航天铝合金典型构件具有结构复杂、尺寸大、壁厚差异大等特点。近年开展的一体化制造方法,将多种复杂几何特征集成,通过低压铸造-淬火时效-机加工的工艺路径,减少了焊接、铆接等工序,其高效低成本的特点使得该技术在航天领域获得了广泛应用。然而铸造环节不可避免出现微孔洞、偏析等现象,已有研究表明,铸件中微小孔隙率对材料的力学性能有着不可忽略的影响。另一方面,微孔洞表征与作用机理的现有研究存在很大不足:将微孔洞形态简化为理想的球形或圆柱形,忽略了缩孔的复杂形貌;表征手段多采用二维平面观测来定性描述,缺乏定量及三维表征;微孔洞形态假设为静态不变的,忽略了应力对其构型的演变作用。由于对铝合金铸造微孔洞特征的认识不足,其对力学行为的影响机理多采用经验型模型,依赖试验数据拟合。本文以应用广泛的航天铸造铝铜合金ZL205A作为对象,采用高精度密度仪与工业用计算机层析扫描技术开展研究。设计了不同工艺参数的低压铸造实验,探究了低压铸造工艺参数对实际铸件中微孔洞分布的影响,得出了铸件中孔隙率的“勺”形分布规律,并揭示了铸造凝固顺序对铸件中微孔洞分布的影响。为了探究应力应变状态的影响,采用相对密度表征材料的孔隙率,设计了合理的动态密度测量实验方案,定量测量了密度区间为2.79 g/cm~3~2.82 g/cm~3的ZL205A试样在拉压过程中密度的变化规律,建立了密度与材料应变之间的线性关系。基于计算机X射线层析扫描与直接体视化技术,研究了淬火态ZL205A材料中的微观孔洞形貌特征,证明材料中的微观孔洞主要为晶间缩松。通过统计和比较原始态和拉伸应变6%时材料中的微孔洞数据发现,材料中微观孔洞体积主要在10~2~10~4μm~3量级,且各量级的孔洞空间均匀分布;微孔洞的数量随体积的增大呈指数下降趋势,大孔洞在数量方面占比虽小,但其对材料孔隙率的贡献率却很高;拉应力一定程度上影响了微孔洞的体积比例分布,拉伸后体积大于10~4μm~3的孔洞数量较原始态明显增多。通过三维孔洞形态对比,发现拉伸应力作用下,微孔洞存在三种演变形式:微孔洞扩张、微孔洞连通、微孔洞收缩,而微孔洞本身的体积、圆整度、姿态都与这些演变方式相互影响。体积段在2×10~3μm~3和10~4μm~3之间的微孔洞较易发生孔洞的连通;缩孔由于体积大、圆整度低,较易在拉伸状态下扩张出新的分支。通过比较不同初始孔隙率试样断裂后的微孔洞分布发现,微孔洞连通的持续发生会扩展成微细裂纹,可能成为材料断裂的裂纹源。