1 前言

异种金属板构成的层压材料具有良好的强度-延展性能。研究表明，马氏体α’钢/Cu层压材料经回火处理后，局部伸长率高于α′钢单层材料。尽管层压材料中的α′钢层和α′钢单相材料具有相同的微观组织结构特征（原始奥氏体粒径、马氏体板条块尺寸等）相同，但层压的存在显著提高了局部变形强度，然而，其具体机制尚不明确。

本研究用数字图像相关法（DIC）对回火α′钢/Cu层压材料的变形行为进行解析，旨在阐明局部延展性提升的发生机制。

2 试验过程和方法

试验用材是碳钢（SCM4 35 Fe-0.35%C-0.75%Mn-0.30%Mo，wt%）/无氧Cu层压材料。Cu层体积分数是20%。样品在1063K×0.6ks固熔处理后用冰水淬火，随后于773K×10.8ks回火处理。作为对照，碳钢单相材料进行同样的处理。用DIC软件（VIC-2D）分析变形前后拉伸试样的断面二次电子像，以获取应变分布。

3 试验结果与结论

图1展示了拉伸应变后的（a）回火α′钢单相材料和（b）回火α′钢/Cu层压材料的εxx应变分布。图中色标对应应变量。最小应变量是0（黑色），最大应变量为平均应变的2倍（白色）。两者均显示应变分布不均匀，表现为0应变区与高于平均应变2倍的区域相互混杂，其中高应变区倾向于沿拉伸轴45°方向连续形成。这种连续分布的高应变区域称为“应变带”。图1中白色虚线标示了应变带。

回火α′钢/Cu层压材料中α′钢层（b）的应变带间距，较回火α′钢单相材料（a）更宽，且回火α′钢积层材料的应变带密度、孔洞数密度低于回火α′钢单相材料，表明孔洞主要形成于应变带交点处。电镜图片表明，孔洞源自应变带交点的成核。

综上，回火α′钢/Cu层压材料中因应变带间距增大而抑制了孔洞形成，相较于α′钢单相材料，局部延展性得到明显改善。