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铝铜系合金是典型的高强高韧铝合金,由于其具有较高的强度、很好的延展性和塑性等良好的综合力学性能,广泛的应用在航天航空和汽车制造领域。随着铝合金新型号指标的不断提高,目前的铝铜合金已经无法满足应用需求,所以开发新的高强高韧铝合金便显得尤为重要。论文首先通过分析各合金元素对铝合金组织和性能的影响,设计了Al-Cu合金的化学成分范围,然后对设计成分的Al-Cu合金进行熔炼、精炼除气和铸造成型。通过光学金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、洛氏硬度计和万能试验机等分析测试设备,研究了Al5Ti1B中间合金加入量对Al-Cu合金的组织和力学性能的影响,确定了适于设计成分的最佳Al5Ti1B加入量。然后对添加最佳含量Al5Ti1B的Al-Cu合金进行固溶与时效处理,研究了固溶与时效处理工艺对Al-Cu合金的组织和性能的影响,确定适于含Al5Ti1B的Al-Cu合金的最佳热处理工艺。研究结果表明,对Al-Cu合金精炼3次后,进行20min的旋转喷吹除气,可以得到致密的显微组织。Al-Cu合金的铸态组织主要由α（Al）、θ（Al2Cu）和Al3Ti相组成,A15Ti1B对Al-Cu合金的晶粒有显著的细化效果,但存在细化极限现象。对于Al-5Cu和Al-6Cu,当A15Ti1B加入量小于0.6wt.%时,随着A15TiB加入量的增加,晶粒尺寸减小,但当A15Ti1B加入量超过0.6 wt.%时,晶粒尺寸增大。A15Ti1B加入量为0.6 wt.%时的细化效果最佳,平均晶粒尺寸分别约为40μm和30μm。对于Al-5.5Cu合金,A15Ti1B加入量为0.4 wt.%时的细化效果最佳,平均晶粒尺寸约为50μm。对三种最佳Al5Ti1B中间合金加入量的Al-Cu合金进行固溶与时效处理,研究结果表明,固溶处理时,随着固溶温度的升高和固溶保温时间的延长,合金中未溶相的数目逐渐减少,晶粒尺寸有增大趋势;时效处理时,随着时效温度的升高和时效保温时间的延长,析出相的数目逐渐增多,有聚集长大趋势。确定了三种合金的最佳固溶与时效处理工艺,Al-5Cu合金,535℃/15h固溶,175℃/12h时效;Al-5.5Cu和Al-6Cu合金,535℃/15h固溶,175℃/15h时效。对三种最佳Al5Ti1B中间合金加入量的Al-Cu合金进行固溶与时效处理后,进行拉伸实验,对比拉伸性能结果发现,A15Ti1B加入量为0.6wt.%的Al-6Cu合金经535℃/15h固溶处理与175℃/15h时效处理后,合金性能最佳,抗拉强度为491MPa、延伸率达12.7%。