基于高熵合金中间层的铜/钢TIG焊接头组织与性能

铜/钢复合结构不仅能够满足不同环境对材料性能的要求，还可减少铜材的消耗，将大大降低构件的成本；但铜与钢之间物化性能差异较大，其中极差的相溶性会导致焊后出现液相分离或缺陷。基于焊缝金属固溶-高熵化思路，设计Fe₅Co₃₀Cr₃₀Ni₃₀Cu₅高熵合金作为中间层，对T2紫铜和Q235钢进行TIG焊接，并对中间层及接头的组织与性能进行分析。结果表明：Fe₅Co₃₀Cr₃₀Ni₃₀Cu₅高熵合金为单相FCC固溶体结构，具有良好的强度和塑韧性；采用该中间层材料，利用TIG焊方法可实现T2紫铜和Q235钢的可靠连接，焊缝成形良好且无气孔、裂纹等缺陷；焊缝区组织为单相FCC固溶体结构，具有显著的高熵化特征；焊接接头平均抗拉强度为225 MPa,达到铜母材强度的91%,平均断后延伸率达到44%;接头断裂发生在紫铜侧热影响区，且断口表面呈现有大量的韧窝结构，具有显著的韧性断裂特征。