7xxx系AlZnMgCu铝合金是一种典型的可时效强化铝合金,广泛应用于航空航天、交通运输及其它军工、民用行业。然而,关于时效过程中晶内析出相的演变规律以及析出相的形貌、大小、种类以及分布对强度的贡献尚有争论。另外,关于晶界无析出带(PFZ)的形成机理及其对材料综合性能的影响研究者们也未能形成统一的观点。本文针对Al-6.47%Zn-1.63%Mg-2.05%Cu铝合金板材,采用固溶淬火以及时效热处理,对合金进行了显微硬度测定、拉伸试验、电导率测量、金相分析(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析等,对不同时效条件下合金的微观组织、晶内强化析出相及晶界PFZ的演变规律进行了研究。主要研究内容和创新点如下:(1)在120℃单级时效过程中发现一种新的亚稳相:η前驱相,具有六角结构,点阵参数c=4d111Al=0.935nm,与η相(c=0.860nm)接近,但比η′相(c=6d111Al =1.406nm)小。点阵参数a= 0.496nm,与η′相相同。η前驱相作为新观测到的一种强化相,在以往的文献中尚未报道过,本实验发现其对材料的强度以及晶界无析出带(PFZ)有重要影响。(2)采用TEM观察,结合硬度表征对7xxx系铝合金在120~150℃不同温度下单级时效之后的微观结构的演变规律进行跟踪研究。研究发现120℃时效72h合金的硬度最高,可达202HV,对应的抗拉强度为708MPa,屈服强度为691MPa,延伸率为14%。单级峰值时效的主要强化相为GP区,η’相和η前驱相。(3)采用TEM观察,结合扫描透射-高角环形暗场像(STEM-HAADF)对合金单级时效状态下晶界析出相以及晶界无析出带(PFZ)演变规律进行跟踪研究。研究发现时效温度在150℃左右,晶界周围产生PFZ。时效温度越高,PFZ越宽。150℃恒温时效2h以后,PFZ的宽度不随时效时间的变化而变化。通过EDX能谱分析发现,PFZ区域为贫溶质原子区,尤其是贫Zn。对150℃时效4h合金进行HAADF观察发现,小角度晶界附近PFZ的宽度小于大角度晶界。长时间时效后,小角度晶界上晶界析出相仍为η前驱相,而大角度晶界析出相很快由η前驱相转变为η相。在同一时效温度下,随着时效时间的延长,晶界析出相由连续分布变为不连续分布,而PFZ的宽度对时效时间并不敏感。