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喷射沉积技术具有冷速快、制备出的合金晶粒细小、组织均匀等特点，能大幅度提高合金的室温性能，因此该技术是目前世界上工业化制备屈服强度800MPa以上超高强度铝合金的最佳途径之一。研发满足高温服役性能要求的含Ni、Sc超高强铝合金，对于提高我国军工产品的使用性能具有重要的现实意义，同时也是本文研究的主要目的。
本论文采用喷射沉积技术制备了含Ni、Ni+Sc微合金化Al-Zn-Mg-Cu系合金，利用XRD、DSC、OM、SEM、TEM等测试分析手段，研究了Ni、Sc微量元素对铝合金微观组织与性能的影响机理。重点分析了不同热处理制度、变形制度对合金微观组织及室温性能的影响，并对不同变形条件下合金的高温(200℃、300℃)拉伸性能变化规律进行了探讨。
研究结果表明，Ni在Al-8.2Zn-2.2Mg-2.1Cu-0.14Zr-1.0Ni合金中主要通过球形的Al7Cu4Ni第二相粒子以弥散强化方式参与基体强化，而时效强化作用较小。当固溶温度范围为460～475℃时，球形Al7Cu4Ni粒子在提高合金强度的同时能改善合金塑性；当固溶温度范围为480～490℃时，球形Al7Cu4Ni粒子会发生粗化，形成裂纹源而导致合金断裂。
Al-12.2Zn-2.38Mg-1.11 Cu-0.20Zr-0.30Sc-0.30Ni合金沉积坯在440℃/8h退火过程中Zn、Mg首先发生回溶，460℃/8h、490℃/8h时Zn、Mg则是回溶与微量脱溶共存的过程，且回溶是溶质元素的主要扩散方向。退火时应尽量减少沉积坯在460℃附近的保温时间，以避免不稳定T相生成对沉积坯性能的影响。退火温度为490℃时，随退火时间的延长合金中Cu元素的回溶程度逐渐升高，其“晶格畸变”效应对合金硬度的影响大于微量Zn、Mg脱溶所造成的“脱溶负效应”的影响。由于Zn、Mg、Cu元素的回溶与Al3(Sc,Zr)二次析出粒子“钉扎效应”共同作用，使含Ni、Sc铝合金沉积坯在490℃/8h退火处理时达到最高硬度值(192HV)。
综合考虑实际挤压过程中“变形热”的影响，含Ni、Sc铝合金沉积坯理想的挤压温度范围应控制在400～460℃之间、保温时间以2h为宜。含Ni、Sc铝合金在480℃/2h+120℃/24h热处理后棒材(40倍挤压比)的最高抗拉强度为855MPa、延伸率为8.5％。
含 Ni、Sc铝合金在时效过程的初始阶段(0.5h左右)，Sc加速GPⅡ区向η或η粒子的相变过程，从而迅速提高含Ni、Sc铝合金的硬度。含Ni、Sc铝合金480℃/2h+120℃/24h热处理后获得的GPⅡ区组织是合金获得室温高强度、高塑性的重要影响因素。随着时效温度的提高GP区消失、η粒子由棒状逐渐转变成椭球状，同时合金强度下降、延伸率提高。
480℃/2h+120℃/24h热处理后的含Ni、Sc铝合金管材(7倍挤压比)，在200℃、300℃下分别经过不同时间的保温后进行拉伸试验，随保温时间的延长，两种变形温度下合金强度的下降速率都很缓慢。200℃时保温120s后(应变速率分别为10-1、10-2、10-3s-1条件下)，含Ni、Sc铝合金高温抗拉强度在500～660MPa，而延伸率在13～40％。含Ni、Sc铝合金在高温强度及其保持时间等方面均满足相关军工产品服役性能的要求。