Автоматичне зварювання, 2023, №08



2023 №08 (02)

DOI of Article 10.37434/as2023.08.03

2023 №08 (04)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 8, 2023, с. 15-22

Вплив заліза на структуру і технологічні характеристики припоїв системи Cu–Mn–Co–Fe

С.В. Максимова, П.В. Ковальчук, В.В. Воронов, І.І. Дацюк

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Наведено результати комплексних досліджень припоїв системи Cu–Mn–Co–Fe, що леговані залізом в межах 1...5 мас. %. Розрахунковим шляхом визначено температури плавлення та показано, що підвищення концентрації заліза з 1 до 5 мас. % призводить до незначного (з 912 до 923 °C) підвищення температури солідусу та суттєвого підвищення температури ліквідусу (з 931 до 1027 °C). При цьому розширюється температурний інтервал плавлення, який становить 104 °С. Результатами експериментальних досліджень з розтікання припоїв по Ковару і корозійностійкій сталі встановлено, що підвищення концентрації заліза з 1 до 5 % сприяє не тільки підвищенню температури ліквідусу, а й збільшенню площі розтікання, що обумовлено температурою плавлення твердого розчину на основі міді. Локальним мікрорентгеноспектральним аналізом визначено дискретний розподіл складових елементів і показано, що припій після розтікання містить два твердих розчини: на основі міді та на основі марганцю. Результатами досліджень паяних напускних пластинчастих з’єднань Ковар–корозійностійка сталь встановлено, що легування сплаву системи Cu–Mn–Co–Fe залізом сприяє підвищенню мікротвердості та міцності на зсув. Бібліогр. 22, табл. 5, рис. 11.
Ключові слова: припій мідь–марганець–кобальт–залізо, температурний інтервал плавлення, структура, мікротвердість, контактний кут змочування, твердий розчин


Надійшла до редакції 08.06.2023

Список літератури

1. Mai, T.A., Spowage, A.C. (2004) Characterisation of dissimilar joints in laser welding of steel–kovar, copper–steel and copper–aluminium. Materials Science and Engineering, A, 374, 1–2, 224–233. DOI:https://doi.org/10.1016/j. msea.2004.02.025
2. Fadhali, M.M. A., Zainal, S.J., Munajat Y., Jalil, A., Rahman, R. (2010) Laser welding characterization of kovar and stainless steel alloys as suitable materials for components of photonic devices packaging. AIP Conference Proceedings, 1217, 147–152. DOI: https://doi.org/10.1063/1.3377802
3. Калетина Ю.В., Ефимова Е.Д., Романов М.К. (2014) Проблемы свариваемости деталей из аустенитной стали 12Х18Н10Т и прецизионного сплава 29НК. Металловедение и термическая обработка металлов, 6, 26‒29.
4. Sun, Z., Moisio, T. (1994) Melting ratio in laser welding of dissimilar metals. J. Mater. Sci. Lett, 13, 980–982. DOI:https:// doi.org/10.1007/BF00701444
5. Xin, C., Jiazhen, Y., Li, N., Liu, W., Du, J., Cao, Y., Shi, H. (2016) Microstructural evolution during the brazing of Al2O3 ceramic to kovar alloy by sputtering Ti/Mo films on the ceramic surface. Ceramics International, 42, 11, 12586– 12593. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.04.094
6. Baghjari, S.H., Gholambargani, M., Akbari Mousavi S.A. (2019) Application of the pulsed Nd:YAG laser welding to investigate the effect of laser beam position on weld characteristics of AISI 420 stainless steel to kovar alloy. Lasers Manuf. Mater. Process. 6, 14–25. DOI: https://doi. org/10.1007/s40516-018-0078-y
7. Qiao, G.J., Wang, H.J., Gao, J.Q., Jin, Z.H. (2005) Brazing Al2O3 to kovar alloy with Ni/Ti/Ni interlayer and dramatic increasing of joint strength after thermal cycles. Materials Science Forum, 486–487, 481–484. DOI: https://doi. org/10.4028/www.scientific.net/msf.486-487.481
8. Fang, Y.J., Jiang, X.S., Mo, D.F, Song, T.F, Shao, Z.У., Zhu, D.G., Zhu, M.H., Luo, Z.P. (2018) Microstructure and mechanical properties of electron beam-welded joints of titanium TC4 (Ti–6Al–4V) and kovar (Fe–29Ni–17Co) alloys with Cu/Nb multi-interlayer. Advances in Materials Science and Engineering, 2018, 1–11. DOI: https://doi. org/10.1155/2018/2042871
9. Sun, Z., Ion, J.C. (1995) Laser welding of dissimilar metal combinations. J. Mater. Sci., 30, 4205‒4214. DOI: https://doi. org/10.1007/BF00361499
10. Xiao, R., Dong, P., Chen, K. (2009) Laser beam welding of dissimilar materials. ICALEO 2009–28th International Congress on Applications of Lasers and Electro-Optics, Orlando, FL, USA, 102, 660–665.
11. Wang, J.L., Yang, Z.W., Wang, Y., Wang, D.P., Li, H.J. (2021) Microstructural stability and mechanical properties of Al2O3/ Kovar 4 J34 joint vacuum brazed using Ag–5Cu–1Al–1.25Ti (wt.%) filler metal. J. of Manufacturing Processes, 72, 553– 564. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.10.057
12. Єрмолаєв Г.В., Квасницький В.В., Квасницький В.Ф., Максимова С.В. та ін. (2015) Паяння металів. Підручник. НУК, Миколаїв.
13. Салли А. (1959) Марганец. Москва, Металлургиздат . Sally A. (1959) Manganese. Moscow, Metallurgizdat [in Russian].
14. Massalski, T.B. (1990) Вinary alloy phase diagrams. American Society for metals. Ohiо, Metals Park, ASM International, СD.
15. Марочник стали и сплавов. http://www.splav-kharkov.com Steel and Alloy Grader. http://www.splav-kharkov.com
16. Practical software for materials properties. https://www. sentesoftware.co.uk/jmatpro
17. Saunders, N., Guo, Z., Li, X., Miodownik, A.P., Schillé, J-Ph. (2003) Using JMatPro to model materials properties and behavior. JOM, 55, 12, 60–65. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11837-003-0013-2
18. Schillé, J-Ph., Guo, Z., Saunders, N., Miodownik, P.A. (2011) Modeling phase transformations and material properties critical to processing simulation of steels. Materials and Manufacturing Processes, 26, 1, 137–143. DOI: https://doi. org/ 10.1080/10426910903153059
19. (1997) Диаграммы состояния двойных металлических систем. Лякишев Н.П. (ред.), Т. 2, Москва, Машиностроение.
20. (2007) Brazing handbook 5th ed Miami. American Welding Society.
21. Maksymova, S.V., Kovalchuk, P.V., Voronov, V.V. (2021) Vacuum вrazing of kovar–molybdenum dissimilar joints. The Рaton Welding J., 7, 13–18. DOI: https://doi.org//10.37434/tpwj2021.07.03
22. Максимова С.В., Ковальчук П.В., Воронов В.В. (2021) Вплив Со на структуру і механічні властивості лютованих з’єднань ковар–неіржавка сталь. Металофізика та новітні технології, 43(4), 553–566. DOI: https://doi.org/10.15407/ mfi nt.43.04.0553

---

Реклама в цьому номері:

---