Brazing នៃ Superalloys
(1) លក្ខណៈនៃការស្ពាន់ superalloys អាចត្រូវបានបែងចែកជាបីប្រភេទ: មូលដ្ឋាននីកែល, មូលដ្ឋានដែកនិងមូលដ្ឋាន cobalt ។ពួកវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចល្អ ធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម និងធន់នឹងច្រេះនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។យ៉ាន់ស្ព័រមូលដ្ឋាននីកែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតក្នុងការផលិតជាក់ស្តែង។
សារធាតុ superalloy មានផ្ទុកសារធាតុ Cr ច្រើន ហើយ Cr2O3 អុកស៊ីដ ហ្វីល ដែលពិបាកដកចេញត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃកំឡុងពេលកំដៅ។superalloys មូលដ្ឋាននីកែលមានផ្ទុក Al និង Ti ដែលងាយស្រួលក្នុងការកត់សុីនៅពេលកំដៅ។ដូច្នេះ ដើម្បីទប់ស្កាត់ ឬកាត់បន្ថយការកត់សុីនៃ superalloys កំឡុងពេលកំដៅ និងដើម្បីយក oxide film គឺជាបញ្ហាចម្បងកំឡុងពេល brazing ។ដោយសារ borax ឬអាស៊ីត boric នៅក្នុងលំហូរអាចបណ្តាលឱ្យ corrosion នៃលោហៈមូលដ្ឋាននៅសីតុណ្ហភាព brazing, boron precipitated បន្ទាប់ពីប្រតិកម្មអាចជ្រាបចូលទៅក្នុងលោហៈមូលដ្ឋាន, ជាលទ្ធផល infiltration intergranular ។សម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រមូលដ្ឋាននីកែលដែលមានមាតិកា Al និង Ti ខ្ពស់ កម្រិតទំនេរនៅក្នុងស្ថានភាពក្តៅមិនត្រូវតិចជាង 10-2 ~ 10-3pa កំឡុងពេលដាក់ដែក ដើម្បីជៀសវាងការកត់សុីលើផ្ទៃយ៉ាន់ស្ព័រកំឡុងពេលកំដៅ។
សម្រាប់ដំណោះស្រាយដែលបានពង្រឹង និងទឹកភ្លៀងដែលបានពង្រឹង យ៉ាន់ស្ព័រមូលដ្ឋាននីកែល សីតុណ្ហភាពនៃការតោងគួរតែត្រូវគ្នានឹងសីតុណ្ហភាពកំដៅនៃការព្យាបាលដំណោះស្រាយ ដើម្បីធានាបាននូវការរំលាយពេញលេញនៃធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ។សីតុណ្ហភាពដែកទាបពេក ហើយធាតុយ៉ាន់ស្ព័រមិនអាចរំលាយទាំងស្រុងបានទេ។ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពដែកខ្ពស់ពេក គ្រាប់ធញ្ញជាតិលោហៈមូលដ្ឋាននឹងកើនឡើង ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈនឹងមិនត្រូវបានស្ដារឡើងវិញទេ សូម្បីតែបន្ទាប់ពីការព្យាបាលកំដៅក៏ដោយ។សីតុណ្ហភាពសូលុយស្យុងរឹងនៃយ៉ាន់ស្ព័រមូលដ្ឋានគឺខ្ពស់ ដែលជាទូទៅនឹងមិនប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សម្ភារៈទេ ដោយសារសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ពេក។
superalloys មូលដ្ឋាននីកែលមួយចំនួន ជាពិសេសយ៉ាន់ស្ព័រដែលពង្រឹងដោយទឹកភ្លៀង មានទំនោរនៃការបំបែកភាពតានតឹង។មុនពេល brazing ភាពតានតឹងដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងដំណើរការត្រូវតែត្រូវបានដកចេញទាំងស្រុងហើយភាពតានតឹងកម្ដៅគួរតែត្រូវបានបង្រួមអប្បបរមាក្នុងអំឡុងពេល brazing ។
(2) លោហៈធាតុដែកធ្វើពីដែកនីកែល អាចត្រូវបានប្រេះជាមួយនឹងមូលដ្ឋានប្រាក់ ទង់ដែងសុទ្ធ មូលដ្ឋាននីកែល និងសារធាតុដែកសកម្ម។នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពការងារនៃសន្លាក់មិនខ្ពស់នោះសម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រាក់អាចត្រូវបានប្រើ។មានលក់ដុំដែកជាច្រើនប្រភេទ។ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពតានតឹងខាងក្នុងកំឡុងពេលកំដៅ brazing វាជាការល្អបំផុតក្នុងការជ្រើសរើស solder ដែលមានសីតុណ្ហភាពរលាយទាប។Fb101 flux អាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការតោងជាមួយដែកបំពេញមូលដ្ឋានប្រាក់។Fb102 flux ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ទឹកភ្លៀងដែលពង្រឹង superalloy ជាមួយនឹងមាតិកាអាលុយមីញ៉ូមខ្ពស់បំផុត ហើយ 10% ~ 20% sodium silicate ឬ flux អាលុយមីញ៉ូម (ដូចជា fb201) ត្រូវបានបន្ថែម។នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាព brazing លើសពី 900 ℃ flux fb105 ត្រូវបានជ្រើសរើស។
នៅពេលដាក់ដែកនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ ឬបរិយាកាសការពារ ទង់ដែងសុទ្ធអាចប្រើជាលោហៈធាតុបំពេញដែក។សីតុណ្ហ ភាព brazing គឺ 1100 ~ 1150 ℃, ហើយសន្លាក់នឹងមិនបង្កើតការបង្ក្រាបភាពតានតឹង, ប៉ុន្តែសីតុណ្ហភាពការងារមិនត្រូវលើសពី 400 ℃។
លោហៈធាតុដែកអ៊ីណុកមូលដ្ឋាននីកែល គឺជាលោហៈធាតុដែកដែលប្រើជាទូទៅបំផុតនៅក្នុង Superalloys ដោយសារតែដំណើរការសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ល្អ និងគ្មានការបំបែកភាពតានតឹងអំឡុងពេលដែក។ធាតុយ៉ាន់ស្ព័រសំខាន់ៗនៅក្នុងសារធាតុដែកនីកែលគឺ Cr, Si, B និងចំនួនតិចតួចនៃ solder ក៏មានផ្ទុកនូវ Fe, W ជាដើម។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹង ni-cr-si-b, b-ni68crwb brazing metal Filler អាចកាត់បន្ថយការជ្រៀតចូល intergranular នៃ B ចូលទៅក្នុងលោហៈមូលដ្ឋាន និងបង្កើនចន្លោះពេលសីតុណ្ហភាពរលាយ។វាជាដែកបំពេញដែកសម្រាប់តង្កៀបផ្នែកការងារដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងបន្ទះទួរប៊ីន។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពរលោងនៃសារធាតុដែកដែលមានផ្ទុក W កាន់តែអាក្រក់ ហើយគម្លាតសន្លាក់ពិបាកគ្រប់គ្រង។
លោហៈធាតុដែកបំភាយដែលសាយភាយសកម្មមិនមានធាតុ Si និងមានភាពធន់ទ្រាំអុកស៊ីតកម្មនិងធន់ទ្រាំនឹងការបំផ្លិចបំផ្លាញ។សីតុណ្ហភាព brazing អាចត្រូវបានជ្រើសរើសពី 1150 ℃ទៅ 1218 ℃ យោងទៅតាមប្រភេទនៃ solder ។បន្ទាប់ពី brazing សន្លាក់ brazed ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិដូចគ្នានឹងលោហៈមូលដ្ឋានអាចទទួលបានបន្ទាប់ពីការព្យាបាលការសាយភាយ 1066 ℃។
(3) ដំណើរការ brazing ដែកនីកែលមូលដ្ឋាន alloy អាចទទួលយក brazing នៅក្នុង furnace បរិយាកាសការពារ, brazing vacuum និងការតភ្ជាប់ដំណាក់កាលរាវបណ្តោះអាសន្ន។មុនពេលដាក់ដែក ផ្ទៃត្រូវតែត្រូវបាន degreased និង oxide យកចេញដោយការប៉ូឡូញ sandpaper, មានអារម្មណ៍ polishing កង់, acetone scrubs និងការសម្អាតគីមី។នៅពេលជ្រើសរើសប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃដំណើរការ brazing វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាសីតុណ្ហភាពកំដៅមិនគួរខ្ពស់ពេកទេហើយពេលវេលា brazing គួរតែខ្លីដើម្បីជៀសវាងប្រតិកម្មគីមីខ្លាំងរវាង flux និងលោហៈមូលដ្ឋាន។ដើម្បីការពារលោហៈមូលដ្ឋានពីការប្រេះ ផ្នែកកែច្នៃត្រជាក់ត្រូវបន្ធូរបន្ថយភាពតានតឹងមុនពេលផ្សារ ហើយកំដៅផ្សារត្រូវមានឯកសណ្ឋានតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។ចំពោះសារធាតុ superalloys ដែលត្រូវបានពង្រឹងដោយទឹកភ្លៀង ផ្នែកត្រូវទទួលរងនូវការព្យាបាលជាដំណោះស្រាយរឹងជាមុនសិន បន្ទាប់មកត្រូវបានប្រេះនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងបន្តិច ការព្យាបាលពង្រឹងភាពចាស់ ហើយចុងក្រោយគឺការព្យាបាលនៃភាពចាស់។
1) Brazing នៅក្នុងបរិយាកាសការពារ furnace brazing នៅក្នុង furnace បរិយាកាសការពារតម្រូវឱ្យមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៃឧស្ម័នការពារ។សម្រាប់ superalloys ដែលមាន w (AL) និង w (TI) តិចជាង 0.5% ចំណុចទឹកសន្សើមត្រូវទាបជាង -54 ℃ នៅពេលដែលអ៊ីដ្រូសែន ឬ argon ត្រូវបានប្រើប្រាស់។នៅពេលដែលមាតិការបស់ Al និង Ti កើនឡើង ផ្ទៃ alloy នៅតែកត់សុីនៅពេលដែលកំដៅ។វិធានការខាងក្រោមត្រូវតែត្រូវបានយក;បន្ថែមបរិមាណតិចតួចនៃលំហូរ (ដូចជា fb105) ហើយយកខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដចេញដោយលំហូរ។0.025 ~ 0.038mm ថ្នាំកូតក្រាស់ត្រូវបាន plated នៅលើផ្ទៃនៃផ្នែក;បាញ់ solder លើផ្ទៃនៃសម្ភារៈដែលត្រូវបាន brazed ជាមុន;បន្ថែមបរិមាណតិចតួចនៃលំហូរឧស្ម័នដូចជា boron trifluoride ។
2) Vacuum brazing vacuum brazing ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីទទួលបានប្រសិទ្ធិភាពការពារប្រសើរជាងមុន និងគុណភាពនៃ brazing ។សូមមើលតារាងទី 15 សម្រាប់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសន្លាក់ superalloy មូលដ្ឋាននីកែលធម្មតា។សម្រាប់ superalloys ដែលមាន w (AL) និង w (TI) តិចជាង 4% វាជាការល្អប្រសើរជាងមុនក្នុងការ electroplate ស្រទាប់មួយនៃ 0.01 ~ 0.015mm នីកែលលើផ្ទៃទោះបីជា wetting នៃ solder អាចត្រូវបានធានាដោយគ្មានការព្យាបាលពិសេស។នៅពេលដែល w (AL) និង w (TI) លើសពី 4% កម្រាស់នៃថ្នាំកូតនីកែលនឹងមាន 0.020.03mm ។ថ្នាំកូតស្តើងពេកមិនមានប្រសិទ្ធិភាពការពារទេ ហើយថ្នាំកូតក្រាស់ពេកនឹងកាត់បន្ថយភាពរឹងមាំនៃសន្លាក់។ផ្នែកដែលត្រូវផ្សារដែកក៏អាចដាក់ក្នុងប្រអប់សម្រាប់បូមធូលីផងដែរ។ប្រអប់គួរតែត្រូវបានបំពេញដោយ getter ។ឧទាហរណ៍ Zr ស្រូបយកឧស្ម័ននៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដែលអាចបង្កើតជាកន្លែងទំនេរនៅក្នុងប្រអប់ ដូច្នេះការពារការកត់សុីនៃផ្ទៃយ៉ាន់ស្ព័រ។
តារាងទី 15 លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃ Vacuum Brazed Joints នៃ superalloys មូលដ្ឋាននីកែលធម្មតា
រចនាសម្ព័ន្ធ microstructure និងភាពរឹងមាំនៃសន្លាក់ brazed នៃការផ្លាស់ប្តូរ Superalloy ជាមួយនឹងគម្លាត brazing ហើយការព្យាបាលការសាយភាយបន្ទាប់ពីការ brazing នឹងបង្កើនបន្ថែមទៀតតម្លៃអនុញ្ញាតអតិបរមានៃគម្លាតសន្លាក់។ដោយយកលោហៈធាតុ Inconel ជាឧទាហរណ៍ គម្លាតអតិបរមានៃសន្លាក់ Inconel ដែលធ្វើពី b-ni82crsib អាចឈានដល់ 90um បន្ទាប់ពីការព្យាបាលការសាយភាយនៅ 1000 ℃ សម្រាប់ 1H;ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយសម្រាប់សន្លាក់ដែលធ្វើពី b-ni71crsib គម្លាតអតិបរមាគឺប្រហែល 50um បន្ទាប់ពីការព្យាបាលការសាយភាយនៅ 1000 ℃សម្រាប់ 1H ។
3) ការតភ្ជាប់ដំណាក់កាលរាវបណ្តោះអាសន្ន ការតភ្ជាប់ដំណាក់កាលរាវបណ្តោះអាសន្នប្រើយ៉ាន់ស្ព័រ interlayer (ប្រហែល 2.5 ~ 100um ក្រាស់) ដែលចំណុចរលាយគឺទាបជាងលោហៈមូលដ្ឋានដែលជាលោហៈធាតុបំពេញ។នៅក្រោមសម្ពាធតូចមួយ (0 ~ 0.007mpa) និងសីតុណ្ហភាពសមរម្យ (1100 ~ 1250 ℃) សម្ភារៈ interlayer នេះដំបូងរលាយនិង moistens លោហៈមូលដ្ឋាន។ដោយសារតែការសាយភាយយ៉ាងលឿននៃធាតុ ភាពរឹងរបស់ isothermal កើតឡើងនៅសន្លាក់ដើម្បីបង្កើតជាសន្លាក់។វិធីសាស្រ្តនេះកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវតម្រូវការផ្គូផ្គងនៃផ្ទៃលោហៈមូលដ្ឋាន និងកាត់បន្ថយសម្ពាធនៃការផ្សារ។ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់នៃការតភ្ជាប់ដំណាក់កាលរាវបណ្តោះអាសន្នគឺសម្ពាធ សីតុណ្ហភាព ពេលវេលាកាន់ និងសមាសភាពនៃ interlayer ។ប្រើសម្ពាធតិចដើម្បីរក្សាផ្ទៃស្អិតរបស់ weldment ក្នុងទំនាក់ទំនងល្អ។សីតុណ្ហភាពកំដៅនិងពេលវេលាមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើដំណើរការនៃសន្លាក់។ប្រសិនបើសន្លាក់ត្រូវបានទាមទារឱ្យរឹងមាំដូចលោហៈមូលដ្ឋាន ហើយមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការនៃលោហៈធាតុមូលដ្ឋាននោះ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការតភ្ជាប់នៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ដូចជា ≥ 1150 ℃) និងរយៈពេលយូរ (ដូចជា 8 ~ 24 ម៉ោង) នឹងត្រូវ អនុម័ត;ប្រសិនបើគុណភាពនៃការតភ្ជាប់នៃសន្លាក់ត្រូវបានកាត់បន្ថយ ឬលោហៈមូលដ្ឋានមិនអាចទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់បានទេ សីតុណ្ហភាពទាប (1100 ~ 1150 ℃) និងរយៈពេលខ្លីជាង (1 ~ 8 ម៉ោង) នឹងត្រូវប្រើ។ស្រទាប់កម្រិតមធ្យមត្រូវយកសមាសធាតុលោហៈមូលដ្ឋានដែលបានតភ្ជាប់ជាសមាសភាពមូលដ្ឋាន ហើយបន្ថែមធាតុត្រជាក់ផ្សេងៗដូចជា B, Si, Mn, Nb ជាដើម។ ឧទាហរណ៍ សមាសធាតុនៃយ៉ាន់ស្ព័រ Udimet គឺ ni-15cr-18.5co-4.3 al-3.3ti-5mo និងសមាសភាពនៃស្រទាប់មធ្យមសម្រាប់ការតភ្ជាប់ដំណាក់កាលរាវបណ្តោះអាសន្នគឺ b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 ។ធាតុទាំងអស់នេះអាចកាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាពរលាយនៃលោហៈធាតុ Ni Cr ឬ Ni Cr Co ដល់កម្រិតទាបបំផុត ប៉ុន្តែឥទ្ធិពលរបស់ B គឺជាក់ស្តែងបំផុត។លើសពីនេះ អត្រានៃការសាយភាយខ្ពស់នៃ B អាចធ្វើឱ្យដូចគ្នាយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃលោហៈធាតុ interlayer និងលោហៈមូលដ្ឋាន។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ១៣ មិថុនា ២០២២