为了实现TC4钛合金的低温扩散连接,本文提出通过对待连接表面进行质子辐照预处理的方式,利用质子辐照效应的缺陷机制和置氢机制对低温扩散连接起到促进作用,以实现700℃下TC4钛合金的低温扩散连接。本文主要通过试验和多尺度计算机模拟的方法研究TC4钛合金的质子辐照效应及其低温扩散连接机理。首先,通过试验观察TC4钛合金质子辐照后的效果,并通过基于蒙特卡洛的SRIM和分子动力学的LAMMPS模拟软件模拟质子辐照过程,并据此探究金属的质子辐照效应机理。探究结果表明,经过质子辐照后的TC4钛合金表面粗糙度变化不大,过程中会产生两种效应:通过级联碰撞导致的缺陷效应和通过入射H+导致的置氢效应。之后,以此为基础,对经过质子辐照处理的TC4钛合金进行真空扩散连接,通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察对比辐照前后扩散连接情况,验证质子辐照对实现低温扩散连接的效果。通过分子动力学的LAMMPS软件进行模拟,探究辐照致低温扩散连接的机理。探究结果表明,在相同条件下,经过质子辐照的试样在低温实现了扩散连接。模拟显示,辐照后的试样在扩散连接过程中,扩散系数明显更大,扩散区域宽度明显增加,晶格混乱程度明显提高,这说明辐照促进了低温扩散连接的进行。最后,对低温扩散连接过程中的动态再结晶过程进行ANSYS有限元模拟,模拟了扩散连接过程温度场的变化和应力应变曲线,通过元胞自动机思路探究低温扩散连接过程中的动态再结晶过程,探究不同扩散连接参数和辐照条件对动态再结晶的影响以及连接后组织的影响。