中文摘要：

提出了高强韧金属梯度结构轴的概念，基本思路是通过复合加工技术，将不同金属进行有效结合，形成化学成分、组织及性能沿轴表面到心部按一定梯度分布的结构形式。通过结合界面以及韧性好的芯材对裂纹扩展起到阻碍作用，由此可避免灾难性后果发生。针对高强韧金属梯度结构轴制备过程中的关键技术，研究了25Cr5MoA钢与碳钢复合轴坯料制备、挤压成形以及热处理工艺对界面组织、元素扩散以及界面显微硬度分布的影响，分析了梯度结构轴的止裂机理。研究结果表明与复合板相比，复合轴在结构上所具有的特点，使其即使初期的结合强度较低，也不易产生剥离，经过后续热处理，通过元素的扩散过程，可以提高复合轴的结合强度；经过热挤压以及热处理后，不同铁基金属之间的元素扩散，界面附近合金元素、组织结构以及及显微硬度形成一定的梯度变化.通过工艺优化，制成的固-液结合的双层金属梯度结构轴，经断裂韧性试验表明，裂纹在外层25Cr5MoA钢开始扩展，延伸到复合界面处后成功止裂，继续施加载荷后，试样沿界面发生层间开裂，裂纹被阻隔在外层材料和芯材的界面处，为金属梯度结构轴的安全服役、避免灾难性后果发生奠定了基础。