Суперкуймаларды ширетүү

Суперкуймаларды ширетүү

(1) Суперкуймалардын ширетүүчү мүнөздөмөлөрүн үч категорияга бөлүүгө болот: никель негизи, темир негизи жана кобальт негизи. Алар жакшы механикалык касиеттерге, жогорку температурада кычкылданууга жана коррозияга туруктуулукка ээ. Никель негизи кошулмасы практикалык өндүрүштө эң кеңири колдонулат.

Суперкуйма курамында Cr көбүрөөк, ал эми ысытуу учурунда бетинде алып салуу кыйын болгон Cr2O3 кычкыл пленкасы пайда болот. Никель негизиндеги суперкуймаларда ысытууда оңой кычкылдануучу Al жана Ti бар. Ошондуктан, ысытуу учурунда суперкуймалардын кычкылданышынын алдын алуу же азайтуу жана кычкылдануу пленкасын алып салуу ширетүү учурундагы негизги көйгөй болуп саналат. Флюстагы боракс же бор кислотасы ширетүү температурасында негизги металлдын дат басышына алып келиши мүмкүн болгондуктан, реакциядан кийин чөккөн бор негизги металлга кирип, гранулалар аралык инфильтрацияга алып келиши мүмкүн. Al жана Ti курамы жогору болгон куюлган никель негизиндеги куймаларда, ысытуу учурунда куйманын бетинде кычкылданууну болтурбоо үчүн ширетүү учурунда ысык абалдагы вакуум даражасы 10-2 ~ 10-3pa кем болбошу керек.

Эритме менен бекемделген жана чөкмө менен бекемделген никель негизиндеги эритмелер үчүн, эритме элементтеринин толук эришин камсыз кылуу үчүн ширетүү температурасы эритмени иштетүүнүн ысытуу температурасына дал келиши керек. Ширетүү температурасы өтө төмөн жана эритме элементтерин толугу менен эритүү мүмкүн эмес; Эгерде ширетүү температурасы өтө жогору болсо, негизги металлдын бүртүкчөсү өсүп чыгат жана материалдык касиеттер жылуулук менен иштетүүдөн кийин да калыбына келбейт. Куйма негиздүү эритмелердин катуу эритмесинин температурасы жогору, бул, адатта, ширетүү температурасы өтө жогору болгондуктан, материалдык касиеттерге таасир этпейт.

Айрым никель негизиндеги суперкуймалар, айрыкча, чөкмө менен бекемделген куймалар, чыңалуу менен жарака кетүүгө жакын. Ширетүүдөн мурун, процессте пайда болгон чыңалуу толугу менен алынып салынышы керек, ал эми ширетүү учурунда жылуулук чыңалуусун минималдаштыруу керек.

(2) Ширетүүчү материал никель негизиндеги эритмени күмүш негиз, таза жез, никель негизи жана активдүү ширетүүчү менен ширетүүгө болот. Муунтуунун иштөө температурасы жогору эмес болгондо, күмүш негизиндеги материалдарды колдонсо болот. Күмүш негизиндеги ширетүүчүлөрдүн көптөгөн түрлөрү бар. Ширетүүчү ысытуу учурунда ички чыңалууну азайтуу үчүн эрүү температурасы төмөн ширетүүчүнү тандап алган жакшы. Fb101 флюсун күмүш негиздүү толтургуч металл менен ширетүү үчүн колдонсо болот. Fb102 флюсу эң жогорку алюминий курамы бар чөкмө менен бекемделген супер эритмени ширетүү үчүн колдонулат жана 10% ~ 20% натрий силикаты же алюминий флюсу (мисалы, fb201) кошулат. Ширетүүчү температура 900 ℃ ашканда, fb105 флюсу тандалышы керек.

Вакуумда же коргоочу атмосферада ширетүү үчүн таза жезди толтуруучу металл катары колдонсо болот. Ширетүү температурасы 1100 ~ 1150 ℃, ал эми муун стресс жаракасын пайда кылбайт, бирок иштөө температурасы 400 ℃ ашпашы керек.

Никель негизиндеги ширетүүчү толтургуч металл - бул супер эритмелерде эң көп колдонулган ширетүүчү толтургуч металл, анткени ал жогорку температурада жакшы иштейт жана ширетүү учурунда стресстик жарака кетпейт. Никель негизиндеги ширетүүчүдөгү негизги эритме элементтери Cr, Si, B болуп саналат жана аз өлчөмдөгү ширетүүчүдө Fe, W ж.б. да бар. Ni-cr-si-b менен салыштырганда, b-ni68crwb ширетүүчү толтургуч металл Bдин негизги металлга гранулалар аралык инфильтрациясын азайтып, эрүү температурасынын аралыгын жогорулатат. Бул жогорку температурадагы жумушчу бөлүктөрүн жана турбинанын бычактарын ширетүү үчүн ширетүүчү толтургуч металл. Бирок, W камтыган ширетүүчүнүн суюктугу начарлайт жана муундун боштугун көзөмөлдөө кыйынга турат.

Активдүү диффузиялык ширетүүчү толтургуч металл Si элементин камтыбайт жана кычкылданууга жана вулканизацияга эң сонун туруктуулукка ээ. Ширетүүчү температураны ширетүүчүнүн түрүнө жараша 1150 ℃ден 1218 ℃ге чейин тандай аласыз. Ширетүүдөн кийин, негизги металл менен бирдей касиетке ээ ширетүүчү муун 1066 ℃ диффузиялык иштетүүдөн кийин алынышы мүмкүн.

(3) Ширетүү процессинде никель негизиндеги эритме коргоочу атмосфералык меште, вакуумдук ширетүүдө жана өткөөл суюк фаза туташуусунда ширетүүнү кабыл ала алат. Ширетүүдөн мурун, бетти майсыздандырып, кычкылдандырууну кум кагаз менен жылтыратуу, кийиз дөңгөлөктү жылтыратуу, ацетон менен сүртүү жана химиялык тазалоо менен кетирүү керек. Ширетүү процессинин параметрлерин тандоодо, флюс менен негизги металлдын ортосундагы күчтүү химиялык реакцияны болтурбоо үчүн ысытуу температурасы өтө жогору болбошу керек жана ширетүү убактысы кыска болушу керек экенин эске алуу керек. Негизги металлдын жарылышына жол бербөө үчүн, муздак иштетилген тетиктер ширетүү алдында чыңалуудан арылышы керек жана ширетүүнү жылытуу мүмкүн болушунча бирдей болушу керек. Чөкмө менен бекемделген супер эритмелер үчүн тетиктер алгач катуу эритме менен иштетилиши керек, андан кийин эскирүүнү бекемдөөчү дарылоодон бир аз жогору температурада ширетилип, акырында эскирүүнү дарылоо керек.

1) Коргоочу атмосфералык меште ширетүү Коргоочу атмосфералык меште ширетүү үчүн коргоочу газдын жогорку тазалыгы талап кылынат. w ​​(AL) жана w (TI) 0,5% дан аз болгон суперкуймалар үчүн суутек же аргон колдонулганда шүүдүрүм чекити -54 ℃ дан төмөн болушу керек. Al жана Ti курамы жогорулаганда, куйманын бети ысытылганда дагы эле кычкылданат. Төмөнкү чараларды көрүү керек; аз өлчөмдөгү флюс (мисалы, fb105) кошуп, флюс менен кычкылданган пленканы алып салуу; тетиктердин бетине 0,025 ~ 0,038 мм калыңдыктагы каптоо капталган; ширетилүүчү материалдын бетине алдын ала ширетүүчү каражат чачуу; аз өлчөмдөгү газ флюсун, мисалы, бор трифторидин кошуу.

2) Вакуумдук ширетүү Вакуумдук ширетүү коргоо эффектин жана ширетүүнүн сапатын жакшыртуу үчүн кеңири колдонулат. Типтүү никель негизиндеги суперкуйма муундарынын механикалык касиеттери үчүн 15-таблицаны караңыз. w (AL) жана w (TI) 4% дан аз болгон суперкуймалар үчүн бетине 0,01 ~ 0,015 мм никель катмарын электроддук каптоо жакшы, бирок ширетүүнүн нымдалышын атайын алдын ала иштетүүсүз камсыз кылууга болот. w (AL) жана w (TI) 4% дан ашканда, никель каптоосунун калыңдыгы 0,020,03 мм болушу керек. Өтө жука каптоо коргоочу таасирге ээ эмес, ал эми өтө калың каптоо муундун бекемдигин төмөндөтөт. Ширетиле турган тетиктерди вакуумдук ширетүү үчүн кутуга да салса болот. Кутучаны геттер менен толтуруу керек. Мисалы, Zr жогорку температурада газды сиңирип алат, ал кутучада жергиликтүү вакуумду пайда кылышы мүмкүн, ошентип, куйманын бетинин кычкылданышына жол бербейт.

15-таблица. Типтүү никель негизиндеги суперкуймалардын вакуумдук ширетүүчү бириктиргичтеринин механикалык касиеттери.

Superalloy менен ширетилген муундун микроструктурасы жана бекемдиги ширетүүчү ажырым менен өзгөрөт, ал эми ширетүүдөн кийинки диффузиялык иштетүү муун ажырымынын максималдуу жол берилген маанисин андан ары жогорулатат. Inconel эритмесин мисал катары алсак, b-ni82crsib менен ширетилген Inconel муунунун максималдуу ажырымы 1000 ℃ температурада 1 саат бою диффузиялык иштетүүдөн кийин 90 мкмге жетиши мүмкүн; Бирок, b-ni71crsib менен ширетилген муундар үчүн 1000 ℃ температурада 1 саат бою диффузиялык иштетүүдөн кийин максималдуу ажырым болжол менен 50 мкмди түзөт.

3) Өткөөл суюк фаза кошулмасы Өткөөл суюк фаза кошулмасы толтургуч металл катары эрүү температурасы негизги металлдан төмөн болгон катмар аралык эритмени (болжол менен 2,5 ~ 100 мкм калыңдыкта) колдонот. Кичинекей басымда (0 ~ 0,007 мПа) жана тиешелүү температурада (1100 ~ 1250 ℃) катмар аралык материал алгач негизги металлды эритип, нымдайт. Элементтердин тез диффузиясынан улам, муун пайда болуу үчүн муундун жеринде изотермикалык катуулануу жүрөт. Бул ыкма негизги металлдын бетинин дал келүү талаптарын бир топ азайтат жана ширетүү басымын төмөндөтөт. Өткөөл суюк фаза кошулмасынын негизги параметрлери басым, температура, кармоо убактысы жана катмар аралыктын курамы болуп саналат. Ширетүүчү тигиштин дал келүү бетин жакшы байланышта кармоо үчүн азыраак басым жасаңыз. Ысытуу температурасы жана убактысы муундун иштешине чоң таасирин тийгизет. Эгерде муун негизги металлдай бекем болушу керек болсо жана негизги металлдын иштешине таасир этпесе, анда жогорку температура (мисалы, ≥ 1150 ℃) жана узак убакыт (мисалы, 8 ~ 24 саат) сыяктуу туташтыруу процессинин параметрлери кабыл алынышы керек; Эгерде муундун туташтыруу сапаты төмөндөсө же негизги металл жогорку температурага туруштук бере албаса, төмөнкү температура (1100 ~ 1150 ℃) жана кыска убакыт (1 ~ 8 саат) колдонулушу керек. Ортоңку катмар туташтырылган негизги металлдын курамын негизги курам катары алып, B, Si, Mn, Nb ж.б. сыяктуу ар кандай муздатуучу элементтерди кошушу керек. Мисалы, Udimet эритмесинин курамы ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, ал эми өткөөл суюк фазалуу туташтыруу үчүн ортоңку катмардын курамы b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Бул элементтердин баары NiCr же NiCrCo эритмелеринин эрүү температурасын эң төмөнкү деңгээлге чейин төмөндөтө алат, бирок Bдин таасири эң айкын. Мындан тышкары, Bдин жогорку диффузиялык ылдамдыгы катмар аралык эритмени жана негизги металлды тез гомогендештире алат.