlanish to'liq olib tashlanishi va payvandlash paytida termal kuchlanish minimallashtirilishi kerak.
(2) Nikel asosidagi qotishma payvandlash materiali kumush asos, sof mis, nikel asos va faol lehim bilan payvandlanishi mumkin. Bog'lanishning ish harorati yuqori bo'lmaganda, kumush asosidagi materiallardan foydalanish mumkin. Kumush asosidagi lehimlarning ko'p turlari mavjud. Payvandlash paytida ichki stressni kamaytirish uchun past erish haroratiga ega lehimni tanlash yaxshidir. Fb101 oqimi kumush asosli plomba metall bilan payvandlash uchun ishlatilishi mumkin. Fb102 oqimi eng yuqori alyuminiy tarkibiga ega cho'kma bilan mustahkamlangan super qotishma bilan payvandlash uchun ishlatiladi va 10% ~ 20% natriy silikat yoki alyuminiy oqimi (masalan, fb201) qo'shiladi. Payvandlash harorati 900 ℃ dan oshganda, fb105 oqimi tanlanishi kerak.
Vakuumda yoki himoya atmosferasida payvandlashda sof mis payvandlash uchun plomba metall sifatida ishlatilishi mumkin. Payvandlash harorati 1100 ~ 1150 ℃ bo'lib, bo'g'im stressli yorilishni keltirib chiqarmaydi, lekin ish harorati 400 ℃ dan oshmasligi kerak.
Nikel asosidagi payvandlash plomba metalli Superqotishmalarda eng ko'p ishlatiladigan payvandlash plomba metallidir, chunki u yuqori haroratli ishlashga ega va payvandlash paytida stressli yorilish yo'q. Nikel asosidagi lehimdagi asosiy qotishma elementlari Cr, Si, B bo'lib, oz miqdordagi lehim tarkibida Fe, W va boshqalar ham mavjud. Ni-cr-si-b bilan taqqoslaganda, b-ni68crwb payvandlash plomba metalli B ning asosiy metallga donalararo infiltratsiyasini kamaytirishi va erish harorati oralig'ini oshirishi mumkin. Bu yuqori haroratli ishlaydigan qismlar va turbina pichoqlarini payvandlash uchun payvandlash plomba metallidir. Biroq, W o'z ichiga olgan lehimning suyuqligi yomonlashadi va bo'g'in bo'shlig'ini boshqarish qiyin.
Faol diffuziyali payvandlash plomba metalli Si elementini o'z ichiga olmaydi va mukammal oksidlanish va vulkanizatsiya qarshiligiga ega. Payvandlash harorati lehim turiga qarab 1150 ℃ dan 1218 ℃ gacha tanlanishi mumkin. Payvandlashdan so'ng, asosiy metall bilan bir xil xususiyatlarga ega payvandlangan birikma 1066 ℃ diffuziya bilan ishlov berilgandan so'ng olinishi mumkin.
(3) Lehimlash jarayonida nikel asosidagi qotishma himoya atmosfera pechida, vakuumli lehimlashda va vaqtinchalik suyuq fazali ulanishda lehimlashni qo'llashi mumkin. Lehimlashdan oldin, sirt yog'sizlantirilishi va zımpara bilan abrazivlash, kigiz g'ildirakni abrazivlash, aseton bilan tozalash va kimyoviy tozalash orqali oksidni olib tashlash kerak. Lehimlash jarayoni parametrlarini tanlashda, oqim va asosiy metall o'rtasida kuchli kimyoviy reaksiyaga yo'l qo'ymaslik uchun isitish harorati juda yuqori bo'lmasligi va lehimlash vaqti qisqa bo'lishi kerakligini yodda tutish kerak. Asosiy metallning yorilishining oldini olish uchun sovuq ishlov berilgan qismlar payvandlashdan oldin stressni kamaytirishi va payvandlash isitilishi iloji boricha bir xil bo'lishi kerak. Cho'kish bilan mustahkamlangan super qotishmalar uchun qismlar avval qattiq eritma bilan ishlov berilishi, so'ngra qarishni mustahkamlash ishlovidan biroz yuqori haroratda lehimlanishi va nihoyat qarishni davolash kerak.
1) Himoya atmosfera pechida payvandlash Himoya atmosfera pechida payvandlash himoya gazining yuqori tozaligini talab qiladi. w (AL) va w (TI) 0,5% dan kam bo'lgan superqotishmalar uchun vodorod yoki argon ishlatilganda shudring nuqtasi -54 ℃ dan past bo'lishi kerak. Al va Ti miqdori oshganda, qotishma yuzasi qizdirilganda ham oksidlanadi. Quyidagi choralarni ko'rish kerak; oz miqdorda flyus (masalan, fb105) qo'shing va flyusli oksid plyonkasini olib tashlang; qismlar yuzasiga 0,025 ~ 0,038 mm qalinlikdagi qoplama qo'yiladi; payvandlanadigan material yuzasiga oldindan lehim purkang; oz miqdorda gaz oqimi, masalan, bor triflorid qo'shing.
2) Vakuumli payvandlash vakuumli payvandlash yaxshiroq himoya effekti va payvandlash sifatini olish uchun keng qo'llaniladi. Odatda nikel asosidagi superqotishma bo'g'inlarining mexanik xususiyatlari uchun 15-jadvalga qarang. w (AL) va w (TI) 4% dan kam bo'lgan superqotishmalar uchun sirtga 0,01 ~ 0,015 mm nikel qatlamini elektrokaplama qilish yaxshiroqdir, garchi lehimning namlanishi maxsus oldindan ishlov bermasdan ta'minlanishi mumkin. w (AL) va w (TI) 4% dan oshganda, nikel qoplamasining qalinligi 0,020,03 mm bo'lishi kerak. Juda yupqa qoplama himoya ta'siriga ega emas va juda qalin qoplama bo'g'inning mustahkamligini pasaytiradi. Payvandlanadigan qismlarni vakuumli payvandlash uchun qutiga ham qo'yish mumkin. Quti getter bilan to'ldirilishi kerak. Masalan, Zr yuqori haroratda gazni yutadi, bu qutida mahalliy vakuum hosil qilishi mumkin, shu bilan qotishma yuzasining oksidlanishini oldini oladi.
15-jadval. Odatda nikel asosidagi superqotishmalarning vakuumli lehimli birikmalarining mexanik xususiyatlari.
Superalloy lehimlangan bo'g'imning mikro tuzilishi va mustahkamligi lehimlash oralig'i bilan o'zgaradi va lehimlashdan keyin diffuziya bilan ishlov berish bo'g'im oralig'ining maksimal ruxsat etilgan qiymatini yanada oshiradi. Inconel qotishmasini misol qilib olsak, b-ni82crsib bilan lehimlangan Inconel bo'g'imining maksimal oralig'i 1000 ℃ da 1 soat davomida diffuziya bilan ishlov berilgandan so'ng 90 um ga yetishi mumkin; Biroq, b-ni71crsib bilan lehimlangan bo'g'imlar uchun 1000 ℃ da 1 soat davomida diffuziya bilan ishlov berilgandan so'ng maksimal oralig'i taxminan 50 um ni tashkil qiladi.
3) Vaqtinchalik suyuq fazali ulanish Vaqtinchalik suyuq fazali ulanish plomba metall sifatida erish nuqtasi asosiy metalldan past bo'lgan qatlamlararo qotishmadan (taxminan 2,5 ~ 100um qalinlikda) foydalanadi. Kichik bosim (0 ~ 0,007mpa) va mos harorat (1100 ~ 1250 ℃) ostida qatlamlararo material avval asosiy metallni eritadi va namlaydi. Elementlarning tez tarqalishi tufayli bo'g'inni hosil qilish uchun bo'g'inda izotermik qattiqlashuv sodir bo'ladi. Bu usul asosiy metall yuzasining mos kelish talablarini sezilarli darajada kamaytiradi va payvandlash bosimini pasaytiradi. Vaqtinchalik suyuq fazali ulanishning asosiy parametrlari bosim, harorat, ushlab turish vaqti va qatlamlararo qatlam tarkibidir. Payvandlash joyining bir-biriga yaxshi aloqada bo'lishi uchun kamroq bosim qo'llang. Isitish harorati va vaqti bo'g'inning ishlashiga katta ta'sir ko'rsatadi. Agar bo'g'in asosiy metall kabi mustahkam bo'lishi talab qilinsa va asosiy metallning ishlashiga ta'sir qilmasa, yuqori harorat (masalan, ≥ 1150 ℃) va uzoq vaqt (masalan, 8 ~ 24 soat) ulanish jarayoni parametrlari qo'llanilishi kerak; Agar bo'g'inning ulanish sifati pasaysa yoki asosiy metall yuqori haroratga bardosh bera olmasa, pastroq harorat (1100 ~ 1150 ℃) va qisqaroq vaqt (1 ~ 8 soat) qo'llanilishi kerak. Oraliq qatlam ulangan asosiy metall tarkibini asosiy tarkib sifatida qabul qilishi va B, Si, Mn, Nb va boshqalar kabi turli xil sovutish elementlarini qo'shishi kerak. Masalan, Udimet qotishmasining tarkibi ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, vaqtinchalik suyuq fazali ulanish uchun oraliq qatlamning tarkibi esa b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Bu elementlarning barchasi NiCr yoki NiCrCo qotishmalarining erish haroratini eng past darajaga tushirishi mumkin, ammo B ning ta'siri eng aniqdir. Bundan tashqari, B ning yuqori diffuziya tezligi qatlamlararo qotishma va asosiy metallni tezda bir xillashtirishi mumkin.
Nashr vaqti: 2022-yil 13-iyun