RU2335386C2 - Solder on nickel base - Google Patents

Solder on nickel base Download PDF

Info

Publication number
RU2335386C2
RU2335386C2 RU2006137045/02A RU2006137045A RU2335386C2 RU 2335386 C2 RU2335386 C2 RU 2335386C2 RU 2006137045/02 A RU2006137045/02 A RU 2006137045/02A RU 2006137045 A RU2006137045 A RU 2006137045A RU 2335386 C2 RU2335386 C2 RU 2335386C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solder
nickel
heat
molybdenum
silicon
Prior art date
Application number
RU2006137045/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006137045A (en
Inventor
Владимир Иванович Лукин (RU)
Владимир Иванович Лукин
Виталий Сергеевич Рыльников (RU)
Виталий Сергеевич Рыльников
Алексей Иванович Сидоров (RU)
Алексей Иванович Сидоров
Алексей Филиппович Черкасов (RU)
Алексей Филиппович Черкасов
Александр Николаевич Афанасьев-Ходыкин (RU)
Александр Николаевич Афанасьев-Ходыкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2006137045/02A priority Critical patent/RU2335386C2/en
Publication of RU2006137045A publication Critical patent/RU2006137045A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2335386C2 publication Critical patent/RU2335386C2/en

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be used at fabrication of soldered parts of hot tracts of turbines of GTE (gas turbine engines) out of heat resistant nickel alloys. For decreasing of erosion activity of solder, increasing of heat strength and heat resistance of connections solder contains components at a following combinations, wt %: chromium 12.0-15.0; boron 0.8-1.3; silicon 0.1-0.6; molybdenum 0.9-2.0; tungsten 0.6-2.5; aluminium 6.5-12.0; cobalt 7.0-12.0; carbon 0.04-0.2; nickel - the rest.
EFFECT: upgraded efficiency of soldered connections and facilitating significant economy effect from increased resource of GTE.
2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к припоям на основе никеля, которые могут найти применение при изготовлении паяных деталей горячего тракта турбин ГТД из жаропрочных никелевых сплавовThe invention relates to the field of engineering, namely to nickel-based solders, which can be used in the manufacture of soldered parts of a hot gas turbine engine path from heat-resistant nickel alloys

Известен припой на основе никеля, имеющий следующий химический состав, мас.%:Known solder based on Nickel, having the following chemical composition, wt.%:

ХромChromium 8,5-10,08.5-10.0 ЖелезоIron 3,5-5,03,5-5,0 БорBoron 0,2-0,40.2-0.4 КремнийSilicon 6,0-7,26.0-7.2 МолибденMolybdenum 10,0-12,010.0-12.0 ВольфрамTungsten 8,0-10,08.0-10.0 НикельNickel остальноеrest

(Справочник по пайке. Машиностроение. 2003 г., стр.76).(Handbook of soldering. Engineering. 2003, p. 76).

Недостатками припоя являются большие значения эрозии при пайке изделий из жаропрочных никелевых сплавов, низкий уровень жаропрочности соединений при температурах выше 900°С.The disadvantages of solder are large values of erosion when soldering products from heat-resistant nickel alloys, low heat resistance of compounds at temperatures above 900 ° C.

Известен припой на основе никеля следующего химического состава, мас.%:Known solder based on Nickel of the following chemical composition, wt.%:

ХромChromium 13,0-25,013.0-25.0 КремнийSilicon 2,0-3,02.0-3.0 МарганецManganese 5,0-15,05.0-15.0 МолибденMolybdenum 6,0-15,06.0-15.0 НикельNickel остальноеrest

(а.с. СССР №485846).(USSR AS No. 485846).

Припой не является жаростойким при температурах выше 900°С.Solder is not heat resistant at temperatures above 900 ° C.

Известен припой следующего химического состава, мас.%:Known solder of the following chemical composition, wt.%:

ХромChromium 6,0-7,06.0-7.0 БорBoron 0,2-0,30.2-0.3 КремнийSilicon 2,5-3,02.5-3.0 ВольфрамTungsten 8,5-9,58.5-9.5 МолибденMolybdenum 1,6-2,01.6-2.0 АлюминийAluminum 4,0-5,04.0-5.0 НиобийNiobium 10,0-11,010.0-11.0 ТитанTitanium 1,01,0 НикельNickel остальноеrest

(Справочник по пайке. Машиностроение. 2003 г., стр.74).(Handbook of soldering. Engineering. 2003, p. 74).

Недостатками этого припоя являются большие значения эрозии при пайке изделий из жаропрочных никелевых сплавов, низкий уровень жаропрочности соединений при температурах выше 1000°С и низкие значения жаростойкости соединений при рабочих температурах.The disadvantages of this solder are the large values of erosion during soldering of products from heat-resistant nickel alloys, the low level of heat resistance of compounds at temperatures above 1000 ° C and low values of heat resistance of compounds at operating temperatures.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является припой на основе никеля для соединения изделий из жаропрочных никелевых сплавов следующего химического состава, мас.%:The closest analogue taken as a prototype is a nickel-based solder for joining products from heat-resistant nickel alloys of the following chemical composition, wt.%:

ХромChromium 6,0-10,06.0-10.0 БорBoron 0,6-1,30.6-1.3 КремнийSilicon 0,05-0,150.05-0.15 ВольфрамTungsten 2,0-5,02.0-5.0 КобальтCobalt 8,0-10,08.0-10.0 АлюминийAluminum 4,0-6,04.0-6.0 УглеродCarbon 0,05-0,20.05-0.2 МолибденMolybdenum 1,8-2,21.8-2.2 НиобийNiobium 3,0-5,03.0-5.0 ЖелезоIron 0,1-0,70.1-0.7 НикельNickel остальноеrest

(Патент РФ №2283741).(RF patent No. 2283741).

Недостатком этого припоя является междендритное проникновение припоя в основной материал, а также склонность к рекристаллизации поверхностей основного материала по границам с припоем и, соответственно, снижение жаропрочности соединений.The disadvantage of this solder is the interdendritic penetration of the solder into the base material, as well as the tendency to recrystallize the surfaces of the base material along the boundaries with the solder and, accordingly, a decrease in the heat resistance of the joints.

Технической задачей изобретения является устранение междендритного проникновения припоя в основной материал и повышения жаропрочности паяных соединений изделий жаропрочных никелевых сплавов.An object of the invention is to eliminate the interdendritic penetration of solder into the base material and increase the heat resistance of soldered joints of products of heat-resistant nickel alloys.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен припой на основе никеля для соединения изделий из жаропрочных никелевых сплавов, содержащий хром, бор, кремний, молибден, вольфрам, алюминий, кобальт и углерод, который содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:The stated technical problem is achieved by the fact that a nickel-based solder is proposed for joining products from heat-resistant nickel alloys containing chromium, boron, silicon, molybdenum, tungsten, aluminum, cobalt and carbon, which contains components in the following ratio, wt.%:

ХромChromium 12,0-15,012.0-15.0 БорBoron 0,8-1,30.8-1.3 КремнийSilicon 0,1-0,60.1-0.6 МолибденMolybdenum 0,9-2,00.9-2.0 ВольфрамTungsten 0,6-2,50.6-2.5 АлюминийAluminum 6,5-12,06.5-12.0 КобальтCobalt 7,0-12,07.0-12.0 УглеродCarbon 0,04-0,20.04-0.2 НикельNickel остальноеrest

Предлагаемый сплав при заявленном содержании и соотношении компонентов обеспечивает устранение междендритного проникновения припоя в основной материал и повышения жаропрочности паяных соединений изделий из жаропрочных никелевых сплавов.The proposed alloy with the stated content and ratio of components eliminates the interdendritic penetration of solder into the main material and increases the heat resistance of soldered joints of products from heat-resistant nickel alloys.

Примеры осуществленияExamples of implementation

Предлагаемый припой, как и припой-прототип выплавлялся в вакуумной индукционной печи. В таблице 1 представлены составы предлагаемого припоя (примеры 1-3) и припоя-прототипа.The proposed solder, as well as the prototype solder was smelted in a vacuum induction furnace. Table 1 presents the compositions of the proposed solder (examples 1-3) and the solder prototype.

Пайка проводилась при нагреве в вакуумной печи. Вакуум в процессе выдержки составлял не менее 5·10-4 мм рт.ст. Основной материал - сплавы ЖС32, ЖС36, ВКНА-25. Температура пайки сплава ЖС32 составляла 1270-1280°С, сплава ЖС36 - 1290-1300°С, а сплава ВКНА-25 - 1300-1320°С. Выдержка при этой температуре была равна 60 минутам. Навеска каждого припоя в виде кусочков укладывалась вблизи зазора.Soldering was carried out by heating in a vacuum oven. The vacuum during the exposure was at least 5 · 10 -4 mm Hg. The main material is alloys ZhS32, ZhS36, VKNA-25. The soldering temperature of the ZhS32 alloy was 1270-1280 ° С, of the ZhS36 alloy - 1290-1300 ° С, and the VKNA-25 alloy - 1300-1320 ° С. Exposure at this temperature was 60 minutes. A portion of each solder in the form of pieces was placed near the gap.

Междендритное проникновение определялось на шлифах соединений, выполненных перпендикулярно соединительным поверхностям и вдоль осей дендритов монокристаллов металлографическим анализом.Interdendritic penetration was determined on thin sections of compounds made perpendicular to the connecting surfaces and along the axes of the dendrites of single crystals by metallographic analysis.

Свойства предлагаемого припоя и выполненных этим припоем соединений в сравнении со свойствами прототипа представлены в таблице 2.The properties of the proposed solder and made by this solder compounds in comparison with the properties of the prototype are presented in table 2.

Жаропрочность стыковых паяных соединений определялась на образцах из сплавов ЖС32 и ЖС36, ВКНА-25. Диаметр рабочей части образца составлял 5 мм. Паяный шов находился в средней части образца и располагался перпендикулярно оси образца.The heat resistance of butt soldered joints was determined on samples from alloys ZhS32 and ZhS36, VKNA-25. The diameter of the working part of the sample was 5 mm. The brazed seam was in the middle of the sample and was perpendicular to the axis of the sample.

Кратковременная жаропрочность стыковых соединений изделий из сплавов ЖС32 при 1100°С и ЖС36 при 1150°С, выполненных предлагаемым припоем, приближается к жаропрочности основных материалов. Соединения изделий из сплава ЖС36 и ВКНА-25, выполненные припоем-прототипом, из-за образования рекристаллизованных зерен по границам основного материала с припоем имеют значительно меньшие значения прочности соединений. Монокристаллический сплав ЖС32 содержит углерод и рекристаллизованные зерна при пайке в нем появляются только при значительной пластической деформации соединительных поверхностей на стадии подготовки к пайке. Кратковременные значения прочности соединений сплава ЖС32, выполненные предлагаемым припоем, находятся на уровне свойств соединений, выполненных припоем-прототипом, а значения длительной прочности (100-часовая прочность) соединений, выполненных предлагаемым припоем, существенно выше, чем значения такой прочности соединений, выполненных припоем-прототипом.Short-term heat resistance of butt joints of products from alloys ZhS32 at 1100 ° C and ZhS36 at 1150 ° C, made by the proposed solder, approaches the heat resistance of basic materials. Compounds of alloy products ЖС36 and VKNA-25 made by solder-prototype, due to the formation of recrystallized grains along the boundaries of the base material with solder, have significantly lower values of the strength of the joints. The ZhS32 single-crystal alloy contains carbon and recrystallized grains during soldering appear in it only with significant plastic deformation of the connecting surfaces at the stage of preparation for soldering. Short-term strength values of the ZhS32 alloy joints made by the proposed solder are at the level of the properties of the joints made by the prototype solder, and the long-term strength values (100-hour strength) of the joints made by the proposed solder are significantly higher than the values of such strength of the joints made by the solder prototype.

Применение предлагаемого припоя при соединении изделий горячего тракта ГТД и ремонте отливок из никелевых жаропрочных сплавов позволит существенно повысить надежность паяных соединений и обеспечить значительный экономический эффект от увеличения ресурса ГТД.The use of the proposed solder when connecting products of the hot gas turbine engine and repairing castings made of heat-resistant nickel alloys will significantly increase the reliability of soldered joints and provide a significant economic effect from increasing the gas-turbine engine resource.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p CrCr ВAT SiSi MoMo WW AlAl СоWith СFROM NbNb FeFe NiNi 1one 12,012.0 1,31.3 0,10.1 1,41.4 1,51,5 6,56.5 9,59.5 0,040.04 -- -- ост.rest 22 13,513.5 1,01,0 0,350.35 0,90.9 2,52,5 9,29.2 7,07.0 0,120.12 -- -- ″-″″ - ″ 33 15,015.0 0,80.8 0,60.6 2,02.0 0,60.6 12,012.0 12,012.0 0,20.2 -- -- ″-″″ - ″ ПрототипPrototype 8,08.0 0,950.95 0,10.1 2,02.0 3,53,5 5,05,0 9,09.0 0,110.11 4,04.0 0,40.4 ″-″″ - ″

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Припой на основе никеля для соединения изделий из жаропрочных никелевых сплавов, содержащий хром, бор, кремний, молибден, вольфрам, алюминий, кобальт и углерод, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:Nickel-based solder for joining products from heat-resistant nickel alloys containing chromium, boron, silicon, molybdenum, tungsten, aluminum, cobalt and carbon, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%: ХромChromium 12,0-15,012.0-15.0 БорBoron 0,8-1,30.8-1.3 КремнийSilicon 0,1-0,60.1-0.6 МолибденMolybdenum 0,9-2,00.9-2.0 ВольфрамTungsten 0,6-2,50.6-2.5 АлюминийAluminum 6,5-12,06.5-12.0 КобальтCobalt 7,0-12,07.0-12.0 УглеродCarbon 0,04-0,20.04-0.2 НикельNickel ОстальноеRest
RU2006137045/02A 2006-10-19 2006-10-19 Solder on nickel base RU2335386C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006137045/02A RU2335386C2 (en) 2006-10-19 2006-10-19 Solder on nickel base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006137045/02A RU2335386C2 (en) 2006-10-19 2006-10-19 Solder on nickel base

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006137045A RU2006137045A (en) 2008-05-10
RU2335386C2 true RU2335386C2 (en) 2008-10-10

Family

ID=39799421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006137045/02A RU2335386C2 (en) 2006-10-19 2006-10-19 Solder on nickel base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335386C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452600C1 (en) * 2011-06-22 2012-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Nickel-based solder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452600C1 (en) * 2011-06-22 2012-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Nickel-based solder

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006137045A (en) 2008-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6328398B2 (en) High strength titanium alloy with excellent oxidation resistance and compressor parts using the same
JP5642061B2 (en) Iron-chromium brazing material
US9573228B2 (en) Ni—Ti—CR near ternary eutectic alloy for gas turbine component repair
CN111215787B (en) Nickel-based foil brazing filler metal for high-temperature alloy connection and preparation method and application thereof
CN103358050B (en) Ni base alloy welding material and use the welding wire of this material, welding rod and welding powder
US4444587A (en) Brazing alloy
EP0709477B1 (en) Heat-resistant nickel-based alloy excellent in weldability
US5882586A (en) Heat-resistant nickel-based alloy excellent in weldability
RU2334606C1 (en) Nickel-based solder
RU2335386C2 (en) Solder on nickel base
EP0076991A1 (en) Nickel-palladium-chromium-boron brazing alloy
RU2484167C1 (en) Ni3Al INTERMETALLIDE-BASED ALLOY AND ARTICLES MADE THEREOF
RU2452600C1 (en) Nickel-based solder
RU2283741C1 (en) Nickel-based solder
RU2283742C1 (en) Nickel-based solder
RU2434068C1 (en) ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al
JP2007508149A (en) Method of welding metal parts
JP2010084167A (en) Nickel-based alloy and high-temperature member for turbine using the same
RU2318030C1 (en) Heat-resistant alloy on the basis of the nickel and the article manufactured out of this alloy
RU2600785C1 (en) Titanium-based solder for soldering alloy based on niobium intermetallide
RU2560483C1 (en) Nickel-based solder to manufacture structure of blisk type
UA127057C2 (en) SOLDER FOR SOLDERING OF BRAZED NICKEL ALLOYS OF MARINE GAS TURBINES
RU2393074C1 (en) Nickel based solder
RU2737835C1 (en) Nickel-based heat-resistant wrought alloy and article made from it
RU2790495C1 (en) Heat-resistant nickel-based casting alloy and a product made from it