卞世伟1， 李淳

(1. 哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046； 2. 哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150001)

0 前言

钛与锆及其合金是20世纪50年代开始发展并应用的一种重要的金属结构材料。钛合金具有许多优异的综合性能，例如低密度，高的比断裂韧性和比强度，高的疲劳强度，良好的抗裂纹扩展能力和低温韧性，优异的抗蚀能力以及高的耐热性能，因此在航空航天、化工、船舶、休闲以及医药等行业得到广泛的应用[1-3]。随着现代工业发展和科学技术进步，对焊接结构性能提出了更高，更苛刻的要求，除需要满足常规力学性能之外，还要求满足如高温强度、耐磨性、耐腐蚀性及良好的低温韧性和导热性等[4]。在这种情况下，单一钛或者锆的结构性能很难满足现代产品需求，层状锆/钛复合材料的机械性能引起了人们的关注。复合材料中的分层结构可以提供额外的加工硬化能力并导致微裂纹传播路径的多次偏转，因此通常拥有更高的延展性，具有很高的发展前景[5]。

对于大面积的锆/钛叠层金属复合材料的制备，扩散连接是比较好的方法。扩散连接是将试样加热到适当温度后施加压力，使得试样表面在局部发生塑性变形，形成紧密的物理接触，通过原子间的相互扩散反应在连接界面形成扩散层，从而实现可靠的连接。从微观角度看，扩散连接过程可以分为3个阶段，分别是形成紧密的物理接触，进行扩散反应，扩散层厚度增加。材料的扩散能力越强，越有利于扩散连接的实现，因此提高材料的扩散性能可以有效提高材料扩散连接的效率和接头质量[6]。……