与传统单一金属材料相比,多组元层状金属复合材料除能够综合组元金属优势性能外,经过合理设计还能获得良好的冲击韧性、断裂韧性及抗腐蚀能力等。累积叠轧（Accumulative Roll Bonding,简称ARB）是一种剧烈塑性变形技术,可以在不改变材料体积的情况下实现大的塑性变形,为异质层状金属复合板材的结构设计、制备与加工提供了新的思路。对累积叠轧工艺制备的层状金属复合板而言,界面结构和形貌与塑性变形工艺和组元金属的性能密切相关。经剧烈塑性变形制备的复合板具有超细晶的微观组织结构,但大变形引入的应变硬化现象将导致复合板的高强低塑特性,一定程度上限制了其工业应用。本文选用性能差异较大的AA1100和AA7075铝合金作为组元金属,利用累积叠轧技术制备1100/7075铝合金层状复合材料,通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射及X射线衍射仪等设备分析了铝合金层状复合板的微观组织及界面结构演变过程,系统研究了轧制复合工艺、形变路径和形变热处理工艺对复合板界面结构、形貌和力学性能的影响规律,提出了铝合金层状复合板的界面调控技术,优化了铝合金层状复合板的综合力学性能。获得的主要结论如下:（1）高温累积叠轧过程中的反复中间退火有效抑制了1100/7075铝合金复合板界面塑性不稳定行为,可以获得平直的界面形貌。随着后续冷轧压下量的增加,复合板界面从平直连续状逐渐演变为波浪状,7075硬层有明显的颈缩。当压下量增至75%后,7075层发生完全断裂。有限元模拟和实验观察表明:复合板塑性变形时,7075层的颈缩,即塑性不稳定行为起源于发生形变的剪切区,主要是组元金属间流变特性差异引起的不协调变形导致。由于加工硬化影响,1100/7075铝合金层状复合板的拉伸强度随冷轧变形量的增加而增加,延伸率随冷轧变形量的增加而降低。当冷轧压下量大于75%后,由于7075层的断裂,硬层无法有效承担载荷,导致复合板的强度明显降低。（2）通过改变后续冷轧过程的应变路径,有效抑制了7075硬层的塑性不稳定行为,1100/7075铝合金层状复合板力学性能明显改善。经交叉轧制后的1100与7075两组元层流变特性差异的降低,获得了相对平直的界面形貌。实验和模拟结果表明:具有连续平直的界面结构的复合板力学性能优于波浪状界面结构。交叉轧制应变路径的改变使得织构由单向轧制样品的沿α线典型Brass（110）轧制织构转变到ND-rotated Brass（011）附近,使1100/7075铝合金复合板各向异性明显减弱。（3）通过改变应变路径,结合退火工艺制备了不同尺度晶粒分布的1100/7075铝合金层状复合板。热处理后的复合板性能高于混合法则预测的复合板性能,表明铝合金复合板存在额外界面强化机制,通过组元金属强度的合理匹配,组元金属流变性能的差异产生了异质层状金属复合材料界面强化效应。在交叉轧制结合300℃退火60 min的条件下,界面位置较高的应变梯度实现了复合板强度与塑性的良好匹配,力学性能最优。拉伸变形过程中,软硬层组元金属的多尺度界面结构所引起的应变不协调行为,导致较高密度几何必需位错分布于软层近界面处,在复合板中引入背应力强化和高应变硬化速率,使铝合金复合板强度与塑性增加。（4）形变热处理工艺能有效提高1100/7075铝合金复合板的力学性能。冷轧过程对铝合金复合板力学性能改善主要是由于低温变形过程所引起的密度位错和微观应变的增大,以及晶粒细化等共同作用。经时效处理后,“固溶+冷轧+时效”工艺实现了复合板最优的强塑结合,高密度η′析出相及位错的形成贡献了强度的提升,而复合板延伸率的增加主要是由于轧制过程中大量位错累积引起的应变硬化速率改善。随轧制温度的降低,1100/7075铝合金复合板出现明显的力学性能各向异性,这与冷变形后典型轧制织构的形成及织构强度的增加有关。（5）成功制备了组元层结构参数不同,但界面平直连续的1100/7075铝合金层状金属复合板,层厚比及层数对复合板的弯曲断裂行为及增韧机制有重要影响。软层1100厚度的增加使得复合板弯曲韧性提高,这是由于塑性变形过程时断裂发生后,软层厚度的增加引起其内部水平断裂韧带的加长,致使裂纹成长抗力增大。随着复合板层数的增加,累积叠轧过程应变硬化导致弯曲强度值略微提高,韧性明显下降。结合复合板弹塑性变形阶段及裂纹萌生扩展阶段演变证明,组元层厚对复合板裂纹萌生扩展阶段演变和韧性有重要的影响,界面结合强度变化引起的界面处裂纹偏转或分层现象对铝合金层状复合板的界面结构设计和强韧性匹配具有重要影响。