近年来，随着航空航天和高端制造领域对轻质高强结构材料需求的不断增长，铝合金因其优异的机械性能、可加工性和可回收性，依然是结构材料的首选。特别是在满足高强度、耐腐蚀和韧性等综合性能要求方面，高性能铝合金持续发挥着不可替代的作用。近期，兰州理工大学材料科学与工程学院乔及森教授团队在超高强度7055铝合金及其热加工工艺优化方面取得了突破性进展，为轻量化高强度材料的开发和应用提供了重要的技术路径。

7055铝合金在均匀化处理后的显微组织，通过光学显微镜和扫描电镜观察表明，添加细化剂（Al/TiC+TiB₂和Al/5Ti1B）显著改善了晶粒细化效果和组织均匀性。其中，Al/5Ti1B细化效果更为显著，粗大网状析出相的体积分数从2.55%降低至1.38%。SEM分析进一步确认，这些析出相主要为AlZnMgCu和少量不可溶的Al7Cu2Fe相，分布于晶界和晶粒内部。晶粒细化的显微结构有效抑制了偏析和裂纹敏感性，为后续力学性能的提升提供了微观基础。

通过对加工后的合金进行力学性能测试，其强化特征及结果曲线结果如图所示。LRA态合金表现出极限抗拉强度（UTS）为771 MPa、屈服强度（YS）为750 MPa，以及6.3%的断裂延伸率，这些数据显著优于STA态合金。图中应变硬化率曲线表明，LRA态合金表现出更低的硬化率，主要得益于均匀细化的晶粒结构和析出相钉扎效应，有效抑制位错滑移和位错累积。此外，与其他7xxx系合金相比，LRA态合金展现出更高的强度-延展性平衡，为轻量化高强材料的工程应用提供了优异的性能保障。

为了更直观地描述LRA合金在拉伸试验过程中的应变分布，采用DIC分析来分析整个局部应变的分布。结果表明，Alloy#0样品在4%应变下出现显著的应变集中区域，导致局部塑性变形不均匀，并成为裂纹萌生点。而经过LRA处理的Alloy#2样品表现出更均匀的应变分布，局部应力集中现象大幅减弱。DIC结果进一步验证了LRA工艺通过组织细化和析出相控制有效改善了合金的应变协调能力，提高了塑性变形均匀性和抗裂纹扩展能力，为复杂载荷环境下的应用提供了可靠性支持。

研究揭示了细化剂引入、析出强化与晶界稳定化的协同机制，有效提升了合金的显微硬度和抗裂纹扩展能力，为高性能轻量化结构材料提供了优化方向。通过纳米析出强化机制（MgZn₂和Al₃Zr相）及晶界钉扎效应，成功增强了晶界和位错的稳定性，有效抑制晶粒长大，提升了材料的抗变形能力。同时，合金断裂模式从传统的脆性断裂转变为具有更高韧性的混合断裂，大幅提高了材料的抗疲劳性能和工程适用性。该合金在航空航天、轨道交通和国防工业等领域具有广阔的应用前景，为高端制造领域的材料设计与开发奠定了重要基础。（图文：乔及森，审核：石玗）