铝锂合金材料具有密度低、弹性模量高、比强度和比刚度高等优异的综合性能,已经发展成为先进轻量化航空航天结构材料之一。采用铝锂合金对航空航天器具有重要的减重效果。研究铝锂合金具有重要的科学意义和应用价值。本课题是国家’973’计划“高性能航空铝合金研究”的重要组成部分,主要研究了铝铜锂合金的制备工艺及其对组织和性能的影响。本课题采用中频感应熔炼炉和电阻保温炉熔炼合金,采用水冷铸模制备了不同成分的铝铜锂合金铸锭,并通过轧制制备了厚板和薄板。研究了铝铜锂合金铸锭均匀化工艺和板材的固溶、时效处理工艺。通过DSC差热分析、金相组织显微观察(OM)、扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDX)以及拉伸性能测试,硬度和电导率等测试方法研究了工艺参数对材料组织和性能的影响。研究结果表明合金的铸态组织存在严重的微观偏析,在晶界上和枝晶间分布着大量的低熔点非平衡共晶组织,共晶组织主要由α-Al和Al2Cu组成。通过研究DSC曲线、组织、晶粒尺寸、电导率以及硬度等确定了合金合适的均匀化工艺为525℃×24h。研究了固溶、时效工艺对3mm薄板组织和性能的影响,确定了较合适的固溶制度为510℃×1.5h,峰值时效制度为175℃×24h。预变形对合金的性能具有重要影响,合金固溶后进行9%预变形然后进行175℃ ×24h时效性能优于峰值时效。对制备的厚板,采用510℃/1.5h+175℃/24h进行固溶和时效处理。热处理后,铝铜锂合金厚板沿不同方向的组织和性能存在明显的差异。合金厚向的力学性能最差,轧制方向的力学性能最好,横向的力学性能居中。而且研究表明,合金厚向的塑性存在明显的波动。本研究表明氢和氧化膜的存在是厚向性能波动的主要原因。在一定范围内,随着铜、锂含量的升高,合金的强度增高,伸长率略有下降,主要是因为析出强化相随着铜、锂含量的增多而增多,对位错的滑移产生了阻碍作用,进而影响了合金的力学性能。