TiNi形狀記憶合金與不銹鋼的瞬時液相擴散連接界面組織及力學性能.pdf

1、TiNi形狀記憶合金（SMA）具有低密度，生物相容性良好，超彈性，耐蝕性良好等優(yōu)點，在航空航天，原子能，海洋開發(fā)，儀器和醫(yī)療器械方面等有廣泛應(yīng)用。但任何新型材料的成功應(yīng)用不僅取決于它的固有特性，而且取決于對材料的二次加工（焊接，機械加工等）。單一的鈦材在許多情況下難以滿足實際使用對材料綜合性能的要求。將TiNi SMA與不銹鋼結(jié)合起來使用,其復合構(gòu)件同時具有鈦合金與鋼的優(yōu)點，能充分發(fā)揮兩種材料在性能與經(jīng)濟上的互補優(yōu)勢。瞬間液相擴散連接(

2、TLP)技術(shù)具有釬焊和固相擴散焊的優(yōu)點，既可以進行高強度低脆性的焊接，又不需要較高的壓力，且連接效率較高，是實現(xiàn)TiNi SMA連接較為理想的工藝。因此，本論文分別采用Cu/Ni箔、Ti/Ni箔，Ti/Cu箔作為中間層，對TiNi SMA與不銹鋼進行TLP連接。研究連接工藝參數(shù)（溫度和時間以及壓力）對連接件的界面顯微組織與力學性能的影響，主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　(1)以Cu/Ni為復合中間層，對TiNi SMA與不銹鋼在不同

3、溫度下進行了TLP連接，得到了結(jié)合緊密，無孔洞，裂紋等缺陷的結(jié)合界面。但形成的接頭強度太低，且脆性較高，不能滿足實際應(yīng)用要求。
　　(2)以Ti/Ni為復合中間層，對TiNi SMA和不銹鋼在不同溫度與時間下進行TLP連接，得到了連接緊密，氣孔、裂紋等缺陷較少的良好界面；隨著溫度的升高和保溫時間的延長，擴散層寬度不斷增加，連接層的顯微硬度也發(fā)生明顯變化；在1100℃下保溫40min得到最佳的焊件表現(xiàn)出最大的剪切強度(約143.5M

4、Pa)，焊件的斷口表現(xiàn)出典型的脆性斷口特征。
　　(3)以Ti/Cu為復合中間層，對TiNi SMA和不銹鋼在不同溫度與時間下進行TLP連接，得到了連接緊密，氣孔、裂紋等缺陷較少的良好界面；連接層的顯微硬度隨著溫度的升高和保溫時間的延長逐漸升高；在1100℃下保溫20min得到最佳的焊件表現(xiàn)出最大的剪切強度(約163.1MPa)，斷裂發(fā)生在TiNi母材側(cè)的TiNiCu化合物層，焊件的斷口表現(xiàn)出典型的脆性斷口特征。
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