將不銹鋼和鋁兩種金屬復(fù)合為一體，組成三層復(fù)合材料可將不銹鋼的光潔表面與鋁或鋁合金質(zhì)輕、價廉的優(yōu)點結(jié)合起來，不僅易清洗、耐腐蝕，而且能夠節(jié)約稀缺的Cr、Ni元素，在航空、航天、化工、醫(yī)療、食品等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

　　和所有復(fù)合材料一樣，無論復(fù)合母板金屬的性能如何優(yōu)良，復(fù)合材料的結(jié)合界面如存在缺陷都將嚴(yán)重影響整個復(fù)合材料的性能，也就是說，界面的結(jié)合性能決定了金屬復(fù)合板的力學(xué)性能，所以，近年來對復(fù)合金屬材料的研究，主要集中在提高復(fù)合金屬材料界面的結(jié)合性能上。太原鋼鐵公司采取復(fù)合前表面處理和復(fù)合后熱處理的方法，有效改進(jìn)了不銹鋼-鋁-不銹鋼三層復(fù)合材料的界面結(jié)合。他們采用工業(yè)純鋁做中間基體材料，用不銹鋼304(0Cr18Ni9)或不銹鋼430(1Cr17)做兩側(cè)覆層材料，并進(jìn)行了以下處理：一、表面機械處理：對鋁表面進(jìn)行鋼刷輥打毛和高壓水霧清洗，去除表面附著的雜質(zhì)和氧化物；二、利用二輥軋機進(jìn)行軋制復(fù)合，加熱溫度420℃，加熱時間5min，壓下量27%，軋制速度3m/min；三、對試樣進(jìn)行擴散退火，溫度為350~400℃，保溫時間1.5h。

　　試驗結(jié)果表明，經(jīng)過表面處理的試樣與未經(jīng)處理的試樣相比，抗拉強度與屈服強度分別提高18%和46%，伸長率也增加7%。檢測證明，經(jīng)過表面處理的復(fù)合板界面總體呈現(xiàn)雜亂無序的波形，有很多不規(guī)則的凸起，兩種金屬的相互嵌入現(xiàn)象明顯，且相互滲透。這說明，軋制前鋼刷打磨鋁表面有效地去除了復(fù)合板表面的雜質(zhì)和氧化層，而且使復(fù)合表面更加粗糙；在軋制壓力作用下，鋁擠入不銹鋼粗糙表面的凹槽中，增大了兩種金屬間的接觸面積，使其形成機械嚙合，這種嚙合對于復(fù)合板抵抗平行于表面方向的應(yīng)力非常有利。在溫度和軋制壓力共同作用下，被激活的不銹鋼和鋁的表面原子更容易達(dá)到金屬鍵的結(jié)合水平，實現(xiàn)牢固的冶金結(jié)合，從而使材料抗拉強度、屈服強度和伸長率都有所提高。

　　由于不銹鋼本身的延伸性比鋁的低，而且在軋制復(fù)合過程中不銹鋼和鋁發(fā)生不均勻變形，會產(chǎn)生較嚴(yán)重的殘余應(yīng)力，對復(fù)合界面的結(jié)合性能產(chǎn)生不利影響，所以，為了提高界面性能，實現(xiàn)原子擴散以形成全面結(jié)合，必須進(jìn)行軋后擴散退火。經(jīng)過350~400℃退火，純鋁層晶粒發(fā)生再結(jié)晶，使部分界面殘余應(yīng)力得到釋放，并使組元層間金屬相互擴散，使結(jié)合面延伸，在界面兩側(cè)形成一定深度的擴散層，實現(xiàn)界面間的冶金結(jié)合，從而進(jìn)一步改善界面間的結(jié)合性能。測試結(jié)果表明，經(jīng)過400℃/1.5h退火后，伸長率從退火前的50.2%提高到退火后的59%，而抗拉強度雖有所下降，但幅度很小，不到2%。如果把退火溫度提高到450℃，則會在界面間生成脆性Fe-Al金屬間化合物，使復(fù)合板結(jié)合性能下降。