Al-Mg-Si合金由于密度低、成形性好、耐腐蚀性优异以及经烤漆后的最终强度高而受到广泛关注。近年来，AA6014合金板材因其优良的翻边性能和良好的吸能性能成为冲制汽车覆盖件的重要选材。然而，在覆盖件的实际制备中还存在翻边开裂和烘烤强度不足等问题。本论文设计了四种不同Mg和Si含量的AA6014合金，研究了合金主元素Mg和Si的含量、热处理工艺(自然时效NA、预时效PA/T4P、人工时效T6P)对AA6014合金板材微观组织、织构、力学性能和翻边性能的影响，为设计兼具高强度和优异翻边性能的汽车用铝合金板材提供理论指导。综合采用三维原子探针(3DAP)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)并结合拉伸试验和三点弯曲试验等技术，系统地研究了：1)Mg和Si元素含量对AA6014合金铸造、均匀化、热轧、冷轧和固溶热处理过程微观组织的演变规律的影响；2)Mg和Si元素含量对AA6014合金板材在NA、PA/T4P和T6P态下的团簇、GP区、β"的影响；3)Mg和Si元素含量对AA6014合金板材在NA、PA/T4P和T6P态下的力学性能的影响;4)AA6014合金板材翻边性能的实验研究与有限元模拟。得出的主要结论如下：
　　①Al-Mg-Si合金的铸态组织由ALPHA相、AlFeSi_Beta相、Mg2Si相、Si相和Q-Al5Cu2Mg8Si6相组成连续的网状结构。经过均匀化处理后，大部分的细长条状AlFeSi_Beta相转变成近似球状或块状的第二相颗粒，同时析出尺寸约150nm的Al(FeMn)Si弥散相。合金中Si元素含量的增加可以提高Al(FeMn)Si弥散相的数量密度。经过热轧和冷轧后，含Fe第二相颗粒被碎化后尺寸变小且分布更均匀，冷轧态Mg2Si颗粒的数量密度随着Mg和Si元素的提高而增加，织构类型为典型的β-fibre织构。经过固溶热处理后，晶粒呈现出等轴晶，Mg和Si元素含量高的合金中平均晶粒尺寸最小，织构类型转变为主要由Cube，Cube-ND，Cube-RD和P织构组成的再结晶织构。板材的再结晶织构强度随Mg和Si含量的提高而增大，织构强度的增加导致塑性应变比r值的降低。利用粘塑性自洽模型(VPSC)计算了织构成分和含量与r值的关系。
　　②在过剩Mg和过剩Si合金中，预时效处理PA会促进Mg1Si1型团簇的形成。水淬后的直接自然时效NA会促进过剩Si合金中形成大量小尺寸Si-rich团簇，而在过剩Mg合金中团簇的Mg/Si比值分布较为分散且团簇数量密度相对较低。在PA和NA处理过程中，空位的浓度及其与Mg和Si溶质原子之间的结合能在团簇的析出动力学中起着重要的作用。在T6P态下，Al-Mg-Si合金的析出相主要由团簇、GP区和β"相组成，其中团簇的尺寸在1nm以下，GP区的尺寸在1~2nm，β"相的尺寸大于2nm。团簇和GP区中的Mg/Si比分布分散，而β"相的Mg/Si比集中在1.2到1.4之间。随着Mg和Si元素含量的提高，T4P态和T6P态团簇的密度显著增加，而对GP区和β"相的影响较小。
　　③在AA6014合金中，过剩Si合金和过剩Mg合金均出现自然时效硬化现象，表现为在室温停放期间硬度和强度均不断提高，其中过剩Si合金的强度提高更显著，而适当的预时效处理可有效抑制自然时效的有害影响，使样品的强度保持稳定。随着Mg和Si元素含量的增加，合金在T4P和T6P态的屈服强度提高，而延伸率降低。NA和PA合金的屈服强度主要取决于团簇的数量密度和基体中的溶质原子含量，而T6P合金的屈服强度来源于团簇、GP区和β"相的共同贡献。合金延伸率的降低主要是由于加工硬化指数n值的减小导致均匀延伸率的降低。通过Hall-Petch公式、Orowan强化方程和Areal glide model模型计算了不同Mg和Si含量合金在不同时效处理状态下的屈服强度，理论计算值与实验测试值可以很好的吻合。
　　④AA6014合金板材的翻边性能随着Mg和Si含量的增加而降低。预时效PA合金的翻边性能优于自然时效NA合金，过剩Si的NA合金的翻边性能显著降低。晶体学取向、析出相和基体固溶元素含量的不同导致的剪切带的产生是造成不同Mg和Si元素合金板材翻边性能差异的主要原因。翻边性能与合金的断裂应变和屈服强度密切有关，随着屈服强度的提高或断裂应变的降低，板材的翻边性能降低。在翻边过程中，大尺寸的含Fe第二相颗粒周围发生裂纹萌生，剪切带和孔洞扩展的共同作用促进了裂纹的扩展。有限元模拟结果表明，板材经过翻边后外层区域的塑性变形最大，在板材厚度方向形成45°剪切带。裂纹沿着剪切带方向从板材的外层向内层扩展，形成宏观开裂。当弯曲角度α=108°时，外层区域的塑性变形已经接近最终α=180°时的最大塑性变形。