Припой ВПр11

Припой ВПр11 — высокотемпературный присадочный материал на никель-хромовой основе, разработанный для диффузионной пайки деталей из жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов. Состав оптимизирован для длительной работы при высоких термических нагрузках, в окислительных средах и условиях механических напряжений. Производится по ТУ 1-809-108-91, поставляется в виде порошка. Применяется в авиационном двигателестроении и энергетическом машиностроении.

Модификации и формы поставки

Припой выпускается в двух модификациях.

ВПр11 — базовый гомогенный порошок. Производится методом газового распыления расплава, выплавленного в вакуумной индукционной печи. Форма частиц близка к сферической, наклёп отсутствует. Размер частиц — не более 250 мкм.

ВПр11-40Н — композиционная механическая смесь: 60 % (по массе) порошка ВПр11 и 40 % порошкового наполнителя на основе никеля (состав наполнителя: Ni-основа, Si 1,80–2,20 %, B 0,60–1,20 %). Смесь предназначена для широкозазорной пайки и восстановительного ремонта литых деталей ГТД — заварки трещин и эрозионных повреждений. Компоненты поставляются как раздельно, так и в виде готовой механической смеси.

Обе модификации поставляются в виде порошка (гранул). Приготовление пасты возможно с применением акрилового или иного испаряемого связующего.

Химический состав ВПр11 по ТУ 1-809-108-91

Элемент	Содержание, %	Функция в сплаве
Никель (Ni)	Основа (~75)	Структурная совместимость с никелевыми и кобальтовыми суперсплавами основы.
Хром (Cr)	14,0–16,0	Жаростойкость и сопротивление газовой коррозии шва.
Кремний (Si)	4,0–5,0	Депрессант температуры плавления, улучшает жидкотекучесть расплава.
Бор (B)	2,0–3,0	Основной депрессант, обеспечивает диффузионное взаимодействие с основным металлом при нагреве.
Железо (Fe)	3,0–5,0	Твёрдорастворное упрочнение никелевой матрицы шва.
Углерод (C)	0,5–0,6	Карбидное упрочнение, ограничен нормами ТУ.
Алюминий (Al)	0,1–1,0	Раскисление расплава, дополнительная жаростойкость.
Примеси (Pb + Sn + Bi суммарно)	Не более 0,5	Строгое ограничение: эти элементы вызывают охрупчивание границ зёрен при рабочих температурах.

Температура плавления и режимы пайки

Параметр	Значение
Температурный интервал плавления ВПр11 (солидус–ликвидус)	980–1020 °C
Температура плавления наполнителя (ВПр11-40Н)	1150–1400 °C
Рекомендуемая температура пайки	1050–1120 °C
Предел прочности паяного шва при 900 °C	152 МПа
Размер частиц порошка	Не более 250 мкм

Наполнитель в составе ВПр11-40Н остаётся твёрдым при рабочей температуре пайки ВПр11 — это принципиальное конструктивное решение для широкозазорной пайки: расплавившийся ВПр11 заполняет пространство между частицами наполнителя, который удерживает геометрию шва и предотвращает вытекание.

Диффузионное упрочнение шва в процессе пайки

Бор и кремний в составе ВПр11 являются депрессантами температуры плавления: именно они снижают температуру ликвидуса сплава с ~1450 °C (чистый никель) до 980–1020 °C. В процессе пайки оба элемента диффундируют из жидкой фазы в основной металл. Это постепенно снижает их концентрацию в шве, повышая температуру его плавления выше исходной температуры пайки — так называемое изотермическое затвердевание. В результате готовый шов не расплавляется при повторном нагреве до температуры пайки, что критически важно для деталей с многоступенчатым термоциклированием.

Хром в количестве 14–16 % обеспечивает паяному соединению высокую жаростойкость. Сочетание Cr с Si и B придаёт шву существенное сопротивление высокотемпературному окислению — предел прочности при 900 °C составляет 152 МПа.

Область применения припоя ВПр11

Пайка деталей ГТД из никелевых и кобальтовых сплавов

Основная область применения ВПр11 — соединение деталей, длительно работающих в условиях высоких температур, окислительных газов и знакопеременных механических нагрузок. Применяется для пайки сопловых и рабочих лопаток ГТД (в том числе из жаропрочных сплавов ЖС6, ВЖ98, ЭИ867 и аналогичных), а также сотовых уплотнительных пакетов. Нагрев — в вакуумной печи или в индукционных установках в защитной атмосфере.

Ремонт литых деталей — ВПр11-40Н

Модификация ВПр11-40Н предназначена для заварки трещин и восстановления эрозионных повреждений в литых деталях из никелевых суперсплавов. Широкозазорная технология позволяет заполнять дефекты значительного объёма: наполнитель образует металлическую «арматуру» шва, а расплавленный ВПр11 связывает его в монолитное соединение с основным металлом. Прочность восстановленного участка при правильно выдержанном режиме достигает 80 % прочности основного материала.

Требования к среде пайки и подготовке

Пайку проводят в вакуумной печи при остаточном давлении не хуже 10⁻³ мм рт. ст. либо в атмосфере осушённого инертного газа (аргон). Любые следы кислорода и влаги приводят к окислению границ зёрен и снижению прочности шва.

Поверхности перед сборкой обезжиривают и при необходимости механически зачищают до металлического блеска. Для нанесения порошка на вертикальные или наклонные поверхности готовят пасту с испаряемым акриловым связующим: оно полностью выгорает в вакууме при нагреве без остатка, не загрязняя шов.

Подробнее о других никелевых припоях серии ВПр — на странице Припои ВПр. С характеристиками и применением ВПр3 можно ознакомиться на странице Припой ВПр3.

Как заказать

Припой ВПр11 и ВПр11-40Н поставляется в соответствии с ТУ 1-809-108-91. Для оформления заказа направьте официальный запрос с указанием требуемого количества и модификации.