蠕变时效成形是为制造航空航天领域大型整体壁板类构件而发展起来的一种能够同时实现成形和成性的先进制造技术,其中与成性密切相关的应力时效工艺是该技术的关键。相比于传统铝合金,第三代铝锂合金由于具有更高的比强度和比刚度,在对重量敏感的航空航天领域受到了越来越广泛的关注。本文基于我国自主研发的600 MPa级新型高强铝锂合金,对该合金应力时效工艺涉及的时效析出序列、时效析出动力学、蠕变行为以及对应的拉伸性能、腐蚀性能和平面应变断裂韧性KIC进行了系统研究,为该合金替代传统7xxx系高强铝合金基于蠕变时效成形技术制造大型整体壁板并在新一代空天装备中应用的可行性提供预研和基础理论支撑,主要内容如下:应力是应力时效工艺的重要参数之一,本文首先对比研究了应力对未预拉伸试样和2%预拉伸试样应力时效过程中的微观组织、蠕变变形、位错密度以及力学性能的影响规律与机理。对于未预拉伸试样,应力时效对T1相析出的促进作用主要体现在密度和相对体积分数随应力水平的提高而增加。与常规时效相比,280MPa应力时效24h后,合金中T1相的密度增加了近五倍而θ’相的密度下降了约一个数量级。对于2%预拉伸合金,常规时效和应力时效合金中T1相的平均直径和相对体积分数差别不大。应力时效对T1相析出的促进作用主要体现在当外加应力水平接近或超过材料的屈服强度时,合金中的T1相会发生明显粗化。280 MPa应力时效24 h后,合金中T1相的厚度可达3～4nm。在预拉伸和未预拉伸合金中均能观察到T1相在亚晶界处的偏聚,然而随应力水平的提高其偏聚程度逐渐减轻。微观组织的改善使合金的力学性能得到提高,未预拉伸合金在280 MPa应力时效时力学性能最佳,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率能达586MPa、618 MPa和12%;2%预拉伸合金在100～150 MPa应力时效时力学性能最佳,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率能达 633 MPa、656 MPa和10%。基于Williamson-Hall方法对合金中的位错密度随应力水平的演变进行了定量表征,并结合应变强化模型和力学性能测试,进一步明确了位错密度提高引起的加工硬化和应力时效促进T1相析出引起的析出强化在合金屈服强度随应力水平而提高中的贡献。合金到达峰时效的时间是应力时效工艺中除了应力之外的另一个关键变量。本文借助显微硬度、拉伸性能和T1相的相对体积分数随时效时间的演化曲线,进一步考察了该新型高强铝锂合金在155℃条件下常规无应力时效和220 MPa应力时效过程的时效动力学行为（1～100 h）。应力时效能够显著加快合金的时效动力学,使合金到达峰时效的时间缩短至12 h。应力对时效动力学的影响在欠时效（4～6h）阶段最为显著。由于时效动力学响应的加快,应力时效过程进行至6 h后,T1相厚度方向的尺寸开始增加,密度则逐渐降低。当应力时效进行至稳定态（18h）,合金中的T1相发生了明显粗化,此时其厚度约为5～6nm,相当于五层单层T1相的厚度。关于应力时效促进T1相的析出机制,本文分别从热力学和动力学的角度进行了初步讨论。最后,本文还考察了应力时效态合金的服役性能包括沿晶腐蚀和平面应变断裂韧性KIC。时效早期（1.5 h）,合金呈现均匀沿晶腐蚀形貌。随着时效的进行,合金的沿晶腐蚀敏感性先逐渐降低并在峰时效时期达到最低,然后随着时效到达过时效阶段,合金的沿晶腐蚀敏感性又逐渐增加。合金的开路电位随时效时间的演化曲线与时效硬化动力学曲线恰好相反,充分表明合金的腐蚀电位与T1相的析出密切相关。合适的应力时效热处理工艺能够使合金在保持较高强度的基础上同时具有较高的断裂韧性。经过2%预拉伸,155℃,100 MPa条件下应力时效24 h,合金的平面应变断裂韧性KIc和屈服强度分别为33.3 MPa·m1/2和630 MPa,此时合金的强韧性已经与传统7xxx系高强铝合金相当。当应力提高到220 MPa时,合金的断裂韧性降低至28.8MPa·m1/2,表明过高的外加应力会恶化合金的断裂韧性。应力时效态合金断裂韧性的改善可归因于晶界连续析出相和无析出区域的消除、晶内Ti相密度的提高等内部因素和垂直于主裂纹平面的次级裂纹引起的分层韧化等外部因素。