本文涉及焊接,即(jí)基於鎳擴散焊接法的粉末高溫合金零件的(de)連接方法,可用於(yú)製造內燃機、蒸汽和燃氣輪機、噴氣發動(dòng)機、原子電廠等在高溫下運行的重型部件。
本文的(de)類似物是一種複雜耐(nài)熱鎳合金。該方法包括擴散焊接在1000°C的溫度下進行,比(bǐ)壓縮壓力為2 kg/mm 2,然後在1200°C下時效(xiào)20分鍾。
這種(zhǒng)方法的缺點(diǎn)是在此溫度(20分鍾)下焊接期間沒有時間形成牢固的焊接。施加在塑性變形上的比壓力導致細節>10%,這促進了晶粒生長和粗化,從而降(jiàng)低了焊接接頭的強度。焊接後的緩慢冷卻(què)也需要微觀結構的變化 - 觀(guān)察到晶粒生長。與賤金屬的特性(xìng)相比,延展性的特性(xìng)被低估(gū)了。焊接接頭的抗拉強度較低。
有一(yī)種基於氮化矽的高溫(wēn)合金(jīn)鈷基陶瓷的擴散焊接方法,根(gēn)據該(gāi)方法在焊件之間放置一層薄金屬層。
結構元件被(bèi)加熱到夾(jiá)層的熔化溫(wēn)度。由含有鐵,鎳,鈷,鋁成(chéng)分的合金製成的層。
擴(kuò)散焊接方法(fǎ)是已知的(de),根據該方法至少填(tián)充空腔並在其中(zhōng)一個焊接部(bù)件的放熱表麵上以混合物的形式執行(háng)其保護和活化介質。將製備好的焊接部件高速(sù)壓縮(suō)加熱(rè)到焊接溫度,在等溫暴露後進行冷卻並(bìng)形成連(lián)接細節。在溫度(dù)和壓力的作用下,活(huó)化保護(hù)介質從腔體中移位並供應到待焊接的加熱表麵,通(tōng)過去除氧化膜和表麵粗糙度塌陷,實現高質量的連接。然而,對焊接表麵的氧化保護不足,導致(zhì)焊接質量差。
這種方法的缺(quē)點是,對焊(hàn)接接頭的特性、化學(xué)成分和焊接區的微觀結構要求很高的發動機高速加熱(rè)到焊接溫度是不可接受的,因為它(tā)極大地影響了焊件的微觀組織、性能和強度特性的變化。在工件上型腔的執行極(jí)大地限製了設計方案(àn)。焊接後缺乏後續熱處理不可能穩定化合物的強度性能。
本文所(suǒ)要解決的問題是提供一種(zhǒng)基於鎳的(de)無中間(jiān)層的高溫合金粉末(mò)在(zài)真空(kōng)中擴散焊接的(de)方法,以優化焊接條件的選擇和隨後的熱(rè)處理(lǐ)。這允許:
- 排除待焊接材(cái)料結構的變化(huà);
- 盡(jìn)量減少(shǎo)細節的塑性(xìng)變形;
- 提供必要的穩定粘(zhān)接強度。
該技術成果的實現在於,在擴散焊(hàn)接粉末耐熱鎳基合金的方法中,包(bāo)括用於焊接的元件的組裝,真空,加熱至焊接溫度,施加焊接力,速度和冷卻,加熱(rè)以不超過(guò)30°C / min的速度進行,溫度不高於合金(jīn)的溶劑(jì)溫度10°C, 當施(shī)加焊接溫度焊接力時,提供焊接件的塑(sù)性變形,不超過5%,消除焊接應力並保持在焊接溫度1.5-2小時,然後逐漸冷卻,提供強化顆粒的分配,穩定合金組織。通過密封構件施加的焊接力,為1,5-2,5 kg/mm 2。冷卻分步驟進行,首先以不(bú)低於50°C /min的速率至800°C的溫度並保持在此溫度(dù)下(xià)8小時,然後在(zài)25-30°C /min的溫度下以700°C的溫(wēn)度保持8小時(shí),並以不超過30°C / min的速率冷卻至(zhì)室溫。
實驗確定,在(zài)1.5-2.5kg/mm的壓力(lì)下,焊接部件的塑性變形不超過(guò)5%,表明在焊接的微投(tóu)影表麵(miàn)上發生變形。這反過來又導致合金的結構變化(huà),從而對焊接接頭的強度產生積極影響。而且,為了改(gǎi)善去除焊接力(lì)後的加工特性,在相同溫度下進行了1.5-2小時的暴露。然後以(yǐ)不低於50°C /min的速率冷卻至800°C溫度,保持8小時,以25-30°C / min的(de)速率冷卻(què)至700°C,保持8小時並以不超(chāo)過30°C / min的速率冷(lěng)卻至室溫。
本文的本質在於,包括擴散焊接和(hé)隨後的熱處理在內的所選模式(shì)允許激活接觸區的(de)擴散過程。選定的冷卻速率和逐步熱效應(yīng)有助於加強顆粒分離,合(hé)金(jīn)結構的穩定,從而提供材料微觀結構的高強度和持久性。所有這些(xiē)都增加(jiā)了在(zài)嚴重載荷下運行的焊接(jiē)結構的(de)壽命和可靠性。
實施例1是VV751P合金的製造(zào)零件,每個尺寸為17×40。用於焊接端麵並放入擴散裝置的物品。將攝像機裝置抽真空工作,加熱至焊接(jiē)溫度不高於合金在10°C T = 1100°C時的溶劑溫度。達到焊接溫度後,施加2kg/mm 2元件的焊接力2小時。當定時(shí)器將焊接力壓片(piàn)和(hé)元件保持在焊接溫度下(xià)2小時(shí)以上時,然後逐漸冷卻,首先以不低(dī)於50°C /min的速(sù)率至800°C的溫度並在此溫度下保持(chí)8小時,然後以25-30°C /min的速度將溫度保持在700°C並保持在此溫度(dù)下8小時,並以不超(chāo)過30°C /最小值
實施例2是VV751P合(hé)金的製造零件,每個(gè)尺寸為17×40。將(jiāng)細節連接端麵並置於產生真空的擴(kuò)散裝置中,加(jiā)熱至焊接溫度不高於合金的溶劑溫度,在10°C T的St=1050°C時,以不超過30°C /min的速率進行加熱。達到焊接溫(wēn)度後施(shī)加到元件上的焊接力為1.5公(gōng)斤/毫米21.5小時。薄膜焊接(jiē)力(lì)和元(yuán)件保持在焊接溫度下2小時以上,然後逐漸冷卻,首先以不低於50°C /min的速率至800°C的溫度並在此溫(wēn)度下保持8小時(shí),然後以25-30°C /min的速率保持在700°C的溫度下並保持8小時,並以不超過30°C /min的速率冷(lěng)卻至(zhì)室(shì)溫。
示例 3 由合金 VV751P 零件製成,每個零件的尺寸為 17 × 40。將細節連接端麵(miàn)並置於產生真空的擴散裝置(zhì)中,加熱至(zhì)焊接溫度不高於(yú)合金的溶劑溫度,在10°C T的St=1070°C時,以不超過30°C /min的(de)速率進行加熱。達到焊接溫度後,施加2kg/mm 2元件的(de)焊接力2小時。薄膜焊(hàn)接力和元件保持在焊接溫度下2小時以上,然後逐漸冷卻,首先以不低(dī)於50°C /min的速率至800°C的溫度並在此溫度(dù)下保持8小時,然後以25-30°C /min的速率保持在700°C的溫度下並保持8小時,並以不(bú)超(chāo)過30°C /min的速率冷卻至室(shì)溫。
根據標準測試程序,VV751P零件在20°C和工(gōng)作溫度為650°C時的機械性能測試結果如下表所示。
因此(cǐ),所提出的方法提供了在(zài)650°C的工作溫度(dù)下的細節,與原型相(xiàng)比,獲得(dé)了更高(gāo)的耐熱性和更高的強度,高延(yán)展性(xìng)保持。焊縫具有與母材相當的機(jī)械性能。
將所提(tí)出的基於鎳擴散焊的高溫合金(jīn)粉末焊接零件焊接(jiē)方法的應用可以顯著提高其壽命和可靠性。此外,這種合金的焊接(jiē)接頭的可能性可能導致發動機設計的改(gǎi)變,減輕其重量。
聯係:何先生 13560880448
郵箱:cncmachiningcai@gmail.com