Superalloys च्या Brazing

Superalloys च्या Brazing

(1) ब्रेझिंग वैशिष्ठ्ये सुपरऑलॉय तीन प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकतात: निकेल बेस, लोह बेस आणि कोबाल्ट बेस.त्यांच्याकडे चांगले यांत्रिक गुणधर्म, ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि उच्च तापमानात गंज प्रतिरोधक क्षमता आहे.व्यावहारिक उत्पादनात निकेल बेस मिश्रधातूचा सर्वाधिक वापर केला जातो.

सुपरऑलॉयमध्ये अधिक Cr असते आणि Cr2O3 ऑक्साईड फिल्म जी काढणे कठीण असते ती गरम करताना पृष्ठभागावर तयार होते.निकेल बेस सुपरऑलॉयमध्ये Al आणि Ti असतात, जे गरम केल्यावर ऑक्सिडाइझ करणे सोपे असते.म्हणून, गरम करताना सुपरऑलॉयचे ऑक्सिडेशन रोखणे किंवा कमी करणे आणि ऑक्साईड फिल्म काढून टाकणे ही ब्रेझिंग दरम्यान प्राथमिक समस्या आहे.फ्लक्समधील बोरॅक्स किंवा बोरिक ऍसिडमुळे ब्रेझिंग तापमानात बेस मेटलची गंज होऊ शकते, प्रतिक्रिया झाल्यानंतर अवक्षेपित बोरॉन बेस मेटलमध्ये प्रवेश करू शकतो, परिणामी आंतरग्रॅन्युलर घुसखोरी होऊ शकते.उच्च Al आणि Ti सामग्रीसह कास्ट निकेल बेस मिश्रधातूंसाठी, गरम स्थितीत व्हॅक्यूम डिग्री ब्रेझिंग दरम्यान 10-2 ~ 10-3pa पेक्षा कमी नसावी जेणेकरून गरम करताना मिश्र धातुच्या पृष्ठभागावर ऑक्सिडेशन होऊ नये.

सोल्यूशन मजबूत आणि पर्जन्य मजबूत निकेल बेस मिश्र धातुंसाठी, मिश्रधातूच्या घटकांचे पूर्ण विघटन सुनिश्चित करण्यासाठी ब्रेझिंग तापमान सोल्यूशन ट्रीटमेंटच्या गरम तापमानाशी सुसंगत असले पाहिजे.ब्रेझिंग तापमान खूप कमी आहे, आणि मिश्रधातूचे घटक पूर्णपणे विसर्जित केले जाऊ शकत नाहीत;जर ब्रेझिंग तापमान खूप जास्त असेल तर, बेस मेटलचे धान्य वाढेल आणि उष्णता उपचारानंतरही भौतिक गुणधर्म पुनर्संचयित होणार नाहीत.कास्ट बेस मिश्रधातूंचे सॉलिड सोल्युशन तापमान जास्त असते, जे सामान्यत: जास्त ब्रेझिंग तापमानामुळे भौतिक गुणधर्मांवर परिणाम करणार नाही.

काही निकेल बेस सुपरऑलॉय, विशेषत: पर्जन्य मजबूत मिश्रधातूंमध्ये तणाव क्रॅक होण्याची प्रवृत्ती असते.ब्रेझिंग करण्यापूर्वी, प्रक्रियेत तयार होणारा ताण पूर्णपणे काढून टाकला जाणे आवश्यक आहे आणि ब्रेझिंग दरम्यान थर्मल ताण कमी करणे आवश्यक आहे.

(२) ब्रेझिंग मटेरियल निकेल बेस मिश्र धातुला सिल्व्हर बेस, प्युअर कॉपर, निकेल बेस आणि ऍक्टिव्ह सोल्डरने ब्रेझ करता येते.जेव्हा संयुक्त कामाचे तापमान जास्त नसते तेव्हा चांदीवर आधारित सामग्री वापरली जाऊ शकते.चांदीवर आधारित सोल्डरचे अनेक प्रकार आहेत.ब्रेझिंग हीटिंग दरम्यान अंतर्गत ताण कमी करण्यासाठी, कमी वितळणारे तापमान असलेले सोल्डर निवडणे चांगले.Fb101 फ्लक्सचा वापर सिल्व्हर बेस फिलर मेटलसह ब्रेझिंगसाठी केला जाऊ शकतो.Fb102 फ्लक्सचा वापर ब्रेझिंग पर्सिपिटेशन स्ट्राँग्ड सुपरअॅलॉयसाठी सर्वाधिक अॅल्युमिनियम सामग्रीसह केला जातो आणि 10% ~ 20% सोडियम सिलिकेट किंवा अॅल्युमिनियम फ्लक्स (जसे की fb201) जोडला जातो.जेव्हा ब्रेझिंग तापमान 900 ℃ पेक्षा जास्त असेल तेव्हा fb105 फ्लक्स निवडला जाईल.

व्हॅक्यूम किंवा संरक्षणात्मक वातावरणात ब्रेझिंग करताना, शुद्ध तांबे ब्रेझिंग फिलर मेटल म्हणून वापरले जाऊ शकते.ब्रेझिंग तापमान 1100 ~ 1150 ℃ आहे, आणि संयुक्त तणाव क्रॅकिंग निर्माण करणार नाही, परंतु कार्यरत तापमान 400 ℃ पेक्षा जास्त नसावे.

निकेल बेस ब्रेझिंग फिलर मेटल ही सुपरअॅलॉयमध्ये सर्वात जास्त वापरली जाणारी ब्रेझिंग फिलर मेटल आहे कारण त्याची उच्च तापमान कामगिरी चांगली आहे आणि ब्रेझिंग दरम्यान तणाव क्रॅक होत नाही.निकेल बेस सोल्डरमधील मुख्य मिश्रधातू घटक म्हणजे Cr, Si, B आणि थोड्या प्रमाणात सोल्डरमध्ये Fe, W, इत्यादी देखील असतात. ni-cr-si-b, b-ni68crwb ब्रेझिंग फिलर मेटल आंतरग्रॅन्युलर घुसखोरी कमी करू शकते. B चे बेस मेटलमध्ये प्रवेश करा आणि वितळण्याचे तापमान मध्यांतर वाढवा.हे उच्च-तापमानावर काम करणारे भाग आणि टर्बाइन ब्लेड्स ब्रेझिंगसाठी ब्रेझिंग फिलर मेटल आहे.तथापि, डब्ल्यू-युक्त सोल्डरची तरलता खराब होते आणि संयुक्त अंतर नियंत्रित करणे कठीण होते.

सक्रिय डिफ्यूजन ब्रेझिंग फिलर मेटलमध्ये Si घटक नसतात आणि उत्कृष्ट ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि व्हल्कनीकरण प्रतिरोध असतो.सोल्डरच्या प्रकारानुसार ब्रेझिंग तापमान 1150 ℃ ते 1218 ℃ पर्यंत निवडले जाऊ शकते.ब्रेझिंग केल्यानंतर, 1066 ℃ प्रसरण उपचारानंतर बेस मेटल सारख्या गुणधर्मांसह ब्रेझ्ड संयुक्त मिळवता येते.

(३) ब्रेझिंग प्रक्रिया निकेल बेस मिश्रधातू संरक्षणात्मक वातावरण भट्टी, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग आणि क्षणिक द्रव फेज कनेक्शनमध्ये ब्रेझिंगचा अवलंब करू शकते.ब्रेझिंग करण्यापूर्वी, पृष्ठभाग कमी करणे आवश्यक आहे आणि सॅंडपेपर पॉलिशिंग, फील्ड व्हील पॉलिशिंग, एसीटोन स्क्रबिंग आणि रासायनिक साफसफाईद्वारे ऑक्साईड काढून टाकणे आवश्यक आहे.ब्रेझिंग प्रक्रियेचे मापदंड निवडताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की गरम तापमान खूप जास्त नसावे आणि फ्लक्स आणि बेस मेटल यांच्यातील मजबूत रासायनिक प्रतिक्रिया टाळण्यासाठी ब्रेजिंगची वेळ कमी असावी.बेस मेटल क्रॅक होण्यापासून रोखण्यासाठी, वेल्डिंगपूर्वी थंड प्रक्रिया केलेले भाग तणावमुक्त केले पाहिजेत आणि वेल्डिंग गरम करणे शक्य तितके एकसारखे असावे.वर्षाव बळकट केलेल्या सुपरअॅलॉयसाठी, भाग प्रथम घन सोल्यूशन उपचारांच्या अधीन असतील, नंतर वृद्धत्व मजबूत करण्याच्या उपचारांपेक्षा किंचित जास्त तापमानात ब्रेज केले जातील आणि शेवटी वृद्धत्व उपचार केले जातील.

1) संरक्षणात्मक वातावरणातील भट्टीत ब्रेझिंग संरक्षणात्मक वातावरणातील भट्टीमध्ये ब्रेझिंगसाठी शील्डिंग गॅसची उच्च शुद्धता आवश्यक आहे.w (AL) आणि w (TI) 0.5% पेक्षा कमी असलेल्या सुपरऑलॉयसाठी, हायड्रोजन किंवा आर्गॉन वापरताना दवबिंदू -54 ℃ पेक्षा कमी असेल.जेव्हा Al आणि Ti ची सामग्री वाढते, तेव्हा मिश्रधातूची पृष्ठभाग गरम झाल्यावर ऑक्सिडायझ होते.खालील उपाय करणे आवश्यक आहे;थोड्या प्रमाणात फ्लक्स (जसे की fb105) जोडा आणि फ्लक्ससह ऑक्साईड फिल्म काढा;भागांच्या पृष्ठभागावर 0.025 ~ 0.038 मिमी जाड कोटिंग लावली जाते;आगाऊ brazed करण्यासाठी सामग्री पृष्ठभाग वर सोल्डर फवारणी;बोरॉन ट्रायफ्लोराइड सारख्या थोड्या प्रमाणात गॅस फ्लक्स जोडा.

2) व्हॅक्यूम ब्रेझिंग व्हॅक्यूम ब्रेझिंगचा वापर चांगला संरक्षण प्रभाव आणि ब्रेझिंग गुणवत्ता मिळविण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.टिपिकल निकेल बेस सुपरऑलॉय जोड्यांच्या यांत्रिक गुणधर्मांसाठी तक्ता 15 पहा.w (AL) आणि w (TI) 4% पेक्षा कमी असलेल्या सुपरऑलॉयसाठी, पृष्ठभागावर 0.01 ~ 0.015 मिमी निकेलचा थर इलेक्ट्रोप्लेट करणे चांगले आहे, जरी सोल्डर ओले करणे विशेष प्रीट्रीटमेंटशिवाय सुनिश्चित केले जाऊ शकते.जेव्हा w (AL) आणि w (TI) 4% पेक्षा जास्त असेल, तेव्हा निकेल कोटिंगची जाडी 0.020.03 मिमी असेल.खूप पातळ कोटिंगचा कोणताही संरक्षणात्मक प्रभाव नसतो आणि खूप जाड कोटिंगमुळे सांध्याची ताकद कमी होते.वेल्डेड केलेले भाग व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी बॉक्समध्ये देखील ठेवता येतात.बॉक्स गेटरने भरला पाहिजे.उदाहरणार्थ, Zr उच्च तापमानात वायू शोषून घेतो, ज्यामुळे बॉक्समध्ये स्थानिक व्हॅक्यूम तयार होऊ शकतो, त्यामुळे मिश्रधातूच्या पृष्ठभागाचे ऑक्सीकरण रोखले जाते.

टेबल 15 ठराविक निकेल बेस सुपरऑलॉयजच्या व्हॅक्यूम ब्रेझ्ड जॉइंट्सचे यांत्रिक गुणधर्म

ब्रेझिंग गॅपसह सुपरअॅलॉयच्या ब्रेझ्ड जॉइंटची मायक्रोस्ट्रक्चर आणि ताकद बदलते आणि ब्रेझिंगनंतर डिफ्यूजन ट्रीटमेंटमुळे संयुक्त गॅपचे कमाल स्वीकार्य मूल्य आणखी वाढेल.उदाहरण म्हणून इनकोनेल मिश्र धातु घेताना, b-ni82crsib सह ब्रेझ केलेल्या Inconel जॉइंटचे कमाल अंतर 1H साठी 1000 ℃ वर प्रसार उपचारानंतर 90um पर्यंत पोहोचू शकते;तथापि, b-ni71crsib सह ब्रेझ केलेल्या सांध्यांसाठी, 1H साठी 1000 ℃ वर प्रसार उपचारानंतर कमाल अंतर सुमारे 50um आहे.

3) क्षणिक लिक्विड फेज कनेक्शन ट्रान्झिएंट लिक्विड फेज कनेक्शन इंटरलेयर मिश्र धातु (सुमारे 2.5 ~ 100um जाडी) वापरते ज्याचा वितळण्याचा बिंदू फिलर मेटल म्हणून बेस मेटलपेक्षा कमी असतो.लहान दाब (0 ~ 0.007mpa) आणि योग्य तापमान (1100 ~ 1250 ℃) अंतर्गत, इंटरलेयर सामग्री प्रथम वितळते आणि बेस मेटल ओलसर करते.घटकांच्या जलद प्रसरणामुळे, सांध्यामध्ये समतापीय घनीकरण होऊन सांधे तयार होतात.ही पद्धत बेस मेटल पृष्ठभागाच्या जुळणी आवश्यकता मोठ्या प्रमाणात कमी करते आणि वेल्डिंग दाब कमी करते.क्षणिक द्रव फेज कनेक्शनचे मुख्य मापदंड म्हणजे दाब, तापमान, होल्डिंग वेळ आणि इंटरलेअरची रचना.वेल्डमेंटची वीण पृष्ठभाग चांगल्या संपर्कात ठेवण्यासाठी कमी दाब द्या.गरम तापमान आणि वेळेचा संयुक्त कार्यक्षमतेवर मोठा प्रभाव पडतो.जर सांधे बेस मेटल प्रमाणे मजबूत असणे आवश्यक असेल आणि बेस मेटलच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करत नसेल, तर उच्च तापमानाचे कनेक्शन प्रक्रियेचे मापदंड (जसे की ≥ 1150 ℃) आणि दीर्घ काळ (जसे की 8 ~ 24h) दत्तक;जॉइंटची जोडणी गुणवत्ता कमी झाल्यास किंवा बेस मेटल उच्च तापमानाचा सामना करू शकत नसल्यास, कमी तापमान (1100 ~ 1150 ℃) आणि कमी वेळ (1 ~ 8h) वापरला जाईल.इंटरमीडिएट लेयर कनेक्टेड बेस मेटल कंपोझिशन मुलभूत रचना म्हणून घेईल आणि B, Si, Mn, Nb, इत्यादी सारखे भिन्न शीतकरण घटक जोडेल. उदाहरणार्थ, Udimet मिश्रधातूची रचना ni-15cr-18.5co-4.3 आहे. al-3.3ti-5mo, आणि चंचल लिक्विड फेज कनेक्शनसाठी इंटरमीडिएट लेयरची रचना b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 आहे.हे सर्व घटक Ni Cr किंवा Ni Cr Co मिश्र धातुंचे वितळण्याचे तापमान सर्वात कमी करू शकतात, परंतु B चा परिणाम सर्वात स्पष्ट आहे.याव्यतिरिक्त, B चा उच्च प्रसार दर इंटरलेयर मिश्रधातू आणि बेस मेटलमध्ये वेगाने एकरूप होऊ शकतो.