W/(Ti/Ta/Ti)層狀復合材料的擴散行為和拉伸性能
劉蕊1,陳寅1,侯旭升1,楊圣堯1,王珊2,陳暢1*,吳玉程1
1合肥工業(yè)大學 材料科學與工程學院,合肥, 230009
2合肥工業(yè)大學 工業(yè)與裝備技術研究院,合肥, 230009
*Email: chench@hfut.edu.cn
摘要:層狀復合材料能有效改善鎢的韌性。本文通過在1000 ℃-1400 ℃下擴散焊接制備了一系列W/(Ti/Ta/Ti)層狀復合材料。結果顯示,1200 ℃下制備的復合材料具有最高的抗拉強度(631 MPa)。在W/Ti界面處,W擴散到Ti和Ti擴散到W的激活能分別為90.85 KJ/mol和161.40 KJ/mol;在Ti/Ta界面處,Ta擴散到Ti和Ti擴散到Ta的激活能分別為70.66 KJ/mol和122.60 KJ/mol。由于不同溫度下W和Ta在Ti層中的濃度不一樣,并且W和Ta都能起到穩(wěn)定β-Ti的作用,因此,在不同溫度下制備的復合材料中Ti層形成了不同的微觀結構。當連接溫度低于1200 ℃時,β-Ti中析出α-Ti,此時Ti層的強化機理為固溶強化和第二相強化。隨著連接溫度的升高,Ti層完全由β-Ti組成,此時固溶強化成為Ti層的主要強化機理。由于W/Ti和Ti/Ta的界面結合強度不一樣,拉伸過程中W/Ti界面容易發(fā)生開裂,而Ti/Ta界面消失,并且不會發(fā)生開裂。
關鍵詞:多層復合材料;擴散;微觀結構;力學性能;斷裂機制