弹道冲击下钛／钢复合波纹板的界面力学研究

马 桢，吴 伟，高志雄，王 涛，张 柱，常 超

（1.太原科技大学 应用科学学院 力学系，太原 030024；2.山西柴油机工业有限责任公司，山西 大同 037036；3.太原理工大学 机械与运载工程学院，太原 030024）

新材料是诸多产业发展的先导，对国民经济发展、国防军工建设和节能低碳目标的实现起着关键支撑作用［1］。复合材料是新材料领域中的重要组成部分，随着对坚固耐用复合材料需求的日益增加，具备多种金属材料优异性能的金属复合板逐渐成为关注热点。钛及钛合金拥有高比强度、高热强度、耐腐蚀等特性，也有较高的结构承载能力和良好的抗弹性能，是装甲防护领域的研究热点［2］，但价格昂贵；钢的开采制备成本较低，但耐腐蚀性与热强度较差。钛／钢复合板兼顾两种金属材料的优异性能，大大降低了材料成本，被广泛应用于国防科技、海洋工程等领域，发展钛／钢复合板有较高的经济价值和广阔的应用前景［3］。

界面脱粘是金属复合板主要失效模式。由于异类金属轧制成型界面变形协调性较差，在抵抗变形的过程中界面总是最先发生失效［4］。在传统热轧工艺中，高温催生的金属化合物会削弱钛／钢复合板的整体质量［4－5］，而轧制温度过低会导致金属板结合效果变差，同样会削弱复合板的整体质量。面对这一矛盾，王涛等［6］提出使用新型“波平轧制（corrugated flat rolling，CFR）”工艺制备钛／钢复合波纹板，其关键是先用波纹辊粗轧出波纹界面，再用平辊进行精轧，将复合板的轧制界面由平面变为波纹面，从而提高界面结合强度，改善传统金属复合板常出现的界面脱黏失效情况，进而延缓由此产生的层间开裂现象。……