周围介质的作用——大气效应

无论是气态和固态介质均可能与难熔金属发生反应，从而降低其力学性能。

1.氧的作用

所有难熔金属在中高温度下开始与氧起反应，但形成不同类型的氧化物。

铌在低于200℃时与氧不起反应；随着温度的升高，形成Nb₂O₅无定形氧化膜。低于500℃时，氧化膜致密，氧化速度很慢；加热温度更高时，氧化膜破裂，反应速度呈线性增加；800℃时铌可燃烧。

铌在大气中的颜色与温度的关系见表8-8中。

钽与氧的反应与铌相似。加热温度不高时，表面不发生氧化；继续升高温度，表面颜色逐渐昏暗，开始氧化：加热到500℃时，形成无定型氧化膜Ta₂O₅。钽在不同温度下的氧化颜色见表8-9。

表8-8 铌在大气中颜色与温度的关系Table 8-8 Niobium surface color in air versus temperatures

表8-9 钽在不同温度下的氧化颜色Table 8-9 The oxidation colors of tantalum at various temperatures

钨在400℃时开始氧化，500℃以后迅速氧化。

钼在250℃以下生成MoO₂和MoO₅，600℃以上强烈氧化。

2.氢的作用(www.xing528.com)

钨和钼与氢几乎不发生反应，因此钨和钼可以在氢保护气体中钎焊。

铌和钽在较低温度下与氢发生反应，生成脆性氢化物，因此铌和钽在钎焊加热过程中应避免与氢接触。

3.氮的作用

氮与钼、铌、钽在较低温度下就开始发生反应，但只在高温下这些反应才使金属脆化。例如，钼在低于593℃时即与氮发生反应，但反应产物对钽性能的影响不大；直到加热温度超过约1093℃后才会使钽发生脆化。氮对钽的反应效果和钼相似。

4.碳的作用

钨、钼、铌、钽与碳的亲和力大，极容易形成脆性碳化物，所以在钎焊加热过程中必须避免与含碳的固态、液态和气态介质接触。

碳的来源可能是金属表面残留的碳氢化合物、周围气氛中的CO和CO₂。为了防止碳与难熔金属接触，必须清理金属表面残留的碳氢化合物，不得采用活性气体进行保护，钎焊应在真空或氩气保护下进行。严禁采用石墨钎焊夹具。

根据以上所述，钎焊难熔金属时必须注意以下几点：

1）如果要求保持母材的高强度，则所选择的钎焊温度应低于母材相应的再结晶温度。

2）如果根据工作要求，钎焊温度必须超过母材相应的再结晶温度，则母材的塑性将有所下降。在接头设计时应采取补偿措施。

3）所有难熔金属应该在真空或在低露点氩气保护气氛中进行，钨和钼也可以在干燥氢保护气氛中进行。真空钎焊时，钎料中不应含易挥发元素，以免污染真空室；如果在大气中进行钎焊，母材表面先进行镀覆，防止产生氧化、氮化、氢化。

4）确保焊件位置用的夹具不能用石墨制造，因为难熔金属与碳形成脆性碳化物。如果必须用石墨夹具，则石墨夹具表面必须镀覆一层难熔金属。可以采用陶瓷夹具，但必须注意陶瓷与难熔金属可能产生的反应，以及陶瓷夹具的放气而破坏真空度。可以用熔点高于所焊母材熔点的难熔金属来制作夹具。