AbstractDiffusion bonding of alumina dispersion-strengthened copper (DS Cu) to 316 stainless steel was carried out with interlayer metals such as Au, Cu and Ni foil in order to investigate the influence of the interlayer metals and bonding conditions on strength of the joints. The tensile strength of joints with an Au interlayer was superior to those with Cu and Ni interlayer metals and similar to that of Ds Cu base metal. The tensile strength of joints with a Cu and Ni interlayer was less than that of immediate diffusion bonding joint for the Ds Cu to 316 stainless steel. The Charpy-absorbed energy of the Au interlayer joint increased up to 50% of Ds Cu, while that of the immediate diffusion bonding joint was only 20%. Concerning the microstructure of the Au interlayer joints, intermetallic compounds consisting of B, Fe and Cr were observed in the Au interlayer. For the Ni interlayer joints, Kirkendall voids were formed in the DS Cu near the interface where the specimen fractured. The specimens with the Cu interlayer fractured at the interface between Ds Cu and Cu interlayer. It is suggested that the degradation of the strength of the joints with the Cu interlayer is attributed to the diffusion rate between the Cu interlayer and the DS Cu.
アルミナ分散強化銅(DS Cu)と316ステンレス鋼との拡散接合を、Au, CuおよびNi箔などの中間層金属を用いて実施し、中間層金属および接合条件が継手の強度に及ぼす影響を調査した。Au中間層を有する継手の引張強さは、CuおよびNi中間層金属を有する継手よりも優れており、Ds Cu母材の引張強さと同等であった。CuおよびNi中間層を有する継手の引張強さは、Ds Cuと316ステンレス鋼との直接拡散接合継手のそれよりも低かった。Au中間層継手のシャルピー吸収エネルギーはDs Cuの50%まで増加したのに対し、直接拡散接合継手のそれはわずか20%であった。Au中間層継手の微細組織に関しては、Au中間層内にB, FeおよびCrからなる金属間化合物が観察された。Ni中間層継手では、試験片が破断した界面近傍のDS Cu内にカーケンドールボイドが形成された。Cu中間層を有する試験片は、Ds CuとCu中間層との界面で破断した。Cu中間層を有する継手の強度低下は、Cu中間層とDS Cuとの間の拡散速度に起因することが示唆される。