强流脉冲电子束诱发的微观晶体缺陷及其对Cu-316L不锈钢扩散连接性能的影响

作     者：王泽炎 陈洪星 孙聪 田娜娜 张从林 万浩 关庆丰 

作者机构：江苏大学材料科学与工程学院 盐城工学院材料科学与工程学院 泰州学院机电工程学院 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52001273) 江苏省自然科学基金项目(BK20201062) 

主　　题：强流脉冲电子束(HCPEB Cu-316L 元素扩散 抗剪切强度 晶体缺陷 表面强度 

摘      要：本文利用强流脉冲电子束（HCPEB）在Cu和316L不锈钢表面进行电子辐照预处理，随后将二者进行真空扩散焊接处理。焊接温度为800 ℃和850 ℃、焊接压力为5 MPa、焊接时间为40 min。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等仪器观察了HCPEB辐照后316L不锈钢的微观结构变化。微观结构观察表明，HCPEB辐照后，316L不锈钢的初始粗晶粒明显转变为具有大量晶体缺陷的细晶粒。对未经辐照的Cu和316L进行扩散焊接发现，制备的原始接头的焊接区域没有完全焊合。相比之下，经过HCPEB预处理的样品在扩散焊接后则显示出良好的焊合界面，同时Cu在界面处的扩散系数也显著增加。扩散系数的增加归因于辐照诱发的大量晶体缺陷为原子扩散提供了快速扩散通道，使得原子的扩散能力增强。结合强度结果表明，经HCPEB预处理后进行扩散焊接的Cu-316L接头的剪切强度远高于原始接头。