机械工程学报

作者：武越, 章海明, 刘畅, 白晋龙, 张婷婷, 王涛, 黄庆学

单位：1. 上海交通大学材料科学与工程学院 上海 200240;2. 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心 太原 030024;3. 金属基复合材料国家重点实验室 上海 200240;4. 太原理工大学机械与运载工程学院 太原 030024

关键词：钛/钢复合板,结合强度,微观组织,界面化合物；

基金：国家自然科学基金(52075329),国家重点研发计划(2018YFA0707300)资助项目。

钛/钢复合板作为一种先进的金属层状复合材料，具有耐腐蚀、轻质高强等优点。传统轧制制造的钛/钢复合板界面结合强度较低，且大多需要通过多道次、累积大压下率获得。提出双层组坯热轧制备钛/钢复合板的工艺，通过单道次（SR）、两道次连轧（DR）以及两道次—道次间回炉（DRH）的方式制备了三组复合板，首道次压下率为35%，累积压下率为50%。通过SEM、EBSD、XRD等多尺度表征手段，解析界面处的微观形貌、元素扩散及化合物生成情况，澄清了道次间回炉对钛/钢异种金属界面的微观结构和结合性能的影响机理。结果表明SR和DR后拉剪强度分别为311 MPa和351 MPa，界面形成固溶状态且结合强度超过钛基体，导致拉剪断口发生在钛基体内部。道次间回炉加速了界面处元素扩散行为，导致界面两侧的钛和钢分别发生α→β和γ→α相转变，并形成厚度约2.5μm的化合物层，观察到Fe-Cr、Cr3Ni2、CrTi4、Fe2Ti和NiTi等金属间化合物。这些金属间化合物沿界面连续分布；且因其固有脆性，二道次轧制时易破碎，在化合物内部和端部形成孔洞，显著降低了界面结合强度。多道次轧制钛/钢复合板时应采用连续轧制而避免道次间回炉。该工艺相比于其他技术在结合强度和压下率方面具有显著优势，具有应用于高性能钛/钢复合板制备的广阔前景。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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