ვოლფრამი და მისი შენადნობები წარმატებით შეიძლება შეერთდეს გაზის ვოლფრამის რკალის შედუღებით,
გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება, ელექტრონული სხივით შედუღება და ქიმიური ორთქლის დეპონირება.

შეფასდა ვოლფრამის და მისი რიგი შენადნობების შედუღება, რომლებიც კონსოლიდირებულია რკალის ჩამოსხმის, ფხვნილის მეტალურგიის ან ქიმიური ორთქლის დეპონირების (CVD) ტექნიკით. გამოყენებული მასალების უმეტესობა იყო ნომინალურად 0.060 დიუმი სისქის ფურცელი. გამოყენებული შეერთების პროცესები იყო (1) გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება, (2) გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება, (3) ელექტრონული სხივით შედუღება და (4) შეერთება CVD-ით.
ვოლფრამი წარმატებით იყო შედუღებული ყველა ამ მეთოდით, მაგრამ შედუღების სიმტკიცეზე დიდ გავლენას ახდენდა ფუძე და შემავსებელი ლითონების ტიპები (ანუ ფხვნილი ან რკალით ჩამოსხმული პროდუქტები). მაგალითად, რკალისებური მასალის შედუღება შედარებით თავისუფალი იყო ფორიანობისგან, ხოლო ფხვნილის მეტალურგიის პროდუქტებში შედუღება ჩვეულებრივ ფოროვანი იყო, განსაკუთრებით შერწყმის ხაზის გასწვრივ. გაზის ვოლფრამის რკალის (GTA) შედუღებისთვის 1/1r, in. უშენოდ ვოლფრამის ფურცელში, მინიმალური წინასწარ გათბობა 150°C (რომელიც დადგინდა, რომ ძირითადი ლითონის დრეკად-მყიფე გარდამავალი ტემპერატურაა) წარმოქმნის შედუღებას ბზარების გარეშე. როგორც ძირითადი ლითონები, ვოლფრამი-რენიუმის შენადნობები შედუღებადი იყო წინასწარ გახურების გარეშე, მაგრამ ფორიანობა ასევე პრობლემას წარმოადგენდა ვოლფრამის შენადნობის ფხვნილის პროდუქტებში. როგორც ჩანს, წინასწარ გახურებამ არ იმოქმედა შედუღების ფორიანობაზე, რაც უპირველეს ყოვლისა იყო ძირითადი ლითონის ტიპის ფუნქცია.
დრეკადი-მყიფე გარდამავალი ტერპერატურები (DBIT) გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღებისთვის სხვადასხვა ტიპის ფხვნილის მეტალურგიულ ვოლფრამში იყო 325-475°C, შედარებით 150°C ძირითადი ლითონისთვის და 425°C ელექტრონის სხივით შედუღებული. თაღოვანი ვოლფრამი.
ვოლფრამის ბრაზით შედუღება განსხვავებული შემავსებელი ლითონებით, როგორც ჩანს, არ აწარმოებდა სახსრის უკეთეს თვისებებს, ვიდრე სხვა შეერთების მეთოდებს. ჩვენ გამოვიყენეთ Nb, Ta, W-26% Re, Mo და Re, როგორც შემავსებელი ლითონები ბრაზით შედუღებისას. Nb-მ და Mo-მ გამოიწვია ძლიერი ბზარი.

შეერთება CVD-ით 510-დან 560°C-მდე

აღმოფხვრა ყველა, გარდა მცირე რაოდენობის ფორიანობასა და ასევე აღმოფხვრა შედუღებისთვის საჭირო მაღალ ტემპერატურასთან დაკავშირებული პრობლემები (როგორიცაა შედუღების დიდი მარცვლები და სითბოს ზემოქმედების ზონებში).
შესავალი
ვოლფრამის და ვოლფრამის ფუძის შენადნობები განიხილება მრავალი მოწინავე ბირთვული და კოსმოსური აპლიკაციებისთვის, მათ შორის თერმიონური კონვერტაციის მოწყობილობების, ხელახალი შესვლის მანქანების, მაღალი ტემპერატურის საწვავის ელემენტებისა და რეაქტორის სხვა კომპონენტების ჩათვლით. ამ მასალების უპირატესობებია მათი კომბინაცია ძალიან მაღალი დნობის ტემპერატურის, კარგი სიძლიერის მაღალ ტემპერატურაზე, მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობისა და კოროზიისადმი ადექვატური წინააღმდეგობის გარკვეულ გარემოში. იმის გამო, რომ მტვრევადობა ზღუდავს მათ დამზადებას, ამ მასალების სარგებლობა სტრუქტურულ კომპონენტებში მკაცრი მომსახურების პირობებში დიდად არის დამოკიდებული შედუღების პროცედურების შემუშავებაზე, რათა უზრუნველყოს სახსრები, რომლებიც შედარებულია ძირითადი ლითონის თვისებებით. მაშასადამე, ამ კვლევების მიზნები იყო (1) შეერთების მექანიკური თვისებების დადგენა, რომლებიც წარმოიქმნება შეერთების სხვადასხვა მეთოდით რამდენიმე ტიპის არაშენადნობ და შენადნობ ვოლფრამში; (2) შეაფასოს სხვადასხვა მოდიფიკაციის ეფექტი სითბოს დამუშავებასა და შეერთების ტექნიკაში; და (3) აჩვენოს კონკრეტული აპლიკაციებისთვის შესაფერისი სატესტო კომპონენტების დამზადების შესაძლებლობა.
მასალები
არაშენადნობი ვოლფრამი m叮10 მ. სქელი ფურცლები იყო ყველაზე საინტერესო მასალა. ამ კვლევაში არაშენადნობი ვოლფრამი იწარმოებოდა ფხვნილის მეტალურგიის, რკალის ჩამოსხმისა და ქიმიურ-ორთქლის დეპონირების ტექნიკით. ცხრილი 1 გვიჩვენებს მიღებული ფხვნილის მეტალურგიის, CVD და რკალისებური ვოლფრამის პროდუქტების მინარევების დონეს. უმეტესობა შედის ვოლფრამის ნომინალურად ნაპოვნი დიაპაზონში

მაგრამ უნდა აღინიშნოს, რომ CVD მასალა შეიცავდა ნორმაზე მეტი რაოდენობით ფტორს.
შედარებისთვის გაერთიანებულია ვოლფრამის და ვოლფრამის შენადნობები სხვადასხვა ზომის და ფორმის. მათი უმეტესობა იყო ფხვნილის მეტალურგიის ნაწარმი, თუმცა შედუღებული იყო რკალით ჩამოსხმული მასალებიც. სამშენებლო კონსტრუქციებისა და კომპონენტების მიზანშეწონილობის დასადგენად გამოყენებული იქნა კონკრეტული კონფიგურაციები. ყველა მასალა მიღებულ იქნა სრულად ცივ დამუშავებულ მდგომარეობაში, გარდა CVD ვოლფრამის, რომელიც მიღებულ იქნა დეპონირებული სახით. რეკრისტალიზებული და მსხვილმარცვლოვანი ვოლფრამის გაზრდილი მტვრევადობის გამო, მასალა შედუღებული იყო სამუშაო მდგომარეობაში, რათა შემცირდეს მარცვლების ზრდა სითბოს დაზარალებულ ზონაში. მასალის მაღალი ღირებულებისა და ხელმისაწვდომი შედარებით მცირე რაოდენობით გამო, ჩვენ დავაპროექტეთ სატესტო ნიმუშები, რომლებიც იყენებდნენ მასალის მინიმალურ რაოდენობას სასურველი ინფორმაციის მისაღებად.
პროცედურა
ვინაიდან ვოლფრამის დრეკად-მყიფე გარდამავალი ტემპერატურა (DBTT) ოთახის ტემპერატურაზე მაღლა დგას, განსაკუთრებული სიფრთხილეა საჭირო დამუშავებისა და დამუშავებისას, რათა არ მოხდეს ბზარი1. გაპარსვა იწვევს კიდეების ბზარს და ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ დაფქვა და ელექტროგამონადენი დამუშავება ტოვებს ზედაპირზე სითბოს შემოწმებას. თუ ისინი არ მოიხსნება შემოხვევით, ეს ბზარები შეიძლება გავრცელდეს შედუღების და შემდგომი გამოყენების დროს.
ვოლფრამი, ისევე როგორც ყველა ცეცხლგამძლე ლითონი, უნდა იყოს შედუღებული ძალიან სუფთა ატმოსფეროში ან ინერტული აირის (გაზის ვოლფრამი-რკალის პროცესი) ან ვაკუუმის (ელექტრონული სხივი pro:::ess)2, რათა თავიდან იქნას აცილებული შედუღების დაბინძურება ინტერსტიციებით. ვინაიდან ვოლფრამი აქვს დნობის ყველაზე მაღალი წერტილი ყველა ლითონს შორის (3410°C), შედუღების მოწყობილობას უნდა გაუძლოს მაღალი მომსახურების ტემპერატურას.

ცხრილი 1

გამოყენებული იქნა სამი განსხვავებული შედუღების პროცესი: გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება, გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება და ელექტრონული სხივით შედუღება. თითოეული მასალისთვის განისაზღვრა შედუღების პირობები, რომლებიც აუცილებელი იყო სრული pcnetration-ისთვის მინიმალური ენერგიის შეყვანისას. შედუღებამდე, ფურცლის მასალა დამუშავებული იყო 囚in-ში. ფართო ბლანკები და ცხიმიანი ეთილის სპირტით. ერთობლივი დიზაინი იყო კვადრატული ღარი ფესვის გახსნის გარეშე.
გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება
ყველა ავტომატური და მექანიკური გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება გაკეთდა ეჰამჰერში, რომელიც შენარჩუნებული იყო 5 x I ან ქვემოთ. torr დაახლოებით 1 სთ და შემდეგ შევსებულია ძალიან სუფთა არგონით. როგორც ნაჩვენებია ნახ. lA-ზე, პალატა აღჭურვილი იყო ტრავერსიის მექანიზმით და ჩირაღდნის თავით ავტომატური შედუღებისთვის. სამუშაო ნაწილი ეჭირა სპილენძის სამაგრში, რომელიც უზრუნველყოფილია ვოლფრამის ჩანართებით შეხების ყველა წერტილში, რათა თავიდან აიცილოს იგი სამუშაოზე შედუღების დარტყმით. ამ მოწყობილობის ბაზაზე განთავსებული იყო ელექტრული კარტრიჯის გამათბობლები, რომლებიც წინასწარ აცხელებდნენ სამუშაოს სასურველ ტემპერატურამდე, ნახ. 1 B. ყველა შედუღება გაკეთდა მოგზაურობის სიჩქარით 10 IPpm, დენი დაახლოებით 350 ამპერი და ძაბვა 10-დან 15 ვ-მდე. .
გაზის ვოლფრამი-A『c Braze Welding
გაზის ვოლფრამის ბრაზით შედუღება გაკეთდა ეჰამბერში ინერტული ატმოსფეროს მსგავსი ტექნიკით.

ზემოთ აღწერილი. ვოლფრამისა და W-26% Re შემავსებლის ლითონისგან დამზადებული მძივებით ფირფიტაზე შედუღებული ბრაზის შედუღება დამზადებულია ხელით; თუმცა, კონდახის შედუღების შედუღება ავტომატურად მოხდა მას შემდეგ, რაც შემავსებელი ლითონის მოთავსდა კონდახის სახსარში.
ელექტრონის სხივის შედუღება
ელეტრონის სხივის შედუღება გაკეთდა 150 კვ 20 მA მანქანაში. შედუღების დროს შენარჩუნებული იყო ვაკუუმი დაახლოებით 5 x I o-6 torr. ელექტრონული სხივის შედუღება იწვევს სიღრმისა და სიგანის ძალიან მაღალ თანაფარდობას და ვიწრო სითბოს ზემოქმედების ზონას.
』იღვრება ქიმიური ორთქლის განლაგებით
ვოლფრამის სახსარი დამზადდა უნაყოფო ვოლფრამის შემავსებლის ლითონის დეპონირებით ქიმიური ორთქლის დეპონირების პროცესის მეშვეობით3. ვოლფრამი დეპონირებული იყო ვოლფრამის ჰექსაფტორიდის წყალბადის შემცირებით რეაქციის-t-ის მიხედვით
სითბო
WFs(g) + 3H,(g)一–+W(s) + 6HF(g).
შეერთებისთვის ამ ტექნიკის გამოყენება მოითხოვდა მხოლოდ მცირე ცვლილებებს სამაგრებში და რეაქტიული ნაკადის განაწილებაში. ამ პროცესის მთავარი უპირატესობა შეერთების უფრო ჩვეულებრივ მეთოდებთან შედარებით არის ის, რომ დაბალი ტემპერატურა (510-დან 650 ° C-მდე) გაცილებით დაბალია, ვიდრე დნობის წერტილი.

ვოლფრამი (3410 ° C), რეკრისტალიზაცია და დამუშავებული ვოლფრამის ძირითადი ლითონის შესაძლო შემდგომი მტვრევა მინარევებით ან მარცვლის ზრდის შედეგად მინიმუმამდეა დაყვანილი.
დამზადდა რამდენიმე ერთობლივი დიზაინი, მათ შორის კონდახისა და მილის ბოლო საკეტები. დეპონირება განხორციელდა სპილენძის მანდრილის დახმარებით, რომელიც გამოიყენებოდა სამაგრად, გასწორების ნაწილად და სუბსტრატად. დეპონირების დასრულების შემდეგ, ოპერის მანდრილი ამოღებულ იქნა გრავირებით. მას შემდეგ, რაც სხვა სამუშაოებმა აჩვენა, რომ CVD ვოლფრამი ფლობს კომპლექსურ ნარჩენ სტრესებს, როგორც დეპონირდება, ეს სახსრები განმეორდა 1 სთ-ში 1000 °-დან 1600 ° C ტემპერატურაზე დამუშავებამდე ან ტესტირებამდე.
ინსპექტირება და ტესტირება
სახსარი შემოწმდა ვიზუალურად და თხევადი შეღწევადობით და რენტგენოგრაფიით, სანამ ისინი ტესტირებას გააკეთებდნენ. ტიპიური შედუღები ქიმიურად გაანალიზდა ჟანგბადისა და აზოტისთვის (ცხრილი 2) და ჩატარდა ვრცელი მეტალოგრაფიული გამოკვლევები მთელი კვლევის განმავლობაში.
მისი თანდაყოლილი სიმარტივისა და მცირე ნიმუშებთან ადაპტაციის გამო, მოხვევის ტესტი გამოიყენებოდა, როგორც ძირითადი კრიტერიუმი ერთობლივი მთლიანობისა და პროცესების შედარებისთვის. დრეკად-მტვრევადი გარდამავალი ტემპერატურა განისაზღვრა სამპუნქტიანი მოსახვევის აპარატით, როგორც შედუღებისას, ასევე დაბერების შემდეგ. მოსახვევის ტესტების ძირითადი ნიმუში იყო გრძივი

სახის მოხრილი, 24 ტ სიგრძით 12 ტ სიგანით, სადაც t არის ნიმუშის სისქე. ნიმუშები დაყრდნობოდა 15 ტ დიაპაზონზე და მოხრილი დგუშით 4 ტ რადიუსით 0,5 წმ სიჩქარით. ეს გეომეტრია ცდილობდა სხვადასხვა სისქის მასალების შესახებ მიღებული მონაცემების ნორმალიზებას. ეგზემპლარები ჩვეულებრივ მოხრილი იყო შედუღების ნაკერზე განივილად (სიგრძივი მოსახვევის ნიმუში) შედუღების, სითბოს ზემოქმედების ზონისა და ძირითადი ლითონის ერთგვაროვანი დეფორმაციის უზრუნველსაყოფად; თუმცა, შედარებისთვის რამდენიმე ნიმუში მოხრილი იყო შედუღების ნაკერის გასწვრივ (განივი მოსახვევის ნიმუში). გამოძიების საწყის ნაწილებში გამოყენებული იყო სახის მოხრილები; თუმცა, მდნარი ლითონის წონის გამო შედუღების უმეტესი ნაწილის ნაკერებზე აღმოჩენილი უმნიშვნელო ნაკაწრის გამო, შემდგომ ტესტებში ფესვის ღუნა შეიცვალა. მასალების საკონსულტაციო საბჭოს რეკომენდაციები6, რომელიც ეხებოდა ფურცლის ნიმუშების მოსახვევის ტესტირებას, შეძლებისდაგვარად შესრულდა. შეზღუდული მასალის გამო, შეირჩა ყველაზე პატარა სასურველი ნიმუშები.
მოსახვევში გარდამავალი ტემპერატურის დასადგენად, მოსახვევი აპარატი ჩასმული იყო ღუმელში, რომელსაც შეეძლო სწრაფად აეწია ტემპერატურა 500 ° C-მდე. 90-დან 105 გრადუსამდე მოსახვევი განიხილებოდა სრულ მოსახვევად. DBTT განისაზღვრა, როგორც ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც ნიმუში მთლიანად მოხრილი იყო კრახის გარეშე. მიუხედავად იმისა, რომ ტესტები ჩატარდა ჰაერში, ნიმუშების გაუფერულება არ შეინიშნებოდა, სანამ ტესტის ტემპერატურა 400 ° C-ს არ მიაღწევდა.

სურათი 1

შედეგები უშენო ვოლფრამის
ზოგადი შედუღება
გაზის ტურზგშტეა-რკალის შედუღება - აირზე ვოლფრამი-რკალის შედუღება 1 ინ. სქელი არაშენადნობი ფურცელი, სამუშაო უნდა იყოს არსებითად წინასწარ გახურებული, რათა თავიდან იქნას აცილებული მყიფე უკმარისობა თერმული შოკით გამოწვეული სტრესის დროს. სურათი 2 გვიჩვენებს ტიპიურ მოტეხილობას, რომელიც წარმოიქმნება შედუღების შედეგად სათანადო წინასწარ გახურების გარეშე. შედუღების და სითბოს დაზიანებული ზონის დიდი მარცვლის ზომა და ფორმა აშკარად ჩანს მოტეხილობაში. ოთახის ტემპერატურადან 540°C-მდე წინასწარ გაცხელების ტემპერატურების გამოკვლევამ აჩვენა, რომ წინასწარ გათბობა მინიმუმ 150°C-მდე იყო აუცილებელი ერთგადასასვლელი კონდახის შედუღების თანმიმდევრული წარმოებისთვის, რომლებიც არ იყო ბზარები. ეს ტემპერატურა შეესაბამება ძირითადი ლითონის DBTI-ს. უფრო მაღალ ტემპერატურებზე წინასწარ გათბობა საჭირო არ აღმოჩნდა ამ ტესტებში, მაგრამ უფრო მაღალი DBTI-ის მქონე მასალა ან კონფიგურაცია, რომელიც მოიცავს უფრო მძიმე სტრესის კონცენტრაციას ან უფრო მასიურ ნაწილებს, შეიძლება მოითხოვდეს წინასწარ გათბობა მაღალ ტემპერატურაზე.
შედუღების ხარისხი დიდად არის დამოკიდებული ძირითადი ლითონების დამზადებისას გამოყენებულ პროცედურებზე. ავტოგენური შედუღება რკალისებური ვოლფრამის არსებითად თავისუფალია ფორიანობისგან, ნახ.
3A, მაგრამ ფხვნილის მეტალურგიის ვოლფრამის შედუღები ხასიათდება მთლიანი ფორიანობით, ნახ. 3 (ბ), განსაკუთრებით შერწყმის ხაზის გასწვრივ. ამ ფორიანობის რაოდენობა, ნახ. 3B, განსაკუთრებით 3C-ის გასწვრივ, შედუღებამდე, რომელიც დამზადებულია საკუთრებაში არსებულ, დაბალი ფორიანობის პროდუქტში (GE-15, წარმოებული General Electric Co., Cleveland-ის მიერ).
გაზის ვოლფრამის რკალის შედუღებას CVD ვოლფრამი აქვს უჩვეულო სითბოს ზემოქმედების ზონები მარცვლეულის სტრუქტურის გამო 0£ ბაზის მეტაF. სურათი 4 გვიჩვენებს ასეთი გაზის ვოლფრამი-რკალის კონდახის შედუღების სახე და შესაბამისი ჯვარი. გაითვალისწინეთ, რომ სუბსტრატის ზედაპირზე წვრილი მარცვლები გაიზარდა შედუღების სითბოს გამო. ასევე აშკარაა დიდი სვეტის ზრდის ნაკლებობა

მარცვლები. სვეტისებრ მარცვლებს აქვს გაზი
bubb_les მარცვლის საზღვრებზე, რომლებიც გამოწვეულია ფლუორმის მინარევებით8. შესაბამისად, თუ
წვრილმარცვლოვანი სუბსტრატის ზედაპირი შედუღებამდე ამოღებულია, შედუღება არ შეიცავს მეტალოგრაფიულად გამოვლენილ სითბოს ზემოქმედების ზონას. რა თქმა უნდა, დამუშავებულ CVD მასალაში (როგორიცაა წნეხილი ან გამოყვანილი მილები) შედუღების ზონას აქვს ნორმალური რეკრისტალიზებული მარცვლოვანი სტრუქტურა.
ბზარები ნაპოვნი იქნა სვეტოვანი მარცვლის საზღვრებში CVD ვოლფრამის რამდენიმე შედუღების RAZ-ში. ეს ბზარი, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 5-ში, გამოწვეული იყო მარცვლის საზღვრებში ბუშტების სწრაფი წარმოქმნით და ზრდით მაღალ ტემპერატურაზე9. შედუღების პროცესში ჩართულ მაღალ ტემპერატურაზე, ბუშტებმა შეძლეს მარცვლეულის საზღვრის დიდი ნაწილის მოხმარება; ამან, გაგრილების დროს წარმოქმნილ სტრესთან ერთად, მარცვლის საზღვრები გაშალა და შექმნა ბზარი. ვოლფრამის და სხვა ლითონის საბადოებში ბუშტების წარმოქმნის შესწავლა სითბოს დამუშავების დროს გვიჩვენებს, რომ ბუშტები წარმოიქმნება 0,3 ტმ-ზე (ჰომოლოგიური დნობის ტემპერატურა) დაბალ ლითონებში. ეს დაკვირვება ვარაუდობს, რომ გაზის ბუშტები წარმოიქმნება ჩაკეტილი ვაკანსიებისა და აირების შერწყმით ანეილის დროს. CVD ვოლფრამის შემთხვევაში, გაზი სავარაუდოდ არის ფტორი ან ფტორის ნაერთი
ელექტრონული სხივის შედუღება — უშენო ვოლფრამი იყო ელექტრონული სხივი შედუღებული წინასწარ გახურებით და მის გარეშე. წინასწარ გახურების საჭიროება იცვლებოდა ნიმუშის მიხედვით. ბზარებისგან თავისუფალი შედუღების უზრუნველსაყოფად, რეკომენდებულია ძირითადი ლითონის DBTT მინიმუმამდე გაცხელება. ფხვნილის მეტალურგიის პროდუქტებში ელექტრონული სხივების შედუღებს ასევე აქვთ შედუღების ფორიანობა, რომელიც ზემოთ იყო ნახსენები.

გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღება, რათა დაგვედგინა, შეიძლებოდა თუ არა ბრაზით შედუღების გამოყენება, ჩვენ გამოვცადეთ აირზე ვოლფრამი შედუღების პროცესი ფხვნილის მეტალურგიულ ვოლფრამის ფურცელზე ბრაზით შედუღების შესაქმნელად. კონდახის სახსარი შედუღებამდე. ბრაზიანი შედუღები წარმოებული იყო არაშენადნობი Nb, Ta, Mo, Re და W-26% Re, როგორც შემავსებელი ლითონები. როგორც მოსალოდნელი იყო, შერწყმის ხაზში იყო ფორიანობა ყველა სახსრის მეტალოგრაფიულ მონაკვეთებში (ნახ. 6), ვინაიდან ძირითადი ლითონები იყო ფხვნილის მეტალურგიის პროდუქტები. დაბზარულია ნიობიუმისა და მოლიბდენის შემავსებლის ლითონებით შედუღება.
შედუღებისა და ბრაზიანი შედუღების სიხისტე შედარებული იყო თეფშზე შედუღების შედუღების შესწავლით, რომლებიც დამზადებულია უშენოდ შედუღებული ვოლფრამითა და W一26% Re, როგორც შემავსებელი ლითონებით. გაზის ვოლფრამი შედუღები და ბრაზიანი შედუღება დამზადებულია ხელით ვოლფრამის ფხვნილის მეტალურგიის პროდუქტებზე (დაბალი ფორიანობის, საკუთრების (GE-15) კლასის და ტიპიური კომერციული კლასის). თითოეულ მასალაში შედუღება და ბრაზით შედუღება დაძველდა 900, 1200, 1600 და 2000°C ტემპერატურაზე ლ, 10, 100 და 1000 სთ. ნიმუშები გამოიკვლიეს მეტალოგრაფიულად და სიხისტის ტრავერსები აღებული იქნა შედუღების, სითბოს ზემოქმედების ქვეშ მყოფ ზონაში და ძირითად ლითონზე, როგორც შედუღებისას, ასევე თერმული დამუშავების შემდეგ.

ცხრილი 2

სურათი 2

ვინაიდან ამ კვლევაში გამოყენებული მასალები იყო ფხვნილის მეტალურგიის პროდუქტები, ფორიანობის განსხვავებული რაოდენობა იყო შედუღების და სქელი შედუღების საბადოებში. ისევ, ტიპიური ფხვნილის მეტალურგიის ვოლფრამის საბაზისო მეტალთან დამზადებულ სახსრებს უფრო მეტი ფორიანობა ჰქონდა, ვიდრე დაბალი ფორიანობის, საკუთრებაში არსებული ვოლფრამი. W—26% Re შემავსებლის ლითონისგან დამზადებულ ბრაზიან შედუღებს ნაკლები ფორიანობა ჰქონდათ, ვიდრე უშენოდ შედუღებული ვოლფრამის შემავსებლის ლითონის შედუღება.
დროისა და ტემპერატურის გავლენა არ შეინიშნებოდა შედუღების სიხისტეზე, რომელიც დამზადებულია უშენოდო ვოლფრამი, როგორც შემავსებელი ლითონისგან. შედუღებისას, შედუღების და ძირითადი ლითონების სიხისტის გაზომვები არსებითად მუდმივი იყო და არ იცვლებოდა დაბერების შემდეგ. თუმცა, W-26% Re შემავსებლის მეტალთან დამზადებული ბრაზიანი შედუღები წარმოებული საგრძნობლად უფრო მყარი იყო, ვიდრე ძირითადი ლითონი (ნახ. 7). სავარაუდოდ, W-Re br立e შედუღების საბადოს უფრო მაღალი სიმტკიცე გამოწვეული იყო მყარი ხსნარის გამკვრივებით და/ან გამაგრებულ სტრუქტურაში წვრილად განაწილებული er ფაზის არსებობით. ვოლფრამი ფაზის დიაგრამა11 გვიჩვენებს, რომ რენიუმის მაღალი შემცველობის ლოკალიზებული უბნები შეიძლება მოხდეს სწრაფი გაგრილების დროს და გამოიწვიოს მძიმე, უფრო მყიფე ფაზის ფორმირება ძლიერ დანაწევრებულ სუბსტრუქტურაში. შესაძლოა, er ფაზა წვრილად იყო გაფანტული მარცვლებში ან მარცვლის საზღვრებში, თუმცა არც ერთი არ იყო საკმარისად დიდი, რომ გამოვლენილიყო არც მეტალოგრაფიული გამოკვლევით, არც რენტგენის დიფრაქციით.
სიხისტე გამოსახულია, როგორც მანძილის ფუნქცია ბრაზი-შედუღების ცენტრალური ხაზიდან დაბერების სხვადასხვა ტემპერატურისთვის ნახ. 7A-ში. გაითვალისწინეთ მკვეთრი ცვლილება

სიხისტეში შერწყმის ხაზზე. დაბერების ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ბრაზით შედუღების სიხისტე მცირდებოდა, სანამ 100 საათის შემდეგ J 600°C-ზე, სიმტკიცე ისეთივე იყო, როგორც უშენოებული ვოლფრამის ძირითადი ლითონის სიმტკიცე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად სიხისტის შემცირების ტენდენცია მართებულია დაბერების ყველა პერიოდისთვის. მუდმივ ტემპერატურაზე დროის გაზრდამ ასევე გამოიწვია simiJar სიხისტის შემცირება, როგორც ნაჩვენებია დაბერების ტემპერატურაზე 1200°C ნახ. 7B-ზე.
შეერთება ქიმიური ორთქლის დეპონირებით - ვოლფრამის შეერთება CVD ტექნიკით იქნა გამოკვლეული, როგორც შედუღების წარმოების მეთოდი სხვადასხვა ნიმუშის დიზაინში. შესაბამისი მოწყობილობებისა და ნიღბების გამოყენებით სასურველ უბნებზე დეპონირების შესაზღუდად, CVD და ფხვნილის მეტალურგიის ვოლფრამის ფურცლები შეუერთდა და დამზადდა მილების ბოლო საკეტები. 90 გრადუსიანი კუთხით ჩადებულ ღეროში დალექვა წარმოქმნის ბზარს, ნახაზი 8A, სვეტოვანი მარცვლების კვეთაზე, რომლებიც იზრდებიან ბეველისა და სუბსტრატის ერთი მხრიდან (რომელიც ამოჭრილია). თუმცა, მიღებულ იქნა მაღალი მთლიანობის სახსრები დაბზარვის ან მინარევების უხეში დაგროვების გარეშე, ნახ. 8B, როდესაც სახსრის კონფიგურაცია შეიცვალა ძირითადი ლითონის ზედაპირის დაფქვით 飞in-ის რადიუსში. შედუღების ფესვზე ტანგენსი. ამ პროცესის ტიპიური გამოყენების საჩვენებლად საწვავის ელემენტების წარმოებაში, რამდენიმე ბოლო საკეტი გაკეთდა ვოლფრამის მილებში. ეს სახსრები იყო გაჟონვისგან მჭიდრო ჰელიუმის მასის სპექტრორრ:ეთერის გაჟონვის დეტექტორით ტესტირებისას.

სურათი 3

სურათი 4

სურათი 5

მექანიკური თვისებები
შედუღების შედუღების შედუღების ტესტები 一 დრეკადი-მყიფე გარდამავალი მრუდები განისაზღვრა სხვადასხვა სახსრებისთვის უშენო ვოლფრამის. ნახ. 9-ის მრუდები გვიჩვენებს, რომ ორი ფხვნილი მეტალურგიის ძირითადი ლითონის DBTT იყო დაახლოებით I 50°C. როგორც წესი, ორივე მასალის DBTT (ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც შესაძლებელია 90-დან 105 გრადუსამდე მოსახვევის გაკეთება) მნიშვნელოვნად გაიზარდა შედუღების შემდეგ. . გარდამავალი ტემპერატურა გაიზარდა დაახლოებით 175 ° C-მდე 325 ° C-მდე ღირებულებით ტიპიური ფხვნილის მეტალურგიის ვოლფრამისთვის და გაიზარდა დაახლოებით 235 ° C-მდე 385 ° C-მდე დაბალი ფორიანობის, საკუთრების მასალისთვის. შედუღებული და შეუდუღებელი მასალის DBTT-ებში სხვაობა მიეწერება დიდი მარცვლეულის ზომას და შედუღებისა და სითბოს ზემოქმედების ზონების მინარევების შესაძლო გადანაწილებას. ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ ტიპიური ფხვნილის მეტალურგიის ვოლფრამის შედუღების DBTT უფრო დაბალი იყო, ვიდრე დასაკუთრებული მასალისა, მიუხედავად იმისა, რომ ამ უკანასკნელს ნაკლები ფორიანობა ჰქონდა. დაბალი ფორიანობის ვოლფრამის შედუღების მაღალი DBTT შეიძლება გამოწვეული იყოს მისი ოდნავ უფრო დიდი მარცვლის ზომით, ნახ. 3A და 3C.
გამოკვლევების შედეგები, რათა დადგინდეს DBTT-ების რაოდენობა უშენო ვოლფრამის შეერთებისთვის, შეჯამებულია ცხრილში 3. მოსახვევის ტესტები საკმაოდ მგრძნობიარე იყო ტესტირების პროცედურის ცვლილებებზე. ფესვის მოსახვევები უფრო დრეკადი აღმოჩნდა, ვიდრე სახის მოსახვევები. შედუღების შემდეგ სწორად შერჩეულმა სტრესის შემსუბუქებამ მნიშვნელოვნად შეამცირა DBTT. CVD ვოლფრამი, როგორც შედუღებამდე, ჰქონდა ყველაზე მაღალი DBTT (560℃)), მაგრამ როდესაც შედუღების შემდეგ მიეცა 1 სთ სტრესის შემსუბუქება 1000℃, მისი DBTT დაეცა 350℃-მდე. შედუღების შემდეგ 1000°C სტრესის შემსუბუქებამ, მისი DBTT დაეცა 350°C-მდე. რკალით შედუღებული ფხვნილის მეტალურგიული ვოლფრამის სტრესის შემსუბუქებამ 1 საათის განმავლობაში 18000 C ტემპერატურაზე შეამცირა ამ მასალის DBTT დაახლოებით 100°C-ით მისთვის განსაზღვრული მნიშვნელობიდან. შედუღებული. სტრესის შემსუბუქებამ 1 სთ 1000°C-ზე CVD მეთოდებით დამზადებულ სახსარზე წარმოქმნა ყველაზე დაბალი DBTT (200°C). უნდა აღინიშნოს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ეს გარდამავალი ტემპერატურა მნიშვნელოვნად დაბალი იყო, ვიდრე ამ კვლევაში განსაზღვრული ნებისმიერი სხვა გარდამავალი ტემპერატურა, გაუმჯობესებაზე ალბათ გავლენას ახდენდა დაძაბულობის დაბალი სიჩქარე (0.1 vs 0.5 ipm), რომელიც გამოიყენება CVD სახსრების ტესტებში.

შედუღების გამოცდა სპილენძის შედუღების-გაზის ვოლფრამი-რკალის შედუღების, დამზადებული Nb. Ta, Mo, Re და W-26% Re, როგორც შემავსებელი ლითონები, ასევე შემოწმდა და შედეგები შეჯამებულია ცხრილში 4. ყველაზე მეტი დრეკადობა მიღწეული იქნა რენიუმის ბრაზით შედუღებით.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ მოკლე კვლევის შედეგები მიუთითებს, რომ განსხვავებული შემავსებლის მეტალმა შეიძლება წარმოქმნას მექანიკური თვისებების მქონე სახსრები ვოლფრამიში ერთგვაროვანი შედუღების შიგნით, ზოგიერთი შემავსებელი ლითონი შეიძლება იყოს გამოსადეგი პრაქტიკაში.

შედეგები ვოლფრამის შენადნობებისთვის.