本文以自熔Al-Zn-Mg-Cu合金为研究材料进行热塑性变形以及热处理。利用小角X射线散射（SAXS）、透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等分析手段,以恒温时效的温度和时间为变量定量研究了析出相的半径、半径分布、体积分数和类型以及显微硬度的变化,以析出相的相对体积分数为切入口研究改进了JMA方程,还综合考虑多种析出强化机制建立了新的时效强度模型。主要研究内容和结论如下:1)通过80、120和160℃三种恒温时效,定量研究了时效过程中析出相和硬度的变化。结果表明,析出相半径随时间的延长不断增大,析出相体积分数呈先不断增加然后趋于平稳不变的变化趋势。时效温度越高,溶质原子扩散速率越快,析出相长大的驱动力更足,体积分数越快到达最大值。维氏硬度随时效时间的延长呈现出先上升后下降的变化趋势,析出相尺寸、体积分数以及相转变均对硬度值产生影响,η’相向η相转变是导致硬度出现下降的决定性因素。2)基于浓度场和应力场对JMA方程进行了改进。改进后的JMA方程能够有效反映出析出相相对体积分数随着时效的进行呈先不断增加然后趋向于平稳不变以及相对体积分数增加随时效温度的上升而加快的变化规律,使拟合结果更加贴合SAXS实验所测的变化。3)定量统计出了各状态合金中的GP区、η’相和η相的体积分数,以多种析出相类型、多种强化机制为基础建立了恒温时效过程的强度模型。GP区和η’相的体积分数均表现为迅速升高再迅速降低的变化规律,η相的体积分数则表现为先慢后快再慢上升的变化规律。此强度模型所预估的屈服强度与硬度换算结果平均偏差仅为20MPa,实现了对各个状态屈服强度的精准预估。