《表1 TiAl/TC11接头扩散中间层厚度 (μm)》

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《表面纳米化对钛合金与钛铝合金扩散连接影响的研究》

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图3和图4为不同连接温度条件下TC11/TiA接头背散射组织形貌图。连接温度在1023K时，由于连接温度低，原子的扩散系数低，原子的扩散能力弱，在接头存在一些未连接的孔洞。表面纳米化试样接头空洞相对来说比较大，是因为表面纳米化处理后连接表面变得凹凸不平，表面粗糙度急剧增加[7]，在扩散连接初期不利于形成紧密的物理接触，阻碍了原子的扩散；此外连接温度较低时TC11钛合金的塑性提高较少，在30MPa的压力下金属流动性比较差，也不利于形成紧密的物理接触。当温度升到1073 K及其以上时，原子的扩散能力与钛合金塑性变形能力增加，空洞消失形成连续的扩散反应中间中层。表1为不同连接温度下扩散反应中间层的厚度，无论是否经过表面纳米化处理，中间层的厚度都随着连接温度的升高而增加；在相同的连接条件下，表面纳米化试样接头中间层的厚度较大，表明表面纳米化能够促进中间层的增长。因为经过喷丸处理获得的纳米晶层中存在高体积分数的晶界与位错，原子在晶界和位错中进行扩散时需要较小的扩散激活能，扩散系数要比点阵结构中的扩散系数大，在相同的温度下更有利于原子的扩散，有助于中间层的生长。在扩散连接过程中，表面纳米化TC11钛合金的纳米晶组织发生回复再结晶，晶粒长大，在1023、1073 K时晶粒尺寸在800 nm左右，当连接温度升高到1123K时晶粒长大到5μm，但是与原始的母材晶粒相比得到了明显细化。