材料与工艺要点

- 基材与覆材：以Q345钢为基材，T3纯铜作为覆材。铜带初始厚度0.6 mm，宽50 mm，长150 mm；钢带初始厚度0.3 mm，宽50 mm，长150 mm。铜、钢表面经打磨，表面粗糙度Ra约为80–120 μm，随后乙醚清洗并风干。

- 初次冷轧与初始退火：采用四辊可逆轧机实现单道次冷轧复合，压下率约75%，得到初步复合带厚度0.37 mm；随后在温度范围400–1000°C、保温2 h下进行扩散退火，惰性气体保护以避免氧化。

- 减薄与再退火：将700°C、2 h的中间退火后的复合带进行异步轧制，减薄至不同厚度等级（0.3、0.2、0.1、0.08、0.06 mm）；再将厚度为0.1 mm 的复合带在200、300、400、500°C、保温2 h下进行轧后退火，获得多组样品以考察厚度与温度对弯曲性能的影响。

- 弯曲性能评定：采用重复弯曲试验来评估承载能力，按国标要求对复合带进行弯曲载荷循环。试样尺寸为长150 mm、宽20 mm，取无损伤部位，夹紧一端，在另一端绕圆柱面弯曲90°并回到初始位再弯曲90°，以剪应力驱动弯曲过程，速度不超过60次/分，直到异种金属在界面分离为止，记录弯曲次数N。弯曲界面处的形貌与成分通过扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析进行观察，判断是否形成冶金结合。

- 界面分析与机理探讨：对不同厚度与退火温度下的中部界面进行微观形貌研究，揭示冷轧阶段的机械结合与退火阶段的扩散作用在界面结合强度中的作用。

关键实验发现

- 通过冷轧-中间退火-冷轧减薄-轧后退火的复合路线，能够获得具有良好弯曲性能的铜/钢/铜三层复合薄带。

- 随着厚度从0.3 mm逐步减薄至0.06 mm，弯曲性能显著提升。具体表现为：0.3 mm时弯曲次数约60次；0.1 mm时在初期弯曲约150次后出现铜层与钢层分离；当厚度减薄至0.06 mm，弯曲次数提升至约560次。这体现了明显的尺寸效应：晶粒细化、位错密度增加、加工硬化增强、应变梯度增大，促使屈服强度上升，弯曲性能显著提高EBET易博。

- 中间退火温度对弯曲性能有明显促进作用。对0.37 mm样品，中间退火温度从400°C提升至1000°C，重复弯曲次数从约40次增至约102次，抗弯性能显著增强。轧后退火也显示出强效提升作用：原未退火、0.1 mm厚度样品重复弯曲约150次，若将退火温度提升到200–500°C，重复弯曲次数可从约290次提高到约650次，显示退火温度与弯曲性能之间存在近似线性增长趋势。

- 退火导致界面扩散显著增强，提升结合强度。退火后，Cu与Fe在界面两侧的扩散形成扩散层，增强了界面结合；界面形貌的改良及残余应力的释放共同提升了弯曲性能。对比600°C和1000°C退火时的界面，可见600°C时界面存在较多孔洞与未结合区域，1000°C时孔洞明显减少，界面结合更为紧密。

- 界面化学成分扩散深度随退火温度升高而增加。以600–1000°C的退火温度为例，Cu、Fe在界面两侧的扩散深度从约0.8 μm增加到约1.5 μm，推动了冶金结合的形成。体扩散是主导机理，且高温长时的扩散有助于消除界面缺陷并释放应力，使界面强度显著提升。

结论要点

- 通过冷轧-中间退火-冷轧减薄-轧后退火的工艺，能够制得具有优良弯曲性能的铜/钢/铜三层复合薄带。

- 随着厚度减薄，弯曲性能呈现近似线性提升；退火工艺能够显著提高弯曲性能，且退火温度对提升效果具有指数级或近似线性增长的趋势。以0.1 mm厚度为例，经500°C/2 h退火后，重复弯曲次数可达到约650次。

- 铜/钢复合薄带的弯曲性能由冷轧阶段的机械结合和轧后退火阶段的扩散作用共同决定。退火后Cu、Fe在界面两侧的扩散深度可达约1.5 μm，显著增强界面结合强度并提升弯曲耐久性。