鈦合金的比強度高、抗腐蝕性優良、高溫和低溫性能穩定，廣泛用于制造航空發動機葉片和壓氣機盤等零部件
但是，鈦合金的切削加工價格昂貴，且其切削精度和加工性能較差[1~3]
鈦合金/不銹鋼復合板綜合了鈦合金和不銹鋼的優點，既具有良好的耐腐蝕能力，又具有較高的強度和較低的成本，可進一步擴展其在航空等領域的應用[4~7]
鈦合金和不銹鋼的導熱系數和線膨脹系數差異較大，使連接過程中的溫度場和應力場分布不均勻，焊后產生較大的殘余應力
連接工藝控制不當會生成大量的TiFe和TiFe2等金屬間化合物，影響接頭的力學性能
傳統的熔焊、釬焊、真空熱軋焊等工藝的特點是長時和高溫熔化，常產生較大的殘余應力和組織粗化[8,9]
固相擴散焊，是在低于母材熔點的溫度進行連接，可控制界面金屬間化合物的生成從而提高連接接頭的質量
周榮林[10]采用相變擴散連接得到了高質量的Ti/SS接頭，優化連接溫度、加熱速度、冷卻速度等參數使鈦與不銹鋼的相變擴散連接接頭的抗拉強度達到380 MPa以上
高旺旺[11]采用直接擴散焊接方法，溫度為1183~1243 K、保溫時間為3000~6600 s時得到了變形小、組織均勻、性能良好的接頭
擴散溫度為1213 K、擴散時長為4800 s時得到的接頭性能最優，剪切強度為110.47 MPa
但是，長時間的高溫焊接在界面附近生成了Fe2Ti、Cr2Ti、FeTi等金屬間化合物
放電等離子燒結技術(SPS)是一種新型連接技術，其優點是升溫快、過程參數可精確調控，在微觀間隙處的微弧放電產生局部高溫將微區高質量結合，可用于連接異質板材
Miriyev A等[12]采用SPS制備了Ti-6Al-4V/AISI4330復合板，結果表明，連接溫度直接影響界面擴散層，拉伸強度達到250 MPa
Umeda J[13]采用SPS連接Ti/AZ80復合板，可在短時間內制備出比傳統擴散焊接質量更高的界面結合
Zhao等[14]也得到了類似的結論
Dong等[15]制備TiNi/2024Al復合材料時，將整個連接理解為電弧焊、電阻點焊及擴散壓力焊的綜合過程
本文用SPS連接鈦合金/不銹鋼復合板，先用ANSYS有限元模擬脈沖電流流經復合板材的電流密度分布及溫度分布，然后用SPS連接鈦合金和不銹鋼異質板材，觀察分析連接界面的微觀組織和物相組成、測試其微觀硬度和拉伸性能，研究異質板材的
聲明：
“鈦合金/不銹鋼復合板的放電等離子燒結技術制備及其性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：劉瑞峰,仙運昌,趙瑞,周印梅,王文先
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2025年08月07日 ~ 09日 
