Способ диффузионной сварки ниобиевых сплавов с титановыми

) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН К 20/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ.66 (088,8)США Р 4715525,О/00, 29.12.87. СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИЕВЫХ СПЛАВОВ С ТИТАНОВЬ 1 МИИзобретение позволяет повыстно сварного соединения, сожаропрочность ниобиевого спзить температуру при сварке(54 НИО (57 т аав ни и сни зобретение относится к диффузной температур дов осущестСостав прок варке и м оединения ет быть использовано иобиевых сплавов в р елях промьппленности. бретения является по ва сварного соединен аропрочности ниобие ижение температуры пр я ке на четв личных стра Целью из шение качес сохранение сплава и сния тит ы лияние иэа темпера Я)ого таблице.менении с сварке ниобиевых сплавов с интерметаллидным упрочнением.Способ осуществляют следующим образом.Между свариваемыми поверхностями деталей располагают расплавляющуюся промежуточную прокладку из титанового сплава, содержащего мас.%: никель 13-15; медь 10-12 и цирконий 8-10, Затем детали сдавливают, нагревают и осуществляют изотермическую выдержВ процессе нагрева в интервале кладки вьпп ла концент ения увеличивае Терм ператур фаэ спо в интервале те циклиров з риваемь ления и ниобиев ку,(21) 4610769 (22) 30,11,8 (46) 23,09.9 (71) Московс ческий инсти (72) А.З.Пим А.П.Терновск (53) 621.791 (56) Патент кл. В 23 К 2 Бюл, Мф 35ий вечерний металлург биевых сплавов с интерметаллидным упрочнением, Между свариваемыми поверхностями деталей располагают расплавляющуюся промежуточную прокладку из титанового сплава, содержащего, мас.%: никель 13-15; медь 10-12; цирконий 8-10. Затем детали едавли:ваютнагревают и осуществляют изотермическую выдержку, В процессе нагрева в интервале температур растворения интерметаллидов проводят термоциклирование. В процессе сварки ускоряется взаимная диффузия элементов прокладки и свариваемых материалов, снижается сопротивление пластическому деформированию ниобиевого сплава, 1 табл, Ю астворения интерметалли ляют термоциклирование. ладки соответствует эвтекерной диаграмме состоя- никель - медь - цирконий. кения состава прокладки ру плавления показано з таблицы видно, что при держания элементов прои ниже указанного интерваций температура ее плавас творения интерме таллидных бствует ускорению взаимной элементов прокладки и свасплавов и снижению сопротивстическому деформированию сплавов, В результате ста 1593848новится возможной сварка ниобиевогосплава при относительно низких температурах с образованием беэдефектногосоединения и сохранения исходной мелкозернистой. структуры сплава, так5как температура нагрева при термоциклировании не превышает температурыокончания растворения интерметаллидных фаз, составляющей 960-980 С, чтопозволяет повысить качество соединения и сохранить его жаропрочность.,При этом сохраняется и исходная мелкозернистая структура титанового сплава, поскольку для большинства сплавов 15не превышаются температура окончанияо-з р превращения. Нижняя температураТ 1 при термоциклировании определяетсякак температура начала растворенияупрочняющих фаз из серии экспериментов по высокотемпературному сжатию.Верхний предел термоциклирования повысокотемпературному сжатию; Верхнийпредел термоциклирования Т на 20 ОСпревьшает Т 1. Температура Т былавыбрана из условия предотвращения полного растворения интерметаллидных фази роста зерна в ниобиевом сплаве.Температура Т должна быть выше темпе 1ратуры расплавленйя прокладки, а Т-ниже температуры окончания о - рпревращения в титайовых сплавах. Выдержки при Т, и Топределяют экспериментально для каждого сплава. Посленагрева до Т, и выдержки температуруповышают до Тг 1 после выдержки при Тг35температуру снижают до Т, и т.д. Общее количество циклов определяютэкспериментально, оно составляет 3-5в зависимости от состава свариваемыхсплавов,При сварке при температуре выше Т интенсивна растет зерно, что приводит к снижению жаропрочности ниобиевого сплава и прочности обоих сплавов при45 комнатной температуре. Кроме того, при соединении крупнозернистых материалов возможно образование труднозалечиваемых несплошностей на поверхности раз,дела, снижающих прочность и ударную50 вязкость соединения. При нагреве ниже температуры Т, прокладка не растворяется, диффузия замедляется, прочность при этом снижается.П р и м е р. Сваривали детали из ниобиевого сплава с интерметаллидным упрочнением с титановым сплавом ВТ 6. Между свариваемыми поверхностями деталей размещали промежуточную прокладку в виде фольги из титанового сплава, содержащего мас,%ф никель 15; медь 1 О; цирконий 10, Собранные детали устанавливали в сварочной камере, создавали в ней вакуум 5 10 Змм рт.ст., нагревали до температуры Т,930 ОС под давлением Р = 1 МПа, Затем детали сдавливали усилием Р = = 6 МПа, соответствующим 0,8-0,9 предела текучести сплава ВТ 6 при температуре Т = 930 С, осуществляли изотермическую выдержку в течение 20 мин. Затем детали нагревали до темопературы Т = 950 С и после 10-минутной изотермической выдержки температуру снижали до Т = 930 С с последующим повышением температуры до 950 С. После трехкратного повторения циклов детали охлаждали в камере до 300 С, а затем - на воздухе.Испытания показали повышение качества сварного соединения.формула изобретенияСпособ диффузионной сварки ниобиевых сплавов с титановыми, при котором между свариваемыми поверхностями располагают расплавляющуюся промежуточную прокладку, детали сдавливают, нагревают и осуществляют изотермическую выдержку о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества соединения сохранения жаропрочности ниобиевого сплава и снижения температуры при сварке ниобиевых сплавов с интерметаллидным упрочненнем, в процессе выдержки в интервале температур растворения интерметаллидов осуществляют термоциклирование, а в качестве промежуточной прокладки берут титановый сплав, содержащий, мас.7.:Никель 13-15Медь 0-12Цирконий 8-101593848 Температураплавления, С Содернаиие элементов в прокладке,мас.% Никель Медь Цирконий Составитель В.ПетросянРедактор Л,Гратилло Техред А.Кравчук Корректор С.Шевкун Заказ 2796 Тираж 637 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 13 14 15 1 О 20 10 11 12 8 15 8 9 10 6 12 920-925 920-925 920-925 940-945 965-970