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6061铝合金作为Al-Mg-Si系铝合金中最重要的合金之一,被广泛应用于机械零件、结构工程、现代建筑、交通运输等领域。而工业用6061铝合金通常含有0.2wt%左右的Fe,凝固过程中形成粗大结晶相,降低合金的力学性能、韧性和疲劳寿命,限制了其工业应用。为此,本文针对含有0.15%Fe的6061铝合金,设计7种不同Mn, Cr添加方式的合金,系统地研究单独添加及复合添加时Mn含量变化对结晶相、再结晶组织,时效析出相及力学性能的影响,最终获得一种性能更高的新型6061铝合金。得到以下结论：1.探明了Mn, Cr在合金中的存在形式。液态金属结晶时,Mn,Cr形成α-铝固溶体或在AlFeSi相中以Al(FeMn)Si, Al (FeCr) Si及Al(FeMnCr)Si等粗大结晶相的形式存在；随着Mn含量的增加,合金在结晶过程中形成的针状β-Al9Fe2Si2相随着Mn含量的增加而逐渐减少,α-Al8Fe2Si相逐渐增多,当Mn含量达到0.35%以后只存在α-AlFeSi相,同时块状的Al9(MnFe)3Si相随着Mn的含量增大开始出现,并随之增多;Mn含量达到0.10%以上的合金均匀化后的组织以粒状的αa-Al8(FeMn)2Si和α-Al8(FeMnCr)2Si相为主,块状的Al9(MnFe)3Si相在均匀化后形态无变化。2.6061铝合金的最佳均匀化制度为560℃×10h。此时合金的成分均匀,非平衡共晶组织消除,此后升高温度或者延长保温时间,晶粒粗大严重。3.透射电镜观察表明：Mn含量增加,合金中弥散质点α-Al15(FeMn)3Si2和α-Al15(FeMnCr)3Si2相增多。在固溶时效过程中对合金的再结晶抑制作用增强,使合金保持加工组织。4.随着固溶温度的升高,合金T6态强度先升高后下降,最佳固溶制度为535℃×75min水淬。Mn,Cr的加入使峰时效时间提前,但是最高硬度随Mn含量增加呈先增加后减小的趋势,最佳时效制度为175℃×10h。5.合金的T6态强度随Mn含量的增加呈先增大后减小的趋势。综合考虑强度和塑性性能,6061铝合金的Mn添加量以0.2%为宜。此时经过T6处理,室温下合金的强度和塑性均达到最大值,σb=390MPa,σ0.2=330MPa,延伸率达到22.2%,比AA6061铝合金的标准力学性能分别提高90MPa,55MPa,延伸率提高10%。