本文采用超重力凝固技术,在不同重力场下进行凝固制备了不同Zr含量和Sc含量的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金,并对超重力大小和合金元素对凝固组织及硬度的影响进行了分析和讨论。在5000g超重力场下进行凝固时,发现与未添加Zr的合金相比,分别添加0.05%、0.1%、0.15%的Zr后,合金样品的上部和中部晶粒细化程度很小,底部晶粒细小却很明显。添加0.05%、0.1%的Zr后合金底部晶粒平均尺寸从47μm分别减小到23μm和37μm,添加0.15%的Zr后,合金底部晶粒十分粗大,甚至出现尺寸超过100μm的粗大枝晶。随着Zr含量的增加,Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金晶粒细化效果先增加后减小。另外,随着Zr含量增加,合金底部晶界非平衡共晶组织会粗化,当Zr含量到达0.15%时晶界非平衡共晶组织会变成网层状。超重力凝固时,添加适量Zr能提高合金的硬度。添加0.05%的Zr,合金的平均硬度由未添加Zr的HV 118.1提高到HV 134.7。在5000g超重力场下进行凝固,研究了此时少量Sc元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金显微组织和硬度的影响,发现添加Sc元素并没有起到明显的晶粒细化作用,但是添加适量的Sc元素有利于获得粒径分布均匀的等轴晶粒,添加量为0.3%,此时效果最佳。添加Sc元素后合金的显微硬度还有所下降。研究了不同超重力场大小对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金的凝固组织的影响,发现超重力场可以细化Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金的凝固组织,随着超重力场大小的增加,晶粒细化效果先增加后趋于稳定。重力场大小由1g变为4000g时,平均晶粒直径由约92μm细化为约26μm。样品不同部位的晶粒细化程度有所不同,同样的超重力下,中部组织的细化程度最高,上部组织细化程度次之,下部组织细化程度最小。随着超重力场大小的增加,合金的硬度值增加,重力场大小由1g变为5000g时,合金硬度由HV 75.3提高到HV 125,硬度提高约66%。