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界面质量是决定层状金属复合材料性能的关键。针对316L/EH40不锈钢复合板在热轧成形过程中,因元素扩散导致界面质量下降的问题,采用组坯过程中添加适当厚度夹层的方法,通过有效阻隔两层金属间的元素扩散,从而提高结合界面的品质。本文选定高纯镍作为夹层材料,以316L/Ni/EH40不锈钢复合板为研究对象,着重探究真空热轧成形工艺及轧后热处理工艺对复合板成形质量的影响。基于Gleeble-3800热模拟试验机在材料成形工艺研究领域所具有的独特优势,采用圆柱小试样开展多层复合试样的热压缩模拟轧制试验。通过316L/EH40复合试样的热压缩试验探究界面位置的元素扩散规律;通过316L/Ni/EH40复合试样的热压缩试验,研究不同厚度镍夹层对复合试样界面结合性能的影响规律。针对不同模拟任务的特点,利用MSC.Marc有限元软件建立不同的316L/Ni/EH40不锈钢复合板热轧成形三维热-力耦合模型,在合理选择界面结合判据的基础上,模拟分析压下率和道次分配对316L/Ni/EH40不锈钢复合板界面结合的影响,同时对五道次热轧过程中的轧制力分布及板材残余应力分布进行有限元预报。在有限元模拟的基础上,制定轧制工艺规程,采用二辊轧机开展316L/Ni/EH40不锈钢复合板五道次热轧试验。热轧试验结束后,在所得不锈钢复合板上取样,研究累积压下率对复合板界面微观组织、孔洞分布、显微硬度以及结合强度的影响规律。通过拉伸性能测试和界面元素能谱测试,评估五道次终轧板材的性能。针对316L/Ni/EH40不锈钢复合板的组织特点,提出在保证界面不发生严重元素扩散的前提下,着重于改变基层组织结构、细化组织晶粒、去除界面残余应力的热处理目标。根据此目标及组元材料特性,制定三种热处理工艺。将五道次终轧板材用于开展热处理试验研究,并对不同工艺下复合板的微观组织进行详细研究。通过上述研究工作,有效解决了316L/EH40不锈钢复合板因界面有害元素扩散导致的界面质量下降问题,并针对316L/Ni/EH40复合板开展了成形工艺和热处理工艺的有益探索,将为设计异种金属复合板的制备工艺提供借鉴。