近年来,随着海洋工程、石油化工及压力容器等工业领域的迅猛发展,传统304/Q345复合钢板的应用难以满足一些特殊应用场合的需求。本课题对耐腐蚀性更加良好的2205双相不锈钢与Q345低合金钢的复合工艺及界面微观组织进行研究。首先,研究了循环相变热处理与恒温热处理工艺及参数对2205/Q345复合界面行为和微观组织的影响。其次,详细分析了复合板层状复合机理与界面微观组织演变特征。最后,比较了两种复合工艺对复合板力学性能的影响。研究发现,循环相变热处理和恒温热处理工艺中,两种异种合金的复合程度随着时间的延长、温度的升高和压力的增加而增大。在时间和温度一定的条件下,随着压力的增加,界面过渡区脱碳层中细小铁素体晶粒数目增多。循环相变热处理工艺不仅可以通过加速界面过渡区中铁素体向奥氏体的转变,显著提高复合效率,还可以避免持续高温导致的铁素体晶粒粗化现象。在时间一定时,热循环使基体组织更加细小,2205中奥氏体与铁素体晶粒呈均匀等轴状,Q345中原始铁素体和珠光体大多数被细小针状铁素体所替代。循环相变热处理和恒温热处理工艺的层状复合机理主要是再结晶和元素扩散。复合时间为400 s时,循环相变热处理复合界面的大角度晶界体积分数为51.1%,明显大于恒温热处理复合界面的42.4%。随着时间的延长,元素扩散距离逐渐增大,而复合界面基本形成后元素的扩散速率明显降低。两种复合工艺的界面演变过程主要分为三个阶段:首先,随着局部复合界面成为长圆孔;其次,长圆孔处局部复合,长圆孔被分为几个小圆孔;最后,小圆孔消失,连续奥氏体相形成。复合界面的剪切试验结果表明,剪切强度随复合时间的增加而增大,在相同的时间下,与恒温热处理工艺相比,循环相变热处理工艺后复合界面的剪切强度更大,断口表面的剪切韧窝的数量更密集且细小。显微硬度试验结果表明,两种复合界面硬度的分布趋势大致相同,随着复合温度和时间的增加,复合界面的硬度值逐渐增大。