Фізико-металургійні основи та технологія вакуумного паяння жароміцних сплавів на основі Ni, Ti, Cu - Автореферат

Фізико-металургійні основи та технологія вакуумного паяння жароміцних сплавів на основі Ni, Ti, Cu Науковий консультант: член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор Є.О.Патона НАН України, завідувач відділу Офіційні опоненти: академік НАН України, доктор технічних наук, професор Францевича НАН України, завідувач відділу доктор технічних наук, старший науковий співробітникСтворення нерознімних паяних зєднань при виготовленні конструкцій відповідального призначення з жароміцних сплавів на основі алюмінідів титану, дисперсійно-твердких нікелевих та дисперсно-зміцнених мідних сплавів, що експлуатуються при високих температурах, на сьогодні є важливим завданням і його вирішення визначає можливість використовування даних сплавів при виготовленні деталей гарячого тракту газотурбінних двигунів, енергетичних установок, реактивних двигунів, теплотехнічного устаткування. Паяння є більш перспективним методом завдяки можливості отримувати нерознімні зєднання без розплавлення основного матеріалу, збереженню структури основного матеріалу, можливості отримування зєднань у важкодоступних місцях. В існуючих припоях на основі нікелю, як правило, депресантами виступають кремній та бор, які, з одного боку, зменшують температуру плавлення, а з другого - утворюють легкоплавкі крихкі (евтектичні) фази в паяних швах та основному матеріалі, які неможливо розчинити навіть при довготривалій ізотермічній витримці, що негативно впливає на механічні властивості паяних зєднань. У звязку з цим, вивчення фізико-металургійних особливостей формування паяних швів, створення високоміцних композицій припоїв, розроблення технологічних процесів паяння, що попереджують утворення крихких фаз та забезпечують високі механічні властивості, є необхідною умовою для розвязання важливої науково-технічної проблеми отримання нерознімних паяних зєднань жароміцних дисперсійно-твердких нікелевих, дисперсно-зміцнених мідних сплавів, а також перспективних інтерметалідних матеріалів на основі алюмінідів титану. Мета роботи: визначити фізико-металургійні закономірності структуроутворення паяних зєднань, запропонувати науково обгрунтований комплекс металургійних та технологічних заходів щодо забезпечення високих експлуатаційних властивостей зєднань, розробити вихідні положення побудови припійних матеріалів та технології вакуумного паяння дисперсійно-твердких нікелевих та дисперсно-зміцнених мідних сплавів, а також перспективних матеріалів нового покоління на основі алюмінідів титану, стосовно створення вузлів енергосилових установок нового покоління.Незважаючи на те, що в області паяння накопичений значний теоретичний та експериментальний матеріал, низку питань стосовно паяння перспективних жароміцних матеріалів на основі алюмінідів титану, дисперсійно-твердких нікелевих, дисперсно-зміцнених мідних сплавів, що містять часточки Al2O3, ще недостатньо вивчено. Так, питанням керування структуроутворенням паяних швів, їхнього звязку з технологічними параметрами процесу паяння, впливом системи легування припою і методу отримання на механічні властивості паяних зєднань жароміцних інтерметалідних титанових та композитних мідних матеріалів у вітчизняних і зарубіжних роботах приділено мало уваги. Використання в якості депресантів бору та кремнію в нікелевих припоях, що застосовуються для паяння дисперсійно-твердких нікелевих сплавів, призводить до формування в паяних швах евтектик, що містять кремній і бор. Використання в промисловості перспективних жароміцних матеріалів нового покоління на основі алюмінідів титану і дисперсно-зміцнених мідних сплавів з гетерогенною структурою, що містять дисперсні часточки Al2O3, потребує розробки адгезійно - активних припоїв, які сумісні з матеріалом, що паяється, та забезпечують достатнє змочування основного матеріалу. Обґрунтовано висновок про те, що шляхи розвязання проблеми підвищення температурного інтервалу експлуатації паяних зєднань, забезпечення тривалої міцності паяних вузлів жароміцних сплавів на основі алюмінідів титану і дисперсійно-твердких нікелевих сплавів при підвищеній температурі вивчено недостатньо, тому необхідно проводити комплексні систематичні дослідження з метою створення нових принципових підходів до розробки нових композицій припоїв і технологічних процесів паяння, що значно розширить область їхнього застосування.Показано, що при вакуумному паянні жароміцного сплаву IN-718 припоєм Pd-57,1Ni-10,5Cr-2,4B (Т = 1080 °С, ?=30 хв), що містить бор, в основному металі, що прилягає до шва, утворюється дифузійна зона, в якій по границях зерен виділяються фази на основі нікелю та ніобію, збагачені бором. Використання припою, в якому в якості депресанту застосували германій, при паянні дисперсійно-твердкого нікелевого сплаву IN-718 забезпечує отримання паяних швів з однорідною структурою твердого розчину (рис.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ