Суперқорытпаларды дәнекерлеу
(1) Пісіру сипаттамалары бойынша суперқорытпаларды үш санатқа бөлуге болады: никель негізі, темір негізі және кобальт негізі.Олар жақсы механикалық қасиеттерге, тотығуға төзімділікке және жоғары температурада коррозияға төзімділікке ие.Тәжірибелік өндірісте никель негізіндегі қорытпа ең көп қолданылады.
Суперқорытпада Cr көбірек болады және қыздыру кезінде бетінде жойылуы қиын Cr2O3 оксидті қабықша пайда болады.Никельді негізді суперқорытпалардың құрамында Al және Ti бар, олар қыздырғанда оңай тотығады.Сондықтан қыздыру кезінде суперқорытпалардың тотығуын болдырмау немесе азайту және оксидті қабықшаны жою дәнекерлеу кезіндегі басты мәселе болып табылады.Флюстегі бор қышқылы немесе бор қышқылы дәнекерлеу температурасында негізгі металдың коррозиясын тудыруы мүмкін болғандықтан, реакциядан кейін тұнған бор негізгі металға еніп, нәтижесінде түйіршік аралық инфильтрация болуы мүмкін.Құрамында жоғары Al және Ti бар құйылған никель негізіндегі қорытпалар үшін қыздыру кезінде қорытпа бетінде тотығуды болдырмау үшін ыстық күйдегі вакуумдық дәрежесі пісіру кезінде 10-2 ~ 10-3pa кем болмауы керек.
Ерітіндімен нығайтылған және жауын-шашынмен нығайтылған никельді негіз қорытпалары үшін балқыма элементтерінің толық еруін қамтамасыз ету үшін дәнекерлеу температурасы ерітіндімен өңдеудің қыздыру температурасына сәйкес болуы керек.Пісіру температурасы тым төмен, ал қорытпа элементтерін толығымен еріту мүмкін емес;Егер дәнекерлеу температурасы тым жоғары болса, негізгі металл түйіршіктері өседі, ал материал қасиеттері термиялық өңдеуден кейін де қалпына келтірілмейді.Құйма негізіндегі қорытпалардың қатты ерітінді температурасы жоғары, ол әдетте тым жоғары дәнекерлеу температурасына байланысты материал қасиеттеріне әсер етпейді.
Кейбір никель негізіндегі суперқорытпалар, әсіресе жауын-шашынмен күшейтілген қорытпалар кернеулі крекингке бейім.Пісіру алдында процесте пайда болған кернеуді толығымен алып тастау керек, ал дәнекерлеу кезінде термиялық кернеуді азайту керек.
(2) Пісіру материалының никель негізіндегі қорытпасын күміс негізбен, таза мыспен, никель негізімен және белсенді дәнекерлеумен дәнекерлеуге болады.Қосылыстың жұмыс температурасы жоғары болмаса, күміс негізіндегі материалдарды пайдалануға болады.Күміс негізіндегі дәнекерлеуіштердің көптеген түрлері бар.Пісіру кезіндегі ішкі кернеуді азайту үшін балқу температурасы төмен дәнекерленген дәнекерлеуді таңдаған дұрыс.Fb101 флюсін күміс негізді толтырғыш металмен пісіру үшін пайдалануға болады.Fb102 ағыны ең жоғары алюминий мөлшері бар тұнбамен күшейтілген суперқорытпаны дәнекерлеу үшін пайдаланылады және 10% ~ 20% натрий силикат немесе алюминий ағыны (мысалы, fb201) қосылады.Пісіру температурасы 900 ℃-ден асқанда, fb105 ағыны таңдалуы керек.
Вакуумда немесе қорғаныс атмосферасында дәнекерлеу кезінде таза мыс дәнекерлеуші метал ретінде пайдаланылуы мүмкін.Пісіру температурасы 1100 ~ 1150 ℃, ал буын кернеулі крекинг жасамайды, бірақ жұмыс температурасы 400 ℃ аспауы керек.
Никель негізіндегі дәнекерлеуші толтырғыш метал - бұл жоғары температуралық өнімділікке және дәнекерлеу кезінде кернеулі крекингке жол бермейтіндіктен, суперқорытпаларда ең жиі қолданылатын дәнекерлеуге арналған толтырғыш металл.Никель негізіндегі дәнекерлеуіште негізгі қорытпа элементтері Cr, Si, B болып табылады және дәнекерлеудің аз мөлшері сонымен қатар Fe, W және т.б. бар. В-ның негізгі металға еніп, балқу температурасының аралығын жоғарылатады.Бұл жоғары температурада жұмыс істейтін бөлшектер мен турбиналық қалақтарды дәнекерлеуге арналған дәнекерлеуші толтырғыш металл.Дегенмен, құрамында W бар дәнекерлеудің өтімділігі нашарлайды және қосылыс аралығын бақылау қиын.
Белсенді диффузиялық дәнекерлеуші толтырғыш металл құрамында Si элементі жоқ және тамаша тотығуға және вулканизацияға төзімділікке ие.Пісіру температурасын дәнекерлеу түріне сәйкес 1150 ℃-ден 1218 ℃ дейін таңдауға болады.Пісіруден кейін негізгі металмен бірдей қасиеттерге ие дәнекерленген қосылысты 1066 ℃ диффузиялық өңдеуден кейін алуға болады.
(3) Пісіру процесі никель негізіндегі қорытпа қорғаныш атмосфералық пеште, вакуумды дәнекерлеуде және өтпелі сұйық фазалық қосылымда дәнекерлеуді қабылдай алады.Пісіру алдында бетті майсыздандыру және оксидті тегістеу қағазымен жылтырату, киіз дөңгелегін жылтырату, ацетонды сүрту және химиялық тазалау арқылы тазалау керек.Пісіру процесінің параметрлерін таңдағанда, флюс пен негізгі металл арасында күшті химиялық реакцияны болдырмау үшін қыздыру температурасы тым жоғары болмауы керек және дәнекерлеу уақыты қысқа болуы керек екенін ескеру қажет.Негізгі металдың жарылуын болдырмау үшін, суық өңделген бөлшектер дәнекерлеу алдында кернеуден босатылуы керек, ал дәнекерлеуді қыздыру мүмкіндігінше біркелкі болуы керек.Тұндырумен күшейтілген суперқорытпалар үшін бөлшектер алдымен қатты ерітіндімен өңделуі керек, содан кейін қартаюды күшейтетін өңдеуден сәл жоғарырақ температурада дәнекерленген және ең соңында қартаюмен өңделуі керек.
1) Қорғаныш атмосфералық пеште пісіру қорғаныс атмосфералық пеште пісіру қорғаныс газының жоғары тазалығын талап етеді.w (AL) және w (TI) 0,5%-дан аз суперқорытпалар үшін сутегі немесе аргон пайдаланылған кезде шық нүктесі -54 ℃ төмен болуы керек.Al және Ti мөлшері жоғарылағанда, қыздырылған кезде қорытпа беті әлі де тотығады.Келесі шараларды қабылдау қажет;Флюстің аз мөлшерін қосыңыз (мысалы, fb105) және оксидті пленканы флюспен алып тастаңыз;Бөлшектердің бетіне қалыңдығы 0,025 ~ 0,038 мм жабын төселеді;Алдын ала дәнекерленген материалдың бетіне дәнекерлеуді шашыратыңыз;Газ ағынының аз мөлшерін қосыңыз, мысалы, бор трифториді.
2) Вакуумды дәнекерлеу вакуумды дәнекерлеу жақсы қорғаныс әсері мен дәнекерлеу сапасын алу үшін кеңінен қолданылады.Типтік никель негізіндегі суперқорытпа қосылыстарының механикалық қасиеттерін 15 кестеден қараңыз.w (AL) және w (TI) 4%-дан аз суперқорытпалар үшін дәнекерлеудің сулануын арнайы алдын ала өңдеусіз қамтамасыз етуге болады, дегенмен бетіне 0,01 ~ 0,015 мм никель қабатын электроплатканы жақсы.w (AL) және w (TI) 4% асқан кезде никель жабынының қалыңдығы 0,020,03 мм болуы керек.Тым жұқа жабынның қорғаныс әсері жоқ, ал тым қалың жабын қосылыстың беріктігін төмендетеді.Дәнекерленетін бөлшектерді вакуумды дәнекерлеуге арналған қорапқа да салуға болады.Қорапты алушымен толтыру керек.Мысалы, Zr жоғары температурада газды сіңіреді, бұл қорапта жергілікті вакуумды құра алады, осылайша қорытпа бетінің тотығуын болдырмайды.
Кесте 15 Типтік никель негізіндегі суперқорытпалардың вакуумды дәнекерленген қосылыстарының механикалық қасиеттері
Суперқорытпаның дәнекерленген қосылысының микроқұрылымы мен беріктігі дәнекерлеу саңылауымен өзгереді, ал дәнекерлеуден кейінгі диффузиялық өңдеу қосылыс аралығының максималды рұқсат етілген мәнін одан әрі арттырады.Мысал ретінде Inconel қорытпасын алатын болсақ, b-ni82crsib көмегімен дәнекерленген Inconel қосылысының максималды саңылауы 1H 1000 ℃ температурада диффузиялық өңдеуден кейін 90um жетуі мүмкін;Дегенмен, b-ni71crsib арқылы дәнекерленген қосылыстар үшін 1 сағат бойы 1000 ℃ температурада диффузиялық өңдеуден кейін максималды саңылау шамамен 50 мм құрайды.
3) Өтпелі сұйық фазалық қосылым өтпелі сұйық фазалық қосылым толтырғыш металл ретінде балқу температурасы негізгі металдан төмен болатын қабатаралық қорытпаны (қалыңдығы шамамен 2,5 ~ 100 мм) пайдаланады.Кішкене қысымда (0 ~ 0,007 мпа) және тиісті температурада (1100 ~ 1250 ℃) қабат аралық материал алдымен негізгі металды ерітеді және ылғалдандырады.Элементтердің тез таралуына байланысты қосылыс түзетін жерде изотермиялық қатаю жүреді.Бұл әдіс негізгі металл бетінің сәйкестік талаптарын айтарлықтай төмендетеді және дәнекерлеу қысымын төмендетеді.Өтпелі сұйық фазалық қосылудың негізгі параметрлері қысым, температура, ұстау уақыты және қабат аралық құрамы болып табылады.Дәнекерлеудің түйісетін бетін жақсы байланыста ұстау үшін азырақ қысым жасаңыз.Жылыту температурасы мен уақыты қосылыстың жұмысына үлкен әсер етеді.Егер қосылыс негізгі метал сияқты берік болуы керек және негізгі металдың өнімділігіне әсер етпесе, жоғары температура (≥ 1150 ℃ сияқты) және ұзақ уақыт (мысалы, 8 ~ 24 сағ) қосылу процесінің параметрлері болуы керек. қабылданған;Егер қосылыстардың қосылу сапасы төмендесе немесе негізгі металл жоғары температураға төтеп бере алмаса, төменірек температура (1100 ~ 1150 ℃) және қысқарақ уақыт (1 ~ 8 сағ) қолданылуы керек.Аралық қабат негізгі құрам ретінде байланыстырылған негізгі металл құрамын қабылдауы керек және B, Si, Mn, Nb және т.б. сияқты әртүрлі салқындатқыш элементтерді қосуы керек. Мысалы, Udimet қорытпасының құрамы ni-15cr-18.5co-4.3. al-3,3ti-5mo, ал өтпелі сұйық фазаға қосылу үшін аралық қабаттың құрамы b-ni62,5cr15co15mo5b2,5.Осы элементтердің барлығы Ni Cr немесе Ni Cr Co қорытпаларының балқу температурасын ең төменгі деңгейге дейін төмендете алады, бірақ В әсері ең айқын.Сонымен қатар, В жоғары диффузия жылдамдығы қабат аралық қорытпа мен негізгі металды тез гомогенизациялай алады.
Жіберу уақыты: 13 маусым 2022 ж