针对目前我国铝材生产与研究中对内在冶金缺陷的影响作用重视不足、液态(熔体)处理与各种固态处理均是按各自系统独立进行研究的现状,作者结合本课题组的前期研究基础,以具有实用价值且量大面广的易拉罐用铝材(Al-Mn-Mg合金)作为研究对象,提出从改善铝材冶金质量这一关键技术入手,将铝材的处理状态(熔体处理和均匀化)与热变形加工有机地结合起来进行研究的新思路。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDAX)、X射线衍射(X-Ray)、电子拉伸机等先进的分析测试手段,系统深入地研究熔体处理与均匀化退火工艺对易拉罐用铝材微观组织与力学性能的影响规律,在此基础上采用动态热/力模拟试验技术,全面深入地探讨了易拉罐用铝材的熔体处理、热处理工艺、热塑性变形行为三者之间的相互关系,深化了对铝熔体处理的基本理论、冶金缺陷的作用机理以及铝材高温塑性变形理论的认识,对进一步挖掘易拉罐用铝材的性能潜力具有重要意义,可为实际热轧工艺的确定和优化提供试验依据与理论指导。主要研究结果如下: 1.以自行开发的高效排杂熔剂净化为主的铝熔体综合处理工艺显著改善了易拉罐用铝材的冶金质量。该工艺在提高铝基体纯净度、细化结晶组织以及改善析出相形态等方面均起到关键的作用。合适的铝熔体综合处理可有效减少材料中裂纹萌生源的数量,改变易拉罐用铝材在铸态下的断裂方式,从而显著提高该铝材的铸态力学性能(尤其是塑性)。2.揭示了均匀化退火对易拉罐用铝材析出相形态的影响规律,同时发现,均匀化退火难以消除铸锭原始组织中杂气等冶金缺陷,对经常规熔体处理的易拉罐用铝材的力学性能与断裂方式影响不大。然而,试验条件下的均匀化优化工艺表明:铝熔体综合处理有利于降低均匀化处理过程中的能耗,与该类材料常用的均匀化工艺相比,在温度降低100~120K、保温时间减少4~12h的条件下即可获得较为理想的组织与性能。3.热模拟试验研究表明易拉罐用铝材属负温度敏感性和正应变速率敏感性材料。在高温热变形条件下,易表现出明显的动态软化并最终进入稳态变形,且均匀化态铝材相对铸态铝材具有更明显的动态软化曲线特征。当T = 573~773K、ε&≤5. 0s?1时,σ~ε曲线以单峰值的连续动态再结晶曲线特征为主; 而当T = 673K、ε& = 10. 0s?1时,则表现为多峰值的非连续动态再结晶曲线特征。热变形条件对流变应力的影响大于处理状态(熔体处理和均匀化)的影响,低Z值(升高T或降低ε& )的热变形条件削弱了处理状态对铝材热变形性能的影响。回归分析表明,易拉罐用铝材的高温流变应力与应变速率、变形温度及热变形激活能之间满足用双曲正弦函数形式修正的Arrhenius关系,所建立的关系式进一步证明易拉罐用铝材的热变形是受热激活控制的塑性变形过程。