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Al-Zn-Mg-Cu合金具有良好的力学性能,广泛应用于汽车制造和航空航天等领域。在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加微量Mn、Zr、Ti可以细化铸态组织,抑制再结晶晶粒长大,进而提高合金强度和韧性。本文制备了分别添加微量Mn、Zr、Ti的Al-Zn-Mg-Cu合金,通过固溶时效处理、显微组织观察和硬度检测,分析了三种元素对合金组织与性能的影响。基于EET理论计算,分析了Mn、Zr、Ti对合金细晶强化、固溶强化和第二相强化影响的微观本质。研究表明,Al-Zn-Mg-Cu合金中加入微量Mn,对合金铸态组织的晶粒大小无明显影响,但合金的时效硬度有一定的提高。添加微量Zr,可以使合金二次晶尺寸明显减小,Zr添加量越多细化效果越好,而且可以缩短合金峰时效时间,并改变合金时效硬化行为。添加微量Ti,细化了合金的初始晶粒,部分树枝晶向等轴晶转变,合金的时效硬化水平也得到提高。合金熔体价电子结构计算结果表明,因成Al-Zr和Al-Ti键的原子间键合力较大,在Al-Zn-Mg-Cu合金熔体中优先形成Al-Zr和Al-Ti近程有序原子集团,为Al Zr相和Al Ti相的析出提供了成分和结构条件,促进了Al3Zr和Al3Ti形成。这两种相可作为α-Al初晶形成的异质形核基底,进而细化合金铸态的晶粒;因成Al-Mn键的原子间键合力较弱,在α-Al初晶枝晶间的共晶组织中形成Al6Mn相,因Al6（Mn,Fe）相的原子间键合力和稳定性大于Al6Mn相,故Al6Mn相可以吸附Fe原子,改变Fe在合金中的存在形式,减少粗大的Al Fe相形成,减弱Al Fe相对基体的割裂作用,进而提高了合金韧性。合金固溶体价电子结构计算结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金基体固溶体中,Al-Mn原子间的键合力很弱,α-Al-Mn晶胞很少,故Mn的固溶强化很弱;Al-Zr和Al-Ti原子间的键合力较强,α-Al-Zr和α-Al-Ti晶胞可以稳定存在,故Zr、Ti的固溶强化作用较强。合金凝固过程中优先形成的Al3Zr和Al3Ti相,在合金塑性变形过程中对位错有较强的阻碍作用;共晶组织中的Al6Mn相熔点较高,固溶时难以溶入基体,故Mn的第二相强化作用较弱。界面价电子结构计算表明,（0 01）αA-//（00 1）L12-Al 3Zr和（0 01）αA-//（00 1）Al3Ti界面的电子密度和连续性好,电子密度差较小,故界面应力较小,有利于合金的韧性。（0 22）αA-//（00 6）Al3Ti界面的电子密度在更高级别下连续,电子密度差大,故界面应力大。