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Diffusion bonding reactions between a SiC/SiC composite and two superalloys during joining by hot isostatic pressing

Diffusion reactions during solid state joining of a ceramic SiC/SiC composite to two superalloys, Hastelloy X and Incology 909, by hot isostatic pressing (HIP) have been investigated. The HIP pressure was 200 MPa in all joining cycles, and the temperature/dwell time were either 800°C/15 min, 900°C/1...

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Published in:Acta metallurgica et materialia 1992, Vol.40 (11), p.3129-3139
Main Authors: Larker, R., Nissen, A., Pejryd, L., Loberg, B.
Format: Article
Language:English
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Description
Summary:Diffusion reactions during solid state joining of a ceramic SiC/SiC composite to two superalloys, Hastelloy X and Incology 909, by hot isostatic pressing (HIP) have been investigated. The HIP pressure was 200 MPa in all joining cycles, and the temperature/dwell time were either 800°C/15 min, 900°C/1 h or 1000°C/ 1 h. The reaction zones formed consisted of a thin layer of carbides surrounded by several layers containing silicides and free carbon. The thickness of the reaction layers increased with increasing temperature, but were more affected by the composition of the alloy. With more carbide formers in the alloy, the thickness of the reaction layer decreased. The SiC composite was found to be considerably more prone to reactions with these superallys during HIP as compared to Si 3N 4 under similar conditions. Onétudie les réactions de diffusion au cours de la jonctionàl'état solide d'un composite céramique SiC/SiC et de deux superalliages, Hastelloy X et Incoloy 909, par compression isotatiqueàchaud (CIC). La pression CIC est de 200 MPa dans tous les cycles de jonction et le temps de maitien en tempétature est de 800°C/ 1 h ou 1000°C/ 1 h. Les zones de réaction formées consistent en une fin couche de carbures entourée de plusieurs couches contentant des siliciures et du carbone libre. L'épaisseur des couches de réaction augmente lorsque la température croît, mais est pus affectée par la composition de l'alliage. Avec davantage de carbures primaires dans l'alliage l'épaisseur de la couche de réaction décroît. On trouve que le composite SiC est beaucoup plus sujetàdes réactions avec ces superalliages pendant la CIC que le Si 3N 4 dans des conditions analogues. Die Diffusionsreacktionen, die während der Festkörperverbindung eines SiC/SiC-Ver-bundwerkstoffes mit der beiden Superlegierungen Hastelloy X und Incolog 909 mittles heiβisostatischen Pressens auftreten, werden untersucht. Der angewandte Druck ist MPa bei Temperatur/Verweildauern von 800°C/ 15 min, 900°C/ 1 h oder 1000°C/ 1 h. Die gebildeten Reaktionszonen bestehen aus einer dünnen Schicht von Karbiden, umgeben vonverschiedenenLagen, die Silizide enthlten und keinen freien Kohlenstoff. Die Dicke der Reaktionsschicht nimmt mit steigender Temperatur zu, wird aber stärker beeinfluβt durch die Zusammensetzung der Legierung. Sind mehr Karbidbildner in der Legierung, dann nimmt die Dicke der Reaktionsschicht ab. Es ergibt sich, daβ der SiC-Werkstoff während des heiβisostatischen Pressens den Reaktionen mit
ISSN:0956-7151
1873-2879
DOI:10.1016/0956-7151(92)90476-U