随着全球变暖与冰川融化的进一步加剧,节能环保的观念正日益深入人心。6000系铝合金作为一种轻质高强合金,具有可时效性、低密度、高比强度、良好的加工成型性和易于回收等特性,在汽车轻量化与工业化进程中发挥着重要作用。但通过传统工艺制备的6000系铝合金的性能已远远不能满足工业需求,等通道转角挤压（ECAP）工艺可制备晶粒尺寸小于1μm的超细晶合金,大幅提升合金强硬度。且在ECAP变形工艺的基础上结合时效处理,可在超细晶中引入大量硬质纳米时效相,使合金强硬度进一步提升的同时保持良好的塑韧性。因此,研究ECAP变形及时效过程中合金微观结构与时效相的演变对合金强韧化具有重要意义。本文主要通过硬度与拉伸测试、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、高角环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）和原子探针层析技术（APT）等方法对不同道次ECAP态（1～4道次）及ECAP时效态（时效温度180℃）Al-Mg-Si-Cu合金的力学性能、析出动力学、微观结构和时效相演变进行研究。变形过程中,合金二道次（ECAP 2P）后需先进行250℃×0.5 h人工时效再进行三道次变形。主要结论如下:（1）DSC分析表明:低道次（1P、2P）ECAP变形可促进合金中团簇与GP区的形成,高道次（3P、4P）变形后合金中时效相发生回溶和再析出现象。对于ECAP时效态合金,时效可促进ECAP 2P和3P态合金中时效相大量析出,ECAP态合金时效初期主要析出团簇与GP区,时效2 h后主要析出β′′相,Q′相则在时效5 h后析出。（2）XRD分析表明:合金ECAP变形后XRD衍射峰宽化,晶粒得到细化且内部存在严重的晶格畸变。晶粒尺寸随变形程度的增强而减小,微观应变与位错密度随变形程度的增强而增加,ECAP 4P变形后合金中各微观结构参数达到峰值,晶粒尺寸为90 nm,位错密度为1.06×1014m-2,微观应变为0.0791%。ECAP态合金180℃时效不同时间后,晶粒随时效时间的延长而长大,位错密度与微观应变则相应减小。（3）晶粒的变化过程为:ECAP变形时,晶粒在剪切力的作用下被拉长,变形到一定程度时,狭长晶粒发生破碎,同时晶粒内产生高密度位错,位错滑移过程中形成位错胞和亚晶界,一部分亚晶界在变形过程中将直接转变为小角度晶界,另一部分亚晶界在变形过程中被缠结后的位错分割,形成更细小的晶粒。ECAP态合金时效过程中,大应变处的晶粒在低于再结晶温度的情况下发生回复再结晶。（4）硬度结果表明:ECAP态合金硬度随变形道次的增加而增大,ECAP 4P后硬度最大,为163 Hv。而ECAP态合金时效2 h前,ECAP 2P和3P态合金在时效过程中硬度随时效时间的延长而增大,ECAP 3P态合金时效2 h时硬度达到最大172Hv,但ECAP 4P态合金时效2 h前硬度先减小后增大。当时效时间超过2 h后,ECAP态合金的硬度均减小。（5）拉伸测试结果表明:ECAP态合金强度随变形道次的增加而增强,ECAP 4P变形后,合金抗拉强度最大,为393 MPa。ECAP 3P态合金的抗拉强度为387 MPa,但伸长率较4P态合金高,为8.8%。ECAP 3P态合金时效2 h后,性能最好,抗拉强度与伸长率分别为478 MPa与7%,强度提高的同时仍保持良好的塑韧性,主要归因于合金内部细晶强化、位错强化与时效析出强化的共同作用。（6）合金断口形貌表明:ECAP 4P态合金由于加工硬化导致内部拉/压应力分布不均,拉伸过程中裂纹沿应力弱的部位进行扩展直至断裂,韧窝尺寸较3P态合金小且浅,塑韧性较3P态合金差。3P态合金时效2 h后,过饱和固溶体析出大量的纳米时效相,拉伸过程中微孔将首先在这些纳米时效相附近产生,合金断裂时形成韧窝。时效相越多,分布越密集,产生的等轴韧窝越多,塑韧性越好。（7）依据微观结构分析结果,结合国内外相关最新进展,提出了时效相在变形与时效过程中的演变:1)合金ECAP 3P变形前主要析出原子团簇、GP区和部分针状β′′相;2)ECAP 2P态合金中间时效处理后,析出β″、L和Q′相;3)这些时效相在ECAP 3P变形时发生破碎并回溶于基体,形成过饱和固溶体;4)过饱和固溶体在时效过程中为平衡体系能量将析出更多的β″、Q″和L相与部分Q′相,且晶粒内部产生沿位错长大的弦状相。时效相在变形与时效过程中经历了“时效相-破碎-球化-细化-回溶-过饱和固溶体-再大量析出”的演变过程。