表1-1铌及其合金的主要类型，特性，应用[13]

类型 功能 应用

纯 铌 耐蚀 电解用电极

高纯铌 超导结构材料 超导加速器腔体

Nb-Fe合金 耐蚀，高强度，高韧性 工具钢，不锈钢

Nb-Ti合金 超导，高强度，加工性好 加速器，磁悬浮列车

Nb-Ta合金 耐蚀 化学装置

Nb-W合金 高温强度优良 航空发动机

Nb-Zr合金 耐蚀，化学性能稳定 钠灯套管，控时器

Nb-Hf-W合金 超导线材，磁体 超导电机

304不锈钢是一种应用很广泛的钢材，属奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢是以Cr、

Ni为主要的合金元素，基本成分是Cr-18%，Ni-8%，所以304不锈钢也被称为18-8型不锈钢。奥氏体不锈钢具有无磁性，较好的伸长率和断面收缩率，优异的焊接性和耐腐蚀能力，较出色的力学性能，更重要的是随着温度的降低，奥氏体不锈钢的冲击韧度减少缓慢，没有脆性转变温度，所以它在低温下的塑韧性表现很出色。基于其特性用于制造耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零部件和设备很合适。汽车行业对不锈钢的使用是很广泛的，这就涉及到与之相关的材料研究和相关工艺。汽车在考虑降低车辆的重量的同时，还要兼顾到生产和维护成本，而不锈钢就满足了它的要求。在航空航天领域可以用于大型液体燃料运载火箭、高强度低温压力容器和低压流体容器等。

钢和铌的应用前景都很广阔，为了增加其使用的灵活性，降低生产成本，获得更好的效益。研究它们焊接结构件以提供安全保障就显得很重要了。比如钢和铌用于发动机部件上时可以减轻构件重量并提高该构件的耐高温能力。而这两种材料在熔点、线膨胀系数、热导率和比热容等方面都存在较大的差距，直接导致的后果就是焊接过程中易引发热应力导致焊接变形，钢和铌直接焊接易产生脆性金属间化合物，脆性金属间化合物的产生会导致接头的强度和塑性显著降低。

为了使这两种拥有不同熔融温度或热导率的两种金属（或合金）在焊接过程中由于一种材料在另一种材料之前熔化使焊接情况变得复杂，使用如激光焊这种高功率密度加热源使它们即使在差异较大的熔化温度下也能立即熔合。同时为了更加好的预防和控制脆性金属间化合物的生成，在焊接时加入预置填充层，并采用双道焊的工艺控制焊接热输入使Fe、Nb和Cu充分互扩散达到冶金上的牢固结合，以获得性能良好的焊接接头。根据实验的实际情况调整实验材料用量和实验方案。

1.2异种金属焊接性的分析

1.2.1焊接性的基本概念

金属材料的焊接性简而言之就是同质或者异质材料在制造工艺的条件下能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包含结合性能和使用性能。结合性能：也称为工艺焊接性，与焊接工艺紧密相关。这也就和焊接中出现的缺陷问题分不开了，主要就是评价材料是否容易焊接，缺陷是否容易生成了。对于分析材料的焊接质量预期有较大的指导作用。使用性能：这就涉及了焊接获得的接头使用起来是否可靠的问题了。用于评价焊接接头在实际使用是能否满足长期使用要求，获得的焊接结构件是否可靠。在生产制造中，评定产品是否合格，以便改进焊接方案和技术以满足产品的使用要求[27]。