随着航空航天领域的发展，高强度或耐高温铝合金的使用变得越来越广泛，其在高温下的性能越来越受到人们的关注，蠕变裂纹扩展行为便是其中之一。由于观察手段的限制，目前的相关研究中大部分是以二维裂纹为研究对象。在本工作中，对蠕变裂纹扩展行为进行研究的同时，借助同步辐射X射线断层扫描技术研究了三维裂纹。　　首先采用直流电位法等传统研究方法探究了时效态2219铝合金的蠕变裂纹扩展随时间变化的一般规律。研究发现，增大载荷，裂纹扩展的孕育期大大缩短，加速了试样的断裂；计算并对比分析了两个裂纹尖端参数—应力场强度因子（K）和修正J积分（C*），发现修正J积分(C*)可以描述不同载荷条件下CT试样的裂纹扩展行为，是合适的裂纹尖端控制参数。在相同实验条件下，两种显微组织试样的蠕变裂纹扩展实验研究表明，晶粒尺寸大且第二相析出较少的组织表现出更好的蠕变抗性，断裂机制从沿晶断裂逐渐转变为穿晶断裂。　　同时，基于液态镓金属能够沿铝合金基体晶界发生浸润的现象，探索并确定了合适的渗镓工艺：50℃下保温10min，用于2219铝合金基体晶界显示。研究发现，利用渗镓法显示晶界适用于2219铝合金三种类型的组织形态，即轧制态、等轴晶态和时效态，其中等轴晶态与时效态组织的晶界成像效果好于轧制态；等轴晶态样品与时效态样品的晶界显示形态有差异但并不影响对晶界及晶粒形态的分析研究。　　根据蠕变裂纹扩展曲线（a-t），将蠕变裂纹扩展行为划分为不同的扩展阶段。采用中断实验采集各阶段裂纹尖端样品，进行了同步辐射X射线断层扫描观察。对重构的切片图及3D体渲染图的观察分析可知，裂纹首先在材料内部形成并发生扩展，且其扩展行为领先于材料表层的裂纹行为；在第一阶段内部裂纹在向前扩展的同时，也会沿着厚度方向向材料表层扩展；另外，第二阶段中有体积较大的独立分支裂纹形成，且随着时间的延续其数量增多，空间体积增大，并与主裂纹合并促进主裂纹的失稳扩展。