罗绪川, 史长根, 王海涛, 申金星, 姜佳林, 林清松
针对钛/钢层状复合材料因界面易生成Fe-Ti系脆性金属间化合物(如Fe2Ti、FeTi)及残余应力集中导致的界面结合强度低的问题,提出了一种真空蠕压复合新方法。利用真空环境抑制界面氧化,结合蠕变变形促进界面原子固相结合,采用955 K/15 MPa/60 min 工艺参数,制备TA2/Q235B/TA2复合板。通过金相分析、EDS元素面/线/点扫描、EBSD晶体学分析及显微硬度测试等多尺度手段,系统揭示了界面形成机制。复合界面呈平直状且无金属间化合物生成,界面两侧形成厚度约2~3μm的扩散层,Q235B侧晶粒细化至5~10μm,TA2侧呈现等轴αTi晶粒(20~50μm)。力学测试表明,复合板抗拉强度达398MPa,剪切强度达54.87MPa,冲击韧性达193.46J/cm2,力学性能优异。研究揭示了真空蠕压过程中界面原子扩散与晶粒演化机制,证实该工艺可通过控制蠕变变形实现低应力固相结合。真空蠕压复合新方法为异种金属复合提供了全新的技术方案,其低能耗、高可靠性的工艺特性使其在航空航天、核能装备及极端服役环境复合构件的制造中具有重要应用价值。