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为了降低钨/钢接头的残余应力，同时又确保接头中各界面的结合强度，本文开发了基于自生成钨基高密度合金中间层的钨/0Cr13Al钢真空扩散连接技术。通过设计中间层材料和选择相应的连接工艺，获得了不同特性的钨基高密度合金中间层钨/钢连接接头。系统地研究了接头的组织、强度与断裂、残余应力水平及界面结合机理。 以铜/90W-10Ni混合粉末/镍、铜/90W-5Ni-5Co混合粉末/镍、铜/90W-8.5Fe-1.5Cr混合粉末/铜、90W-9Cu-1Ni/镍、90W-6Mn-4Ni/镍及90W-10(Ni25)/镍等六种复合中间层，均实现了钨与钢的真空扩散连接，接头中所生成的钨基高密度合金层组织由钨颗粒相和粘结相组成，组织均匀致密。其中，前三种复合中间层对应的接头中钨基高密度合金层由固相烧结生成，而后三种复合中间层对应的接头中钨基高密度合金层由液相烧结生成。 连接过程中，90W-10Ni及90W-5Ni-5Co混合粉末在固相烧结生成钨基高密度合金层的同时，通过铜中间层实现了钨基高密度合金层与钨母材的瞬间液相扩散连接，并在两者之间形成Cu-Ni及Cu-Ni-Co中间层。其中，Cu-Ni中间层与钨母材的冶金结合机制为：首先，液态Cu-Ni熔体中的Ni原子向钨表面偏析，然后，Ni原子与W原子发生电子交换，形成少量的金属键，与此同时，少量Ni原子扩散进入钨的浅表层；钨原子在含少量Ni的浅表层中扩散激活能大大降低，大量的钨原子得以克服钨母材的束缚进入Cu-Ni熔体中。同时，Cu-Ni熔体中的Ni原子浓度不断升高，在连接温度下等温凝固成与钨母材牢固冶金结合的Cu-Ni合金中间层，且没有生成W与Ni的金属间化合物。 90W-9Cu-1Ni、90W-6Mn-4Ni及90W-10(Ni25)混合粉末液相烧结生成钨基高密度合金层的同时，实现钨基高密度合金层与钨母材之间的加压钎焊连接。钎焊连接主要通过W元素从钨母材表层溶解扩散进入粘结相中实现冶金结合。 结合加压烧结粘弹性理论，建立了连接条件下接头中钨基高密度合金层不同部位固相烧结致密化所需轴向压力的数学模型。对于液相烧结生成钨基高密度合金层的连接过程，由于压力促使接头中钨骨架的形成，钨基高密度合金层烧结收缩过程不能充分进行，产生组织的不均匀性与不致密性。高能球磨预处理钨基高密度合金中间层用混合粉末，能显著促进连接过程中钨基高密度合金层的致密化与均匀化。 有限元分析计算结果表明，在距离接头试样边缘约0.5mm的连接区域残余剪切应力最大，只有钨基高密度合金中间层的钨/钢接头最大残余剪切应力最高，为336MPa；Cu-Ni/钨基高密度合金层/镍复合中间层对应钨/钢接头的最大残余剪切应力最低，为82.6MPa。试样连接区域边缘是接头残余轴向应力最大的地方，在钨母材中均是拉应力，只有钨基高密度合金中间层的钨/钢接头对应最大值，为664.9MPa，最小值为Cu-Ni/钨基高密度合金层/镍复合中间层钨/钢接头对应的172MPa。 不同钨基高密度合金中间层对应的钨/钢接头剪切强度在很大范围内变化，其中铜/90W-8.5Fe-1.5Cr/铜对应的钨/钢接头剪切强度只有41MPa，而剪切强度最高的铜/90W-5Ni-5Co/镍中间层所对应的钨/钢接头达到286MPa。钨/钢接头的断裂位置复杂，其中，断裂发生在钨/钨基高密度合金层连接界面对应的接头强度低；而断裂发生在钨基高密度合金层/镍中间层连接界面区对应的接头强度高。由于90W-6Mn-4Ni钨基高密度合金层中存在的孔隙释放了部分接头残余应力，使得其对应钨/钢接头的剪切强度反而高于界面结合质量更好的90W-10(Ni25)钨基高密合金层所对应的接头剪切强度，且其对应的钨母材断口为典型的贝壳花纹解离断裂形貌，而90W-10(Ni25)钨基高密度合金层对应的钨母材断口为典型的沿晶断裂形貌。 由铜/90W-10Ni混合粉末/镍复合中间层和铜/90W-5Ni-5Co混合粉末/镍复合中间层对应的钨/钢接头抗热震性能最好。一般地，剪切强度高的试样对应的抗热震性能好，但在剪切强度大致相同的情况下，以钨基高密度合金层为中间层的钨/钢接头比单软质中间层的钨/钢接头抗热震性能好。