Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
Во всех случаях температура эксплуатации паяного изделия t3 должна быть ниже температуры распайки соединений: і9 < ?расп *
Равенство tpac_ — і_м может быть достигнуто только после диффузионной пайки. Если паяемый металл паять припоем, слабо с ним взаимодействующим, то ?расп => tc п. Если паяемый металл и припой образуют непрерывный ряд твердых растворов с повышающейся температурой солидуса, то ?расп > tc п. Для твердых раствороб с неограниченной растворимостью, имеющих минимум, t < tc п.
С учетом приведенных соотношений и того, что tca < tcu для случая, когда припой при пайке образует с паяемым металлом сплавы с температурой солидуса ниже температуры солидуса припоя, справедливо неравенство t3 < t ^ < tc „ < tc м.
Когда припой и паяемый металл образуют сплав в шве с температурой солидуса, равной или выше температур солидуса припоя, то «э < % п і t і tCM.
Равенство і п "^n соответствует случаю, когда температура солидуса сплава, образующегося в шве, равна температуре солидуса припоя (например, при отсутствии взаимодействия между компонентами А и В или при образовании между ними эвтектики или перитектики, температура плавления которой мало отличается от температуры плавления припоя). Поэтому в общем случае температура пайки tn может быть и выше и ниже температуры распайки выполненных ранее швов tn^t п, а *э < tcll.
27
chipmaker. ru
Следовательно, зависимость между характеристическими температурами паяного соединения, паяемого металла и припоя и температурой пайки в общем случае должна быть записана в виде:
Однако такие ограничения температуры пайки хотя и необходимы, но еще не достаточны. К последнему условию должны быть добавлены и другие.
Температурный интервал пайки должен находиться вне интервалов запрещенных температур для паяемого металла и припоя t3 м и <з м, в которых паяемый металл или припой претерпевают структурные, химические или фазовые превращения, недопустимо ухудшающие их свойства.
Ухудшение свойств конструкционного материала и прежде всего его механических и коррозионных свойств под действием нагрева в процессе пайки связано с его структурными изменениями, проходящими при этом: снятием эффектов нагартовки и наклепа, термической обработки, ростом зерна и изменением состояния сплава по границам зерен. Поэтому при выборе припоев по температуре их плавления и при разработке термических режимов и цикла пайки следует учитывать критические температуры, выше и ниже которых в конструкционном материале начинают развиваться упомянутые процессы. Необходимо выбирать термические режим и цикл пайки в соответствии с условиями сохранения эксплуатационных свойств Mx.
Разупрочнение деформированного металла или сплава при нагреве является результатом процессов возврата, первичной и собирательной рекристаллизации, а в некоторых случаях и вторичной рекристаллизации.
При нагреве холоднодеформированного металла до температуры 0,2 Тт идет первая стадия — возврат, или отдых; при этом вакансии перемещаются к границам зерен с межузельными атомами, что приводит к уменьшению количества дислокаций и снижению микронапряжений в металле и, следовательно, к понижению прочности и повышению пластичности металла.
При нагреве слабодеформированных железа, алюминия и их сплавов до температуры - 0,3 T11n в них наступает вторая стадия возврата — полигонизация; при этом формируется ячеистая структура, являющаяся следствием образования субзерен с угловыми границами, и пластичность металла еще более повышается.
При нагреве слабо холоднодеформированного металла в интервале температур 0,4—0,5 T^1n в местах наибольшей концентрации дислокаций Сна границах старых деформированных зерен) зарождаются и растут новые равноосные зерна (первичная рекристаллизация). При достаточной выдержке или при дальнейшем повышении температуры текстурированная структура металла заменяется равноосными зернами рекристаллизованной структуры. Все это
28
приводит к снижению прочности и дальнейшему повышению пластичности металла.
Величина рекристаллизованного зерна зависит от степени деформации, температуры и времени рекристаллизации исходного размера зерна. Максимальный размер зерна характерен для рекристаллизации металла, подвергнутого критической степени деформации (3—15 %). При этом в металле образуется ограниченное число зародышей рекристаллизованных зерен.
Дальнейшее повышение степени деформации приводит к ускорению роста числа центров рекристаллизованных зерен по степенному, а повышение температуры нагрева — по экспоненциальному закону. При дальнейшем повышении температуры рост зерен вследствие усиления диффузионных процессов резко возрастает.
Температура рекристаллизации сильно деформированных чистых металлов по правилу Бочвара составляет 0,3—0,4 T^1, а у сплавов и сталей она существенно выше. Данные о такой температуре для сплавов могут быть определены по их диаграммам рекристаллизации, представляющим собой зависимость температуры начала и конца этого процесса от степени деформации при заданной длительности нагрева, или по трехмерным диаграммам рекристаллизации, представляющим собой зависимость средней площади зерна от степени деформации и температуры [1].
