微合金化是提高铝合金综合性能的有效方法之一,本文采用传统的铸锭冶金方法制备不同Er元素含量的Al-4.9Zn-1.6Mg-0.4Mn-0.1Zr(wt.％,以下同)合金。借助硬度测试(HBS)、金相显微观察(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描(SEM)与能谱分析(EDS)、透射电镜观察(TEM)、电导率和拉伸性能等分析测试手段,研究了稀土元素Er对实验合金微观组织和力学性能的影响,深入分析了Er元素在7XXX系合金中的存在形式、对合金析出相的影响及对合金的强化机理,并分析研究了实验合金的在不同时效时间和不同时效温度下,Er元素对合金硬度的影响,从而判断分析力学性能。进行晶间腐蚀和剥落腐蚀的测试,观察Er元素对实验合金腐蚀性能的影响。　　 结果表明,随Er元素含量的增加,对实验合金铸态组织的细化作用逐渐增强,这是由于Er元素细化合金的网胞组织,减小枝晶间距,使晶粒尺寸不断减小的结果。当合金中Er元素含量达1.0％时,晶粒细化效果非常显著。Er元素细化晶粒的机理是:Er元素熔于合金液中,极易填补合金相的表面缺陷,从而降低新旧两相界面上的表面张力,使得晶核形成的速率增大,同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜,阻止生成的晶粒长大,使合金的组织细化。　　 不同含量的Er元素对实验合金各种状态下的硬度和强度有不同程度的影响,Er元素能显著提高合金铸态、均匀化态、冷轧态和时效态的硬度,促进实验合金强化相的析出,加快时效进程,使硬度峰值提前。但其含量对硬度值影响不大。当添加0.2％的Er元素时,在时效态的延伸率提高约30％,而合金的屈服强度和抗拉强度也提高约8％;随着Er元素含量的继续增加,对强度影响不大,但塑性却明显下降。其主要原因是少量粗大的初生Al3Er相会增加微裂纹形成的几率,经过轧制变形以后虽被轧碎并沿轧制方向呈流线分布,但在随后的热处理过程中基本不会分解回溶,这些粗大的被轧碎的第二相的尖角处极易成为裂纹源,降低合金塑性。Er元素对合金的强化机制主要有三种:细晶强化、固溶强化和第二相强化,其中细晶强化和第二相强化是主要的强化机制。　　 采用双级时效工艺后对不同Er元素含量的实验合金的腐蚀性能进行测试。研究表明,添加0.1％和0.2％的稀土Er元素可以降低晶间腐蚀和剥落腐蚀的敏感性,甚至几乎不出现腐蚀现象。Er元素含量超过0.4％时,随着Er元素含量的增加,腐蚀倾向逐渐增大。这是由于添加少量的Er元素时电极电位低而造成的阳极溶解低于Er元素在合金中的有益作用,如细化晶粒,净化晶界,促进第二相粒子弥散析出等;当添加超过0.4％的稀土Er元素时,电极电位低而造成的阳极溶解高于Er元素在合金中的有益作用,则合金腐蚀性增大。电导率也是衡量腐蚀性能的一个重要指标,电导率越高,抗腐蚀性能越好。当添加0.1％的稀土Er元素时,实验合金的电导率上升,而0.2％的稀土Er元素时开始下降,随着Er元素含量的增加,电导率下降的越快。当添加到1.0％的稀土Er元素时,甚至要低于不添加Er元素的实验合金水平。