RU1773649C - Припой дл диффузионной пайки жаропрочных никелевых сплавов - Google Patents

Abstract

Использование: пайка узлов из жаропрочных никелевых сплавов. Сущность изобретени : припой содержит следующие компоненты, мас.%: хром 7,5-9,5; бор 2.3- 3,2; алюминий 1,5-3,5; молибден 1,3-2,5; вольфрам 8,5-11,5; ниобий 0,9-2,5; кобальт 8-11; галлий 0,02-1,0; никель остальное. 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к области пайки , в частности к составу припо  дл  пайки узлов из жаропрочных никелевых сплавов.

Известен припой, содержащий никель, хром, бор, алюминий, молибден, вольфрам, ниобий, кобальт, железо, углерод в следующем соотношении, мас.%:

Хром

Бор

Алюминий

Молибден

Вольфрам

Ниобий

Кобальт

Железо

Углерод

Никель

7,5-9,5

2,3-3,2

1,5-3,5

1,3-2,5

8,5-11,5

0,8-2,5

8,0-11,0

0,4-1,7

0,15-0,35

Остальное

Температура пайки припо  1180° С, что превышает температуру закалки жаропрочных сплавов типа ВЖЛ14. Комплексное легирование припо  выполнено дл  повышени  прочности па ных соединений и предотвращени  раствооени  припоем

основного материала. Повышение механических свойств при использовании припо  данного состава достигаетс  его высокой эрозионной активностью за счет перемешивани  припо  с основным металлом, что не всегда может быть реализовано, особенно при пайке малых толщин. Данный припой примен етс  дл  пайки сплавов, работающих при высоких температурах. Поэтому повышенные требовани  предъ вл ютс  к прочностным свойствам па ных соединений .

Целью изобретени   вл етс  повышение коррозионной стойкости и механических свойств па ных соединений

Дл  достижени  цели припой, используемый дл  диффузионной пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий никель, хром, бор, алюминий, молибден. вольфрам, ниобий, кобальт, дополнительно содержит галлий при следующем соотношении компонентов, мас.%.

сл

с

J

CJ

о ь. о

7,5-9,5

2,3-3,2

1,5-3,5 1 ,3-2,5

8,5-11,5

0,8-2,5

8,0-11,0

0,02-1,0

Остальное

При легировании припо  галлием в пределах 0,02-1,0 мас.% происходит выделение галли  по границам зерен па ного соединени , что приводит к снижению меж- зеренной коррозии.

При введении галли  более 1 мас.% наблюдаетс  взаимодействие галли  с компонентами сплава с образованием интерметаллидов типа NbaGa и др., что приводит к ухудшению прочностных характеристик па ного соединени .

При введении галли  менее 0,02 мас.% равномерного выделени  галли  по границам зерен не наблюдаетс , а следовательно , не происходит снижение коррозионной активности,

Таким образом, оптимальным содержанием галли  в данном припое  вл етс  интервал 0,02-1,0 мас.%.

Введение галли  в состав припо  в виде аморфной ленты дл  повышени  коррозионной стойкости и улучшени  механических свойств па ных соединений  вл етс  новым , неизвестным ранее. Поэтому изобретение соответствует критерию новизна.

Присутствие в прототипе железа и углерода необходимо дл  улучшени  растекае- мости и капилл рности порошкового припо  при нагреве. В изобретении припой представлен в виде аморфной ленты, котора  при одном и том же составе с порошковым припоем обладает отличными от него более высокими технологическими характеристиками (структурна  однородность, однородность по составу, заполн емость шва и т.д.). Поэтому дл  припо  в виде аморфной ленты требуютс  менее жесткие услови  по капилл рности и растекаемостн. Железо и углерод  вл ютс  эррозионно активными элементами, ухудшающими прочностные свойства па ного соединени . Поэтому дл  получени  высоких прочностных свойств па ных соединений в данном припое необходимо (по сравнению с прототипом) снизить содержание железа и углерода, допустив их наличие в виде сопутствующей примеси, объективно существующей при выплавке по существующей технологии без дополнительной очистки.

Хром необходим дл  повышени  жаростойкости соединений, улучшени  способности к упрочнению при диффузионной пайке и получени  требуемого интервала плавлени  припо . Уменьшение содержани  хрома менее 7,5% приводит к увеличению

интервала плавлени , ухудшению жаростойкости соединений. Повышение содержани  хрома более 9,5% приводит к снижению значений прочности соединений, ухудшению способности к упрочнению при

0 диффузионной пайке.

Дл  получени  данного припо  в виде аморфной ленты необходимо наличие бора не ниже 2,3%, увеличение содержани  бора выше 3,2% приводит к снижению эрозион5 ной стойкости при пайке.

Алюминий и ниобий ввод тс  в композицию дл  повышени  прочностных характеристик па нного соединени  за счет механизма дисперсионного твердени . Од0 нако их присутствие в припое (алюмини  более 3,5% и ниоби  более 2,5%) существенно затрудн ет формирование аморфной ленты в процессе быстрой закалки.

Молибден введен дл  повышени  проч5 ности соединений и уменьшени  межзерен- ного проникновени  припо  в основной материал. Уменьшение содержани  молибдена менее 1,3% приводит к повышению межзеренного проникновени  припо  в ос0 новной материал, а увеличение его содержани  более 2,5% ведет к ухудшению растекаемости и снижению значений прочности соединений.

Вольфрам необходим дл  повышени 

5 прочности соединений. Уменьшение содержани  вольфрама менее 8,5% приводит к уменьшению жаропрочности соединений и к растворению припоем основного материала , а увеличение содержани  вольфрама

0 более 11,5% приводит к ухудшению способности припо  повышать значение прочности соединений при увеличении продолжительности пайки и увеличению интервала плавлени .

5 Кобальт необходим дл  повышени  прочности соединений и улучшени  растекаемости . Уменьшение содержани  кобальта менее 11% в данном припое вызывает снижение значени  прочности соединений,

0 ухудшению растекаемости припо . Увеличение содержани  кобальта более 11 % вызывает растворение припоем основного материала, уменьшает температуру плавлени  и ухудшает способность припо  упроч5 н ть соединени  при диффузионной пайке. Анализ научно-технической и патентной литературы, проведенный поданной за вке на изобретение, не вы вил признаков, отличающих данное техническое решение от известного и используемых с той жг

целью, т.е. предложенное техническое решение соответствует критерию существенные отличи .

Пример. Припои, представленные в табл, 1, были получены в виде аморфной ленты шириной 10 мм, толщиной 20-22 мкм в процессе быстрой закалки расплава на медном водоохлаждаемом диске по режиму: скорость вращени  диска 23-26 м/с; величина избыточного давлени  0,1 мм рт ст.

Механические свойства па ных соединений представлены в табл. 2,

Коррозионна  стойкость па ных соединений представлена в табл, 3.

Проведенные исследовани  показали, что введение галли  в предлагаемый припой в количестве 0,02-1,0 мас.% позвол ет улучшить предел прочности на разрыв и коррозионную стойкость па ного соединени .

Применение данного припо  при высокотемпературной пайке конструкций из жаропрочных сталей и сплавов повышает

0

5

0

работоспособность и эксплуатационную надежность па ных соединений

Claims (1)

1. Применение этого припо  в виде аморфной ленты снижает его расход в 2-2,5 раза. Формула изобретени  Припой дл  диффузионной пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий никель, хром, бор, алюминий, молибден, вольфрам, ниоЬий, кобальт, отличающийс  тем, что, с целью повышени  коррозионной стойкости и механических свойств па ных соединений, он дополнительно содержит галлий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   хром- бор алюминий - молибден - вольфрам - ниобий - кобальт - галлий - никель 7 ,5-9,5;

   2,3-3,2;

   1,5-3.5;

   1,3-2,5

   8,5-11.5;

   0,8-2,5;

   8,0-11.0,

   0,02-1,0;

   остальное

   Механические свойства па ных соединений на сплаве ВЖЛ 14, выполненных данным припоем .

   Таблица 1

   Таблица 2

   Коррозионна  стойкость припо  (электрохимическое сн тие ДКП в 3% NaCI)

   Таблица 3