研究初期(qi)出現的(de)(de)多(duo)層(ceng)(ceng)(ceng)創新型層(ceng)(ceng)(ceng)壓鋼(gang)(gang)復合板是(shi)采用軋制(zhi)方法制(zhi)作(zuo)的(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)和(he)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)交互(hu)25層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)壓層(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)板。設計為25層(ceng)(ceng)(ceng)積層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)原因是(shi)，壓層(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)板中作(zuo)為硬化(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)高(gao)C—高(gao)Cr馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)斷裂韌(ren)性非常(chang)差，層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)厚度(du)必須減薄。單一高(gao)C—高(gao)Cr馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)非常(chang)脆的(de)(de)鋼(gang)(gang)，由于控制(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)厚的(de)(de)多(duo)層(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)，伸長率達到(dao)20%以上。
一般的碳素奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)的斷裂韌性好(hao)于高C—高Cr馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)，所以可以使層(ceng)(ceng)(ceng)厚較厚，層(ceng)(ceng)(ceng)數較少(shao)。目前已經(jing)研究(jiu)(jiu)出強度為1500MPa—1800MPa級的5層(ceng)(ceng)(ceng)創新型層(ceng)(ceng)(ceng)壓鋼(gang)板。此外，還進行了(le)多層(ceng)(ceng)(ceng)化條件(jian)下淬火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)高應變(bian)變(bian)形的基礎(chu)研究(jiu)(jiu)。
壓層鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)(de)硬質層不僅(jin)是馬氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)，也可以(yi)是多種(zhong)材(cai)料。例如，晶(jing)體(ti)結構為(wei)hcp的(de)(de)延(yan)(yan)展性(xing)很低(di)的(de)(de)鎂合金與延(yan)(yan)性(xing)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)復(fu)層化材(cai)料，可以(yi)獲得比(bi)單一(yi)鎂合金高(gao)的(de)(de)強度(du)和延(yan)(yan)展性(xing)。采用含Cu、Sn量(liang)高(gao)的(de)(de)廢(fei)鋼(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)做為(wei)高(gao)強度(du)層，可以(yi)實(shi)現降低(di)高(gao)溫脆性(xing)、提(ti)高(gao)制(zhi)造(zao)性(xing)并(bing)同時(shi)提(ti)高(gao)最(zui)終(zhong)制(zhi)品延(yan)(yan)展性(xing)。
以彌散化合物為起點的復雜組織創新型復合鋼材
以鋼(gang)(gang)中彌(mi)散(san)分布的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)為(wei)(wei)起點的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)組(zu)織復(fu)(fu)雜化(hua)的(de)(de)創新型復(fu)(fu)合鋼(gang)(gang)材，是通過貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)使變(bian)(bian)(bian)異選擇多樣化(hua)，由(you)此增加(jia)了(le)針狀組(zu)織的(de)(de)交(jiao)叉(cha)和連接以及殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)分斷和細化(hua)，從而形成復(fu)(fu)雜的(de)(de)多相組(zu)織。貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)以氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)為(wei)(wei)起點向(xiang)(xiang)多方向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)(chang)大(da)，形成了(le)交(jiao)叉(cha)的(de)(de)網(wang)狀貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織。與無(wu)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)時相比，鋼(gang)(gang)的(de)(de)貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)—殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)復(fu)(fu)相組(zu)織明顯復(fu)(fu)雜化(hua)。目前(qian)存在(zai)的(de)(de)問題是，貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)長(chang)(chang)(chang)大(da)時間(jian)很長(chang)(chang)(chang)。增加(jia)貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)起點密度(du)，可以提(ti)(ti)高轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)效率(lv)、縮短轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)時間(jian)。目前(qian)正在(zai)進行(xing)彌(mi)散(san)化(hua)合物(wu)類型和彌(mi)散(san)粒子(zi)(zi)密度(du)對貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)影響(xiang)的(de)(de)研究(jiu)，同時，對鋼(gang)(gang)水—氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)浸潤性進行(xing)研究(jiu)，以提(ti)(ti)高鋼(gang)(gang)水中粒子(zi)(zi)的(de)(de)彌(mi)散(san)度(du)。
創新型復合鋼材的界面控制
對(dui)于創(chuang)新(xin)型壓(ya)(ya)層(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)來(lai)說(shuo)，保證異類(lei)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)復層(ceng)(ceng)界面(mian)(mian)足夠(gou)(gou)強(qiang)(qiang)度(du)和(he)保證鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)與非鋼(gang)(gang)金(jin)屬板(ban)(ban)(ban)復層(ceng)(ceng)界面(mian)(mian)足夠(gou)(gou)強(qiang)(qiang)度(du)，是(shi)防止層(ceng)(ceng)間(jian)剝離和(he)提高強(qiang)(qiang)韌(ren)性的(de)(de)關鍵，也是(shi)創(chuang)新(xin)型壓(ya)(ya)層(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)制(zhi)造中的(de)(de)重要(yao)問(wen)題。對(dui)于化(hua)合(he)(he)物(wu)粒子彌散(san)鋼(gang)(gang)來(lai)說(shuo)，對(dui)化(hua)合(he)(he)物(wu)和(he)鋼(gang)(gang)界面(mian)(mian)的(de)(de)控(kong)制(zhi)十分(fen)必要(yao)。一般(ban)情況下，采用(yong)高溫(wen)大壓(ya)(ya)下的(de)(de)方法(fa)容(rong)易將金(jin)屬進行接合(he)(he)。壓(ya)(ya)層(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)是(shi)通(tong)過成分(fen)和(he)組織不同的(de)(de)構成層(ceng)(ceng)獲(huo)得(de)兼(jian)有相反(fan)特性的(de)(de)材料。對(dui)于創(chuang)新(xin)型壓(ya)(ya)層(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)，應控(kong)制(zhi)層(ceng)(ceng)間(jian)溶質擴(kuo)散(san)。目前的(de)(de)制(zhi)造方法(fa)是(shi)對(dui)加熱溫(wen)度(du)和(he)加熱時間(jian)進行控(kong)制(zhi)的(de)(de)輥壓(ya)(ya)結合(he)(he)（rollbonding）法(fa)。此外，正在(zai)進行關于更低(di)溫(wen)度(du)壓(ya)(ya)下復層(ceng)(ceng)界面(mian)(mian)形(xing)成的(de)(de)基礎研(yan)究。
對(dui)表(biao)面活性結(jie)合(he)方(fang)(fang)法(fa)使復層(ceng)界面形成的(de)(de)機(ji)制(zhi)(zhi)進行(xing)詳細研(yan)究發現了(le)低(di)壓(ya)下、短時(shi)復層(ceng)化的(de)(de)更(geng)簡便的(de)(de)壓(ya)層(ceng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)制(zhi)(zhi)造方(fang)(fang)法(fa)。此外，對(dui)于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和鎂(mei)合(he)金這類原本不(bu)能結(jie)合(he)的(de)(de)材料，開發新(xin)型接合(he)技(ji)術十分必要(yao)。目(mu)前已(yi)經開發出利用中(zhong)間嵌入金屬(shu)的(de)(de)反應型TLP（TransientLiquid-Phase：瞬時(shi)液相）接合(he)方(fang)(fang)法(fa)，制(zhi)(zhi)造出鋼(gang)(gang)(gang)(gang)—鎂(mei)合(he)金壓(ya)層(ceng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)。這種界面控制(zhi)(zhi)和新(xin)型接合(he)方(fang)(fang)法(fa)是今后(hou)金屬(shu)材料復合(he)化的(de)(de)關鍵技(ji)術。