[发明专利]一种采用置氢金属扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺

权利要求书

1.一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于，工艺步骤为：1）制备出固相扩散焊接所需的钨、钢及未置氢的过渡层材料，并对钨、钢以及过渡层材料的待焊接面进行磨抛处理，使钨、钢以及过渡层材料的待焊接面的表面粗糙度Ra≤3.2μm，磨抛后清洗并真空封装待用； 2）将上述得到的过渡层材料用固态置氢方法预置成质量分数为0-1 wt%的置氢钛合金； 3）将置氢钛合金置于钨片和钢块的中间相互叠合，采用真空热压或热等静压法焊接，得到焊接后的工件； 4）采用真空退火方法对焊接后的工件进行除氢处理，实现聚变堆材料钨和钢的连接； 所述的过渡层材料为钛或钛合金。

2.根据权利要求1所述的一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于：所述的钢为低活化铁素体/马氏体（RAFM）钢。

3.根据权利要求1所述的一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于：步骤2）中固态置氢法为将过渡层材料置于加热炉中，充入压强为200Pa-0.1MPa的高纯氢气，升温加速氢气在过渡层材料中的扩散，保温温度200℃-700℃，保温时间1-10h，得到置氢钛合金。

4.根据权利要求1所述的一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于：步骤3）中采用真空热压时的工艺参数为，真空度≤10-2Pa，焊接温度600℃-1050℃，保温时间0.5-6h，焊接压力5-20MPa。

5.根据权利要求1所述的一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于：步骤3）中，采用热等静压焊接方法时需要机加工包套，包套包括盒体和顶盖；将置氢后的钛合金置于钨片和钢块的中间相互叠合后放入到包套中，并通过电子束或氩弧焊将盒体和顶盖封装后，再将得到的包套整体送入热等静压机中进行热等静压处理，保温温度600℃-1050℃，焊接压力100-200MPa，保温时间0.5-6h；热等静压以后拆除包套，得到焊接后的工件。

6.根据权利要求1所述的一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于：步骤3）中，在钨片和钢块外侧面均放置有钼片。

7.根据权利要求1所述的一种采用置氢钛合金扩散连接聚变堆材料钨和钢的工艺，其特征在于：步骤4）中除氢处理后，对焊接温度高于钢的奥氏体化温度的工件还需进行焊后热处理。