Автоматическая сварка, 2016, №07



2016 №07 (02)

DOI of Article 10.15407/as2016.07.03

2016 №07 (04)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 7, 2016, с. 18-21
 

Возможность снижения роста интерметаллидной прослойки при пайке стали припоями системы медь–фосфор

А. Н. Писарев, В. Ф. Хорунов, С. В. Максимова, В. Н. Товмаченко

ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Паяные соединения широко применяются при создании конструкций в разных отраслях промышленности. Их эксплуатационные свойства зависят от надежности работы паяных соединений. Одной из причин низких свойств паяных конструкций является образование сплошных непрерывных прослоек хрупких интерметаллидных соединений вдоль границы раздела паяный шов–паяемый металл. В данной работе рассмотрены некоторые закономерности формирования фосфидов железа при пайке стали припоями на основе системы медь–фосфор. На основании литературных данных и термодинамических расчетов предпринята попытка снизить скорость их образования и роста за счет легирования марганцем, титаном, никелем. При взаимодействии паяемого металла с жидким припоем на межфазной границе могут протекать два взаимно противоположных процесса: растворение твердого металла в жидком и диффузия атомов жидкого металла в твердый с образованием химических соединений. Исследование фазового и химического состава зоны взаимодействия показало, что она состоит из твердого раствора на основе меди и фосфидов Fe₂P и FeP, образующихся на границе раздела в виде непрерывной прослойки. Термодинамическая вероятность образования фосфидов подтверждена расчетом изобарно-изотермического потенциала соответствующих реакций. Изучение фазовых равновесий и взаимной растворимости компонентов и соединений разреза Fe₂P–Cu₃P–Ni четверной системы Fe–Ni–Cu–P показало, что никель и его фосфиды, могут образовывать непрерывные твердые растворы как с железом, так и с медью. Подобие кристаллических решеток медного раствора и фосфида железа и их параметров указывают на то, что введение Ni в медно-фосфорный припой при пайке будет способствовать их растворению в паяном шве. Библиогр. 11, рис. 3.
 
 
Ключевые слова: пайка, припой медно-фосфорный, растворимость интерметаллидов, термодинамические расчеты, диффузия, фосфиды, рентгенограмма, фаза
 
Поступила в редакцию 02.02.2016
Подписано в печать 22.06.2016
 

1. Mr. Owe Mars, Martin Stroiczek, Ulrika Perrson. Erosion control of stainless steel brazing alloys // Proceedings from the 5th International Brazing and Soldering Conference, April 22–25, 2012, Las Vegas, Nevada, USA. – P. 169–173.
2. Лашко Н. Ф. Контактные и металлургические процессы при пайке / Н. Ф. Лашко, С. В. Лашко. – М.: Металлургия, 1977. 192 с.
3. Strength of brazed joints and metallurgical testing of Cu–4Sn–6P and Cu–40Zn–1Sn–0,3Si Silver-free filler metals / Matthew J. Duffey, Jacob T. Marchal, Matthew R. Loney et al. // International Brazing and Soldering Conference, Long Beach, USA, April 19–22, 2015, CD.
4. Microstructure and fracture morphology of Mo/CuCr18–Ni18 brazing joint with Ni–Cr–P filler metal / Li Yajiang, Wang Juan, Liu Kun, Zheng Deshuang // International Brazing and Soldering Conference, Long Beach, USA, April 19–22, 2015, CD.
5. Никитин В. И. Физико-химические явления при воздействии жидких металлов на твердые / В. И. Никитин. – М. Атомиздат, 1967. – 441 с.
6. Дыбков В. И. Твердофазная химическая кинетика и реактивная диффузия / В. И. Дыбков. – Киев: НАН Украины, 2002. – 135 с.
7. Получение диффузионных покрытий в среде легкоплавких металлов / В. Ф. Шатинский, О. М. Збожная и др. – Киев: Наук. думка, 1976. – 203 с.
8. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: справочник; под ред. О. А. Банных. – М.: Металлургия, 1986. – 439 с.
9. JANAF. Thermochemical Tables/ 3-th ed. / M. W. Chase [et. al.] Thermal Group. Dow Chemical U.S.A., Midland, Michigan., – 1980. – Р. 1856.
10. Матюшенко Н. Н. Кристаллические структуры двойных соединений: справочник / Н. Н. Матюшенко. – М.: Металлургия, 1969. – 303 с.
11. Металлиды и взаимодействие между ними / И. И. Корнилов. – М.: Наука, 1964. – 179 с.