由于观察手段和实验条件的限制,近三十年来蠕变裂纹扩展实验大多以二维表面裂纹为研究对象,但由于应力状态不同,实际上从表面观察到的损伤与内部有很大差别,因此三维裂纹扩展的研究非常有必要。晶粒取向、晶粒尺寸和第二相粒子是三维裂纹研究的主要内容,且这三者之间又相互影响,为了揭示微裂纹与晶界的交互作用,需要试样晶粒尺寸和第二相稳定。本研究选用2219铝合金为实验原料,制备不同晶粒尺寸、时效状态和特殊晶界结构的样品,为三维裂纹研究做组织准备。实验所用原材料中含有粗大第二相Al2Cu,为避免第二相在轧制过程中破碎形成微裂纹,也为后续的时效处理做组织准备,首先需要进行固溶处理。固溶实验结果表明最佳固溶处理工艺是在535℃保温5h,该工艺下残留第二相数量很少且合金的硬度较高。经过冷轧变形之后合金的晶界交叠,晶界中的特殊晶界数量增多,且特殊晶界的种类向低Σ值转变。50%和75%两种变形量的再结晶工艺是520℃处理时间1h后水冷,此工艺下两种轧制变形量的合金都可以获得晶粒尺寸均匀、晶粒度比较小的等轴晶组织。随时效温度的增加,合金中链条状分布的粗大盘状析出相逐渐向晶界处聚集,时效温度增至350℃时晶界处盘状析出相转变成片状,随时效时间的增加,片状析出物聚集长大。在相同的时效条件下大变形量的析出相细小、弥散,原因是大变形量抑制G·P区和θ相的析出,促进θ’相形成。时效合金组织形貌结合时效硬度表明两种变形量合金的组织和力学性能在各时效温度下时效20h最稳定,且大变形量合金比小变形量的合金更稳定。各时效温度下时效20h的拉伸数据和拉伸断口分析表明相同时效条件下的大变形量合金的力学性能优于小变形量的合金。