5083合金是中等强度的Al-Mg系铝合金,具有良好的耐腐蚀性能、高的韧性和适宜的成型性能,其广泛应用于航空航天领域及汽车工业。5083合金强度是制约其应用的主要问题,因此提高5083合金的强度是研究的主要热点。本文通过水冷铜模铸造方法,研究添加不同质量分数Zn元素的5083合金铸造性能。分析了快速凝固对合金中的溶质元素偏析的影响。通过大塑性变形轧制,制备晶粒尺寸为纳米的合金材料。水冷铜模铸造可以使合金快速凝固条件下,减小铸造合金的晶粒尺寸,降低合金中的溶质元素偏析程度。然后对合金进行均匀化处理分析,均匀化处理制度为475℃×10h能够达到理想的效果。5083合金添加Zn元素后加工硬化能力提高,可以通过大塑性变形轧制制备超细晶合金,轧制后的合金晶粒尺寸为200nm左右。本文以添加不同质量分数Zn元素的5083合金为研究对象,采用电感耦合等离子直读光谱仪（ICP）、扫描电镜（SEM）、金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱分析（EDAX）、电化学工作站和透射电镜（TEM）等技术分析测试。通过室温拉伸、硬度测试和腐蚀性试验等对材料的微观组织和性能进行了研究。本文研究的主要内容如下:（1）使用设计水冷铜模模具铸造,使添加不同Zn元素的5083合金在较大的过冷度下快速凝固,获得大致相等的等轴晶晶粒,晶粒尺寸约50-60μm,且合金晶界上金属间化合物量明显减少。（2）利用XRD分析及Vegard’s定律,估算铸造及均匀化处理后添加0%、1.5%、3%和5%Zn元素的5083合金溶质元素的固溶度。结果表明:添加不同质量分数Zn元素5083合金通过水冷铜模快速凝固铸造,可以降低铸造合金中溶质元素Mg和Zn的偏析程度。随着Zn含量的增加,Mg和Zn元素容易以金属间化合物析出,导致Mg元素的固溶度降低。Zn元素的添加阻碍铸态合金中Mg元素固溶于合金的基体内部。（3）铸造合金的抗拉强度随着Zn元素的质量分数增加而增加。当添加Zn元素的质量分数为0%、1.5%、3%和5%时,铸造合金的抗拉强度分别为:160MPa,171 MPa,245 MPa和365 MPa,而延伸率均小于1%。断口分析表明,铸造合金的断裂机制主要是沿晶界解理断裂。（4）均匀化处理表明:铸造合金在475℃×10h制度下进行均匀化处理,Mg和Zn元素大部分固溶到Al合金基体内部,合金的晶粒尺寸没有长大,同时无过烧现象。因此,合金的理想均匀化处理制度为475℃×10h。快速凝固的水冷铜模铸造缩短了均匀化处理时间,节约了均匀化处理过程的能量消耗。在晶界上残留第二相成份分析表明:金属间化合物主要由Fe和Si元素组成。（5）对均匀化处理的合金力学性能进行分析可知:均匀化处理的合金抗拉强度随着Zn元素的质量分数增加而增加。当添加Zn的质量分数为0%、1.5%、3%和5%时,合金的抗拉强度分别为:295MPa、355MPa、360MPa和425MPa,延伸率为7.5%、5.5%、4.6%和4.1%。断口分析表明,均匀化处理后的合金断裂机制主要为韧性断裂。（6）合金进行总压下量为85%轧制后,晶粒尺寸小于200nm。随着Zn元素质量分数的提高,合金的晶粒尺寸降低。其原因是合金的加工硬化率降低。（7）轧制后的合金,抗拉强度大幅提高。Zn元素的添加量0%、1.5%、3%和5%时,合金抗拉强度分别为:406MPa、495MPa、560MPa和596MPa。其中添加5%Zn元素的合金,其抗拉强度和屈服强度为596MPa和567MPa。该合金的抗拉强度和屈服强度是退火处理5083合金的2倍,但轧制后合金延伸率下降。（8）将合金在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中进行浸泡试验和电化学试验,研究结果表明:随着Zn元素质量分数的增加,均匀化处理的合金耐腐蚀性能下降。且轧制后的合金耐腐蚀性能低于均匀化处理的合金。