а более медленным процессом отвода компонента В от границы раздела ВА, т. е. за счет диффузии в твердом растворе.

Относительное равновесие наступит при насыщении жидкой фазы до предельной концентрации С. определяемой ликвидусом диаграммы состояния. Это равновесие непрерывно нарушается в связи с наличием градиента концентрации компонента жидкой фазы в твердой н диффузионным перемещением его внутрь паяемого металла.

При анализе диффузионных процессов, протекающих при пайке, необходимо учитывать их различие в твердом и жидком состояниях. Известно, что коэффициент диффузии в жидком теле равен ~ Ю-*—Ю-5 см2/с, тогда как в твердом теле около температуры плавления он равен ~10-*—10~9смг/с, т. е. на четыре порядка меньше. Характерно, что скорости диффузии элементов внедрения и замещения в жидкой фазе при 1550° С близки между собой; в твердом теле они могут отличаться на несколько порядков (например, коэффициенты диффузии углерода и железа в жидкой стали близки между собой, тогда как в твердой стали они различаются в —'Ю^раз). Возможно, что смещение атомов в жидкости происходит в результате флуктуации плотности и энергии на расстояния меньшие или большие межатомных.

Возможную степень химической эрозии паяемого металла в более легкоплавком жидком металле — припое можно качественно в первом приближении определить по их двойной диаграмме состояния (если, конечно, в условиях пайкн устанавливается близкое к равновесному состояние).

Наименьшая эрозия вблизи эвтектической температуры должна иметь место при пайке металла, образующего с припоем монотектику (Си—Pb, Ni—РЬ). В системе паяемый металл — припой, образующих простую эвтектику с малым содержанием паяемого металла вблизи эвтектической температуры, химическая эрозия паяемого металла невелика. Примером может служить система AI—Sn. С повышением температуры растворимость алюминия в олове заметно возрастает; при этом склонность к эрозии увеличивается, в частности, в связи с тем, что растворимость олова в твердом алюминии остается незначительной (при 530°С, ~0.04% Sn).

Известно, что пайка алюминия цинковыми припоями сопровождается его усиленной химической эрозией из-за высокой растворимости алюминия в цинке прн температурах пайкн 400—500°С [от 14 до 47% (ат.)], иекомпенсируемой даже высокой растворимостью жидкого цннка в алюминии.

Характерные изменения равновесной растворимости алюминия, меди и титана в жидких металлах, в значительной степени определяющие склонность их к химической эрозии, приведены иа рис. 25.

Склонности к химической эоозии паяемых сплавов сложных по составу припоях определить труднее, так как соответствующие диаграммы состояния многокомпонентных систем ие известны. Качественная оценка склонности паяемого сплава к химической эрозии может быть приближенно дана по Солее простым составляющим диаграмм состояния. Например, высокая склонность к химической эрозии никеля н никелевых жаропрочных сплавов при пайке припоями на основе системы N1—В вызывается резким снижением температуры плавления прн образовании паяного соединения (температура плавления никеля 1453°С, эвтектики 1080°С), при ~4% В и большем содержании никеля в эвтектике, при очень малой растворимости бора в никеле. Повышенная химическая эрозия никеля н его сплавов наблюдается прн пайке с припоями иа основе системы N1—$1 но она меньше, чем прн панке с припоями на основе N1—В или N1—Мп. Температура эвтектики №—51 равна 1125°С; кроме того, растворимость кремния в никеле порядка 9,3%; это способствует отводу некоторого его количества в твердый раствор.

Кинетический фактор особенно резко проявляется при образовании иа границе паяемого металла и припоя прослойки химического соединения, когда нарушается непосредственный контакт между паяемым материалом и жидким припоем. Наличие такого промежуточного слоя соединения, как правило, уменьшает скорость плавления твердого металла в контакте с жидким припоем в интервале температур, при которых образуется прослойка химического соединения.

Типичная зависимость химической эрозии твердого металла в жидком припое при разных температурах обнаружена при исследовании пар металлов медь—олово, медь—кадмий, никель—кадмий, образующих между собой химические соединения по перитектической реакции.

Д| 1 —~" 1 *-*—I i^pcEbp —.г—чг-;—I — -I uijoh-lt"-1__г

ш wo soo 550 600 t;c т 500 ?дд spß t.'i sog wo imw

РИС 25. Предельная раствори ость С пр лго иняя (о), меди (б) и титан* (а) и жидких металлах и зотектнках ь зависимости От температуры