高温合金的钎焊

高温合金的钎焊 高温合金要求能在600℃以上高温抗氧化和防腐蚀，并能在一定应力下作用下长期工作的金属 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 。 高温合金按其成分可分为铁基、镍基和钴基合金；按生产工艺可分为变形、铸造、粉末冶金和机械合金化高温合金。 为适应高温工作要求，合金必须采取强化手段。对Fe、Ni和Co基高温合金主要采用固溶强化，第二相强化和晶界强化三种手段。 1.固溶强化。固溶强化是提高原子结合力和晶格畸变，是Fe、Ni或Co基体中固溶体的滑移阻力增加，滑移变形困难而达到强化。单通过晶格畸变来强化高温合金来说是不够的，还需要降低扩散系数以阻碍扩散型形变进行强化。 在Fe、Ni基高温合金中，通常加入Cr、Mo、W、Co、Al等元素进行固溶强化。Cr是高温合金中不可缺少的元素，合金的抗氧化性主要依靠Cr。Cr在Ni和Fe中有较大的溶解度。Cr主要与Ni形成固溶体，少量Cr与C形成Cr23C6型碳化物（Cr含量低时会生成Cr7C3型碳化物），可提高合金的高温持久性能。W和Mo是强固溶强化元素，加入W和Mo可以提高原子结合力，产生晶格畸变，提高扩散激活能，使扩散过程缓慢；同时合金的再结晶温度升高，提高了合金的高温性能。另外，W和Mo是碳化合物形成元素（主要形成M6C）。当碳化物沿晶界分布时，对合金强化起更大作用。Co元素也是很有效的固体强化元素，主要作用是降低基体位错能，提高合金的持久强度，减小蠕变速率；它还可以稳定合金的组织，减少有害相的析出。因此固溶强化型高温合金中均含有Cr、W、Mo、Al、Co等元素。 2.第二相强化。固溶强化型高温合金的使用温度有限，当工作温度大于950℃或要求高屈服强度的合金，则需依靠第二相强化。第二相强化是利用细小、均匀分布的稳定质点阻碍位错运动，以达到高温强化的目的。第二相强化采用时效析出的γ’相γ”。在Fe和Ni基合金中，γ`相为Ni3Al型，为了面心立方晶体结构，与基体结构相同，与共格析出。γ’相十分稳定，有高的强度和良好的塑性，容易控制其数量、大小和形貌。γ’相还可以被强化。因此高温合金多数牌号用γ’相沉淀强化。γ”相是一种亚稳定的强化相，它是以Nb代替Al的Ni3Nb相。 Al和Ti是形成γ’相的基本组分，几乎所以时效强化的Fe和Ni基高温合金中都含Al和Ti。Al和Ti共存时，部分Ti代替Al，γ”相变为Ni3（Al，Ti）。Ti的加入能促进γ’相析出，同时增加了γ’相的数量。γ’相数量越多，合金的高温性能越好。除了Al、Ti外，还加入大原子半径的W、Mo、Nb、Ta等元素。这些元素不同程度地进入γ’相，导致γ’相数量增加，热稳定性提高。如Nb不仅增加γ’相数量，而且提高γ’相的长程有序度和反相畴界能，从而增加位错切割γ’粒子的阻力，有效提高合金的屈服强度和蠕变强度。Ta元素的加入使γ’相粒子变大，增大晶体错配度，增强共格析出造成的内应力场和切变应力，从而增大强化效果。 3.晶界强化。合金在高温下承受应力时，晶界常与变形，而且变形速度越慢时，晶界变形的比例越大，所以对高温合金来说，强化晶界十分重要。要强化晶界，首先要控制杂质元素（如S、P、Pb、Sn、Sb、Bi等），它们在合金凝固时聚集在晶界，造成合金热强型的降低。在净化晶界的同时，可有意加入一些微量元素以强化晶界，这些微量元素有B、Zr、Hf、Mg、La、Ce等，其中微量B对提高合金的热强性效果最显著。B在晶界偏聚，能减少晶界缺陷，提高晶界强度，并能强烈地改变晶界形状，影响晶界碳化物和金属间化合物的析出和长大，改善其密集不均匀分布的状态，形成球状均匀分布，阻止晶界片状、胞状相的析出，从而提高合金的持久寿命，Zr与B有类似的作用，但不如B强烈。微量Mg能使合金的塑性明显改变，降低稳态蠕变速率。在铸造高温合金中加入微量Hf，可以改变晶界和枝晶间状态，同时改变γ-γ’共晶状态，显著改善合金的室温和高温塑性，对改善热裂倾向也有利。 高温合金均含有较多的铬，加热时 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面形成稳定的Cr2O3，比较难以去除。此外，镍基高温合金均含铝和钛，尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝、钛含量更高。铝和钛对氧的亲和力比铬大得多，加热时极易氧化。因此如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜，是镍基高温合金钎焊时考虑的首要问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。钎焊镍基高温合金时不建议用钎剂来去除氧化物，尤其是高的钎焊温度下。这是因为钎剂中的硼酸或硼砂在钎焊温度下与母材起反应，降低母材表面的熔化温度，促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀；并且硼酸或硼砂与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材，造成晶间渗入，对薄工件来说是很不利的。所以镍基高温合金一般都在保护气氛，尤其是在真空中钎焊。母材表面氧化物的形成与去除与保护气氛的纯度以及真空度密切有光。 钎焊热循环的影响。无论是固溶强化，还是沉淀强化的镍基高温合金，都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内，才能取得良好的高温性能。沉淀强化合金固溶处理后还必须进行时效处理，以达到弥散强化的目的。因此，钎焊热循环应尽可能与合金的热处理 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 相匹配，即使钎焊温度尽量与固溶处理的加热温度相一致，以保证合金元素的充分溶解。钎焊温度过低不能使合金元素完全溶解；钎焊温度过高将使母材的晶粒长大，均不利于母材性能。 应力开裂。一些镍基高温合金，特别是沉淀强化合金有应力开裂的倾向，钎焊前必须充分去除加工过程中形成的应力，钎焊时应尽量减少热应力。使应力开裂的可能性降到最低限度。 高温合金常常在恶劣的条件下工作，选用钎料时首先应满足工作条件的要求，也要考虑钎焊加热对母材本身性能的影响以及钎焊接头是否能经受随后的热处理过程。 高温合金钎焊工艺。高温合金钎焊前应认真去除表面氧化物。一般采用砂布打磨及丙酮擦拭即可；采用毡轮抛光清理，效果很好。 TD-Ni的钎焊 TD-Ni和TD-NiCr系沉淀强化合金，用于制作工作温度达1300℃的部件。这些材料常常需要相互连接或同其他高温合金连接。如TD-Ni和TD-NiCr最可靠的链接方法是扩散焊和钎焊。 1.工作温度为1100 ~ 120℃时，采用TD-6（Ni-16Cr-4Si-17Mo-5W-1.5Al）钎料，TD-20（Ni-16Cr-4Si-25Mo-5W）钎料，Pd-40Ni钎料，D-142（Pd-40Ni-0.05B-0.2Li）钎料。 2.工作温度低于1000℃时，采用BNi71CrSi钎料，BN89P钎料和J8600（Ni-33Cr-24Pd-4Si）钎料。 3.工作温度低于900℃时，采用BNi92SiB钎料。 在研究中发现两个问题： 1.高温下在母材和钎料的界面上形成空穴。 2.由于形成CO2使母材剥落。母材的剥落看来与钎焊接头暴露在高温下所发生的扩散量有关。TD-6和TD-20的碳扩散速度最低，因此形成空穴的倾向最小。 对TD-NiCr合金也进行了类似的研究试验。同样在溶蚀。扩散、氧化及接头的力学性能（高温氧化试验前和后的接头强度）等方面用上述钎料进行了试验。结果表明，使用TD-6和TD-20钎料可获得性能最好的接头。 用于钎焊TD-Ni和TD-NiCr的钎料 母材 钎料 名义成分 （质量分数，%） 钎焊温度/℃ TD-Ni TD-20 Ni-16Cr-25Mo-4Si-5W 1300 TD-6 Ni-22Cr-17Mo-4Si-5W 1300 J8600 Ni-33Cr-25Pd-4Si 1175 Ni-Pb Ni-60Pd 1250 TD-NiCr TD-6 Ni-22Cr-17Mo-4Si-5W 1300 CM50 Ni-3.5Si-1B 1065~1120 NX77 Ni-5Cr-7Si-1B-1W-4Co 1075~1190 NSB Ni-2Si-0.8B 1300         根据静止氧化试验、循环氧化试验、接头重熔温度及强度试验的结果，最后对用Pd-40Ni钎料钎焊的TD-Ni合金接头和TD6钎料钎焊的TD-NiCr合金接头进行了进一步的研究。用上述钎料在氢气（露点低于-52℃）和在真空下钎焊了T型接头、搭接接头和对接接头。将这些接头暴露在慢速循环的空气中，分别在1大气压和18Pa压力下，在所选择的温度下进行试验。用Pd-40Ni钎料钎焊的TD-Ni合金的温室接头系数为：钎焊后为95%；1100℃、1大气压氧化后为97%；用TD-6钎料钎焊的TD-NiCr合金的温室接头系数：钎焊后为74%；1200℃、18Pa低压氧化后为87%。这些接头的高温强度的接头系数大于90%。因此这些钎料的性能是可以满足要求的。 瞬态液相连接之中间层 中间层合金成分以及其性能对瞬态液相连接来说是至关重要的。中间层合金的熔化温度应保证在连接温度下不损害母材的性能；中间层合金的成分和厚度应保证接头区在连接温度下能达到等温凝固的目的，并在足够的保温时间后使其化学成分和显微组织均达到母材的基准，不产生有害的第二相。 为了使接头与母材在成分和组织上均质化，中间层应以被连接的母材的成分作为基本成分，再加入熔化温度降低元素，以满足对中间层熔化温度的要求。母材中的某些元素，如铝、钛应排除在外，以免在接头中形成有害的各种相结构。 高温合金绝大部分以Ni-Cr和Ni-Cr-Co为基本成分，中间层合金也以此为基，并加入不同的降熔元素，如硼、硅、锰、铌等。这些元素都能使Ni-Cr或Ni-Cr-Co合金的熔化温度降低到合适的程度。但只有硼的效果最好。其原因是硼对镍基合金的降熔作用特别明显，只需少量的硼即能将镍基合金的熔化温度降到满意的程度；硼的原子半径很小，它的扩散速度高，尤其是晶间扩散的速度极高。由于硼向母材的快速扩散，可使中间层合金与母材迅速达到均质化，并且避免在接头中形成有害的第二相。例如Udimet700 的基本成分为Ni-15Cr-18.5Co-4.3Al-3.3Ti-5Mo，作为瞬态液相连接用的中间层成分为Ni-15Cr-15Co-5Mo-2.5B，它们之间的镍、铬、钴、钼含量基体相同，只是在中间层合金中另加了质量分数为2.5%的B作为降低熔点元素，使中间层合金的熔化温度降低到可以在≥1200℃温度下进行瞬态液相连接。中间成合金不含铝、钛等形成γ’弥散强化相的元素，因为含这些元素的中间层合金很容易在接头中形成稳定而有害的化合物相，而接头区中的铝和钛组元依靠由母材向接头区的扩散而得补偿。