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采用整体化的超高强Al-Zn-Mg-Cu合金板材制造飞机壁板、桁条等主承力构件,可显著降低飞机的结构重量,满足大型客机机身轻量化与可靠性的要求。目前,国内研制的大规格、超高强7055铝合金中厚板的强度达到设计要求,但板材的断裂韧性以及力学性能的均匀性与稳定性还有差距。降低Fe、Si等杂质的含量,发展高纯合金是提高航空铝合金综合性能的主要措施之一,但杂质在合金中的存在形式在制备加工过程中的演变及其对高强铝合金微结构与性能的影响还缺乏系统研究。本文针对为大飞机工程研制的国产化大规格7055铝合金中厚板,分析了其厚度方向成分、组织、力学性能的不均匀性特征及其影响因素;在此基础上,以Fe、Si杂质对多重微结构与强韧性的影响机理为重点,采用高纯原料熔炼制备了一组Fe/Si比相同,Fe、Si杂质含量不同的7055铝合金,系统地研究了Fe、Si杂质对7055铝合金组织与力学性能的影响规律,并揭示了Fe、Si杂质含量变化对合金组织与力学性能的影响机制。得到的主要结果如下:（1）大规格7055铝合金中厚板沿厚度方向心部残余粗大Al7Cu2Fe与Al2CuMg相的面积分数与尺寸大于边部,降低心部的塑性;时效板材厚度边部再结晶程度高,β轧制纤维织构的比例减少,使平行于轧制方向的拉伸强度低于心部。（2）随Fe、Si杂质含量从0.002%、0.006%分别逐渐增加至0.272%、0.134%（质量分数,下同）,7055铝合金铸态组织中粗大η[Mg（Al,Cu,Zn）2]相面积分数从4.65%逐渐降低至2.65%、粗大富Fe相（Al7Cu2Fe/Al3Fe）与富Si相（Mg2Si）面积分数分别从0逐渐增加至0.572%与0.7%。Fe含量从0.012%增加至0.041%,合金中粗大Al7Cu2Fe相由颗粒状转变为长针状,平均长度增加;当Fe含量进一步增加至0.144%,合金中富Fe相转变为片状的Al3Fe相,使富Fe相的平均长度减小;随Si含量由0.024%逐渐增加至0.134%,Mg2Si相由颗粒状逐渐转变为长条状,尺寸增大。（3）经均匀化退火、挤压、固溶时效处理后,不同Fe、Si含量合金中粗大η相的面积分数均减少至1%以下,富Fe相与富Si相的面积分数没有减少。粗大η相、Al7Cu2Fe相与Mg2Si相在挤压变形过程中破碎,尺寸大幅度减小。随Fe、Si含量增加,均匀化退火态、时效态合金中粗大η相、Al7Cu2Fe相、Mg2Si相面积分数和尺寸的变化规律与铸态合金相同。（4）Fe、Si含量增加对7055铝合金均匀化退火过程中Al3Zr弥散相的析出影响不大,但减少0.144%Fe、0.071%Si合金与0.272%Fe、0.134%Si合金晶内η′时效析出相的体积分数与厚度,增加其数量密度。不同Fe、Si含量的7055铝合金经回归再时效（RRA）处理后,晶界上均形成了断续的平衡η相,并且无析出区的宽度都很窄。（5）7055铝合金中η相、Al7Cu2Fe相与Mg2Si相产生粒子激发形核（PSN）再结晶的颗粒临界尺寸约为5μm。粗大第二相成分与形态对PSN再结晶的影响为:造成基体不均匀变形程度的大小为η相<长棒状Al7Cu2Fe相<近似圆形Al7Cu2Fe相≈近似圆形Mg2Si相;形成的PSN再结晶晶粒数量为η相≈长棒状Al7Cu2Fe相<近似圆形Al7Cu2Fe相≈近似圆形Mg2Si相;形成的PSN再结晶晶粒取向分布为粗大η相通过PSN主要形成与挤压变形纤维织构取向相同的再结晶晶粒,粗大Al7Cu2Fe相与Mg2Si相通过PSN主要形成大角度偏离挤压变形纤维织构取向的再结晶晶粒。粗大Al7Cu2Fe相与Mg2Si相的数量增加、尺寸增大,通过PSN再结晶的晶粒与大角度偏离挤压变形纤维织构取向的晶粒数量增多。（6）随Fe、Si含量增加,7055铝合金中PSN再结晶晶粒数量与取向随粗大第二相成分类型、形态、尺寸与数量的演变,导致合金再结晶与织构的变化:Fe含量从0.002%增加至0.012%,7055合金中形成了少量1-5μm的Al7Cu2Fe相,不能通过PSN形成再结晶晶粒,而合金中大于5μm的粗大η相数量减少,使合金中PSN再结晶晶粒数量减少,大角度晶界比例减少,偏离挤压变形纤维织构的晶粒体积分数减少;随Fe、Si含量从0.012%、0.006%增加至0.272%、0.134%,合金中大于5μm的Al7Cu2Fe相与Mg2Si相数量增加,并且Fe、Si含量增加至0.144%、0.071%,合金中粗大Al7Cu2Fe相由长棒状转变为近似圆形,使PSN再结晶晶粒与大角度偏离挤压变形纤维织构取向的PSN再结晶晶粒数量增多,增加了合金中大角度晶界比例,降低了合金中挤压变形纤维织构的含量。（7）随Fe、Si含量增加,7055铝合金中挤压变形纤维织构含量减少是降低合金强度的主要原因。相比于0.002%Fe合金,0.012%Fe合金中大于5μm的粗大η相数量减少,降低了粗大第二相断裂与大角度晶界沿晶断裂的比例,使合金具有更高的塑性与断裂韧性;随Fe、Si含量从0.012%、0.006%分别增加至0.272%、0.134%,7055铝合金中粗大Al7Cu2Fe相与Mg2Si相数量增多、尺寸增大,Al7Cu2Fe相形态由长棒状转变为近似圆形,增加了合金粗大第二相断裂与PSN再结晶促进的大角度晶界沿晶断裂的比例,降低合金的塑性与断裂韧性。（8）基于以上研究,超高强7055铝合金中少量的Fe、Si杂质（0.002%<Fe≤0.012%,0.006%<Si≤0.024%）,形成不足以产生PSN再结晶的小尺寸富Fe相与富Si相,减少合金中粗大η相的含量,可以使合金具有高的强度、塑性与断裂韧性的综合力学性能。