Superalloys کی بریزنگ

Superalloys کی بریزنگ

(1) بریزنگ کی خصوصیات superalloys کو تین اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: نکل بیس، آئرن بیس اور کوبالٹ بیس۔ان میں اعلی درجہ حرارت پر اچھی مکینیکل خصوصیات، آکسیکرن مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت ہے۔نکل بیس کھوٹ عملی پیداوار میں سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔

سپر الائے میں زیادہ Cr ہوتا ہے، اور Cr2O3 آکسائیڈ فلم جسے ہٹانا مشکل ہوتا ہے گرم ہونے کے دوران سطح پر بنتا ہے۔نکل بیس سپراللویز میں Al اور Ti ہوتے ہیں، جو گرم ہونے پر آکسائڈائز کرنے میں آسان ہوتے ہیں۔لہٰذا، ہیٹنگ کے دوران سپراللویز کے آکسیکرن کو روکنا یا کم کرنا اور بریزنگ کے دوران آکسائیڈ فلم کو ہٹانا بنیادی مسئلہ ہے۔چونکہ فلوکس میں بوریکس یا بورک ایسڈ بریزنگ کے درجہ حرارت پر بیس میٹل کے سنکنرن کا سبب بن سکتا ہے، رد عمل کے بعد خارج ہونے والا بوران بیس میٹل میں گھس سکتا ہے، جس کے نتیجے میں انٹر گرانولر دراندازی ہوتی ہے۔اعلی Al اور Ti مواد کے ساتھ کاسٹ نکل بیس الائے کے لیے، گرم حالت میں ویکیوم ڈگری بریزنگ کے دوران 10-2 ~ 10-3pa سے کم نہیں ہوگی تاکہ ہیٹنگ کے دوران مرکب کی سطح پر آکسیڈیشن سے بچا جا سکے۔

حل کو مضبوط بنانے اور ورن کو مضبوط کرنے والے نکل بیس مرکب مرکب کے لیے، بریزنگ کا درجہ حرارت محلول کے علاج کے حرارتی درجہ حرارت کے مطابق ہونا چاہیے تاکہ مرکب عناصر کی مکمل تحلیل کو یقینی بنایا جا سکے۔بریزنگ کا درجہ حرارت بہت کم ہے، اور مرکب عناصر کو مکمل طور پر تحلیل نہیں کیا جا سکتا؛اگر بریزنگ کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہے تو، بیس میٹل کا دانہ بڑا ہو جائے گا، اور گرمی کے علاج کے بعد بھی مادی خصوصیات بحال نہیں ہوں گی۔کاسٹ بیس مرکب کا ٹھوس حل درجہ حرارت زیادہ ہے، جو عام طور پر بہت زیادہ بریزنگ درجہ حرارت کی وجہ سے مادی خصوصیات کو متاثر نہیں کرے گا۔

کچھ نکل بیس سپراللویز، خاص طور پر ورن کو مضبوط بنانے والے مرکب، تناؤ کے ٹوٹنے کا رجحان رکھتے ہیں۔بریزنگ سے پہلے، عمل میں بننے والے تناؤ کو مکمل طور پر ہٹا دینا چاہیے، اور بریزنگ کے دوران تھرمل تناؤ کو کم کرنا چاہیے۔

(2) بریزنگ میٹریل نکل بیس مصر کو سلور بیس، خالص کاپر، نکل بیس اور ایکٹو سولڈر کے ساتھ بریز کیا جا سکتا ہے۔جب مشترکہ کا کام کرنے کا درجہ حرارت زیادہ نہیں ہے تو، چاندی پر مبنی مواد استعمال کیا جا سکتا ہے.چاندی پر مبنی سولڈر کی بہت سی قسمیں ہیں۔بریزنگ ہیٹنگ کے دوران اندرونی تناؤ کو کم کرنے کے لیے، کم پگھلنے والے درجہ حرارت کے ساتھ سولڈر کا انتخاب کرنا بہتر ہے۔Fb101 فلوکس کو سلور بیس فلر میٹل کے ساتھ بریزنگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔Fb102 فلوکس کو بریزنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جس میں سب سے زیادہ ایلومینیم مواد کے ساتھ سپر الائے کو مضبوط کیا جاتا ہے، اور 10% ~ 20% سوڈیم سلیکیٹ یا ایلومینیم فلوکس (جیسے fb201) شامل کیا جاتا ہے۔جب بریزنگ کا درجہ حرارت 900 ℃ سے زیادہ ہو جائے تو fb105 بہاؤ کا انتخاب کیا جائے گا۔

ویکیوم یا حفاظتی ماحول میں بریزنگ کرتے وقت، خالص تانبے کو بریزنگ فلر میٹل کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔بریزنگ کا درجہ حرارت 1100 ~ 1150 ℃ ہے، اور جوائنٹ اسٹریس کریکنگ پیدا نہیں کرے گا، لیکن کام کرنے کا درجہ حرارت 400 ℃ سے زیادہ نہیں ہوگا۔

نکل بیس بریزنگ فلر میٹل سپر ایلوائس میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی بریزنگ فلر میٹل ہے کیونکہ اس کی اعلی درجہ حرارت کی اچھی کارکردگی اور بریزنگ کے دوران کوئی تناؤ ٹوٹ نہیں سکتا۔نکل بیس سولڈر میں مرکب کے اہم عناصر Cr, Si, B ہیں اور تھوڑی مقدار میں ٹانکا لگانا بھی Fe, W وغیرہ پر مشتمل ہے۔ ni-cr-si-b کے مقابلے میں b-ni68crwb بریزنگ فلر میٹل انٹر گرانولر انفلٹریشن کو کم کر سکتا ہے۔ B کو بیس میٹل میں داخل کریں اور پگھلنے کے درجہ حرارت کے وقفے میں اضافہ کریں۔یہ اعلی درجہ حرارت کے کام کرنے والے حصوں اور ٹربائن بلیڈ کو بریز کرنے کے لیے بریزنگ فلر میٹل ہے۔تاہم، ڈبلیو پر مشتمل سولڈر کی روانی بدتر ہو جاتی ہے اور جوائنٹ گیپ کو کنٹرول کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔

ایکٹو ڈفیوژن بریزنگ فلر میٹل میں Si عنصر شامل نہیں ہے اور اس میں بہترین آکسیڈیشن مزاحمت اور ولکنائزیشن مزاحمت ہے۔بریزنگ کا درجہ حرارت سولڈر کی قسم کے مطابق 1150 ℃ سے 1218 ℃ تک منتخب کیا جاسکتا ہے۔بریزنگ کے بعد، بیس میٹل جیسی خصوصیات کے ساتھ بریزڈ جوائنٹ 1066 ℃ ڈفیوژن ٹریٹمنٹ کے بعد حاصل کیا جا سکتا ہے۔

(3) بریزنگ کا عمل نکل بیس الائے حفاظتی ماحول کی فرنس، ویکیوم بریزنگ اور عارضی مائع فیز کنکشن میں بریزنگ کو اپنا سکتا ہے۔بریزنگ سے پہلے، سینڈ پیپر پالش، فیلٹ وہیل پالش، ایسٹون اسکربنگ اور کیمیائی صفائی کے ذریعے سطح کو کم کرنا اور آکسائیڈ کو ہٹا دینا چاہیے۔بریزنگ کے عمل کے پیرامیٹرز کا انتخاب کرتے وقت، یہ یاد رکھنا چاہیے کہ حرارتی درجہ حرارت بہت زیادہ نہیں ہونا چاہیے اور بریزنگ کا وقت کم ہونا چاہیے تاکہ فلوکس اور بیس میٹل کے درمیان مضبوط کیمیائی رد عمل سے بچا جا سکے۔بیس میٹل کو ٹوٹنے سے روکنے کے لیے، ویلڈنگ سے پہلے ٹھنڈے پراسس شدہ پرزوں کو تناؤ سے نجات دلائی جائے گی، اور ویلڈنگ کی ہیٹنگ ہر ممکن حد تک یکساں ہونی چاہیے۔ورن کو مضبوط بنانے والے سپراللویز کے لیے، پرزوں کو پہلے ٹھوس محلول کے علاج سے مشروط کیا جائے گا، پھر بڑھاپے کو مضبوط کرنے والے علاج سے قدرے زیادہ درجہ حرارت پر بریز کیا جائے گا، اور آخر میں بڑھاپے کا علاج کیا جائے گا۔

1) حفاظتی ماحول کی بھٹی میں بریزنگ حفاظتی ماحول کی بھٹی میں بریزنگ کے لیے شیلڈنگ گیس کی اعلی پاکیزگی کی ضرورت ہوتی ہے۔0.5% سے کم w (AL) اور w (TI) والے سپر الائیز کے لیے، جب ہائیڈروجن یا آرگن استعمال کیا جائے تو اوس کا نقطہ -54 ℃ سے کم ہوگا۔جب Al اور Ti کا مواد بڑھ جاتا ہے، مصر دات کی سطح گرم ہونے پر بھی آکسائڈائز ہوتی ہے۔مندرجہ ذیل اقدامات کیے جانے چاہئیں؛تھوڑی مقدار میں فلوکس (جیسے fb105) شامل کریں اور فلوکس کے ساتھ آکسائیڈ فلم کو ہٹا دیں۔حصوں کی سطح پر 0.025 ~ 0.038 ملی میٹر موٹی کوٹنگ چڑھائی جاتی ہے۔ٹانکا لگانے والے مواد کی سطح پر پہلے سے بریز کرنے کے لیے چھڑکیں۔تھوڑی مقدار میں گیس کا بہاؤ شامل کریں، جیسے بوران ٹرائی فلورائیڈ۔

2) ویکیوم بریزنگ ویکیوم بریزنگ کو بہتر تحفظ کے اثر اور بریزنگ کے معیار کو حاصل کرنے کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔عام نکل بیس سپر الائے جوائنٹس کی مکینیکل خصوصیات کے لیے جدول 15 دیکھیں۔w (AL) اور w (TI) 4% سے کم والے سپر الائیز کے لیے، سطح پر 0.01 ~ 0.015mm نکل کی ایک تہہ کو الیکٹروپلیٹ کرنا بہتر ہے، حالانکہ سولڈر کو گیلا کرنے کو خصوصی علاج کے بغیر یقینی بنایا جا سکتا ہے۔جب w (AL) اور w (TI) 4% سے زیادہ ہو جائیں تو نکل کوٹنگ کی موٹائی 0.020.03mm ہوگی۔بہت پتلی کوٹنگ کا کوئی حفاظتی اثر نہیں ہوتا، اور بہت موٹی کوٹنگ جوائنٹ کی مضبوطی کو کم کر دے گی۔ویلڈیڈ کیے جانے والے پرزوں کو ویکیوم بریزنگ کے لیے باکس میں بھی رکھا جا سکتا ہے۔باکس کو گیٹر سے بھرنا چاہئے۔مثال کے طور پر، Zr اعلی درجہ حرارت پر گیس جذب کرتا ہے، جو باکس میں ایک مقامی خلا بنا سکتا ہے، اس طرح مرکب کی سطح کے آکسیکرن کو روکتا ہے۔

ٹیبل 15 عام نکل بیس سپر اللویز کے ویکیوم بریزڈ جوائنٹس کی مکینیکل خصوصیات

بریزنگ گیپ کے ساتھ سپر ایلائے کے بریزڈ جوائنٹ کا مائکرو اسٹرکچر اور طاقت بدل جاتی ہے، اور بریزنگ کے بعد پھیلاؤ کا علاج جوائنٹ گیپ کی زیادہ سے زیادہ قابل اجازت قدر میں مزید اضافہ کرے گا۔مثال کے طور پر انکونل الائے کو لے کر، b-ni82crsib کے ساتھ بریزڈ انکونل جوائنٹ کا زیادہ سے زیادہ فرق 1H کے لیے 1000 ℃ پر ڈفیوژن ٹریٹمنٹ کے بعد 90um تک پہنچ سکتا ہے۔تاہم، b-ni71crsib کے ساتھ بریز کیے گئے جوڑوں کے لیے، 1H کے لیے 1000 ℃ پر پھیلاؤ کے علاج کے بعد زیادہ سے زیادہ فرق تقریباً 50um ہے۔

3) عارضی مائع فیز کنکشن عارضی مائع فیز کنکشن انٹرلیئر الائے (تقریبا 2.5 ~ 100um موٹا) استعمال کرتا ہے جس کا پگھلنے کا نقطہ فلر میٹل کے طور پر بیس میٹل سے کم ہے۔ایک چھوٹے سے دباؤ (0 ~ 0.007mpa) اور مناسب درجہ حرارت (1100 ~ 1250 ℃) کے تحت، انٹر لیئر میٹریل پہلے پگھلتا ہے اور بیس میٹل کو نمی کرتا ہے۔عناصر کے تیزی سے پھیلاؤ کی وجہ سے، جوائنٹ کی تشکیل کے لیے جوائنٹ میں آئسوتھرمل ٹھوسیت واقع ہوتی ہے۔یہ طریقہ بنیادی دھات کی سطح کی مماثلت کی ضروریات کو بہت کم کرتا ہے اور ویلڈنگ کے دباؤ کو کم کرتا ہے۔عارضی مائع مرحلے کے کنکشن کے اہم پیرامیٹرز دباؤ، درجہ حرارت، انعقاد کا وقت اور انٹرلیئر کی ساخت ہیں۔ویلڈمنٹ کی ملاوٹ کی سطح کو اچھے رابطے میں رکھنے کے لیے کم دباؤ لگائیں۔حرارتی درجہ حرارت اور وقت جوائنٹ کی کارکردگی پر بہت زیادہ اثر ڈالتا ہے۔اگر جوائنٹ کو بیس میٹل کی طرح مضبوط ہونا ضروری ہے اور یہ بیس میٹل کی کارکردگی کو متاثر نہیں کرتا ہے، تو اعلی درجہ حرارت (جیسے ≥ 1150 ℃) اور طویل وقت (جیسے 8 ~ 24h) کے کنکشن کے عمل کے پیرامیٹرز ہوں گے۔ اپنایااگر جوائنٹ کے کنکشن کا معیار کم ہو جاتا ہے یا بیس میٹل زیادہ درجہ حرارت کو برداشت نہیں کر سکتی، تو کم درجہ حرارت (1100 ~ 1150 ℃) اور کم وقت (1 ~ 8h) استعمال کیا جائے گا۔انٹرمیڈیٹ پرت جڑی ہوئی بیس میٹل کمپوزیشن کو بنیادی کمپوزیشن کے طور پر لے گی، اور مختلف ٹھنڈک عناصر، جیسے B، Si، Mn، Nb، وغیرہ کو شامل کرے گی۔ مثال کے طور پر، Udimet الائے کی ترکیب ni-15cr-18.5co-4.3 ہے۔ al-3.3ti-5mo، اور عارضی مائع فیز کنکشن کے لیے انٹرمیڈیٹ پرت کی تشکیل b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 ہے۔یہ تمام عناصر Ni Cr یا Ni Cr Co مرکب کے پگھلنے والے درجہ حرارت کو کم سے کم کر سکتے ہیں، لیکن B کا اثر سب سے زیادہ واضح ہے۔اس کے علاوہ، B کی اعلی بازی کی شرح انٹرلیئر مصر اور بیس میٹل کو تیزی سے ہم آہنگ کر سکتی ہے۔