中文摘要：

本文详细研究了添加元素Cu对Al-Mg-Si合金时效析出过程的影响，应用三维原子探针观察合金元素的扩散行为，对强化相粒子的析出、形貌和成分的变化进行了系统地研究和分析，利用Monte Carlo方法对Al-Mg-Si合金和Al-Mg-Si-Cu合金时效初期纳米级原子团簇的分布进行了模拟，并从原子尺度的演变层面上对元素Cu的作用机理进行解析。研究发现添加元素Cu后，时效初期合金中形成了大量由Mg、Si、Cu组成的GP区，元素Cu的存在促进了合金时效初期GP区的形成，但并没有改变GP区中Mg和Si的原子比率。含0.6％Cu的合金在170℃时效4小时后，合金中的β"析出相逐渐转变成Q'析出相。Q'析出相比β"析出相粒子有更好的耐热性能。在170℃时效过程中，添加0.6％Cu的Al-Mg-Si合金的析出顺序为SSSS→ GP区→ 针形β"→ 板条形Q'。Monte Carlo模拟的合金时效初期原子分布图中出现的原子团簇种类与3DAP观察到的原子团簇种类相同。该研究的推进丰富了铝合金微合金化的基础理论，同时为进一步开发其他高性能的新型铝合金材料提供重要的理论依据。