Registration Number
0826U003847, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
29-06-2022
popup.evolution
o
Title
Brazing Technology of Kovar in Similar and Dissimilar Joints
Author
Petro V. Kovalchuk,
popup.head Svitlana V. Maksymova
popup.opponent Prysiazhniuk Pavlo M.
popup.opponent Valery V. Peremytko
popup.review Valentin Y. Skulskyi
popup.review Valeriiy Y. Bilous
popup.rada
E.O. Paton Electric Welding Institute (PWI)
Description
Дисертаційна робота присвячена розробці технологічного процесу нанесення бар’єрного покриття на титановий сплав, створенню високотемпературного припою та технології вакуумного паяння Ковару в однорідному й різнорідному сполученні.
Конструкції з прецизійних матеріалів із заданими фізичними властивостями широко застосовуються в приладобудуванні, авіакосмічній техніці та інших галузях. Незважаючи на наявність відомостей щодо паяння прецизійних сплавів між собою, практично відсутні дані про їх паяння з хімічно активними та тугоплавкими металами, зокрема титаном і молібденом. Такі з’єднання необхідні під час виготовлення фотоприймачів, високочутливих оптичних елементів та інших виробів.
Основними проблемами паяння Ковару в різнорідному сполученні є відмінності температурних коефіцієнтів лінійного розширення та хімічного складу матеріалів, що призводять до утворення крихких інтерметалідних фаз і залишкових напружень. Для забезпечення герметичності та надійності таких з’єднань необхідне вдосконалення складу припоїв, технологічних прийомів і температурно-часових параметрів процесу.
Метою роботи є розробка технологічного процесу високотемпературного вакуумного паяння Ковару в однорідному сполученні та в різнорідних поєднаннях із титаном, молібденом і корозійностійкою сталлю, що забезпечує герметичність і працездатність паяних з’єднань.
Наукова новизна роботи полягає в тому, що:
Встановлено закономірності змочування та фізико-металургійних процесів взаємодії припоїв із Коваром, титаном, молібденом і корозійностійкою сталлю. Показано, що для припоїв системи Cu–Mn–Co збільшення вмісту кобальту від 0,5 до 4,5 % та відповідне підвищення температури нагріву забезпечує збільшення площі розтікання: по Ковару – у 2,8 раза, по корозійностійкій сталі – у 1,7 раза, по молібдену – у 1,8 раза. Контактні кути для припою ПСр72 становлять 11° на Коварі та 1°50′ на титані, а для припоїв системи Cu–Mn–Co знаходяться в межах 5–27°.
Встановлено, що підвищення концентрації Co від 0,5 до 4,5 % у припої системи Cu–Mn збільшує міцність на зріз з’єднань Ковар – корозійностійка сталь від 374 до 434 МПа при витримці 3 хв. Збільшення часу витримки до 30 хв призводить до зниження міцності до 248 МПа.
Доведено, що зменшення паяльного зазору від 100 до 20 мкм при вакуумному паянні з’єднань Ковар – Ковар підвищує міцність від 297±10 до 408±6 МПа та сприяє збільшенню об’ємної частки фази (FeMnCo)x(NiCu)y у паяному шві.
Встановлено, що при вакуумному паянні з’єднань Ковар – молібден із застосуванням припою Cu–Mn–4,5Co збільшення часу витримки від 1 до 15 хв приводить до зростання товщини реакційного шару Mo–Fe від 1 до 3 мкм.
Практичне значення роботи полягає у створенні припою для високотемпературного вакуумного паяння різнорідних з’єднань Ковар – молібден (корозійностійка сталь), а також у розробленні та реалізації способу нанесення бар’єрного покриття на титановий сплав, що забезпечує його цілісність під час паяння та герметичність з’єднань Ковар – титановий сплав. Розроблений технологічний процес упроваджено на КП СПБ «Арсенал», що підтверджено актом впровадження.
У першому розділі наведено аналіз літературних джерел щодо з’єднання Ковару в однорідному та різнорідному сполученні з молібденом, титаном і корозійностійкою сталлю. Показано, що безпосередній контакт цих матеріалів спричиняє утворення інтерметалідних прошарків, які погіршують властивості з’єднань. Обґрунтовано переваги високотемпературного паяння як способу отримання нероз’ємних герметичних з’єднань завдяки збереженню структури основного металу та можливості оптимізації складу припою і режимів паяння.
Registration Date
2026-07-22
popup.nrat_date
2026-07-22 / 2026-07-22
