金属层状复合材料依靠其优异的综合性能,加工工艺简单,成本低等特点受到人们的广泛关注。本文采用轧制复合技术制备Ti/Ni/Ti复合材料,利用光学显微镜、扫描电子显微镜,观察复合材料的宏观形貌、微观组织及界面结合;利用维氏显微硬度仪和拉伸试验机来对复合材料的力学性能进行分析。研究了轧制变形量对复合材料的界面结合机制、组织及力学性能的变化规律的影响;通过热处理研究退火时间和温度对扩散层的生长,界面结构对Ti/Ni/Ti复合材料力学性能的影响。研究结果表明:在同等轧制条件下,Ti/Ni/Ti复合材料的界面结合状况和综合力学性能优于Ni/Ti/Ni。在90%变形量时,Ti/Ni/Ti的抗拉强度和延伸率分别为:627.67MPa和12.3%;Ni/Ti/Ni的抗拉强度和延伸率分别为:735.60MPa和4.8%。轧制90%变形量后,经不同温度、时间扩散热处理后,复合材料在600℃退火4h前有两层扩散层,而在4h之后生长成三层,并根据相图和能谱分析这三层成分分别是Ti2Ni、TiNi、TiNi3三种金属间化合物。随着热处理温度和时间的增加,扩散层的厚度逐渐增加,90%变形量下退火800℃保温32h后,扩散层厚度达到45μm。而且金属间化合物的含量逐渐增加,复合材料的抗拉强度逐渐增大,而延伸率逐渐降低,800℃退火8h复合材料的抗拉强度达到495.9MPa,但延伸率却下降到5%。界面扩散层的形成过程是先由扩散点形核,再长成不连续的扩散岛,最终形成完整的扩散层。经600℃退火保温2h后复合材料的界面处由两层扩散层,且有两种金属间化合物分别TiNi和TiNi3,TiNi3脆且延展性差,导致抗拉强度和塑性均明显下降。基体层的硬度随温度和时间的增加而增加,退火700℃保温32h,钛基体维氏硬度为177.7HV,镍基体为123.4HV。