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本文针对姿控发动机推力室喷管与金属过渡环连接的迫切需求，结合Gr/2024Al复合材料自身发汗性能，提出了Gr/2024Al复合材料与TC4钛合金的自蔓延辅助钎焊方法，综合理论分析与试验结果，优化自蔓延中间层设计，确定了典型界面结构，分析了工艺参数及其它影响因素对接头界面及力学性能的影响规律，分析了中间层自蔓延反应机理，研究了自蔓延辅助钎焊过程中快速冷却条件下钎料的作用机制，确定了界面演化规律及特殊界面形貌形成原因。基于Gr/2024Al成分及自蔓延体系热力学分析结果，设计了TiAlCCu中间层，并采用该中间层辅助AgCuTi钎料钎焊Gr/2024Al与TC4，所得接头典型界面结构为Gr/2024Al复合材料/Ti3AlC2/Ag(s.s)+Al4Cu9+Al5CuTi2/Ti+TiAl3+Al5CuTi2+Ag-Al+C/TiAl3/TC4钛合金。连接工艺对接头界面结构及力学性能存在显著影响。当预热温度为650℃保温时间15min时，接头室温抗剪强度最高为11MPa，300℃高温抗剪强度为8MPa。接头发生断裂时裂纹由Gr/2024Al与钎缝界面处萌生并沿界面向母材内部扩展。分析了自蔓延体系中各元素作用机制及接头界面形成机理，研究了TiAlCCu体系中C团聚行为对连接工艺稳定性的影响。为解决TiAlCCu体系中C团聚问题，设计了NiAl中间层体系辅助AgCuTi钎料实现Gr/2024Al与TC4的钎焊连接。接头界面典型结构为Gr/2024Al复合材/Ti3AlC2/Ag(s.s)+Al4Cu9+Al5CuTi2/Al(Cu,Ni)/Ni+Ag(s.s)+NiAl+Ni3Al+Ni2Al3/Al(Cu,Ni)/Al(Cu,Ni)+CuNi+Ti(Cu,Ni)/TiCu/TC4钛合金。通过优化中间层配制工艺获得Ni、Al粉末最佳配比为1:1，最佳颗粒度为10m及7m。研究了连接工艺对接头界面及力学性能的影响。当预热温度为670℃保温时间15min时接头获得最佳室温抗剪强度13MPa，300℃高温抗剪强度为9MPa，此时接头断裂发生在母材近界面区。采用淬熄试验及特征温度试验分析了NiAl中间层自蔓延反应过程，在预热过程中首先发生Ni、Al固相扩散，当体系中液相生成后，Ni的溶解占据主导地位，随后NiAl从液相中析出，并最终在该体系中形成均一的NiAl组织。对接头中AgCuTi钎料焊后特殊形貌成因进行了分析，结果表明自蔓延体系下的快速冷却使钎料组织中的Al、Cu等元素来不及充分扩散截留在Ag中，形成过饱和固溶体与传统AgCu共晶组织形貌差别较大。