介绍γ'(γ”)加强IN738超耐热不锈钢广泛用于航空发动机热部分和发电涡轮机由于其耐腐蚀性能优良的高温强度和热。然而,合金焊接很难,因为,像其他沉淀硬化合金含有大量的钛和铝,它非常容易热影响区(HAZ)开裂。钎焊因此发展作为替代技术维修服务受损组件由耐热合金[1]。钎焊的关节,然而,通常包含硬和脆性金属间化合物阶段,已被证明是有害的机械和腐蚀性能的铜焊的材料[2]。欧洲杯足球竞彩努力防止这些有害的形成阶段导致焊接过程的发展,基于一个完整的等温凝固的瞬态液相(TLP)暂时存在于钎焊温度[3]。缺乏溶质拒绝在固液界面等温凝固在平衡条件下防止这样的脆性金属间化合物的形成阶段。差距大小的一个显式的考虑和钎焊参数(温度和时间),影响这些有害的形成阶段,必须生产关节与属性符合基合金。因此本研究工作的目的进行调查这些钎焊参数的影响,微观结构的张力腿平台钎焊的使用商业738年铸造高温合金钎焊填充合金“NB 150”和“DF3”,结果被发表在这个沟通。 实验程序欧洲杯足球竞彩 本研究中使用的基合金铸的- 738 lc的形式16 x 2.5 x 0.6厘米盘子粉Amdry DF3 (DF3)和Nicrobraz 150(注150)铜焊合金。基合金的化学成分,并给出了填料在表1和2,分别。 表1。在- 738 lc基合金组成,wt. %。
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3.46 |
.012 |
0.11 |
15.84 |
8.5 |
07 |
. 01 |
1.88 |
.92 |
. 01 |
措施 |
1.69 |
3.47 |
2.48 |
.04点 |
落下帷幕 |
表2。名义填料组成的合金。
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Nicrobraz 150 |
B - 3.5, Cr - 15,C - 0.03, Ni -落下帷幕 |
1055年 |
1055年 |
DF3 |
B - 3.0, Cr - 20,有限公司- 20,Ta - 3.0, - 0.05, Ni -落下帷幕 |
1045年 |
1200年 |
样品制备和显微结构的检查 固定间隙宽度的30、60和75年μm测试块- 738之间,由点焊,简约为氟离子清洗钛涂料公司。清洁样本随后真空钎焊的真空下105托在标准航空有限公司温尼伯1070,1100和1130年oC 10、20、40、60分钟“NB 150”填料,在1195年oC为20分钟DF3填充材料。那时的DF3 brazement热处理,享年1065岁o为4 h C。钎焊的样本分组通过放电加工(EDM)为了避免开裂由于brazement的脆性性质,并由标准金相显微结构检测技术的光学和扫描电子显微镜(SEM)。横截面钎焊的关节蚀刻使用解决方案吗10g CuCl2+ 40毫升盐酸+ 60毫升甲醇。微观结构检查(使用中等和后向散射电子成像)和成分分析brazement JEOL 5900进行了扫描电子显微镜,配有牛津电子色散谱(EDS)系统和印加软件。的平均宽度中心线共晶在钎焊的接头是衡量评估其横截面面积的放大750倍。平均30测量整个联合部分被从每个样本。x射线映射和半定量分析Oxford-INCA EDS分析软件被用来分析镍和铬的分布在共晶成分。 结果与讨论胡核的影响ng温度和时间“NB 150”Brazement的微观结构。75年的微结构μm钎焊的样品与“NB 150”三个焊接温度的不同保持时间由一个不断分布式中心线凝固组成。这是双方接壤,毗邻贱金属交配表面,由镍固溶体相(图保证1)。中心线固化产品的形态,在二级和后向散射电子扫描电镜图像,表明它是由共晶转变。基于原子序数的后向散射电子图像SEM(图保证2)显示这个成分组成的三个不同的阶段。硼峰值检测的能谱的两个阶段,虽然它不能检测到在第三阶段和固溶体相接壤的共晶组织。EDS成分分析的组成阶段,鉴于在表3中,表明他们包括:镍固溶体为基础,丰富的硼化镍/ carbon-boride和富硼化铬/ carbon-boride阶段。
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图1所示。SEM二级中心线共晶成分的电子显微图。 |
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图2。SEM后向散射中心线共晶成分的电子显微图。 |
表3。金属成分分析阶段观察到钎焊的关节。
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艾尔 |
1.34 |
0.04 |
0.81 |
3.27 |
- - - - - - |
- - - - - - |
“透明国际” |
0.38 |
0.08 |
1.63 |
12.55 |
0.41 |
47.87 |
Cr |
18.54 |
93.98 |
11.40 |
3.48 |
2.29 |
1.29 |
有限公司 |
2.39 |
0.41 |
2.68 |
9.22 |
1.77 |
0.14 |
倪 |
76.50 |
1.88 |
82.90 |
65.64 |
6.22 |
2.95 |
注 |
- - - - - - |
- - - - - - |
- - - - - - |
2.46 |
14.56 |
21.04 |
莫 |
0.3 |
2.32 |
0.27 |
0.39 |
1.23 |
2.62 |
W |
0.54 |
1.29 |
0.29 |
2.61 |
2.58 |
4.03 |
助教 |
- - - - - - |
- - - - - - |
- - - - - - |
0.39 |
28.02 |
20.06 |
Ohsasa等。[4]的实验数值模拟瞬时液相焊镍使用Ni - B - Cr三元计算填充金属,使用Scheil模拟、残余液体的凝固行为在冷却阶段。他们报告说,一个三元不变的中心线共晶组成的镍基FCC固溶体阶段,硼化镍(镍3B)和铬硼化(CrB)形成于1097年oC。他们的模拟表明,凝固过程中残余液体样品中1100年举行oC,倪丰富FCC阶段形成的主要阶段。其次是共晶反应L→FCCγ+倪3B在1042oC。凝固报道完成了三元共晶反应L→FCCγ+倪3B + CrB,享年997岁oC。同样,在目前的工作,涉及Ni-Cr-B填充合金、终端的形成三元共晶沿中心区域的联合是同意吉布相律的要求不变的共晶反应包括四个不同的阶段(即液体和固体的三个阶段共晶)。共晶的平均硬度,显微硬度测试仪,被发现720 VHv,远高于贱金属的硬度(410 VHv)。 钎焊温度和保温时间的影响形成的中心线共晶被策划的平均宽度研究共晶组织,以扫描电镜检查,保持时间的平方根。情节是如图3所示。
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图3。共晶宽度对根的时间。 |
看到的是共晶宽度减少线性增加√持有时间在每个钎焊温度。也证明了情节是一种减少共晶宽度在每个持有时间和钎焊温度的增加。这些表明扩散控制的固-液界面的迁移在等温持有各自的钎焊温度和渗透扩散的形式的的距离与时间的平方根成正比[5]。硼是抑制镍的熔点,和一个不足这个元素的扩散钎地区基材将导致持久的液相沿着关节区域。这些观察,因此,强烈实际上表明中心线共晶形成的残余液体,出席了每个占用时间,后来变成了选民与eutectic-type形态。在为了证实这个建议,30岁μm和60μm差距样本60分钟1100举行oC。这些样本表明,等温凝固显微组织检查的完成30μm示例(图保证4),其微观结构组成的固溶体相为主,与60μm示例(图保证5)中心线共晶形成的等温凝固时间不足。
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图4。显微组织的30μ钎焊的1100米的差距oC 1 h。 |
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图5。微观结构的60μm钎焊的差距在1100年oC为1h。 |
乐队的不规则形状的富硼化镍钎一边观察钎焊的1070 substrate-braze接口的样品oC(图保证6)。
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图6。二次电子图像的“NB 150”brazement显示倪富硼化接口。 |
盖尔等。[6]的扩散钎焊工作使用insert Ni-B-Si合金镍,公布重要的镍沉淀3B附近的基体的初始位置——插入接口。此外,广泛分布式细球状沉淀在贱金属谷物和沿晶界附近基质-钎界面,观察钎焊的所有的样品在不同温度和保持时间。这些粒子的数密度以渐进的方式拒绝与债券线距离增加(图1、5欧洲杯猜球平台和7)。SEM能量色散x射线显微分析表明,粒子的基础和相对丰富的硼铬相比邻伽马矩阵(图8 a, b)。欧洲杯猜球平台然而硼化沉淀,与传统的张力腿平台结合模型,假设快速平衡的固体和液体阶段各自固相线和液相线组成一个完整的融化夹层。接着是由固态扩散基合金熔点的镇静剂,导致逐渐等温凝固的插入没有第二阶段的降水。
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图7。富铬硼化沿晶界附近braze-substrate接口。 |
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图8。EDS分析比较硼化阶段(a)和钎奥氏体固溶体相(b)确认分区的硼在键进入第二阶段。 |
相反,从实验结果看来,铬硼化沉淀形成硼扩散的结果超过溶解度极限粘结温度(固液之前在联合形成的初始阶段平衡)。一般认为,最优属性应该出席硼水平完全浸透在高温合金晶界,但不允许硼化粒子的形成。欧洲杯猜球平台耶拿和查图尔维迪[7]暗示,超合金晶界硼化可能是有害的,它的属性。考虑到高铬含量和大范围的降水,这可能导致铬的重要消耗在衬底的这个区域,导致耐蚀性明显减少。这种情况下的耐腐蚀性能基本上取决于铬含量晶间区域控制的Cr5B3和CrB降水之前已经报道过了[8]。 同样,形成共晶成分的中心地区的联合和硼化镍基地的乐队可能有害的钎焊的材料的属性。欧洲杯足球竞彩这些丰富的硼共晶成分的低熔点温度可以降低钎焊的组件的操作温度。 此外,连续分布的共晶成分以及钎焊的接头是有害的机械性能。这是确认样品的中心线共晶组织作为首选低电阻裂纹扩展路径(图2和图5)。还应该提到,即使完成等温凝固在30μm差距实现钎焊的60分钟1100样品oC,排除中心线共晶、post钎热处理但需要最优的联合组织和性能。铜焊热处理后将进一步同质化联合两化学和显微结构的贱金属。 米“DF3”icrostructure Brazement后向散射电子扫描电镜微观结构
与“DF3”1195年样本钎焊的oC为20分钟,然后退火1065oC为4h是如图9所示。组织是由三个不同的分散的金属间化合物阶段在镍固溶体矩阵。EDS-SEM化学成分分析进行了,代表EDS光谱MC碳化物和贱金属图所示保证10 a和b,分别。他们显示了三个MC碳化物沉淀,铬硼化基础/ carbon-boride阶段和细长的倪3基于Ti的金属间化合物阶段,表3。MC碳化物粒子形成联合地区被发现欧洲杯猜球平台沿着基合金成分类似于现在的晶界(表年代3和4)。的中心区域的平均显微硬度brazement 830年被发现VHv,超过200%的基合金。高硬度值可以归因于硬金属间化合物颗粒的存在。欧洲杯猜球平台这些粒子是欧洲杯猜球平台形成的残余液体的凝固冷却的钎焊温度。第二相粒子的分散性质DF3 brazement,相比的存在欧洲杯猜球平台连续分布在“NB中心线共晶150”,可以归因于初始成分区别填充物,也反映在更高的硬度”brazement DF3”。此外,洛杉矶的存在就是协助抑制硼化的形成与链形态,导致微观结构球状化处理。
表4。金属成分分析在MC碳化物基合金。
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原子% |
47.87 |
1.29 |
0.14 |
2.95 |
21.04 |
2.62 |
20.06 |
4.03 |
浓缩的lusions•brazements微结构的超耐热不锈钢,738年与“NB 150”填充合金钎焊的不同钎焊温度(1070 - 1130年oC)和不同的持有时间(10- 240min)进行了研究。它由eutectic-type成分形成的中心brazements残余液体,这是目前持有时间后在钎焊的温度。 •共晶组织的平均宽度减少持有时间在每个焊接温度、等温凝固速率是观察到随着钎焊温度的增加而增加。 •在“DF3”brazements、MC碳化物、镍3硼化钛金属间化合物和富铬/碳-硼化阶段观察关节的中心地带。 确认作者想感激地承认加拿大和一个财团的金融支持NSERC马尼托巴的航空产业。他们也感谢标准航空有限公司。温尼伯真空钎焊的使用他们的设施和提供填充合金。o . a . Ojo感激地承认的奖项由马尼托巴大学的研究生奖学金。 引用1。即Buschke大肠Lugscheider,加入高温材料的“新方法”,98年材料解决方案,加入先进的特种材料,ASM国际Rosemont,, (1998欧洲杯足球竞彩) 51-55。 2。e . Lugscheider h . Schmoor和Eritt,“燃气轮机叶片repair-brazing流程的优化”,钎焊,高温钎焊和扩散焊,德国1 -皮毛Schweisstechnik GmbH,杜塞尔多夫(德国)、(1995)259 - 261页。 3所示。d·s·杜瓦尔,w . Owczarski和d . f . Paulonis”TLP键——加入耐热合金”的新方法,焊接J。4月(1974)203 - 215。 4所示。k . Ohsasa t Shinmura t .成田机场,“倪的瞬态液相焊接过程的数值模拟使用Ni-B-Cr三元填充金属”,《相平衡,20.(1999)199 - 206。 5。j .曲柄“扩散的数学”,克拉伦登出版社牛津,伦敦,2nded(1975) 37页。 6。w·f·盖尔和e . r .瓦拉赫瞬态液相结合显微结构的发展,金属。反式。一个,2210月(1991)2451 - 2457。 7所示。a . k . Jena和m . c . Charturvedi合金元素的作用在镍基超合金的设计”,(审查)垫。科学》杂志上。19(1984)3121 - 3139。 8。b . Jahnke和j . Demny镍基修复涂层的显微结构的调查处理液相扩散烧结”论文发表在国际米兰。Conf. Metallur。涂料、圣地亚哥、美国4月18日,22,1983,爱思唯尔科学公司,欧洲杯线上买球洛桑(瑞士),(1983)225 - 235页。 详细联系方式 |