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累积叠轧技术(ARB)已成功地制备出各种单组元纳米晶/超细晶金属板材,然而近年来,将ARB应用于制备多层异种金属复合板材的研究也逐渐地增多。在累积叠轧制备多层异种金属复合材料过程中,其累积叠轧工艺往往还只是局限于以一相作为基体,另一硬相材料弥散分布于其中而形成的一种制备混合型复合材料工艺,这由于异种金属材料的变形不协调,硬相层在轧制变形中而发生颈缩以及断裂。针对这一情形,本文通过在每道次累积叠轧前进行300℃/0.5 h中间退火,成功地制备了组元金属材料各层分布均匀且连续的Al/Cu多层复合板材,并随后将其进行50%的室温常规轧制。利用金相显微镜、SEM、EDS、XRD、TEM以及拉伸试验机分别对累积叠轧Al/Cu多层复合板材以及常规冷轧态的Al/Cu多层复合板材进行宏观和微观组织分析以及力学性能测试。对累积叠轧不同道次的Al/Cu多层复合板材研究表明:在累积叠轧不同道次Al/Cu复合板材样品中,其组元金属材料各层保持着较好的均匀性与连续性。经过8道次累积叠轧后,Al层厚度由500μm减少到约1.9μm,其变形量约为99.62%;Cu层厚度由1000μm减少到约4.17μm,变形量约为99.58%。在每道次累积叠轧前进行300℃/0.5 h中间退火过程中,Al/Cu界面处Al、Cu原子发生了相互扩散,并在Al/Cu界面处形成了金属间化合物。Al/Cu层状复合板材的强度随着累积叠轧道次的增加而逐渐增大,经过8道次累积叠轧后,其屈服强度提高到354.7 MPa,抗拉强度提高到373 MPa;以之相对应的是其塑性的不断降低,经过8道次累积叠轧后,其轴向应变仅有0.012 mm/mm。对冷轧态不同层数的Al/Cu多层复合板材研究表明:在常规轧制过程中,冷轧态3、6、12层Al/Cu多层复合板材的各层组元金属材料分布均匀且连续,冷轧态24、48、96层Al/Cu多层复合板材各层出现轻微的波动,具体表现为Cu层的颈缩,而冷轧态192、384层Al/Cu多层复合板材各层波动较明显,具体表现Al层的颈缩。随着层数的不断增加,Al/Cu界面处的金属间化合物的数量不断增多且发生明显地长大。冷轧态96层Al/Cu多层复合板材TEM照片显示:其Al、Cu层含有大量的位错胞结构,经过XRD分析拟合显示,随着层数的不断增加,其位错密度不断地增加,冷轧态384层Al/Cu多层复合板材的位错密度已高达~2.0×1014 m-2。在室温拉伸下,冷轧态Al/Cu多层复合板材的强度随着层数增加而逐渐增大,冷轧态384层Al/Cu多层复合板材,其抗拉强度提高到~403 MPa,但总延伸率仅有1.8%。对其拉伸断口进一步分析显示,Al、Cu层的主要断裂形式为韧性断裂,然而冷轧态Al/Cu多层复合板材界面处的金属间化合物主要断裂方式为典型的脆性断裂。