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铝质热交换器的快速发展对热交换器用铝合金的力学性能提出了更高的要求，而中冷器等热交换器又要求铝合金具有一定的耐高温性能。本论文以热交换器复合铝合金板材的芯材为研究对象，在典型Al-Mn系3003合金的基础上添加Ni、Cu、Mg等元素，研究这些元素对合金的室温力学性能及高温力学性能影响。同时对现使用的三层复合板材进行分析，研究现产品上涉及的合金元素对芯材合金的组织及复合铝合金板材的性能的影响，并模拟钎焊工艺过程中涉及到的热处理过程，研究其对复合铝合金板材的组织与性能的影响。主要结果如下:
同时加入Cu和Mg的合金综合力学性能最好。加入0.4 wt.％Cu和0.4 wt.％Mg后，铸态下Cu和Mg产生Mg2Si、AlMgCuSi相等。均匀化处理后Mg和Cu固溶与基体中。人工时效过程中时效析出产生大量时效强化Q和β相。模拟钎焊并人工时效状态下，其室温屈服强度高达109.9MPa(比3003合金提高164％)，抗拉强度高达187.3MPa(比3003合金提高43％)。250℃下屈服强度高达88MPa(比3003合金提高148％)，抗拉强度高达107.7MPa(比3003合金提高101％)，35MPa载荷下稳态蠕变速率为2.22×10-7/s（远小于3003合金）。
Ni明显提高合金的高温力学性能，Ni主要形成AlMnFeNiSi、Al3Ni、Al9FeNi等析出相。加入0.6 wt.％Ni后，模拟钎焊并人工时效状态下，250℃高温抗拉强度增加12MPa，35MPa载荷下稳态蠕变速率由4.71×10-5/s降低到3.89×10-7/s。
加入Cu铸态下形成Al2Cu和AlMnFeCuSi等相。均匀化退火后Cu主要固溶在基体中。加入0.7 wt.％Cu后，模拟钎焊并人工时效状态下，室温抗拉强度提高37.5MPa。250℃时高温抗拉强度提高6.8MPa，高温延伸率增加13％，但35MPa载荷下稳态蠕变速率由4.71×10-5/s增加到1×10-4/s，只加入Cu对抗蠕变性能不利。在加入Cu的基础上继续加入0.6 wt.％Ni，高温抗拉强度进一步增加。而且Ni抵消Cu对合金抗蠕变性能的副作用，与只加Cu的合金相比，35MPa载荷下稳态蠕变速率大幅度下降，由1×10-4/s降至1.11×10-6/s。
Mg大幅度提高合金的力学性能，铸态下Mg形成Mg2Si，经过均匀化退火后Mg固溶在基体中。含0.4 wt.％Mg合金在人工时效过程中析出β相。模拟钎焊并人工时效状态下，加入0.4 wt.％Mg后，室温抗拉强度增幅为62.1MPa，250℃高温抗拉强度增加31.4MPa，35MPa载荷下稳态蠕变速率由4.71×10-5/s降低到5.28×10-7/s。
对于复合铝合金板材，Zr元素的加入使得合金模拟钎焊后仍保持长条状形貌，可一定程度提高合金的强度。Si稍微提高合金的强度。3003合金经过模拟钎焊后，面材熔化从而对芯材合金产生熔蚀现象，芯材与面材界面附近Si含量呈梯度分布且界面附近的AlMnFeSi相中Si含量明显较高。轧制态经过模拟钎焊后，芯材合金发生完全再结晶，而退火态经过模拟钎焊后，芯材合金的晶粒发生长大现象。