不銹鋼與鈦合金脈沖加載擴散焊接工藝研究.pdf

1、本文研究了0Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼與TA17近α鈦合金的固態(tài)擴散焊接工藝，在現(xiàn)有的工藝方法上提出了脈沖加載固態(tài)擴散焊接的工藝。研究了該方法的主要工藝參數(shù)，焊接溫度、最大脈沖壓力、脈沖次數(shù)對接頭拉伸強度的影響，并制定出了本試驗的最佳工藝參數(shù)：T=825℃、P=8～50MPa、N=20次、f=0.5Hz，得到的最高拉伸強度為293MPa，焊接所用的時間僅為220s。 對脈沖加載擴散焊接試樣的斷口和接頭進行的金相分析、SEM分

2、析、X射線衍射和、圖像分析以及能譜分析結(jié)果表明：采用脈沖加載擴散焊接工藝，不銹鋼與鈦合金實現(xiàn)了良好的連接。在拉伸斷口上主要存在的物相為γ-Fe、σ相、β-Ti、Fe2Ti、FeTi；斷裂主要發(fā)生在接頭的β-Ti固溶體和Fe-Ti金屬間化合物的界面上，斷裂時β-Ti固溶體承受主要的拉力，提高斷口β-Ti固溶體的相對含量是提高接頭強度的關(guān)鍵因素；接頭界面的元素擴散過程中Fe元素擴散距離較遠，Cr元素發(fā)生了上坡擴散。 對比脈沖加載擴散

3、焊接工藝與恒溫恒壓擴散焊接工藝結(jié)果表明，在前者工藝條件下，擴散層比后者的擴散層窄，強度也較高。通過對脈沖加載擴散工藝下試樣的擴散分析和界面金屬間化合物及固溶體生長動力學的計算得出了Fe在β-Ti中擴散系數(shù)為D=1.15×105exp(-171000)，明顯高于一般狀況下Fe在β-Ti中擴散系數(shù)；脈沖加載擴散焊接的金屬間化合物及固溶體生長動力學分別符合公式：X=7.1×10-2t1/2exp(-112900/RT)m和X=8.31t1/2