Припій для пайки жароміцних сплавів

Припій для пайки жароміцних сплавів на основі нікелю, що містить хром, кобальт, титан, 3 26254 4 30ваг.%, який у вказаних межах легування забезнізації, скорочення інтервалу плавлення та збільпечує, з одного боку, необхідну жароміцність, а з шення розтікання. другого - має високу дифузійну рухливість і поТехнічна задача вирішується за рахунок того, кращує змочування поверхонь, що з'єднуються. що припій на основі нікелю для пайки жароміцних Допустимий інтервал концентрацій кобальту обрасплавів містить хром, кобальт, титан, алюміній, но виходячи з його вмісту у багатокомпонентній молібден, цирконій у наступному співвідношенні евтектиці, яку власно і являє собою припій. (ваг.%): Концентрація цирконію та титану 13,5-14,5 та Сr 12-14 4-4,5ваг.% відповідно обрано з умов забезпечення Co 29-30 мінімальної довжини інтервалу плавлення. ОптиТі 4-4,5 мальним слід вважати сумарну кількість у припої Аl 3-3,6 цирконію та титану 17,5-19ваг.%. Мо 1-1,1 Нижня межа відношення Ті/Аl=1,1 та нижня Zr 13,5-14,5 межа сумарної кількості Ті+Аl=7ваг.% вибрана з Ni решта. міркувань забезпечення жароміцності сплаву за При співвідношенні Ті/Аl=1,1¸1,5 при сумарній рахунок утворення необхідної об'ємної частки зміконцентрації Ті+Аl=7¸8,1 та сумарній концентрації цнюючої g' - фази Ni3(Ti, Al) та необхідної стійкості Zr+Ti=17,5¸19. проти високотемпературної солевої корозії за раПри вмісті хрому менше 12ваг.% не забезпехунок часткового заміщення у сульфідах титаном чується необхідна високотемпературна корозійна хрому, що зменшує збіднення хромом поверхнестійкість паяного з'єднання. Підвищення концентвих шарів, забезпечуючи тим самим умови для рації хрому вище 14ваг.% приводить до пониженутворення захисної плівки з оксиду хрому. Верхня ня температури утворення g' - фази, що супровомежа відношення Ті/Аl=1,5 та сумарної кількості джується зменшенням жароміцності. Ті+Аl=8,1ваг.% вибрана з умов відсутності утвоПри вмісті молібдену менше 1ваг.% не забезрення голчастої h - фази Ni3Ti, поява якої привопечується необхідна міцність з'єднання. Підвидить до пониження пластичності матеріалу. щення концентрації молібдену вище 1,1ваг.% приПриклад. Виливки припійних сплавів були виводить до утворення у процесі ВТК прошарку з плавлені методом електродугової плавки з донним молібдонату нікелю, що сприяє відшаруванню зарозливом зі складами, що відповідають середньохисного шару з оксиду хрому, а також погіршує му і крайнім значенням концентрації компонентів, розтікання припою та уповільнює розсмоктування що заявляється, а також вище і нижче запропонокомпонентів припою матеріалом основи. ваного діапазону і сплаву-прототипу (табл.1). Пониження рівня міцності викликане зменшенням максимального вмісту молібдену 1-1,1ваг.% компенсується підвищенням вмісту кобальту 29Таблиця 1 Хімічний склад виплавленим сплавів № сплаву 1 2 3 4 5 Прототип Сr 11,5 12,0 13,0 14,0 14,5 4-5 Co 28,5 29,0 29,5 30,0 30,5 10,5-16,5 Ті 3,5 4,0 4,2 4,5 5,0 1,6-3,6 Вміст елементів, ваг.% Аl Мо 2,5 0,5 3,0 1,0 3,3 1,0 3,6 1,0 4,0 1,5 0,6-2,2 0,8-4,8 Припійні сплави були приготовлені у вигляді прутків діаметром 15мм і довжиною 55мм, з яких методом електроерозійного різання отримували платівки перерізом 200мкм. Механічні випробування при температурі 900°С та навантаженні s=220МПа проведено на Zr 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 8,1-22,2 Ni решта решта решта решта решта решта паяних з'єднаннях сплаву ЧС-70 ВИ, отриманих при 1180°С у вакуумі. Швидкість високотемпературної корозії визначено при температурі 900°С у сольовому розплаві 75% Na2SO4+25% NaCl. Результати випробувань подані в таблиці 2. 5 26254 6 Таблиця 2 Час до руйнування та швидкість корозії з'єднань № сплаву 1 2 3 4 5 Прототип Час до руйнування паяного з'єднання при Т=900°С, s=220МПа, год. 130 141 145 135 128 125 Опір високотемпературній сольовій корозії припоїв (1-5), що патентуються, відповідає технічним умовам експлуатації паяних з'єднань та знаходиться на рівні кращих нікелевих жароміц Швидкість корозії в розплаві 75% Na2SO4+25% NaCl при Т=900°С, мг/(см2×г) 1,4 0,9 0,9 0,9 0,8 2,8 них сплавів. Температура початку плавлення припоїв, що патентуються, становить 1120±5°С, інтервал плавлення - 25¸45°С (таблиця 3). Таблиця 3 Інтервал плавлення та питома площа розтікання припоїв № спліву 1 2 3 4 5 Прототип Температура початку плавлення, °С 1110 1120 1120 1120 1120 1160 Інтервал плавлення, °С 60 45 25 30 45 40 Як видно з таблиць 2 та 3, при вмісті в припої легуючих елементів меншому або більшому, ніж той, що заявляється, припій характеризується великим інтервалом плавлення, а паяне з'єднання недостатньою жароміцністю та корозійною стійкістю. Одночасно заявлені концентрації компонентів припою забезпечують збільшення на Комп’ютерна верстка В. Мацело Питома площа розтікання Sпит, см2/г 9,1 10,9 11,3 10,7 9,5 8,6 30% в порівнянні з прототипом такої важливої технологічної характеристики припою, як питома площа розтікання на поверхнях матеріалів, що з'єднуються. Припій може бути виплавлений як у лабораторних, так і в промислових умовах. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601