- •О. В. Климов, ю. І. Кононенко, в. Л. Грешта сталі та сплави з особливими властивостями
- •1 Визначення структурних класів заданих марок легованих сталей з використанням діаграм рівноваги та перетворення переохолодженого аустеніту
- •1.1 Вплив легувальних елементів на структуру сталі
- •1.2 Класифікація легованих сталей
- •2 Зносостійкі матеріали
- •2.1 Види зносу та шляхи підвищення зносостійкості
- •2.2 Матеріали з високою твердістю поверхні
- •2.2.1 Матеріали, стійкі до абразивного зносу
- •2.2.2 Матеріали з високим опором зносу від втоми
- •2.2.3 Графітизовані сталі
- •2.2.4 Матеріали стійкі до зносу в умовах високого тиску та ударних навантажень
- •2.3 Антифрикційні матеріали
- •2.4 Фрикційні матеріали
- •3 Корозійностійкі матеріали
- •3.1 Види та механізми корозії
- •3.2 Корозійностійкі матеріали
- •3.2.1 Атмосферокорозійностійкі низьколеговані сталі (акс)
- •3.2.2 Корозійностійкі сталі (кс)
- •3.2.2.1 Особливості хімічного складу та структури неіржавіючих сталей
- •3.2.2.2 Крихкість корозійностійких сталей
- •3.2.2.3 Корозійностійкі сталі, що підлягають термічному зміцненню
- •3.2.2.4 Корозійностійкі сталі, які не зміцнюються термічною обробкою
- •3.2.3 Сплави на залізонікелевій та нікелевій основі
- •3.2.4 Титан та його сплави
- •3.2.5 Алюміній та його сплави
- •3.2.6 Мідь та її сплави
- •3.2.7 Тугоплавкі метали
- •3.2.8 Благородні метали
- •3.2.9 Неметалеві матеріали
- •4 Матеріали стійкі до впливу температури та зовнішнього робочого середовища
- •4.1 Жаростійкі матеріали
- •4.1.1 Принципи легування жаростійких сталей
- •4.1.2 Феритні хромисті та хромоалюмінієві сталі
- •4.1.3 Мартенситні та мартенсито-феритні хромокремнієві сталі
- •4.1.4 Аустенітні сталі та сплави на залізонікелевій та нікелевій основі
- •4.1.5 Інші матеріали
- •4.2 Жароміцні матеріали
- •4.2.1 Особливості хімічного складу та структури жароміцних матеріалів
- •4.2.2 Класифікація жароміцних матеріалів
- •4.2.3 Помірно жароміцні сталі перлітного та мартенситного класів
- •4.2.3.1 Перлітні сталі
- •4.2.3.2 Хромисті сталі мартенситного та мартенсито-феритного класу
- •4.2.4 Жароміцні сталі аустенітного класу
- •4.2.4.1 Гомогенні сталі
- •4.2.4.2 Сталі з карбідним зміцненням
- •4.2.4.3 Сталі з інтерметалідним зміцненням
- •4.2.5 Жароміцні сплави на залізонікелевій та нікелевій основі
- •4.2.5.1 Залізонікелеві сплави
- •4.2.5.2 Сплави на нікелевій основі
- •4.2.6 Жароміцні сплави на основі кобальту
- •4.2.7 Інші матеріали
- •4.2.7.1 Помірно жароміцні матеріали
- •4.2.7.2 Жароміцні сплави на основі важкотопких елементів
- •4.2.7.3 Композиційні жароміцні матеріали
- •4.3 Холодостійкі матеріали
- •4.3.1 Критерії холодостійких матеріалів
- •4.3.2 Холодостійкі сталі
- •4.3.2.1 Холодостійкі сталі кліматичного холоду
- •4.3.2.2 Сталі для кріогенної техніки
- •4.3.2.2.1 Аустенітні сталі
- •4.3.2.2.2 Нікелеві низьковуглецеві сталі
- •4.3.2.3 Ливарні сталі
- •4.3.3 Залізонікелеві сплави
- •4.3.4 Сплави кольорових металів для кріогенної техніки
- •4.3.4.1 Алюміній та його сплави
- •4.3.4.2 Титан та його сплави
- •4.3.4.3 Мідь та її сплави
- •4.3.5 Холодостійкі неметалеві матеріали
- •5 Матеріали з особливими фізичними властивостями
- •5.1 Провідникові матеріали
- •5.1.1 Електричні властивості провідникових матеріалів
- •5.1.2 Провідникові матеріали
- •5.1.2.1 Метали та сплави з високою провідністю
- •5.1.2.2 Припої
- •5.1.2.3 Надпровідники
- •5.1.2.4 Контактні матеріали
- •5.1.2.5 Сплави з підвищеним електричним опором
- •5.1.2.6 Матеріали для термопар
- •5.2 Матеріали з особливими магнітними властивостями
- •5.2.1 Особливості процесів намагнічування матеріалів у зовнішньому магнітному полі
- •5.2.2 Магнітом’які матеріали
- •5.2.2.1 Низькочастотні магнітом’які матеріали
- •5.2.2.2 Високочастотні магнітом’які матеріали
- •5.2.3 Магнітотверді матеріали
- •5.3 Сплави з особливими тепловими властивостями
- •5.3.1 Сплави з заданим температурним коефіцієнтом лінійного розширення
- •5.3.2 Сплави з заданим температурним коефіцієнтом модуля пружності
- •5.4 Матеріали з ефектом пам’яті форми
- •5.4.1 Механізм ефекту пам’яті форми
- •5.4.2 Сплави з ефектом пам’яті форми
- •5.4.3 Застосування сплавів з ефектом пам’яті форми
- •5.5 Радіаційностійкі матеріали
- •5.5.1 Радіаційні дефекти та властивості матеріалів
- •5.5.2 Основні компоненти сучасного ядерного реактору
- •5.5.3 Радіаційностійкі матеріали
- •Література
- •6.050403 «Інженерне матеріалознавство»
5.1.2.2 Припої
Сплави, які використовують при паянні металів високої провідності, припої повинні забезпечувати низький перехідний опір (опір контакту).
Розрізняють припої двох типів: для низькотемпературного паяння, які мають температуру плавлення до 400 С, і для високотемпературного паяння з більш високою температурою плавлення. Для отримання якісного з’єднання припой повинен мати меншу температуру плавлення, ніж метал, який піддають паянню; в розплавленому стані припой повинен добре змочувати поверхню. Температурні коефіцієнти лінійного розширення металу і припою повинні бути близькими.
З цією метою використовують припої на основі Sn, Pb, Zn, Ag, які мають добру електропровідність. Сплави цих металів утворюють евтектичні суміші, електроопір яких мало відрізняється від металів, що утворюють сплав.
В приладобудуванні для низькотемпературного паяння застосовують олов’яно-свинцеві та олов’яно-цинкові припої.
Сплави олова і свинцю утворюють діаграму стану евтектичного типу з твердими розчинами обмеженої розчинності. Сплав евтектичного типу ПОС-61 (склад 61 % Sn та 39 % Pb) має низьку температуру плавлення 183С і добру рідкотекучість, що забезпечує якісне формування шва і високі механічні властивості. Застосовують також сплави доевтектичного ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-50 та заевтектичного ПОС-90 складу. Цифра в марці вказує на вміст олова. Припої такого типу мають перехідний електроопір = 0,14…0,21 мкОмм та застосовуються для паяння дуже тонких дротів з міді та мідних сплавів, а також в тих випадках, коли є неприпустимим високе нагрівання в зоні паяння.
Сплави олова та цинку також утворюють діаграму евтектичного типу. Найкращим припоєм є сплав ПОЦ-90, який відповідає евтектичному складу: 90 % Sn і 10 % Zn. Сплав має саму низьку температуру плавлення 199С серед сплавів цієї системи. Сплави ПОЦ-70, ПОЦ-60, ПОЦ-40, також як і ПОЦ-90, використовують для паяння алюмінію і його сплавів.
В тих випадках, коли вимагається дуже низька температура (100 С) нагрівання, для паяння використовують сплави вісмуту зі свинцем, оловом, кадмієм. В процесі сплавлення метали утворюють між собою легкотопкі потрійні і більш складні евтектики, чим і пояснюється низька температура плавлення сплавів. Слід відмітити, що такі припої не забезпечують високої міцності з’єднання; крім того, сплави з вісмутом крихкі.
Припої для високотемпературного паяння забезпечують більш міцні з’єднання, ніж припої для низькотемпературного паяння, оскільки внаслідок високої температури нагрівання відбувається взаємна дифузія елементів основного металу та припою. Перехідний електроопір таких припоїв нижчий, ніж низькотемпературних.
Як високотемпературні припої використовують мідь, мідно-цинкові та мідно-фосфористі припої, а також припої, які містять срібло. Мідно-цинкові припої ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54 (цифра вказує вміст міді) мають перехідний електроопір в межах 0,03…0,04 мкОмм, температура плавлення їх при збільшенні вмісту міді зростає від 825 до 880 С. Застосування мідно-фосфористих припоїв ПМФ7 (цифра вказує процентний вміст фосфору) дозволяє вести паяння міді без флюсу, що більш зручно.
Припої, які містять срібло, технологічні, оскільки володіють доброю розчинністю та змочуваністю; використовуються для паяння будь-яких металів та сплавів, забезпечують з’єднання з добрими механічними властивостями і мають невеликий перехідний опір. Крім срібла, вміст якого вказує цифра в марці, припой містить мідь або мідь з цинком. В припоях ПСр-72, ПСр-61, ПСр-45, ПСр-10 перехідний опір зростає від 0,022 до 0,065 мкОмм, температура плавлення відповідно змінюється від 779 до 920 С (див. рис. 5.4) [5].