本文以一种新型Al-Cu合金为主要研究对象,研究了热处理加工工艺对材料的微观组织和材料性能的影响,其目的是提高此结构材料的使用性能。本文应用金属材料相转变测量的新方法——比容差法,并由不同系列的铝合金的实验测量,确认了此新的分析方法的有效性。并以此分析方法,对新材料进行了系统的研究,并对新方法给予了热膨胀测量及X射线衍射方面的定量验证。基于比容差法的实验结果,本文还提出了铝合金的新的强化机制——相变应力强化。通过本文的研究得到以下结论：比容差法可有效且精确地对铝合金在热处理过程中的相变进行定量测试分析和研究比容差法的有效性,且比容差法不仅适用在211Z铝合金中,同样适用于其他铝合金热处理过程中相变分析和研究。热膨胀测试及XRD测试分析结果证明了比容法的方便可行,测量结果精确、可靠、误差小。不同时效条件下处理的试样,随时效时间的改变其力学性的变化,与比容差法所的实验结果相吻合,进一步证明了比容差法的有效性。在研究211Z铝合金的淬透性实验中,通过硬度测试,得出其淬透性,对实际生产起到指导意义。在T相会聚束电子衍射的研究基础上,采用XRD分析方法对T相的结构进行了进一步的探究。因相变引起的材料比容变化,由此推论材料内部将出现相变造成的残余应力,此推论己由XRD的残余应力测量给予了肯定的验证。本文提出T6处理状态的6061铝合金的新强化机制：相变造成体积膨胀导致的残余应力对材料有一定的强化作用,且应当是铝合金热处理后的一种强化机制。在上述的多种测试的基础上,以及在我们的理论分析的指导下。本文对此新材料的使用性能的结果得到稳定的提高。材料的强度稳定的达到了520MPa,这比此材料的报道(450MPa)提高了15.5%以上。