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高性能铝合金是国民经济发展和国防建设领域所需的关键基础材料,利用塑性变形和热处理协同调控基体组织和特征微结构的组织控制技术是高性能铝合金研究与应用的关键共性技术。6013型铝合金是6000系铝合金中强度最高的铝合金之一,并具有优异的焊接性、成形性、抗腐蚀性等一系列综合性能,在航空航天、轨道交通等领域具有广阔的应用背景。本文以一种6013型铝合金(Al-1.36Mg-1.02Si-0.92Cu-0.55Mn-0.08Zn-0.13Fe-0.12Zr-0.03Sr,质量分数,%)为实验载体,借助金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、X射线衍射等手段,采用显微硬度测试、室温力学性能测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀实验等方法,研究了塑性变形和热处理协同调控其组织性能的方法和机理。具体研究工作和取得的主要结果如下:(1)研究了固溶-大变形量室温/深冷轧制-时效对6013型铝合金组织性能的调控。结果表明,利用该工艺制备的6013型铝合金具有超高强度、优异塑性和优异抗晶间腐蚀性能。经560℃×2 h固溶,70.8%室温轧制和171℃×3 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度为482.21 MPa,屈服强度为419.42 MPa,断后伸长率为10.0%,晶间腐蚀最大深度为103.34μm,剥落腐蚀等级为EA+级;经560℃×2 h固溶处理、70.8%深冷轧制和171℃×6 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度为470.32 MPa,屈服强度为412.37 MPa,断后伸长率为13.5%,晶间腐蚀最大深度为70.22μm,剥落腐蚀等级为EA+级。其优异的性能与大变形量的轧制变形在合金中形成了高密度位错,时效后合金再结晶程度低有关。(2)研究了固溶-(过时效)-冷压变形-再固溶-时效对6013型铝合金组织性能的调控。结果表明,利用该工艺制备的6013型铝合金具有中等强度、优异塑性和优异抗剥落腐蚀性能;冷压变形后的再固溶处理可以在保持强度基本不变的情况下,显著提高合金的塑性;冷压变形前的过时效处理不能显著改善合金的性能。经560℃×2 h固溶,15%、30%和45%冷压变形,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度分别为374.26 MPa、379.13 MPa和393.57 MPa,屈服强度为329.12 MPa、330.74 MPa和352.36 MPa,断后伸长率分别为18.6%、19.1%和17.4%,晶间腐蚀最大深度分别为384.15μm、449.86μm和404.47μm,剥落腐蚀等级均为PB级;经560℃×2 h固溶,400℃×24 h过时效,15%、30%和45%冷压变形,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度分别为373.91 MPa、364.56 MPa和378.21 MPa,屈服强度分别为328.63 MPa、308.06 MPa和326.84 MPa,断后伸长率分别为21.5%、20.9%和21.9%,晶间腐蚀最大深度分别为459.35μm、453.93μm和489.84μm,剥落腐蚀等级均为PB级。该工艺显著提高了合金的塑性,与合金大角度晶界数量多、再结晶程度高、晶粒取向趋向于随机分布、晶粒尺寸均匀性高有关。(3)研究了固溶-(过时效)-冷压变形-预回复-再固溶-时效对6013型铝合金组织性能的调控。结果表明,利用该工艺制备的6013型铝合金具有较高强度、优异塑性和良好抗剥落腐蚀性能;冷压变形前的过时效处理不能显著改善合金的性能。经560℃×2 h固溶,45%冷压变形,250℃×3 h预回复,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度为430.52 MPa,屈服强度为362.59 MPa,断后伸长率为17.8%,晶间腐蚀最大深度为455.28μm,剥落腐蚀等级为PC级;经560℃×2 h固溶,45%冷压变形,400℃×3 h预回复,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度为423.13 MPa,屈服强度为334.57 MPa,断后伸长率为16.1%,晶间腐蚀最大深度为445.12μm,剥落腐蚀等级为PB级;经560℃×2 h固溶,45%冷压变形,250℃×3 h+300℃×3 h+350℃×3 h+400℃×3 h预回复,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度为403.43 MPa,屈服强度为327.39 MPa,断后伸长率为19.2%,晶间腐蚀最大深度为401.08μm,剥落腐蚀等级为PC级;经560℃×2 h固溶,400℃×24 h过时效,45%冷压变形,250℃×3 h+300℃×3 h+350℃×3h+400℃×3 h预回复,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度为411.24 MPa,屈服强度为333.86 MPa,断后伸长率为18.7%,晶间腐蚀最大深度为392.28μm,剥落腐蚀等级为PB级。(4)研究了固溶-反复镦压-再固溶-时效对6013型铝合金组织性能的调控。结果表明,利用该工艺制备的6013型铝合金具有中等强度、优异塑性和优异抗剥落腐蚀性能;反复镦压有利于细化合金晶粒,提高再结晶晶粒尺寸分布均匀性,减小合金各向异性。经560℃×2 h固溶处理,480℃反复镦压3道次和12道次,560℃×2 h再固溶和191℃×4 h时效处理的6013型铝合金,抗拉强度分别为300.52 MPa和357.00 MPa,断后伸长率分别为15.1%和14.6%,晶间腐蚀最大深度分别为408.05μm和450.44μm,剥落腐蚀等级分别为PB和PA级。本文通过塑性变形和热处理协同调控6013型铝合金组织性能的工艺和机理研究,制备了具有优异力学性能和抗腐蚀性能的6013型铝合金,研究结果为实现高性能6000系铝合金制备工艺优化和工业化应用提供了实验和理论依据,对进一步提高6000系铝合金综合性能,扩大其应用领域,满足航空航天、轨道交通等国家重大工程领域对高性能铝合金的应用需求具有重要意义。