Lutado de Superalojoj

Lutado de Superalojoj

(1) Karakterizaĵoj de lutado Superalojoj povas esti dividitaj en tri kategoriojn: nikelo-bazaj, fero-bazaj kaj kobalto-bazaj. Ili havas bonajn mekanikajn ecojn, oksidiĝreziston kaj korodreziston je altaj temperaturoj. Nikelo-baza alojo estas la plej vaste uzata en praktika produktado.

La superalojo enhavas pli da Cr, kaj Cr2O3-oksida filmo, kiun malfacilas forigi, formiĝas sur la surfaco dum varmigo. Nikelbazaj superalojoj enhavas Al kaj Ti, kiuj facile oksidiĝas kiam varmigite. Tial, malhelpi aŭ redukti la oksidiĝon de superalojoj dum varmigo kaj forigi la oksidan filmon estas la ĉefa problemo dum lutado. Ĉar borakso aŭ bora acido en la fluaĵo povas kaŭzi korodon de la bazmetalo je la luta temperaturo, la boro precipitiĝinta post la reakcio povas penetri en la bazmetalon, rezultante en intergrajna enfiltriĝo. Por gisitaj nikelbazaj alojoj kun alta Al kaj Ti-enhavo, la vakuogrado en varma stato ne devas esti malpli ol 10-2 ~ 10-3pa dum lutado por eviti oksidiĝon sur la alojsurfaco dum varmigo.

Por solvaĵo-fortigitaj kaj precipitaĵ-fortigitaj nikelaj alojoj, la lutotemperaturo devas kongrui kun la varmigtemperaturo de la solvaĵotraktado por certigi la plenan dissolvon de la alojelementoj. La lutotemperaturo estas tro malalta, kaj la alojelementoj ne povas esti tute dissolvitaj; Se la lutotemperaturo estas tro alta, la bazmetalaj grenoj kreskos, kaj la materialaj ecoj ne estos restarigitaj eĉ post varmotraktado. La solidsolvaĵtemperaturo de gisitaj bazaj alojoj estas alta, kio ĝenerale ne influas la materialajn ecojn pro tro alta lutotemperaturo.

Iuj nikel-bazitaj superalojoj, precipe precipitaĵ-fortigitaj alojoj, emas streĉfendo. Antaŭ lutado, la streĉo formita en la procezo devas esti plene forigita, kaj la termika streĉo devas esti minimumigita dum lutado.

(2) Lutiga materialo nikelo-baza alojo povas esti lutita kun arĝenta bazo, pura kupro, nikelo-baza kaj aktiva lutaĵo. Kiam la labortemperaturo de la junto ne estas alta, arĝentaj materialoj povas esti uzataj. Ekzistas multaj specoj de arĝentaj lutaĵoj. Por redukti la internan streĉon dum lutiga varmigo, estas plej bone elekti lutaĵon kun malalta fandotemperaturo. Fb101-fluo povas esti uzata por lutado kun arĝenta bazo kiel pleniga metalo. Fb102-fluo estas uzata por lutado de precipitaĵ-fortigita superalojo kun la plej alta aluminia enhavo, kaj 10% ~ 20% natria silikato aŭ aluminia fluo (kiel ekzemple fb201) estas aldonita. Kiam la lutiga temperaturo superas 900 ℃, fb105-fluo devas esti elektita.

Dum lutado en vakuo aŭ protekta atmosfero, pura kupro povas esti uzata kiel luta pleniga metalo. La luta temperaturo estas 1100 ~ 1150 ℃, kaj la junto ne produktos streĉfendiĝon, sed la funkcia temperaturo ne devas superi 400 ℃.

Nikel-baza lutaĵo estas la plej ofte uzata lutaĵo-plenigaĵo en superalojoj pro ĝia bona alt-temperatura elfaro kaj neniu streĉa fendado dum lutado. La ĉefaj alojelementoj en nikel-baza lutaĵo estas Cr, Si, B, kaj malgranda kvanto da lutaĵo ankaŭ enhavas Fe, W, ktp. Kompare kun ni-cr-si-b, b-ni68crwb-lutaĵo-plenigaĵo povas redukti la intergrajnan enfiltriĝon de B en la bazmetalon kaj plilongigi la fandtemperaturan intervalon. Ĝi estas lutaĵo-plenigaĵo por lutado de alt-temperaturaj laborpartoj kaj turbinklingoj. Tamen, la fluideco de W-entenanta lutaĵo plimalboniĝas kaj la junta interspaco estas malfacile kontrolebla.

La aktiva difuza lutado kiel plenigaĵo ne enhavas Si-elementon kaj havas bonegan reziston al oksidiĝo kaj vulkanizado. La lutado-temperaturo povas esti elektita de 1150 ℃ ĝis 1218 ℃ laŭ la tipo de lutaĵo. Post lutado, la lutita junto kun la samaj ecoj kiel la bazmetalo povas esti akirita post difuza traktado je 1066 ℃.

(3) La lutoprocezo por nikela alojo povas esti uzata por lutado en protekta atmosfera forno, vakua lutado kaj pasema likva faza konekto. Antaŭ lutado, la surfaco devas esti sengrasigita kaj oksido forigita per polurado per sablopapero, polurado per felta rado, frotado per acetono kaj kemia purigado. Kiam oni elektas la parametrojn de la lutoprocezo, oni notu, ke la varmigtemperaturo ne estu tro alta kaj la lutotempo estu mallonga por eviti fortan kemian reakcion inter la fluaĵo kaj la bazmetalo. Por malhelpi fendiĝon de la bazmetalo, la malvarme prilaboritaj partoj devas esti streĉmalŝarĝitaj antaŭ veldado, kaj la velda hejtado devas esti kiel eble plej unuforma. Por precipitaĵ-fortigitaj superalojoj, la partoj devas unue esti submetitaj al solida solva traktado, poste lutataj je temperaturo iomete pli alta ol la maljuniĝa fortiganta traktado, kaj fine maljuniĝa traktado.

1) Lutado en forno kun protekta atmosfera lutado en forno kun protekta atmosfera postulas altan purecon de ŝirma gaso. Por superalojoj kun w (AL) kaj w (TI) malpli ol 0.5%, la rosopunkto devas esti sub -54 ℃ kiam oni uzas hidrogenon aŭ argonon. Kiam la enhavo de Al kaj Ti pliiĝas, la alojsurfaco ankoraŭ oksidiĝas kiam varmigita. La jenaj mezuroj devas esti prenitaj: Aldonu malgrandan kvanton da fluaĵo (kiel ekzemple fb105) kaj forigu la oksidan filmon per fluaĵo; 0.025 ~ 0.038mm dika tavolo estas surmetita sur la surfacon de la partoj; Antaŭŝprucu la lutaĵon sur la surfacon de la materialo lutenenda; Aldonu malgrandan kvanton da gasfluaĵo, kiel ekzemple bora trifluorido.

2) Vakua lutado Vakua lutado estas vaste uzata por atingi pli bonan protektan efikon kaj lutadan kvaliton. Vidu tabelon 15 por la mekanikaj ecoj de tipaj nikel-bazitaj superalojaj juntoj. Por superalojoj kun w (AL) kaj w (TI) malpli ol 4%, estas pli bone galvanizi tavolon de 0,01 ~ 0,015 mm nikelo sur la surfaco, kvankam la malsekiĝo de la lutaĵo povas esti certigita sen speciala antaŭtraktado. Kiam w (AL) kaj w (TI) superas 4%, la dikeco de la nikela tegaĵo devas esti 0,020,03 mm. Tro maldika tegaĵo ne havas protektan efikon, kaj tro dika tegaĵo reduktos la forton de la junto. La veldotaj partoj ankaŭ povas esti metitaj en la skatolon por vakua lutado. La skatolo devas esti plenigita per akvumilo. Ekzemple, Zr sorbas gason je alta temperaturo, kiu povas formi lokan vakuon en la skatolo, tiel malhelpante la oksidiĝon de la aloja surfaco.

Tabelo 15 mekanikaj ecoj de vakue lutumitaj juntoj de tipaj nikelbazaj superalojoj

La mikrostrukturo kaj forto de la latuna junto de Superalojo ŝanĝiĝas kun la latuna interspaco, kaj la difuza traktado post la latuna traktado plue pliigos la maksimuman permesitan valoron de la junta interspaco. Prenante Inconel-alojon kiel ekzemplon, la maksimuma interspaco de Inconel-junto latuna per b-ni82crsib povas atingi 90um post difuza traktado je 1000 ℃ dum 1H; Tamen, por la juntoj latunaj per b-ni71crsib, la maksimuma interspaco estas ĉirkaŭ 50um post difuza traktado je 1000 ℃ dum 1H.

3) Pasema likvafaza konekto Pasema likvafaza konekto uzas intertavolan alojon (ĉirkaŭ 2,5 ~ 100 µm dikan), kies fandopunkto estas pli malalta ol tiu de la bazmetalo, kiel plenigmetalon. Sub malgranda premo (0 ~ 0,007 MPa) kaj taŭga temperaturo (1100 ~ 1250 ℃), la intertavola materialo unue fandas kaj malsekigas la bazmetalon. Pro la rapida difuzo de la elementoj, izoterma solidiĝo okazas ĉe la junto por formi la junton. Ĉi tiu metodo multe reduktas la kongruigajn postulojn de la bazmetala surfaco kaj reduktas la veldan premon. La ĉefaj parametroj de pasema likvafaza konekto estas premo, temperaturo, tentempo kaj konsisto de la intertavolo. Apliku malpli da premo por konservi la kongruigan surfacon de la veldaĵo en bona kontakto. Varmigtemperaturo kaj tempo havas grandan efikon sur la funkciadon de la junto. Se oni postulas, ke la junto estu tiel fortika kiel la baza metalo kaj ne influas la funkciadon de la baza metalo, oni devas uzi la parametrojn de la konekta procezo kiel altan temperaturon (ekzemple ≥ 1150 ℃) kaj longan tempon (ekzemple 8 ~ 24h); se la konekta kvalito de la junto malpliiĝas aŭ la baza metalo ne povas elteni altan temperaturon, oni devas uzi pli malaltan temperaturon (1100 ~ 1150 ℃) kaj pli mallongan tempon (1 ~ 8h). La meza tavolo prenu la konsiston de la konektita baza metalo kiel la bazan konsiston, kaj aldonu diversajn malvarmigajn elementojn, kiel ekzemple B, Si, Mn, Nb, ktp. Ekzemple, la konsisto de la alojo Udimet estas ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, kaj la konsisto de la meza tavolo por pasema likvafaza konekto estas b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Ĉiuj ĉi tiuj elementoj povas malaltigi la fandotemperaturon de NiCr aŭ NiCrCo-alojoj, sed la efiko de B estas la plej evidenta. Krome, la alta difuzrapideco de B povas rapide homogenigi la intertavolan alojon kaj la bazmetalon.