• 化学成分：Al-10.2Zn-2.32Mg-1.35Cu-0.1Cr-0.1Zr wt.%

• 热处理工艺：固溶处理(50min @450℃+100min @480℃)+自然时效预处理(10天@25℃)+人工时效(@120℃)

• 微观组织特征：晶界偏聚减轻，无析出区域宽度减小，晶内形成更细、更弥散、数量密度更高的析出物

• 抗应力腐蚀性能：峰时效状态下应力腐蚀敏感因子降低超过50%(10% vs 无自然时效预处理的25%)

通过适当自然时效预处理实现的析出相调控策略：

1) 通过适当时间的自然时效预处理，晶界处元素偏聚程度减轻，晶界附近无析出区域宽度减小，最小化晶界和晶内的微观组织差异，从而降低沿晶开裂风险；

2) 晶界元素偏聚减轻反过来促进晶内形成更加细小、弥散和更高数量密度的析出，从而保持甚至提高抗拉强度，实现抗拉强度-应力腐蚀抗力协同提高。

• 材料和热处理工艺

   本文研究的铝合金成分为Al-10.2Zn-2.32Mg-1.35Cu-0.1Cr-0.1Zr wt.%，试样在 450℃下固溶处理50min，随后在480 ℃下处理100min，然后水淬。随后，在室温(25℃)下进行10天的自然时效预处理，再进行120℃的人工时效，样品被称为 NA10。作为对比，固溶处理后立即在120℃下进行人工时效的试样称为NA0。

• 微观组织和力学性能

   自然时效预处理加速了峰时效响应，将峰时效时间从24h缩短至18h(图1(a))，同时峰值硬度从202HV提高至206HV，抗拉强度从705MPa提高至725MPa，塑性从9.8%提高至11.2%(图1(b))，表明强度和塑性的同时改善。最重要的是，相比NA0样品，NA10样品的应力腐蚀敏感因子从25.0%降低至10.7%，应力腐蚀抗力和强度得到同步提升。断口分析表明，NA0样品表现出明显的沿晶断裂形貌(图1(e))，相比之下，NA10样品的韧窝和撕裂棱特征显著增加，表明自然时效预处理减轻了应力腐蚀裂纹沿晶界的扩展。

• 强度-应力腐蚀抗力协同提升机理

晶界析出特征改变提高应力腐蚀抗力：两种样品的高角度晶界特征分别如图2(a)和(b)所示，可见NA0和NA10样品的晶界影响区分别为18.5nm和12.5nm。EDS分析表明，Zn、Mg元素在NA0样品的晶界处显著富集(最大浓度：~37at.%(Zn)，~12at.%(Mg))，并伴随着析出物周围的溶质贫化(图2(c, d))。相比之下，NA10样品晶界析出物内部的Zn富集程度(~27at.%)显著降低，Mg富集(~16at.%)增加(图2(e, f))，同时基本未检测到无析出区。这种Mg/Zn比的升高从热力学上有利于晶界析出物从η相向T相转变，从而有助于增强应力腐蚀抗力。两种样品的低角度晶界特征对比与上述结果相似，如图2(g-i)所示。

晶内析出特征改变提高抗拉强度：两种样品的晶内都形成了棒状和近球形析出物(图3(a, b))，相比NA0样品，NA10样品析出物的平均长轴长度减小，平均短轴长度增加，从而形成更像球形的形貌和更均匀的尺寸分布(图(3(c-j)))；在析出类型方面，NA10样品GPI区的比例增加，而η’比例减少；3D-APT结果表明，NA10样品具有更高的析出密度(1.75×10²⁴ m^-3 vs 1.52×10²⁴ m^-3)，同时GPI和η’中最大Zn和Mg浓度都有所降低，在总体成分相似的情况下有利于形成更高体积分数的析出物，晶内更加球状、弥散和数量更多的析出物有助于提高抗拉强度。

• 自然时效预处理时间优化

   当自然时效预处理时间过短(1天，称为NA1)，导致GPI区尺寸过小(图4(a, d, f, h)，1.1-1.7nm)，120℃人工时效过程中容易部分溶解，降低了峰时效状态下析出物的数密度并促进粗化，不利于提高合金强度。当自然时效预处理时间过长(60天，称为NA60)，容易导致更稳定GPI区的形成(图4(c, e, g, i))，在后续人工时效过程中难以转变为GPII和η’相，由于GPII和η’相通常表现出更优的析出强化效果，同样不利于提高合金强度。

  因此，必须选择合适的自然时效预处理时间，使得初始形成的晶内析出物大于人工时效温度下的临界形核尺寸，同时使溶质向高能晶界的扩散最小化。此外，应保持足够的相变驱动力，以确保后续形成高密度的GPII和η’析出物。

   本文在Al-Zn-Mg-Cu合金中提出了一种通过适当自然时效预处理实现的组织调控策略，通过该策略，可以使合金在其峰时效状态下形成具有更高数密度和尺寸分布更均匀的晶内析出物，从而提高抗拉强度；同时形成尺寸显著减小且Mg/Zn比增加的晶界析出物，减小晶界和晶内组织差异，从而提高应力腐蚀抗力。这些微观结构改变化导致强度和应力腐蚀抗力同时得到改善。该策略为平衡超高强度铝合金的强度和应力腐蚀抗力提供了一条新途径。