图1-1 Fe-Nb二元合金相图[11]

由图1-1分析可知，铁与铌可能形成ε-(Fe2Nb)、μ-(FeNb)、Fe2Nb3（亚稳态时存在）等金属间化合物。这些金属间化合物属于脆性化合物，其存在会使焊接接头硬度提高，而使接头的塑韧性降低，从而使接头的力学性能。

从图1-2可以看出，铬与铌可能形成金属间化合物Cr2Nb。Cr2Nb的存在会降低焊接接头的塑性和韧性，使焊接接头的力学性能降低。

从图1-3可以看出，铌与镍可以形成Ni8Nb、Ni3Nb核Ni6Nb7等金属间化合物。在高温条件下，铌与304不锈钢的接触面上的自由电子会发生转移，并产生相互作用，从而形成离子键，共价键和金属键组成的电子云。304不锈钢的主要成分是铁，还含有18%的铬与8%~10%的镍。因此扩散层主要是Fe与Nb的扩散，会形成铁与铌的金属间化合物。而304不锈钢中铬与镍的存在，也会同时在扩散面出现铬与铌，镍与铌的金属间化合物。温度越高，自由电子转移的越剧烈，从而得到的扩散层也越宽。文献综述

图1-2 Cr-Nb二元合金相图[11]

 图1-3 Ni-Nb二元合金相图[11]

生成的脆性金属件化合物会降低焊接接头的塑性及韧性。随着脆性金属件化合物的增多，焊缝的塑韧性越来越差，最终可能导致焊接接头产生断裂。

1。3 不锈钢与铌的焊接研究现状

1。3。1 熔化焊

1。3。2 钎焊

1。3。3 爆炸焊

1。3。4 熔钎焊

1。4 课题主要研究内容

（1）进行不添加填充层和添加铜填充层的钢/铌激光焊接试验，获得所需的焊接接头。

（2）利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对焊接接头的宏观形貌、显微组织和相组成进行观察分析。

（3）进行拉伸试验，对比分析焊接接头的力学性能。

第二章实验材料、设备和方法

2。1 实验材料

试验采用304不锈钢与纯铌板，规格都是50mm×25mm×2mm 。304不锈钢的化学成分见表2-1，铌的室温物理参数与力学性能见表2-2和表2-3。图2-1为304不锈钢与铌的光学显微组织。填充金属选用的是纯铜，规格为50mm×1mm×2mm。铜的室温物理参数见表2-4。

表 2-1 304不锈钢化学成分（wt%）来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

C Ni Cr Mn Si Fe

≤0。07 8 18 ≤2。0 ≤1。0 bal

表2-2 Nb室温（20℃）下的物理参数

密度

ρ/(kg/m3) 线膨胀系数

α/(10-6℃-1) 熔点

Tm/℃ 比热容

c/[J/(kg·℃)] 热导率

λ/[W/(m·℃)] 泊松比

μ 弹性模量

E/(GPa)

8678 7。48 2534 27 53 0。3 105

表2-3 Nb室温（20℃）下的力学性能

σb/(MPa) σ0。2/(MPa) E/(GPa)