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Al-Cu-Mg系合金具有高强度、抗疲劳、易加工等诸多优点,作为结构材料被广泛应用于航空航天、交通运输等工业领域。而稀土元素Sc被认为是迄今为止发现的最为有效的微合金化元素,对于铝合金而言具有细化晶粒、抑制再结晶及弥散强化等作用,受到了国内外研究人员的广泛关注。但是Sc较高的价格限制了其在铝合金中的广泛应用,因此为降低成本,在合金中复合加入其它改性元素是目前含钪铝合金的发展方向。本文研究复合添加Sc、Zr的新型铝合金材料,通过对其热处理及变形等工艺的优化,以期进一步提高合金的综合力学性能。该研究对于稀土元素Sc的推广应用,以获得轻质高强的新型铝合金材料具有重要的理论意义和应用价值。本文设计了低镁和高镁含量两种成分的Al-Cu-Mg-Sc-Zr合金,研究了Sc和Zr微合金化对Al-Cu-Mg合金组织与性能的影响,并重点探讨了热处理(预时效过程)与变形(预变形量)过程中合金组织及力学性能的变化,研究结果表明:合金中添加Sc、Zr元素后形成的初生Al3(Sc,Zr)粒子可以有效改善合金铸态组织及性能,而次生Al3(Sc,Zr)粒子在后续热处理及变形过程中通过钉扎位错及阻碍位错运动,起到了弥散强化的作用,合金再结晶温度也显著提升。时效前引入预变形后,Al-Cu-Mg-Sc-Zr合金抗拉性能和屈服性能提高,而延伸率有所下降。预变形也一定程度上削弱了由于偏聚区和亚稳相析出时间范围上交叠导致的双峰时效现象。而预变形之前的预时效过程保证合金强度同时部分提升了合金的延伸率性能。高Mg含量的Al-Cu-Mg-Sc-Zr合金在预变形(20%)和预时效(130℃/1h)下可以获得较好的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达488MPa、391MPa、11.2%,其中抗拉强度和屈服强度比普通固溶+时效(T6)过程提高了15.9%和15.7%。同时通过预变形可促进时效动力学,缩短时效达峰值硬度的时间。低Mg含量合金在合适的低温和高温预时效工艺条件下均可以获得较好的综合力学性能,130℃/1.5h最佳低温预时效工艺条件下合金抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为473MPa、375MPa、12.3%;280℃/15min最佳高温预时效工艺条件下合金抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为470MPa、383MPa、12.0%。