变形铝合金的强度较低,在很大程度上限制了铝合金的应用范围。本工作利用多向锻造及时效处理加工6061变形铝合金,使试验材料形成强度高和塑性优良的超细晶材料。多向锻造主要起强化作用,而后续热处理起韧化作用。试验采用光学显微镜、透射电子显微镜观察试样组织特征,测试试样的力学性能并与粗晶态的作对比,用扫描电镜观察拉伸试样断口形貌。微观组织观察结果表明,经过多向锻造及时效处理后,试验材料形成了超细晶组织,组织中晶粒尺寸小于1μm,也有稍粗的晶粒存在,大量超细的第二相颗粒析出弥散分布。力学性能结果表明,经过多向锻造后,试样强度提高而塑性下降,试样分别在室温和130℃两个温度下多向锻造后,抗拉强度由粗晶态的275.9MPa分别增加到391.3MPa、341.9MPa,伸长率由14.37%减小到9.27%、9.66%。然而,经随后时效处理,强度进一步提高,同时塑性也得到改善,时效处理后抗拉强度分别增加到396.3MPa、386MPa,伸长率分别增大至11.08%、11.02%。经过多向锻造及时效处理,试样强度得到大幅度提高,塑性也得到改善。强度提高是在晶粒细化、高密度位错、弥散分布的超细第二相颗粒的综合作用下的效果,塑性得以改善是时效处理后残余内应力减小、大量超细的第二相颗粒弥散分布提高了加工硬化效应的结果。通过比较,在室温多向锻造及时效处理的力学性能比在130℃多向锻造及热处理的好。室温单轴拉伸均表现为韧性断裂,断口的主要特征为韧窝状断口。试样经过多向锻造,断口韧窝的尺寸变小,数量减少；经过时效处理后,韧窝的尺寸有所减小,但分布变得均匀,并且数量增多,这与时效处理后大量超细第二相颗粒析出并弥散分布在基体上有关。