新型高温合金的液相连接(2.4465高温合金)
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新型高温合金的液相连接
［关键词］新型高温合金；钎焊；过渡液相扩散焊。
LiquidPhaseBondingofAdvancedSuperalloys。
(InstituteofAeronauticalMaterials,Beijing,China)。
Keywords：advancedsuperalloys；brazing；TLPdiffusionbonding。
美国底特律内燃机厂采用钎焊及热等静压技术制造了双性能涡轮盘,其叶片环件为整铸的Mar-M246合金,盘体为PA-101粉末合金。
叶片环件与盘体热压装配后用钎焊进行封接,钎料为含硼、硅的改型Mar-M-247粉末,钎焊规范为1218℃/30min＋1093℃/10min＋1149℃/1h,然后将钎封组件在规范1218℃/3h/103.4MPa下进行热等静压,获得了接头有效系数近100％的优质冶金接头。
对TD-NiCr来说,TD-6钎料具有优异的力学性能,NASA18和B-2钎料则可获得更佳的接头力学性能。
NASA18钎料钎焊接头在室温和1093℃的拉伸性能与TD-6钎料钎焊接头相当,但前者在1093℃的持久强度比后者约高50％,这是由于NASA18钎料溶蚀性较小且含8％的铝(铝可提高强度和抗氧化能力)。
Table1FillermetalsforODSalloys［1］。
TD-NiCrAlH-3317Ni-19Cr-8Si-0.8B-4W-51CoMA956AM788126021Ni-22Cr-2Si-2B-14W-0.03La余CoMA754表2一些ODS合金钎焊接头的持久性能。
NASA18109321100MA754。
982971000109334.51000MA956非晶态BNi-1a109334.510002定向凝固和单晶高温合金的连接。
采用Ni65Zr13Co10Cr8W钎料、1270℃/48h规范钎焊DD3单晶合金,得到了无脆性相、与母材组织类似的接头组织［2］;采用Ni46.6Hf25.6Co18.6W4.7Cr钎料时,经1240℃/5min→1190℃/1h的钎焊热循环可获得满意的钎焊接头组织［3］。
钎料牌号及厚度母材金属凝固方向取向760℃拉伸强度/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定向凝固合金钎焊接头高温持久性能。
接头间隙0.1mm1180℃/2h95018011∶301180℃/24h98014538∶55,58∶55,90∶35Nicrobraz300,-300目粉。
①，②，③分别表示试样在拉伸100h，200h和360h后温度升至980℃。
NISHIMOTOKazutoshi等［5］采用厚40μm的MBF80非晶态中间层合金分别在1250℃/30min和1275℃/25min规范下对CMSX-2单晶合金进行了TLP连接,焊后经1316℃/2h固溶＋1080℃/4h一次时效＋871℃/20h二次时效处理后,TLP焊接接头在650～900℃的高温拉伸强度等于或大于CMSX-2基体强度，其持久强度也与母材非常接近。
3镍铝系金属间化合物结构材料的TLP焊接。
superalloyDZ22andsinglecrystalsuperalloyDD3at980℃。
接头间隙0.1mm1210℃/24h166。
两层,厚0.08mm1210℃/24h18680∶20,116∶401210℃/36h22∶40,166∶00。
两层,厚0.04mm1250℃/24h181198∶00,379∶351250℃/36h203124∶00,137∶00试样均断于母村，呈杯锥形韧窝断口注：所有试样焊后经870℃/32h空冷的时效处理。
Table6StressrupturepropertiesofTLPjointsofIC6alloy［7］。
钎焊和TLP扩散焊是新型高温合金理想的连接技术，它可解决一些高温合金熔焊可焊性差的问题，并完全有可能提供满足要求的高温高强接头。
但新型高温合金的钎焊和TLP扩散焊是一个涉及多学科的复杂问题，例如钎料和TLP扩散焊用中间层合金的研究本身就是一个新材料研制的课题，钎料和中间层合金的使用形式有时又涉及表面科学的问题等，因此还需要做大量深入系统的研究工作。
［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高温合金
2.4465化学成分：铬Cr：20.523.5,碳C：≤0.050.15,铁Fe：1720,,锰Mn：≤1.00,镍Ni:余量,硅Si：≤1.0,钼Mo：8.0-10.0,钴Co：≤0.5-2.5,铝Al：≤0.1,钨W:≤0.2-1.0,钒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、熔点1260-1355℃，抗拉强度RmN/mm2:730，屈服强度RP0.2N/mm2:283，延伸率A5%:40。
2.4465应用领域:工业和航空汽轮机（燃烧室、整流器、结构盖）、工业炉部件、支撑辊、栅板、丝带和辐射管、石油化学炉中的螺旋管。
第三章(高温合金的焊接).ppt
④钎焊工艺焊前清理焊件和钎料表面的氧化物、油污和其他污染物；焊件精密装配，保证装配间隙，控制钎料加入量；高温合金推荐为固溶或退火状态，尤其对于Al、Ti含量较高的时效强化合金。
钎焊温度：一般应高于钎料液相线30-50℃，流动性差钎料高出100℃保温时间：根据母材特性、钎焊温度、装炉质量等确定。
⑤接头缺陷与防止缺陷：未焊透溶蚀缩孔防止：a）未焊透正确设计接头各参数，钎缝面积大时应设计排气沟槽；加强焊前处理，使钎料很好地铺展；调整钎焊工艺参数，使钎料流满钎缝。
b）溶蚀选用含B、C低的钎料限制钎焊温度最高值和保温时间c）缩孔调整装配间隙适当提高钎焊温度控制冷却速度⑥接头组织与性能Si、B含量较高的镍基钎料，母材溶蚀和晶界渗入现象，钎焊温度越高、保温时间越长，两种现象越加剧。
选用合适的钎料和钎焊工艺，可获得性能较好的钎焊接头。
⑵大间隙钎焊工艺铸件、锻件的钎焊，其间隙一般大于0.3mm，局部可达到0.6mm以上，由此出现了大间隙钎焊工艺。
①钎焊原理钎料（低熔点组分）+金属粉或合金粉（高熔点组分），组成粘度大的黏滞物，填充于间隙中，液态钎料流布于母材和合金粉之间，并相互作用而形成钎焊接头。
常用的合金粉：Ni粉、80Ni-20Cr、K3合金粉、K5合金粉、FGH95合金粉等。
焊件工作温度低，承受应力小时，选用纯Ni粉焊件工作温度高，承受应力大时，选用K3合金粉、K5合金粉、FGH95合金粉合金粉粒度：合金粉/钎料35/65-45/55第六十五页，共一百一十四页。
填入间隙的方式：混合法将合金粉与钎料按一定比例混合均匀后放置钎焊间隙中并捣实。
优点:合金粉与钎料可按比例加入,用量便于控制;缺点:混合料为粉末状态,钎焊后钎缝金属收缩,造成未填满或缩孔。
预制法先将合金粉置入间隙中，然后施加静压使合金粉密实或进行烧结，再在钎缝口处填加钎料。
当加热到钎焊温度时，钎料熔化并沿着合金粉空隙流满钎缝，形成牢固接头。
优点：消除钎缝中孔洞，防止大块脆性相；缺点：合金粉与钎料比例不能控制，且多一道烧结工序。
②钎焊工艺钎焊温度一般高于正常钎焊温度10℃左右。
温度过低:钎料与合金粉作用很弱，钎料中的B很少扩散，使钎缝中形成较多硼化物脆性相;温度高些:钎料与合金粉相互溶解，钎料中的B向合金粉的扩散增强，钎缝中Ni的固溶体比例增加，大块的Ni-B化物共晶消除，改善了钎缝组织。
保温时间比正常钎焊的保温时间长时间过短：钎料与合金粉作用不充分，易出现大块共晶组织，孔洞缺陷也多；保温充分：组织均匀，缺陷减少。
扩散处理：改善组织及均匀化，提高力学性能，特别是高温持久性能。
扩散温度：一般选择母材的固溶处理温度，或比钎焊温度稍高的温度，2-3h。
⑶高温合金扩散焊固相扩散焊几乎可以焊接各类高温合金。
含Cr、Al量高的合金，焊前必须仔细清理氧化膜，甚至表面镀层后焊接。
焊接工艺参数：焊接温度：焊接压力：略低于相应温度下合金的屈服应力●含Cr、Al量高的沉淀强化高温合金，固相扩散焊时，结合面形成Ti（CN），NiTiO3沉淀物，造成性能降低，若加入较薄的Ni-35%Co中间层合金，则可获得组织均匀的接头。
高温合金固相扩散焊工艺参数合金牌号焊接温度/C焊接压力/MPa焊接时间/min真空度/PaGH3039117529.419.66103.310-2GH304410。
那么以上的内容就是关于新型高温合金的液相连接的介绍了，2.4465高温合金是小编整理汇总而成，希望能给大家带来帮助。
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