超强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金具有密度低,强度高,韧性、热加工性和耐腐蚀性能较好等特点,广泛应用于航空航天领域,为该领域的主要结构材料之一。该系铝合金属于时效强化合金,合金性能对固溶后淬火工艺具有较强依赖性。淬火过程中淬火速率的降低将导致过饱和固溶体迅速分解,以非均匀形核的方式析出粗大平衡相粒子,导致材料力学性能、腐蚀性能以及断裂韧性的快速下降。尤其厚板制品在淬火过程中,表层冷却速率快而中心层冷却速率较慢,使得时效后沿厚向上出现组织、性能的不均匀,严重影响厚板材料的整体性能。同时,随着天空事业的发展,航天用结构件的尺寸需求逐渐增加,对厚板淬透性、性能均匀性的要求也越来越严格,对Al合金生产的加工技术提出了新的挑战。论文通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射、差式扫描热分析以及硬度测试等实验工具和手段,以1933铝合金锻件、7085、7050和7055铝合金热轧板为对象,研究了合金成分结构、热处理工艺参数对微观组织演变规律及淬火敏感性的影响。结果表明,合金元素组成(成分结构)影响溶质原子在外界环境下(主要是温度)的体系能量变化、扩散速率和能量壁垒,影响相变过程的体系能量变化,影响第二相析出的速率和析出温度；而热处理工艺制度主要以调控合金微观组织(晶界密度、位错密度、晶内缺陷等)以及回复和再结晶行为来影响第二相非均匀形核位置和数目。论文研究得到了以下结论：通过对不同合金元素组成结构的7085铝合金热轧板慢速率淬火试样进行微观组织观察和时效态性能对比,揭示了主要合金元素Zn、Mg和Cu含量对该系铝合金慢速率淬火过程中析出行为的影响规律。提出了主合金元素Zn、Mg、Cu含量,以及Zn/Mg比值对合金淬火敏感性的影响机制,借助DSC测定分析了Zn、Mg元素含量对7085铝合金η平衡相析出激活能影响,阐释了η平衡相析出激活能与合金淬火敏感性之间的关系；结合7050铝合金热轧板慢速率淬火试样微观组织分析,明确了Mg元素在7085、7050铝合金热轧板固溶后慢速率淬火过程析出的重要作用,并探讨了Mg元素含量对慢速率淬火过程中η和T相析出的影响规律。确定了Cu元素含量增加导致该系铝合金慢速率淬火过程中S’相于亚晶区域的析出机制。通过性能检测对比和大量微观组织观察,研究了7050铝合金热轧板在热处理过程中微观组织的演变规律；研究了均匀化制度对7050铝合金Al3Zr粒子析出分布,以及AI3Zr粒子分布对合金再结晶行为的影响规律。分析了热处理制度对7050铝合金热轧板再结晶行为、回复行为的影响机制,明确了平衡相η粒子主要是在高界面能量区域非均匀形核析出。在此基础上确立了通过优化均匀化制度、轧制变形速率、轧制变形量、固溶制度等具体工艺参数,协同调控合金再结晶分数、改善合金亚晶区域微观组织形貌的工艺制度。提出了Al3Zr粒子、再结晶晶粒、原位再结晶、亚晶晶界、位错密度对平衡相粒子非均匀形核析出的影响机制,并结合微观组织演变规律给出改善7050铝合金热轧板淬火敏感性的热处理工艺优化方案。以7050铝合金TTP曲线的测定为引,分别就时效制度、轧制变形量对7050铝合金热轧板等温保温过程中的析出行为进行了分析探讨,对课题涉及几种合金的TTP曲线进行了测定和对比。探明了由于合金成分差异导致合金TTP曲线鼻尖温度、淬火敏感区间改变的基本规律；确定了等温保温过程中平衡第二相粒子的析出机制,建立了第二相粒子析出与转变温度、时间的关系模型。研究了时效制度、轧制变形量改变对TTP曲线的影响,分析了轧制变形量对η平衡相析出激活能和淬火敏感性的影响；提出了不仅合金成分对TTP曲线的鼻尖温度、淬火敏感区间有影响,同时明确了合金热处理工艺制度(轧制工艺、时效工艺)对TTP曲线的淬火敏感区间的重要作用。表征了1933铝合金锻件、7050铝合金热轧板等大截面材料在端淬条件下,随冷却速率降低而产生的微观组织形貌分布差异；阐明了两种合金材料由于合金组成、微观组织形貌差异,导致离淬火端的距离增加时非均匀形核析出差异的根本原因。研究了7050铝合金厚板材料沿厚向上的微观组织差异,阐明不同厚度层合金淬火敏感性差异的影响机制；为进一步开展航天航空用大截面尺寸材料淬火敏感性和性能均匀性相关研究提供了数据和理论支持。