Физико-химические процессы при пайке - Петрунин И.Е.
Скачать (прямая ссылка):
187
ства основного и расплавленного металлов. Чем больше в стали углерода, тем сильнее при данной температуре проявляется эффект ее разупрочнения. Азот в стали оказывает влияние, аналогичное углероду: чем больше в стали азота, тем больше снижаются ее прочность и пластичность под действием расплавленных металлов. По вредности влияния на механические свойства стали, отдельные металлы, входящие в состав низкотемпературных припоев, могут быть расположены в следующей последовательности: свинец, висмут, кадмий, олово. Для
Мн/м2 кГ/мм 2
Рис. 55. Зависимость длительности контакта стали Х18Н9Т с расплавленной латунью J162 на величину разрушающего напряжения при различных температурах
высокотемпературных припоев градация не установлена, однако адсорбционные свойства отдельных припоев известны. Так, припой ПСр-45 вызывает хрупкое разрушение стали Ст. 3. В этом припое поверхностно-активным элементом является цинк. Замена его кадмием не дает положительного результата, так как кадмий тоже поверх-ностно-активный. Контакт припоев ПСр-25 и ПСр-45 со сталью Х18Н9Т также снижает ее прочность. Снижение прочности и образование трещин под действием расплавленного припоя имеет место при пайке латунью Л62 сталей 20, 45, 30ХГСА, Х18Н9Т. В то же время на сплав ЭИ435 припой Л62 не действует. При пайке сталей медью также проявляется эффект адсорбционного понижения прочности. Если при испытании армко-железа при
188
1100° С предел текучести составляет 19,6 Мн/м2 (2 кГ/мм1), то в контакте с расплавленной медью предел текучести снижается вдвое. При этом относительное сужение падает с 25% до нуля. В то же время контакт никеля с расплавленной медью практически не влияет на его предел текучести и относительное сужение. Испытание легированных сталей в контакте с жидкой медью показало, что снижение их прочности различно и зависит от содержания феррита в структуре сталей, содержания никеля и прочности стали. С уменьшением количества феррита в стали снижается ее прочность и особенно сильно падает пластичность. На аустенитных и аустенито-фер-ритных сталях наиболее сильно проявляется эффект адсорбционного понижения прочности под влиянием расплавленной меди, когда содержание феррита в них меньше 20% [14].
Термическая и химико-термическая обработка основного металла оказывает значительное влияние на эффект адсорбционного понижения прочности.
Как видно из табл. 34 [15], на свойства отожженного железа расплавы оказывают незначительное влияние. Цементированные и азотированные образцы значительно снижают механические свойства под действием расплавов. Причем, чем выше твердость, тем сильнее проявляется эффект снижения прочности и пластичности. При этом олово действует более интенсивно, чем свинец.
В опытах, проведенных при высоких температурах, свинец оказывает более активное воздействие на армко-железо (рис. 56, а), чем олово (рис. 56, б) [16]. Как видно из микроструктур, свинец более интенсивно разрушает основной металл.
Введением в расплавленные металлы добавок других металлов можно изменять их способность адсорбционно понижать прочность твердых металлов. Данное обстоятельство особенно необходимо учитывать при разработке припоев. На рис. 57 показана зависимость прочности цинка в контакте с ртутью, содержащей различное количество индия. Из рисунка видно, что при добавках к ртути индия прочность цинка вначале уменьшается, а затем начинает возрастать [17].
Все твердые металлы и сплавы при температурах, несколько превышающих температуру плавления нанесенных на них покрытий, подчиняются общему правилу:
189
Влияние состояния основного металла (термообработанного в различных условиях армко-железа) на эффект снижения прочности под действием расплавов свинца и олова
при температуре 400° С
1 S о CO 05
ш о СО CM
o' о «? о СМ
К
X 4>
<v ь
я
я я
ч f- S
>•> я о а о Sf I I CM
а; да Я 1 1 CO LQ
я 3 аз и CM
к 4) н =г со л
<J \о
о О
я h г
О т—1 CO
>-> *>
СО oo CO 1-H
3 СМ CM
ta
1П CM o>
г iO О Ю CM
о in CO CO CO
щ о 'w' ' '
щ =? in CM CO
о o> Ю о
С и in in CO CO
OI
н
а Л ,—4 ,—4
н я 2 <N CO
о о CO
а SJ 1 ] CO
К Сй Я I
н ta in in
о 2 о CM CO
Я а CO
т п
о Л
п ю
о ->"*S
=5 4» 2 CO CM о
о х in QO CM t-.
in t-. in о
р '—'
СО 05 QO CO CO
CO Щ
in t-. Ю CO
2% ,-v
о о о о
5 5 * CO CO CO o>
/“ч й) Г CM CO CM
'—' 'w" 'w"
Q. К * rf CO CM
0> P»w Ю CM •«f
tt U3 N CM Ю <N oo
Н О ^ CM CO CM
X' .
к Stf н =; =;
о CO
>о
Л о. о <U <D
ю о о г о* a. & <D к s a- ? CO ca X CO CO
о O- „ C3 о о
н i CR u. К X cx ex
=- Я CQ s« H CU S <D H о ГЗ h- © n
о < <
190
если металл оказывается чувствительным к одному из расплавленных покрытий, то он обычно чувствителен также и к остальным, и, наоборот, если металл не реагирует на одно покрытие, то он не реагирует и на другие. Так, закаленные стали реагируют на олово, оловянносвин-
