与传统钢铁材料相比,铝合金在一定的制备工艺和热处理条件下可以达到普通钢材的强度,但重量只有普通钢材的一半不到,是目前国产大飞机和高速列车等交通工具和国防装备重要的轻量化材料。中高强度7xxx系A1-Zn-Mg铝合金具有可自然时效强化,成型性好,对裂纹敏感性低,耐腐蚀,比强度高,并且具有优良的焊接性能等优点,被作为轻量化结构材料广泛应用于高速列车底架等受力部位,其中最具有代表性的为7N01铝合金,是目前轨道列车上应用最多的7xxx系铝合金,在国家轨道交通发展建设中占有至关重要的地位。由于实际应用中不断提高对轨道列车的速度及安全性要求,因此对材料的性能也提出了更高的要求,如何在保持塑性的情况下提高其强度是目前实际工业生产和应用中急需解决的问题。本课题以形变时效组合工艺为主线,通过控制形变时效工艺中的工艺参数,预时效处理(无时效、自然时效和人工时效)、轧制变形量(20%、40%、60%、80%)及后续时效工艺(80℃、100℃、120℃、140℃、160℃),来探讨形变时效组合工艺对7N01铝合金的影响。本文借助性能测试(硬度测试和拉伸性能测试)和材料显微结构表征手段(扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术、差示扫描量热分析(DSC)和透射电子显微镜(TEM)等手段来研究形变时效工艺对7N01铝合金力学性能和微观结构的影响。主要研究结果如下：(1)通过适合的预时效处理,7N01铝合金在形变时效处理后不仅强度可以超过对应的T6峰值时效处理合金,而且能够保持良好的延展性。其原因是形变时效工艺通过在后续时效前的形变引入大量位错,增加了后续再时效析出的形核位置,使得基体内析出相尺寸较T6态合金的细小,加上形变引入的位错强化作用,使得形变时效合金的综合性能比T6态更好。(2)对7N01铝合金,在形变时效组合工艺中采用过大的变形量反而不利于优化材料力学性能,随着变形量的增加,合金的强度和延伸率呈降低趋势。通过变形引入的位错会对后续时效强化中纳米析出相颗粒的种类、尺寸和分布等产生关键作用,从而影响材料最终的综合力学性能。形变量越大,引入的位错等缺陷越多,后续人工时效时析出相的形核与长大也相比于小变形状态更加迅速,同时,大变形合金在时效后的位错组态也与小变形有明显区别。(3)选择合适的后续再时效温度和时间可以优化合金的综合性能,在高于120℃时效时,时效温度过高,析出相粗化速率和位错退化速率过快,使得合金性能快速下降。在低于100℃时效时,时效温度过低,时效析出响应过慢,强度提升速度较慢。利用后续人工时效温度调控析出相析出速率以及位错退化速率,使两者恰当结合可以使合金综合性能显著提高。(4)形变时效工艺中,预处理状态不同导致合金基体内的元素偏聚有差异,使得同样变形条件下位错的存在形式以及位错含量不同,从而影响合金在后续高温退火时的再结晶晶粒组织。