不锈钢/碳钢复合板因其具有两种材料的优良性能,如耐腐蚀、耐磨、强度高、易加工等特点,且又可以节约镍、铬等贵重金属,受到了研究人员的广泛关注。因此对于它们的生产方法、复合机理、结合强度、微观组织等进行了大量的研究,得出了不锈钢/碳钢复合板在复合过程中的变化规律。本文在此基础上以不锈钢304和低碳钢Q235为研究对象,通过有限元模拟和真空热压实验,研究了两种金属材料在不同的压下率下,以不同的层厚比结合对复合板结合性能的影响,主要进行了以下工作:(1)利用Gleeble-3800热模拟试验机对低碳钢Q235和不锈钢304进行热压缩实验,通过设定不同的变形温度和应变速率,得出了两种材料的真应力-真应变曲线,由曲线可知流变应力随着变形温度的降低和应变速率的增大而增大;根据应力-应变曲线的峰值应力,计算得出了低碳钢Q235和不锈钢304的本构方程,为有限元的模拟提供了精确的材料模型。(2)利用有限元软件Deform-3D模拟不同压下率(25%、30%、35%、40%)下低碳钢Q235和不锈钢304的热压塑性变形情况,分析了两种金属结合界面应力场、应变场、温度场的变化情况,结果表明,应力值随着压下率的增大而增大,在复合板表面达到最大;由应变的变化规律可知,当压下率为25%时,低碳钢Q235与不锈钢304结合界面附近的应变值相差较大,说明变形不协调一致,复合程度较低;而当压下率大于30%时,两种金属结合界面附近的应变值相差较小,且趋势保持一致,复合程度逐渐提高,得出了低碳钢Q235与不锈钢304能结合的压下率范围。(3)利用实验室的500吨多向液压试验机进行了低碳钢Q235和不锈钢304的热压复合实验。通过控制垫块的厚度,得到了四种不同压下量的复合板。对同一压下率不同层厚比,同一层厚比不同压下率的复合板分别进行拉伸试验,结果表明当压下率相同时,不锈钢304与低碳钢Q235的层厚比为1:2时,能达到其他比例(1:1,1:5)的相同性能,且节约不锈钢材;当层厚比相同时,压下率为35%的复合板的力学性能最优,不需要较大的压下率就能满足实际的需求。本文通过有限元与实验相结合,研究了不锈钢/碳钢压制成形工艺及结合性能,为复合板的实际应用起到了参考价值。