高熵合金异种金属激光焊接接头组织演变及力学性能调控研究

赵凯

中国能源建设集团浙江火电建设有限公司浙江杭州 310000

摘要：高熵合金（HEAs）凭借其高熵效应与迟滞扩散特性，在异种金属激光焊接中展现出抑制脆性金属间化合物（IMCs）生成的独特优势。本研究系统探究了高熵合金异种金属激光焊接接头的组织演变规律与力学性能调控机制。通过对比不同激光功率（1.0 ～ 1.5 kW）、焊接速度（1.0 ～ 2.0 m/min）及中间层设计（如 Cu 箔、CoCrFeNiMn 高熵合金）对熔池凝固行为、元素扩散及界面反应的影响，发现当激光功率为 1.2 kW、焊接速度为 1.5 m/min 时熔区形成细小枝晶组织，接头抗拉强度可达母材的 90% 以上。添加 0.4 mm 厚 Cu 中间层可有效分散 Ti-Fe IMCs，使接头强度提升至 450 MPa。结合热力学计算（如 CalPhaD 方法）与显微硬度测试，揭示了高熵合金通过抑制元素扩散和促进固溶体形成的双重作用机制。研究结果为高熵合金异种金属激光焊接的工程化应用提供了理论依据。

关键词：高熵合金；异种金属；激光焊接；组织演变；力学性能

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