本文采用压力浸渗法,制备了不同种类的GNPs/Al-Mg-Si复合材料,利用布氏硬度计、差示扫描量热法、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及电子万能试验机等实验仪器,系统研究了GNPs/Al-Mg-Si复合材料的时效行为:研究了石墨烯纳米片（Graphene Nanoplatelets,GNPs）对合金元素Mg、Si扩散以及界面偏聚行为的影响规律,研究了基体合金中Mg、Si元素含量对复合材料时效组织和力学性能的影响规律。复合材料的DSC和时效硬化的结果表明,GNPs的加入使得复合材料的时效析出相β″的放热峰向高温区移动,放热焓变减小。复合材料的时效硬化率远低于基体合金。而加入Mg元素,可以提高复合材料的时效析出相数量,β″相的放热峰更加明显,其时效硬化率逐步提高。当Mg含量为2.18wt.%时,时效硬化率和6061Al相当。再提高Si元素含量后,基体中的Mg/Si比降低,DSC曲线的放热峰钝化,且时效硬化率降低。通过对复合材料的显微组织进行观察,GNPs的加入没有改变复合材料的时效析出顺序,但是复合材料中的析出相的数量和尺寸发生了变化。这是由于Mg元素在界面处偏聚,基体中没有足够的Mg元素参与时效析出造成的。通过提高Mg元素含量可以有效弥补GNPs对Mg元素的偏聚消耗,进而使得时效析出相的数量和尺寸增加。然而进一步提高Si的含量降低了复合材料的基体中的Mg/Si比,使得时效析出相的数量和尺寸减小。对GNPs-Al界面组织进行观察,发现GNPs的结构完整,和基体结合较好,界面附近有少量Al₄C₃生成,同时Mg元素在界面偏聚且以氧化物形式存在。对复合材料（峰时效）进行拉伸测试,结果表明:和基体合金相比,GNPs降低了复合材料的时效强化作用;随着Mg含量的提高,复合材料的抗拉强度得到了提升,说明Mg元素的加入实现了复合材料中GNPs和人工时效的协同强化,当加入2.18wt.%Mg时复合材料的屈服强度达到了330.96MPa,弹性模量为88.97GPa;但随着Si的含量的增加,复合材料的抗拉强度和延伸率均有所降低。复合材料的断口有明显的韧窝和撕裂棱,呈现微观韧性断裂。GNPs/Al-Mg-Si复合材料的强化机制主要是载荷传递机制、位错强化机制和沉淀强化机制。