新型高溫合金的液相連接(2.4465高溫合金)
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新型高溫合金的液相連接
［關鍵詞］新型高溫合金；釬焊；過渡液相擴散焊。
LiquidPhaseBondingofAdvancedSuperalloys。
(InstituteofAeronauticalMaterials,Beijing,China)。
Keywords：advancedsuperalloys；brazing；TLPdiffusionbonding。
美國底特律內燃機廠采用釬焊及熱等靜壓技術制造了雙性能渦輪盤,其葉片環件為整鑄的Mar-M246合金,盤體為PA-101粉末合金。
葉片環件與盤體熱壓裝配后用釬焊進行封接,釬料為含硼、硅的改型Mar-M-247粉末,釬焊規范為1218℃/30min＋1093℃/10min＋1149℃/1h,然后將釬封組件在規范1218℃/3h/103.4MPa下進行熱等靜壓,獲得了接頭有效系數近100％的優質冶金接頭。
對TD-NiCr來說,TD-6釬料具有優異的力學性能,NASA18和B-2釬料則可獲得更佳的接頭力學性能。
NASA18釬料釬焊接頭在室溫和1093℃的拉伸性能與TD-6釬料釬焊接頭相當,但前者在1093℃的持久強度比后者約高50％,這是由于NASA18釬料溶蝕性較小且含8％的鋁(鋁可提高強度和抗氧化能力)。
Table1FillermetalsforODSalloys［1］。
TD-NiCrAlH-3317Ni-19Cr-8Si-0.8B-4W-51CoMA956AM788126021Ni-22Cr-2Si-2B-14W-0.03La余CoMA754表2一些ODS合金釬焊接頭的持久性能。
NASA18109321100MA754。
982971000109334.51000MA956非晶態BNi-1a109334.510002定向凝固和單晶高溫合金的連接。
采用Ni65Zr13Co10Cr8W釬料、1270℃/48h規范釬焊DD3單晶合金,得到了無脆性相、與母材組織類似的接頭組織［2］;采用Ni46.6Hf25.6Co18.6W4.7Cr釬料時,經1240℃/5min→1190℃/1h的釬焊熱循環可獲得滿意的釬焊接頭組織［3］。
釬料牌號及厚度母材金屬凝固方向取向760℃拉伸強度/MPaMBF30(BNi92SiB),44μm0(母材凝固方向垂直于焊接面)91290(二母材凝固方向彼此垂直)843180(母材凝固方向平行于焊接面)745MBF80(Ni82.5Cr15B),38μm180(母材凝固方向平行于焊接面)765表4DZ22定向凝固合金釬焊接頭高溫持久性能。
接頭間隙0.1mm1180℃/2h95018011∶301180℃/24h98014538∶55,58∶55,90∶35Nicrobraz300,-300目粉。
①，②，③分別表示試樣在拉伸100h，200h和360h后溫度升至980℃。
NISHIMOTOKazutoshi等［5］采用厚40μm的MBF80非晶態中間層合金分別在1250℃/30min和1275℃/25min規范下對CMSX-2單晶合金進行了TLP連接,焊后經1316℃/2h固溶＋1080℃/4h一次時效＋871℃/20h二次時效處理后,TLP焊接接頭在650～900℃的高溫拉伸強度等于或大于CMSX-2基體強度，其持久強度也與母材非常接近。
3鎳鋁系金屬間化合物結構材料的TLP焊接。
superalloyDZ22andsinglecrystalsuperalloyDD3at980℃。
接頭間隙0.1mm1210℃/24h166。
兩層,厚0.08mm1210℃/24h18680∶20,116∶401210℃/36h22∶40,166∶00。
兩層,厚0.04mm1250℃/24h181198∶00,379∶351250℃/36h203124∶00,137∶00試樣均斷于母村，呈杯錐形韌窩斷口注：所有試樣焊后經870℃/32h空冷的時效處理。
Table6StressrupturepropertiesofTLPjointsofIC6alloy［7］。
釬焊和TLP擴散焊是新型高溫合金理想的連接技術，它可解決一些高溫合金熔焊可焊性差的問題，并完全有可能提供滿足要求的高溫高強接頭。
但新型高溫合金的釬焊和TLP擴散焊是一個涉及多學科的復雜問題，例如釬料和TLP擴散焊用中間層合金的研究本身就是一個新材料研制的課題，釬料和中間層合金的使用形式有時又涉及表面科學的問題等，因此還需要做大量深入系統的研究工作。
［2］ZhengY.R.andTangriK..MicrostructureandBondingBehaviorofaNewZr-BearingInterlayerAlloyforSingleCrystalNickel-BaseSuperalloy［C］,Superalloys1992,857～866。
［4］GiameiA.F.,SalkeldR.W.andHagersC.W..EnergyEfficientEngineHigh-PressuresTurbineSingleCrystalVaneandBladeFabricationTechnologyReport［R］,NASA-CR-,July1981。
［6］DaroliaR.NiAlAlloysforHigh-TemperatureStructuralApplications［J］.JOM,1991，3(44)：44～49。
2.4465高溫合金
2.4465化學成分：鉻Cr：20.523.5,碳C：≤0.050.15,鐵Fe：1720,,錳Mn：≤1.00,鎳Ni:余量,硅Si：≤1.0,鉬Mo：8.0-10.0,鈷Co：≤0.5-2.5,鋁Al：≤0.1,鎢W:≤0.2-1.0,釩V:≤0.35,硼B:≤0.005,硅Si：≤1.0,磷P：≤0.015,硫S：≤0.01。
2.4465物理性能：密度8.3g/cm3、熔點1260-1355℃，抗拉強度RmN/mm2:730，屈服強度RP0.2N/mm2:283，延伸率A5%:40。
2.4465應用領域:工業和航空汽輪機（燃燒室、整流器、結構蓋）、工業爐部件、支撐輥、柵板、絲帶和輻射管、石油化學爐中的螺旋管。
第三章(高溫合金的焊接).ppt
④釬焊工藝焊前清理焊件和釬料表面的氧化物、油污和其他污染物；焊件精密裝配，保證裝配間隙，控制釬料加入量；高溫合金推薦為固溶或退火狀態，尤其對于Al、Ti含量較高的時效強化合金。
釬焊溫度：一般應高于釬料液相線30-50℃，流動性差釬料高出100℃保溫時間：根據母材特性、釬焊溫度、裝爐質量等確定。
⑤接頭缺陷與防止缺陷：未焊透溶蝕縮孔防止：a）未焊透正確設計接頭各參數，釬縫面積大時應設計排氣溝槽；加強焊前處理，使釬料很好地鋪展；調整釬焊工藝參數，使釬料流滿釬縫。
b）溶蝕選用含B、C低的釬料限制釬焊溫度最高值和保溫時間c）縮孔調整裝配間隙適當提高釬焊溫度控制冷卻速度⑥接頭組織與性能Si、B含量較高的鎳基釬料，母材溶蝕和晶界滲入現象，釬焊溫度越高、保溫時間越長，兩種現象越加劇。
選用合適的釬料和釬焊工藝，可獲得性能較好的釬焊接頭。
⑵大間隙釬焊工藝鑄件、鍛件的釬焊，其間隙一般大于0.3mm，局部可達到0.6mm以上，由此出現了大間隙釬焊工藝。
①釬焊原理釬料（低熔點組分）+金屬粉或合金粉（高熔點組分），組成粘度大的黏滯物，填充于間隙中，液態釬料流布于母材和合金粉之間，并相互作用而形成釬焊接頭。
常用的合金粉：Ni粉、80Ni-20Cr、K3合金粉、K5合金粉、FGH95合金粉等。
焊件工作溫度低，承受應力小時，選用純Ni粉焊件工作溫度高，承受應力大時，選用K3合金粉、K5合金粉、FGH95合金粉合金粉粒度：合金粉/釬料35/65-45/55第六十五頁，共一百一十四頁。
填入間隙的方式：混合法將合金粉與釬料按一定比例混合均勻后放置釬焊間隙中并搗實。
優點:合金粉與釬料可按比例加入,用量便于控制;缺點:混合料為粉末狀態,釬焊后釬縫金屬收縮,造成未填滿或縮孔。
預制法先將合金粉置入間隙中，然后施加靜壓使合金粉密實或進行燒結，再在釬縫口處填加釬料。
當加熱到釬焊溫度時，釬料熔化并沿著合金粉空隙流滿釬縫，形成牢固接頭。
優點：消除釬縫中孔洞，防止大塊脆性相；缺點：合金粉與釬料比例不能控制，且多一道燒結工序。
②釬焊工藝釬焊溫度一般高于正常釬焊溫度10℃左右。
溫度過低:釬料與合金粉作用很弱，釬料中的B很少擴散，使釬縫中形成較多硼化物脆性相;溫度高些:釬料與合金粉相互溶解，釬料中的B向合金粉的擴散增強，釬縫中Ni的固溶體比例增加，大塊的Ni-B化物共晶消除，改善了釬縫組織。
保溫時間比正常釬焊的保溫時間長時間過短：釬料與合金粉作用不充分，易出現大塊共晶組織，孔洞缺陷也多；保溫充分：組織均勻，缺陷減少。
擴散處理：改善組織及均勻化，提高力學性能，特別是高溫持久性能。
擴散溫度：一般選擇母材的固溶處理溫度，或比釬焊溫度稍高的溫度，2-3h。
⑶高溫合金擴散焊固相擴散焊幾乎可以焊接各類高溫合金。
含Cr、Al量高的合金，焊前必須仔細清理氧化膜，甚至表面鍍層后焊接。
焊接工藝參數：焊接溫度：焊接壓力：略低于相應溫度下合金的屈服應力●含Cr、Al量高的沉淀強化高溫合金，固相擴散焊時，結合面形成Ti（CN），NiTiO3沉淀物，造成性能降低，若加入較薄的Ni-35%Co中間層合金，則可獲得組織均勻的接頭。
高溫合金固相擴散焊工藝參數合金牌號焊接溫度/C焊接壓力/MPa焊接時間/min真空度/PaGH3039117529.419.66103.310-2GH304410。
那么以上的內容就是關于新型高溫合金的液相連接的介紹了，2.4465高溫合金是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。
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