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钛-不锈钢扩散焊接界面研究
由于钛与不锈钢之间热膨胀系数不同，采用传统熔焊方法生产的钛-不锈钢复合材料界面处的成分、力学性能和结构不均匀。研究表明，直接将两种材料复合，界面处会形成Fe-Ti及Fe-Cr-Ti基金属间化合物，复合材料的力学性能降低。添加中间层可改善复合材料的界面状况。对于高温下使用的复合材料，镍比铜作中间层更好。有研究认为，镍-不锈钢之间不形成金属间化合物，而镍钛金属间化合物的塑性比Fe-Ti和Fe-Cr-Ti要好；复合过程中，不同的扩散焊接温度和时间，材料的力学性能也不相同。因此，有必要对钛-不锈钢扩散焊接接头的力学性能和界面组织进行研究。
实验所用材料为工业纯钛和304不锈钢，尺寸分别为Φ25mm×400mm及150mm×150mm× 900mm。切取Φ15mmx30mm的柱状试样，将扩散焊接面研磨，最终用1μm的金刚石砂纸抛光。选用300μm厚的纯镍（99.5at%）箔作中间层，对钛-镍-不锈钢沿柱体纵向施加3MPa的压力，在 850℃，（3~5)x10-Pa真空下分别进行0.5，1， 1.5，2，2.5，3h扩散焊接，加热速度为0.24℃/s，完成后在真空下冷却。用光学显微镜和SEM观察结合界面和拉伸试样断面，电子探针分析扩散界面成
分，X射线分析界面相，拉伸试验机测试力学性能。
研究结果表明，界面层与两种金属之间均存在一定的扩散。不锈钢与镍之间界面为平面状，在所试验的扩散时间内，都存在一层薄的扩散区。钛镍界面同样存在反应区，并有魏氏α-β组织形成。不锈钢与镍的总扩散区厚度要比钛-镍的小。电子探针成分分析表明，沿不锈钢-镍界面，Fe，Cr逐渐减少，Ni逐渐增高，扩散区没发现反应产物。镍侧也发现有Fe，Cr扩散进人。在镍-钛界面，从钛侧至镍侧，依次形成了Ti,Ni，TiNi，TiNi，金属间化合物反应层。
焊接时间为0.5h时，由于接触时间较短，缺乏扩散，接触面之间存在孔洞，焊接接头的室温拉伸性能和剪切强度都很低。随焊接时间延长，其接合强度逐渐升高，到2h时，接合强度达到最高，其拉伸强度和剪切强度分别达到311.6MPa和 236.1MPa。随着时间的继续增加，由于元素的扩散，界面层厚度增加，TiNi金属间化合物增多，结合层脆化，接合强度下降。扩散层厚度在焊接时间为3h时是0.5h时的5倍，是2h时的3倍。因为TiNi化合物的影响，试样断裂发生在钛-镍侧。
韩明臣摘译自《MaterialsScienceandTechnology
热处理对Ni-58Fe合金镀膜机械性能的影响
Ni-Fe合金的线胀系数随合金组分不同而变化，当Fe的质量分数为50%~70%时，Ni-Fe合金的线膨胀系数比Ni以及Fe单质要小。因此，Ni-Fe合金作为低热膨胀材料广泛用于半导体引线构架、光导纤维的包襄部件等电子通讯领域。
采用比Ni的线膨胀系数更低的Ni-Fe合金电铸制备高精度零件时，就应能提高电铸产品随温度变化时的尺寸稳定性。已研究了Ni-25~58Fe合金膜的热膨胀特性，发现其热膨胀系数α随Fe含量的增加而减少，特别是Ni-58Fe合金膜在350℃以
上热处理后α为7.1x10-/℃，经600℃热处理后α 值几乎与熔制Ni-58Fe合金接近，可望用做低热膨胀膜。
在制备Ni-Fe合金镀膜时往往要加入应力减少剂，即在镀液中加人含硫的有机化合物，但所得的 Ni-40Fe镀膜经400℃热处理后延性下降。由于 Ni-58Fe镀膜制备中也要加人有机硫化合物，因而也担心其经350℃以上热处理后延性下降。因此，研究了热处理对Ni-58Fe合金镀膜机械性能的影响。同时与无光亮Ni，光亮Ni以及Ni-20Fe等3种镀