Влияние депрессантов и основного металла на микроструктуру паяных швов соединений сплава на основе Ni₃Al со сплавом Инконель 718

Abstract

Свойства паяных соединений обусловлены их микроструктурой. Поэтому металлографические и микрорентгеноспектральные исследования паяных соединений имеют большое значение при выборе химического состава припоя и параметров технологического режима пайки. Актуальность таких исследований возрастает при создании технологических процессов пайки соединений из материалов нового поколения, к которым относятся никелевые сплавы на основе интерметаллида γ'-Ni₃Al. В данной работе представлены результаты металлографических и микрорентгеноспектральных исследований паяных соединений жаропрочного никелевого сплава на основе интерметаллида Ni₃Al с деформируемым сплавом марки Инконель 718, полученных с помощью припоев системы Ni–Cr–Fe–B–Si и Ni–Pd–Cr–X(Ge, Co). Показано влияние депрессантов — бора и кремния на формирование структуры в паяных швах. Определено влияние составляющих элементов паяемого материала на химический состав и морфологическое строение паяного шва. Установлено, что при пайке сплава на основе Ni₃Al припоем системы Ni–Pd–Cr–X(Ge, Co) структура паяного шва состоит из твердого раствора на основе никеля и единичных дисперсных фаз, обогащенных алюминием типа (Pd, Х)Al, концентрация которого соответствует концентрации алюминия в основном металле. Их образование происходит благодаря диффузионным процессам на межфазной границе. В паяном шве наблюдаются однофазные участки, состоящие из твердого раствора на основе никеля.

Properties of brazed joints are caused by their microstructure. Therefore, metallographic and X-ray microspectral analysis of brazed joints have large importance in selection of composition of brazing filler metal and parameters of technological mode of brazing. Relevance of such investigations rises in development of technological processes for brazing of the joints from materials of new generation, to which nickel alloys based on γ'-Ni₃Al intermetallic can be referred. This paper represents the results of metallographic and X-ray microspectral analysis of the brazed joints from heat-resistant nickel alloy based on Ni₃Al intermetallic with Inconel 718 grade wrought alloy produced with the Ni-Cr-Fe-B-Si and Ni-Pd-Cr-X(Ge, Co) system brazing filler metals. Effect of depressants, i.e. boron and silicon, on formation of structure in seams is shown. Influence of constituents of material being brazed on composition and morphology of seam is determined. It is found that brazing of Ni₃Al-based alloy using Ni-Pd-Cr-X(Ge, Co) brazing filler metal provides for seam structure consisting of solid solution based on nickel and single dispersed phases. The latter are enriched with (Pd, X)Al type aluminum, a concentration of which corresponds to aluminum concentration in the base metal. Their formation takes place due to diffusion processes at interface. Single-phase areas consisting of nickel-based solid solution are observed in the brazed seam.