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利用淬火后的软态（自然时效态）进行必要的冷变形加工,并通过进一步人工时效提升强度,是获得形状复杂、尺寸精密的SiCp/Al复合材料结构件可行的做法。这要求复合材料在自然时效期间具有强度和硬度低、塑性好的特点,以满足冷变形加工需求。以热处理强化铝合金为基体的复合材料中,SiCp/Al-Mg-Si-（Cu）复合材料具有上述特点,可实现冷变形加工。然而,该类复合材料人工时效后强度和硬度偏低。经历过自然时效后,其人工时效硬化能力还会进一步减弱,即产生自然时效“负面效应”或“停放效应”,导致服役性能恶化。为研制易冷加工高强复合材料,首先要认识并解决自然时效负面效应,并由此为合金成分设计与时效工艺改善提供依据。目前,对SiCp/Al-Mg-Si-（Cu）复合材料的相关研究鲜有报道。本论文通过精细的微观结构和力学性能表征,研究了 SiCp/Al-Mg-Si-（Cu）复合材料的自然时效负面效应的特征,探讨了自然时效负面效应的解决途径。进一步地,本论文建立了可冷加工高强SiCp/Al复合材料的成分设计方案,所研制的新复合材料体系可比传统体系更好满足自然时效态冷加工、人工时效后服役的使用需求。首先,比较了 17 vol.%SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si（质量分数,下同）复合材料和Al-1.2Mg-0.6Si合金自然时效负面效应的差异。研究表明,复合材料和Al-1.2Mg-0.6Si合金在自然时效期间形成的原子团簇,均会在人工时效时强烈抑制β"（Mg4+xA13-xSi4,x取值在0～1之间）相形成,且部分团簇会转变成易粗化的β’（Mg9Si5）相,使析出相总含量降低且平均尺寸增大,进而引发自然时效负面效应。而复合材料中淬火位错促进析出相沿位错形成,能够减轻自然时效对析出相总含量的降低。此外,SiCp-Al界面处的化学反应消耗了 Mg,使复合材料中粗大β’相比例低于Al-1.2Mg-0.6Si合金。因此,复合材料的自然时效负面效应弱于 Al-1.2Mg-0.6Si 合金。其次,根据Cu可促进β"相和L相（一种稳定性良好的含Cu析出相）形成、并抑制易粗化β’相形成的机理,开展了添加Cu抑制17 vol.%SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si复合材料自然时效负面效应的研究。结果表明,Cu对抑制自然时效负面效应存在相反的两个作用。一方面,Cu促进β"相和L相形成,抑制β’相形成的作用有利于减轻自然时效负面效应;另一方面,Cu会加剧自然时效团簇析出,其中无法向β"相和L相转变的团簇也会加剧自然时效负面效应。因此,含Cu复合材料中Cu对自然时效负面效应的抑制效果随其含量增加波动变化。高Cu含量17 vol.%SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu 复合材料和 Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu 合金中也有部分自然时效团簇可以向β"相和L相转变。与无Cu时自然时效团簇向易粗化β’相转变会加剧自然时效负面效应不同,β"相和L相不易粗化,故自然时效团簇向它们转变会减轻自然时效负面效应。复合材料中由于SiCp-Al界面处的化学反应使Mg/Si比降低,这种转变比在Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu合金中更加容易,故前者的自然时效负面效应弱于后者。再次,借鉴Al-Mg-Si-（Cu）合金预时效工艺,对高Cu含量17 vol.%SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu复合材料淬火后立刻施加预时效处理,发现所形成预时效团簇硬化能力弱、且比自然时效团簇更容易向β"相和L相转变,故可在不加剧复合材料自然时效硬化的基础上进一步减轻其自然时效负面效应。最优预时效工艺下,自然时效负面效应甚至可完全消除。比较了复合材料和Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu合金中预时效作用效果的区别。对复合材料,过饱和的溶质原子在预时效后的自然时效阶段易析出至预时效团簇,故几乎不会导致β"相和L相粗化。而对Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu合金,过饱和的溶质原子在预时效后的自然时效阶段更易形成独立新团簇,导致β"相和L相形核率降低、尺寸增大,进而预时效作用效果减弱。最后,在上述研究的基础上,本论文还通过成分设计研制了两种新复合材料体系,以更好地满足冷加工及承载需求。其一,针对承载要求高的场合,本论文在SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Cu复合材料中进一步添加Cu,但控制Cu含量低于传统高强SiCp/Al-Cu-Mg系列的复合材料（如SiCp/2009Al）,得到新型SiCp/Al-2.0Cu-1.2Mg-0.6Si复合材料。得益于Si对沉淀行为的调控,该新型复合材料人工时效后强度甚至略高于SiCp/2009Al复合材料,表现出优异承载能力。而其合金元素总含量远低于SiCp/2009Al复合材料,故自然时效态强度更低、塑性更好,解决了 SiCp/2009Al复合材料自然时效硬化强烈而无法冷加工的难题。其二,针对冷加工要求高的场合,本论文在传统SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si复合材料的基础上添加1.0 wt.%的Zn,得到新型SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si-1.0Zn复合材料。Zn几乎不影响自然时效硬化,因此该复合材料自然时效态冷加工性能可与SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si复合材料媲美。对该复合材料进行170℃加120℃的双级人工时效处理可让Zn元素析出,进而获得更高的人工时效态硬度。