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采用半连续铸锭冶金方法制备了Al-Mg-Mn、Al-Mg-Mn-Sc-Zr两种合金板材,并且还制备了Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的含Sc、Zr的配用焊丝。以Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材为研究对象,采用比较研究法并利用金相显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜探索了合金板材的应用性能及相应的微观机理。为用户全面认识Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的应用性能,提供科学的实验和理论依据。主要研究了合金板材力学性能平面各向异性、超塑拉伸特性、疲劳特性、耐蚀特性、电化学阻抗谱、焊接特性及相应的微观机理。得到了以下重要结论:（1）Al-Mg-Mn合金冷轧-退火成品板材具有{110)<112>轧制织构和{100)<001>再结晶织构组态,立方再结晶织构的出现降低了Al-Mg-Mn合金的平面各向异性。Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中的弥散析出相Al3(Sc1-xZrx)粒子,抑制了冷轧后退火过程中的再结晶和立方织构{100}<001>的形成,其平面各向异性指标IPA%比Al-Mg-Mn合金大。（2）在相同超塑变形温度和初始应变速率下,Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金断裂延伸率大于Al-Mg-Mn合金的断裂延伸率。且Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金还表现出低温高速超塑特性,微量Sc和Zr的添加降低了合金的超塑形变激活能,改善了合金的超塑特性。（3）两种合金超塑形变的主要机制是由动态再结晶、位错运动、晶界扩散、液相、细丝和空洞等协调的晶界滑移和晶粒转动。微量Sc、Zr的添加导致了低流变应力,液相、细丝、空洞更趋均匀分布,有利于晶界滑移和晶粒转动。（4）微量Sc和Zr的添加大大提高了Al-Mg-Mn合金的疲劳强度和疲劳寿命。Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金和Al-Mg-Mn合金在107次循环下的疲劳强度分别是150MPa和123MPa。Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金和Al-Mg-Mn合金的疲劳裂纹扩展速率均随应力比R的增加而增加。（5）Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金比Al-Mg-Mn合金具有较高的疲劳寿命和疲劳强度,但Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的宏观裂纹扩展速率较高。Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金的扁平状晶粒组织、大量细小AlSc1-xZrx粒子、高密度的位错和晶界、位错运动的高摩擦阻力能有效地阻止微裂纹的形核和扩展,这是它具有较高的疲劳强度和疲劳寿命的主要原因。而粗晶的Al-Mg-Mn合金的粗糙度诱发和塑变区诱发裂纹闭合效应的共同作用强于Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中的细晶和Al3(Sc1-xZrx)粒子对宏观裂纹扩展的阻碍作用,所以Al-Mg-Mn合金具有较高的抗宏观裂纹扩展特性。（6）Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金剥落腐蚀敏感性比Al-Mg-Mn合金高。为获得强度、塑性和耐剥蚀性能的理想组合,需要选择合理的退火工艺,减少或消除β相在晶间的网膜分布。（7）由动电位极化曲线分析得到的极化电阻、腐蚀电流密度、腐蚀速率可以反映合金耐蚀性能的高低,其结果和剥落腐蚀浸泡试验结果一致。（8）Al-Mg-Mn-Sc-Zr和Al-Mg-Mn合金在坑蚀诱导期的奈奎斯特图由一压缩的高中频容抗弧和一低频感抗弧组成,两个容抗弧的出现标志坑蚀的开始。Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金阻抗谱上感抗弧的消失和两个时间常数的出现比Al-Mg-Mn合金早些。Al-Mg-Mn-Sc-Zr和Al-Mg-Mn合金坑蚀发展期的奈奎斯特图由两个重叠的容抗弧构成,依据蚀坑结构和电化学原理设计了等效电路图,对坑蚀发展期的电化学阻抗谱进行了拟合,试验结果和拟合数据一致,表明可以采用快速无损的电化学阻抗谱技术研究合金的腐蚀程度。（9）在摩擦搅拌焊和氩弧焊条件下,12mm厚Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金热轧板焊接接头的抗拉强度、延伸率和焊接系数分别为382MPa、20.3%、96.5%和328MPa、10.7%、82.8%;2mm厚Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金冷轧-退火板焊接接头的抗拉强度、延伸率和焊接系数分别为391MPa、10.9%、92.4%和365MPa、10.2%、86.3%。可见摩擦搅拌焊能够显著提高Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材焊接接头的力学性能。（10）摩擦搅拌焊焊接接头中没有发现氩弧焊焊接接头中常见的热裂纹和气孔等焊接缺陷,摩擦搅拌焊焊核区发生了动态再结晶,形成了细小的等轴晶粒组织,晶粒直径大约为1-3μm,热机影响区内仍然可见大量位错亚结构和第二相粒子Al3（Sc,Zr）。而氩弧焊焊缝为凝固组织,晶粒组织粗大,热影响区内位错亚结构消失,第二相粒子Al3（Sc,Zr）密度显著降低。显微组织结构的改善是摩擦搅拌焊焊接接头力学性能提高的主要原因。