传统5xxx系铝合金为中等强度铝合金,具有优良的成形性和焊接性等,是汽车内板应用中的重要材料。但是,该系列合金在生产和使用过程会面临两个关键问题:冲压成形过程的塑性失稳行为（吕德斯效应和锯齿屈服效应）和后续的烤漆软化现象,降低合金的力学性能和表面质量,严重限制该系列合金板材推广至整车外板及结构件。因此,提高5xxx系铝合金的烤漆强度和表面质量是当前研究的重要方向。近年来,以T-Mg32（AlZn（Cu））49相为强化相的新型Al-Mg-Zn（-Cu）合金（Mg/（Zn+Cu）＞1.0）展现出优异的时效析出强化能力。但是,针对该系列合金的早期时效析出行为和强化机制没有较明确的认识。此外,时效初期原子团簇的析出规律等信息的缺失将在很大程度上影响对于关键强化相的精准调控,无法实现对合金的优化设计与性能提升。本文聚焦于时效强化型Al-Mg-Zn（-Cu）合金的工艺优化及组织性能研究,通过硬度及拉伸测试、透射电镜和三维原子探针的微观组织表征等分析方法,分别系统研究并阐明了该系列合金的早期时效析出行为及强化机制、合金成形过程的塑性失稳行为的改善机制以及脉冲电流辅助预变形工艺改善合金的烤漆硬化行为的作用机理。系统研究了 Cu元素和多种早期时效制度对合金的析出和强化行为的影响。研究表明,Cu元素的添加促进Al-Mg-Zn合金中析出高数量密度的GP区,而GP区作为T’相的有效形核点,显著提高T4P态和烤漆（bake-hardening,BH）态合金的力学性能。80℃/12 h的预时效和Cu元素的双重作用能够使合金中形成高稳定性的GP区,改善合金的室温稳定性,提高合金的快速时效强化响应。而180℃的单级时效制度导致合金中析出相明显粗化,对合金的力学性能产生不利的影响。系统研究了合金化、应变速率和脉冲电流外场技术对改善合金的塑性失稳行为的作用机理。研究表明,预时效处理后,Zn、Cu元素的联合添加能够促进GP区的析出,消耗基体中大量的Mg原子,从而减弱冲压成形过程中固溶原子与位错之间的相互作用,改善合金的塑性失稳行为。在低应变速率条件下,由于GP区和固溶原子对位错的阻碍作用,T4P态Al-Mg-Zn-Cu合金中产生锯齿流变时的临界应变表现为反常的临界行为,改善合金的锯齿屈服现象。相较于常规的拉伸测试,脉冲电流辅助塑性变形过程能够有效抑制合金的塑性失稳行为。基于微观组织分析与相关的数学模型,本文描述了电流作用下“固溶原子-位错-析出相”的作用规律。系统研究了 T4P态和BH态Al-Mg-Zn（-Cu）合金的强化机制,基于三维原子探针技术与尺寸分布函数,建立Al-Mg-Zn（-Cu）合金时效过程的微观组织与析出强化能力的关联规律,定量阐明原子团簇、GP区和强化相T’相对时效析出强化能力的贡献,准确预测合金的强化能力。研究发现,Al-Mg-Zn（-Cu）合金的强度贡献主要来源于固溶强化和析出强化,而烤漆性能的提升主要依赖于析出强化能力,其中T’相对BH态含Cu合金的析出强化贡献达到176 MPa。更进一步的,引入脉冲电流辅助预变形的工艺,显著提高合金的烤漆硬化能力。在本研究中,烤漆后Al-Mg-Zn-Cu合金的烤漆硬化能力提高至约180 MPa。综上所述,本论文揭示了时效初期的Al-Mg-Zn（-Cu）合金的析出演变、强化机制及塑性失稳行为,对协同提升合金的烤漆硬化与表面质量提供了启示,使该系列合金在交通运输、船舶舰艇和航空航天等领域具有十分广阔的应用前景。