节能减排是时代发展下的必然要求及材料科学发展的整体趋势,交通运输和航空航天等领域对高性能、轻量化材料的需求促进了铝合金的发展。其中,低密度Al-Mg合金成本低、比强度高、抗腐蚀能力强,在现代工业应用中扮演着极其重要的角色。但是,Al-Mg合金强度很难与钢材媲美。高浓度Mg可有效降低铝合金层错能,在合适的热力耦合加工下利于晶粒细化至亚微米级甚至纳米级,显著提高合金强度。然而,均匀细晶Al-Mg合金强度在大幅度提高的同时,其塑性通常大大降低。并且,高固溶Al-Mg合金室温成型性差,难以满足复杂冲压零件的生产需求。对比,高温超塑性成型技术能够实现铝合金零部件的近终型加工,显著提高生产效率。但是,二元Al-Mg合金由于组织热稳定性差,在高温退火或变形过程中极易发生粗化,导致超塑性组织控制难。前期研究证实,制备混晶组织有利于同时提高Al-Mg合金强度和塑性。其中,溶质Mg晶界偏聚及弥散纳米第二相（Al3Sc和Al3（Sc,Zr））不仅可大幅提高铝合金力学性能,还能有效改善组织热稳定性。然而,目前溶质晶界偏聚对Al-Mg合金热稳定性的研究仅限于静态退火实验上,其对混晶结构Al-Mg合金高温拉伸性能及超塑性的影响机制尚不清楚;纳米第二相能否进一步调控Al-Mg合金混晶组织,进而实现室温强塑性及组织热稳定性可控,需要继续深入研究。针对上述研究现状及存在问题,本文以高固溶Al-7Mg基合金为对象,先后采用等通道转角挤压（equal-channel angular pressing,ECAP）及短流程衬板控轧（hard-plate rolling,HPR）制备Al-7Mg及Al-7Mg-Sc-Zr合金,主要结论如下:（1）研究了混晶结构Al-7Mg合金高温拉伸性能及超塑性变形机制。采用ECAP制备出由纳米晶、超细晶及微米级粗晶组成的混晶结构Al-7Mg合金。该混晶结构Al-7Mg合金在573 K、1×10-3 s-1拉伸时断裂延伸率高达～523%。这是由于拉伸初期粗晶内发生的连续动态再结晶（continuous dynamic recrystallization,CDRX）协调变形;在拉伸后期,随均匀细晶组织形成,细晶区晶界滑移（grain boundary sliding,GBS）成为超塑性变形主导机制。（2）揭示了混晶结构Al-7Mg合金中细晶高热稳定性机制。经历573 K近1.5 h拉伸后,形成均匀细晶组织（～3.6μm）,表明合金具有较高热稳定性。这主要是由于:（i）溶质Mg偏聚有效降低晶界能并拖拽晶界;（ii）Al3Mg2钉扎晶界,一定程度上抑制晶粒长大和（iii）高储存能粗晶在拉伸时优先发生CDRX,降低周围细晶长大驱动力。（3）阐明了短流程HPR Al-7Mg-Sc合金混晶组织形成机制。混晶组织形成与不同取向晶粒稳定性有关。HPR变形中,超细/细晶更易在<001>//ND和<111>//ND取向粗晶晶界处形成。并且,提高纳米Al3Sc析出相体积分数利于位错积累,提高DRX驱动力,同时,可有效钉扎晶界,抑制晶粒长大,促使更多更细小的超细/细晶形成。（4）探究了弥散纳米Al3Sc析出相对HPR Al-7Mg-Sc合金室温及高温拉伸性能的影响机制。Al-7Mg-0.4Sc合金的屈服强度～482 MPa、抗拉强度～520MPa和延伸率～8%,明显高于二元Al-7Mg合金。混晶组织、弥散纳米Al3Sc析出相及高密度位错的协同作用促进Al-7Mg-0.4Sc室温强塑性同时提升。当≥250 ℃拉伸时,Al-7Mg-0.4Sc合金由于具有高密度位错,更易发生DRX,软化明显,导致屈服强度反而低于Al-7Mg。（5）揭示了高Sc/Zr比HPR Al-7Mg-0.3Sc-0.1Zr合金高强塑性机制。其屈服强度～548 MPa、抗拉强度～605 MPa,远高于低Sc/Zr比Al-7Mg-0.1Sc-0.3Zr合金,但二者具有相似延伸率,均为～10%。高Sc/Zr比合金的优异强塑性主要源于多尺度非均匀组织协同作用。混晶组织、高密度纳米Al3（Sc,Zr）、位错及Mg-Zr-位错团簇均利于强度提升。粗晶与Al3（Sc,Zr）及溶质-位错团簇的共同作用提高了合金加工硬化能力,促进较高延伸率。（6）研究了低Sc/Zr比Al-7Mg-0.1Sc-0.3Zr合金具有较高的微观组织热稳定性机制。相较于高Sc/Zr比合金,Al-7Mg-0.1Sc-0.3Zr在≥400 ℃退火时具有较高微观组织热稳定性,源于:（i）高温退火促进Al3（Sc,Zr）弥散析出和（ii）Al3（Sc,Zr）外壳中高的Zr浓度降低Al3（Sc,Zr）粗化动力学。因此,大量弥散Al3（Sc,Zr）有效钉扎位错和晶界,延缓再结晶并抑制晶粒粗化。