铝合金用途十分广泛，相比较于传统的钢铁材料，它具有比强度高，密度小，导电导热性能好，抗腐蚀性能优越和易于回收利用等特点。随着现代机械制造业（特别是航空航天和汽车工业）、建筑业、食品包装和电子科技领域的快速发展,铝及其铝合金的使用量日益增加，特别是在交通工具制造领域。铝合金在国家经济发展建设中占有至关重要的地位，而如何通过调控铝合金内部的显微结构来提高合金的强度和塑性一直是工业界和科学界共同关心的问题。本课题以调控形变结构与元素偏聚为主线，通过优化热加工工艺（形变和时效组合，本文称作M-TMP合金），调控变形前合金元素的集聚态（预处理包括自然时效和人工时效）和后续的退火工艺，制备性能优良的新型Al-Mg-Si合金。本文借助性能测试（硬度测试和拉伸测试）和材料显微结构表征（差示扫描量热技术（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、背散射电子衍射技术（EBSD）和透射电子显微镜（TEM））等手段研究其在低温时效过程中力学性能和显微结构的演变，建立力学性能与显微结构演变间的关系。实验选取了3种Al-Mg-Si合金（合金总元素含量近似，Mg/Si=0.5，1，2），变形（轧制）前通过预处理来调控合金元素的集聚状态，在进行相同条件的轧制后开展了以下实验。分别在不同的温度（70oC，120oC，150oC和180oC）下进行低温退火处理，研究其力学性能和显微结构的演变。本论文得到的结论如下：1、通过适合的预处理，3种合金成分不同的M-TMP合金在后续退火后不仅在强度上可以超过对应T6峰值时效处理合金，而且能够保持良好的延展性。与T6合金一样，M-TMP合金的断裂为塑性断裂。2、在150oC下进行时效，随着时效时间延长，M-TMP合金的强度和延伸率会在同时达到最大值，之后会同时下降，时间越长，两者的值越低。强度的降低来源于位错密度下降和粗化的析出相，而均匀延伸率下降则是由于粗化的析出相易于形成裂纹源，导致不均匀变形发生。3、M-TMP合金中的析出过程受位错等缺陷协助。与T6处理合金中均匀分布的β″相不同，该合金中形成的是宽度只有1-2nm，生长方向为<001>Al或者<011>Al的wall-like析出相。惯习面为(011)Al的析出相晶体结构被测定为单斜结构，晶体学参数为：a=0.81nm，c=0.89nm，β=130o，这是一种在Al-Mg-Si合金体系中未有报道过的新型析出相。4、由于位错与溶质原子、原子团簇和析出相的交互作用，在时效过程中同时发生了连续的回复、部分再结晶和析出过程，形成了由亚晶、层状结构、纳米晶、位错胞网络、析出相和位错组成的多级纳米结构。后续时效工艺是调控多级纳米结构来实现高强度与延展性相结合的关键因素。5、M-TMP合金在150oC时效过程中的析出序列为：包含大量位错的高能态→位错诱导的原子偏聚和析出→U2→从U2和wall-like析出相转变而来的β′相，从Pre-B′转变而来的B′。6、M-TMP合金后续时效前状态（轧制态）的DSC曲线与传统工艺淬火态的完全不同。在150oC处形成的Peak1代表着位错诱导析出相（wall-like系列、needle-like和Pre-B′相）的形成，使得合金强度达到最高。