【技术实现步骤摘要】
本专利技术的呈粉末、预制件、箔、片材、棒材和线材形式的镍基活性钎焊材料可用于高温炉以及在真空和惰性气体中对不锈钢、镍和钴基多晶体、定向固化单晶合金和超合金、难熔金属和合金进行激光钎焊以用于制造和修复涡轮发动机部件和其它制品。
技术介绍
1、由难以焊接的高γ’超合金制造的涡轮发动机部件的结合和修复可以使用预热焊接或钎焊来完成。包含超过3wt.％al的镍基超合金的焊接会导致热影响区(haz)液化和焊接金属应力应变开裂。另一方面，钎焊在结合难以焊接的超合金和通过批量加工降低生产成本方面具有优于焊接的优势。
2、钎焊材料在冷却或等温固化期间形成接头，而基材保持固态。照此，钎焊材料的液相线温度应低于基材。
3、标准镍(ni)和钴(co)基钎焊材料，包括硼(b)和硅(si)熔点抑制剂(mpd)，例如具有在表1中提供的化学成分的ams 4775、ams 4762、ams 4777、ams 4778、ams 4779、amdry775、amdry df-3和amdry 788，几十年来一直用于制造和维修涡轮发动机部件。
4、表1.含有b和si熔点抑制剂的标准镍和钴基钎焊材料的典型化学成分
5、
6、
7、传统钎焊(cb)已用于结合以0.05-0.2mm的间隙预装配的部件，以允许通过沿着接合面的毛细作用分布钎焊材料，然后进行扩散循环以增强硼向基材中的扩散以避免形成持续的脆性硼基共晶。
8、根据stephen j.ferrigno等人的美国专利4,830,934“a
9、r.sparling等人，“liburdi powder metallurgy,application for manufactureand repair of gas turbine components(liburdi粉末冶金，对制造和修复燃气涡轮发动机部件的应用)”，第六届国际查尔斯·帕森涡轮机会议，爱尔兰都柏林，2003年9月16日至18日，第987-1005页表明，在1205℃下浸泡两小时导致形成mar m247–amdry df-3lpm接头，在927℃(1700℉)下的极限抗拉强度(uts)为340mpa(49.3ksi)，通过实验发现，使用均质amdry df-3形成的、宽度仅为2mm的钎焊接头的uts仅为146.9mpa(21.3ksi)。然而，即使是mar m247–amdry df-3lpttm接头的提高后的强度也不足以修复在使用条件下承受显著应力的结构部件。
10、在炉钎焊期间由于硼扩散到基材中而形成厚扩散层和亚表面缺陷是使用硼基钎焊材料进行钎焊的另一个缺点。如图4a所示，扩散层的厚度通常超过1313μm(1.3mm)，这使得对由镍基超合金制造的喷嘴导叶(ngv)的薄后缘(te)的修复变得复杂。如图4b所示，钴基材料对硼形成空隙和晶间缺陷更为敏感。
11、可替代地，以表2所示的化学成分包含钛(ti)、锆(zr)和铪(hf)mdp的钎焊材料可用于代替硼和硅基钎焊材料制造和修复涡轮发动机部件。
12、表2以wt.％表示的ni-ti基无硼钎焊材料的化学成分，注*指定例外情况
13、
14、注：化学元素的含量从最小值“x”wt.％的到最大值“y”wt.％提供并以格式呈现，其中最小值xwt.％在顶部提供，最大值ywt.％在底部提供。
15、然而，正如通过实验发现的那样，与如示例9中所示的rene 80基材相比，即使具有根据us8,197,747制造的低ti含量的已知ni-ti基钎焊材料的氧化性能也表现出低的抗氧化性。因此，需要开发用于cb、wgb、lpm和lb钎焊的新型无硼高温钎焊材料。
技术实现思路
1、我们发现，以重量百分比(wt.％)计包含4.5至8.5％cr、4.2至6.5％ti、5.0至9.5％zr、3.0至4.5％hf、1.0到1.6％的ta、2.5到3.5％的al、1.0到1.7％的si、0到12.0％的fe和余量的ni的镍基钎焊材料产生具有期望的机械和氧化性能的良好接头和钎焊覆层。
2、以重量百分比(wt.％)计包含6.0至8.0％的cr、6.0至6.5％的ti、9.0至9.5％的zr、4.0至4.5％的hf、1.4至1.6％的ta、3.0至3.5％的al、1.5至1.7％的si、0.05至0.2％的fe和余量的ni的本专利技术的钎焊材料的优选实施例产生具有期望的机械和氧化性能的良好接头和钎焊覆层。
3、以重量百分比(wt.％)计包含4.5至5.0％的cr、4.0至5.0％的ti、6.0至7.0％的zr、3.2至4.0％的hf、1.0到1.2％的ta、2.5到3.0％的al、1.0到1.2％的si和余量的ni的本专利技术钎焊材料的另一实施例产生具有期望的机械和氧化性能的良好接头和钎焊覆层。
4、以重量百分比(wt.％)计包含5.0至6.0％的cr、4.2至4.8％的ti、5.0至6.0％的zr、3.0至3.5％的hf、1.0至1.2％的ta、2.5至3.0％的al、1.0至1.2％的si、5.0至6.0％的fe和余量的ni的本专利技术的钎焊材料的另一优选实施例产生具有期望的机械和氧化性能的良好接头和钎焊覆层。
5、以重量百分比(wt.％)计包含8.0至8.5％的cr、5.5至6.5％的ti、8.0至9.0％的zr、3.0至4.0％的hf、1.3至1.5％的ta、3.0至3.5％的al、1.4至1.5％的si、10.0至12.0％的fe和余量的ni的本专利技术的钎焊材料的另一优选实施例产生具有期望的机械和氧化性能的良好接头和钎焊覆层。
6、本专利技术的镍基活性钎焊材料可以选自粉末、线材、锭、垫片、钎焊接头和涡轮发动机部件的修复区域。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种镍基活性钎焊材料，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
2.根据权利要求1所述的镍基活性钎焊材料，其特征在于，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
3.根据权利要求1所述的镍基活性钎焊材料，其特征在于，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
4.根据权利要求1所述的镍基活性钎焊材料，其特征在于，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
5.根据权利要求1的镍基活性钎焊材料，其特征在于，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
6.一种包含根据权利要求1-5中任一项所述的镍基活性钎焊材料的部件，该部件优选为线材、锭、垫片、具有由镍基活性钎焊材料制成的钎焊接头或修复区域的涡轮发动机部件。
【技术特征摘要】
1.一种镍基活性钎焊材料，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
2.根据权利要求1所述的镍基活性钎焊材料，其特征在于，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
3.根据权利要求1所述的镍基活性钎焊材料，其特征在于，以重量百分比(wt.％)计包含以下化学元素：
4.根据权利要求1所述的镍基活性钎焊...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·B·贡查罗夫，P·劳登，R·赖斯，
申请(专利权)人：利宝地工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。