【摘 要】
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Al-Mg-Si系合金因具有较高的强度、较高的塑性、较低的密度、较高的耐蚀性、良好的成形性能和工艺性能等特点而广泛应用于交通运输、电力电器、航空航天等领域。力学性能不足是Al-Mg-Si系合金应用于大功率轻量化电器设备导体材料亟待解决的问题之一。微合金化是解决导电Al-Mg-Si系合金力学性能不足的有效途径之一,Zn元素是提升铝合金力学性能常用的合金化元素,且Zn对铝合金导电率影响较小。有望解决A
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Al-Mg-Si系合金因具有较高的强度、较高的塑性、较低的密度、较高的耐蚀性、良好的成形性能和工艺性能等特点而广泛应用于交通运输、电力电器、航空航天等领域。力学性能不足是Al-Mg-Si系合金应用于大功率轻量化电器设备导体材料亟待解决的问题之一。微合金化是解决导电Al-Mg-Si系合金力学性能不足的有效途径之一,Zn元素是提升铝合金力学性能常用的合金化元素,且Zn对铝合金导电率影响较小。有望解决Al-Mg-Si系合金强度不足的问题。因此,本文通过探索Zn微合金化对Al-Mg-Si合金组织性能的影响,以期解决上述问题,为开发高导电Al-Mg-Si系合金提供指导。主要得到以下结论:（1）Zn 元素以固溶形式存在于 Al-0.5Mg-0.3Si-xZn（x=0,0.1,0.2,0.4,0.7,1.2 mass%）合金组织中。Zn元素抑制了铸态Al-0.5Mg-0.3Si合金中Al3Mg2相的形核析出,并促进Mg2Si相形核析出。Zn元素提高了铸态Al-0.5Mg-0.3Si合金的抗拉强度,降低了合金延伸率,铸态Al-0.5Mg-0.3Si-1.2Zn合金的抗拉强度及延伸率分别为122.2 MPa和19.1%,比铸态Al-0.5Mg-0.3Si合金强度提升33.4%,延伸率降低18.0%。（2）热挤压变形使铸态 Al-0.5Mg-0.3Si-xZn（x=0,0.1,0.2,0.4,0.7,1.2 mass%）合金中的Al3Mg2相回溶基体中,Mg2Si相长大并发生破碎,挤压态合金含纳米Mg2Si相,Zn元素一定程度上促进了合金Mg2Si相的应变析出。Zn元素促进了挤压态Al-0.5Mg-0.3Si-xZn合金的动态再结晶,挤压态Al-0.5Mg-0.3Si合金再结晶组织分数为14%,而挤压态Al-0.5Mg-0.3Si-1.2Zn合金再结晶组织分数增至36%。（3）添加0-1.2 mass%的Zn元素使挤压态Al-0.5Mg-0.3Si-xZn合金强度逐渐提升,延伸率逐渐降低,导电率逐渐降低。挤压态Al-0.5Mg-0.3Si-1.2Zn合金抗拉强度为 143.1 MPa,延伸率为 24.3 5%,导电率为 57.0%IACS,比 Al-0.5Mg-0.3Si合金的抗拉强度提升15.9%,延伸率降低35.8%,导电率降低5%。合金强化机制为Mg2Si相强化与位错强化共同作用。导电率逐渐降低的主要原因是Zn元素促进了合金的动态再结晶,使大角度晶界体积分数增加,且Zn元素固溶于合金基体。（3）固溶处理使挤压态Al-0.5Mg-0.3Si-0.7Zn合金析出AlFeSi相与Mg2Si相,随着固溶处理温度的升高与时间的延长,析出相会粗化。（4）.T6处理的挤压态Al-0.5Mg-0.3Si-0.7Zn合金会析出纳米Mg2Si相。Zn元素未改变挤压态Al-0.5Mg-0.3Si合金的析出序列,未产生η’相,但加速纳米相析出,使Al-0.5Mg-0.3Si-0.7Zn合金析出更多β"相与β’相,T6处理的挤压态Al.5Mg-0.3Si-0.7Zn合金强度随时效时间的延长而逐渐增加,塑性逐渐降低,导电率逐渐升高。峰时效处理时间为48 h,合金峰时效强度为232.5 MPa,延伸率为16.2%,导电率为58.8%IACS。与相同T6处理的挤压态Al.5Mg-0.3Si合金相比,抗拉强度提升30%,延伸率降低2.4%,导电率降低4%。其强化机制为Mg2Si相析出强化。
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