钛合金具有高比强度、强耐蚀性的优点,在航空航天、化工生产等行业具有广阔的运用前景。钛合金和不锈钢的焊接结构能够在发挥钛合金优异性能的同时降低成本,对钛合金的在工业生产中的大规模推广应用具有重要意义。本课题采用扩散焊接的方法制备钛/钢接头,并研究焊接温度及保温时间对接头组织和性能的影响,利用在母材中间夹中间层的方法提高接头性能,并分析了接头力学性能提升的机理。焊接温度和保温时间是扩散焊接过程中重要的实验参数,对接头组织和性能均有较大影响,其中焊接温度影响更加明显。直接扩散焊过程中,当温度介于910℃～970℃、保温时间50～110 min时,可以获得小变形、组织均匀、性能良好的接头,其中在940℃,80 min时获得的接头性能最好,剪切强度为110.47 MPa。焊接界面附近形成了 Fe2Ti、Cr2Ti、FeTi等IMCs,在连接界面的不锈钢一侧出现Cr原子聚集现象,导致生成大量Cr-Ti化合物,从而使该处硬脆性增大;Ti基体一侧中出现了ββTi。硬度测试发现,接头硬度在Cr原子聚集的地方达到最大,为475 HV。观察断口形貌并检测断口物相时发现,接头断裂位置正处于该区域,断口上分布着解理平台,为脆性断裂。断口主要物相包括Fe2Ti、Cr2Ti、FeTi和Ti2FeNi等化合物。分别添加Cu箔和Ni箔作为中间层时,接头组织和性能发生变化。当以Cu箔为中间层时,Ti原子穿过Cu箔扩散到不锈钢表面,界面附近形成了 FeTi、FeTi2、CuTi、Cu2Ti等金属间化合物,Cu箔的加入没有抑制脆性化合物的形成,故接头性能没有得到提升,最大剪切强度为102.83 MPa。接头断裂发生在Cu箔上,断口上主要分布CuTi、FeTi2等化合物。当以Ni箔作为中间层时,Ni箔阻止了 Fe、Cr原子和Ti原子的互相扩散,Cr原子在不锈钢表面上的聚集现象消失,接头内脆性的化合物减少,接头区域组织为Ni基固溶体/TiNi/Ti2Ni、TiNi/α-βTi,接头性能得到大幅度提升,最大剪切强度达到200.17 MPa,与直接扩散焊接头相比提高了约80%。接头断裂发生在Ni箔片上,断口主要分布TiNi、Ni单质等物相。