将钛合金覆盖于镁合金板材,形成以镁合金为基板的钛镁层合板,在克服镁合金耐腐蚀性和表面可修饰性差的问题的同时,可大幅度提高板材强度和刚度,其结构件可广泛应用于交通运输、电子、航空航天等领域。如何保证良好的层界面结合,是钛镁复合板制备及应用的关键。本文以铝合金为中间连接层,在通过热轧制备工艺成功制备层界面结合良好的五层钛铝镁层合板的基础上,研究了钛铝镁层合板在轧制复合及退火过程中的组织演变规律及其对层合板力学性能的影响机制。本文通过热轧工艺、以Ti-Al-Mg-Al-Ti的叠层顺序进行热轧,成功制备得到钛铝镁层合板。结果表明,轧制压下量为40%、50%、60%均可制得界面结合良好的钛铝镁层合板。轧制态下镁层中均存在大量变形带和动态再结晶晶粒。压下量从40%增加到50%时,动态再结晶晶粒数量随着轧制压下量的增加而增加。当压下量达到60%时,镁层中出现了拉伸孪晶。热轧后镁层均呈现典型的(0002)基面织构,其中40%和60%压下量下,近层界面处镁层织构强度接近于远层界面处镁层织构强度的两倍。而50%压下量下,近层界面处镁层织构强度与远层界面处镁层织构强度相近。钛层在复合轧制后的塑性变形不明显,晶粒形态仍保持为等轴晶。实验结果表明,50%压下量所制备的钛铝镁层合板力学性能最佳。组织观察分析表明,压下量为50%时,镁层中形成较多细小晶粒;压下量为40%时,镁层的晶粒粗大;压下量为60%时,镁层中形成较多粗大的拉伸孪晶,基体晶粒也比50%压下量时的明显粗大。60%中拉伸孪晶片层较厚,晶界滑移机制比孪生机制占优,滑移机制的再结晶驱动力大于孪晶机制驱动力,拉伸孪晶处不利于动态再结晶形核。因此60%压下量下动态再结晶晶粒较少。针对力学性能最佳的钛铝镁层合板,分别在200℃、300℃和400℃下退火1h下,考察退火温度对钛铝镁层合板组织演变和力学性能的影响规律。实验结果表明,随着退火温度的增加,Ti/Al界面与Al/Mg界面均出现互扩散层,且随着退火温度的增加,互扩散层厚度也随之增加。当退火温度超过300℃时,Al/Mg界面出现中间化合物层;力学性能测试表明,在退火温度为200℃下钛铝镁层合板力学性能最佳。在此基础上,进一步考察了在200℃下,分别退火0.5h、1h、1.5h、2h后钛铝镁层合板的组织和力学性能演变规律。实验结果表明,在200℃下,随着退火时间的增加Ti/Al界面处互扩散层厚度增加不明显,而Al/Mg界面处互扩散层厚度随之明显增加。退火工艺可以明显改善钛铝镁层合板的性能,其经过退火处理之后,钛铝镁层合板的拉伸性能和塑性均有提高。比较表明,50%压下量所制备的钛铝镁层合板经200℃退火2h具有最佳的力学性能。