Технологии пайке |

Часть 4

Понедельник, 14 Сен 2009

Согласно исследованиям поверхностных слоев армко-железа и сталей, насыщаемых при температурах 1000—1150° С бериллием, установлено, что диффузия бериллия в стали начинает заметно идти при 800° С, при 1150° С происходит сплавление зерен основного металла. На границе низкоуглеродистая сталь — бериллий при 1000° С одновременно идут два процесса:

диффузия бериллия в сталь, что вызывает у—а-перекристаллизацию и появление кристаллов а-фазы, ориентированных в направлении диффузии;

диффузия углерода из стали в бериллий, что вызывает обеднение поверхностных слоев стали углеродом.

Взаимодействие бериллия с углеродом приводит к образованию карбида бериллия, имеющего высокую твердость.

При охлаждении насыщенных бериллием образцов происходит выпадение из пересыщенного раствора бериллия в а железе интерметаллических соединений — бериллидов, что сопровождается Повышением твердости.


Часть 3

Понедельник, 14 Сен 2009

При кристаллизации рост зерен часто отчетливо ориентирован. Зерна преиму-щественно растут в направлении, перпендикулярном к поверхности основного металла, что главным образом связано с направлением теплоотвода. Иногда ориентированность зерен возникает и на поверхности основного металла, смоченного бериллием. Зерна железа на границе с зоной сплавления ориентированы в этом случае под углом приблизительно 45—60° к поверхности основного металла. Это наиболее характерно проявляется в галтельной части шва, где имеется избыток бериллия по сравнению с капиллярной частью шва. Вдали от границы шов — основной металл зерна имеют относительно равноосную форму. С увеличением времени выдержки при пайке ориентированность зерен в направлении, перпендикулярном к поверхности основного металла, исчезает. Одновременно процесс взаимодействия между железом и бериллием усиливается, увеличивается размер зерен, они становятся более равноосны. Происходит сращивание отдельных зерен, в результате чего зона спая оказывается не по границам зерен, а в объеме отдельных зерен.

Замер микротвердости показал, что если с увеличением выдержки при температуре пайки твердость основного металла снижается, то твердость зоны сплавления возрастает, причем наибольшая твердость наблюдается в центральной части зоны сплавления. Последнее связано с образованием интерметаллидов в зоне шва, более богатых бериллием.


Часть 2

Понедельник, 14 Сен 2009

Микроструктура соединения характерна образованием по границе спая общих зерен и крупных зерен сплава бериллий-железо в шве. Зерна основного металла и зерна, образующиеся в зоне сплавления, растут от поверхности твердого паяемого металла. Первоначальные границы основной металл — расплав припоя прослеживаются иногда в виде полос точечных скоплений примесей. Происхождение их связано с неполным разрушением окисной пленки в процессе взаимодействия на границе железо — бериллий или с сегрегацией примесей на этой границе. Часто отдельные зерна прорастают поверхность спая, и таким образом возникает сплошной монолит. При малых зазорах (менее 0,1 мм) наступает полное сращивание, линию спая в этом случае установить не удается. В галтельной части шва, там, где избыточное количество бериллия, общие зерна в зоне спая при малых выдержках не появляются. В контакте с основным металлом образуется обычная при кристаллизации на подложку зона спая. Общие зерна в этом случае не формируются в связи с тем, что поверхностный слой основного металла (зерна железа) интенсивно растворяется в избытке бериллия. Дальнейшее взаимодействие расплава зоны сплавления с основным металлом протекает менее активно, насыщения зерен железа до их сплавления не достигается.


Часть 1

Воскресенье, 13 Сен 2009

При образовании спаев взаимодействие на границе основной металл — расплавленный припой может приводить при затвердевании расплава к возникновению общих зерен. Такой тип кристаллизации связан с происходящим при пайке сплавлением зерен основного металла в результате снижения температуры плавления в ходе диффузионного насыщения его компонентами припоя. Такой вид спая наиболее характерен для пайки железа бериллием.

Железо с бериллием образуют ограниченные твердые растворы и интерметаллические соединения. Эвтектики железо — бериллий имеют температуры плавления 1165° С при 8,3% бериллия и 1225° С при 75,4% бериллия. Максимальная растворимость бериллия в феррите при эвтектической температуре составляет 6,5% по массе. Бериллию присуще образовывать при кристаллизации крупные столбчатые кристаллы.

Процесс пайки армко-железа бериллием успешно протекает в вакууме 5-10~4 мм рт. ст. при нагреве до температур 1300—1350° С.

В среде водорода и азота бериллий по поверхности армко-железа не растекается и в зазор не течет, несмотря на применение газовых атмосфер с высокой степенью осушки (—60° С) и очистки (содержание кислорода ниже 0,0002% по объему).