钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能

利用真空热轧复合方法制备了钒中间层钛/钢复合板,采用SEM、EDS和XRD等分析结合界面形貌、元素扩散行为和界面相组成。结果表明:钒中间层钛/钢复合板界面实现了良好的冶金结合。与拉剪强度测试相结合,研究了钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能。结果表明:钒中间层钛/钢复合板剪切强度均优于国家标准(140 MPa)。950℃轧制的复合板界面扩散层厚度大于900℃轧制的复合板扩散层厚度。钒中间层与Ti、Fe元素形成固溶体,有效阻止了金属间化合物TiFe和TiFe_2的产生。900℃轧制的钛钢复合板剪切强度为223 MPa,大于950℃轧制的复合板剪切强度。对剪切断口的分析表明裂纹多沿钒铁固溶体产生并扩展。

钒作中间层的TC4钛合金与316L不锈钢双道激光焊接

采用TC4钛合金和316L不锈钢作为母材,纯钒作为中间层材料,进行了双道激光焊接试验。研究了焊接速度、光束偏移量对焊缝成形、显微组织、力学性能的影响,并进行了分析测试。结果表明:在钛合金一侧的钒中间层可发生一定程度的熔化,但界面近域均为固溶体,对接头的力学性能影响较小。在钒与不锈钢一侧,钒中间层与不锈钢呈钎焊界面,钒发生一定程度的溶解与扩散,形成扩散层。随着钢侧光束偏移量的增加,V/Fe界面扩散层的厚度减小,偏移量为0.3 mm时,界面扩散层厚度达到35.8μm,此时抗拉强度最高达到406.9 MPa,断裂位置为钒/不锈钢界面处,断口呈韧性断裂特征。