钛合金与不锈钢均为工程中常见的结构材料,其中钛合金具有密度低、比强度高、高温性能好等优点,而不锈钢成本低廉、抗腐蚀性强、易加工等。因此,开展钛合金/不锈钢复合构件的连接,可以充分发挥二者在性能和经济上的优势,但由于钛和钢在物理性能和化学性质上的差别,采用传统的弧焊方式很难获得优良接头,本文采用钎焊技术进行钛合金/不锈钢焊接。为了兼具Ag基钎料钎焊性能良好和Ti基钎料成本低廉的优点,本文参考非晶团簇理论,以Zr-Cu共晶组织为基体,替换Cu元素获得Zr-Cu-Ni-Al非晶钎料;本文采用的不锈钢母材和钛合金母材分别为一大一小的两个长方体金属块,接头抗剪性能试验采用经过特殊设计的夹具进行。钎焊试验结果表明,采用所设计的非晶钎料可以获得优良的TiAl合金/316L不锈钢钎焊接头,微观组织主要分为两个扩散区和一个钎缝区,整个钎缝微观组织为TiAl母材/α2-(Ti3Al)/AlCuTi/未扩散钎料/Cu9Zr11+Fe23Zr6/Laves-Fe2Zr/α-(Fe,Cr)/316L 不锈钢母材。其中扩散层α2-(Ti3Al)相和α-(Fe,Cr)相的形成与长大分别由于TiAl合金母材中Al元素向钎料的溶蚀与316L不锈钢母材中Cr元素的上坡扩散导致,它们的生长动力学参数经过计算表达如下:Wα2-(Ti3Al)=3.639*10-6(?)(-195.769/RT)(μm);Wα-(Fe,cr)=7.502*10-10(?)(-112.42/RT)(μm)。钎缝中物相主要为液态钎料与母材发生化学反应后残留下的Zr、Cu和Al元素形成的多种金属间化合物。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,扩散层厚度增长明显;钎缝厚度主要受钎焊温度影响,而钎缝中组织均匀性主要受保温时间影响。这是因为钎缝中合金元素的化学活性主要受温度影响,而原子是否能够充分进行反应或扩散主要受时间影响。在同样的工艺变化趋势下,接头抗剪强度先升高后降低,在1020℃/10 min工艺参数下达到最高值,为129 MPa。经过力学性能测试后,裂纹在Laves-Fe2Zr层起裂并扩展至未扩散钎料层中,断裂形式为脆性断裂,断口形貌主要为微孔和小平面,前者主要物相为Laves-Fe2Zr,后者主要为未扩散钎料或α-(Fe,Cr)扩散层。