高致密度Mo-Cu复合材料与不锈钢扩散-钎焊接头微观结构及蠕变行为研究

高致密度Mo-Cu复合材料具有高导电导热性、低热膨胀系数和良好的高温性能，被广泛用于电子、机械、武器装备及航空航天等高技术领域。与不锈钢连接时，由焊接热循环导致的接头组织粗化及由气体杂质污染引起的焊缝性能失效是影响接头质量的关键。本项目在前期探索的基础上，提出采用扩散-钎焊工艺、通过添加活化元素促进Mo-Cu复合材料与不锈钢的焊接成形，研究接头的微观组织结构特征和蠕变行为，揭示活化元素对扩散-钎缝组织的晶粒尺度、结构致密性以及分布形态的影响规律，探明接头高温蠕变强度的影响因素及强化机制，建立Mo-Cu复合材料与不锈钢扩散-钎焊接头微观结构与蠕变性能之间的内在联系。研究成果可直接用于指导电真空器件、仪器仪表元件、导弹发动机喷管等高温部件的制造，对Mo-Cu复合构件的开发及其作为高温结构材料的推广应用具有重要的理论意义和工程应用价值。

高致密度Mo-Cu复合材料具有高导电导热性、低热膨胀系数和良好的高温性能，被广泛用于电子、机械、武器装备及航空航天等高技术领域。与不锈钢连接时，由焊接热循环导致的接头组织粗化及由气体杂质污染引起的焊缝性能失效是影响接头质量的关键。本项目提出采用扩散-钎焊工艺、通过添加活化元素Ti、Ni等促进Mo-Cu复合材料与Cr18-Ni8不锈钢的焊接成形，研究Mo-Cu/Cr18-Ni8接头的微观组织结构特征、强度性能及其两者之间的内在联系，揭示了活化元素Ti、Ni对扩散-钎缝组织的晶粒尺度、结构致密性以及分布形态的影响规律，探明接头强度的影响因素及强化机制。 研究结果表明：在银基钎料中添加Ti元素能够实现Mo-Cu复合材料与Cr18-Ni8不锈钢的真空扩散钎焊，抑制了O、N等气体杂质对焊接接头的污染，增加了接头靠近Mo-Cu合金一侧的组织结构致密度，提高了钎焊接头的强度性能; 采用Ni基钎料可以实现Mo-Cu复合材料与Cr18-Ni8不锈钢的高温钎焊，镍基钎料中的Cr、B元素在钎焊过程中分别向Mo-Cu合金与不锈钢母材进行扩散，其中Cr元素大大提高了接头靠近Mo-Cu合金一侧的组织结构致密度，同时使Cr18-Ni8不锈钢焊接钎缝区的晶粒得到细化，Mo-Cu/Cr18-Ni8钎焊接头断口呈现撕裂脆性和剪切韧窝相混合的塑韧性形貌特征，抑制接头Ni5P2 和Cr3P脆性化合物的产生是改善Mo-Cu/Cr18-Ni8接头强韧性的关键。研究成果可直接用于指导电真空器件、仪器仪表元件、导弹发动机喷管等高温部件的制造，对Mo-Cu复合构件的开发及其作为高温结构材料的推广应用具有重要的理论意义和工程应用价值。