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超高强度铝合金是现代航空航天、武器、车辆等领域不可或缺的关键材料，在国民经济和国防军工方面占有十分重要的地位。7055铝合金是美国Alcoa公司针对航空抗压结构而开发的新型超高强铝合金，是目前强度最高变形铝合金，而且断裂韧度良好，抗裂纹扩展能力强。对于数以亿计的无需考虑淬火敏感性的小尺寸构件，添加低成本的过渡族元素Cr和轻稀土元素Ce进行复合微合金化，通过细化组织、抑制再结晶、改善析出相特征等进一步提高7055铝合金的力学性能具有重要意义。同时，开展热处理、精密成形以及表面防护等关键工艺优化研究，获得合理的工艺参数也极其重要。
本文以7055铝合金为基础，采用光学金相显微镜、扫描电镜及能谱、透射电镜、X射线衍射等微观组织观察分析手段，借助热模拟试验、外加约束载荷的圆筒内爆试验、硬度测试、力学性能测试、结合力测试等方法，开展了复合微合金化、热处理、挤压态合金高温塑性变形行为、动态性能以及微弧氧化工艺等研究，取得了以下主要结果和结论:
1.添加Cr、Ce、Cr+Ce能细化7055铝合金的铸态组织。加入0.16％Cr、0.22％Ce和0.18％Cr+0.22％Ce时，合金的平均二次枝晶间距由37μm分别减少为30μm、28μm和24μm，同时合金中的骨骼状第二相也被细化，长条状第二相变得不连续;Cr和Ce单独添加或复合添加均能有效抑制了挤压态7055铝合金固溶后的再结晶，其中复合添加Cr+Ce抑制效果最好，依次是单独添加Cr和Ce。
2.Cr和Ce微合金化可以改善7055铝合金的性能。单独添加0.26％Cr时，合金抗拉强度为716MPa，延伸率10.2％;单独添加0.29％Ce时，合金抗拉强度为708MPa，延伸率9.8％;复合添加0.18％Cr+0.22％Ce时，合金抗拉强度为720MPa，屈服强度达到685MPa，延伸率保持在11.3％。
3.半连续铸造铸态7055C铝合金（复合添加Cr和Ce7055铝合金的简称）主要由树枝状α-Al相和枝晶间的低熔点共晶组成，其中第二相主要有η(MgZn2)、T(Al2Mg3Zn3)和S(Al2CuMg)相;经450℃/60h+470℃/12h均匀化处理后，合金组织中残留共晶比例仅为2.3％，而抗拉强度则由铸态的365MPa下降至296MPa，而延伸率则由2.1％增大至15.3％;随着固溶温度升高和保温时间延长，低熔点化合物溶入α-Al基体数量增多，且再结晶程度增大，合金经470℃/2h固溶及125℃/24h时效后，其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了738MPa、702MPa和11.7％。
4.高温压缩变形时挤压态7055C铝合金具有稳态流变特征，属于正应变速率敏感材料。峰值流变应力满足双曲正弦本构关系式，其材料常数为α=0.019，n=5.075，A=2.09×106，平均热变形激活能为112.66kJ/mol，采用包含Arrhenius项的Zener—Hollomon参数描述合金高温压缩变形流变行为:
(3)=2.09×106[sinh(0.019σ)]5.075exp[-112.66×103/（RT）]
Z参数表达为Z=(g)exp[112.66×103/(RT)]，则流变应力方程采用Z参数表述为:
σ=52.63ln{[Z/(2.09×106)]1/5.075+{[Z/(2.09×106)]2/5.075+1}1/2}。
5.在真应变为0.8的功率散耗图中，挤压态7055C铝合金的功率散耗率最大值出现在变形温度450℃、应变速率0.001s-1的高温低应变速率区域，约为0.61，可能发生了动态再结晶等组织转变;在真应变为0.8的加工图中，存在1个低温低应变速率失稳区和1个高温高应变速率失稳区;挤压态7055C铝合金高温变形的最佳工艺参数为:温度390～410℃，应变速率0.018～0.135s-1。
6.本试验条件下，T6态7055C铝合金等温成形圆筒能够承受内部爆炸载荷为360MPa。当内部爆炸载荷为385MPa时发生破裂，壁厚2mm的筒壁出现了平行于轴向的纵向裂纹，断口与筒壁的径向近似成45°夹角，具有典型的剪切特征;壁厚10mm的筒底部有环形裂纹，为剪切断裂与拉伸断裂混合形式断口。圆筒内壁形成了剪切变形带、绝热剪切带和裂纹，并沿最大剪切应力方向向外扩展，形成裂纹的先导是绝热剪切带。
7.NaOH-Na2SiO3-Na2WO4-NaB4O7电解液体系适用于7055C铝合金表面制备微弧氧化陶瓷膜，优化的电解液配方为:8g/LNaOH-20g/LNa2SiO3-8g/LNa2WO4-9g/LNaB4O7，添加19/L酒石酸钾钠、0.05g/L十二烷基硫酸钠(SDS)、0.2g/L阿拉伯树胶;采用电流密度为5A/dm2～7A/dm2、占空比为10％～20％、脉冲频率为1000Hz～1500Hz的电参数能够制备出均匀、致密的陶瓷膜，制备的陶瓷膜为单层结构，向内生长与向外生长同时进行，且以向外生长为主;Al、O元素是陶瓷膜的主要元素，基体中Mg元素参与了氧化反应;膜层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成，其中γ-Al2O3相含量较多;划痕试验中陶瓷膜以碎屑剥落为主，临界破坏载荷为1397mN，具有良好的结合强度。