Superalloys ၏ ဘောင်ခတ်ခြင်း။

Superalloys ၏ ဘောင်ခတ်ခြင်း။

(၁) ကြေးနန်းဝိသေသန စူပါလွိုင်းများကို နီကယ်အခြေ၊ သံအခြေခံနှင့် ကိုဘော့အခြေခံဟူ၍ အမျိုးအစားသုံးမျိုး ခွဲခြားနိုင်သည်။၎င်းတို့တွင် ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများ၊ ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်မှုနှင့် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိသည်။နီကယ်အခြေခံအလွိုင်းသည် လက်တွေ့ထုတ်လုပ်မှုတွင် အသုံးအများဆုံးဖြစ်သည်။

superalloy တွင် Cr ပိုများပြီး ဖယ်ရှားရန်ခက်ခဲသည့် Cr2O3 အောက်ဆိုဒ်ဖလင်ကို အပူပေးနေစဉ်အတွင်း မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။နီကယ်အခြေခံစူပါလွိုင်းများတွင် အယ်လ်နှင့် Ti ပါ၀င်ပြီး အပူပေးသောအခါ ဓာတ်တိုးရန်လွယ်ကူသည်။ထို့ကြောင့် အပူပေးနေစဉ်အတွင်း superalloys များ၏ ဓာတ်တိုးမှုကို တားဆီးရန် သို့မဟုတ် လျှော့ချရန် နှင့် အောက်ဆိုဒ်ဖလင်များကို ဖယ်ရှားရန်မှာ brazing လုပ်နေစဉ် အဓိကပြဿနာဖြစ်သည်။ဘော့စ် သို့မဟုတ် ဘောရစ်အက်ဆစ်သည် ကြေးနန်းအပူချိန်တွင် အခြေခံသတ္တုကို ချေးတက်စေနိုင်သောကြောင့် တုံ့ပြန်မှုပြီးနောက် ဘိုရွန်သည် အရင်းသတ္တုအတွင်းသို့ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်နိုင်ပြီး intergranular စိမ့်ဝင်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။မြင့်မားသော Al နှင့် Ti ပါဝင်မှုရှိသော သွန်းနီကယ်အခြေခံသတ္တုစပ်များအတွက်၊ အပူပေးချိန်အတွင်း သတ္တုစပ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဓာတ်တိုးမှုကို ရှောင်ရှားရန် ဘရာ့ကွင်းအတွင်း ပူသောအခြေအနေတွင် လေဟာနယ်ဒီဂရီ 10-2 ~ 10-3pa ထက် မနည်းစေရပါ။

သတ္တုစပ်ဒြပ်စင်များ အပြည့်အဝပျော်ဝင်ကြောင်း သေချာစေရန် ဖြေရှင်းချက်အားကောင်းပြီး မိုးရွာသွန်းမှုအားကောင်းစေသော နီကယ်အခြေခံသတ္တုစပ်များအတွက်၊ သတ္တုစပ်ဒြပ်စင်များ အပြည့်အဝပျော်ဝင်စေရန်အတွက် ကြေးနန်းအပူချိန်သည် ဖြေရှင်းချက်၏အပူအပူချိန်နှင့် ကိုက်ညီသင့်ပါသည်။brazing အပူချိန်အလွန်နိမ့်သည်နှင့်သတ္တုစပ်ဒြပ်စင်များလုံးဝပျော်ဝင်လို့မရပါဘူး။ကြေးနန်းအပူချိန် အလွန်မြင့်မားပါက အခြေခံသတ္တုအစေ့အဆန်များ ကြီးထွားလာပြီး အပူကို ကုသပြီးသည့်တိုင် ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ ပြန်လည်ရရှိမည်မဟုတ်ပါ။Cast Base သတ္တုစပ်များ ၏ အစိုင်အခဲပျော်ရည် အပူချိန်သည် မြင့်မားသည်၊ ၎င်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် brazing temperature မြင့်မားသောကြောင့် ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများကို မထိခိုက်စေပါ။

အထူးသဖြင့် မိုးရေခံအားကောင်းသော သတ္တုစပ်များ အထူးသဖြင့် နီကယ်အခြေစိုက်စူပါလွိုင်းအချို့သည် ဖိစီးမှုကွဲအက်ခြင်း၏ သဘောထားရှိသည်။ကြေးမွမ်းမံခြင်းမပြုမီ၊ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဖြစ်ပေါ်လာသော ဖိစီးမှုအား အပြည့်အဝ ဖယ်ရှားရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ကြေးနန်းစဉ်အတွင်း အပူဒဏ်ကို လျှော့ချသင့်သည်။

(၂) ကြေးနီအောက်ခံ နီကယ်အခြေခံအလွိုင်းကို ငွေစင်၊ ကြေးနီစစ်စစ်၊ နီကယ်အခြေခံနှင့် တက်ကြွသော ဂဟေဖြင့် ရောစပ်နိုင်သည်။အဆစ်၏ အလုပ်လုပ်သော အပူချိန် မမြင့်သောအခါ၊ ငွေကို အခြေခံသော ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ငွေအခြေခံဂဟေ အမျိုးအစားများစွာရှိသည်။brazing အပူရှိနေစဉ်အတွင်းအတွင်းစိတ်ဖိစီးမှုကိုလျှော့ချရန်အတွက်, အနိမ့်အရည်ပျော်အပူချိန်နှင့်အတူဂဟေကိုရွေးချယ်ဖို့အကောင်းဆုံးဖြစ်ပါတယ်။Fb101 flux ကို silver base filler metal ဖြင့် brazing လုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။Fb102 flux ကို အမြင့်ဆုံး အလူမီနီယံပါဝင်မှုဖြင့် ခိုင်ခံ့သော မိုးရွာသွန်းမှုအတွက် အသုံးပြုပြီး 10% ~ 20% sodium silicate သို့မဟုတ် aluminium flux (fb201 ကဲ့သို့သော) ကို ထည့်ထားသည်။brazing temperature သည် 900 ℃ ကျော်လွန်သောအခါ၊ fb105 flux ကို ရွေးချယ်ရပါမည်။

လေဟာနယ် သို့မဟုတ် အကာအကွယ်လေထုတွင် ချည်နှောင်ထားသည့်အခါတွင် ကြေးနီစစ်စစ်ကို အဖြည့်ခံသတ္တုအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။brazing temperature သည် 1100 ~ 1150 ℃ ဖြစ်ပြီး အဆစ်သည် stress ကွဲအက်ခြင်းကို မထုတ်လုပ်နိုင်သော်လည်း အလုပ်လုပ်သည့် အပူချိန်သည် 400 ℃ ထက် မပိုစေရပါ။

နီကယ်အောက်ခံ ဘရိတ်အဖြည့်ခံသတ္တုသည် ၎င်း၏ မြင့်မားသော အပူချိန် စွမ်းဆောင်ရည် ကောင်းမွန်ပြီး ဘရာစီယာစဉ်အတွင်း ဖိအားကွဲအက်ခြင်းမရှိသောကြောင့် Superalloys တွင် အသုံးအများဆုံး ဘရိတ်ဖြည့်သတ္တု ဖြစ်သည်။နီကယ်အခြေစိုက် ဂဟေဆော်ရာတွင် အဓိကအလွိုင်းဒြပ်စင်များမှာ Cr၊ Si၊ B ဖြစ်ပြီး ဂဟေအနည်းငယ်တွင် Fe၊ W စသည်တို့ပါရှိသည်။ ni-cr-si-b နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက b-ni68crwb brazing filler metal သည် intergranular infiltration ကို လျှော့ချနိုင်သည်။ B ၏ base metal သို့ အရည်ပျော်သည့် အပူချိန်ကို တိုးစေသည်။၎င်းသည် အပူချိန်မြင့်သော အလုပ်လုပ်သော အစိတ်အပိုင်းများနှင့် တာဘိုင်ဓါးများကို ချည်နှောင်ရန်အတွက် ကြေးနန်းအဖြည့်ခံသတ္တုဖြစ်သည်။သို့သော်လည်း W-ပါရှိသော ဂဟေ၏ အရည်ထွက်မှုသည် ပိုဆိုးလာပြီး အဆစ်ကွာဟမှုကို ထိန်းချုပ်ရန် ခက်ခဲသည်။

Active diffusion brazing filler metal တွင် Si ဒြပ်စင်မပါဝင်ဘဲ အလွန်ကောင်းမွန်သော oxidation resistance နှင့် vulcanization resistance ရှိသည်။ဂဟေအမျိုးအစားအလိုက် brazing temperature ကို 1150 ℃ မှ 1218 ℃ တွင် ရွေးချယ်နိုင်ပါသည်။brazing ပြီးနောက်၊ အခြေခံသတ္တုကဲ့သို့တူညီသောဂုဏ်သတ္တိရှိသော brazed အဆစ်ကို 1066 ℃ diffusion ကုသမှုပြီးနောက်ရရှိနိုင်ပါသည်။

(၃) Brazing လုပ်ငန်းစဉ်တွင် နီကယ်အခြေခံအလွိုင်းသည် အကာအကွယ်လေထုမီးဖို၊ လေဟာနယ်ဘရာဇီယာနှင့် ယာယီအရည်အဆင့်ချိတ်ဆက်မှုတွင် brazing လုပ်နိုင်သည်။ကြေးမွမ်းမံခြင်းမပြုမီ၊ သဲစက္ကူပွတ်ခြင်း၊ ဘီးပွတ်ခြင်း၊ acetone ပွတ်တိုက်ခြင်းနှင့် ဓာတုဆေးသန့်စင်ခြင်းဖြင့် မျက်နှာပြင်ကို ညစ်ညမ်းစေပြီး အောက်ဆိုဒ်ကို ဖယ်ရှားရပါမည်။brazing process parameters များကိုရွေးချယ်သောအခါ၊ အပူအပူချိန်သည် အလွန်မြင့်မားမနေသင့်ဘဲ flux နှင့် base metal အကြားပြင်းထန်သောဓာတုတုံ့ပြန်မှုကိုရှောင်ရှားရန် brazing time တိုတောင်းသင့်သည်။အခြေခံသတ္တုများ ကွဲအက်ခြင်းမှ ကာကွယ်ရန်အတွက်၊ အအေးခံပြီး ပြုပြင်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများကို ဂဟေမဆက်မီ ဖိစီးမှု သက်သာစေရန်၊ ဂဟေအပူပေးခြင်းသည် တတ်နိုင်သမျှ တူညီရမည်။မိုးရွာသွန်းမှုအားကောင်းစေသည့် စူပါလွိုင်းများအတွက်၊ အစိတ်အပိုင်းများကို အစိုင်အခဲဖြေရှင်းချက်ဖြင့် ဦးစွာပြုလုပ်ရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ထို့နောက် အိုမင်းရင့်ရော်မှုကို ကုသခြင်းထက် အနည်းငယ်မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် ကြိတ်ထားရမည်ဖြစ်ပြီး၊ နောက်ဆုံးတွင် အိုမင်းရင့်ရော်မှုကို ကုသရမည်ဖြစ်သည်။

1) အကာအကွယ်လေထုထဲတွင် ချည်နှောင်ခြင်း အကာအကွယ်လေထုမီးဖိုတွင် အကာအရံပြုလုပ်ခြင်း အကာအကွယ်ဓာတ်ငွေ့များ မြင့်မားသောသန့်စင်မှုလိုအပ်သည်။w (AL) နှင့် w (TI) ထက်နည်းသော စူပါလွိုင်းများအတွက် 0.5%, ဟိုက်ဒရိုဂျင် သို့မဟုတ် အာဂွန်ကို အသုံးပြုသောအခါ နှင်းအမှတ် -54 ℃ ထက် နိမ့်ရမည်။Al နှင့် Ti ၏ ပါဝင်မှု တိုးလာသောအခါ၊ သတ္တုစပ် မျက်နှာပြင်သည် အပူပေးသောအခါတွင် ဓာတ်တိုးသွားဆဲ ဖြစ်သည်။အောက်ပါအစီအမံများကို ဆောင်ရွက်ရမည်။flux အနည်းငယ် (ဥပမာ fb105) ထည့်ပြီး အောက်ဆိုဒ်ဖလင်ကို flux ဖြင့် ဖယ်ရှားပါ။0.025 ~ 0.038mm အထူအပေါ်ယံပိုင်းအစိတ်အပိုင်းများ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်ချထားသည်။ဂဟေဆော်မည့် ပစ္စည်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ကြိုတင်၍ ကြေမွစေရန် ဖြန်းပါ။ဘိုရွန်ထရီဖလိုရိုက်ကဲ့သို့သော ဓာတ်ငွေ့အတက်အကျ အနည်းငယ်ကို ထည့်ပါ။

2) ပိုမိုကောင်းမွန်သောကာကွယ်မှုအကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် brazing အရည်အသွေးရရှိရန် Vacuum brazing ဖုန်စုပ်ကွင်းကို တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုပါသည်။ပုံမှန် နီကယ်အခြေစိုက်စူပါလွိုင်းအဆစ်များ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများအတွက် ဇယား 15 ကို ကြည့်ပါ။w (AL) နှင့် w (TI) 4% ထက်နည်းသော superalloy များအတွက်၊ အထူးကြိုတင်ပြင်ဆင်မှုမရှိဘဲ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ 0.01 ~ 0.015mm နီကယ်အလွှာကို electroplate လုပ်ခြင်းက ပိုကောင်းပါသည်။w (AL) နှင့် w (TI) သည် 4% ကျော်လွန်သောအခါ နီကယ်အလွှာ၏အထူသည် 0.020.03mm ဖြစ်ရမည်။ပါးလွှာလွန်းသောအပေါ်ယံပိုင်းသည် အကာအကွယ်သက်ရောက်မှုမရှိပါ၊ ထူလွန်းသောအလွှာသည် အဆစ်များ၏ ခိုင်ခံ့မှုကို လျော့နည်းစေသည်။ဂဟေဆော်မည့် အစိတ်အပိုင်းများကို ဖုန်စုပ်ခြင်းအတွက် ဘောက်စ်တွင် ထည့်နိုင်သည်။ဘောက်စ်ကို getter ဖြင့်ဖြည့်ရပါမည်။ဥပမာအားဖြင့်၊ Zr သည် မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် ဓာတ်ငွေ့ကို စုပ်ယူသည်၊ ၎င်းသည် သေတ္တာထဲတွင် ဒေသဆိုင်ရာ လေဟာနယ်တစ်ခု ဖန်တီးနိုင်သောကြောင့် သတ္တုစပ်မျက်နှာပြင်၏ ဓာတ်တိုးမှုကို တားဆီးသည်။

ဇယား 15 ပုံမှန် နီကယ်အခြေစိုက်စူပါလွိုင်းများ၏ ဖုန်စုပ်အရိုးအဆစ်များ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများ

ဘရိတ်ကွင်းကွာဟမှုနှင့်အတူ Superalloy ၏သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံနှင့် ခိုင်ခံ့မှုသည် brazing gap နှင့် brazing ပြီးနောက် ပျံ့သွားသောကုသမှုသည် အဆစ်ကွာဟမှု၏ အများဆုံးခွင့်ပြုနိုင်သောတန်ဖိုးကို ပိုမိုတိုးမြင့်စေသည်။ဥပမာတစ်ခုအနေဖြင့် Inconel သတ္တုစပ်ကိုယူ၍ b-ni82crsib ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော Inconel အဆစ်၏အမြင့်ဆုံးကွာဟမှုသည် 1H အတွက် 1000 ℃ ပျံ့နှံ့ပြီးနောက် 90um သို့ရောက်ရှိနိုင်သည်။သို့သော်လည်း b-ni71crsib ဖြင့် ကြိတ်ထားသော အဆစ်များအတွက်၊ 1H တွင် 1000 ℃ ဖြင့် ပျံ့နှံ့ပြီးနောက် အမြင့်ဆုံးကွာဟချက်မှာ 50um ခန့်ဖြစ်သည်။

3) Transient liquid phase connection transient liquid phase connection သည် interlayer alloy (2.5 ~ 100um အထူခန့်) ကို အသုံးပြု၍ အဖြည့်ခံသတ္တုအဖြစ် အခြေခံသတ္တုထက် အရည်ပျော်မှတ်ထက် နိမ့်ပါသည်။သေးငယ်သောဖိအား (0 ~ 0.007mpa) နှင့်သင့်လျော်သောအပူချိန် (1100 ~ 1250 ℃) အောက်တွင်, interlayer material သည်ပထမအရည်ပျော်ပြီးအခြေခံသတ္တုကိုစိုစွတ်စေသည်။ဒြပ်စင်များ လျင်မြန်စွာ ပျံ့နှံ့သွားခြင်းကြောင့် အဆစ်ဖွဲ့စည်းရန်အတွက် isothermal solidification ဖြစ်ပေါ်သည်။ဤနည်းလမ်းသည် အောက်ခံသတ္တုမျက်နှာပြင်၏ ကိုက်ညီသောလိုအပ်ချက်များကို များစွာလျှော့ချပေးပြီး ဂဟေဖိအားကို လျှော့ချပေးသည်။ကြားခံအရည်အဆင့်ချိတ်ဆက်မှု၏ အဓိက ကန့်သတ်ချက်များမှာ ဖိအား၊ အပူချိန်၊ ထိန်းထားချိန်နှင့် interlayer ၏ ပါဝင်မှုဖြစ်သည်။weldment ၏မိတ်လိုက်မျက်နှာပြင်ကို ကောင်းမွန်သောအဆက်အသွယ်ရှိစေရန်အတွက် ဖိအားနည်းသည်။အပူပေးသည့် အပူချိန်နှင့် အချိန်သည် အဆစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် ကြီးမားသော သက်ရောက်မှုရှိသည်။အဆစ်သည် အခြေခံသတ္တုကဲ့သို့ ခိုင်ခံ့ရန်လိုအပ်ပြီး အခြေခံသတ္တု၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မထိခိုက်စေပါက မြင့်မားသောအပူချိန် (ဥပမာ ≥ 1150 ℃) နှင့် ကြာမြင့်ချိန် (8 ~ 24 နာရီ ကဲ့သို့သော) ချိတ်ဆက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ဘောင်များသည် မွေးစား;အဆစ်များ၏ ချိတ်ဆက်မှု အရည်အသွေး လျော့ကျသွားပါက သို့မဟုတ် အခြေခံသတ္တုသည် မြင့်မားသော အပူချိန်ကို မခံနိုင်ပါက၊ အပူချိန်နိမ့် (1100 ~ 1150 ℃) နှင့် ပိုတိုသော အချိန် (1 ~ 8 နာရီ) ကို အသုံးပြုရပါမည်။အလယ်အလတ်အလွှာသည် ချိတ်ဆက်ထားသော အခြေခံသတ္တုပါဝင်မှုကို အခြေခံဖွဲ့စည်းမှုအဖြစ် ယူကာ B, Si, Mn, Nb ကဲ့သို့သော အအေးခံဒြပ်စင်များကို ပေါင်းထည့်ရမည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Udimet အလွိုင်း၏ဖွဲ့စည်းမှုမှာ ni-15cr-18.5co-4.3 ဖြစ်သည်။ al-3.3ti-5mo၊ နှင့် ယာယီအရည်အဆင့်ချိတ်ဆက်မှုအတွက် အလယ်အလတ်အလွှာ၏ဖွဲ့စည်းမှုသည် b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 ဖြစ်သည်။ဤဒြပ်စင်များအားလုံးသည် Ni Cr သို့မဟုတ် Ni Cr Co သတ္တုစပ်များ၏ အရည်ပျော်အပူချိန်ကို အနိမ့်ဆုံးအထိ လျှော့ချနိုင်သော်လည်း B ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် အထင်ရှားဆုံးဖြစ်သည်။ထို့အပြင် B ၏မြင့်မားသောပျံ့နှံ့မှုနှုန်းသည် interlayer သတ္တုစပ်နှင့်အခြေခံသတ္တုကိုလျင်မြန်စွာတစ်သားတည်းဖြစ်စေနိုင်သည်။