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金属间化合物Mg2Si作为Al-Mg-Si合金中的增强相,通常可以使合金的强度得到提高,合金中一定量的Mg2Si相的存在是提高该类合金强度的前提,但粗大的汉字状或骨骼状Mg2Si对合金基体有极大的割裂作用,使合金的强度和塑性变差,且Mg2Si含量越多对合金基体的割裂作用越严重。等通道转角挤压工艺(ECAP)通过近似纯剪切的大塑性变形使材料晶粒细化,是一种制备超细晶块体材料的有效方法。本文通过提高传统Al-Mg-Si合金中Mg、Si含量(Si为0.3%-1.3%wt.,Mg为0.35-1.4%wt.)来增加合金中的Mg2Si含量,同时结合等通道转角挤压技术,以期通过强烈塑性变形使基体细化并改善Mg2Si析出相的形貌和分布,使其弥散分布在基体中,充分发挥其弥散强化作用,从而制备出高强高韧的Al-Mg-Si合金。试验设计了两种不同成分的高Mg、Si含量的铝合金:AlMg5Si2和AlMg10Si4。通过在不同温度下(室温~250°C)进行ECAP挤压试验,最终确定试样不开裂、能够顺利挤压的适宜温度为250°C。采用Bc路径对两种合金分别进行了4道次和8道次的ECAP挤压。利用X射线衍射分析仪(XRD)对两种成分的Al-Mg-Si合金进行组分分析;利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对挤压前后的Al-Mg-Si合金进行显微组织分析;并对挤压前后合金的硬度、室温/高温拉伸力学性能进行测试。XRD物相分析结果表明,两种高Mg、Si含量的Al-Mg-Si合金均由α-Al和Mg2Si两相组成。SEM及TEM分析结果表明,经ECAP挤压后,α-Al基体晶粒被显著细化,原粗大的汉字状或骨骼状Mg2Si析出相也被破碎细化为小颗粒。相比于AlMg5Si2合金,Mg2Si含量较高的AlMg10Si4合金组织细化效果更好。经ECAP不同道次挤压后,Al-Mg-Si合金的硬度、抗拉强度和伸长率均大幅度提高。室温拉伸试验结果表明:在相同挤压条件下,AlMg10Si4合金不仅强度比AlMg5Si2合金高,而且塑性也明显高于AlMg5Si2合金,这表明,含有较多第二相的合金经ECAP挤压后更容易获得细小均匀的组织,充分发挥了第二相的增强作用。此外,经ECAP 8道次挤压后,两种合金的硬度和抗拉强度较4道次挤压后均有所下降。由X射线衍射分析可知,8道次挤压后材料的组织较4道次挤压后存在更为明显的择优取向,即产生了织构。这种形变织构的存在,使更多晶粒处于易滑移取向,使得材料的变形抗力降低、塑性提高。拉伸断口形貌观察结果表明,铸态Al-Mg-Si合金断口呈现准解理断裂为主的脆性断裂,断裂多发生于α-Al基体和汉字状或骨骼状Mg2Si相界面处;其中铸态AlMg10Si4合金由于含有较多的Mg2Si相,对基体割裂严重,因而脆性相对较大。而经ECAP挤压后,合金断口由韧窝构成:经ECAP 4道次挤压后AlMg5Si2合金韧窝大小不均但有一定的深度,而经8道次挤压后,其断口的韧窝变的细小,且断口表面大面积的出现明显的沿某一方向的滑移痕迹,表明合金中存在明显的织构。8道次挤压后的AlMg10Si4合金与4道次挤压后相比,断口韧窝加深且出现一些小平面,断口中没有出现如AlMg5Si2合金8道次挤压后明显的滑移痕迹,这是由于挤压后AlMg10Si4合金中较多细小的Mg2Si相使得位错在易于滑移的方向上受阻,因此不断地改变位错的滑移方向。此外,对AlMg5Si2合金的高温变形行为进行了初步探索。结果表明,经BC路径8道次挤压后,合金的高温可塑性显著提高,原因在于粗大的基体组织和汉字状或骨骼状Mg2Si相的显著细化。本研究表明,通过增加Mg2Si含量并结合等通道转角挤压技术来制备具有优异塑性成型性的高强韧Al合金是可行的。