Супер хайлшийг гагнах

Супер хайлшийг гагнах

(1) Гагнуурын шинж чанар Супер хайлшийг никель суурь, төмрийн суурь, кобальт суурь гэсэн гурван ангилалд хувааж болно. Эдгээр нь сайн механик шинж чанартай, өндөр температурт исэлдэлтэд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Никель суурьтай хайлш нь практик үйлдвэрлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг.

Супер хайлш нь илүү их Cr агуулдаг бөгөөд халаах үед арилгахад хэцүү Cr2O3 оксидын хальс үүсдэг. Никель суурьтай супер хайлш нь Al болон Ti агуулдаг бөгөөд халаахад исэлдэхэд хялбар байдаг. Тиймээс халаах үед супер хайлшийн исэлдэлтийг урьдчилан сэргийлэх эсвэл бууруулах, исэлдсэн хальсыг арилгах нь гагнуурын үед гол асуудал юм. Флюс дэх боракс эсвэл борын хүчил нь гагнуурын температурт суурь металлын зэврэлтийг үүсгэж болзошгүй тул урвалын дараа тунадасжсан бор нь суурь металл руу нэвтэрч, улмаар ширхэг хоорондын нэвчилт үүсгэдэг. Al болон Ti өндөр агууламжтай цутгамал никель суурьтай хайлшийн хувьд халаах үед хайлшийн гадаргуу дээр исэлдэхээс зайлсхийхийн тулд гагнуурын үед халуун төлөвт вакуумын зэрэг 10-2 ~ 10-3pa-аас багагүй байх ёстой.

Уусмал болон тунадасжуулсан никель суурьтай хайлшийн хувьд хайлшийн элементүүдийг бүрэн уусгахын тулд гагнуурын температур нь уусмалын боловсруулалтын халаалтын температуртай тохирч байх ёстой. Гагнуурын температур хэт бага тул хайлшийн элементүүдийг бүрэн уусгах боломжгүй; Хэрэв гагнуурын температур хэт өндөр байвал суурь металлын ширхэгүүд ургаж, дулааны боловсруулалтын дараа ч материалын шинж чанар сэргэхгүй. Цутгамал суурьтай хайлшийн хатуу уусмалын температур өндөр байдаг тул гагнуурын температур хэт өндөр байдаг тул материалын шинж чанарт ерөнхийдөө нөлөөлдөггүй.

Зарим никелийн суурьтай супер хайлш, ялангуяа хур тунадасжилтаар бэхжүүлсэн хайлш нь стресс хагарах хандлагатай байдаг. Гагнахаас өмнө процессын явцад үүссэн стрессийг бүрэн арилгах ёстой бөгөөд гагнах явцад дулааны стрессийг хамгийн бага байлгах хэрэгтэй.

(2) Гагнуурын материал болох никель суурьтай хайлшийг мөнгөн суурь, цэвэр зэс, никель суурь болон идэвхтэй гагнуураар гагнаж болно. Холболтын ажлын температур өндөр биш үед мөнгөн суурьтай материалыг ашиглаж болно. Мөнгөн суурьтай гагнуурын олон төрөл байдаг. Гагнуурын халаалтын үед дотоод стрессийг бууруулахын тулд хайлах температур багатай гагнуурыг сонгох нь хамгийн сайн арга юм. Fb101 флюсийг мөнгөн суурьтай дүүргэгч металлаар гагнахад ашиглаж болно. Fb102 флюсийг хамгийн өндөр хөнгөн цагааны агууламжтай тунадасжуулсан супер хайлшаар гагнахад ашигладаг бөгөөд 10% ~ 20% натрийн силикат эсвэл хөнгөн цагаан флюс (жишээ нь fb201) нэмнэ. Гагнуурын температур 900 ℃-ээс хэтэрсэн тохиолдолд fb105 флюсийг сонгоно.

Вакуум эсвэл хамгаалалтын агаар мандалд гагнах үед цэвэр зэсийг гагнуурын дүүргэгч металл болгон ашиглаж болно. Гагнуурын температур нь 1100 ~ 1150 ℃ бөгөөд холболт нь стресс хагарал үүсгэхгүй боловч ажлын температур 400 ℃-ээс хэтрэхгүй байх ёстой.

Никель суурьтай гагнуурын дүүргэгч металл нь өндөр температурын сайн гүйцэтгэлтэй, гагнуурын үед стресс хагарал үүсгэдэггүй тул Superalloy-д хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг гагнуурын дүүргэгч металл юм. Никель суурьтай гагнуурын гол хайлшийн элементүүд нь Cr, Si, B бөгөөд бага хэмжээний гагнуур нь Fe, W гэх мэтийг агуулдаг. Ni-cr-si-b-тэй харьцуулахад b-ni68crwb гагнуурын дүүргэгч металл нь B-ийн үндсэн металл руу нэвтрэлтийг бууруулж, хайлах температурын интервалыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь өндөр температурт ажилладаг эд анги, турбины ирийг гагнах зориулалттай гагнуурын дүүргэгч металл юм. Гэсэн хэдий ч W агуулсан гагнуурын шингэн чанар муудаж, холболтын зайг хянах нь хэцүү байдаг.

Идэвхтэй диффузийн гагнуурын дүүргэгч металл нь Si элемент агуулаагүй бөгөөд исэлдэлт болон вулканизацийн эсэргүүцэл маш сайн байдаг. Гагнуурын температурыг гагнуурын төрлөөс хамааран 1150 ℃-ээс 1218 ℃ хүртэл сонгож болно. Гагнуурын дараа 1066 ℃ диффузийн боловсруулалтын дараа үндсэн металлтай ижил шинж чанартай гагнуурын холболтыг гаргаж авах боломжтой.

(3) Гагнуурын процесст никель суурьтай хайлшийг хамгаалалтын агаар мандлын зуух, вакуум гагнуур болон түр зуурын шингэн фазын холболтод гагнуурын аргаар ашиглаж болно. Гагнуурын өмнө гадаргууг тосгүйжүүлж, зүлгүүрээр өнгөлөх, эсгий дугуй өнгөлөх, ацетоноор үрэх, химийн цэвэрлэгээ хийх замаар ислийг арилгах шаардлагатай. Гагнуурын процессын параметрүүдийг сонгохдоо урсгал болон суурь металлын хоорондох хүчтэй химийн урвалаас зайлсхийхийн тулд халаалтын температур хэт өндөр байж болохгүй бөгөөд гагнуурын хугацаа богино байх ёстой гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Үндсэн металл хагарахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хүйтэн боловсруулсан эд ангиудыг гагнуурын өмнө стрессийг бууруулж, гагнуурын халаалтыг аль болох жигд байлгах ёстой. Хур тунадасжуулсан супер хайлшийн хувьд эд ангиудыг эхлээд хатуу уусмалын боловсруулалтад оруулж, дараа нь хөгшрөлтийн бэхжүүлэлтийн боловсруулалтаас арай өндөр температурт гагнаж, эцэст нь хөгшрөлтийн боловсруулалт хийнэ.

1) Хамгаалалтын агаар мандлын зууханд гагнах Хамгаалалтын агаар мандлын зууханд гагнах нь хамгаалалтын хийн өндөр цэвэршилт шаарддаг. w (AL) ба w (TI) нь 0.5%-иас бага супер хайлшийн хувьд устөрөгч эсвэл аргон ашиглах үед шүүдэр цэг нь -54 ℃-ээс бага байх ёстой. Al ба Ti-ийн агууламж нэмэгдэхэд хайлшийн гадаргуу нь халаахад исэлддэг хэвээр байна. Дараах арга хэмжээг авах шаардлагатай; Бага хэмжээний урсгал (fb105 гэх мэт) нэмж, урсгалтай исэлдсэн хальсыг арилгах; Эд ангийн гадаргуу дээр 0.025 ~ 0.038 мм зузаантай бүрхүүл түрхэх; Гагнуурыг урьдчилан гагнах материалын гадаргуу дээр шүрших; Бор трифторид гэх мэт бага хэмжээний хийн урсгал нэмэх.

2) Вакуум гагнуурын вакуум гагнуурыг илүү сайн хамгаалалтын үр нөлөө болон гагнуурын чанарыг олж авахын тулд өргөн ашигладаг. Ердийн никель суурьтай супер хайлшийн холболтын механик шинж чанарыг 15-р хүснэгтээс үзнэ үү. w (AL) ба w (TI) нь 4%-иас бага супер хайлшийн хувьд гадаргуу дээр 0.01 ~ 0.015 мм никель давхаргыг электролизээр бүрэх нь дээр боловч гагнуурын норлтыг тусгай урьдчилсан боловсруулалтгүйгээр баталгаажуулж болно. w (AL) ба w (TI) нь 4%-иас хэтэрсэн тохиолдолд никель бүрхүүлийн зузаан нь 0.020.03 мм байна. Хэт нимгэн бүрхүүл нь хамгаалалтын нөлөө үзүүлэхгүй бөгөөд хэт зузаан бүрхүүл нь холболтын бат бөх чанарыг бууруулдаг. Гагнах эд ангиудыг вакуум гагнуурын хайрцагт хийж болно. Хайрцгийг геттерээр дүүргэх хэрэгтэй. Жишээлбэл, Zr нь өндөр температурт хийг шингээдэг бөгөөд энэ нь хайрцагт орон нутгийн вакуум үүсгэж, улмаар хайлшийн гадаргуугийн исэлдэлтээс сэргийлдэг.

Хүснэгт 15 Ердийн никель суурьтай супер хайлшийн вакуум гагнуурын холболтын механик шинж чанарууд

Superalloy-ийн гагнасан холболтын бичил бүтэц болон бат бэх нь гагнуурын зайтай хамт өөрчлөгддөг бөгөөд гагнуурын дараах диффузийн боловсруулалт нь холболтын зайны зөвшөөрөгдөх хамгийн их утгыг улам нэмэгдүүлнэ. Жишээлбэл, Inconel хайлшийг авч үзвэл, b-ni82crsib-ээр гагнасан Inconel холболтын хамгийн их зай нь 1000 ℃-д 1 цагийн турш диффузийн боловсруулалтын дараа 90 μм хүрч болно; Гэсэн хэдий ч b-ni71crsib-ээр гагнасан холболтын хувьд 1000 ℃-д 1 цагийн турш диффузийн боловсруулалтын дараа хамгийн их зай нь 50 μм орчим байна.

3) Түр зуурын шингэн фазын холболт Түр зуурын шингэн фазын холболт нь үндсэн металлаас бага хайлах цэгтэй давхаргын хайлшийг (ойролцоогоор 2.5 ~ 100 мкм зузаантай) дүүргэгч металл болгон ашигладаг. Бага даралт (0 ~ 0.007 мПа) болон зохих температур (1100 ~ 1250 ℃) дор давхаргын материал эхлээд үндсэн металлыг хайлуулж чийгшүүлдэг. Элементүүдийн хурдан тархалтын улмаас холболт үүсэхийн тулд холболтод изотермаль хатуурал үүсдэг. Энэ арга нь үндсэн металлын гадаргуугийн тохирох шаардлагыг эрс багасгаж, гагнуурын даралтыг бууруулдаг. Түр зуурын шингэн фазын холболтын гол параметрүүд нь даралт, температур, барих хугацаа, давхаргын найрлага юм. Гагнуурын холболтын гадаргууг сайн холбоо барихын тулд бага даралт хэрэглэнэ. Халаалтын температур ба хугацаа нь холболтын гүйцэтгэлд маш их нөлөөлдөг. Хэрэв холболт нь үндсэн металл шиг бат бөх байх шаардлагатай бөгөөд үндсэн металлын гүйцэтгэлд нөлөөлөхгүй бол өндөр температур (жишээ нь ≥ 1150 ℃) ба урт хугацаа (жишээ нь 8 ~ 24 цаг) гэсэн холболтын процессын параметрүүдийг баримтална; Хэрэв холболтын чанар буурсан эсвэл үндсэн металл нь өндөр температурыг тэсвэрлэх чадваргүй бол бага температур (1100 ~ 1150 ℃) ба богино хугацаа (1 ~ 8 цаг) ашиглана. Завсрын давхарга нь холбогдсон үндсэн металлын найрлагыг үндсэн найрлага болгон авч, B, Si, Mn, Nb гэх мэт өөр өөр хөргөлтийн элементүүдийг нэмнэ. Жишээлбэл, Udimet хайлшийн найрлага нь ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, түр зуурын шингэн фазын холболтын завсрын давхаргын найрлага нь b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 байна. Эдгээр бүх элементүүд нь NiCr эсвэл NiCrCo хайлшийн хайлах температурыг хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулж чаддаг боловч B-ийн нөлөө хамгийн тод илэрдэг. Үүнээс гадна, B-ийн өндөр диффузийн хурд нь давхаргын хоорондох хайлш болон үндсэн металлыг хурдан нэгэн төрлийн болгодог.