钛/钢复合板既具有钛的耐腐蚀性,又具有钢的优良焊接性、成形性和导热性,且大幅度节约了钛的使用量,具有较高的经济价值和良好的应用前景,被广泛应用于石油化工、制盐设备、医药设备、航空航天、造船工业和海洋工程等领域。热轧复合法是制备金属复合板有效方法之一,具有高效率、低污染、低能耗以及可生产高结合强度、大幅面和薄规格复合板等优点,受到国内外研究学者的广泛关注。由于钛与钢在热轧复合时,结合界面上易形成多种脆性的化合物,对复合板的结合强度和力学性能造成负面影响,给钛/钢复合板的制备带来一定的困难。合理的轧制工艺是制备钛/钢复合板的关键,尤其是轧制温度和压下率对结合强度的影响尤为重要。另外,添加中间层材料可以作为阻止化合物生成的有效方法。本文依据不同使用环境对钛/钢复合板性能的要求,通过真空热轧复合法分别对TA2/Q235、TC4/Q235、TC4/304进行了热轧复合实验,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射仪、拉剪实验、弯曲实验和拉伸实验,研究不同轧制温度、压下率和纯铁中间层对复合板界面显微组织和界面性能的影响,确定能在应用在不同领域的钛/钢复合板轧制工艺。不添加任何中间层材料,通过真空热轧制备TA2/Q235复合板和TC4/Q235复合板。研究轧制温度和压下率对复合界面显微组织、剪切断裂面的显微组织和复合板结合强度的影响规律。结果表明,在轧制温度为850℃¹ 050℃、轧制压下率为18%⁷0%范围内,随着压下率的增加,复合板的剪切强度随之上升。在轧制温度为1 050℃时,复合面上会生成较多FeTi、Fe₂Ti和TiC化合物,降低复合界面剪切强度。以工业纯铁DT4为中间层,对TA2/Q235进行真空热轧复合实验。研究轧制温度和压下率对界面化合物生成的影响,分析纯铁中间层对C元素扩散的阻碍作用。结果表明,在轧制温度为850℃时,添加DT4中间层可以有效抑制钛/钢复合界面脆性化合物TiC、FeTi和Fe₂Ti的生成,同时,可以使TA2/Q235复合板的弯曲性能和拉伸性能得到提高。对TA2/DT4/Q235、TA2/Q235和TA2/45钢进行热轧复合实验,研究不同轧制温度下不同碳含量的钢材对纯钛/碳钢复合板界面化合物生成和结合强度的影响规律。结果表明,在高温状态下,复合界面上TiC的形成在一定程度可阻止FeTi化合物的生成,而钛/钢复合板仍然具有较高的结合强度。针对钛合金/不锈钢不易直接热轧复合的问题,以DT4中间层替代高成本且受尺寸限制的铜、镍、铌等中间层材料,热轧制备TC4/304复合板,研究DT4中间层、轧制温度和轧制压下率对复合板的显微组织和界面性能影响规律,分析复合界面处元素分布以及化合物对复合板力学性能的影响。结果表明,在轧制温度为950℃、压下率为20%时,DT4与TC4和304之间均具有良好的结合状态,DT4/TC4和DT4/304界面的剪切强度分别为255MPa和248MPa,剪切断裂均发生在DT4侧。