钛合金具有比强度高、耐腐蚀和耐高温等优点,但其推广应用受限于高制造成本.而钢是应用最广泛的传统结构材料,具有制造成本低、力学性能优异等优点,但其具有高温可靠性且耐蚀性较差、密度比较大.钛合金/钢异种材料的高可靠性连接能充分发挥两种材料在性能和经济上的优势互补,在航空航天、能源化工、海洋装备和医疗器械等诸多领域具有广阔的应用前景.因此,开展钛合金与钢连接方面的研究工作具有重大意义.钛合金和钢在物理化学性能方面的差异导致二者连接过程中存在诸多问题,主要集中于以下两个方面:(1)残余应力大.由于热膨胀系数的差异性,钛合金/钢异质材料连接接头会产生较大的残余应力,严重影响连接接头的可靠性.(2)脆性金属间化合物的形成.室温下,Fe在Ti中的固溶度极小(仅为0.05％ ～0.1％),而在钛合金/钢连接接头中容易形成一系列Fe-Ti脆性金属间化合物,造成接头脆化、韧性降低甚至开裂.近年来,研究人员通过改变连接工艺和制备合金化焊料等措施调控脆性金属间化合物的形成,改善接头的可靠性,取得了一些突破性进展.在诸多连接方法中,熔化焊方法具有焊前准备简单、生产效率高和连接件尺寸外形限制少等特点,是实现钛合金/钢异质金属高可靠性连接的主要焊接方式.本文总结了近年来采用熔化焊方法实现钛合金/钢连接的国内外研究成果,探讨了中间层种类、焊接参数对接头微观组织演变和力学性能变化的影响规律,讨论了钛合金/钢连接技术存在的问题,以期为钛合金/钢连接领域的研究和技术发展提供理论依据及技术参考.

钛合金/钢;熔化焊;中间层;焊接参数

李帅;夏月庆;王星星;刘中英;吴港;董红刚;贾连辉

华北水利水电大学河南省高效特种绿色焊接国际联合实验室,郑州450045;河南农业大学机电工程学院,郑州450002;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁 大连116024;中铁工程装备集团有限公司,郑州450016

材料导报

[1]李帅;夏月庆;王星星;刘中英;吴港;董红刚;贾连辉-.钛合金/钢异种材料熔化焊研究现状)[J].材料导报,2022(14):184-190

钛合金,异种材料,熔化焊,金具,比强度,强度高,耐腐蚀,耐高温,受限于,制造成本,结构材料,耐蚀性,密度比,高可靠性,优势互补,航空航天,能源化工,海洋装备,医疗器械,金和,物理化学性能,连接过程,残余应力,热膨胀系数,异质材料连接,连接接头,脆性,金属间化合物,Ti,固溶度,极小,头中,脆化,连接工艺,合金化,焊料,措施调控,连接件,异质金属,焊接方式,中间层,焊接参数,微观组织演变,性能变化,连接技术,技术存在

0.309981