Ta1/0Cr18Ni9薄板储能焊熔核高熵化机理

针对钽与钢之间物化性质差异大,焊接时易产生脆性金属间化合物而导致熔焊接头性能低下及裂纹等问题,按照熔核金属高熵化技术思路,利用基于密度泛函理论的热力学第一性原理设计出新型中间层合金Ta20Fe20Ni20Cr20Co20,结合熔合比得到适用于钽/钢储能焊中间层合金成分为Ta7Ni32Cr19Co42.采用真空电弧炉熔制纽扣合金锭,继而使用单辊急冷法制备出中间合金箔材,将其用于Ta1/0Cr18Ni9薄板的储能焊连接.结果表明,在储能焊条件下,Ta1/Ta7Ni32Cr19Co42/0Cr18Ni9搭接接头形成形貌规则、完整,长径约0.8 mm的扁球形熔核,熔核整体向钢侧发生了偏移.熔核组织由简单的FCC固溶体组成,无金属间化合物析出,具有典型的高熵合金特征,实现了熔核金属高熵化.在焊接电压1000 V,电容500μF,电极压力30 N下,Ta1/Ta7Ni32Cr19Co42/0Cr18Ni9储能焊接头平均强度可达到395 MPa.