капилляра. В капиллярных зазорах малой величины (до 0,3 мм) верхняя часть занята металлом заэвтектического состава с большим количеством кристаллов интерметаллических соединений.

В условиях нагрева электронным лучом возникают мощные конвективные потоки в центральной части капли, что может привести к существенному изменению картины взаимодействия. Поэтому определяли максимально допустимое время контакта ниобия с жидкой сталью при разных температурах и объемах жидкой стали в случае нагрева расфокусированным электронным лучом навесок стали на ниобиевых шайбах. Для уменьшения влияния теплоотвода образцы из ниобия укладывали на подвески из молибденовой проволоки в специальном приспособлении. Одновременно в установку загружали восемь образцов. Контроль параметров режима нагрева (с/уск, /луч, /фокус) и температуры осуществляли по приборам и с помощью термопары. Начало взаимодействия стали с ниобием определяли визуально по появлению галтели между каплей жидкой стали и ниобием. После достижения требуемой выдержки электронный луч выключали. Время взаимодействия изменяли от 5 до 120 с с интервалом 5 с. Металлографические исследования и микрорентгеноспектральный анализ полученных образцов показали, что при 1703 К сплошная прослойка интерметаллических соединений на границе контакта начинает образовываться лишь через 120 с после начала взаимодействия жидкой стали с ниобием (при удельном объеме жидкой стали, равном 1,8 мм3, приходящемся на 1 мм2 поверхности ниобия).

Анализ зависимости между температурой нагрева и временем появления интерметаллических прослоек показал, что при температуре взаимодействия 1703 К начало образования прослойки интерметаллических соединений наступает через 120 с. Повышение температуры до 1873 К ускоряет процесс растворения ниобия в стали и сокращает время до образования интерметаллических прослоек. В области, лежащей вышэ этой температуры, всегда наблюдается сплошная интерметаллическая прослойка по границе взаимодействия жидкой стали с ниобием, в нижней области интерметаллические прослойки отсутствуют.

Таким образом, в условиях, когда идет перемешивание и движение жидкого металла при нагреве до 1703 К, появление прослойки интер-(металлических соединений на границе контакта ниобий — сталь становится возможным после насыщения всего объема жидкой стали ниобием до концентрации, превышающей эвтектическую. Однако при высоких температурах взаимодействия, близких к температуре плавления интерметаллического соединения (1928 К), в участках контакта сразу же возникают микрообъемы жидкости с местным пересыщением ниобием и после охлаждения образуются прослойки интерметаллических соединений.

Смачивание ниобия расплавленной медью. Растеканию меди марки МВ по сплавам ниобия с 5,7 и 3 % (по массе) циркония посвящена работа [311]. Цилиндрические образцы меди (массой 0,336 г) расплавляли в печи ТВВ-4 (рабочее остаточное давление 10_3 Па) - и выдерживали при 1373 К на пластинках сплавов в течение 0,5—30 мин. Образцы разрезали перпендикулярно к поверхности контакта и изучали на оптиче-

ском микроскопе (Неофот-2), сканирующем электронном микроскопе (ШМ-25) и микроанализаторе 1ХА-2) структуру зоны контакта и пропитки, изменение радиуса пятна смачивания А/? (по отношению к первоначальному), глубину и проникновение в твердый сплав Ь, фазовый и химический состав вдоль Й и 1^. После формирования жидкой капли от ее края распространяется по подложке тонкая пленка (ореол); массивная капля, таким образом, растекается по этому ореолу. Рентгеновским фазовым анализом установлено присутствие промежуточных фаз типа СихХту в ореоле. Продвижение видимого фронта массивной жидкости (для заданной массы) длится 1 мин, а распространение тонкой пленки продолжается по закону, близкому к параболическому [332].

Авторы работы [311] предложили следующую схему процесса. Растекание происходит по механизму полислойной диффузии (ореол толщиной около 10 мкм) с последующим изменением состава жидкой пленки вплоть до образования соединения 2гСи4, по которому и растекается массивная капля жидкого металла до установления равновесия в системе. Образование пленки продолжается, а скорость ее распространения определяется как диффузией компонентов по поверхности, так и скоростью образования 2гСи4. Эффективный коэффициент поверхностной диффузии меди по ниобию С^йь = 1 • 10~4 см2/с Обнаружено проникновение медного сплава в объем подложки из ниобиевого сплава с образованием разветвленной системы межзеренных прослоек.

Цель исследования [313] — изучение условий смачивания в вакууме ниобия жидкой медью и разработка технологии ЭЛС ниобия с медью толщиной 15 мм. Исследования смачиваемости ниобия расплавленной медью проводили на установке У-212М (источник питания У-250А, пушка У-530М). Исследуемые материалы — бескислородная медь, сплав ниобия системы 1ЧЬ — Хт — С. Тип соединения — стыковой. Контактирующие поверхности образцов ниобия шлифовали, обезжиривали, подвергали электрополировке, образцов меди — строгали и обезжиривали.

Для определения условий смачивания пользовались методикой, позволяющей максимально приблизить условия эксперимента к условиям сварки. На ниобиевые шайбы диаметром 30 мм, толщиной 5 мм помещали медные цилиндры диаметром 5 мм, высотой 6 мм. С противоположной стороны по центру ниобиевой шайбы зачеканивали термопару. Образцы выставляли по оси луча. Затем расфокусированный луч с помощью ПУЛ разворачивали по окружности ниобиевой шайбы и нагревали ее до требуемой температуры. После этого ПУЛ отключали, и луч, сфокусированный на медном цилиндре, плавил его. Термокинетические кривые записывались на светолучевом осциллографе Н-700 с помощью платина — платинородиевых термопар. Время выдержки меди в расплавленном состоянии определяли по меткам, нанесенным на термокинетические кривые в момент ее расплавления и затвердевания. Время контактирования изменяли от 2 до 9 с. Полученные образцы разрезали по диаметру, готовили шлифы, на фотографиях шлифов замеряли угол между поверхностью ниобия и выпуклой поверхностью меди в месте их пересечения, т. е. определяли краевой угол смачивания.