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本文系统研究了AA6069合金的多元合金化理论与工艺,通过进一步微合金化,提高了合金的强度,突破AA6069合金的专利,开发出具有中国特色的高强6XXX铝合金。本文首先系统研究了主合金元素Mg、Si、Cu对AA6069铝合金组织与性能的影响规律,然后考察了制备参数对A1-V中间合金含V相种类及形态的影响,以及微量元素V在AA6069铝合金中的作用。同时,突破AA6069合金的成分范围,考察了AA6069合金中添加不同含量Mn、以Zr取代AA6069铝合金中的V、该以Zr代V合金中添加高含量Fe对合金组织性能的影响规律。开发出具有自己特色、性能优于AA6069合金的含Zr高强6XXX铝合金,以及强度可以达到500MPa以上的高强6XXX铝合金。为该类高强6XXX铝合金工业化应用提供理论依据和技术数据。首先以AA6069铝合金化学成分为基础,详细考察了Mg/Si比,Cu含量和Mg含量变化对合金微观组织及挤压棒材T6态性能的影响规律,优化了该合金的成分,获得了强韧性组合良好的主合金成分为：Al-1.6Mg-1.15Si-1.0Cu(wt.%)。然后详细考察了V含量、熔炼温度、保温时间和冷却速度对A1-V中间合金中含V相的结构、形态和尺寸的影响,确定了Al-V中间合金的最佳制备工艺为：V加入量为4wt.%,1100℃C熔炼保温10min后急冷。采用此方法制备的Al-4 wt.% V中间合金含V量准确、组织中存在大量弥散细小的花瓣状A13V相,并且能耗相对较低。组织观察表明,V在AA6069铝合金中主要以细小椭球状Al(VCrTi)Si相存在,该相可以显著细化合金铸态组织,抑制再结晶,AA6069合金挤压材T6态抗拉强度、屈服强度和伸长率可分别为419MPa、361MPa和18.8%。AA6069合金中添加Mn,合金T6态强度随Mn含量增加先增加,然后降低,最佳添加量为0.2 wt.%。添加微量Mn形成尺寸细小(<100nm)、形态近似球状或椭球状的亚稳含Mn弥散相,它们抑制再结晶、阻碍位错运动,从而使合金抗拉强度和屈服强度分别提高到431MPa和372MPa,伸长率为15.6%。采用等量(0.15 wt.%)的Zr取代AA6069合金中的V,形成了细小的亚稳L12型A13Zr相和尺寸相对稍大的D022型A13Zr相,铸态组织显著细化,挤压时的再结晶被抑制,同时可促进该合金中Q’相的析出,使合金强度得到进一步提高：挤压材T6态抗拉强度和屈服强度分别达到440MPa和361MPa。通过工艺参数的优化,确定该合金的最佳均匀化热处理制度为：540℃保温24h后空冷；挤压棒材的T6热处理制度为：550℃/2h固溶处理后水淬,170℃/12h人工时效。该合金突破了AA6069合金的成分范围,形成了具有自己特色的新合金。采用在Al-1.6Mg-1.15Si-1.0Cu-0.15Cr-0.15Zr-0.03Ti (wt.%)合金中添加一定量的Fe,形成了球状或棒状Al(CrFe)Si相。合金中Fe含量的增加,促进了椭球状D022型A13Zr相细小弥散的析出,其与Al(CrFe)Si相的共同作用进一步显著抑制合金再结晶,还进一步促进了Q’相的析出。Fe含量为0.356 wt.%时,合金挤压棒T6态的抗拉强度和屈服强度可以分别达到503MPa和478MPa,伸长率为12.25%。当Fe含量为0.601 wt.%时,合金挤压棒T6态的抗拉强度和屈服强度可以分别达到520MPa和503MPa,伸长率为10.38%。该合金再一次突破了AA6069合金的范围,是目前报道的强度最高的6XXX铝合金。