W/（Ti/Ta/Ti）层状复合材料的扩散行为和拉伸性能

刘蕊¹，陈寅¹，侯旭升¹，杨圣尧¹，王珊²，陈畅^1*，吴玉程¹

¹合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥， 230009

²合肥工业大学 工业与装备技术研究院，合肥， 230009

*Email: chench@hfut.edu.cn

摘要：层状复合材料能有效改善钨的韧性。本文通过在1000 ℃-1400 ℃下扩散焊接制备了一系列W/（Ti/Ta/Ti）层状复合材料。结果显示，1200 ℃下制备的复合材料具有最高的抗拉强度（631 MPa）。在W/Ti界面处，W扩散到Ti和Ti扩散到W的激活能分别为90.85 KJ/mol和161.40 KJ/mol；在Ti/Ta界面处，Ta扩散到Ti和Ti扩散到Ta的激活能分别为70.66 KJ/mol和122.60 KJ/mol。由于不同温度下W和Ta在Ti层中的浓度不一样，并且W和Ta都能起到稳定β-Ti的作用，因此，在不同温度下制备的复合材料中Ti层形成了不同的微观结构。当连接温度低于1200 ℃时，β-Ti中析出α-Ti，此时Ti层的强化机理为固溶强化和第二相强化。随着连接温度的升高，Ti层完全由β-Ti组成，此时固溶强化成为Ti层的主要强化机理。由于W/Ti和Ti/Ta的界面结合强度不一样，拉伸过程中W/Ti界面容易发生开裂，而Ti/Ta界面消失，并且不会发生开裂。

关键词：多层复合材料；扩散；微观结构；力学性能；断裂机制