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钛及其合金以优良的耐腐蚀性和一定的力学性能

作者:EBET  日期:2025-12-19  浏览:  来源:EBET易博

钛及其合金以优良的耐腐蚀性和一定的力学性能在航天、化工等领域得到广泛应用;相比之下,价格低、机械性能良好的管线钢在石油领域也具有重要地位。复合面板能够把不同材料的优点综合起来,满足特定工况的需求并显著降低贵金属用量,因此在石化、航空等领域得到广泛应用。钛与钢的连接在实际应用中面临两大挑战:一是焊缝中易形成TiFe、TiFe2等连续分布的金属间化合物,导致强度下降与脆性断裂趋势;二是钛钢之间的热物性差异会产生较大的残余应力。

本研究以爆轧结合成形的TA1/Cu/X65三元板材为对象,采用Cu基药芯焊丝在惰性气体保护的钨极惰性电弧焊(TIG)条件下进行对接焊接,焊件结构为钛飞片2 mm、铜中间板1 mm、X65基板12 mm。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉伸与显微硬度等测试,对焊缝微观组织及力学性能进行表征EBET易博。结果表明:各焊层填充金属在固溶相与金属间化合物的作用下呈明显的分区特征;Ti与Cu的反应区约为150 μm,与Ti焊区和过渡层之间形成明确的界面。Cu-Ag-Mo-Nb/ER50-6过渡界面由铁基与铜基固溶体共同组成。中间铜层在高温作用时间上的作用显著,降低了局部高温停留时间,从而抑制Ti与Fe的扩散,导致脆性Ti-Fe金属间化合物被Cu基固溶体及Ti-Cu、Ti-Ag等相的韧性相替代,提升了连接部位的整体韧性。

在力学性能方面,对接接头的室温平均抗拉强度约为507 MPa,主要贡献来自X65基板一侧的性能。ERTi-1焊金属的硬度高于Cu-Ag-Mo-Nb焊金属,分别达到约507和447 HV100;同时,反应区的硬度呈现略微下降趋势。ER50-6焊金属的硬度值最低。

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