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Al-Zn-Mg合金由于具有轻质高强和良好的可加工性,广泛应用于汽车、建筑及航空航天等领域。稀土微合金化是进一步提高铝合金性能的有效方式。稀土元素Sc在铝合金中具有显著细化晶粒、抑制再结晶和提高强度的作用,但昂贵的价格限制了其在铝合金中的广泛应用。而价格相对较低的Zr元素亦具有细化晶粒和提高强度的效果。因此,研究Sc与Zr复合微合金化,以期获得低成本、高性能铝合金,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文设计了不同成分的新型Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金,通过对不同状态(铸态、均匀化退火态、轧制态、固溶态及时效态)合金进行形貌分析与性能测试,研究了Sc/Zr比和Sc+Zr添加量对Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金组织与性能的影响,在此基础上探讨了Sc和Zr对合金组织与性能的作用机理。研究结果表明,Sc和Zr在铝合金中均具有细化晶粒的作用。相较于单独添加Sc或Zr的合金,Sc和Zr复合添加所导致的细化晶粒和抑制再结晶的效果最好。Sc与Zr复合微合金化对提高合金强度具有协同增强效果。随着Sc和Zr添加量增大,合金强度增加。添加0.2wt.%Sc和0.4wt.%Zr的合金经过120℃/24h时效处理后,抗拉强度和屈服强度较未添加Sc和Zr元素的合金分别提高16.2%和22.2%。在Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金中,铸态晶粒细化效果主要来源于初生Al3(Sc,Zr)粒子,而次生Al3(Sc,Zr)粒子有效抑制了变形合金的再结晶。沉淀强化主要是由于时效过程中形成了GP区、η’相和共格Al3(Sc,Zr)二次粒子所致。细晶强化、亚晶界强化和沉淀强化为Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的主要强化机制。