本文涉及焊接，即基于鎳擴(kuò)散焊接法的粉末高溫合金零件的連接方法，可用于制造內(nèi)燃機(jī)、蒸汽和燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、原子電廠等在高溫下運(yùn)行的重型部件。

本文的類似物是一種復(fù)雜耐熱鎳合金。該方法包括擴(kuò)散焊接在1000°C的溫度下進(jìn)行，比壓縮壓力為2 kg/mm 2，然后在1200°C下時(shí)效20分鐘。

這種方法的缺點(diǎn)是在此溫度（20分鐘）下焊接期間沒有時(shí)間形成牢固的焊接。施加在塑性變形上的比壓力導(dǎo)致細(xì)節(jié)>10%，這促進(jìn)了晶粒生長和粗化，從而降低了焊接接頭的強(qiáng)度。焊接后的緩慢冷卻也需要微觀結(jié)構(gòu)的變化 - 觀察到晶粒生長。與賤金屬的特性相比，延展性的特性被低估了。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度較低。

有一種基于氮化硅的高溫合金鈷基陶瓷的擴(kuò)散焊接方法，根據(jù)該方法在焊件之間放置一層薄金屬層。

結(jié)構(gòu)元件被加熱到夾層的熔化溫度。由含有鐵，鎳，鈷，鋁成分的合金制成的層。

擴(kuò)散焊接方法是已知的，根據(jù)該方法至少填充空腔并在其中一個(gè)焊接部件的放熱表面上以混合物的形式執(zhí)行其保護(hù)和活化介質(zhì)。將制備好的焊接部件高速壓縮加熱到焊接溫度，在等溫暴露后進(jìn)行冷卻并形成連接細(xì)節(jié)。在溫度和壓力的作用下，活化保護(hù)介質(zhì)從腔體中移位并供應(yīng)到待焊接的加熱表面，通過去除氧化膜和表面粗糙度塌陷，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的連接。然而，對焊接表面的氧化保護(hù)不足，導(dǎo)致焊接質(zhì)量差。

這種方法的缺點(diǎn)是，對焊接接頭的特性、化學(xué)成分和焊接區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)要求很高的發(fā)動(dòng)機(jī)高速加熱到焊接溫度是不可接受的，因?yàn)樗鼧O大地影響了焊件的微觀組織、性能和強(qiáng)度特性的變化。在工件上型腔的執(zhí)行極大地限制了設(shè)計(jì)方案。焊接后缺乏后續(xù)熱處理不可能穩(wěn)定化合物的強(qiáng)度性能。

本文所要解決的問題是提供一種基于鎳的無中間層的高溫合金粉末在真空中擴(kuò)散焊接的方法，以優(yōu)化焊接條件的選擇和隨后的熱處理。這允許：

- 排除待焊接材料結(jié)構(gòu)的變化;

- 盡量減少細(xì)節(jié)的塑性變形;

- 提供必要的穩(wěn)定粘接強(qiáng)度。
                                                                         

該技術(shù)成果的實(shí)現(xiàn)在于，在擴(kuò)散焊接粉末耐熱鎳基合金的方法中，包括用于焊接的元件的組裝，真空，加熱至焊接溫度，施加焊接力，速度和冷卻，加熱以不超過30°C / min的速度進(jìn)行，溫度不高于合金的溶劑溫度10°C， 當(dāng)施加焊接溫度焊接力時(shí)，提供焊接件的塑性變形，不超過5%，消除焊接應(yīng)力并保持在焊接溫度1.5-2小時(shí)，然后逐漸冷卻，提供強(qiáng)化顆粒的分配，穩(wěn)定合金組織。通過密封構(gòu)件施加的焊接力，為1，5-2，5 kg/mm 2。冷卻分步驟進(jìn)行，首先以不低于50°C /min的速率至800°C的溫度并保持在此溫度下8小時(shí)，然后在25-30°C /min的溫度下以700°C的溫度保持8小時(shí)，并以不超過30°C / min的速率冷卻至室溫。

實(shí)驗(yàn)確定，在1.5-2.5kg/mm的壓力下，焊接部件的塑性變形不超過5%，表明在焊接的微投影表面上發(fā)生變形。這反過來又導(dǎo)致合金的結(jié)構(gòu)變化，從而對焊接接頭的強(qiáng)度產(chǎn)生積極影響。而且，為了改善去除焊接力后的加工特性，在相同溫度下進(jìn)行了1.5-2小時(shí)的暴露。然后以不低于50°C /min的速率冷卻至800°C溫度，保持8小時(shí)，以25-30°C / min的速率冷卻至700°C，保持8小時(shí)并以不超過30°C / min的速率冷卻至室溫。

本文的本質(zhì)在于，包括擴(kuò)散焊接和隨后的熱處理在內(nèi)的所選模式允許激活接觸區(qū)的擴(kuò)散過程。選定的冷卻速率和逐步熱效應(yīng)有助于加強(qiáng)顆粒分離，合金結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而提供材料微觀結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度和持久性。所有這些都增加了在嚴(yán)重載荷下運(yùn)行的焊接結(jié)構(gòu)的壽命和可靠性。

實(shí)施例1是VV751P合金的制造零件，每個(gè)尺寸為17×40。用于焊接端面并放入擴(kuò)散裝置的物品。將攝像機(jī)裝置抽真空工作，加熱至焊接溫度不高于合金在10°C T = 1100°C時(shí)的溶劑溫度。達(dá)到焊接溫度后，施加2kg/mm 2元件的焊接力2小時(shí)。當(dāng)定時(shí)器將焊接力壓片和元件保持在焊接溫度下2小時(shí)以上時(shí)，然后逐漸冷卻，首先以不低于50°C /min的速率至800°C的溫度并在此溫度下保持8小時(shí)，然后以25-30°C /min的速度將溫度保持在700°C并保持在此溫度下8小時(shí)，并以不超過30°C /最小值

實(shí)施例2是VV751P合金的制造零件，每個(gè)尺寸為17×40。將細(xì)節(jié)連接端面并置于產(chǎn)生真空的擴(kuò)散裝置中，加熱至焊接溫度不高于合金的溶劑溫度，在10°C T的St=1050°C時(shí)，以不超過30°C /min的速率進(jìn)行加熱。達(dá)到焊接溫度后施加到元件上的焊接力為1.5公斤/毫米21.5小時(shí)。薄膜焊接力和元件保持在焊接溫度下2小時(shí)以上，然后逐漸冷卻，首先以不低于50°C /min的速率至800°C的溫度并在此溫度下保持8小時(shí)，然后以25-30°C /min的速率保持在700°C的溫度下并保持8小時(shí)，并以不超過30°C /min的速率冷卻至室溫。

示例 3 由合金 VV751P 零件制成，每個(gè)零件的尺寸為 17 × 40。將細(xì)節(jié)連接端面并置于產(chǎn)生真空的擴(kuò)散裝置中，加熱至焊接溫度不高于合金的溶劑溫度，在10°C T的St=1070°C時(shí)，以不超過30°C /min的速率進(jìn)行加熱。達(dá)到焊接溫度后，施加2kg/mm 2元件的焊接力2小時(shí)。薄膜焊接力和元件保持在焊接溫度下2小時(shí)以上，然后逐漸冷卻，首先以不低于50°C /min的速率至800°C的溫度并在此溫度下保持8小時(shí)，然后以25-30°C /min的速率保持在700°C的溫度下并保持8小時(shí)，并以不超過30°C /min的速率冷卻至室溫。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測試程序，VV751P零件在20°C和工作溫度為650°C時(shí)的機(jī)械性能測試結(jié)果如下表所示。

因此，所提出的方法提供了在650°C的工作溫度下的細(xì)節(jié)，與原型相比，獲得了更高的耐熱性和更高的強(qiáng)度，高延展性保持。焊縫具有與母材相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能。

將所提出的基于鎳擴(kuò)散焊的高溫合金粉末焊接零件焊接方法的應(yīng)用可以顯著提高其壽命和可靠性。此外，這種合金的焊接接頭的可能性可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的改變，減輕其重量。