選用S7工具鋼作為試驗材料，為便于機械加工，加工前應經過球化退火處理(見圖10-3a)。加工成50mm x 50mm x 75mm的立方體，其中50mm x 75mm的平面應保持平滑，用做粘接表面。這些樣品塊的尺度足夠大，完全滿足試樣粘接后，制作包含粘接區域的圓柱形拉伸試樣所需的尺寸(粘接界面在圓柱形拉伸試樣的中部，界面與其軸線垂直)。采用真空熱壓技術共制備了三個試樣，熱壓溫度為1100℃，壓力分別為10MPa、5MPa、20MPa(對應試樣1、2、3)，壓力保持時間均為20min。

為了保持材料在粘接后的可加工性，試樣的冷卻速度應非常緩慢，以防止發生馬氏體相變。在上述熱加工過程中生成了大晶粒的珠光體/馬氏體組織(見圖10-3b)，其硬度較低(約為29HRC)。擴散粘接之后馬上在5個位置進行了超聲波測量。通過線切割方法，自試塊上切割制備了3個圓柱體試樣，而剩余材料則通過熱處理得到以馬氏體為主的組織(見圖10-3c)，其硬度提高到45HRC。對鋼塊再一次進行超聲波檢測并通過線切割加工又制備了兩個拉伸試樣。

利用MTS液壓控制拉伸機測試3種壓力下粘接的擴散焊接試樣以及經過熱處理后的拉伸試樣。將圓柱體試樣的兩端夾住，拉伸至其斷裂，以確定試樣失效時的負載。

超聲波實驗是通過由計算機控制的水浸裝置來進行的。寬帶超聲波換能器所用的中心頻率為5MHz和10MHz。從界面垂直反射回來的超聲波信號通過數字示波器進行放大、數字化和平均處理之后輸入計算機形成數據文件。這些數據由FFT程序進行頻域處理并與參考信號進行反卷積，參考信號來自退火態S7鋼試樣的底面回波。

圖10-4a是一組典型的時域回波信號。頂部的曲線是參考試樣的底面反射回波，下面的兩條曲線分別為試樣2(粘接壓力為5MPa)經過熱處理后兩個粘接區域(A和B)的反射信號。相應的頻譜如圖10-4b所示，將焊接處反射信號的頻譜與參考試樣的頻譜進行反卷積運算，得到的頻譜如圖10-4c所示。圖10-4c中的理論曲線(實線)是由式(10-4)計算出來的，其中的界面剛度經過了優化處理，以使之與實驗數據符合得更好，可以看出，在高頻區的確獲得了較強的反射，并且理論與實驗符合得很好。

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