机械工程学报

作者：廖朋朋, 周帼彦, 张玉财, 张显程, 蒋文春, 涂善东

单位：1. 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室 上海 200237;2. 中国石油大学(华东)新能源学院 青岛 266580

关键词：蠕变,钎料改性,寿命提升,钎焊接头,回热器,有限元分析；

基金：国家自然科学基金(52130511)、上海市教育委员会科研创新计划(2019-01-07-00-02-E00068)和上海高校IV类高峰学科建设资助项目。

钎焊结构广泛应用于石油化工、核电、航空航天等过程装备领域。然而，在高温、高压等恶劣环境下，钎料与母材力学性能的差异容易导致接头出现裂纹，从而引发结构破坏。为了寻找航空发动机回热器的高温延寿方法，采用基于连续损伤力学的有限元方法，系统分析不同铜含量BNi-2钎料单轴和多轴蠕变性能对钎焊接头蠕变寿命的影响。研究结果表明，基于修正的Liu-Murakami本构模型能较好地预测含铜镍基钎料的单轴蠕变寿命；添加3% Cu元素其延性稍有下降，超过6% Cu元素的钎料蠕变寿命会降低，但蠕变断裂应变有所增加。在相同载荷水平下，基于单轴蠕变性能的钎料改性设计，当钎料与母材最小蠕变速率失配度分别降低5%和10%时，回热器的蠕变断裂时间将分别提高3.2倍和11.8倍；基于多轴蠕变性能的钎料改性设计，接头蠕变寿命随着钎料多轴蠕变性能参数α的减小而提高。所提出的通过调整钎料与母材的蠕变性能失配度，显著延长航空发动机回热器的使用寿命的方法，可为高温钎焊结构的寿命设计提供创新方案。

来源：2025年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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