Розробка припою для жароміцних сплавів на основі інтерметаліду NI3AL

Autor: Kvasnytskyi, Viktor, Korzhyk, Volodymyr, Kvasnytskyi, Viacheslav, Mialnitsa, Heorhii, Dong, Chunlin, Pryadko, Tetiana, Matviienko, Maksym, Buturlia, Yevhen
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 12 (108) (2020): Матеріалознавство; 6-19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 12 (108) (2020): Материаловедение; 6-19
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 12 (108) (2020): Materials Science; 6-19
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: One of the most promising structural materials in gas turbine engineering is the alloys based on an intermetallide, the type of Ni3Al, with an equiaxial and directional columnar structure. These materials make it possible to increase the working temperature of blades to 1,220 °C. The blades are made by the method of precise casting in a vacuum; in this case, it is necessary to technologically join the nozzle blades into blocks, to fix the signal holes in cooled blades, to correct casting defects.Welding by melting intermetallide materials, as well as other cast heat-resistant nickel alloys (HNA), does not yield positive results. Therefore, various brazing techniques are used such as TLP-Bonding (Transient Liquid Phase Bonding). Filler metals' melting point is lower than that of the main metal. The key issue related to the technology of brazing HNA, including the design of appropriate filler metals, is the improvement of the physical-mechanical and operational properties of brazed joints.This paper reports the established rational doping of a filler metal base, as well as depressants, the critical temperatures and surface properties of filler metals, their chemical composition, the structure and properties of brazed joints, the mode parameters, and brazing technology. To improve the stability of the structure and the high-temperature strength of the brazed joints, the filler metal was alloyed with rhenium and tantalum. Mechanical tests of brazed joints at 900 °C were conducted in Ukraine; at a temperature of 1,100 °C ‒ in the People's Republic of China. The test results showed that the short-term strength of alloy compounds with an equiaxial structure based on the Ni3Al-type intermetallide at 1,100 °C is 0.98 of the strength of the main metal. The long-lasting strength at the same temperature meets the requirements for the strength of the main metal
Одними из наиболее перспективных конструкционных материалов газотурбостроения являются сплавы на основе интерметаллида типа Ni3Al с равноосной и направленной столбчатой структурой. Эти материалы позволяют повысить рабочую температуру лопаток до 1220 °С. Лопатки изготавливают методом точного литья в вакууме, но при этом необходимы технологические соединения сопловых лопаток в блоки, заделки знаковых отверстий охлаждаемых лопаток, исправление дефектов литья.Сварка плавлением интерметаллидных материалов, как и других литейных жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС), не дает положительных результатов. Поэтому широко применяются различные способы пайки, известные как TLP-Bonding (Transient Liquid Phase Bonding). Припои по своей сути имеют температуру плавления ниже, чем основной металл. Главной проблемой технологий пайки ЖНС, включающей и разработку соответствующих припоев, является повышение физико-механических и эксплуатационных свойств паяных соединений.Определены рациональное легирование основы припоя и депрессанты, критические температуры и поверхностные свойства припоев, их химический состав, структура и свойства паяных соединений, параметры режимов и технология пайки. Для повышения стабильности структуры и высокотемпературной прочности паяных соединений припой легировали рением и танталом. Механические испытания паяных соединений при температуре 900 °С проводились в Украине, а при температуре 1100 °С в КНР. Результаты испытаний показали, что кратковременная прочность соединений сплавов с равноосной структурой на основе интерметаллида типа Ni3Al при температуре 1100 °С составляет 0,98 от прочности основного металла. Длительная прочность при той же температуре отвечает требованиям к прочности основного металла
Одним з найбільш перспективних конструкційних матеріалів газотурбобудування є сплави з рівновісною та направленою стовбчастою структурою на основі інтерметалліду типу Ni3Al. Ці матеріали дозволяють підвищити робочу температуру лопаток до 1220 °С. Лопатки виготовляють методом точного лиття в вакуумі, але при цьому необхідні технологічні з'єднання соплових лопаток у блоки, заробка знакових отворів охолоджуваних лопаток, виправлення дефектів лиття.Зварювання плавленням інтерметаллідних матеріалів, як і інших ливарних жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС), не дає позитивних результатів. Тому широко застосовуються різні способи паяння, відомі як TLP-Bonding (Transient Liquid Phase Bonding). Припої за своєю суттю мають температуру плавлення нижче, ніж основний метал. Головною проблемою технологій паяння ЖНС нового покоління, що включає і розробку відповідних припоїв, є підвищення фізико-механічних і експлуатаційних властивостей спаяних з'єднань, близьких до властивостей основного металу.Визначено раціональне легування основи припою і депресанти, критичні температури і поверхневі властивості припоїв, їх хімічний склад, структура та властивості паяних з'єднань, параметри режимів і технологія паяння. Для підвищення стабільності структури і високотемпературної міцності спаяних з'єднань припій легований ренієм і танталом. Механічні випробування паяних з'єднань при температурі 900 °С проводилися в Україні, а при температурі 1100 °С в КНР. Випробування показали, що короткочасна міцність з'єднань сплавів з рівновісною структурою при температурі 1100 °С становить 0,98 від міцності основного металу. Тривала міцність при тій самій температурі відповідає вимогам до міцності основного металу
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: