Diffusionsschweißen von ODS-Legierungen mit Hilfe der HIP-Technik Teil 2

Der 1. Teil der Versuche zum HIP-Diffusionsfugen /1/ diente der Bestimmung der geeigneten HIP Parameter für die verschiedenen Werkstoffpaarungen. Weiterhin wurde der Einfluß der Rauhigkeit der Fügeflächen auf die Verbindungsfestigkeit untersucht. Bei korrekter Wahl der HIP-Parameter ist der Einfluß der Oberflächenrauhigkeit vernachlässigbar gering /1/. Für diese Untersuchung standen LPPS versiegelte Proben zur Verfügung. Bei der Auswahl der HIP-Parameter war man, bei dem zuletzt genannten Versuch, auf einen HIP-Druck von 200 MPa beschränkt, da die HIP 11 Einheit nicht zur Verfügung stand. Um den Oberflächeneinfluß zu minimieren, ist insbesondere für die Werkstoffe, welche bei hoher Temperatur noch eine Festigkeit besitzen, ein HIP-Druck von maximal P$_{HIP}$ = 400 MPa erforderlich, Neben den schon erwähnten Werkstoffen /1/ wurden in der 2. Versuchsreihe noch zwei weitere auf ihre Diffusionsschweißbarkeit untersucht, nämlich die ODS Legierung Inconel MA 760 und die Nickelbasislegierung IN 939. Der MA 760 wird im Rahmen von COST 501/II, W.P.1 im Hinblick auf eine Anwendung für Leitschaufeln moderner Hochtemperatur-Gasturbinen untersucht /2/. Er wurde aus dem MA 6000 weiterentwickelt, wobei die Korrosionsbeständigkeit zwecks der zuvor genannten Verwendung verbessert wurde. Der IN 939 wird von der Fa. Siemens KWU in Wilhelm häufig für feingegossene Leitschaufeln eingesetzt

Diffusionsschweissen von ODS-Legierungen mit Hilfe der HIP-Technik

The ODS materials Inconel MA754, Inconel MA6000 and Incoloy MA956 as well as the alloy Incoloy 800H were examined for their diffusion weldability using HIP techniques. Two test specimens $\varnothing$ 8 mm x 35 mm in length of the same materials as well as combinations of an ODS partner material and Incoloy 800H were joined with each other. Optimum adjustment of the HIP parameters - pressure, time and temperature - for the respective material is indispensable for good diffusion welding and was therefore aimed at during the first experimental phase. A good diffusion bond is characterized by the strength of the bonding zone. In order to determine the tensile strength, yield strength and elongation, two identical specimens (same combination under the same HIP conditions) were tested to rupture in a tensile test device at room temperature (RT) and 800°C. It was found that several specimens failed in the region of the joint. This was mainly due to the fact that the HIP pressure adjusted at 40 MPa was too low, but may also be attributed to other causes which still remain to be clarified. For example, the influence of the specimen surface condition was not known. The second experimental phase therefore served to selectively vary the roughness of the bond surface. Gastight encapsulation of the composite material in the joint is required for diffusion bonding by means of HIP. In addition to the conventional method of stainless steel encapsulation, an LPPS (Low Pressure Plasma Spray) encapsulation of the joint was also tested. This type of encapsulation is a simplified and possibly also less costly method, in particular for joining bodies of a complicated shape