2024铝合金为一种航空航天用铝合金,具有一定的超塑性。利用该性能可以进行超塑性气胀成形,在单次成形过程中获得高质量高精度的零件,具有巨大的潜力。成形过程中需要通过改变压强来控制成形速率。其中,如何通过调节压强来改变应变速率、如何制定目标应变速率来获得生产效率和零件质量的平衡是现在面临的难题。本文将研究2024铝合金的超塑性能并且将其应用在气胀成形的仿真和实验过程中,研究了不同应变速率加载方式对于气胀成形零件质量的影响,为节约成形时间、预测零件质量提供理论依据。（1）2024铝合金的超塑性能研究。通过在350℃、400℃、450℃和1×10^-4s^-1、5×10^-4s^-1、1×10^-3s^-1应变速率下进行高温单向拉伸试验,获得材料在实验条件范围内的超塑性变形行为;利用常用的几种本构方程对真实应力应变曲线进行拟合。研究表明:在实验条件下,2024铝合金在450℃和1×10^-4s^-1时具有最佳的超塑性,最大伸长率超过80%;通过Backoften方程对实验曲线拟合,计算得到材料应变速率敏感系数m>0.3,认定材料发生超塑性;应变量的累积对材料超塑性能有影响,考虑应变量补偿的Zener-Hollomon方程能够较好地预测材料的超塑性变形行为,其误差小于5%。（2）超塑性气胀成形仿真研究。总结现有的压强调节方法并提出改进方案;考虑应变量对材料超塑性能的影响,提出两种速率加载方式（恒应变速率与变应变速率）。研究表明:本文提出的压强调节方法能够精确控制应变速率,控制误差小于3%;不同的速率加载方式会得到不同的成形压强变化规律,变应变速率加载方式能够明显降低成形时间。（3）超塑性气胀成形实验研究。根据成形压强变化规律进行超塑性气胀成形实验,获得实验结果;比较两种速率加载方式的零件质量并与仿真结果进行对比。研究表明:仿真获得的压强变化规律能够指导实验;板材在超塑性成形过程中会发生减薄现象,本实验条件下最大减薄率发生在顶点处,约为29.6%;仿真结果能够很好地预测实验,减薄率误差小于2.0%;变应变速率的加载方式能够在保证零件质量的同时明显提高生产效率。