a jT-ж — межфазное поверхностное натяжение между твердой и жидкой фазами).

Векторы •Пг-т образуют угол О в пространстве между зернами. Условие проникании жидкости между границами представляется в виде неравенства

от_, 2 - cos ~ о,-ж.(21)

Так как поверхностные натяжения от-т и От_ж не определяются экспериментально с достаточной точностью, необходимо установить качественные условия избирательного межзерси-ного проникания жидкой фазы. При выводе уравнения (36) не учтено более высокое значение термодинамического потенциала вблизи границ зерен, чем внутри зерен.

Проникание жидкой фазы между границами зерен возможно лишь при смачивании их поверхностного слоя, а также при растворении последного в жидкой фазе. Отсутствие растворения жидкой фазы в твердой затрудняет процесс проникания (затекания) жидкой фазы по границам зерен твердой (например, свинца и меди), так как смачиваемость при этом недостаточная.

Химическую эрозию по границам зерен можно наблюдать при пайке нержавеющей наклепанной стали 12Х18Н9Т латунью Л63 [32, 37], напряженных изделий из ковара припоем ПСр72 [38], при контакте неэтожженной латуни с ртутью [39] и т. д.

В работах [39] и [40] приведены различные мнения о возможности проникания меди по границам зерен паяемых углеродистых сталей с разным содержанием углерода, что можно объяснить разными условиями нагрева паяемых соединений. Согласно [41], при пайке сталей медью в печах глубина проникания меди между зернами чистого железа наибольшая и уменьшается с увеличением содержания углерода, тогда как, согласно [55], при пайке стали с медью с индукционным нагревом (что способствует образованию остаточных напряжений) глубина проникания меди в сталь увеличивается с повышением содержания углерода.

Если двугранный угол т равен нулю, то жидкая фаза проникает вокруг зерен — происходит их диспергация. Сплав в таком состоянии очеь хрупок. Такую картину можно наблюдать у сплавов с эвтектикой после нагрева выше эвтектической температуры, например при введении небольшого количества висмута в медь, он равномерно распределяется по границе зерен медн, образуя эвтектику (©=0).

Характерен также процесс межзеренной эрозии алюминия в контакте с жидким галлием при комнатной температуре. Пограничные области зерен вследствие их высокой активности плавятся в жидком галлии, при этом устанавливается мета

табилыюе равновесие. Но при последующем нагреве (при 120—150°С в течение 10—12 ч или при 200—225°С — 4—6 ч [1] в результате диффузии галляя из пограничных областей внутрь зерна исчезает жидкая фаза с границ зерен и развитие химической эрозии прекращается. Алюминий становится пластичным. Возможность пайки алюминия и его сплавов с гал-лисвым припоем прн температурах 120—225°С объясняют протеканием вышеуказанных процессов.

Известно, что при введении легирующих элементов в припои или в паяемый металл можно частично подавить или усилить склонность к межзеренной химической эрозии в зависимости от влияния элементов на способность взаимодействия твердой и жидких фаз в объеме и иа поверхности их раздела.

Склонность к химической эрозии припоя по границам зерен проявляется преимущественно при капиллярной пайке готовым припоем и ие имеет места при диффузионной контактно-реактивной и металлокерамической способах пайки. Основное значение при этом имеет характер взаимодействия между жидкой и твердой фазами и количеством припоя.

Малое количество припоя может оказаться недостаточным для развития процессов контактного локального плавления границ зерен, тогда как при наличии относительно большого количества припоя различие растворимости границ зереи и внутренней части зерна не имеет существенного значения (кроме начальной стадии).

В паяных швах наблюдаются также структуры, аналогичные по форме структуре межзереиного затекания, ио образующиеся не непосредственно при взаимодействии жидкой и твердой фаз, а в процессе кристаллизации паяного шва. Такие структуры имеют место при пайке металлов припоями, образующими между собой эвтектику, или припоем-эвтектикой, в которой одна из фаз является паяемым металлом или его твердым раствором. При этом возникают благоприятные условия для совместной кристаллизации (аутоэпитаксии). Например, при пайке меди эвтектическим припоем ПСр72 (при 900° С в течение 20 мин) медь частично растворяется в припое, паяемый шов становится по составу в среднем доэвтектическим. В результате совместной кристаллизации на паяемой меди возникают зародыши меди или ее твердого раствора. Зародыши при разрастании образуют зубчатый фронт кристаллизации, в промежутках которого кристаллизуется эвтектика Си—Ац и образуется структура, аналогичная структурам межзерениого проникания.

Подобная, но менее четко оформленная структура образуется при пайке никеля эвтектическим припоем №—Ве (прн 1200°С в течение 20 мин). Аналогичная структура получается также при реактивной флюсовой пайке алюминиевого сплава АМц с флюсом 34А, когда из флюса вытесняется жидкий цник,