顺应极端环境下船舶海工装备材料用钢需求,本课题着眼于如何减薄复合板真空涂覆夹层的技术难点,以2205/Fe-Co-Ni/EH40不锈钢复合板为研究对象,将研究铁钴镍合金熔体层间涂覆能力作为切入点,以不锈钢复合板洁净结合界面制备为落脚点,探索不同合金配比下夹层的涂覆机制,并据此制定夹层涂覆方案,通过夹层涂覆成型、复合板成形及表征技术探究涂覆所得不锈钢复合板坯对复合板结合界面的影响。基于流体力学控制定律以及合金凝固理论,虑及夹层中合金熔体热量耗散、内外压差与重力的协同涂覆力,建立层间真空涂覆传热数学模型。不同铁钴镍合金配比下的合金粘度、表面张力等热物性参数的变化情况,借助正交实验制定铁钴镍合金配比方案,为后续铁钴镍合金层间真空涂覆工艺提供理论指导。借助ProCAST有限元模拟仿真技术,建立铁钴镍合金层间真空涂覆多场耦合三维模型,探明初始涂覆温度、涂覆压差、吸口层宽比对夹层涂覆时温度场、速度场、应力场的影响。以夹层涂覆率、缩孔率、残余应力作为评价指标,通过正交实验和直观分析法确立优选层间真空涂覆工艺参数,为后续真空涂覆试验提供理论基础。依靠锭模旋转式真空电弧熔炼/吸铸系统,进行不锈钢复合板坯层间真空涂覆试验,依据合金配比方案及优选涂覆参数,获得完整涂覆的合金夹层。通过金相、扫描电子、色散能谱等技术评估夹层涂覆质量,并分析不同合金配比及工艺参数对涂覆率的影响,试验结果与模型计算、涂覆模拟仿真结果相互对比验证。凭借二辊轧机对层间真空涂覆不锈钢复合板坯进行五道次热轧成形试验,对轧后样件的微观组织、硬度以及元素扩散情况进行表征实验,分析轧后复合板结合界面元素、界面氧化物分布,进而评估夹层性能。对轧后复合板进行性能测定,评估复合板结合性能及整体力学性能。经过上述研究工作,真空涂覆夹层厚度减薄了23%,得到了界面洁净度高、结合强度好、制备成本低的2205/Fe-Co-Ni/EH40复合板,为后续制备高洁净结合界面、高结合强度的不锈钢复合材料提供理论基础。