Influence of the basic material on the structure formation of brazed joints of nickel and titanium aluminides

Наведено мікроструктуру і хімічну неоднорідність паяних з'єднань алюмінідів нікелю і титану. З використанням математичної моделі вивчено кінетику дифузійного насичення припою алюмінієм. Наведено результати мікрорентгеноспектрального дослідження особливостей структуроутворення з'єднань алюмінідів нікелю і титану, отриманих високотемпературною вакуумною пайкою з використанням припоїв на основі систем Рd-Ni та Тi-Zr. Показано, що при паянні алюмінідів нікелю і титану спостерігається дифузія алюмінію з основного матеріалу в паяний шов і галтельну ділянку, що призводить до утворення фаз, відповідно, на основі паладію і титану, збагачених алюмінієм. При паянні алюмінідів нікелю припоєм системи Рd-Ni-Сr-(Ме) паяний шов складається з твердого розчину на основі нікелю, в галтельній ділянці на основі твердого розчину утворюється фаза Рd-Аl (Ме)
Приведена микроструктура и химическая неоднородность паяных соединений алюминидов никеля и титана. С использованием математической модели изучена кинетика диффузионного насыщения припоя алюминием. Приведены результаты микрорентгеноспектральных исследований особенностей структурообразования соединений алюминидов никеля и титана, полученных высокотемпературной вакуумной пайкой с использованием припоев на основе систем Рd-Ni и Тi-Zr. Показано, что при пайке алюминидов никеля и титана наблюдается диффузия алюминия из основного материала в паяный шов и галтельный участок, что приводит к образованию фаз, соответственно, на основе палладия и титана, обогащенных алюминием. При пайке алюминидов никеля припоем системы Рd-Ni-Сr-(Ме) паяный шов состоит из твердого раствора на основе никеля, в галтельном участке на основе твердого раствора образуется фаза Рd-Аl (Ме)
Making permanent joints of advanced heat-resistant materials, based on aluminides of nickel and titanium, has a great importance for the many branches of industry. Dominating method for joining is brazing. Melting a brazing alloy in the narrow gap, wetting a base material surface, alloying elements concentrations gradient at the interface result in diffusion processes, enrichment of the seam metal with elements of material being brazed. The present work gives the results of X-ray microspectral examination of structure formation peculiarities of nickel and titanium aluminide joints, produced by a high-temperature vacuum brazing using brazing alloys on the base of Pd-Ni and Ti-Zr systems. It is shown, that in brazing nickel and titanium aluminides the diffusion of aluminium from the base material into a brazed seam and fillet region is observed, thus leading to the formation of phases, respectively, on the base of palladium and titanium, enriched with aluminium. The structure of the brazed seam of titanium aluminides, produced by using brazing alloys on the base of Ti(Zr)-Fe system is two-phase. Concentration of aluminium in them is similar to that characteristic of the phase components (TiAl and Ti3Al) of the material being brazed. On the example of brazing of the intermetallic alloy γ-TiAl the kinetics of diffusion saturation of the seam metal with aluminium is described and it is shown, that the levelling of aluminium concentration at the interface occurs at t = 1,5 s at the gap value of 50 μm