金属学报

作者：程磊, 张旭航, 韩盈, 程志诚, 余伟

单位：北京科技大学 工程技术研究院 北京 100083

关键词：钛-钢复合管,高温挤压,中间层,剪切强度,析出,

基金：国家自然科学基金项目(52201059);中国博士后科学基金项目(2019TQ0028)

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管，研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响，并从界面扩散和组织演变的角度分析其断裂机制。结果表明：Fe中间层挤压态样品能够保持较高的剪切强度(185 MPa)，在热处理过程中，Fe中间层析出的M23C6及钛基材的再结晶过程，导致界面剪切强度显著下降(70 MPa)；Nb中间层920和970℃挤压态样品分别沿钢-Nb界面和Nb-钛界面断裂，这分别与钢-Nb界面处膜状NbC层的破裂和Nb-钛界面处β-Ti层的不连续特征相关，热处理后扩散修复的NbC层可使920℃挤压样品剪切强度从挤压态的131 MPa提升至170 MPa，而970℃挤压样品界面处不连续的β-Ti层以及Ti0.86Al0.11Nb0.03析出颗粒的回溶，使其界面强度反而下降。综合界面反应和组织转变特征，明确了含2种中间层高强钛-钢复合管的微观断裂机制。

来源：2024年第1期

《金属学报》期刊编辑部

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