1. 研究目的与意义（文献综述）

航空、航天以及汽车等工业材料发展的趋势主要包括轻量化、高性能、低成本、耐蚀、安全和环保节能等方面。出于轻量化的要求，结构减重对于飞行器、汽车制造具有重要的现实意义，因此低密度、高比刚度铝合金的发展在航空、航天、汽车、列车、城市轨道交通（如地铁、轻轨等）等行业领域中具有广泛的需求前景。为了进一步降低al合金的密度，采取提高mg在al中的含量、发展高mg含量al-mg合金的思路：mg比al的原子量小，降低质量，mg比al原子半径大，增大晶格常数和体积；同时，mg含量增加提高了固溶强化，增大al-mg合金强度。因此提高al合金中的mg含量不仅能减轻合金重量，而且能提高合金强度，因此也提高了比强度。在已有的文献中，目前已生产一系列较为成熟的5000系铝镁合金，如5005、5a01、5083。但这些合金往往mg含量不高，相对mg含量较高的5083 al合金中也仅含约4.5%（质量分数，下同），远远小于mg在al中的固溶极限（17%）。目前研究中有产业化前景的al-mg合金的mg含量最高为10%，本课题希望能进一步提高al-mg合金中的mg含量。

al-mg合金是不可热处理的铝合金，形变强化是这类合金的有效强化方法。在以往的高mg及超高mg含量的al合金的文献中，我们发现，实验室常采用剧烈塑性变形技术，如等通道角挤压（ecap，equal channel angular pressing）及高压扭转（high pressure torsion）等对这类合金进行形变强化处理，这些剧烈塑性变形技术对设备要求较高，加之单次能处理的产品量极少，很难大规模工业化生产。本课题的目标是发展能够大规模工业化生产的对高mg的al-mg合金进行常规塑性变形的技术。。

轧制是一种常见的塑性变形技术：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），使之因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加，主要用来生产型材、板材、管材等，分热轧和冷轧两种。冷轧是指在室温下进行的轧制，使得材料的硬度、强度大为上升，而塑韧性则下降，可得到表面光洁、尺寸精确、 组织性能良好和能满足不同性能要求的最终产品。对铝合金进行冷轧后，不仅可以产生加工硬化提高其强度，而且因为轧制过程中铝合金产生剧烈变形，其内部产生大量的质点流动，从而改善其均匀化程度。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1、材料制备：将熔铸好的al-15wt,%mg铸锭进行均匀化处理；然后用冷轧设备冷轧制备最终的合金

2、材料表征：对轧制后的试样进行力学性能测试，用xrd对其中的第二相进行鉴定、对位错密度进行计算，用扫描电镜和透射电镜表征微观组织。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：对已有的 al-15wt.%mg合金的铸态试样分组，并进行均匀化处理和冷轧处理；

第7－8周：进行均匀化工艺参数（温度、时间）的优化，均匀化处理前后的成分均匀性分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] min zha, yanjun li, ragnvaldh. mathiesen, ruben bjoslash;rgec and hans j. roven. microstructure evolution andmechanical behavior of a binary al–7mg alloyprocessed by equal-channel angularpressing[j]. acta materialia 84 (2015) 42–54

[2] k.m. youssef, r.o.scattergood, k.l. murty, c.c. koch. nanocrystalline al–mg alloy with ultrahighstrength and good ductility[j]. scripta materialia 54 (2006) 251–256

[3] h. jin, d.j. lloyd. effect of a duplex grain size on the tensileductility of an ultra-fine grained al–mg alloy, aa5754, produced by asymmetricrolling and annealing[j]. scripta materialia 50 (2004) 1319–1323