NiTi形状记忆合金(SMAs)因其特殊的功能特性，如形状记忆性能(SME)和超弹性(SE)，被广泛应用于航空航天、通信、仪器和医疗器械领域。然而，单一的NiTi合金结构无法满足不同产品的性能要求。因此，NiTi合金常与具有优异性能的不锈钢(SS)连接，从而扩展其应用范围。预置填充金属(如Ni)的脉冲激光焊是连接NiTi和不锈钢薄板最适合的方法之一。然而NiTi/Ni/SS接头中，脆性金属间化合物（如TiFe2、TiCr2）的存在，极大地降低了接头的强度。相关研究表明，现阶段NiTi/Ni/SS接头强度最高仅为NiTi母材的44%。

近期，南昌航空大学陈玉华教授等通过对NiTi/Ni/SS脉冲激光焊接头进行焊后热处理，极大提升了其机械性能。850℃焊后热处理接头强度达到了NiTi母材的78%。相关论文以题为“Effects of post-weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties of laser-welded NiTi/304SS joint with Ni filler”发表于Materials Science and Engineer A期刊。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921509319313310

研究表明，850℃焊后热处理NiTi/Ni/SS接头断裂发生在NiTi母材处，其强度及延伸率分别达到643MPa、12%。其强度的提升主要归功于热处理过程中NiTi侧界面以及焊缝金属成分的均匀化。由于Ti原子的扩散速率高于Ni原子，随着焊后热处理温度的升高，更多的Ti原子从NiTi母材侧扩散到焊缝金属中，从而促进了NiTi侧界面以及焊缝金属中Ni3Ti相的生成, NiTi侧界面以及焊缝金属成分均匀化，提升了接头强度。

图1 接头断口形貌：(a) 焊态接头，(b) 650°C焊后热处理接头，(c) 850°C焊后热处理接头，(d)各接头典型拉伸曲线。插图为接头断裂路径。

图2 接头NiTi/Ni侧界面微观结构：(a) 焊态接头，(b) 650°C焊后热处理接头，(c) 850°C焊后热处理接头，(a1~c1)为(a~c)的局部放大图。

图3 (a) 不同热处理接头焊缝金属X射线衍射图。接头焊缝金属的微观结构：(b) 焊态接头，(c) 650℃焊后热处理接头，(d) 850℃焊后热处理接头。插图为图（b~d）中的局部放大图。