powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2016-3-67-73powder-232Research ArticleНаноструктурированные материалы и функциональные покрытияNanostructured Materials and Functional CoatingsСТРУКТУРА И ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ПАЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ МЕДИ И НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ МЕДНЫМ ПОКРЫТИЕМSTRUCTURE AND STRENGTH PROPERTIES OF COPPER AND STAINLESS STEEL SOLDERED JOINT WITH FUNCTIONAL COPPER COATINGГузановБ. Н.GuzanovB. N.

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой металлургии, сварочного производства и методики профессионального обучения РГППУ.

620012, г. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11. E-mail: guzanov_bn@mail.ru

Dr. Sci. (Tech.)., Prof.,  Head of the Department of metallurgy, welding production and  methodology of professional training of RGPPU.

620012, Russia, Yekaterinburg, Mashinostroitelei str., 11. E-mail: guzanov_bn@mail.ru

guzanov_bn@mail.ruМинеевГ. В.MineevG. V.

Senior Teacher of the Department of general technical disciplines of URI GPS of Emercom of Russia, Graduate Student of RGPPU.

620026, Russia, Yekaterinburg, Mira str., 22. E-mail: mineev_gleb@mail.ru

mineev_gleb@mail.ruРоссийский государственный профессионально-педагогический университет, ЕкатеринбургРоссияRussian State Vocational Pedagogical University, YekaterinburgRussian Federation201605102016036773Copyright © НИТУ "МИСИС", 20162016НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/232

Рассмотрено влияние термодиффузионного меднения хромоникелевой нержавеющей стали на структуру и прочностные свойства ее паяного соединения с медью. Особенности технологии позволяют получить функциональное покрытие с развитым  микрорельефом, повышенная шероховатость которого за счет  капиллярного эффекта способствует увеличению параметра растекания припоя по контактным поверхностям соединяемой пары. Все это способствует формированию в спае практически бездефектной структуры припоя с минимальным по площади непропаем в центре, что дает возможность получить более высокие показатели прочности и сопротивления отрыву по сравнению с аналогичными характеристиками паяных  образцов в комбинации медь–медь.

The paper reviews the influence of thermodiffusion copper plating of nickel-chromium stainless steel on the structure and strength properties of its soldered joint with copper. Technology features allow to obtain a functional coating with a developed microrelief which due to its higher roughness contributes to the increase in the solder flowing parameter over contact surfaces of the soldered couple due to the capillary effect. All this contributes to formation of a virtually defect-free solder structure in the soldered seam with a minimal dry joint area at its center, and  makes it possible to obtain higher strength indices and  tear resistance as compared to similar characteristics of a soldered specimen in the copper / copper combination.

термодиффузиямедное покрытиерастеканиеthermodiffusioncopper coatingspreadingsoldermicroreliefsurfacesteelstrength propertiesmicrostructureReferencesHe P., Feng J.C., Zhou H. Microstructure and strength of brazed joints of Ti3Al—base alloy with TiZrNiCu filler metal // Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 392. No. 1-2. P. 81—86.He P., Feng J.C., Zhou H. Microstructure and strength of brazed joints of Ti3Al—base alloy with TiZrNiCu filler metal. Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 392. No. 1-2. P. 81—86.Nishiura M., Nakayama A., Sakatani S., Kohara Y., Uenishi K., Kobayashi K. Mechanical strength and microstructure of BGA joints using lead—free solders // Mater. Trans. (Special issue on lead—free electronics packaging). 2002. Vol. 43. No. 8. P. 1802—1807.Nishiura M., Nakayama A., Sakatani S., Kohara Y., Uenishi K., Kobayashi K. Mechanical strength and microstructure of BGA joints using lead—free solders. Mater. Trans. (Special issue on lead—free electronics packaging). Mater. Тrans. 2002. Vol. 43. No. 8. P. 1802—1807.Парфенов А.Н. Введение в теорию прочности паяных соединений // Технологии в электронной пром-сти. 2008. No. 2. С. 46—52 .Parfenov A.N. Vvedenie v teoriyu prochnosti payanykh soedinenii [Introduction to the theory of strength of brazed joints]. Tekhnologii v elektronnoi promyshlennosti. 2008. No. 2. P. 46—52.Ganjeh E., Sarkhosh H., Khorsand H., Sabet H., Dehkordi E.H., Ghfarri M. Evaluate of braze joint strength and microstructure characterize of titanium—CP with Ag— based filler alloy // Mater. Design. 2012. No. 39. P. 33—41.Ganjeh E., Sarkhosh H., Khorsand H., Sabet H., Dehkordi E.H., Ghfarri M. Evaluate of braze joint strength and microstructure characterize of titanium—CP with A g—ba sed f iller a l loy. Mater. desig n. 2 012 . No. 39. P. 33—41.Петрунин И.Е. Справочник по пайке. М.: Машиностроение, 2003.Petrunin I.E. Spravochnik po paike [Guide to soldering]. Moscow: Mashinostroenie, 2003.Лашко С.В., Врублевский Е.И. Технология пайки изделий в машиностроении. М.: Машиностроение, 1993.Lashko S.V., Vrublevskii E.I. Tekhnologiya paiki izdelii v mashinostroenii [The technology of soldering products in mechanical engineering]. Moscow: Mashinostroenie, 1993.Гузанов Б.Н., Минеев Г.В. Термодиффузионное меднение хромоникелевых сталей в расплавах солей // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2013. No. 1. С. 67—72.Guzanov B.N., Mineev G.V. Termodiffuzionnoe mednenie khromonikelevykh stalei v rasplavakh solei [Thermal diffusion copper plating of chrome-nickel steels in molten salts]. Izv. vuzov. Poroshk. metallurgiya i funkts. pokrytiya. 2013. No. 1. P. 67—72.Зенин В.В., Сегал Ю.Е., Колбенков А.А. Оценка смачиваемости и растекания припоя по паяемой поверхности // Петербургский журн. электроники. 2000. No. 2. С. 32—36.Zenin V.V., Segal Yu.E., Kolbenkov A.A. Otsenka smachivaemosti i rastekaniya pripoya po payaemoi poverkhnosti [Evaluation of wettability and spreading of the solder on the soldered surfaces]. Peterburgskii zhurnal elektroniki. 2000. No. 2. P. 32—36.Saiz E., Tomsia A.P., Hwang C.-W., Suganuma K. Spreading of Sn—Ag solders on Fe—Ni alloys // Acta Mater. 2003. Vol. 51. No. 11. P. 3185—3197.Saiz E., Tomsia A.P., Hwang C.-W., Suganuma K. Spreading of Sn—Ag solders on Fe—Ni alloys. Acta Mater. 2003. Vol. 51. No. 11. P. 3185—3197.Рогожин В.В., Спасская М.М., Ананьева Е.Ю., Яровая Е.И., Абрамов А.М. Использование боросодержащих веществ для получения функциональных покрытий никель—бор различного назначения // Вестн. Нижегородского ун-та. 2012. No. 4(1). С. 140—147.Rogozhin V.V., Spasskaya M.M., Anan’eva E.Yu. Yarovaya E.I., Abramov A.M. Ispol’zovanie borosoderzhashchikh veshchestv dlya polucheniya funktsional’nykh pokrytii nikel’—bor razlichnogo naznacheniya [The use of boron-containing substances to produce functional coatings Nickel-boron for various purposes]. Vestnik Nizhegorodskogo universiteta. 2012. No. 4(1). P. 140—147.Yeo H.K., Han K.H. Wetting and spreading of molten SnPb solder on a Cu—10% Nb micro—composite // J. Alloys Compounds. 2009. Vol. 477. No. 1-2. P. 278—282.Yeo H.K., Han K.H. Wetting and spreading of molten SnPb solder on a Cu—10% Nb micro—composite. J. Alloys and Compounds. 2009. Vol. 477. No. 1-2. P. 278—282.Шанк Ф.А. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1973.Shank F.A. Struktury dvoinykh splavov [Constitution of binary alloys]. Moscow: Metallurgiya, 1973.Большаков В.И., Сухомлин Д.В., Лаухин Д.В. Атлас структур металлов и сплавов. Днепропетровск: ПГАСА, 2010.Bol’shakov V.I., Sukhomlin D.V., Laukhin D.V. Atlas struktur metallov i splavov [Atlas of structures of metals and alloys]. Dnepropetrovsk: PGASA, 2010.Koster M., Lis A., Lee W.J., Kenel C., Leinenbach C. Inf luence of elastic—plastic base material properties on the fatigue and cyclic deformation behavior of brazed steel joints. UR L: http://w w w.sciencedirect.com/science/ article/pii/S01421123150 02479 (дата обращен и я 13.11.2015).Koster M., Lis A., Lee W.J., Kenel C., Leinenbach C. Inf luence of elastic—plastic base material properties on the fatigue and cyclic deformation behavior of brazed steel joints. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142112315002479 (accessed 13.11.2015).Лашко С.В., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. М.: Машиностроение, 1988.Lashko S.V., Lashko N.F. Paika metallov [Brazing of metals]. Moscow: Mashinostroenie, 1988.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.