對軋制態(tài)和退火態(tài)（680 ℃× 30 min）TA2純鈦板（厚度2 mm）和軋制態(tài)和退火態(tài)（1050 ℃× 3 min）304不銹鋼板（厚度0.85 mm）進行打磨處理，形成不同表面硬化層厚度（117，134，144，177 μm），經(jīng)1道次冷軋得到不同表面硬化層總厚度（261，278，294，311 μm）TA2純鈦/304不銹鋼復合板，軋后進行500 ℃× 2 h的退火處理，研究了表面硬化層厚度對復合板微觀結構和拉伸性能的影響。
結果表明：較大表面硬化層厚度下復合板結合界面呈齒狀結構，界面附近缺陷較多，較小表面硬化層厚度下復合板結合界面較平整，界面附近幾乎不存在缺陷；當硬化層厚度為278 μm時，界面最平整，結合最緊密，屈服強度和抗拉強度最大（844，905 MPa），斷后伸長率較大（20.4%），拉伸斷口形貌由少量撕裂棱和細小韌窩組成；當硬化層厚度過?。?61 μm）時，強度較??；當硬化層厚度過大（294，311 μm）時，斷后伸長率較小，斷口中撕裂棱及解理平面較多，斷裂機制以脆性斷裂為主。
論文標題：
表面硬化層厚度對TA2純鈦/304不銹鋼異質(zhì)薄板冷軋復合性能的影響
01研究背景
復合材料因具有優(yōu)異的綜合性能而廣泛應用于航空航天領域，如用于制造衛(wèi)星燃料噴注器及姿態(tài)推動控制系統(tǒng)部件、自鎖閥彈片、飛行器推進系統(tǒng)管路等。鈦具有輕質(zhì)、高強等優(yōu)點，但資源稀缺，價格昂貴；不銹鋼具有高強度、高韌性、易加工等優(yōu)異性能，且生產(chǎn)成本低廉。近年來，鈦/不銹鋼復合材料由于具有厚度薄寬幅大、尺寸精度高、表面質(zhì)量好的優(yōu)點，可以替代航空航天以及電子電工領域鈦合金，從而降低成本，因此引起了專家學者的極大關注。
鈦/不銹鋼復合材料的傳統(tǒng)制備方法包括爆炸復合和熱軋，兩種方法均存在工藝繁瑣、污染環(huán)境、成品尺寸厚大且精度和表面質(zhì)量難以控制的不足。尋找工藝簡單、制備效率高、產(chǎn)品精度和表面質(zhì)量較好且易于調(diào)控的冷軋工藝十分重要。研究發(fā)現(xiàn)，材料在預處理過程中形成的表面硬化層及其厚度是影響界面結合的關鍵所在。
WANG等采用冷軋工藝制備了黃銅/碳鋼復合板，結果表明具有一定厚度表面硬化層的原材料板可以在壓下量為28％時實現(xiàn)復合，這極大降低了軋制難度。WANG等在冷軋鋁/鋼的研究中發(fā)現(xiàn)，若表面硬化層厚度較大，則會在界面處形成硬化層碎片，降低結合性能。譚思文等研究發(fā)現(xiàn)，表面硬化層厚度較小的材料在冷軋復合后的結合強度顯著提高。
作者根據(jù)鈦和不銹鋼的工藝特征，通過打磨處理使TA2純鈦板和304不銹鋼板表面形成不同厚度硬化層，隨后冷軋成復合板，研究了表面硬化層厚度對復合板微觀結構和拉伸性能的影響，確定了最優(yōu)工藝參數(shù)，以期為鈦/鋼復合薄板的冷軋成形工藝研究提供參考依據(jù)。
02研究亮點
1 試樣制備與試驗方法
本章節(jié)介紹了試樣制備與試驗方法，包括材料選擇、熱處理、表面處理、冷軋復合工藝及后續(xù)分析測試步驟。具體內(nèi)容為：使用TA2純鈦板和304不銹鋼板，分別進行退火處理，表面用鋼絲刷和無水乙醇清理后打磨至粗糙度為70～150 μm，通過顯微硬度計測量硬化層厚度。將鈦板與鋼板組合固定后進行冷軋復合，壓下量為60%，隨后進行退火處理。采用掃描電鏡觀察界面形貌，電子探針分析元素分布，納米壓痕儀測試界面硬度，并通過拉伸試驗評估復合板的力學性能。
2 試驗結果與討論
本章節(jié)重點分析了表面硬化層厚度對TA2純鈦/304不銹鋼冷軋復合板性能的影響。試驗結果表明，不同狀態(tài)（軋制態(tài)、退火態(tài)）的鋼板和鈦板表面硬化層厚度存在差異，其中軋制態(tài)鋼板與退火態(tài)鈦板組合的變形協(xié)同性最佳。表面硬化層厚度顯著影響復合板的界面形貌、結合強度及力學性能：當硬化層厚度為278 μm時，界面最平整、結合最緊密，復合板的屈服強度、抗拉強度和斷后伸長率均達到最優(yōu)；硬化層過薄或過厚均會導致界面缺陷增多、結合強度下降，進而降低復合板的力學性能。此外，硬化層厚度還影響界面氧元素分布和斷裂行為，較薄的硬化層有助于減少氧化、促進新鮮金屬結合，提高界面結合強度。
不同硬化層厚度下復合板拉伸斷口側面形貌
不同硬化層厚度下復合板拉伸斷口正面形貌
03結束語
（1）較大表面硬化層厚度的復合板結合界面呈齒狀，缺陷較多；較小表面硬化層厚度的復合板結合界面較平整，幾乎無缺陷；當硬化層厚度為278 μm時，界面最平整，結合最緊密。
（2）當表面硬化層厚度為278 μm時，屈服強度和抗拉強度最大（844，905 MPa），斷后伸長率也達到20.4％，界面分層裂紋最短，拉伸斷口形貌由少量撕裂棱和細小韌窩組成；當表面硬化層過?。?61 μm）時，強度較小，當表面硬化層厚度過大（294，311 μm）時，斷后伸長率較小，斷口中撕裂棱及解理平面較多，斷裂機制以脆性斷裂為主。
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