Припой для пайки жаропрочных никелевых сплавов

 

Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас.%: цирконий 14-15,1; хром 12,5-30; никель - остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 23 К 35/32

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885191/08 (22) 10.10.90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Институт электросварки им, Е.О,Патона (72) В..Ф.Хорунов, Е.М, Укадер и В.П. Яубченко (53) 621.791.3(088.8) (56) Патент США М 4678636, кл. С 22 С 5/02, 31.01.86.

Патент США К 3696500, кл, В 23 К 31/02, 10.10.72.

Патент CLLIA N. 3748107, кл. С 22 С 19/00, 24,06.71, Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для пайки жаропрочных никелевых сплавов.

Известен припой следующего состава, мас,%: Ni 15 — 70; Cr 0 — 30; Zr (или смесь Zr,Ti,V) 0-25 — 5; Au,Pd или их смесь

25 — 85.

Даже при максимальном содержании циркония температура плавления сплавов системы Ni — Cr — Zr превышает допустимую температуру нагрева литейных жаропрочных никелевых сплавов типа ЖС6У вЂ” 1220 С.

Поэтому дальнейшее снижение температуры плавления осуществляется за счет введения в состав припоя золота, палладия или их смеси, В результате стоимость сплава резко возрастает.

Известен также припой, содержащий, мас. /0. Ni 54,1 — 59; Cr 14,6 — 16,0; Со 9,4—

11,8; Ti 5,4 — 6,2; Al 0,5 — 2,2; W 0-2,0, Мо

3 2 4,5; Zr 1,6 — 9,5. Припой соответствует составу ликвационных участков никелевого сплава Rene-80. Температура ликвидус данного припоя (Ni 56,6; Сг15,28; Со 10,62;

Ti 5,82, А! 1,34; W 0,97; Мо 3,8; Zr 5,55) „„ ЫÄÄ 1743773 А1 (54) ПРИПОЙ ДЛЯ -ПАЙКИ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ. (57) Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас.%: цирконий 14-15,1; хром 12,5 — 30; никель остальное. 1 табл. очень высока — 1220 С, поэтому припой дополнительно легируется бором. Это ведет к резкому охрупчиванию паяных соединений и требует проведения после пайки длительной термообработки для удаления бора из области паяного шва путем его диффузии в основной материал.

В качестве прототипа выбран припой следующего состава, мас. : Ni; Zr 8,122,0; Cr 4,5 — 10,0; Мо 0,8 — 4,8; Со 10,5-16,5;

Al 0,6 — 2,2; Ti 1,6 — 3,6; V 0-0,6, Он соответствует ликвационным участкам сплава

Rene — 100, Сплав состава: Ni: Сг7,5; Со 13,5; Ti 2,6:

Al 1,4; Zr 12,1; Мо 2,8; V 0.4 — является эвтектическим с температурой плавления

1190 С. К е о недостаткам следует отнести то, что при растекании по подложке из сплава ЖС6У в интервале температур 11901220 С припой имеет относительно большие равновесные краевые углы смачивания, поэтому пайкуследует вести при предельно высоких для данного класса соединяемых материалов температурах

1215-1220 С.

С: ! и 6д

;4 ()

1743773

14,0-15,1

12,5 — 30,0

Основа.

О,», грвд. т,, с тс С

И". Припсй, мдс. 4

Г, сплдеа!

I 1

2 !

Т200 1 1.2

60,368-14.7Zr-25Cr

72,4%-15,1Zr-12,5Сг

3 6914614Ег-17Cr

4, 55,35ЛI-14.65Zr-30сг

5 Прспотип I 168 17

1193 50

1188 25

1172 20

1190

12 .

15

Составитель В.Зубченко

Техред М.Моргентал Корректор С вверни

Редактор А.Маковская

Заказ 2152 Тираж Г одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени ..ì и открытиям при ГКН, СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат " . i8 BH г. Ужгород, ул.Гагарина, 1С1

Цель изобретения — понижение температуры пайки и улучшение смачивания припоем поверхности жаропрочных никелевых сплавов.

Поставленная цель достигается за счет изменения состава припоя, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

2r 14,0 — 15,1

Cr 12,5 — 30,0

Ni Основа

Никель является основой высокотемпературных припоев для пайки жаропрочных никелевых сплавов, обеспечивая однородность структуры паяных соединений и их высокие прочностные свойства.

Цирконий является основным депрессантом, снижающим температуру плавления припоя, обеспечивающим его высокую активность и жидкотекучесть, При содержании циркония менее 14,0% резко увеличивается температура ликвидус припоя, При содержании циркония более 15,1% повышаются хрупкость и температура ликвидус сплавов.

Хром понижает температуру солидус припоя, повышает его жидкотекучесть и >каpGcT0l4KocTb, По сравнению со сплавами двойной системы Ni — Zr заметное снижение температуры солидус достигается при содержании хрома более 12.5%. При содержании хрома более 30% возрастает хрупкость припоя.

В таблице представлены составы предлагаемого припоя и припоя-прототипа, а также их технологические характеристики.

Все предлагаемые припои являются сплавами эвтектического типа и имеют B своем составе 85 — 95% эвтектики и 5 — 15% твердого раствора или интерметаллида. Поэтому процесс растекания припоев по поверхности сплава ЖС6У имеет место при температурах более низких, чем температура ликвидус данных сплавов, Наименьшие равновесные краевые углы смачивания Ор в диапазоне темпера5 тур 1180 — 1220 С имеет сплав N 1. Сплавы г4 2 — 5 также лучше растекаются по поверхности сплава ЖС6У, чем припойпрототип. Благодаря этому температура пайки предлагаемым припоем меньше, 10 чем припоем-прототипом, и составляет

1200 "0 С.

Пример. Припой был применен при восстановлении толщины стенок лопаток турбины ГТД после эксплуатации. Материал

15 лопаток — ЖС6У. Припой наносился на дефектное место, ограниченное от остальной поверхности детали стоп-пастой. Пайка проводилась в вакууме 1х10 Па при температуре 1200 " С и выдержке 5 мин. Припой

20 хорошо растекался и обслуживал дефектное место, эрозии и подрезов основного материала:1ри этом не наблюдалось.

Таким образом, основными преимуществами предлагаемого припоя по сравне25 нию с припоем-прототипом являются: более низкая температура пайки; более низкие оавновесные краевые углы смачивания при растекании по поверхности >каропрочных никелевых сплавов.

Формула изрбоетения

Припой для пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий никель, хром, цирконий, отличающийся тем, что, с

35 целью снижения температуры пайки и улучшения растекания припоя по поверхности

>каропрочных никелевых сплавов, он содержит компоненты в следующем соотнсшении, мас.%;

40 Цирконий

Хром

Никель