铝/钢层状金属复合材料综合了铝良好的导热、导电、低密度以及钢优异的机械性能,广泛应用于国民生活的诸多领域。其中,铝/钢复合带应用于钎焊可以解决铝钢焊接难的问题,但须抑制焊接过程中铝/钢界面脆性Fe-Al金属间化合物(IMC)的生成,从而防止铝/钢界面发生开裂,保证铝/钢复合带优异的加工性能。先前研究发现,通过在高纯铝中添加0.41~0.83wt.%的Si可以有效抑制铝/钢复合带退火及钎焊过程中IMC的产生,复合添加0.075wt.%的Er可以扩宽高纯铝中Si的成分区间。但是,实际生产中铝侧合金的制备所使用的原材料均是普铝,普铝中不可避免的含有杂质元素Fe,Fe作为形成Fe-Al IMC的主要元素,可能会对铝/钢界面Fe-Al金属间化合物的形成和长大产生影响。本文首先通过SEM及FIB研究了纯铝/08Al钢复合板经过645℃/1h扩散退火后界面IMC的形貌,并试图找到产生IMC后界面易开裂的原因。结果显示,纯铝/08Al钢复合板经过645℃/1h扩散退火后,沿界面产生完全连续分布的IMC,厚度为2~6μm,在某些区域发生了IMC的异常长大,厚度为10~30μm。在沿Al/IMC界面观察到了微裂纹,FIB挖坑后的SEM图像显示,这些微裂纹是退火后的铝/钢复合带本征的缺陷。为了得出这些裂纹产生的原因,对Al和IMC间的热膨胀率进行了比较,结果显示,Al和IMC间的热膨胀率的较大差异可能是Al/IMC界面微裂纹产生的原因。微裂纹一旦产生,在实际应用中极容易扩展,进而引起宏观上铝/钢界面的开裂。因此,须严格控制IMC的产生。其次,通过对工厂现有产品普铝(0.28Fe)-0.8Si/钢复合板进行1h等时退火及等温退火+模拟钎焊的实验,研究普铝(0.28Fe)-0.8Si/钢复合板的界面性能。结果显示,普铝(0.28Fe)-0.8Si/钢复合板等时退火1h产生IMC的临界温度低于高纯Al-0.83Si/钢复合板,对比二者铝侧成分可以发现,铝侧合金中杂质元素Fe的存在可能会降低铝/钢复合板的钎焊性能。普铝(0.28Fe)-0.8Si/钢复合板在520℃等温退火12~36h及550℃等温退火3~24h并模拟钎焊实验显示,界面均未产生IMC,界面结合情况良好。随后,通过对Al-0.32Fe/钢及Al-0.8Si-(0~0.51)Fe/钢复合板进行1h等时退火及等温退火+模拟钎焊的实验,研究杂质元素Fe对高纯铝/钢及Al-Si/钢复合板界面性能的影响。结果显示,杂质元素Fe的含量为0.32 wt.%时,可以减小Al/钢复合板635℃~645℃退火1h后界面IMC的厚度,提高等时1h退火产生IMC的临界温度。当Si含量一定时,杂质元素Fe的增多会降低Al-Si/钢复合板1h等时退火实验中产生IMC的临界温度。Al-0.8Si-(0~0.51)Fe/钢复合板在520℃等温退火12~36h及550℃等温退火3~24h并模拟钎焊后,界面均未产生IMC。由此得出,当Si含量在0.8 wt.%附近时,杂质元素Fe的含量应控制在0.51 wt.%以下,从而能够保证520℃等温退火12~36h或550℃等温退火3~24h后铝/钢复合板具有优良的钎焊性能。之后,通过对Al-(0~1.08)Si-0.3Fe/钢复合板进行1h等时退火及等温退火+模拟钎焊的实验,研究Si对普Al/钢复合板界面性能的影响。结果显示,在475℃~645℃等时退火1h后,当Si含量在0.72~0.81wt.%范围内时,产生IMC的临界温度最高,为617.5℃±2.5℃。对比Al-(0~1.13)Si/钢复合板的实验结果发现,杂质元素Fe的存在,使得铝/钢复合板在475℃~645℃退火1h后产生IMC的最高临界温度由622.5℃±2.5℃降低到617.5℃±2.5℃。对Al-(0~0.23)Si-0.3Fe/钢复合板在550℃等温退火3h并模拟钎焊后,界面处产生了IMC;Al-(0.47~1.08)Si-0.3Fe/钢复合板在520℃等温退火12~36h或550℃等温退火3~24h并模拟钎焊后,界面均未产生IMC。因此,对于杂质元素Fe含量约为0.3wt.%的普Al-Si/钢复合板,为了在520℃等温退火12~36h或550℃等温退火3~24h后保证有良好的钎焊性能,铝侧可添加微合金化元素Si的含量为:0.47~1.08wt.%。最后,通过对Al-xSi-0.3Fe-0.075Er/钢复合板进行1h等时退火及等温退火+模拟钎焊的实验,研究Er对普Al-Si/钢复合板界面性能的影响。结果显示,Er的复合添加可以使普Al-Si/钢复合板等时退火1h后产生IMC的最高临界温度由617.5℃±2.5℃升高到622.5℃±2.5℃,对应的Si含量为0.50~0.75wt.%;同时,可以使普Al-Si/钢复合板铝侧可用Si成分区间由0.47~1.08wt.%扩宽为0.14~1.14wt.%。