復(fù)合阻隔鍍層對(duì)釩合金與不銹鋼電子束焊接頭組織與性能的影響

王亞榮　余洋　雷華東

摘要：釩基合金被公認(rèn)為是理想的聚變反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料，為了更有效和經(jīng)濟(jì)地利用釩基合金，需要將釩合金與不銹鋼進(jìn)行連接。通過電鍍Ni+Au作為復(fù)合中間層，采用電子束阻隔熔化焊方法來實(shí)現(xiàn)V-5Cr-5Ti釩合金與HR-2不銹鋼之間的連接。結(jié)果表明：電子束流偏向釩合金一側(cè)焊接得到的釩合金與不銹鋼接頭界面將產(chǎn)生貫穿性裂紋，直接導(dǎo)致焊接失敗。電子束流偏向不銹鋼一側(cè)，電鍍Ni+Au作為界面阻隔層，很好地抑制了V/Fe界面的金屬間化合物的產(chǎn)生，顯著提高了接頭性能，接頭抗拉強(qiáng)度最高達(dá)到430 MPa。電子束阻隔熔化焊得到的釩合金/不銹鋼異種金屬焊接接頭焊縫正反面成形良好，X射線探傷未發(fā)現(xiàn)裂紋和氣孔缺陷。

關(guān)鍵詞：電子束焊接;釩合金;不銹鋼;復(fù)合鍍層

中圖分類號(hào)：TG456.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-2303（2020）01-0067-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.11

0 前言

釩基合金是一種理想的聚變堆第一壁結(jié)構(gòu)材料，與其他金屬結(jié)構(gòu)材料相比，釩基合金最顯著的優(yōu)點(diǎn)是其在中子輻照條件下的低激活特性和優(yōu)良的高溫強(qiáng)度性能。此外，釩基合金還具有良好的抗輻射誘變膨脹和損傷、良好的尺寸穩(wěn)定性、高熱傳導(dǎo)性、較低的熱膨脹系數(shù)、較低的彈性模量等[1-3]。釩基合金的特性決定了其在一些特定的環(huán)境中具有較好的應(yīng)用前景，目前主要應(yīng)用在航空、國(guó)防、核聚變和高溫環(huán)境等領(lǐng)域[4]。

釩基合金應(yīng)用亟待解決的關(guān)鍵問題是，大尺寸釩基合金制造中的雜質(zhì)控制和釩基合金的連接技術(shù)[5]。美國(guó)在連接釩合金與不銹鋼的研究中，主要采用釬焊方法。……