钢铁研究学报

作者：由明君¹, 王碧侠¹, 李雨浓², 韩家浩¹, 熊江涛²

单位：1.西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055;；2.西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室陕西省摩擦焊接技术重点实验室,陕西西安710072

关键词：新型Cu合金,马氏体不锈钢,扩散焊,Ni箔,AgCu37.5

为了研究添加不同中间层对马氏体不锈钢00Cr12Ni10MoTi和新型Cu合金Cu3Cr1.5Nb的扩散连接机制,使用Ni箔、AgCu37.5中间层作为填充材料,在980 ℃、保温90 min和5 MPa压力的条件下,采用真空扩散连接技术将马氏体不锈钢和新型Cu合金进行连接。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能拉伸试验机,对不同中间层焊接接头的微观组织和力学性能进行了系统的表征。研究结果表明,3组试样都形成了一定程度的界面冶金结合,其中,直接扩散焊的试样焊接界面不连续,接头的抗拉强度为476.36 MPa,断口存在韧窝形貌,呈现韧性断裂特征。添加AgCu37.5中间层的试样接头中,Ag具有向Cu扩散生长的特性,并在钢基体晶界处偏聚,同时在钢基体上出现裂纹缺陷,这是由于钎料能够润湿铺展母材,界面两侧产生Kirkendall空洞,拉伸后在焊缝处断裂,接头的抗拉强度为479.61 MPa,抗拉强度提升了0.7％,断裂行为表现为韧-脆混合模式。添加Ni箔的试样接头与Cu侧、钢侧均产生优异的界面冶金结合,在界面处形成韧性固溶体、Cr₃Ni₂金属间化合物以及Kirkendall空洞,接头的抗拉强度可达491.38 MPa,抗拉强度提升了3.1％,拉伸后在Cu基体处断裂,断口存在明显的韧窝形貌,呈现韧性断裂特征。因此,采用Ni箔中间层扩散连接不锈钢与Cu合金可以实现具有充分的界面冶金结合和优异性能的连接。

来源：2025年第11期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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