锆具有低的热中子吸收截面、高强度硬度、优异的耐腐蚀性和延展性，在原 子能工业、航空航天和生物医疗等领域应用广泛，是一种重要的战略材料，也被 称作“原子时代的第一号金属”。为了进一步增加锆合金使用的稳定性和减少加工 制造的困难，对锆合金材料进行连接必不可少，因此，通过焊接技术对倍合金连 接成形后组织和性能的研究至关重要，而扩散焊作为一种常用的材料连接方法， 可用于锆及锆合金的焊接。

上海霆钢金属集团有限公司

以Zr705锆合金为母材，添加Cu作为中间层，在不同条件下进行了真空 扩散焊接，主要研究了 Cu中间层厚度和焊接温度对扩散焊接接头显微组织和力学 性能的影响，探讨了接头形成的机理；此外，还通过浸泡腐蚀实验对接头在酸性 溶液中的耐腐蚀性能进行了测试，研究了不同中间层厚度和焊接温度下得到的焊 接接头的耐腐蚀性，结果表明：

① 添加Cu箔作为中间层后，在Cu箔厚度30卩m-焊接温度900> 920 °C和Cu 箔厚度10卩m-焊接温度880、900、920 °C下，界面附近和母材形成了两种组织结构， 即魏氏组织和双相组织，这可能是由于Cu原子扩散造成的。当温度超过920 °C, 达到940或960弋时，达到了 a->p完全转变的温度，整个母材组织为魏氏组织。

② 在Cu箔厚度为30卩m-焊接温度900、920 %和Cu箔厚度10卩m.焊接温度 880.900 °C时，接头处形成了一层金属间化合物，该化合物层中含有Zr2Cu.Zri4Cu5i> ZrCu>ZrCu5和Zr3Cu8相,且可能存在Zr7Cuio和Zr8Cu5相。此夕卜，相同温度下（920 °C） 使用10卩m厚度的Cu做中间层时，没有形成金属间化合物，说明铜箔的厚度对界 面化合反应有一定的影响。当提高焊接温度至940 °C和960。（2时，添加了 30pm或 10pm厚度的Cu作为中间层的接头均没有金属冋化合物层生成，原因可能是该焊 接温度下，加速了 Cu原子向基体Zr中扩散的速率和距离，Cu原子固溶于基体Zr 中，最终形成了较宽的Zr-Cu固溶区。

上海霆钢金属集团有限公司

③ 30卩mCu箔厚度下，随着温度的提高最大拉伸强度逐渐提高，伸长率先提 高随后下降，转则温度为940 °C； 10卩mCu箔厚度下，最大拉伸强度和伸长率都随 着温度升高而提高，其中形成化合物层的接头力学性能不佳，应该是由于金属间 化合物属于脆硬相所致，而没有金属冋化合物的接头力学性能明显提升，当温度 为940 °C时，接头最大拉伸强度和伸长率均为各厚度下的最高，并从30卩m的 576MPa、23%提高到了 10pm 的 580MPa、32% （原始母材 585MPa、44%）。

锆合金在酸性腐蚀液中的腐蚀速率小于0.5%/h,从腐蚀显微形貌来看，耐 腐蚀性大小为：焊后母材〉无化合物层的焊缝区域〉原始母材〉有化合物层的焊 缝区域；从腐蚀速率和失重率来看，原始母材腐蚀速率和失重率最高，失重率达 到了 44%,随着焊接温度提高，腐蚀速率越小，失重率也越低。返回搜狐，查看更多