汽轮机转子在工作时,因为其本身自重较大,在加上各种附加力,将造成很大的离心力和轴向推力,会使轴承在工作时载荷很大,同时由于转子工作时高速旋转,要求轴承具有较高的耐磨性。轴瓦作为滑动轴承的主要组成部分,需要同时具有良好的力学性能和耐磨性。所以双金属复合材料通过合金覆层和钢壳有效结合,既可以获得好的耐磨性,又能承受高负荷,而锡青铜-钢复合材料可作为轴承材料。本课题主要是通过固-液连铸复合工艺来制备锡青铜-钢复合板,研究了结合界面元素扩散情况以及结合机理,评估了复合板的剪切-拉伸强度、弯曲、轧制、包覆率、硬度等性能;通过探索不同冷速下制备的锡青铜合金的微观组织来研究制备的复合板锡青铜侧微观组织,以求对锡青铜合金组织达到控制的目的,并从摩擦学的角度评价了锡青铜合金的耐磨性。结果表明,在浇铸温度为1150~1200℃、钢板预热温度800~850℃、冷却速度80~100℃/S的工艺参数下,复合板结合质量较好,结合界面无夹渣、氧化、孔洞等缺陷。在结合界面处观测到Cu和Fe元素扩散现象,铜原子扩散距离大约为0.5um,铁原子扩散距离大约为0.7um。钢背侧的微观组织由初始的珠光体转变为铁素体,同时伴有少量的魏氏组织出现。锡青铜合金组织呈树枝状分布,Pb相呈点块状均匀分布在基体α相上。剪切拉伸测试结果表明:初始复合板的剪切-拉伸强度为181MPa,经过20%、30%、40%和50%的轧制压下率,在30%时,剪切拉伸强度达到最大391MPa;复合板的断裂发生在锡青铜侧,断裂方式是韧性断裂和脆性断裂共存;在20%、30%、40%和50%的轧制压下率下,复合板表面没有出现轧裂现象。经过不同程度的轧制后,钢板中的铁素体出现不同程度的变长,条状的铁素体更细小,锡青铜合金中的富铅相由原来的点块状变成长条状。经过轧制后,硬度明显提高,在30%轧制量下提升最大,40%和50%轧制量下硬度提升效果降低。随着轧制量的提升,包覆率下降。轧制对界面元素扩散效果不大。经过90°和180°的弯曲,复合板结合界面没有出现撕裂现象。在108N的载荷下,对试样进行摩擦磨损测试,测试时间为20分钟,利用三种模具获得不同冷速的Cu4Sn4Zn2.5Pb锡青铜合金,发现其摩擦系数相差不大,然而在铜模模具中制备的锡青铜合金磨损率最小,石墨模具中制备的锡青铜合金的磨损率最大;其磨损机制是磨粒磨损和粘着磨损共存的机制。