Hall-Petch公式能够表征粗晶材料的晶界强化效应,但在纳米尺度下失效;现有的强度模型大多为各种强化机制加和的结果,形式复杂、参数众多,不能准确地反映金属的强度。本文提出了“晶界密度”的概念(单位面积晶界长度),旨在从组织缺陷的角度将晶界密度l与位错密度ρ统一起来,通过统一的“缺陷”来反映材料的强度,系统研究铝合金屈服强度与统一“缺陷”密度的定量关系。本文采用1060纯铝与不可热处理强化5A06铝合金作为实验材料,通过形变热处理工艺控制铝合金的微观结构参数,获得具备不同晶界密度、不同位错密度组织的铝合金试样;利用OM、TEM、EBSD和XRD表征试样的晶界密度、晶界取向差角和位错密度,并通过室温下的拉伸试验测试其力学性能;根据不同状态铝合金的组织性能关系分别建立起铝合金晶界密度、位错密度对屈服强度贡献的数学表达式;最后以现有理论为基础,分析位错密度与晶界密度的换算关系,并根据不同变形量冷轧态铝合金的组织参数和强度数据,结合晶界强化、位错强化模型,建立了铝合金的统一缺陷强化模型。铝合金冷轧再结晶退火OM分析显示,通过小变形量高温退火和大变形量低温退火可获得晶粒尺寸差异较大的铝合金试样;另外,力学性能测试表明铝合金的屈服强度随晶界密度的增大而增大,而其抗拉强度并无明显变化,数据拟合结果显示铝合金的屈服强度与l1/2呈线性关系变化。小变形量冷轧铝合金低温退火实验表明,冷轧态铝合金的强度在退火30min后出现明显的下降,延伸率有一定程度的提升。OM和EBSD结果显示退火过程中铝合金的晶粒形态、尺寸及大小角晶界比例均没有变化,而TEM下可观察到明显的位错回复现象。XRD半高峰宽的Williamson-Hall法分析结果表明冷轧-低温退火铝合金的屈服强度与ρ1/2呈线性关系。完全退火态铝合金不同变形量冷轧实验表明,冷轧变形态铝合金的强化现象是晶界强化与位错强化共同作用的结果,其强度模型可由两种机制的加和描述,即1/2 1/20s=s+K￠l+aGbr。以统一缺陷理论为基础,可推导出位错密度与晶界密度的定量关系r=2ml/p,根据此换算关系和变形铝合金的强度模型,建立了铝合金屈服强度与统一缺陷密度的定量关系()1/21/20s=s+ éK￠ p/ 2m +aGbùr? ?。