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។ ធាតុលោហធាតុសំខាន់ៗនៅក្នុងដែកគោលនីកែលគឺ Cr, Si, B និងចំនួនតិចតួចនៃ solder ក៏មានផ្ទុក Fe, W ផងដែរ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយ 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។ នៅពេលជ្រើសរើសប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ 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) និងយកខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដចេញដោយលំហូរ។ 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។ ប្រសិនបើសន្លាក់ត្រូវបានទាមទារឱ្យមានភាពរឹងមាំដូចលោហៈមូលដ្ឋាននិងមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការនៃលោហៈមូលដ្ឋាននោះប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការតភ្ជាប់នៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ដូចជា≥ 1150 ℃) និងរយៈពេលយូរ (ដូចជា 8 ~ 24 ម៉ោង) នឹងត្រូវបានអនុម័ត; 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-4.3al-3.3ti-5mo ហើយសមាសធាតុនៃស្រទាប់មធ្យមសម្រាប់ការតភ្ជាប់ដំណាក់កាលរាវបណ្តោះអាសន្នគឺ b-55cr-18.5co. ធាតុទាំងអស់នេះអាចកាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាពរលាយនៃលោហៈធាតុ Ni Cr ឬ Ni Cr Co ដល់កម្រិតទាបបំផុត ប៉ុន្តែឥទ្ធិពលរបស់ B គឺជាក់ស្តែងបំផុត។ លើសពីនេះ អត្រានៃការសាយភាយខ្ពស់នៃ B អាចធ្វើឱ្យដូចគ្នាយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃលោហៈធាតុ interlayer និងលោហៈមូលដ្ឋាន។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ១៣ មិថុនា ២០២២