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Al-Zn-Mg-Cu系铝合金具有高强度、高韧性、良好的机械加工性和焊接性、耐腐蚀和抗低周疲劳等优良的综合性能,在航空航天、工业和民用等领域具有极其广泛的应用,挖掘该合金的潜力仍然是当前铝合金研究方面的重点。微合金化是提高Al-Zn-Mg-Cu系铝合金综合性能的重要手段之一。目前研究开发出的多种微合金化元素中,以稀土元素Sc对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的性能改善最为显著。本课题在含Sc的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金基础上添加不同含量的稀土元素Ce,并对合金的组织、时效析出行为、硬度、拉伸和低周疲劳行为进行研究,以期为研制出优良综合性能的超高强铝合金提供理论依据。显微组织观察结果表明:添加0.2%的Ce,可以显著消除铸态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金的粗大树枝晶,有效地细化合金的铸态显微组织,并使合金挤压态和T6态组织晶粒更加均匀细小。硬度和拉伸试验结果表明:在120°C×32 h的人工时效过程中,Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc-xCe合金的硬度、强度呈先增加后降低的趋势。合金中添加0.2%的Ce的可显著地提高Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金的布氏硬度、抗拉强度和屈服强度。拉伸断口分析结果表明峰时效阶段,Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc-0.2Ce合金和的拉伸断口表面可观察到大量韧窝和少量沿晶断裂,表现为以韧性为主的混合断裂特征。Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc-xCe合金的强化机制主要为η’相的时效析出强化,添加0.2%的Ce可以使η’相析出更加均匀弥散,并使晶界无析出带变窄。低周疲劳实验结果表明,在应变幅控制的低周疲劳加载条件下,T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc-xCe合金均表现出循环稳定现象;加入0.2%的Ce可以提高合金疲劳变形抗力的同时提高合金低周疲劳寿命。T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc-xCe合金的载荷反向周次与塑性应变幅、弹性应变幅之间均呈线性关系并分别服从Coffin-Manson和Basquin公式。疲劳断口观察结果表明,在低周疲劳加载条件下,T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc-xCe合金中的疲劳裂纹均在疲劳试样表面萌生,并且以穿晶方式进行扩展。