ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металловедение контактно-реакционного спая из "Металловедение пайки " Контактное плавление есть процесс перехода в жидкое состояние приведенных в контакт разнородных твердых веществ при температуре ниже их точек плавления. Как только температура в месте контакта веществ достигает определенного значения, образуется жидкая фаза. Это свойство веществ присуще как металлам, так и неметаллическим материалам. [c.139] Контактное плавление присуще эвтектическим системам и системам, образующим твердые растворы с минимумом на кривой ликвидуса. Поэтому это явление можно рассматривать как частный случай фазовых переходов в систеах, диаграммы состояния которых имеют минимум на линии ликвидуса. [c.140] Плавление наступает, когда пересыщение твердого раствора происходит в определенном объеме контактирующих металлов, большем некоторой критической величины. Влияние окружающей среды на контактное плавление сказывается на изменении состава, строения и толщины окисных пленок на поверхности металлов. При нагреве в восстановительных атмосферах пленка окислов тонкая и может быть полностью удалена, поэтому условия взаимодействия металлов более благоприятные. В нейтральных атмосферах пленка толще, при температуре контактного плавления она может являться разграничивающим слоем или плавиться и переходить в жидкое состояние, оказывая то или иное влияние на процесс контактного плавления. Удаление окисной пленки флюсом при контактном плавлении может быть более полным, но при этом не исключено взаимодействие флюса с металлами. [c.141] На контактное плавление значительное влияние оказывает дефектность структуры металлов. Так, при плавлении предварительно облученных металлов обнаружено проникновение одного компонента в другой не только в поверхностном слое, по границам зерен и блоков, но и по дефектам структуры кристаллов и дислокациям, прилегающим к этим границам. После возникновения жидкой фазы дальнейшее взаимодействие металлов происходит через слой расплава. Образование твердого раствора в поверхностном слое взаимодействующих металлов, находящихся в контакте с жидкой фазой, является процессом, непосредственно подготавливающим плавление этого слоя. Поэтому и после возникновения жидкой фазы контактное плавление рассматривается как процесс плавления пересыщенных твердых растворов, образовавшихся вследствие диффузии атомов второго компонента из жидкости и ухода атомов первого компонента в жидкую фазу [4]. Разница лишь в том, что этот процесс протекает в более узком слое и ему сопутствует растворение твердых растворов. [c.141] Жидкая фаза при контактном плавлении в первую очередь образуется по границам зерен и дефектам структуры. Этот процесс наиболее быстро протекает, когда взаимодействующие металлы нерастворимы в твердом состоянии. Однако в отдельных случаях, как например в системе серебро—медь, образование жидкой фазы происходит и в объеме зерен взаимодействующих металлов. [c.142] Таким образом, отклонение температуры системы от эвтектической вызывает необратимый процесс изменения составов и объемов фаз до тех пор, пока не исчезнет одна из фаз и не установится равновесие между двумя оставшимися. [c.143] Для определения направления развития процесса контактного плавления при постоянной температуре и давлении наиболее удобным критерием является изменение изобарно-изотермического потенциала (рис. 70), [13, 14]. На верхних кривых приведено изменение изобарно-изотермического потенциала насыщенных растворов соответственно компонентов Л и В. Кривые начинаются от точек, отвечающих значениям потенциалов чистых компонентов Za и Zb (лежащих на ординатах), затем понижаются до значений, соответствующих насыщенным растворам, после чего поднимаются тем в большей степени, чем выше пересыщение растворов. Кривая изобарно-изотермического потенциала жидкой фазы при температуре Т (пунктирная) лежит ниже кривых изобарно-изотермических потенциалов твердых растворов, поэтому во всей области концентраций от Л до В устойчиво жидкое состояние. [c.143] При эвтектической температуре (Т 4) кривые для а-и р-твердых растворов и жидкой фазы имеют общую касательную, что свидетельствует о трехфазном равновесии в системе. [c.144] При понижении температуры ниже эвтектической минимумы изобарно-изотермических потенциалов а- и р-твердых растворов стремятся к чистым компонентам, а области первичных растворов сокращаются за счет развития области двухфазного состояния (а+р). [c.144] Соотношения (73) и (74) являются системами дифференциальных уравнений для определения hi t) и h2(i), причем С12 и С21 в выражения (73) и (74) входят при условии, что x=h t), т. е. [c.146] Подставляя выражения (83) — (86) в соотношения (78) и (79), получаем интегро-дифференциальные уравнения для определения hi и /гг. [c.147] Развитие процесса взаимодействия в зоне спаев происходит в направлении увеличения количества жидкой фазы в шве. [c.148] При отсутствии растворимости металлов в твердом состоянии контактное плавление при температурах выше эвтектической приводит к образованию прикристаллизо-ванных слоев основного металла. [c.149] В системах с неограниченной растворимостью в твердом состоянии независимо от температуры пайки в шве образуются твердые растворы различного состава. [c.149] При образовании контактно-реакционного спая изотермическая кристаллизация происходить не может, что является особенностью этого вида спаев. [c.149] В процессе образования контактно-реакционного спая при температуре пайки между приведенными в контакт металлами А и В, обладающими ограниченной растворимостью, протекают диффузионные процессы массо-переноса в твердой фазе (рис. 7). В итоге в них образуются диффузиб нные слои с переменной концентрацией диффундирующих компонентов. В результате пересыщения и взаимодействия образующихся в диффузионных зонах твердых растворов возникает жидкая фаза состава 5 со стороны компонента А и состава 3 со стороны компонента В. [c.149] Если пайка ведется при эвтектической температуре, то состав образующейся жидкости точно соответствует эвтектике. При более высоких температурах энергетически более выгодным становится образование жидкости, соответствующей по составу точке пересечения линии ликвидус равновесной диаграммы состояния с изотермой температуры пайки. [c.149] Контактно-реактивная пайка алюминиевых сплавов, обладающих значительной химической активностью, успешно обеспечивается при термовакуумном напылении, допускается плакирование поверхности [16, с. 51—59]. Надежным способом нанесения равномерных тонких (10 мкм) покрытий на магниевые сплавы является ионное напыление в тлеющем разряде. [c.150] Во всех случаях уменьшение прослойки металла, обеспечивающего контактное плавление, способствует повышению прочности. Так, при пайке магниевого сплава МА8 уменьшение прослойки никеля с 0,1 до 0,02 мм повысило прочность в три раза. Минимальная толщина прослойки зависит от способности контактирующих металлов образовывать жидкость, от температуры пайки, свойств окисной пленки, имеющейся на поверхности металлов. [c.150] Вернуться к основной статье