(1)钛-钢之间的扩散连接过程是界面孔洞收缩和金属间化合物生成长大过程,要提高接头的强度就应从同时增加接头界面接触面积和减少金属间化合物两方面入手。
(2)提高1,2阶段连接界面的焊合率,缩短第3阶段的焊接时间,控制界面处金属间化合物层的过分长大,就有可能提高接头的强度。
(3)材料表面纳米化的新进展,为钛合金与不锈钢实现低温短时连接提供了可能。
(4)在钛与钢之间加入一种或几种合适的中间过渡层也是一种提高接头强度的方法。但是,中间层材料的加入,引入了第3种材料,增加了连接界面。
钛-钢异种金属结构在航天、航空及石油化工等领域具有广阔的应用前景。但是,由于钛与钢的线膨胀系数、热导率相差较大,在焊接加热和冷却过程中易产生较大的内应力;钛与铁的互溶度极小,钛会与钢中的铁、铬、镍、碳形成复杂的脆性金属间化合物⑴,钛-钢之间的连接问题至今没有得到有效的解决。可以用于异种金属连接的主要方法有爆炸焊、钎焊、摩擦焊、激光焊、钨极氩弧焊等,其存在的共同问题是由于焊接温度过高,导致接头变形过大,基体材料和焊缝晶粒长大,焊缝出现裂纹;焊接接头中出现大量脆性金属间化合物,使接头脆性增加、强度降低,这些问题在钛与钢的焊接中表现得更为突出。相对而言,扩散连接焊温度低,温度梯度小,引起组织性能劣化的程度小,能焊合相互不溶解或在熔焊时会产生脆性金属间化合物的异种材料⑵,因此有望实现钛与钢的有效连接。
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