本技术涉及一种高氮钢/钛界面结合性能的预测技术。该技术通过构建钛、钛基钎料和高氮钢的晶体结构模型,采用特定的切分方式生成钛-钛基钎料-高氮钢界面复合模型。通过原子替换技术,生成多种界面复合模型,并对其进行多维度结合性能评估,以获取结合性能参数。最终,根据评估结果确定满足要求的界面复合模型,并选定相应的钛基钎料。
背景技术
由于异种材料钎焊连接能够降低材料成本,提高结构材料的灵活性,因此受到业界越来越多的关注。其中,高氮奥氏体不锈钢(简称高氮钢)主要应用于航空、医疗等领域,高氮钢具有良好的强韧性和耐蚀性等优点,而金属钛具有强度高、刚性好、高温力学性能优异、生物相容性优异等优点,被广泛应用于航空航天、新能源及生物医疗领域,是一种理想的高温结构材料。但钛及其合金的生产成本高,材料利用率低、生产工艺复杂,限制了钛及其合金在工业生产和医疗领域的广泛应用。同时,钛与高氮钢的异种材料的钎焊连接,能够使复合材料结构件在性能上充分发挥优势,同时减少工件结构的复杂性,降低成本,因此,钛/高氮钢材料钎焊连接在航空航天、石油化工及医疗器械等领域具有广阔的应用前景。但是,由于钛和高氮钢在物理化学性能方面差异很大,具体表现在熔点、热膨胀系数、热导率差异等方面,这对钎焊热输入的要求较为苛刻,易形成脆性的Ti-Fe金属间化合物。
目前,主要通过调控钎焊工艺参数、添加中间层等实现钛/高氮钢的连接,并采用传统的表征与分析方法研究接头组织和结合性能。
但是,当前这种先钎焊后分析的方法所制备的钛/高氮钢钎焊接头的性能并不稳定,同时也难以对钛/高氮钢钎焊接头结合性能进行预测以改善钛/高氮钢钎焊接头的性能,导致钛/高氮钢钎焊接头的生产效率较低。
实现思路