Pematrian Superalloys
(1) Karakteristik patri superalloy bisa dipérang dadi telung kategori: basis nikel, basis wesi lan basis kobalt. Superalloy duwé sipat mekanik sing apik, tahan oksidasi lan tahan korosi ing suhu dhuwur. Paduan basis nikel minangka sing paling akèh digunakaké ing produksi praktis.
Superalloy ngandhut luwih akeh Cr, lan film oksida Cr2O3 sing angel dicopot bakal kawangun ing permukaan nalika dipanasake. Superalloy basis nikel ngandhut Al lan Ti, sing gampang dioksidasi nalika dipanasake. Mulane, kanggo nyegah utawa nyuda oksidasi superalloy nalika dipanasake lan kanggo mbusak film oksida minangka masalah utama nalika dipatri. Amarga boraks utawa asam borat ing fluks bisa nyebabake korosi logam dasar ing suhu patri, boron sing diendapkan sawise reaksi bisa nembus menyang logam dasar, sing nyebabake infiltrasi intergranular. Kanggo paduan basis nikel cor kanthi isi Al lan Ti sing dhuwur, derajat vakum ing kahanan panas ora kurang saka 10-2 ~ 10-3pa nalika dipatri kanggo nyegah oksidasi ing permukaan paduan nalika dipanasake.
Kanggo paduan dasar nikel sing dikuatake larutan lan paduan dasar nikel sing dikuatake presipitasi, suhu patri kudu konsisten karo suhu pemanasan perawatan larutan kanggo njamin pembubaran lengkap unsur paduan. Suhu patri kurang banget, lan unsur paduan ora bisa larut kanthi lengkap; Yen suhu patri dhuwur banget, butiran logam dasar bakal tuwuh, lan sifat bahan ora bakal pulih sanajan sawise perawatan panas. Suhu larutan padat paduan dasar cor dhuwur, sing umume ora bakal mengaruhi sifat bahan amarga suhu patri sing dhuwur banget.
Sawetara superalloy basis nikel, utamane alloy sing dikuatake presipitasi, duwe kecenderungan retak tegangan. Sadurunge dipatri, tegangan sing kawangun ing proses kasebut kudu diilangi kanthi lengkap, lan tegangan termal kudu diminimalake sajrone dipatri.
(2) Bahan patri campuran nikel bisa dibrazing nganggo basis perak, tembaga murni, basis nikel, lan solder aktif. Nalika suhu kerja sambungan ora dhuwur, bahan berbasis perak bisa digunakake. Ana akeh jinis solder berbasis perak. Kanggo nyuda stres internal sajrone pemanasan patri, luwih becik milih solder kanthi suhu leleh sing endhek. Fluks Fb101 bisa digunakake kanggo patri nganggo logam pengisi basis perak. Fluks Fb102 digunakake kanggo patri superalloy sing dikuatake presipitasi kanthi kandungan aluminium paling dhuwur, lan 10% ~ 20% natrium silikat utawa fluks aluminium (kayata fb201) ditambahake. Nalika suhu patri ngluwihi 900 ℃, fluks fb105 kudu dipilih.
Nalika mematri ing atmosfer vakum utawa protèktif, tembaga murni bisa digunakaké minangka logam pengisi mematri. Suhu mematri yaiku 1100 ~ 1150 ℃, lan sambungan kasebut ora bakal ngasilake retakan stres, nanging suhu kerja ora kena ngluwihi 400 ℃.
Logam pengisi brazing basis nikel minangka logam pengisi brazing sing paling umum digunakake ing Superalloys amarga kinerja suhu dhuwur sing apik lan ora ana retakan stres nalika brazing. Unsur paduan utama ing solder basis nikel yaiku Cr, Si, B, lan sithik solder uga ngandhut Fe, W, lan liya-liyane. Dibandhingake karo ni-cr-si-b, logam pengisi brazing b-ni68crwb bisa nyuda infiltrasi intergranular B menyang logam dasar lan nambah interval suhu leleh. Iki minangka logam pengisi brazing kanggo brazing bagean kerja suhu dhuwur lan bilah turbin. Nanging, fluiditas solder sing ngemot W dadi luwih elek lan celah sambungan angel dikendhaleni.
Logam pengisi brazing difusi aktif ora ngandhut unsur Si lan nduweni resistensi oksidasi lan resistensi vulkanisasi sing apik banget. Suhu brazing bisa dipilih saka 1150 ℃ nganti 1218 ℃ miturut jinis solder. Sawise brazing, sambungan brazing kanthi sifat sing padha karo logam dasar bisa dipikolehi sawise perawatan difusi 1066 ℃.
(3) Proses brazing paduan dasar nikel bisa nggunakake brazing ing tungku atmosfer protèktif, brazing vakum, lan sambungan fase cair transien. Sadurunge brazing, permukaan kudu dikurangi lemak lan oksida diilangi kanthi polesan amplas, polesan roda felt, scrubbing aseton, lan pembersihan kimia. Nalika milih parameter proses brazing, kudu dicathet yen suhu pemanasan ora kena dhuwur banget lan wektu brazing kudu cendhak kanggo nyegah reaksi kimia sing kuwat antarane fluks lan logam dasar. Kanggo nyegah logam dasar retak, bagean sing diproses adhem kudu diilangi stres sadurunge dilas, lan pemanasan las kudu seragam sabisa-bisa. Kanggo superalloy sing dikuatake presipitasi, bagean kasebut kudu diolah nganggo larutan padat dhisik, banjur dibrazing ing suhu sing rada luwih dhuwur tinimbang perawatan penguatan penuaan, lan pungkasane perawatan penuaan.
1) Pematrian ing tungku atmosfer protèktif. Pematrian ing tungku atmosfer protèktif mbutuhake gas pelindung sing kemurniané dhuwur. Kanggo superalloy kanthi w (AL) lan w (TI) kurang saka 0,5%, titik embun kudu luwih murah tinimbang -54 ℃ nalika hidrogen utawa argon digunakake. Nalika kandungan Al lan Ti mundhak, permukaan paduan isih bakal oksidasi nalika dipanasake. Langkah-langkah ing ngisor iki kudu ditindakake; Tambahake fluks sithik (kayata fb105) lan copot film oksida nganggo fluks; lapisan kandel 0,025 ~ 0,038mm dilapisi ing permukaan bagean; Semprotake solder ing permukaan bahan sing bakal dipatri luwih dhisik; Tambahake fluks gas sithik, kayata boron trifluorida.
2) Brazing vakum Brazing vakum digunakake sacara wiyar kanggo entuk efek perlindungan lan kualitas brazing sing luwih apik. Deleng tabel 15 kanggo sifat mekanik sambungan superalloy basis nikel sing khas. Kanggo superalloy kanthi w (AL) lan w (TI) kurang saka 4%, luwih becik dilapisi lapisan nikel 0,01 ~ 0,015mm ing permukaan, sanajan pembasahan solder bisa dipastikake tanpa perawatan awal khusus. Nalika w (AL) lan w (TI) ngluwihi 4%, kekandelan lapisan nikel kudu 0,020,03mm. Lapisan sing tipis banget ora duwe efek protèktif, lan lapisan sing kandel banget bakal nyuda kekuatan sambungan. Bagean sing bakal dilas uga bisa diselehake ing kothak kanggo brazing vakum. Kothak kasebut kudu diisi getter. Contone, Zr nyerep gas ing suhu dhuwur, sing bisa mbentuk vakum lokal ing kothak, saengga nyegah oksidasi permukaan paduan.
Tabel 15 sifat mekanik sambungan brazing vakum saka superalloy basis nikel khas
Mikrostruktur lan kekuwatan sambungan brazing Superalloy owah karo celah brazing, lan perawatan difusi sawise brazing bakal nambah nilai maksimal sing diidinake saka celah sambungan. Njupuk paduan Inconel minangka conto, celah maksimal sambungan Inconel sing dibrazing nganggo b-ni82crsib bisa tekan 90um sawise perawatan difusi ing 1000 ℃ sajrone 1H; Nanging, kanggo sambungan sing dibrazing nganggo b-ni71crsib, celah maksimal yaiku udakara 50um sawise perawatan difusi ing 1000 ℃ sajrone 1H.
3) Sambungan fase cair sementara Sambungan fase cair sementara nggunakake paduan antar lapisan (ketebalan kira-kira 2,5 ~ 100um) sing titik leleh luwih murah tinimbang logam dasar minangka logam pengisi. Ing tekanan cilik (0 ~ 0,007mpa) lan suhu sing cocog (1100 ~ 1250 ℃), bahan antar lapisan pisanan leleh lan lembabake logam dasar. Amarga difusi unsur sing cepet, solidifikasi isotermal kedadeyan ing sambungan kanggo mbentuk sambungan. Cara iki nyuda banget syarat cocog permukaan logam dasar lan nyuda tekanan pengelasan. Parameter utama sambungan fase cair sementara yaiku tekanan, suhu, wektu penahanan lan komposisi antar lapisan. Terapke tekanan sing luwih sithik kanggo njaga permukaan kawin las tetep kontak kanthi apik. Suhu lan wektu pemanasan duwe pengaruh gedhe marang kinerja sambungan. Yen sambungan kudu kuwat kaya logam dasar lan ora mengaruhi kinerja logam dasar, parameter proses sambungan suhu dhuwur (kayata ≥ 1150 ℃) lan wektu sing suwe (kayata 8 ~ 24 jam) kudu diadopsi; Yen kualitas sambungan mudhun utawa logam dasar ora tahan suhu dhuwur, suhu sing luwih murah (1100 ~ 1150 ℃) lan wektu sing luwih cendhek (1 ~ 8 jam) kudu digunakake. Lapisan antara kudu njupuk komposisi logam dasar sing disambungake minangka komposisi dhasar, lan nambah unsur pendingin sing beda, kayata B, Si, Mn, Nb, lan liya-liyane. Contone, komposisi paduan Udimet yaiku ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, lan komposisi lapisan antara kanggo sambungan fase cair sementara yaiku b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Kabeh unsur iki bisa nyuda suhu leleh paduan Ni Cr utawa Ni Cr Co nganti paling endhek, nanging efek B paling jelas. Kajaba iku, tingkat difusi B sing dhuwur bisa kanthi cepet nghomogenake paduan antar lapisan lan logam dasar.
Wektu kiriman: 13 Juni 2022