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Al-Zn-Mg-Cu合金作为新一代的优质结构材料具有密度小、比强度高、韧性好、扩散性能好、热加工性能以及焊接性能优异等特点,被认为是最有可能替代钢、铁的有色金属材料。7A60铝合金是由北京航空材料研究院研发的新型7系Al-Zn-Mg-Cu铝合金,属于高锌铝合金。本文结合Al-Zn-Mg-Cu合金的特点,采用限制型高压扭转模具,在不同工艺参数(变形温度、扭转圈数)下对7A60铝合金进行高压扭转实验以及时效和固溶时效实验。采用多种材料表征技术和相关定量计算理论,对HPT形变试样及热处理后HPT形变试样的微观组织、亚结构(微观应变和位错密度)和力学性能等展开了深入研究。结果表明:铸态7A60铝合金的晶粒粗大,硬度为84.5 HV。高压扭转变形对7A60铝合金微观组织影响明显,晶粒显著细化至亚微米级,位错密度明显增加,合金中第二相被破碎、细化溶解到基体中,且回溶程度随着变形温度及变形量的增加而增加。高压扭转后,合金的硬度显著上升,最高可达124 HV。100℃时效过程中,合金硬度先上升后下降,达到时效峰值的时间随着HPT变形中第二相回溶程度的增加而减小。135℃时效过程中,合金硬度先下降后上升至未时效前水平。合金中位错密度显著下降,第二相先聚集呈链状分布,尺寸增加。随着时效时间的增加,第二相弥散分布,尺寸减小。固溶时效过程中,合金硬度先升高后下降,在固溶1 h、时效12 h达到最大值。合金中第二相尺寸细小,为亚微米级或纳米级,主要沿晶界分布。对经时效处理和固溶时效处理后的形变铝合金组织及力学性能对比分析,结果表明:HPT形变7A60铝合金的热处理中,细晶强化的作用很小,第二相强化起主要作用。第二相的形貌,尺寸、分布以及与位错的交互方式是影响第二相强化的两个主要因素。另一方面,高压扭转变形促使合金中第二相回溶的同时,使得合金产生了大量的缺陷(空位、晶界以及位错等等),易于原子的扩散,从而缩短了合金的最佳固溶时效时间。此外,对固溶时效处理的HPT形变7A60铝合金开展室温下力学性能测试,研究高压扭转和热处理结合对7A60铝合金抗拉强度和延伸率的影响规律。结果表明:与铸态7A60铝合金T6处理相比,经高压扭转和热处理后,7A60铝合金的抗拉强度显著提升,其最高抗拉强度达到了864 MPa,提升幅度达到20%。材料的延展性也得到了一定程度提升,延伸率最高达到了17.2%。高压扭转和固溶时效结合,不仅提高了合金的抗拉强度,同时改善了合金的塑性。