7050铝合金厚板是飞机的主体结构材料,其高向性能大的差异是材料应用的技术瓶颈.为寻求减小材料高向性能差异的技术途径,通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、常温拉伸实验,对比研究了单级、双级固溶处理对200 mm厚7050铝合金超厚板高向组织与力学性能的影响.研究表明：在热轧态板材中,1/4厚层与中心层含有大量粗大S相与Al7Cu2Fe相;单级固溶处理所得的厚板中仍有很多未溶的第二相,时效后抗拉强度在1/4厚层最低,强度沿板材厚度方向先降低后升高再降低;双级固溶处理后大量AlZnMgCu相与S相的溶解使各厚度层的第二相百分数均显著下降,其中1/4厚层的第二相百分数由2.45%下降到0.51%,时效后的抗拉强度达到561 MPa,比单级固溶提高了12.5%;双级固溶处理后板材的中心层抗拉强度最低.双级固溶提高了厚板的整体力学性能,同时高向性能差异减小.

综合考虑了7050铝合金材料热物性参数与力学性能参数的非线性问题。借助有限元软件ABAQUS对7050铝合金法兰盘零件进行了淬火过程中温度场、热应力场的计算机数值模拟．得到其冷却曲线与热应力分布情况。结果表明：7050铝合金零件淬火过程中表层金属承受拉应力，心部金属承受压应力的空间分布特征，且无论是拉应力还是压应力都在淬火开始不久出现峰值，至冷却结束时整个零件的应力状态趋于平衡，应力降低至最小值。

建立蠕变本构模型,并对不同温度下预时效态7050厚板的时效成形过程进行分析。结果表明,该文所建立的蠕变本构模型适用于预时效态的7050合金的时效成形。时效成形过程中,温度越高,应力松弛效果越明显,蠕变变形量越大,残余应力越小,回弹率越低。

采用室温拉伸和断裂韧性测试方法借助扫描电镜、透射电镜等设备研究时效处理对7050T451铝合金性能的影响及材料微观组织形貌演变。结果表明160℃时效时随着时效时间的增加晶界析出的粗大η相增多晶界无析出带变宽7050T451铝合金晶粒内部弥散分布的细小η′相密度增加成为主要强化相材料强度提高延伸率下降;7050T451晶界析出相体积分数随时效时间增加降低材料断裂韧性;晶粒内残留位错处易析出粗大η相但数量较少对材料性能无明显影响。

采用硬度、腐蚀速率、剥落腐蚀、慢应变速率拉伸测试及透射电镜和差示扫描量热法研究预拉伸后时效制度对7050铝合金板材显微组织、硬度和抗腐蚀性能的影响。结果表明：峰时效合金硬度最大，抗腐蚀性能最差；过时效和回归再时效与峰时效相比，合金的硬度值减小，抗腐蚀性能变好；在高温＋峰时效中的高温时效阶段，GP区发生回溶，有利于胛’和r／相的直接形核析出，晶内析出相长大、不均匀分布，合金硬度减小；晶界析出相粗化、断续分布，合金抗腐蚀性能提高。

采用A1TiC作为7050铝合金的细化剂，并在铸造中引入高频超声波，通过比较不同试样表面微观组织的晶粒尺寸以及试样中Ti和c元素的分布等特征，研究超声波对A1TiC细化剂细晶效果的影响及其作用机理．研究结果表明：施加高频超声波能够加速TiAl3相的溶解，提高TiC粒子团与铝溶液的润湿性；粗大晶粒的内部存在一个或多个Ti原子偏聚区；而细小品粒中Ti原子的偏聚则集中在晶界上，其晶内保持着一个相对较低的质量分数；施加高频超声波能够抑制TiC粒子团间的融合，减小Ti原子偏聚区的面积以及质量分数，进而提高TiC粒子团的形核能力，使所得的金属凝固组织更为细小、均匀．

在7050铝合金半连续铸造过程中引入超声场，研究了超声功率对铸锭凝固组织的影响规律，并探讨了超声细化晶粒的机理。结果表明：在半连续铸造过程中引入超声场后，7050铝合金的凝固组织晶粒明显细化，这主要是由于超声波在铝合金熔体中产生的空化效应和声流效应的影响，并且随着超声功率的提高，合金晶粒细化效果更好。

研究了功率超声对7050铝合金凝固组织晶粒细化规律。实验结果表明,功率超声施振对7050凝固组织有显著细化作用,并随施振功率的增大,晶粒细化效果增强。但超声施振功率增大到一定程度后,晶粒细化效果不再明显。在铝熔体凝固过程的不同温度区间施加超声振动,温度过高、过低都会减弱细化效果,超声最佳施振温度区间为760～660℃。施振功率为240W时平均晶粒尺寸可达67μm。对平均晶粒尺寸与超声功率分析表明：超声施振功率与细化晶粒尺寸近似满足负指数递减关系,这为超声细晶技术在工业应用方面提供了实验依据。