金属复合板是以物理、化学及机械性能不同的金属为原料,通过一定方法实现界面稳定结合的一种兼具结构及功能的层状复合材料,在保持覆层金属特性的前提下,显著地增强复合材料的机械、物理与化学等综合性能,在航空航天、石油化工、船舶、建筑、电力、交通以及日常生活等领域拥有广阔的发展前景。在实际生产中由于异质金属的层状复合特点及差异化的理化属性,异质金属组元之间的协调变形是在带张力运行的复合板热处理过程中所面临的关键科学问题,当不协调变形累积到一定程度,就会显现出不良板形形貌如翘曲。为此,探索热处理过程热力耦合下各因素对异种金属复合板层间协调变形的影响规律,开展复合板层间协调变形机理研究,是当前异种金属复合板热处理过程急需解决的关键问题。本文以304/Q235不锈钢复合板作为研究对象,选取了三种常见的不锈钢复合板热处理工艺,以三种热处理工艺为基础研究不锈钢复合板热处理过程热力耦合条件下的层间协调变形机理。首先以热弹塑性力学理论为基础建立金属复合板热处理过程热力耦合下的层间协调变形数学模型;然后利用ABAQUS模拟不同热处理工艺过程,得到复合板的温度场分布规律以及沿复合板厚度方向纵向应力应变的分布规律,分析不同热处理工艺下不同参数对热处理后复合板翘曲量、残余应力的影响规律;最后进行实验验证。研究结果表明:虽然不同热处理工艺的纵向应力与等效塑性应变的分布规律不同,但三种热处理工艺的最大纵向应力均在上下表面处,且最大等效塑性应变也出现在上下表面处;由于基层与覆层材料的不同,在界面处都发生了应力突变;合适的设定张力有利于翘曲的减缓,但是当设定张力过大时会加重翘曲;在所选用的四种厚度比的复合板中,厚度比为1:4的复合板翘曲最轻;三种热处理工艺中,快速冷却热处理工艺的翘曲最轻,板形最好;设定张力的增加使残余应力中压应力的数值增大,拉应力的数值减小;通过理论与模拟的对比可知,两者之间的翘曲量几乎一致,仅在复合板端部存在微小的差别;两者之间沿厚度方向残余应力的分布规律大体一致,但在数值上存在一定的差别;实验与模拟所得的金属复合板翘曲规律以及沿厚度方向残余应力的分布规律基本吻合。