CLAM鋼真空擴散連接可靠性研究.pdf

1、天津大學碩士學位論文CLAM鋼真空擴散連接可靠性研究鋼真空擴散連接可靠性研究ResearchonpracticabilityofapplyingvacuumdiffusionbondingtoChinaLowActivationMartensitesteel學科專業(yè)：材料工程學生姓名：孫燕導(dǎo)師姓名：劉永長教授企業(yè)導(dǎo)師：楊建國研究員天津大學材料科學與工程學院二零一三年十二月摘要低活化鐵素耐熱鋼作為核聚變反應(yīng)堆第一壁包層首選結(jié)構(gòu)材料，如何實

2、現(xiàn)其與同種或異種材料的可靠連接一直是國內(nèi)外研究的熱點。本文以國內(nèi)研發(fā)的低活化鐵素體馬氏體鋼–CLAM鋼（Chinalowactivationmartensitesteel）為研究對象，借助光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜儀、力學性能測試等分析手段，考察了CLAM鋼直接擴散連接和加中間層的間接擴散連接工藝，包括表面處理狀態(tài)，中間層類型對接頭界面組織結(jié)構(gòu)及性能的影響。直接擴散連接可以實現(xiàn)CLAM鋼的有效連接，接頭界面無擴散空隙存在，不同的表

3、面處理過程對常溫下連接接頭的拉伸強度無明顯影響。直接擴散連接時，接頭界面殘余應(yīng)力值較高，沖擊韌性較低。采用鎳基非晶釬料作中間層間接擴散連接CLAM鋼時，靠近接頭界面的釬料層中Kirkendall孔洞出現(xiàn)，CLAM鋼一側(cè)則出現(xiàn)了一定厚度的等軸狀組織，該組織結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)可能與Ni沿CLAM鋼一側(cè)原奧氏體晶界擴散而誘發(fā)的再結(jié)晶現(xiàn)象有關(guān)。接頭抗拉強度與鎳基非晶釬料成分有關(guān)，且接頭均在釬料層失效。鎳基非晶釬料對接頭抗沖擊性的改善并不明顯，接頭沖擊韌

4、性偏低。采用純Ni中間層間接擴散連接CLAM鋼，接頭界面無Kirkendall孔洞與等軸狀組織，鎳層中部出現(xiàn)粗大的(FeCr)3C相，(FeCr)3C沿接頭界面縱向分布。NiCu復(fù)合層作中間層時，鎳層中部的(FeCr)3C相消失，Cu的添加抑制了(FeCr)3C在鎳層中的析出，此時接頭界面無明顯組織缺陷，接頭抗拉強度約為母材的93%。純Ni和NiCu復(fù)合層均未改善接頭的抗沖擊性。上述研究表明，即使不考慮中間層的低活化特性，常用中間層類型