高强铝合金主要指的是Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，该系铝合金有许多优点。比如强度和硬度高、工艺简单、耐腐蚀性好等优点，因此在航空航天等结构材料领域得到了广泛应用，并成为该领域中的重要材料。但是高强铝合金对应力集中比较敏感，容易发生断裂，且很多铝合金结构件工作时表面会因摩擦挤压等原因导致破坏，致使许多结构件的性能大幅度降低。本课题采用搅拌摩擦加工（Friction Stir processing，FSP）技术将多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotube，MWCNTs）添加在LC9铝合金板表面，并在其表层形成MWCNTs/Al复合材料，表面强化高强铝合金，以改善高强铝合金表面的强度、耐磨性及表面残余应力，从而提高材料的综合力学性能。结果表明：　　搅拌头的形状、碳纳米管的添加方式、下压量、FSP工艺参数对复合材料搅拌摩擦区的成形有很大影响。当下压量为0.5mm、n=600r/min、v=23.5mm/min，偏置角为2°时，经过5道次加工后可在高强铝合金表面形成成形较好的复合材料，且MWCNTs能均匀分散在LC9铝合金表面。　　采用打孔方法添加MWCNTs，FSP过程中MWCNTs溢出相对较小，FSP后MWCNTs能较好地分散在基材表面。双孔法不但可以添加更多的MWCNTs，且FSP后MWCNTs分布比单孔法更均匀、成形及性能比单孔法好。FSP后材料的晶粒得到明显细化，搅拌摩擦区由细小的等轴晶粒组成。　　添加了MWCNTs之后，母材表面的硬度有很大程度的提高，说明在FSP后，高强铝合金表面确实生成了MWCNTs/Al复合材料，且在搅拌摩擦中心区复合材料的显微硬度分布较为均匀，搅拌摩擦边界区和轴肩变形区的显微硬度值较高，与搅拌摩擦中心区的显微硬度相差较大；另外显微硬度的大小与强化层的厚度有密切关系。　　MWCNTs的加入可以使表面强化后强化后复合材料的耐磨性大大提高，母材的单位磨损量较均匀；母材在FSP后磨损量比母材低，耐磨性与母材相比也有一定程度的增强；添加MWCNTs后复合材料的磨损量大幅度降低，说明耐磨性能得到明显提高；随着MWCNTs含量的增加，表面强化后复合材料的磨损量也随之减少，耐磨性随之提高；随着磨损载荷的增大，母材及其复合材料的磨损量都有所增大，当表面强化层磨损消失后，材料恢复母材的耐磨性能。在磨损过程中，复合材料表面的磨损机制为磨粒磨损。　　MWCNTs的加入能使高强铝合金表面的残余应力得到良好改善，且随着MWCNTs含量的增加，效果更明显，从而明显提高材料各方面的性能。