随着节能减排和绿色铸造趋势的加强,交通领域安全结构件的轻量化变得尤为关键,尤其是新能源汽车领域,对高强、高韧、轻质铝合金安全结构件的需求愈加强烈。Al-Mg系铝合金具有密度小、比强度高、成形性好、耐腐蚀、可焊性好等优良性能,是交通领域安全结构件的较理想之选。然而,Al-Mg系铝合金因其较差的熔铸性能和较低的强度,限制了其作为交通领域安全结构件的使用。采用微合金化和特种铸造工艺是提高Al-Mg合金强度和韧性的有效途径。杂质Fe元素对铝合金的力学性能危害最大,一般无法避免,在废铝回收过程中还会不断累积。因此,采用挤压铸造工艺开发出高性能、低成本、无需热处理、易再生、高Fe含量的挤压铸造Al-Mg-Mn合金,满足交通领域高强、高韧、轻质铝合金安全结构件的需求,具有较大的理论和工程应用价值。本文以不同Fe含量的铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金为研究对象,基于中和变质和挤压铸造等手段,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、差热分析（DSC）、X射线衍射（XRD）和同步辐射X射线断层扫描（SR-CT）等手段,分析了Fe含量和挤压压力对合金微观组织和力学性能的影响。论文的主要结论如下:（1）铸态Al-3.5Mg-0.8Mn合金中只存在Al6（Fe,Mn）相。Fe含量和挤压压力显著地改变了富铁相的形貌,挤压压力可以使合金中板条状Al6（Fe,Mn）相改变为汉字状Al6（Fe,Mn）相,同时细化富铁相的尺寸,并使其分布均匀。随着Fe含量的增加,Al-3.5Mg-0.8Mn合金的抗拉强度和屈服强度明显提高,而伸长率显著下降。挤压铸造可以细化组织,减少铸造缺陷,改变富铁相形貌,从而提高了合金的力学性能。当挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,Al-3.5Mg-0.8Mn合金的抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。（2）铸态Al-3.5Mg-0.8Mn-0.6Cu合金中存在Al2Cu Mg相和Al6（Fe,Mn）相。随着Fe含量由0.1%增加到0.8%,合金中的Al6（Fe,Mn）相由汉字状变为板条状。挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn-0.6Cu-0.5Fe合金的抗拉强度为300MPa,屈服强度为158MPa,伸长率为22%;与挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn-0.5Fe合金相比,抗拉强度提高了19%,屈服强度提高了23%,伸长率减小了18%。这是因为Cu元素固溶进Al基体形成固溶强化从而提高合金的抗拉强度和屈服强度,但剩余的Cu元素会在晶界处形成网状Al2Cu Mg相从而降低合金的伸长率。（3）使用同步辐射X射线技术重构了Al-3.5Mg-0.8Mn-XFe（X=0.1,0.5,0.8）合金中富铁相和孔洞的三维形貌。随着Fe含量的增加,在重力铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金中,Al6（Fe,Mn）相的平均曲率μ值先增大再减少,节点平均长度先减少再增大。这是因为当Fe含量由0.1%增加到0.8%时,合金中的Al6（Fe,Mn）相由棒状变为汉字状再变为板条状。当压力增加到75MPa和Fe含量为0.8%时,Al6（Fe,Mn）相的平均曲率μ值增大,节点平均长度减少。这主要是因为挤压压力改善了Al6（Fe,Mn）相的形貌,减少了板条状Al6（Fe,Mn）相的数量。在重力铸造Al-3.5Mg-0.8Mn-XFe合金中,随着Fe含量的增加,孔洞的平均曲率μ值逐渐减少。这是因为气孔表面变化较大,而缩孔表面较为平整,所以μ值减少。在Al-3.5Mg-0.8Mn-XFe合金中,板条状的初生Al6（Fe,Mn）相有两种三维形貌,即四棱柱和长方体。Al6（Fe,Mn）相晶体在生长过程中,其边长逐渐增大且沿着[001]方向快速生长,导致四棱柱Al6（Fe,Mn）相的内部存在贫溶质区,从而在四棱柱Al6（Fe,Mn）相内部形成圆锥状的孔洞;由于局部溶质原子匮乏,因此初生富铁相在侧面也会形成孔洞。板条状的共晶Al6（Fe,Mn）相晶体尺寸较小,难以形成贫溶质区,因此共晶Al6（Fe,Mn）相为实心结构。