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SiC陶瓷因其优异的性能,在航空航天、冶金石化等领域均有广泛运用;将高温合金与SiC陶瓷进行连接能够得到性能更好的复合构件,进一步拓宽两种材料的应用范围。而铸造工艺对于成型复杂形状构件具有其独特的优势,因此采用铸造工艺成型SiC陶瓷/高温合金复合构件具有较高的工程实用价值和意义。本文基于Miedema和Toop模型对采用Ni Ti合金中间层的SiC/K4169一体化铸件反应层内的物相析出行为进行热力学计算,并结合实验对结果进行验证,探究了界面反应及物相析出过程;同时采用有限元分析的方法,研究了界面结构、中间层成分和厚度等条件对一体化构件界面处应力分布及弯曲强度的影响。以Miedema二元合金生成热模型和Toop模型为基础,同时参考三元合金熔体中金属间化合物析出行为的热力学模型,对Ti元素含量为55%、65%、75%三种中间层成分条件下界面处反应层内可能生成的6种物相进行了热力学计算,得到了三种成分下各物相的Gibbs自由能与T的关系,并根据实验浇注温度1400℃求出各物相析出的Gibbs自由能,对比分析了采用不同成分中间层时各物相析出的热力学驱动力,结果表明:采用Ti元素含量为55%、65%、75%三种中间层成分条件下,Ti C相具有最高的热力学优势,会优先析出;Ti5Si3相同样具有析出优势,但随Ti元素含量的减少Gibbs自由能绝对值大幅减小,析出优势降低。采用Ni-55%Ti中间层浇注连接SiC陶瓷与K4169合金,实验发现界面反应层内存在Ti C,但并无Ti5Si3相,而出现了大量Ni/Si化合物,分析反应过程发现:反应层内提前析出的Ti5Si3会进一步与游离的SiC及大量的Ni元素反应生成Ni/Si化合物,从而消耗掉大量Ti5Si3相;随着中间层中Ti元素含量的减少,该现象更为明显,导致三种成分反应层内Ti5Si3相含量逐渐减少,最终在Ni-55%Ti时只有Ti C及Ni2Si相。同时Ti C在晶格匹配上与SiC陶瓷存在良好的相位关系,对反应层有利,Ti5Si3则相反,因此采用Ni-55%Ti中间层时应该具有更好的连接强度。基于热力学计算结果,利用有限元模拟技术,对12种界面结构、3种成分和4种厚度中间层条件下一体化构件弯曲实验过程中界面处的应力分布情况进行了模拟研究;并建立陶瓷失效的判据对模型的弯曲强度进行表征。模拟结果显示:三种类型连接界面结构中,截面尺寸为10×20mm的台阶结构具有最好的连接效果;中间层的加入可以有效减小SiC陶瓷端的最大等效应力,三种成分中,Ni-55%Ti中间层具有最好的连接效果;中间层厚度为0.6mm时各模型的应力集中区域面积及最大等效应力值均较小。模拟结果表明:截面尺寸为10×20mm的台阶(通台)结构采用0.6mm厚Ni-55%Ti中间层时弯曲强度最高,为202.5MPa。