Коррозионная стойкость паяных соединений в атмосферных условиях и воде

Коррозионную стойкость металлов в контакте и паяных соединений обычно проверяют в электролитах, имитирующих условия корро­зионного воздействия среды, или после натурных длительных испы­таний в условиях эксплуатации и хранения и оценивают по сНиже-

§ Таблица 78. Коррозия биметаллических контактов в нейтральных средах* [70]

Коррозия N

к в контакте с

м„

9

бронзами

медью,

латунью,

нейзильбером

свинцом, оловом, их сплавами

кадмием

ЦИНКОМ

магнием

титаном

алюминием и его сплавами

Au, Ag

А

А

А

А

А

А

А

А

Монель, ннконель

В

А

А

А

А

А

А

А

А,

Си—Ni-сплавы, AI, Sn-бронзы

С

--- '

А

А

А

А

А

В, С

А

Си, латунь, нейзильбер

с

Ві С

В, С

А

А

А

В, С

А

Никель

с

В

А

А

А

А

А

В, С

А

Сталь, чугун

с

с

с

С

А

А

А

С

В

Mg н его сплавы (х$оматиро - ваиные)

D

D

D

С

В, С

В, С

. _

С

Аустенитная хромояякелевая сталь 18-8

А

А

А

А

В, С

В, С

С

С

В

Хромоиикелевая сталь 18-2

А

A, C(S)

A, C(S)

А

А

А

А

А

А

Титан

А

А

А

А

А

А

А

А1 и его сплавы

D

D

D

В, С

А

А

А

С

А

* Атмосферные усл*мя я полное погружение в морскую иоду.

нию механических свойств, изменению формы образцов и их микро­структуры.

• В настоящее время накоплены данные о коррозионной стой­кости паяных соединений в нейтральных средах, влиянии на нее легирования припоев, остатков флюсов н их шлаков, а также дан­ные о физико-химическом взаимодействии паяемого металла и припоя.

При слабом физико-химическом (адгезионное и слабо когезион­ное) взаимодействии паяемого металла и припоя коррозионную стойкость паяных соединений в значительной степени определяет их контакт, а при более сильном (когезионное) — действие остат­ков флюса и его шлаков.

При образовании сплавов в шве электрохимические потенциа­лы Мк и Мп влияют на коррозионную стойкость паяных соедине­ний в меньшей степени; важнее в этом случае соотношения элек­тродных потенциалов паяемого металла и шва.

Таблица 79. Характер физико-химического взаимодействия пар М„ и Мп, склонных к контактной коррозии

Мк

мп

Характер

взаимодейст­

вии

мк

М„

Характер

взаимодейст­

вия

Алюминий и

Sn

Слабо ко-

Никель

Ag, Ті

Когезион-

его сплавы

Pb

гезионный То же

Сталь,

Ag

ный

Адгезион-

Медь, ла-

Pb

» »

чугун

ный

туиь

Нейзильбер,

бронзы

Ag

Когезион­

ный

Pb

Sn, Cu,

Слабо ко­гезионный Когезион-

Алюминие-

Ag,

*

латунь

НЫЙ

вые и оло-

Sn,

Хромони-

Cd

Адгезион-

вяниые

Pb

келевая

Zn, Ті,

ный

бронзы, Си—Ni- сплавы

сталь 18-8

A1

Когезион­

ный

Данные, приведенные в табл. 78 и 79, подтверждают, что осо­бенно склонны к развитию контактной (щелевой) коррозии соеди­нения алюминия и его сплавов, паяные оловом, свинцом и их спла­вами, ферритные стали и чугун, паянные серебром, серебрянными припоями, свинцом, соединения меди, паянные свинцовыми припоя­ми ПСр2,5 и ПСрЗ, имеющими слабое химическое сродство с пая­емым металлом и неблагоприятное соотношение электрохимических потенциалов в условиях коррозионных испытаний. Данные по корро­зионной стойкости паяных соединений в основном подтверждают такой вывод.

На рис. 31 и 32 приведены данные С. В. Лашко и В. П. Бат­ракова, полученные при исследовании коррозионной стойкости пая­ных соединений из алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей в полупромышленной атмосфере, тропической камере и камере морско­го тумана с выдержкой в течение 6 мес. Образцы из алюминия АД1, паяииые легкоплавкими припоями марок П150А (Sn—Pb—Cd), ВП200А (Sn—10*/о Zn) и ВП250А (Sn—20% Zп), оказались весьма

Коррозионная стойкость паяных соединений в атмосферных условиях и воде
Коррозионная стойкость паяных соединений в атмосферных условиях и воде
Подпись: Коррозионная среда

Рис. 31. Изменение сопротивления срезу образцов из алюминия и его спла­вов, паянных припоями на алюминиевой (а), оловянной (б) и цинковой (в) основе, после коррозионных нспытяий в течение 6 мес:

/ — морской туман; //— тропическая камера; /// — полупромышленная атмо­сфера; / — П550; 2, З, —П575; 4, 5 — П590; 6, 7 — Ф34А; 8 —ВП250А; 9 — П150А; W— П150А; II — П425А; 12 — П480А; /3 — ПСрбАКЦ; 1. 2, 4, 8, 8—12 — Ф34А; 3, 5, 7, /3 — Ф5

Рнс. 32. Изменение сопротивления срезу паяных образцов из коррозионно - стойкой стали 12Х18И9Т после коррозионных испытаний в течение 6 мес.

склонными к щелевой коррозии во всех условиях испытаний; сое - динення, паяные цинковыми припоями П425 и П480А с флюсами 34А и Ф5 (пайка в пламени пропан-бутановой горелки), оказались стойкими в полупромышленной и тропической атмосферах, но весь­ма нестойкими в атмосфере морского тумана.

Среднеплавкие припои на основе алюминия (П550А, П590А) после пайки с флюсами 34А н Ф5 и тщательного удаления остатков флюсов и их шлаков обеспечивают высокую коррозионную стойкость паяных соединений в полупромышленной и тропической атмосферах, а паянные припоем П550А и в атмосфере морского тумана. Сое­динения, паянные припоем П590А, нестойки в атмосфере морского

Коррозионная стойкость соединений из стали 12X18Н1 ОТ, паян­ных легкоплавкими припоями, существенно зависит от применяе­мых флюсов. Учитывая, что нержавеющие стали, свинец, олово и их сплавы имеют близкие электродные потенциалы в условиях ней­тральных растворов, следует предположить, что, несмотря на тща­тельную промывку остатков флюсов и шлаков, на поверхности пая­ных образцов остаются соединения н создают условия для разви­тия коррозии.

Подпись: тумана, по-видимому, вследствие невозможности полного удаления остатков флюсов и шлаков из участков усадочной пористости в шве, к которой весьма склонен этот припой с относительно широким интервалом плавления (Л<пл~Ю0°С). Систематические исследования коррозионной стойкости образцов из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т, паянных оловянно-свинцовыми, медными, никелевыми и марганцевыми припоями и подвергнутых коррозионным испытаниям в полупромышленной атмосфере, тропической камере и морском тумане в течение 6 мес, показали, что на эти характеристики существенно влияют не только состав припоя, но и состав флюса. Максимально допустимую потерю сопротивления срезу после коррозионных испытаний в течение 6 мес принимали равной 10%. Исследования показали, что соединения, паянные припоем ВПр2 с флюсом 200, в условиях испытаний в тропической камере и по-лупромышленной атмосфере имеют пониженную коррозионную стойкость. Учитывая, что соединения, паянные тем же припоем в аргоне, не склонны к коррозии в тех же условиях испытаний, следует считать, что остатки и шлаки флюса 200 при данном сочетании стали и припоя способствуют развитию коррозии. Соединения нз коррозионной стали 12Х18Н10Т, паянные серебряными припоями ПСр25, ПСр40, ПСр70 с флюсом 209, обнаружили повышенную склонность к коррозии во всех условиях испытаний; особенно высока такая склонность в среде морского тумана: потери сопротивления срезу составляют 80—90%. В литературе отмечается, что для возможности работы паяных соединений из хромистых сталей, коррозионностойких в атмосфере морского тумана или в воде, серебряные припои системы Ag—Си— Zn должны содержать не менее 43, а припои системы Ag—Си—Zn— Cd — не менее 50% Ag. Кроме того, такне припои должны быть ле­гированы 2—3% Ni. При замене кадмия оловом в серебряных при­поях содержание серебра в них должно быть повышено до 55%, а при добавке 2—3% Ni — до 50%. После пайки Припоями с добав­кой никеля по границе шва образуется тонкий слой последнего.

Цинковые припои благодаря обеспечению высокой коррозионной стойкости паяных соединений из алюминия и его сплавов нашли применение, например, для пайки в ультразвуковых ваннах авто­мобильных радиаторов. При этом используют припой состава 95% Zn—5% А1, температура пайки 425°С. Паяные соединения ха­рактеризуются достаточно высокой механической прочностью.

Соединения из коррозионностойких сталей менее склонны к коррозии в различных атмосферных условиях, если в припой Ag ■— 15% Мп введен палладий.

Введение в серебряный припой ПСр92 (Ag—7,5% Си) 5—7% Sn повышает коррозионную стойкость паяных соединений из коррози­онностойких мартенситных сталей в морской воде, при нагреве на воздухе, а также в атмосфере, содержащей H2S н SO*.

Введение в серебряный припой ПСр72 палладия в количестве 1—5% повышает коррозионную стойкость соединений из никелевых, кобальтовых, медных, золотых сплавов, а также молибдена и воль­фрама [1]. Палладий в количестве 9—11%, введенный в припой ■Си—(9—П)% Ag, повышает стойкость в тропической атмосфере соединений из коррозиониостойких сталей, паинных этим припоем {легирующие элементы введены за счет основы припоя). Соединения коррозионностойких сталей и никелевых сплавов типа иимоник, паян­ные никелевым припоем Ni— (16—50)% Сг— (9,5—12,5)% Р, стойки в атмосфере С02 и паров воды (300 ч в СО и атмосфере пара при 700°С). Эта стойкость на 30—60% выше стойкости при пайке аналогичным припоем, содержащим 13% Сг (пайка в вакууме, на­грев индукционный).

Анализ данных по коррозионной стойкости паиных соединений приводит к выводу, что повышение ее возможно путем легирова­ния припоев с целью приближения электрохимического потенциала лаяного шва н паяемого сплава и увеличения химического сродства паяемого сплава и припоя.

Наиболее высокая коррозионная стойкость соединений может быть обеспечена при бесфлюсовой пайке припоями на той же ос­нове, что и основной материал, и при условии малой разницы электрохимических потенциалов последнего и паяного шва.

Составы припоев, обеспечивающих высокую стойкость^ паяных •соединений в агрессивных средах, приведены в табл. 80, а данные о сопротивлении газовой коррозии соединений из коррозиониостой- кнх мартенситных сталей — в табл. 81.

Соединения из высокохромистых аустенито-ферритных сталей, паянные свинцовым припоем, по данным Р. Е. Есепберлина, пока­зали высокую стойкость к контактной коррозии в агрессивной среде, например серной кислоте любой концентрации, при следующем сос­таве припоя, %: Sn 1,0—1,4; Ni 1—1,4; Al 0,08—0,12; Na 0,51—0,55; Ca 0,61—0,65, Pb — остальное; температура пайки <380°C. Пайку этим припоем осуществляют с флюсом на основе хлорида цинка с добавками, %: KF-HF1—2; NaCl 0,5—1,0; NiCl2 0,5—1,0; KJ 2—3; ПСІ 2—3; СаС12 0,5—1,0. Повышение стойкости свинцовых припоев в кислотных травителях может быть достигнуто при легировании их германием и серебром.

В табл. 82 приведены данные [71] о пригодности среднеплавких припоев для пайки конструкционных материалов в изделиях, ра­ботающих в различных газах и воде, а в табл. 83 — данные о га­зовой коррозии паяных соединений коррозионностойких сталей.

Оставить комментарий