სუპერშენადნობების შედუღება

სუპერშენადნობების შედუღება

(1) ბრაზინგის მახასიათებლები სუპერშენადნობები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად: ნიკელის ბაზა, რკინის ბაზა და კობალტის ბაზა.მათ აქვთ კარგი მექანიკური თვისებები, ჟანგვის წინააღმდეგობა და კოროზიის წინააღმდეგობა მაღალ ტემპერატურაზე.ნიკელის ბაზის შენადნობი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება პრაქტიკულ წარმოებაში.

სუპერშენადნობი შეიცავს მეტ Cr-ს, ხოლო გაცხელებისას ზედაპირზე წარმოიქმნება Cr2O3 ოქსიდის ფილმი, რომლის ამოღება ძნელია.ნიკელის ბაზის სუპერშენადნობები შეიცავს Al და Ti, რომლებიც ადვილად იჟანგება გაცხელებისას.ამიტომ, გაცხელებისას სუპერშენადნობების დაჟანგვის თავიდან აცილება ან შემცირება და ოქსიდის ფირის ამოღება მთავარი პრობლემაა შედუღების დროს.ვინაიდან ნაკადში ბორაქსმა ან ბორის მჟავამ შეიძლება გამოიწვიოს ძირითადი ლითონის კოროზია შედუღების ტემპერატურაზე, რეაქციის შემდეგ ნალექი ბორი შეიძლება შეაღწიოს ძირითად ლითონში, რის შედეგადაც ხდება მარცვლოვანი ინფილტრაცია.თუჯის ნიკელის ფუძის შენადნობებისთვის, მაღალი Al და Ti შემცველობით, ვაკუუმის ხარისხი ცხელ მდგომარეობაში არ უნდა იყოს არანაკლებ 10-2 ~ 10-3 pa შედუღების დროს, რათა თავიდან იქნას აცილებული შენადნობის ზედაპირზე დაჟანგვა გათბობის დროს.

ხსნარებით გამაგრებული და ნალექებით გაძლიერებული ნიკელის ბაზის შენადნობებისთვის, შედუღების ტემპერატურა უნდა შეესაბამებოდეს ხსნარის დამუშავების გათბობის ტემპერატურას, რათა უზრუნველყოს შენადნობის ელემენტების სრული დაშლა.შედუღების ტემპერატურა ძალიან დაბალია და შენადნობის ელემენტების სრულად დაშლა შეუძლებელია;თუ შედუღების ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ძირითადი ლითონის მარცვალი გაიზრდება და მატერიალური თვისებები არ აღდგება თერმული დამუშავების შემდეგაც კი.ჩამოსხმული ფუძის შენადნობების მყარი ხსნარის ტემპერატურა მაღალია, რაც, როგორც წესი, არ იმოქმედებს მასალის თვისებებზე შედუღების ძალიან მაღალი ტემპერატურის გამო.

ზოგიერთი ნიკელის ფუძის სუპერშენადნობები, განსაკუთრებით ნალექით გაძლიერებული შენადნობები, აქვთ სტრესული კრეფის ტენდენცია.შედუღებამდე პროცესის დროს წარმოქმნილი დაძაბულობა სრულად უნდა მოიხსნას, ხოლო თერმული სტრესის მინიმუმამდე დაყვანა უნდა მოხდეს შედუღებისას.

(2) შედუღების მასალის ნიკელის ბაზის შენადნობი შეიძლება შედუღდეს ვერცხლის ფუძით, სუფთა სპილენძით, ნიკელის ფუძით და აქტიური შედუღებით.როდესაც სახსრის სამუშაო ტემპერატურა არ არის მაღალი, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვერცხლის დაფუძნებული მასალები.ვერცხლის დაფუძნებული ჯაგრისების მრავალი სახეობა არსებობს.იმისათვის, რომ შემცირდეს შიდა სტრესი ბრაზით გათბობის დროს, უმჯობესია აირჩიოთ შედუღება დაბალი დნობის ტემპერატურით.Fb101 flux შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვერცხლის საბაზისო შემავსებლის მეტალთან შედუღებისთვის.Fb102 ნაკადი გამოიყენება შედუღების შედეგად გამაგრებული სუპერშენადნობი ალუმინის უმაღლესი შემცველობით, და ემატება 10% ~ 20% ნატრიუმის სილიკატი ან ალუმინის ნაკადი (როგორიცაა fb201).როდესაც შედუღების ტემპერატურა აჭარბებს 900 ℃, უნდა შეირჩეს fb105 ნაკადი.

ვაკუუმში ან დამცავ ატმოსფეროში შედუღებისას, სუფთა სპილენძი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლითონის შემავსებლის სახით.შედუღების ტემპერატურაა 1100 ~ 1150 ℃, და სახსარი არ გამოიწვევს სტრესის ბზარს, მაგრამ სამუშაო ტემპერატურა არ უნდა აღემატებოდეს 400 ℃.

ნიკელის ფუძის შედუღების შემავსებელი ლითონი არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ბრაჟირებადი შემავსებელი ლითონი სუპერშენადნობებში მისი კარგი მაღალი ტემპერატურის შესრულებისა და შედუღების დროს სტრესის ბზარის გამო.ნიკელის ბაზის შედუღების ძირითადი შენადნობის ელემენტებია Cr, Si, B და შედუღების მცირე რაოდენობა ასევე შეიცავს Fe, W და ა.შ. ni-cr-si-b-თან შედარებით, b-ni68crwb შედუღების შემავსებელ ლითონს შეუძლია შეამციროს მარცვლოვანთაშორისი ინფილტრაცია. B-ს ძირითად მეტალში და გაზარდეთ დნობის ტემპერატურის ინტერვალი.ეს არის შედუღების შემავსებელი ლითონი მაღალი ტემპერატურის სამუშაო ნაწილების და ტურბინის პირების დასამაგრებლად.თუმცა, W- შემცველი შედუღების სითხე უარესდება და ერთობლივი უფსკრული ძნელია კონტროლი.

აქტიური დიფუზიური შედუღების შემავსებელი ლითონი არ შეიცავს Si ელემენტს და აქვს შესანიშნავი ჟანგვის წინააღმდეგობა და ვულკანიზაციის წინააღმდეგობა.შედუღების ტემპერატურა შეიძლება შეირჩეს 1150 ℃-დან 1218 ℃-მდე, შედუღების ტიპის მიხედვით.შედუღების შემდეგ, 1066 ℃ დიფუზიური დამუშავების შემდეგ შეიძლება მიღებულ იქნეს შედუღებული სახსარი იგივე თვისებებით, როგორც ძირითადი ლითონი.

(3) შედუღების პროცესის ნიკელის ბაზის შენადნობას შეუძლია შეაერთოს დამცავი ატმოსფერო ღუმელი, ვაკუუმური შედუღება და გარდამავალი თხევადი ფაზის კავშირი.შედუღებამდე ზედაპირი უნდა გაიწმინდოს ცხიმიდან და მოიცილოს ოქსიდი ქაღალდის გაპრიალების, თექის ბორბლების გაპრიალების, აცეტონის გაწმენდისა და ქიმიური გაწმენდის გზით.შედუღების პროცესის პარამეტრების შერჩევისას უნდა აღინიშნოს, რომ გათბობის ტემპერატურა არ უნდა იყოს ძალიან მაღალი და შედუღების დრო უნდა იყოს მოკლე, რათა თავიდან იქნას აცილებული ძლიერი ქიმიური რეაქცია ნაკადსა და ძირითად ლითონს შორის.იმისათვის, რომ არ მოხდეს ძირითადი ლითონის ბზარი, ცივად დამუშავებული ნაწილები შედუღებამდე უნდა მოიხსნას დაძაბულობა და შედუღების გათბობა უნდა იყოს მაქსიმალურად ერთგვაროვანი.ნალექებით გამაგრებული სუპერშენადნობებისთვის, ნაწილები ჯერ უნდა დაექვემდებაროს მყარი ხსნარით დამუშავებას, შემდეგ შედუღებაზე ოდნავ მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე დაძველების გამაგრების დამუშავება და ბოლოს დაბერების დამუშავება.

1) დამცავი ატმოსფეროში ღუმელის შედუღება დამცავი ატმოსფერო ღუმელში შედუღება მოითხოვს დამცავი აირის მაღალ სისუფთავეს.სუპერშენადნობებისთვის w (AL) და w (TI) 0,5%-ზე ნაკლები, ნამის წერტილი უნდა იყოს -54 ℃-ზე დაბალი წყალბადის ან არგონის გამოყენებისას.როდესაც Al-ის და Ti-ს შემცველობა იზრდება, შენადნობის ზედაპირი კვლავ იჟანგება გაცხელებისას.შემდეგი ზომები უნდა იქნას მიღებული;დაამატეთ მცირე რაოდენობით ნაკადი (როგორიცაა fb105) და ამოიღეთ ოქსიდის ფილმი ნაკადით;ნაწილების ზედაპირზე მოოქროვილია 0,025 ~ 0,038 მმ სისქის საფარი;შეასხურეთ შედუღება მასალის ზედაპირზე წინასწარ შედუღებამდე;დაამატეთ მცირე რაოდენობით გაზის ნაკადი, როგორიცაა ბორის ტრიფტორიდი.

2) ვაკუუმური შედუღება ვაკუუმური შედუღება ფართოდ გამოიყენება უკეთესი დამცავი ეფექტისა და შედუღების ხარისხის მისაღებად.იხილეთ ცხრილი 15 ტიპიური ნიკელის ბაზის სუპერშენადნობის სახსრების მექანიკური თვისებებისთვის.სუპერშენადნობებისთვის w (AL) და w (TI) 4%-ზე ნაკლები, უმჯობესია 0,01 ~ 0,015 მმ ნიკელის ფენა ზედაპირზე დაასველოთ, თუმცა შედუღების დასველება შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს სპეციალური წინასწარი დამუშავების გარეშე.როდესაც w (AL) და w (TI) აღემატება 4%-ს, ნიკელის საფარის სისქე უნდა იყოს 0.020.03 მმ.ძალიან თხელი საფარი არ აქვს დამცავი ეფექტი და ძალიან სქელი საფარი შეამცირებს სახსრის სიმტკიცეს.შესადუღებელი ნაწილები ასევე შეიძლება მოთავსდეს ყუთში ვაკუუმური შედუღებისთვის.ყუთი უნდა იყოს შევსებული გეტერით.მაგალითად, Zr შთანთქავს გაზს მაღალ ტემპერატურაზე, რამაც შეიძლება შექმნას ლოკალური ვაკუუმი ყუთში, რაც ხელს უშლის შენადნობის ზედაპირის დაჟანგვას.

ცხრილი 15 ტიპიური ნიკელის ფუძის სუპერშენადნობების ვაკუუმური შედუღებული სახსრების მექანიკური თვისებები

სუპერშენადნობის გამაგრებული სახსრის მიკროსტრუქტურა და სიმტკიცე იცვლება შედუღების უფსკრულით, ხოლო დიფუზიური დამუშავება შედუღების შემდეგ კიდევ უფრო გაზრდის სახსრის უფსკრულის მაქსიმალურ დასაშვებ მნიშვნელობას.მაგალითად, Inconel-ის შენადნობით, b-ni82crsib-ით დამაგრებული ინკონელის სახსრის მაქსიმალური უფსკრული შეიძლება მიაღწიოს 90 მმ-ს დიფუზიური დამუშავების შემდეგ 1000 ℃ ტემპერატურაზე 1H;თუმცა, b-ni71crsib-ით შედუღებული სახსრებისთვის, მაქსიმალური უფსკრული არის დაახლოებით 50 მმ დიფუზიური დამუშავების შემდეგ 1000 ℃ ტემპერატურაზე 1H.

3) გარდამავალი თხევადი ფაზის კავშირი გარდამავალი თხევადი ფაზის კავშირი იყენებს ფენების შენადნობას (დაახლოებით 2.5 ~ 100 მმ სისქით), რომლის დნობის წერტილი უფრო დაბალია, ვიდრე ძირითადი ლითონი, როგორც შემავსებელი მეტალი.მცირე წნევით (0 ~ 0,007 მპა) და შესაბამის ტემპერატურაზე (1100 ~ 1250 ℃), შუალედური მასალა ჯერ დნება და ატენიანებს ძირითად ლითონს.ელემენტების სწრაფი დიფუზიის გამო სახსარში ხდება იზოთერმული გამაგრება სახსრის ფორმირებისთვის.ეს მეთოდი მნიშვნელოვნად ამცირებს ძირითადი ლითონის ზედაპირის შესაბამის მოთხოვნებს და ამცირებს შედუღების წნევას.გარდამავალი თხევადი ფაზის შეერთების ძირითადი პარამეტრებია წნევა, ტემპერატურა, შეკავების დრო და ფენის შემადგენლობა.განახორციელეთ ნაკლები ზეწოლა, რათა შედუღების ზედაპირი კარგ კონტაქტში შეინარჩუნოთ.გათბობის ტემპერატურა და დრო დიდ გავლენას ახდენს სახსრის მუშაობაზე.თუ სახსარი უნდა იყოს ისეთივე ძლიერი, როგორც საბაზისო ლითონი და არ იმოქმედებს ძირითადი ლითონის მუშაობაზე, შეერთების პროცესის პარამეტრები მაღალი ტემპერატურის (როგორიცაა ≥ 1150 ℃) და ხანგრძლივი დროის (როგორიცაა 8 ~ 24 სთ) უნდა იყოს. მიღებული;თუ სახსრის შეერთების ხარისხი დაქვეითებულია ან ძირითადი ლითონი ვერ უძლებს მაღალ ტემპერატურას, გამოიყენება დაბალი ტემპერატურა (1100 ~ 1150 ℃) და უფრო მოკლე დრო (1 ~ 8 სთ).შუალედურმა ფენამ ძირითად შემადგენლობად უნდა მიიღოს დაკავშირებული ძირითადი ლითონის შემადგენლობა და დაამატოს სხვადასხვა გამაგრილებელი ელემენტები, როგორიცაა B, Si, Mn, Nb და ა.შ. მაგალითად, Udimet შენადნობის შემადგენლობაა ni-15cr-18.5co-4.3. al-3.3ti-5mo, ხოლო შუალედური ფენის შემადგენლობა გარდამავალი თხევადი ფაზის კავშირისთვის არის b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.ყველა ამ ელემენტს შეუძლია შეამციროს Ni Cr ან Ni Cr Co შენადნობების დნობის ტემპერატურა ყველაზე დაბალ დონეზე, მაგრამ B-ის ეფექტი ყველაზე აშკარაა.გარდა ამისა, B-ის დიფუზიის მაღალ სიჩქარეს შეუძლია სწრაფად მოახდინოს ფენების შენადნობისა და ძირითადი ლითონის ჰომოგენიზაცია.