సూపర్‌అల్లాయ్‌ల బ్రేజింగ్

సూపర్‌అల్లాయ్‌ల బ్రేజింగ్

(1) బ్రేజింగ్ లక్షణాలు గల సూపర్‌అల్లాయ్‌లను మూడు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: నికెల్ ఆధారిత, ఇనుము ఆధారిత మరియు కోబాల్ట్ ఆధారిత. అవి మంచి యాంత్రిక లక్షణాలు, ఆక్సీకరణ నిరోధకత మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. ఆచరణాత్మక ఉత్పత్తిలో నికెల్ ఆధారిత మిశ్రమలోహం అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

సూపర్‌అల్లాయ్‌లో క్రోమియం (Cr) ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు వేడి చేసినప్పుడు దాని ఉపరితలంపై తొలగించడం కష్టమైన Cr2O3 ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడుతుంది. నికెల్ ఆధారిత సూపర్‌అల్లాయ్‌లలో అల్యూమినియం (Al) మరియు టైటానియం (Ti) ఉంటాయి, ఇవి వేడి చేసినప్పుడు సులభంగా ఆక్సీకరణం చెందుతాయి. అందువల్ల, బ్రేజింగ్ సమయంలో, వేడి చేసేటప్పుడు సూపర్‌అల్లాయ్‌ల ఆక్సీకరణను నివారించడం లేదా తగ్గించడం మరియు ఆక్సైడ్ పొరను తొలగించడం ప్రధాన సమస్య. ఫ్లక్స్‌లోని బోరాక్స్ లేదా బోరిక్ ఆమ్లం బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మూల లోహం యొక్క క్షయానికి కారణం కాగలవు కాబట్టి, చర్య తర్వాత అవక్షేపించిన బోరాన్ మూల లోహంలోకి చొచ్చుకుపోయి, కణాల మధ్య చొరబాటుకు దారితీస్తుంది. అధిక Al మరియు Ti పరిమాణాలు కలిగిన కాస్ట్ నికెల్ ఆధారిత అల్లాయ్‌ల విషయంలో, వేడి చేసేటప్పుడు అల్లాయ్ ఉపరితలంపై ఆక్సీకరణను నివారించడానికి, బ్రేజింగ్ సమయంలో వేడి స్థితిలో వాక్యూమ్ డిగ్రీ 10-2 ~ 10-3pa కంటే తక్కువ ఉండకూడదు.

ద్రావణ పద్ధతిలో బలపరిచిన మరియు అవక్షేప పద్ధతిలో బలపరిచిన నికెల్ ఆధారిత మిశ్రమ లోహాల విషయంలో, మిశ్రమ లోహ మూలకాలు పూర్తిగా కరిగిపోయేలా చేయడానికి, బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత ద్రావణ చికిత్స యొక్క తాపన ఉష్ణోగ్రతకు అనుగుణంగా ఉండాలి. బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత చాలా తక్కువగా ఉంటే, మిశ్రమ లోహ మూలకాలు పూర్తిగా కరిగిపోవు; బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, ఆధార లోహ కణాలు పైకి పెరుగుతాయి, మరియు ఉష్ణ చికిత్స తర్వాత కూడా పదార్థ లక్షణాలు పునరుద్ధరించబడవు. పోత ఆధార మిశ్రమ లోహాల ఘన ద్రావణ ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ సాధారణంగా పదార్థ లక్షణాలు ప్రభావితం కావు.

కొన్ని నికెల్ ఆధారిత సూపర్‌అల్లాయ్‌లు, ముఖ్యంగా ప్రెసిపిటేషన్ స్ట్రెంగ్తెన్డ్ అల్లాయ్‌లు, స్ట్రెస్ క్రాకింగ్‌కు గురయ్యే స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. బ్రేజింగ్ చేయడానికి ముందు, ఈ ప్రక్రియలో ఏర్పడిన ఒత్తిడిని పూర్తిగా తొలగించాలి మరియు బ్రేజింగ్ సమయంలో థర్మల్ ఒత్తిడిని కనిష్ట స్థాయికి తగ్గించాలి.

(2) బ్రేజింగ్ మెటీరియల్ నికెల్ బేస్ మిశ్రమలోహాన్ని సిల్వర్ బేస్, స్వచ్ఛమైన రాగి, నికెల్ బేస్ మరియు యాక్టివ్ సోల్డర్‌తో బ్రేజ్ చేయవచ్చు. జాయింట్ యొక్క పని ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా లేనప్పుడు, సిల్వర్ ఆధారిత పదార్థాలను ఉపయోగించవచ్చు. సిల్వర్ ఆధారిత సోల్డర్‌లు చాలా రకాలుగా ఉంటాయి. బ్రేజింగ్ హీటింగ్ సమయంలో అంతర్గత ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి, తక్కువ ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత ఉన్న సోల్డర్‌ను ఎంచుకోవడం ఉత్తమం. సిల్వర్ బేస్ ఫిల్లర్ మెటల్‌తో బ్రేజింగ్ చేయడానికి Fb101 ఫ్లక్స్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. అత్యధిక అల్యూమినియం కంటెంట్ ఉన్న ప్రెసిపిటేషన్ స్ట్రెంగ్తెన్డ్ సూపర్‌అల్లాయ్‌ను బ్రేజింగ్ చేయడానికి Fb102 ఫ్లక్స్‌ను ఉపయోగిస్తారు, మరియు దీనికి 10% ~ 20% సోడియం సిలికేట్ లేదా అల్యూమినియం ఫ్లక్స్ (ఉదాహరణకు fb201) కలుపుతారు. బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత 900 ℃ దాటినప్పుడు, fb105 ఫ్లక్స్‌ను ఎంచుకోవాలి.

వాక్యూమ్ లేదా రక్షిత వాతావరణంలో బ్రేజింగ్ చేసేటప్పుడు, స్వచ్ఛమైన రాగిని బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత 1100 ~ 1150 ℃ ఉండాలి, మరియు జాయింట్‌లో ఒత్తిడి పగుళ్లు ఏర్పడవు, కానీ పని చేసే ఉష్ణోగ్రత 400 ℃ మించకూడదు.

సూపర్‌అలాయ్‌లలో నికెల్ బేస్ బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్‌ను అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు, ఎందుకంటే దీనికి మంచి అధిక ఉష్ణోగ్రత పనితీరు మరియు బ్రేజింగ్ సమయంలో ఒత్తిడి పగుళ్లు ఏర్పడకపోవడం వంటి లక్షణాలు ఉన్నాయి. నికెల్ బేస్ సోల్డర్‌లోని ప్రధాన మిశ్రమలోహ మూలకాలు Cr, Si, B, మరియు తక్కువ మొత్తంలో సోల్డర్‌లో Fe, W మొదలైనవి కూడా ఉంటాయి. ni-cr-si-b తో పోలిస్తే, b-ni68crwb బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్, బేస్ మెటల్‌లోకి B యొక్క అంతరకణ చొరబాటును తగ్గించి, ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత అంతరాన్ని పెంచుతుంది. ఇది అధిక-ఉష్ణోగ్రత పని చేసే భాగాలు మరియు టర్బైన్ బ్లేడ్‌లను బ్రేజింగ్ చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్. అయితే, W-కలిగిన సోల్డర్ యొక్క ద్రవత్వం క్షీణిస్తుంది మరియు జాయింట్ గ్యాప్‌ను నియంత్రించడం కష్టమవుతుంది.

యాక్టివ్ డిఫ్యూజన్ బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్‌లో Si మూలకం ఉండదు మరియు ఇది అద్భుతమైన ఆక్సీకరణ నిరోధకత మరియు వల్కనైజేషన్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. సోల్డర్ రకాన్ని బట్టి బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రతను 1150 ℃ నుండి 1218 ℃ వరకు ఎంచుకోవచ్చు. బ్రేజింగ్ తర్వాత, 1066 ℃ డిఫ్యూజన్ ట్రీట్‌మెంట్ అనంతరం బేస్ మెటల్ వలె అదే లక్షణాలతో కూడిన బ్రేజ్డ్ జాయింట్‌ను పొందవచ్చు.

(3) బ్రేజింగ్ ప్రక్రియలో నికెల్ బేస్ మిశ్రమలోహం రక్షిత వాతావరణ కొలిమిలో బ్రేజింగ్, వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్ మరియు తాత్కాలిక ద్రవ దశ అనుసంధానాన్ని అనుసరించవచ్చు. బ్రేజింగ్ చేయడానికి ముందు, ఉపరితలాన్ని ఇసుక కాగితం పాలిషింగ్, ఫెల్ట్ వీల్ పాలిషింగ్, అసిటోన్ స్క్రబ్బింగ్ మరియు రసాయన శుభ్రపరచడం ద్వారా గ్రీజును తొలగించి, ఆక్సైడ్‌ను తీసివేయాలి. బ్రేజింగ్ ప్రక్రియ పారామితులను ఎంచుకునేటప్పుడు, ఫ్లక్స్ మరియు బేస్ మెటల్ మధ్య బలమైన రసాయన చర్యను నివారించడానికి తాపన ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉండకూడదని మరియు బ్రేజింగ్ సమయం తక్కువగా ఉండాలని గమనించాలి. బేస్ మెటల్ పగుళ్లను నివారించడానికి, కోల్డ్ ప్రాసెస్ చేసిన భాగాలను వెల్డింగ్ చేయడానికి ముందు స్ట్రెస్ రిలీఫ్ చేయాలి మరియు వెల్డింగ్ తాపనం వీలైనంత ఏకరీతిగా ఉండాలి. అవక్షేపణ బలపరిచిన సూపర్‌అల్లాయ్‌ల కోసం, భాగాలను మొదట సాలిడ్ సొల్యూషన్ ట్రీట్‌మెంట్‌కు గురిచేయాలి, ఆపై ఏజింగ్ బలపరిచే చికిత్స కంటే కొద్దిగా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బ్రేజ్ చేయాలి మరియు చివరగా ఏజింగ్ చికిత్స చేయాలి.

1) రక్షిత వాతావరణ కొలిమిలో బ్రేజింగ్ చేయడానికి అధిక స్వచ్ఛత గల షీల్డింగ్ గ్యాస్ అవసరం. w (AL) మరియు w (TI) 0.5% కంటే తక్కువ ఉన్న సూపర్‌అల్లాయ్‌ల కోసం, హైడ్రోజన్ లేదా ఆర్గాన్ ఉపయోగించినప్పుడు మంచు బిందువు -54 ℃ కంటే తక్కువగా ఉండాలి. Al మరియు Ti శాతం పెరిగినప్పుడు, వేడి చేసినప్పుడు అల్లాయ్ ఉపరితలం ఆక్సీకరణకు గురవుతుంది. ఈ క్రింది చర్యలు తప్పనిసరిగా తీసుకోవాలి; కొద్ది మొత్తంలో ఫ్లక్స్ (fb105 వంటిది) వేసి, ఫ్లక్స్‌తో ఆక్సైడ్ పొరను తొలగించాలి; భాగాల ఉపరితలంపై 0.025 ~ 0.038mm మందంతో పూత పూయాలి; బ్రేజ్ చేయాల్సిన పదార్థం యొక్క ఉపరితలంపై ముందుగానే సోల్డర్‌ను స్ప్రే చేయాలి; బోరాన్ ట్రైఫ్లోరైడ్ వంటి కొద్ది మొత్తంలో గ్యాస్ ఫ్లక్స్‌ను కలపాలి.

2) వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్: మెరుగైన రక్షణ ప్రభావాన్ని మరియు బ్రేజింగ్ నాణ్యతను పొందడానికి వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణ నికెల్ ఆధారిత సూపర్‌అల్లాయ్ జాయింట్‌ల యాంత్రిక లక్షణాల కోసం పట్టిక 15 చూడండి. w (AL) మరియు w (TI) 4% కంటే తక్కువ ఉన్న సూపర్‌అల్లాయ్‌ల కోసం, ఉపరితలంపై 0.01 ~ 0.015mm నికెల్ పొరను ఎలక్ట్రోప్లేట్ చేయడం ఉత్తమం, అయినప్పటికీ ప్రత్యేక ముందస్తు చికిత్స లేకుండానే సోల్డర్ తడిసేలా చేయవచ్చు. w (AL) మరియు w (TI) 4% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, నికెల్ పూత మందం 0.02 నుండి 0.03mm వరకు ఉండాలి. చాలా పలుచని పూతకు రక్షణ ప్రభావం ఉండదు, మరియు చాలా మందపాటి పూత జాయింట్ యొక్క బలాన్ని తగ్గిస్తుంది. వెల్డింగ్ చేయాల్సిన భాగాలను వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్ కోసం బాక్స్‌లో కూడా ఉంచవచ్చు. బాక్స్‌ను గెట్టర్‌తో నింపాలి. ఉదాహరణకు, Zr అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాయువును గ్రహిస్తుంది, ఇది బాక్స్‌లో స్థానిక వాక్యూమ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా అల్లాయ్ ఉపరితలం యొక్క ఆక్సీకరణను నివారిస్తుంది.

పట్టిక 15 సాధారణ నికెల్ బేస్ సూపర్‌అల్లాయ్‌ల వాక్యూమ్ బ్రేజ్డ్ జాయింట్‌ల యాంత్రిక లక్షణాలు

సూపర్‌అల్లాయ్ యొక్క బ్రేజ్డ్ జాయింట్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు బలం బ్రేజింగ్ గ్యాప్‌తో పాటు మారుతాయి, మరియు బ్రేజింగ్ తర్వాత చేసే డిఫ్యూజన్ ట్రీట్‌మెంట్ జాయింట్ గ్యాప్ యొక్క గరిష్ట అనుమతించదగిన విలువను మరింత పెంచుతుంది. ఉదాహరణకు ఇంకోనెల్ అల్లాయ్‌ను తీసుకుంటే, b-ni82crsib తో బ్రేజ్ చేసిన ఇంకోనెల్ జాయింట్ యొక్క గరిష్ట గ్యాప్, 1000 ℃ వద్ద 1 గంట పాటు డిఫ్యూజన్ ట్రీట్‌మెంట్ చేసిన తర్వాత 90um వరకు చేరుతుంది; అయితే, b-ni71crsib తో బ్రేజ్ చేసిన జాయింట్ల విషయంలో, 1000 ℃ వద్ద 1 గంట పాటు డిఫ్యూజన్ ట్రీట్‌మెంట్ చేసిన తర్వాత గరిష్ట గ్యాప్ సుమారు 50um ఉంటుంది.

3) తాత్కాలిక ద్రవ దశ సంధానం (ట్రాన్సియెంట్ లిక్విడ్ ఫేజ్ కనెక్షన్)లో, బేస్ మెటల్ కంటే తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం ఉన్న ఇంటర్‌లేయర్ మిశ్రమలోహాన్ని (సుమారు 2.5 ~ 100um మందం) ఫిల్లర్ మెటల్‌గా ఉపయోగిస్తారు. తక్కువ పీడనం (0 ~ 0.007mpa) మరియు తగిన ఉష్ణోగ్రత (1100 ~ 1250 ℃) వద్ద, ఇంటర్‌లేయర్ పదార్థం మొదట కరిగి బేస్ మెటల్‌ను తేమగా చేస్తుంది. మూలకాల వేగవంతమైన వ్యాప్తి కారణంగా, జాయింట్ వద్ద ఐసోథర్మల్ ఘనీభవనం జరిగి జాయింట్ ఏర్పడుతుంది. ఈ పద్ధతి బేస్ మెటల్ ఉపరితలం యొక్క సరిపోలిక అవసరాలను బాగా తగ్గిస్తుంది మరియు వెల్డింగ్ పీడనాన్ని కూడా తగ్గిస్తుంది. తాత్కాలిక ద్రవ దశ సంధానంలో పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, హోల్డింగ్ సమయం మరియు ఇంటర్‌లేయర్ కూర్పు అనేవి ప్రధాన పారామితులు. వెల్డ్‌మెంట్ యొక్క సంధాన ఉపరితలాలు మంచి సంపర్కంలో ఉండేలా తక్కువ పీడనాన్ని వర్తింపజేయాలి. తాపన ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయం జాయింట్ పనితీరుపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. జాయింట్ బేస్ మెటల్ వలె బలంగా ఉండాలని మరియు బేస్ మెటల్ పనితీరును ప్రభావితం చేయకూడదని అవసరమైతే, అధిక ఉష్ణోగ్రత (ఉదాహరణకు ≥ 1150 ℃) మరియు ఎక్కువ సమయం (ఉదాహరణకు 8 ~ 24 గంటలు) గల కనెక్షన్ ప్రక్రియ పారామితులను అనుసరించాలి; జాయింట్ యొక్క కనెక్షన్ నాణ్యత తగ్గినా లేదా బేస్ మెటల్ అధిక ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకోలేకపోయినా, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత (1100 ~ 1150 ℃) మరియు తక్కువ సమయం (1 ~ 8 గంటలు) ఉపయోగించాలి. ఇంటర్మీడియట్ లేయర్, కనెక్ట్ చేయబడిన బేస్ మెటల్ కూర్పును ప్రాథమిక కూర్పుగా తీసుకుని, దానికి B, Si, Mn, Nb మొదలైన వివిధ శీతలీకరణ మూలకాలను జోడించాలి. ఉదాహరణకు, యుడిమెట్ మిశ్రమం యొక్క కూర్పు ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, మరియు తాత్కాలిక ద్రవ దశ కనెక్షన్ కోసం ఇంటర్మీడియట్ లేయర్ యొక్క కూర్పు b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. ఈ మూలకాలన్నీ Ni Cr లేదా Ni Cr Co మిశ్రమలోహాల ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రతను అత్యల్ప స్థాయికి తగ్గించగలవు, కానీ B ప్రభావం అత్యంత స్పష్టంగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, B యొక్క అధిక వ్యాప్తి రేటు, అంతర పొర మిశ్రమలోహాన్ని మరియు ఆధార లోహాన్ని వేగంగా సజాతీయీకరించగలదు.