Superseosten juottaminen
(1) Juotosominaisuudet superseokset voidaan jakaa kolmeen luokkaan: nikkelipohjainen, rautapohjainen ja kobolttipohjainen.Niillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet, hapettumisenkestävyys ja korroosionkestävyys korkeissa lämpötiloissa.Nikkelipohjainen seos on yleisimmin käytetty käytännön tuotannossa.
Superseos sisältää enemmän Cr:a, ja pinnalle muodostuu kuumennettaessa vaikeasti poistettavaa Cr2O3-oksidikalvoa.Nikkelipohjaiset superseokset sisältävät Al:a ja Ti:tä, jotka hapettavat helposti kuumennettaessa.Siksi superseosten hapettumisen estäminen tai vähentäminen kuumentamisen aikana ja oksidikalvon poistaminen on ensisijainen ongelma juottamisen aikana.Koska juoksutteen sisältämä booraksi tai boorihappo voi aiheuttaa perusmetallin korroosiota juotoslämpötilassa, reaktion jälkeen saostunut boori voi tunkeutua perusmetalliin, mikä johtaa rakeiden väliseen tunkeutumiseen.Valettujen nikkelipohjaisten metalliseosten, joissa on korkea Al- ja Ti-pitoisuus, tyhjiöaste kuumassa tilassa ei saa olla alle 10-2 ~ 10-3 pa juottamisen aikana, jotta vältetään seoksen pinnan hapettumista kuumentamisen aikana.
Liuosvahvistetuissa ja saostusvahvistetuissa nikkelipohjaisissa metalliseoksissa juotoslämpötilan tulee olla yhdenmukainen liuoskäsittelyn kuumennuslämpötilan kanssa, jotta varmistetaan seosaineelementtien täydellinen liukeneminen.Juotoslämpötila on liian alhainen, eikä seoselementtejä voida täysin liueta;Jos juotoslämpötila on liian korkea, epäjalometallirae kasvaa, eivätkä materiaaliominaisuudet palaudu edes lämpökäsittelyn jälkeen.Valupohjaisten metalliseosten kiinteän liuoksen lämpötila on korkea, mikä ei yleensä vaikuta materiaalin ominaisuuksiin liian korkean juotoslämpötilan vuoksi.
Joillakin nikkelipohjaisilla superseoksilla, erityisesti saostusvahvistetuilla seoksilla, on taipumus jännityshalkeilulle.Ennen juottamista prosessissa muodostunut jännitys on poistettava kokonaan ja lämpöjännitys tulee minimoida juotuksen aikana.
(2) Juotosmateriaalin nikkelipohjainen metalliseos voidaan juottaa hopeapohjalla, puhtaalla kuparilla, nikkelipohjalla ja aktiivijuotteella.Kun sauman käyttölämpötila ei ole korkea, voidaan käyttää hopeapohjaisia materiaaleja.Hopeapohjaisia juotoksia on monenlaisia.Sisäisen jännityksen vähentämiseksi juotoslämmityksen aikana on parasta valita juote, jolla on alhainen sulamislämpötila.Fb101-juotetta voidaan käyttää juottamiseen hopeapohjaisella täyteainemetallilla.Fb102-juotetta käytetään saostusvahvisteisen superseoksen juottamiseen, jossa on korkein alumiinipitoisuus, ja siihen lisätään 10-20 % natriumsilikaattia tai alumiinijuottetta (kuten fb201).Kun juotoslämpötila ylittää 900 ℃, valitaan fb105 flux.
Juotettaessa tyhjiössä tai suojakaasussa puhdasta kuparia voidaan käyttää juotoksen täyteaineena.Juotoslämpötila on 1100 ~ 1150 ℃, ja liitos ei aiheuta jännityshalkeilua, mutta käyttölämpötila ei saa ylittää 400 ℃.
Nikkelipohjainen juotostäytemetalli on yleisimmin käytetty juotostäytemetalli Superseoksissa, koska sen suorituskyky on hyvä korkeissa lämpötiloissa eikä jännityshalkeile juottamisen aikana.Nikkelipohjaisen juotteen tärkeimmät seosaineet ovat Cr, Si, B, ja pieni määrä juotetta sisältää myös Fe:tä, W:tä jne. Verrattuna ni-cr-si-b:hen, b-ni68crwb juotostäytemetalli voi vähentää rakeiden välistä tunkeutumista B:tä perusmetalliin ja lisää sulamislämpötilaväliä.Se on juotettava täytemetalli korkean lämpötilan työosien ja turbiinin siipien juottamiseen.W-pitoisen juotteen juoksevuus kuitenkin huononee ja liitosrakoa on vaikea hallita.
Aktiivinen diffuusiojuottotäytemetalli ei sisällä Si-elementtiä ja sillä on erinomainen hapettumisenkestävyys ja vulkanointikestävyys.Juotoslämpötila voidaan valita välillä 1150 ℃ - 1218 ℃ juotostyypin mukaan.Juottamisen jälkeen juotettu liitos, jolla on samat ominaisuudet kuin perusmetallilla, voidaan saada 1066 ℃ diffuusiokäsittelyn jälkeen.
(3) Juotosprosessin nikkelipohjainen metalliseos voi käyttää juottamista suojaavassa ilmakehän uunissa, tyhjiöjuottamista ja ohimenevää nestefaasiliitäntää.Ennen juottamista pinnasta on poistettava rasva ja oksidit hiekkapaperikiillotuksella, huopalaikan kiillotuksella, asetonihankauksella ja kemiallisella puhdistuksella.Juotosprosessiparametreja valittaessa on huomioitava, että kuumennuslämpötila ei saa olla liian korkea ja juotosajan tulee olla lyhyt, jotta vältetään voimakas kemiallinen reaktio sulatteen ja perusmetallin välillä.Epäjalometallin halkeilun estämiseksi kylmäkäsitellyistä osista tulee ennen hitsausta olla jännitystä ja hitsauslämmityksen on oltava mahdollisimman tasainen.Saostusvahvistettujen superseosten osalta osat on ensin käsiteltävä kiinteällä liuoskäsittelyllä, sitten juotettava lämpötilassa, joka on hieman korkeampi kuin vanhentamisvahvistuskäsittely, ja lopuksi vanhennettava.
1) Juotos suojakaasuuunissa Juotos suojakaasuuunissa vaatii korkean puhtauden suojakaasun.Superseoksille, joiden w (AL) ja w (TI) ovat alle 0,5 %, kastepisteen on oltava alle -54 ℃, kun käytetään vetyä tai argonia.Kun Al:n ja Ti:n pitoisuus kasvaa, lejeeringin pinta hapettuu edelleen kuumennettaessa.Seuraavat toimenpiteet on toteutettava;Lisää pieni määrä juoksutetta (kuten fb105) ja poista oksidikalvo juoksuttimella;0,025 ~ 0,038 mm paksu pinnoite on pinnoitettu osien pinnalle;Suihkuta juotetta juotettavan materiaalin pinnalle etukäteen;Lisää pieni määrä kaasuvirtausta, kuten booritrifluoridia.
2) Tyhjiöjuotto Tyhjiöjuottoa käytetään laajalti paremman suojavaikutuksen ja juottamisen laadun saavuttamiseksi.Katso taulukosta 15 tyypillisten nikkelipohjaisten superseosliitosten mekaaniset ominaisuudet.Superseoksille, joiden w (AL) ja w (TI) on alle 4 %, on parempi galvanoida 0,01 ~ 0,015 mm nikkelikerros pinnalle, vaikka juotteen kostuminen voidaan varmistaa ilman erityistä esikäsittelyä.Kun w (AL) ja w (TI) ylittävät 4 %, nikkelipinnoitteen paksuuden tulee olla 0,020,03 mm.Liian ohuella pinnoitteella ei ole suojaavaa vaikutusta, ja liian paksu pinnoite heikentää liitoksen lujuutta.Hitsattavat osat voidaan myös laittaa laatikkoon tyhjiöjuottamista varten.Laatikko tulee täyttää getterillä.Esimerkiksi Zr absorboi kaasua korkeassa lämpötilassa, mikä voi muodostaa paikallisen tyhjiön laatikkoon ja estää siten lejeeringin pinnan hapettumisen.
Taulukko 15. Tyypillisten nikkelipohjaisten superseosten tyhjiökuotosten liitosten mekaaniset ominaisuudet
Superalloy-juotetun liitoksen mikrorakenne ja lujuus muuttuvat juotosraon myötä, ja juottamisen jälkeinen diffuusiokäsittely nostaa edelleen liitosraon suurinta sallittua arvoa.Esimerkkinä Inconel-seos, b-ni82crsibillä juotetun Inconel-liitoksen enimmäisrako voi olla 90 um diffuusiokäsittelyn jälkeen 1000 ℃:ssa 1 tunnin ajan;Kuitenkin b-ni71crsibillä juotetuissa liitoksissa suurin rako on noin 50 um diffuusiokäsittelyn jälkeen 1000 ℃:ssa 1 tunnin ajan.
3) Ohimenevä nestefaasiliitäntä Transientti nestefaasiliitäntä käyttää välikerrosseosta (paksuus noin 2,5 ~ 100 um), jonka sulamispiste on alhaisempi kuin perusmetallin täytemetallina.Pienessä paineessa (0 ~ 0,007 mpa) ja sopivassa lämpötilassa (1100 ~ 1250 ℃) välikerrosmateriaali ensin sulaa ja kostuttaa perusmetallin.Alkuaineiden nopean diffuusion ansiosta liitoksessa tapahtuu isoterminen jähmettyminen liitoksen muodostamiseksi.Tämä menetelmä vähentää huomattavasti perusmetallipinnan sovitusvaatimuksia ja vähentää hitsauspainetta.Transientin nestefaasiliitännän pääparametrit ovat paine, lämpötila, pitoaika ja välikerroksen koostumus.Käytä vähemmän painetta, jotta hitsauksen liitospinta pysyy hyvässä kosketuksessa.Lämmityslämpötilalla ja -ajalla on suuri vaikutus liitoksen suorituskykyyn.Jos liitoksen edellytetään olevan yhtä vahva kuin epäjaloa metallia eikä se vaikuta perusmetallin suorituskykyyn, liitosprosessin parametrit, kuten korkea lämpötila (kuten ≥ 1150 ℃) ja pitkä aika (kuten 8 ~ 24 tuntia), on määritettävä. hyväksytty;Jos liitoksen liitoslaatu heikkenee tai perusmetalli ei kestä korkeaa lämpötilaa, on käytettävä alhaisempaa lämpötilaa (1100 ~ 1150 ℃) ja lyhyempää aikaa (1 ~ 8h).Välikerroksen tulee ottaa peruskoostumukseksi yhdistetty perusmetallikoostumus ja lisätä erilaisia jäähdytyselementtejä, kuten B, Si, Mn, Nb jne. Esimerkiksi Udimet-seoksen koostumus on ni-15cr-18.5co-4.3 al-3.3ti-5mo, ja välikerroksen koostumus ohimenevää nestefaasiliitäntää varten on b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Kaikki nämä alkuaineet voivat alentaa Ni Cr- tai Ni Cr Co -seosten sulamislämpötilaa alimmalle tasolle, mutta B:n vaikutus on ilmeisin.Lisäksi B:n korkea diffuusionopeus voi nopeasti homogenoida välikerroslejeeringin ja perusmetallin.
Postitusaika: 13.6.2022