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Zr是高强耐热铝合金中理想的合金化元素，Al-Zr合金中立方L12结构Al3Zr析出相在400℃下可以保持动力学稳定，保证合金的高温强度，在特高压智能电网领域具有广阔的应用前景。但是 Zr在α-Al基体中的扩散速率低，Al-Zr合金的时效析出过程十分缓慢且Al3Zr难以充分析出，导致析出的Al3Zr相数量密度低；同时由于合金凝固过程中Zr的偏析严重，晶界附近与枝晶间区域易形成析出相贫化区，对合金室温力学性能和高温抗蠕变和抗再结晶性能不利。因此，加速Al3Zr的析出动力学，促进Zr原子的时效析出，改善Al3Zr析出相的尺寸与分布，减小析出相贫化区的宽度，成为改善 Al-Zr合金性能的关键。多元微合金化是调控铝合金组织和性能的有效手段。本论文采用稀土元素Y作为Al-Zr合金的微合金化元素，采用透射电镜（TEM）、扫描电镜(SEM)、三维原子探针(3DAP)等表征手段以及显微硬度和电导率测量等测试手段研究了Al-Zr-Y合金的时效析出行为及Y的作用机制。主要研究内容及结果如下： (1)通过研究Al-Zr-Y合金电阻率与Y浓度的关系获得Y的平衡固溶度，依此设计三元合金成分。由于三元合金中Zr和Y的相互作用，600℃下Y在Al中的平衡固溶度降为0.0098 at%，仅为Al-Y合金的1/4，因此设计的三元合金成分为Al-0.055Zr-0.0084Y。 (2)Al-Zr-Y合金时效过程中的性能和组织演变规律表明，Y元素可促进时效过程中 Zr的析出，缩短析出相形核孕育期。适量的Y可以减小析出相的平均尺寸，提高析出相数量密度和抗粗化能力，并使再结晶温度提高125℃，但过量的Y反而会使析出相的密度、抗粗化能力和抗再结晶能力有所降低。 (3)通过三维原子探针手段对Al-Zr-Y合金的时效析出机制进行研究，结果表明：Al-Zr-Y合金时效初期首先析出 Al3Y相，成为 Al3Zr时效析出的异质核心，促进固溶Zr原子的析出；长时时效后，Y有向析出相和基体界面处偏聚的倾向，最终形成无明显核壳结构的复合析出相Al3(Zr,Y)。