Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Пайка -> Совместимость металла и припоя -> Совместимость металла и припоя

Совместимость металла и припоя

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

Практически в результате шероховатости поверхности паяемого металла, несовершенства кристаллической решетки, наличия зерен и других дефектов химическое соединение возникает сначала в отдельных местах контакта, вдоль межфазной границы Т—Ж с последующим образованием сплошной прослойки, которая затем растет по толщине. Параболический закон роста прослоек химических соединений при фронтальном их продвижении во многих случаях является первым приближением, так как часто по фронту роста прослойки наблюдаются отдельные ее выступы, растущие со скоростью выше средней.

Время подготовительного периода образования прослойки химического соединения определяется кинетикой диффузионных процессов на этом этапе и энергией активации процесса:

Tc = keQ(RT),

где k — постоянная, зависящая от времени.

Энергия активации процесса Q может быть определена по данным о продолжительности подготовительных периодов t1 и т2, полученных экспериментально для двух различных температур Т1 и Т2.

Скорость и направление роста прослойки химических соединений в изотермических условиях определяются соотношением парциальных коэффициентов диффузии атомов твердого и жидкого металлов через эту прослойку.

При больших значениях энергии активации Q и достаточно низкой температуре пайки tn подготовительный период то может оказаться настолько большим, что станет соизмеримым со временем пайки. В этих условиях прослойка химического соединения может не образоваться или иметь достаточно малую толщину.

Скорость роста прослоек химических соединений, их состав и структура определяются не только термодинамическими, но и кинетическими факторами — скоростью протекания реакции и характером перехода химического соединения из одного равновесного состояния в другое, иногда через метастабильное состояние. В этих условиях порядок появления прослоек химических соединений может не соответствовать порядку их чередования, предусмотренному равновесной диаграммой состояния.

При взаимной диффузии твердых металлов рост прослойки химического соединения происходит по параболическому закону: x2 = 2Rtt, где х — толщина прослойки химического соединения; Rт — константа, зависящая от температуры; т — время.

Впоследствии было указано на возможность более общего параболического закона роста: xn = Rtt, где п — 3 или иному дробному или целому числу. Практически для обработки результатов экспериментов обычно используют параболическую зависимость при п = 2. Такая кинетика роста прослоек химических соединений в твердом состоянии отвечает многим случаям диффузионной кинетики, устанавливаемой уравнением диффузии Фика.

Исследование скорости роста прослойки химических соединений при пайке проводят на образцах по ГОСТ 21548—76.

Для определения периода активации роста прослойки при заданной температуре используют метод последовательных приближений.

Для торможения роста прослойки химических соединений в припой необходимо ввести достаточно малое количество нового компонента, более активно химически взаимодействующего с основным материалом, чем компоненты припоя, и образующего барьерный слой химического соединения малой толщины, не ухудшающего механических свойств соединения.

  

Охрупчивание паяемого металла в контакте с жидким припоем

При наличии в паяемом металле растягивающих напряжений, возникающих при его наклепе, образовании неравновесных структур или концентрационных изменений в них, температурном градиенте в контакте паяемого металла с жидким припоем может наступить охрупчивание Мк и образование в нем трещин.

Многие исследователи связывают самопроизвольное хрупкое разрушение твердых металлов при контакте их с жидкими только с поверхностным фактором — уменьшением поверхностного натяжения твердого тела (эффект адсорбционного понижения прочности и пластичности, эффект Ребиндера). Вместе с тем авторы работы указывают на возможность решающего значения объемного фактора и фактора, связанного с напряженным состоянием и растворением твердого металла в жидком. Полагают, что при этом в процессе образования трещин происходит спонтанная релаксация напряжений растяжения.

Наиболее сильное охрупчивание и понижение прочности имеют место при контакте твердых материалов с жидкими и с аналогичной химической связью (металлы с металлическими расплавами, ионные кристаллы с расплавами солей). Потеря прочности или пластичности особенно резко проявляется при контактно-реактивном плавлении металлов, находящихся под действием растягивающих напряжений. Оказалось, что во многих случаях самопроизвольное разрушение твердых металлов в контакте с жидкими сопровождается химической эрозией по границам твердых зерен, хотя наблюдаются разрушения и без видимого проникновения жидких металлов по границам твердых, а также в монокристаллах.

Опыт показал, что остаточные растягивающие напряжения при пайке деталей из одинакового материала Мк могут быть устранены в процессе пайки при применении припоев с температурой плавления выше температуры снятия остаточных напряжений при достаточной длительности нагрева изделия.

Развитие хрупкого разрушения происходит только в условиях непрерывного поступления жидкой фазы к вершине трещины со скоростью не меньше скорости ее раскрытия.

Анализ данных по охрупчиванию твердых металлов в контакте с жидкими дает основание считать, что причины самопроизвольного и вынужденного хрупкого разрушения весьма разнообразны.

Метод оценки склонности паяемого материала к охрупчиванию в контакте с жидким припоем дан в ГОСТ 20487—75. Экспериментальные данные показывают, что охрупчивание паяемого металла Мк в контакте с жидким припоем Мп в условиях растягивающих напряжений имеет место при пайке никеля припоем ПСр 15, фосфористых, кремниевых, никелевых бронз и латуней легкоплавкими припоями. По данным Н. А. Барескова, наименьшей чувствительностью к охрупчиванию при пайке медными припоями обладают двухфазные аустенитно-ферритные стали с содержанием 20—60 % 6-феррита.

Сталь 12Х18Н10Т содержит до 20 % б-феррита. Наиболее склонны к хрупкому разрушению в контакте с медными припоями в условиях действия растягивающих напряжений, в том числе в местах, подвергнутых пластической деформации или наклепу, стали 12Х18Н10Т (содержание б-феррита<20 %) и 09Х164Б. При пайке припоем ПСр 72 трубок из стали 12Х18Н9Т в местах их изгиба или сборки в замок со значительной пластической деформацией кромок или при контактно-реактивной пайке гальванически посеребренных поверхностей сталей с медным листом происходит растрескивание стали с заполнением трещин припоем.

  

Температура распайки

Физико-химическое взаимодействие между паяемым материалом и припоем при пайке является необратимым процессом и сопровождается изменением химического состава и свойств в зоне паяного шва и диффузионной зоны. Эти изменения в зависимости от характера взаимодействия Мк и Мn могут быть незначительными или весьма существенными. Они возникают в процессе пайки, а также после пайки при гомогенизирующем отжиге паяного соединения или при высокотемпературной эксплуатации.

Изменение химического состава шва вызывает, в частности, изменение его температуры солидуса и ликвидуса и ширины температурных интервалов твердожидкого и жидкотвердого состояния, которые во многих случаях могут существенно отличаться от температуры солидуса и ликвидуса припоя.

Температурный уровень работоспособности паяного соединения в значительной степени определяется температурой солидуса шва, так как вблизи и выше этой температуры резко уменьшается прочность и пластичность соединения. Структура и состав паяного шва по его сечению неоднородны, поэтому в качестве температуры распайки шва принимают температуру выше температуры солидуса, при которой происходит кратковременное разрушение шва под давлением, характерным для большинства сплавов в твердожидком состоянии и равном примерно 0,098—0,196 МПа.

Возможность повышения температуры распайки швов не только повышает температуру их работоспособности, но позволяет осуществлять ступенчатую пайку, а также подпайку и ремонт одним и тем же припоем.

Характер изменения температуры солидуса паяного шва по сравнению с температурой солидуса припоя определяется его физико-химическим взаимодействием с паяемым металлом, режимом и способом пайки.

Если основы паяемого материала и припоя или их компоненты образуют эвтектики или непрерывный ряд твердых растворов с минимумом, то при пайке с затвердеванием паяного шва при охлаждении температура распайки обычно понижается. При диффузионной пайке температура распайки повышается: если припой и паяемый металл имеют весьма слабое химическое сродство и не растворяются друг в друге в твердом состоянии, то температура распайки шва обычно находится в температурном интервале плавления припоя.

Стандартная методика определения температуры распайки паяных соединений по ГОСТ 21547—76 состоит в том, что образец, паянный внахлестку по заданному режиму, подвешивают за верхнюю половину в приспособлении, обеспечивающем требуемую скорость нагрева до температуры испытания и газовую среду.

При испытании температура шва определяется с помощью термопары, горячий спай которой предварительно крепят в глухом отверстии одной из половин образца с внешней стороны нахлестки. Термопару подключают к регистрирующему потенциометру КСП4. Температуру распайки образца, находящегося под напряжением при постоянном давлении 10 кПа (с учетом массы нижней половины образца), определяют в процессе его нагрева.

Образцы из стали 12Х18Н10Т толщиной 2 мм, паянные внахлестку в чистом проточном аргоне самофлюсующим припоем ВПр-2 с шириной зазора 0,10 мм по режиму tП = 1050°С, тn = = 5 мин, подвергали распайке при нагреве в чистом проточном аргоне в электропечи со скоростью нагрева 20 °С. Температуру распайки фиксировали при киносъемке показаний потенциометра ЭПВ и сигнальной лампочки. Испытания на 17 образцах показали, что температура распайки составляет 1150—1195 °С (tср = = 1168°С), а температура плавления припоя 970 °С.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.02.06   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

15:55 Прием и вывоз металлолома

15:55 Металлолом - Прием, Вывоз, Демонтаж

13:33 Изготовление шестерен на заказ

12:01 Промышленный нож для резки арматуры

10:54 Переплавим Вашу стружку

10:21 Прием металлолома, прием черного и цветного лома, вывоз, демонтаж

13:57 Предлагаем станок вертикально-фрезерный ГФ2171С6.

12:05 Пункт приёма металлома в Москве и МО

12:05 Пункт приёма металлолома, демонтаж металлоконструкций

12:05 Металлолом -Прием, Вывоз. Демонтаж. Круглосуточно

НОВОСТИ

19 Августа 2017 17:10
Видеоподборка самодельной техники и приспособлений

20 Августа 2017 17:50
Тайваньский экспорт саморезов в июле упал на 7,19%

20 Августа 2017 16:07
АО ”ФГК” нарастило перевозки лома черных металлов на 55%

20 Августа 2017 15:55
Прибыль ”Votorantim Metais” во 2-м квартале упала на 67,2%

20 Августа 2017 14:04
”Кропоткинский завод МиССП” запустил линию гальванического анодирования

20 Августа 2017 13:41
Китайские запасы арматурного проката за неделю выросли на 1,2%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Плитка строительная керамическая

Прессовое оборудование для мебельной промышленности

Испытания гидроизоляции

Дверные ручки и фурнитура

Основы выбора сварочных аппаратов ММА

Аксессуары для смартфонов

Тканые и сварные стальные сетки

Алюминиевые и оцинкованные фасадные системы

Плиты ПБ – отличительные особенности изготовления и применения

Сварная балка как аналог обычной горячекатаной

Объемные буквы и световые короба как распространенные виды наружной рекламы

Как проводятся такелажные работы при перевозке станков

Высококачественная мебель на заказ

Грамотный подход к выбору материалов и технологии изготовления межкомнатных дверей

Выбор практичных и сочетающихся с интерьером межкомнатных дверей

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.