钢/铝复合板属于典型的层状金属复合材料,在舰船、化工、航空航天等领域有着广泛的应用前景,其厚度规格从0.1mm（如散热器翅片）到100mm（如舰船用高质量钢/铝复合接头）,尺寸跨越3个数量级。目前,中厚规格的钢/铝复合板主要依靠爆炸复合法进行制备,工艺较为成熟,但在应对恶劣天气、较薄覆层以及宽幅等极限规格方面尚存在一定局限性。轧制复合法具有连续、高效等优点,并已成功应用于不锈钢/碳钢复合板、钎焊用铝合金复合带材以及薄规格钢/铝、铜/铝等层状复合材料的工业制备,工艺和理论研究取得了长足进步。然而,在现有文献调研和钢/铝复合板的轧制实验研究中发现,组元厚度对轧制钢/铝复合板界面结合强度存在显著影响,即薄带轧制时更容易获得相对理想的界面结合强度,而随着厚度增加,界面强度弱化甚至无法焊合。为弄清变形区内两种组元金属的流动行为和界面应力状态,揭示组元厚度对钢/铝复合板轧制复合界面结合强度的影响规律,本文拟采用数值模拟与实验研究的方法,开展钢/铝复合板轧制界面结合强度的厚度尺寸效应研究,探讨改善厚规格钢/铝复合板界面质量的工艺途径,力争为中试生产提供理论依据。首先,在实验室开展了不同厚度的钢/铝复合板温轧复合实验和界面剪切强度测试。为避免钢/铝复合坯在预热过程中界面发生氧化,采用在惰性气体保护下用铝箔对板坯进行包覆,达到良好的预期效果。在原始层厚比1:1、轧制温度400℃、轧制速度60mm/s、单道次压下率40%的工况下,进行了单侧厚度为1.5mm、2mm、3mm、4mmm四种不同厚度的钢/铝复合板轧制实验。结果表明,钢/铝复合板的界面剪切强度呈现随组元厚度的增加而减小的变化规律。初始单侧组元厚度为1.5mm时,复合板的平均界面结合强度为62MPa;当初始单侧组元厚度为4mm时,复合板的平均界面剪切强度下降至21MPa,已经不能实现有效的复合。同时,利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等先进的设备对不同工况下的钢/铝复合界面微观形貌及元素扩散情况进行了观察与分析。其次,为弄清变形区内金属组元变形分配及其演化规律,通过轧卡实验截取了包括从轧制入口到出口的完整变形区内轧件试样,利用金相显微镜（OM）对组元厚度演变情况进行了测量分析。钢/铝复合板在轧制过程中产生的变形量主要集中在铝组元上,随初始组元厚度的增加钢、铝两组元在轧制变形区内的变形协调性进一步变差。当初始单侧组元厚度为4mm时,钢组元仅产生了0.2mm左右的减薄量。最后,基于商用有限元分析软件MSC.Marc,建立了钢/铝复合板轧制过程热-力耦合非线性有限元模型。通过引入“生死单元”法,解决了轧制变形区内钢和铝两种组元的界面接触行为和焊合状态模拟,而轧制入口侧组元金属可以自由流动,确保相关行为与实际情况相符。通过变参数模拟,对轧制变形区的应力、应变状态进行了系统分析。结果表明:变形区内铝组元厚度（压下）方向受压;轧制方向上,因出口处钢/铝界面初步焊合,前滑区内铝组元延伸流动受阻呈压应力状态;宽展方向上,由于轧辊与轧件接触界面摩擦应力作用,宽展受阻亦受压应力状态。即,变形区内,变形抗力较低的铝组元受三向压应力作用,致使其屈服条件不易达到。在此应力状态下,钢/铝界面的法向接触应力大大提高,提供给钢板表面的压向主应力σ₂提高至可使钢板发生塑性变形的水平,实现了钢组元厚度减薄并出现一定的延伸变形,钢板表面新鲜金属暴露,进而改善界面结合强度。初始组元厚度的增加会对铝组元在变形区内建立使钢板进入塑性变形的三向压应力状态产生不利影响,从而导致厚规格钢/铝复合板的协调变形性变差。数值模拟与实验现象相结合,较好地阐释了钢/铝复合板轧制界面强度的厚度尺寸效应。在此基础上,分析了辊径大小、摩擦力、压下量等对变形区应力状态和钢/铝协调变形的影响。