为了实现轻量化的发展要求,同时满足工业生产对材料高性能的要求,复合材料的研究成为目前的重点之一。钢/铝复合材料既拥有铝合金质量轻、耐腐蚀等特点,又具备了钢的强度高、耐磨性好等优异的力学性能。但是,由于钢、铝之间熔点、物理化学性能差异较大,熔融的铝合金在固态钢基体表面的润湿性差,导致钢/铝复合界面处产生大量的缝隙,严重影响了钢/铝界面的结合效果。针对钢/铝复合铸造中存在的问题,本课题通过研究钢表面热浸镀工艺、表面带凸点结构钢基体的复合铸造工艺、钢基体表面点阵结构设计、表面带点阵结构钢基体的复合铸造工艺,来改善钢/铝界面结合效果,提高界面结合强度。通过金相显微镜、扫描电镜、XRD分析不同工艺对钢/铝界面显微组织和相组成的影响;通过测定钢/铝界面显微硬度和剪切强度,分析了不同工艺下钢/铝界面力学性能的变化。本课题的主要研究内容和结果如下:（1）钢在纯铝、铝硅合金中热浸镀时,随着热浸镀时间的增加,钢/铝界面处金属间化合物层的厚度逐渐增加。热浸镀纯铝时,钢/铝界面金属间化合物为Fe2Al5相和Fe Al3相,金属间化合物层的厚度与反应时间的生长动力学方程为x（28）1.04982?10-6t0.50661,反应速率k=1.04982×10-6;热浸镀铝硅合金时,钢/铝界面金属间化合物由Fe2Al5相、Al8Fe2Si相、Al4.5Fe Si相组成,金属间化合物层的厚度与反应时间的生长动力学方程为x（28）3.2785?10-7t0.63548,反应速率k=3.2785×10-7,硅元素的存在降低了铁、铝原子的扩散速率,抑制了金属间化合物层的生长。钢的最佳热浸镀工艺为在铝硅合金中热浸镀10分钟。（2）表面带凸点结构的钢基体未热浸镀处理,复合后宏观上钢/铝界面存在明显的缝隙,界面剪切强度为9.6MPa。在铝硅合金中热浸镀10分钟后,界面处生成由Fe2Al5相、Al8Fe2Si相和Al4.5Fe Si相组成的金属间化合物层,界面剪切强度为48.7MPa。钢基体的显微硬度在245～270HV之间,金属间化合物层的显微硬度在535～600HV之间,铝基体的显微硬度约为70HV。（3）为进一步提高钢/铝界面的剪切强度,将钢表面设计成复杂的多孔点阵结构,研究了铸造方式、孔隙率、浇注温度等因素对钢/铝界面组织和结合性能的影响。（1）表面点阵结构孔隙率为50%的钢基体,在重力铸造下复合后,钢/铝界面宏观上存在较大的空隙,结合效果差,钢/铝界面处剪切强度为6.27MPa;在挤压铸造下复合后,钢/铝界面处不存在缝隙等宏观缺陷,从微观组织看,钢/铝界面处存在宽度8um的缝隙,结合效果有所改善,钢/铝界面处剪切强度为42.8MPa。（2）在浇注温度、挤压压力等相同的情况下,随着孔隙率的增加,界面处缝隙逐渐减小,当孔隙率为70%时,界面处基本上不存在缝隙,无冶金结合产生。当孔隙率为50%、60%、70%时,钢/铝界面剪切强度分别为42.8MPa、56.9MPa、66.2MPa。（3）对孔隙率为70%的点阵结构进行改进后,当熔融铝合金的浇注温度为730℃时,钢/铝界面处不存在缝隙且无冶金结合产生,界面剪切强度为108.8MPa;当熔融铝合金的浇注温度为760℃时,钢/铝界面形成厚度为2um的Al4.5Fe Si相金属间化合物,钢/铝界面剪切强度为118.1MPa。