通过改善铝合金材料的金相组织形态,进一步提高其综合性能,一直是行业研究的热点课题。本文以Al-Cu-Mg-Mn系中典型的Al-4Cu-1.5Mg-Mn合金为研究对象,通过向合金中添加稀土元素钪（Sc）和镧（La）,进行了稀土掺杂微合金化研究。通过合金材料的配方设计、制备工艺技术设计和材料制造,并通过金相组织观察、力学性能测试及能谱分析等手段,探索了不同稀土元素、不同稀土含量以及不同热处理制度对稀土掺杂Al-4Cu-1.5Mg-Mn合金的微观组织及力学性能的影响,研究表明:1.在Al-4Cu-1.5Mg-Mn合金中添加微量稀土元素,会产生Al₃Sc或Al₇CuLa₂相粒子,并通过异质形核的作用细化铸态枝晶组织,使材料力学性能明显提高。随着稀土元素含量的增加,合金材料的力学性能会呈先上升后下降趋势。研究得到,当Sc含量为0.4%或La为0.3%时,合金晶粒组织的细化作用效果以及对合金材料综合性能的提升会达到最优状态。2.采用固溶和时效热处理可以使Al-4Cu-1.5Mg-Mn-0.4Sc合金的综合性能得到大幅度的提升,温度和时间对热处理效果有明显影响。通过大量的试验分析,进行热处理工艺制度的优化,最终得到了Al-4Cu-1.5Mg-Mn-0.4Sc合金最优热处理工艺,并用于企业生产,大幅度提高了产品的综合性能。3.对两种稀土掺杂Al-4Cu-1.5Mg-Mn合金进行对比分析表明,稀土Sc对合金材料金相组织及使用性能的改善效果优于稀土La。但是稀土Sc价格昂贵,导致含Sc铝合金综合成本过于高昂,难以普及应用。与此相比,含La铝合金的综合成本仅是含Sc铝合金的十分之一。因此在一般用途中,推广使用Al-4Cu-1.5Mg-Mn-0.3La合金,也是对Sc元素很好的补充替代,这对行业生产应用具有一定的指导意义。