目前,实现汽车轻量化已成为整个汽车行业所关注的重点,要求结构件在轻量化的同时其强度也要满足要求。Al-Zn-Mg-Cu合金是室温下强度最高的铝合金,自然成为实现轻量化的首选材料。但是Al-Zn-Mg-Cu合金具有合金化程度高、凝固温度范围宽等特点,导致铸件极易产生缩孔、气孔和热裂纹等缺陷,铸造性能很差。因此,Al-Zn-Mg-Cu合金铸锭一般还需要塑性加工以减少缺陷。目前,Al-Zn-Mg-Cu合金主要是轧制成板材使用,很难加工制造复杂的零部件,极大地限制了Al-Zn-Mg-Cu合金的应用范围。挤压铸造是一种使合金熔体在压力下凝固成形的方法,能有效减少凝固过程中产生的缩孔、缩松等缺陷,提高铸件的力学性能。挤压铸造可以直接用于制造形状复杂的产品,被认为是实现以铸代锻的首选方法。另外,Zr元素是Al-Zn-Mg-Cu合金的重要晶粒细化剂之一,然而Zr元素只有在基体中以均匀分布的细小金属间化合物的形式存在时才能发挥显著的正面效果。已知Zr元素在α（Al）中的溶解度较低,其含量过高反而起到负面效果,因此探明其在超声及挤压铸造条件下的合适含量及效果需要进一步研究。本文通过挤压铸造工艺（SC）制备不同Zr含量的Al-Zn-Mg-Cu合金试样,研究Zr含量对挤压铸造态Al-Zn-Mg-Cu合金的影响。结果表明,Zr元素能起到晶粒细化效果,但当其添加量过高（w（Zr）>0.15wt.%）时,容易发生偏聚形成粗大的初生Al3Zr相,细化效果减弱,且晶粒细化不均匀,导致晶粒尺寸相差很大。此外,随着Zr含量的增加,成分偏析愈发严重,晶内出现大量第二相组织。随后,采用超声处理+挤压铸造工艺（UT-SC）制备不同Zr含量的Al-Zn-Mg-Cu合金试样。结果表明,超声处理可以有效地改善Al-Zn-Mg-Cu合金的成分偏析问题,而且可以抑制Zr元素在凝固过程中的偏聚,防止粗大的初生Al3Zr相生成。此外,在超声作用下可以提升Zr元素的添加量至0.2wt.%,有利于进一步增强其晶粒细化效果,提升合金力学性能。通过对比固溶处理后的SC和UT-SC合金试样组织及性能,研究超声处理对Al-Zn-Mg-Cu合金固溶过程的影响,确定UT-SC合金试样的最佳峰值时效工艺以确保获得最大强度,并研究其时效行为。结果表明,SC和UT-SC合金试样在固溶处理中都会发生低熔点共晶相转变为熔点更高的难溶相的过程,需要进行双级固溶处理消除残留相,以提升合金的过饱和程度,促进时效强化。相同固溶条件下,UT-SC合金试样的固溶效率更高,经过470℃×24h+480℃×8h双级固溶处理后,UT-SC合金试样中的残留第二相已基本全部回溶（仅有少量Al Cu Fe相残留）。UT-SC合金试样的最佳峰值时效工艺为120℃×20h。热处理后的UT-SC合金试样通过透射电子显微镜观察到晶内均匀分布着固溶过程中析出的亚稳态Al3Zr粒子及时效过程中析出的细小GP区、η’相强化相。UT-SC合金试样的屈服强度达到521MPa,抗拉强度达到579MPa,伸长率达到8%。但合金具有明显的晶界偏析现象,晶界处易形成粗化的η相（Mg Zn2）,这会对合金的塑性产生不利影响。分别采用挤压铸造+热挤压工艺（SC-EX）和超声挤压铸造+热挤压工艺（UT-SC-EX）制备挤出变形态Al-Zn-Mg-Cu合金试样,研究Al-Zn-Mg-Cu合金的初始组织对变形后的组织及力学性能的影响。结果表明,SC合金试样在热挤压变形后,原本铸造组织中粗大的非平衡共晶相被挤碎聚合成沿挤压方向分布的纤维组织,这些粗大的组织在热变形过程中会加速位错累积。因此,这些周围具有存储能和应变的大尺寸第二相组织能够激发再结晶形核,促进再结晶的发生,使得该区域会优先长出新晶粒。而UT-SC合金试样在热挤压变形后,第二相组织纤细,合金元素分布均匀,位错无法累积,所以动态回复在其热变形过程中占主导模式。此外,SC-EX合金试样中粗大的第二相组织主要偏聚在晶界处,阻碍位错的运动和晶界的偏移,这会导致再结晶温度升高。所以在相同固溶条件下,SC-EX合金试样的固溶效率和再结晶程度要低于UT-SC-EX合金试样,这也导致SC-EX合金试样的强度和塑性要低于UT-SC-EX合金试样。相较于挤压铸造态合金,挤出变形态合金在经过峰值时效处理后,强度和伸长率都得到提升,其中UT-SC-EX合金试样的强度最高,屈服强度和抗拉强度分别为583MPa、634MPa。合金塑性提升最为明显,UT-SC-EX合金的伸长率达到18.2%,从断口形貌可明显看出,断裂形式从脆性断裂转变为韧性断裂。