7075铝合金属于时效强化型合金,具有密度小、比强度高、韧性好、易于成型和加工以及成本较低等一系列优点,广泛用于航天、航空、交通运输领域及其他要求轻量化、高强度和良好的耐蚀性等高应力结构部件。本文采用金相组织观察、扫描电镜及能谱分析等方法和室温拉伸、显微硬度等力学性能测试手段,研究了固溶处理、单级时效和双级时效对7075合金组织和力学性能的影响,探讨了其强化机理,并优化了热处理工艺方案。结果表明：随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,合金的固溶度提高,组织中粗大的第二相数量逐渐减少,尺寸也有所减小,这些粗大第二相为富含Cu、Fe的AlZnMgCuFe相和富含Si、O的Si-O相；合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度均呈先升高后降低的趋势。固溶温度太低或时间太短,固溶不充分,不能充分发挥下一步的时效强化作用；固溶温度太高或时间太长,晶粒有长大倾向,合金性能下降。适宜的固溶处理工艺为(470±5)℃×60min。7075铝合金具有很强的时效析出强化效果,其时效析出相为GP区、η’相(MgZn2)和η相(MgZn2)主要强化相为GP区和η’相。随着单级时效温度的升高和时效时间的延长,GP区逐渐转变为η’相,温度高于120℃或时间长于24h时,部分η’相逐渐长大粗化形成η相；合金的强度、显微硬度先升高到峰值然后降低,伸长率逐渐降低,时效后期略有升高。合金的峰值时效制度为120℃×24h,在此工艺下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度分别为655MPa、576MPa、12.0%和205.6HV。通过正交试验得出,在双级时效工艺中,第二级时效温度是影响强度、硬度最大的因素,第一级时效温度是影响伸长率最大的因素。第二级时效温度高达180℃时,时效析出相发生了严重的聚集、粗化和长大现象,并且出现了较多的不连续分布的晶界析出相和较宽的晶界无析出带,严重降低了合金的强度和硬度,但仍保持较高的伸长率。合金经双级时效后,主要起强化作用的是η’相和η相。其最优的双级时效工艺为110℃×5h+150℃×14h,在此工艺下,合金的抗拉强度、伸长率和显微硬度分别达到625MPa、10.8%和201.3HV。与峰值时效相比,力学性能有所下降。单级峰值时效和双级时效后合金的断裂方式均为穿晶断裂和沿晶断裂的混合型断裂,且双级时效后的沿晶断裂趋势增加。韧窝底部的粗大第二相主要是含杂质元素Fe, Si的AlCuFeSi相和AlMgSi相,这些粗大的第二相形状不规则且占据大量的体积,分布在晶界和晶内,造成局部塑性变形能力下降,在粗大第二相与基体的界面处产生位错塞积和应力集中,进而发生孔隙,产生微裂纹,微裂纹不断扩展,促使基体产生局部断裂,对合金的塑韧性极为不利。