Liquidus vs. Solidus
Simplu spus, liquidus este cea mai joasă temperatură la care un aliaj este complet lichid; solidus este cea mai înaltă temperatură la care un aliaj este complet solid.
Metalele pure sunt fluide și se topesc la o singură temperatură. De exemplu, argintul se topește la 961°C (1761°F), iar cuprul se topește la 1083°C (1981°F). Cu toate acestea, aliajele care conțin procente variabile de argint și cupru nu vor avea o singură temperatură de topire, ci mai degrabă un interval de temperaturi de topire. Deoarece majoritatea metalelor de adaos pentru lipire sunt aliaje, veți avea de-a face cu intervale de temperaturi de topire pe măsură ce selectați materialele.
Excepție face o clasă de aliaje numite eutectice. Deși acestea nu sunt metale pure, ele au un singur punct de topire, deoarece punctul de topire, sau solidus, și punctul de curgere, sau liquidus, sunt identice. De exemplu, Lucas-Milhaupt Silvaloy 720/721 se topește și curge la 780°C (1435°F).
Considerații privind brazarea
Figura 1 este o diagramă de fază pentru sistemul binar argint-cupru. Observați că, la compoziția 72% argint, 28% cupru, temperaturile liquidus și solidus sunt aceleași. Aliajele aflate la stânga sau la dreapta acestei compoziții eutectice nu trec direct de la solid la lichid, ci trec printr-un interval „musculos” în care aliajul este o combinație de solid și lichid.
Figura 1: Diagrama Equilibru argint-cupru
Temperatura dintre solidus și liquidus este intervalul de topire. Pe măsură ce temperatura crește de la starea solidus trecând spre starea liquidus, topirea și curgerea cresc. Curgerea lentă rezultată poate prezenta dificultăți în ceea ce privește capilaritatea în cazul îmbinărilor prin lipire.
Metalele de adaos care au intervale largi de topire, se poate produce o oarecare separare a fazelor solidă și lichidă. Aceasta se numește lichidare: o topire parțială a ingredientelor inferioare din metalul de adaos, care, la rândul său, lasă un înveliș de material cu topire mai mare, numit craniu. A se vedea figura 2.
Figura 2: Lichidarea metalelor de adaos AWS BAg-1 și AWS BAg-2. (A) Ca urmare a încălzirii lente a AWS BAg-1 într-un cuptor, nu are loc nicio lichefiere cu metale de adaos care au un interval de topire îngust de 11°C (20°F). (B) Ca urmare a încălzirii lente a AWS BAg-2 într-un cuptor, rămâne un craniu mare din cauza lichefierii cauzate de intervalul larg de topire de 39°C (70°F). (C) Ca urmare a încălzirii rapide a AWS BAg-2, rămâne un craniu mic.
Lichidarea apare în mod normal în timpul încălzirii lente prin intervalul de topire a unui aliaj. Lichefierea poate afecta integritatea unei îmbinări prin brazare, putând provoca goluri sau o lipsă de aderență la materialele de bază. A se vedea figura 3.
Figura 3: AWS BCuP-5 utilizat pentru brazarea pieselor într-un ciclu de încălzire în cuptor de două ore. Îmbinarea prin brazare prezintă dovezi ale unei zone bogate în Cu (constituent cu grad de topire mai ridicat) în stânga sus, precum și un gol în dreapta jos – probabil o consecință a lichefierii.
În brazare, metalul de bază de pe o componentă nu trebuie să fie niciodată topit. Prin urmare, este important să se selecteze un metal de adaos a cărui temperatură de lichidus este mai mică decât temperatura de solidus a ambelor metale de bază care sunt îmbinate. Mai mulți alți factori trebuie luați în considerare înainte de brazare – exemplele sunt enumerate în continuare.
Exemple
1. Lipirea unui ansamblu cu un joc îngust: Lucas-Milhaupt Silvaloy 560 este un aliaj fără cadmiu care începe să se topească la 620°C (1145°F) și curge liber la 650°C (1205°F). Intervalul său de topire este de 60°F (15°C).
2. Lipirea unui ansamblu cu un joc larg (mai mare de 0,005″/0,127mm): Lucas-Milhaupt Silvaloy 380 începe să se topească la 1200°F (648°C) și nu este complet topit până la 1330°F (720°C). Aliajele cu un interval larg de topire/coborâre sunt considerate plastice și sunt utile pentru condiții de potrivire necorespunzătoare.
3. „Brazare în trepte” a unui ansamblu: Atunci când brazarea se face în apropierea unei îmbinări brazate anterior, a doua brazare nu trebuie să perturbe prima îmbinare. Soluția este de a utiliza mai multe tipuri de metal de adaos – un metal de adaos cu o temperatură de lichidus mai mică pentru a doua îmbinare decât cel utilizat pentru prima îmbinare. De exemplu, într-un ansamblu din oțel inoxidabil care este lipit în trepte ar putea avea Silvaloy 630, care se topește și curge între 690°C-801°C (1275°F-1475°F), pentru prima îmbinare și apoi Silvaloy 560 (1143°F-1205°F/618°C-651°C) pentru a doua îmbinare.
4. Ansambluri care trebuie tratate termic: (Opțiunea 1) tratament termic și apoi brazare-selectarea unui metal de adaos a cărui temperatură de lichidus este mai mică decât temperatura de tratament termic, astfel încât duritatea să nu fie afectată negativ de brazare, sau (Opțiunea 2) tratament termic și brazare simultan-utilizarea unui metal de adaos cu o temperatură de lichidus aproape echivalentă cu temperaturile de tratament termic. Datorită naturii complexe a condițiilor de tratare termică a diferitelor materiale de bază, contactați Serviciul Tehnic Lucas Milhaupt pentru informații detaliate cu privire la aplicația dvs. specifică.
CONCLUZIE:
Lichidus este cea mai joasă temperatură la care un aliaj este complet lichid; solidus este cea mai ridicată temperatură la care un aliaj este complet solid. Atunci când se alege un metal de adaos pentru aplicații de lipire, este important să se ia în considerare comportamentul de topire – în special temperatura liquidus.
.