材料研究学报

作者：刘瑞峰, 仙运昌, 赵瑞, 周印梅, 王文先

单位：1.太原理工大学航空航天学院 太原 0300242.山西阳煤化工机械(集团)有限公司 煤化工压力容器山西省重点实验室 太原 0300323.太原理工大学材料科学与工程学院 太原 030024

关键词：复合材料,放电等离子烧结技术,尖端放电,连接界面,断裂机制

基金：国家重点研发计划(2017YFB0602605);山西省科技重大专项(MC2016-01);山西省科技重大专项(MC2016-02);国家自然科学基金(52075360);山西省应用基础研究项目(20210302124653)

用放电等离子烧结技术(SPS)制备钛合金/不锈钢复合板，模拟计算连接界面处的电流密度场、温度场和应力场并分析了复合材料的微观组织、界面微纳力学行为和拉伸性能。结果表明：在高能脉冲电流的作用下发生短时尖端放电使连接界面处的温度瞬间升高，连接界面相对平直并发生了明显的Ti、Fe、Cr原子扩散，在界面处生成了少量的TiFe、TiFe2和FeCr等金属间化合物。结合界面处金属间化合物的硬度达到3.557 GPa，远高于两侧金属基体(钛合金2.943 GPa，不锈钢2.717 GPa)的硬度。钛合金/不锈钢复合板的拉伸强度可达385.7 MPa，分别为钛合金母材和不锈钢母材的72%和80%。在拉伸过程中，不锈钢板解理断裂后钛合金板承载直至发生典型的韧性断裂。

来源：2023年第8期

《材料研究学报》期刊编辑部

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