包壳管与端塞是反应堆芯的重要组成部分,包壳管与端塞的焊接质量是影响反应堆安全运行的重要因素。15-15Ti不锈钢具有优良的高温力学性能、抗辐照和抗液态铅合金腐蚀性能,被选为中国铅基反应堆的燃料元件包壳材料。CLAM钢在辐照环境下具有结构稳定性好、强度高的优点,可以防止铅基反应堆包壳管因振动疲劳导致的过早失效,是下端塞理想的候选结构材料。这将涉及到CLAM/15-15Ti异种钢的焊接。本文采用TIG焊不填丝技术对CLAM/15-15Ti异种钢进行焊接,分析了接头热处理前后的显微组织与力学性能,开展了500℃长达1500 h的高温时效实验。主要结果如下:CLAM钢熔合区出现连续的δ铁素体,硬度较低,完全淬火区为马氏体组织,不完全淬火区为细小的马氏体和铁素体混合组织,含有少量析出物;焊缝为马氏体和少量铁素体的混合组织,基本没有析出物,硬度最高;15-15Ti不锈钢侧热影响区为奥氏体组织,硬度最低。接头拉伸断裂于15-15Ti不锈钢热影响区。随着热处理温度升高,CLAM钢侧硬度逐渐降低,熔合区δ铁素体边界M₂₃C₆6增多,完全淬火区和不完全淬火区晶界M₂₃C₆尺寸增大,晶内MX相数量减少;焊缝马氏体板条发生细化,硬度的先降低后升高,焊缝内部发现M₂₃C₆、N_i3Mo、Mo₂C三种析出物;15-15Ti不锈钢熔合区晶界析出物先增多后减少,热影响区硬度变化不明显。680℃热处理后接头拉断裂于15-15Ti不锈钢侧,720℃以上热处理后接头断裂于CLAM钢侧,屈服强度均是先升高后降低。500℃500 h时效后,焊缝组织中出现了9.6%逆变的奥氏体,随着时效时间的延长,逆变奥氏体逐渐减少,时效1500 h后奥氏体含量为0.43%,焊缝硬度逐渐降低;CLAM钢侧碳化物逐渐增多,完全淬火区硬度逐渐降低,不完全淬火区整体呈升高趋势;15-15Ti不锈钢碳化物逐渐增多,硬度逐渐升高。拉伸断口均断裂于15-15Ti不锈钢热影响区。