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本文研究了应力时效对6061铝合金力学性能及微观组织的影响。合金经570℃固溶处理1.5h之后，分别进行不同应力、不同温度、不同时间的应力时效以及无应力时效，对时效后试样进行硬度和室温拉伸性能测试；应用扫描电镜观察拉伸断口，通过金相观察、X射线衍射及透射电子显微镜对合金的析出相及晶界结构进行表征，并就应力时效参数对力学性能、析出相以及晶界无沉淀带的影响进行了详细分析讨论。结果表明：180℃时效1h条件下，合金硬度、屈服强度和抗拉强度随拉应力的增加先减小后增加，伸长率随拉应力的增加先增大后减小，当拉应力为22.5MPa时，硬度、屈服强度和抗拉强度均最低，分别为103.3HV、215.2MPa和309.9MPa，伸长率最大，为30.1%。合金的GP区起主要强化作用，时效应力对GP区的形成起到抑制作用。22.5MPa拉应力180℃时效条件下，合金的硬度、屈服强度和抗拉强度随着时效时间的增加而增大，伸长率减小。当时效时间为8h时，合金的硬度、屈服强度和抗拉强度达到最大，分别为133.3HV、311.7MPa和363.1MPa，伸长率最小，为23.4%。同比无应力时效，合金强度变化不大，主要强化相β″相的数量减少，PFZ的宽度同比无应力时效变窄。应力的作用抑制了析出相的形核长大，减小了PFZ的宽度。22.5MPa拉应力时效1h条件下，随着时效温度的升高，合金硬度、屈服强度和抗拉强度先增大后减小，伸长率随温度升高逐渐减小。时效温度为240℃时，合金的硬度、屈服强度和抗拉强度达到最大分别为125.7HV、327.4MPa和354.0MPa，伸长率为19.8%。同比无应力时效，硬度、屈服强度和抗拉强度均有提高，其中伸长率提高最多，提高了25%。晶内析出相主要为β″相，并析出无应力时效中不存在的Al2Cu相，同时PFZ的宽度同比无应力时效合金变窄。晶内析出相和晶界无沉淀带的综合作用影响合金的力学性能，22.5MPa的拉应力条件下240℃时效1h，晶内β″析出相主尺寸为40nm~80nm，晶界无沉淀带宽度小于300nm，析出相数量相对较多，合金的综合力学性能最好，相比传统T6时效，缩短了热处理时间，提高了生产效率，降低了能耗。