钛/不锈钢复合板是一种同时兼具两种金属优异性能的复合材料,广泛应用于化工、冶金和海洋工程等领域,具有极大的市场应用前景。由于钛和不锈钢的材料性能差异性较大,所以在工业生产中仍以爆炸复合法或爆炸轧制复合法进行制备。但是爆炸复合存在环境污染大、成材率不高、板幅尺寸较小等缺点,故轧制复合法是一种较理想的复合方法。而对于钛和不锈钢轧制复合又存在复合强度不高、复合界面极易生成脆性化合物等问题,严重影响着钛/不锈钢复合板轧制复合法的发展。因此,文中采用添加Ni夹层的界面抽真空制坯方法,通过数值模拟和实验方法相结合的方式研究了不同轧制工艺对复合板复合性能的影响。文中首先研究了不锈钢304和TA2的热变形行为,对不锈钢304建立了传统Arrhenius本构模型,同时对工业纯钛TA2建立传统Arrhenius本构模型、基于应变的Arrhenius本构模型、修正应变Arrhenius本构模型等三种本构模型,其中修正应变Arrhenius本构模型的平均相对误差最小,仅为3.11%。将两金属的本构模型分别添加到DEFORM软件中,以提高有限元数值模拟的计算精度。采用以上本构模型,通过DEFORM有限元数值模拟软件进行不同轧制工艺下的复合模拟,分析其复合板在轧制过程中等效应力、等效应变、温度、翘曲等几方面的变化规律。研究发现复合板在压下率为25%～50%之间都可以实现复合,为进一步制定合理的轧制工艺提供参考。结合模拟分析,对钛/不锈钢进行热模拟复合实验,压缩量为35%时不锈钢侧为不规则的多边形奥氏体组织;当压缩量为40%时结合界面不锈钢侧开始有少量针状马氏体生成,随着压缩量的不断增大,不锈钢侧的针状马氏体逐渐增多。此外,当压缩量为35%、40%时复合界面有TiC化合物析出,而当压缩量为45%、50%时复合界面有嵌合现象出现,无TiC化合物析出,进一步提高了复合试样的复合质量。对比以上热模拟复合实验,在钛和不锈钢板之间添加Ni中间层进行轧制实验,有效的阻止了复合界面中FeTi和Fe2Ti等脆性化合物的生成。随着压下率的不断增大,复合界面处扩散层的厚度逐渐变宽,复合板的抗拉强度和屈服强度逐渐升高,显著提高了复合板的结合强度。