2xxx系铝合金属时效强化合金,具有强度高,断裂韧性好,耐热性,耐蚀性,抗疲劳裂纹扩展性强等诸多优点,经常用于航空航天构件的生产。而对于航空航天构件(如飞机机翼构件)的制造多用蠕变时效成形工艺。本文以2124铝合金热轧板为基础,利用自制单曲率模具和双曲率模具进行进行单曲率弯曲蠕变时效成形(SCAF)、双曲率弯曲蠕变时效成形(DCAF)和振动蠕变时效成形(VCAF)处理,为了对比研究蠕变时效成形和蠕变时效对微结构及性能的影响,本文还在RWS50型电子蠕变松弛实验机和自制的100KN蠕变实验机上进行了蠕变时效实验。采用打点测量方法、OM、TEM、室温拉伸、Kahn撕裂实验、SEM等测试技术,探究了SCAF、DCAF及VCAF对蠕变回弹、微观组织、力学性能及各向异性、断裂韧性及各向异性、断裂机制的影响,得到了如下研究结论：(1)揭示了蠕变成形对回弹的影响规律。蠕变温度越高、蠕变时间越长板材的回弹量越小,在不损害合金性能的同时,合理的调控蠕变温度和时间可以控制回弹量。当曲率半径为1000mm时,回弹量窗口可控制在50%～70%之间,其中DCAF/185℃/12h下,2124铝合金板回弹量为51.7%。振动时效引入蠕变时效成形后可有效降低回弹量。VCAF/185℃/12h合金板回弹量最小,为41.6%,相较于DCAF/185℃/12h回弹降低了24.3%。(2)2124铝合金经蠕变时效成形处理后,主要强化相为S’相,析出脱溶序列与人工时效态处理相同。经SCAF、DCAF、VCAF处理后2124铝合金从[100]Al方向观察到的S’相形貌均呈90°交叉状分布,并没有出现所谓的应力位向效应。另外,振动时效可以调节蠕变合金主要强化相S’相的分布和析出数量,增大了VCAF合金中S’相的体积分数,并使其更加致密均匀。(3)探明了蠕变时效成形对力学性能及各向异性的影响。2124铝合金经SCAF和DCAF处理后,时效条件及初始弯曲状态对强度都有影响。随着温度的升高,强度先升高后降低,但延伸率却不断地降低。在相同时效条件下,DCAF合金的强度值均大于SCAF合金,其中2124铝合金经DCAF处理后抗拉强度可以达到477.4MPa；振动时效对蠕变合金的力学性能具有提高作用,VCAF/185℃/9h合金强度最大,拉强度为495.7MPa,屈服强度为428.5MPa。蠕变后合金板材的强度各向异性不是很明显,IPA值均在10%以下；但是延伸率各向异性较为明显,最大可达23.6%；2124铝合金经DCAF处理后板的力学性能各向异性程度小于SCAF处理,而引入振动时效的VCAF处理的2124铝合金的各向异性程度最小。(4)揭示了蠕变成形对断裂韧性及断裂机制的影响。SCAF和DCAF合金的断裂韧性随着时效温度的升高不断地降低,但相同蠕变温度和时间下2124合金经SCAF和DCAF处理后的断裂韧性UIE值差别不大；蠕变后样品的断裂韧性有明显的各向异性,其中45°方向最好,90°方向次之,0°最差。断口机制为韧窝型穿晶断裂和沿晶断裂组成的混合型断裂,随着温度的升高,韧窝型穿晶断裂在不断的减少,韧窝在不断地减小和变浅,沿晶断裂组织在不断增多。振动时效引入到2124铝合金蠕变成形后,不但可以提高合金的断裂韧性还减小了断裂韧性的各向异性,使成形后的样品更加稳定。(5)185℃/150MPa条件下,经固溶—淬火处理(CA)板材的蠕变机制从位错增殖发展为位错增殖—消毁平衡,其蠕变曲线第一阶段与第二阶段分界点较为明显；而经固溶—淬火—预压缩处理(PCA)板材的蠕变机制主要为预压缩引入的位错消毁,蠕变曲线第一阶段特征并不明显。蠕变时效过程中,S’相的析出总是伴随着位错线形核,其析出方位受位错运动机制的影响,PCA处理初期,经预压缩引入的位错缠结使S’相可以在互相垂直的{210}面上析出,从而抑制了S’相的位向效应。PCA处理试样的力学性能优于该合金的T6和T87状态的,且各向异性小于QCA处理的。