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不锈钢复合板具有不锈钢覆层的耐腐蚀性和碳钢基体优良的力学性能,被广泛应用于石油化工、海洋工程、核电、油气管道等重大装备领域。为了满足其在承载服役和后续塑性加工方面的要求,本文系统的研究了以碳钢Q235为基体,不锈钢304为覆层的不锈钢复合板界面组织与力学性能,并揭示了不锈钢复合板的断裂机理和界面增韧机制。利用对称组坯和真空热轧的方式成功的制备了热轧温度分别为1100℃,1200℃和1300℃的不锈钢复合板,系统的研究了系列不锈钢复合板的界面组织和合金元素扩散行为,并总结了界面组织的演变规律。结果表明:由于碳元素的扩散,形成了仅具有铁素体组织的脱碳层和极易腐蚀的渗碳层。并且碳元素在界面处浓度最高,呈现了典型的上坡扩散现象。而渗碳层晶界处产生了大量的碳化铬,导致晶界耐腐蚀性能下降。此外,不锈钢复合板形成了300400nm的真实界面层,并分布有大量的Si-Mn氧化物和Cr23C6。硬度表明,碳钢基体至界面呈现先减小后增加,从界面至不锈钢覆层呈现先增加后减小,最后趋于稳定。随热轧温度的升高,界面剪切强度呈现逐渐增加的趋势,其中,1100℃制备的复合板,剪切断口发生于界面处,而1200℃制备的复合板则发生于脱碳层。1300℃制备的复合板,其界面处合金元素得到了充分扩散,因而界面冶金结合程度最高。拉伸测试结果显示:随着热轧温度的升高,不锈钢复合板的强度在逐渐降低,这是由于基体软化所造成,然而其断裂延伸率逐渐增加,这是由于不断增强的界面结合强度所造成的,较低温度热轧的不锈钢复合板,产生严重的脱层断裂,从而无法阻止碳钢基体的早期颈缩,而较高温度热轧的不锈钢复合板,较强的界面结合阻止了脱层断裂和早期颈缩的发生,令基体和覆层变形协调性一致,从而获得较高的均匀延伸率。