Al-Mg-Si合金具有中等强度、优异的成形、抗腐蚀及焊接性能,是装备轻量化的关键结构材料,已广泛应用于轨道交通、汽车、轮船、航空航天和轻工业领域。大塑性变形能够大幅细化合金晶粒,获得超细晶甚至纳米晶组织,显著提高合金的力学性能。目前运用大塑性变形来制备Al-Mg-Si合金的研究普遍存在试样尺寸小、生产效率低、材料利用率低、成本高等难于工业化应用的技术问题。设计一条通过连续大塑性变形来制备高性能Al-Mg-Si合金的可商业化生产工艺是本文的研究目标。因此,结合国家自然科学基金项目（51671083）,本文系统研究了Al-Mg-Si合金在连续挤压、重复连续挤压、连续挤压-高压扭转/高压扭转挤压和时效过程中的显微组织与力学性能演变,深入探讨了不同大塑性变形方法和时效处理对Al-Mg-Si合金晶粒、析出相、位错等组织演变以及微观组织与力学性能的定量关系,揭示了Al-Mg-Si合金大塑性变形和时效强韧化机制,为利用大塑性变形制备超长尺度高性能铝合金材料提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:（1）重复连续挤压细化和均匀化了Al-Mg-Si合金的显微组织,协同提高了合金强度和塑性。随着重复连续挤压的进行,合金经受多道次剧烈剪切变形,原始连铸连轧的细长纤维状组织逐渐细化成均匀分布的细小等轴晶,晶粒内位错密度不断增加。同时,原始组织中粗大的板条状第二相逐渐破碎、细化和球化,在基体中弥散均匀分布。在重复连续挤压过程中,连续在线固溶导致过饱和固溶体的形成。随着重复连续挤压道次的增加,合金的抗拉强度和伸长率逐步同时增加。经重复连续挤压7道次变形后,合金的抗拉强度为220.3 MPa,高于原始连铸连轧合金的抗拉强度,伸长率从18.54%大幅度提高到32.3%,提高了74.3%。（2）重复连续挤压影响了Al-Mg-Si合金后续时效过程的析出行为,提高了合金的力学性能。与T5态原始连铸连轧合金相比,T5态重复连续挤压合金的β"析出强化相更细小均匀。T5态重复连续挤压7道次变形合金的抗拉强度和伸长率分别为270.9 MPa和18.83%,与T5态连铸连轧合金的力学性能相比,抗拉强度和伸长率分别增加了18.9%和23.9%。T8态重复连续挤压7道次变形合金的亚晶尺寸显著降低,平均长度和宽度仅为1μm和0.2μm,晶粒内部仍存在高密度位错。同时,在合金中析出了大量弥散分布的β"纳米析出相,平均长度为2.5 nm,小于T8态连铸连轧合金析出相的平均长度（28 nm）。由于显著的细化亚晶粒、高密度位错和弥散纳米析出相,T8态重复连续挤压7道次变形合金的力学性能显著改善,抗拉强度达到345.0 MPa,伸长率为7.6%。（3）高压扭转挤压大幅提高了连续挤压Al-Mg-Si合金的硬度。合金硬度从样品中心到边缘逐渐增加,呈一定梯度分布。同时,合金硬度随着高压扭转挤压应变的增加而逐渐增加。当应变为8.1时,合金硬度为124.5 Hv,与原始连续挤压合金相比,硬度提高了137%。合金硬度的大幅度提高是由于高压扭转挤压显著细化了合金晶粒。当应变为8.1时,合金晶粒尺寸细化到206 nm。本文Al-Mg-Si合金的屈服强度与晶粒尺寸之间严格遵从霍尔-佩奇关系,屈服强度可表示为:（?）,其中D为合金晶粒尺寸。（4）后续时效热处理对不同大塑性应变Al-Mg-Si合金产生了逆反的时效强化效果。当大塑性冷变形应变小于5时,在晶界强化和析出强化的作用下,合金的强度可通过后续低温时效进一步提高,且应变越大,时效对合金强度的提高幅度越小;当大塑性冷变形应变大于5时,时效过程中析出相的强化效果低于晶粒长大、位错湮灭和固溶原子脱溶的强度软化效果,经时效后合金强度反而降低,表现出大塑性应变诱导强度饱和现象。当大塑性变形的温度越高,该相应临界应变越大。（5）利用有限元模拟提出和探究了两种新型连续大塑性变形方法,分别为连续高压扭转挤压和连续扭转挤压。这两种连续大塑性变形方法均能在单道次加工中累积大的塑性应变,具有节能环保、高加工效率、高材料利用率、可连续制备超长尺度高性能铝合金材料等优点。同时,这两种大塑性变形的变形参量在实际商业生产中均可控可实现。