随着现代航空航天事业的迅猛发展,对飞机性能的要求越来越高,许多主承力构件如飞机的接头、大梁、隔板、翼框等广泛采用整体化结构设计。蠕变时效成形技术是为制备大型整体壁板类构件而发展起来的一项新技术。目前,该技术被认为是下一代大型飞机特别重要的金属成形工艺之一,在我国大型军用运输机、大型客机等“大飞机”项目的研制中将具有广泛的应用前景。在国外,蠕变时效成形技术于二十世纪八十年代中期已用于飞机机翼壁板的生产中,并取得显著的成果,但在国内至今尚未得到工程化应用,主要原因是缺乏必要的基础研究和技术储备。航空航天应用最多的变形铝合金是2000系和7000系铝合金。由于2124铝合金具有较好的韧性和抗疲劳性能,特别适用于中温下对强度和稳定性有高要求的部位,故本文以2124铝合金为研究对象,系统地研究了不同工艺参数下的单轴拉伸蠕变时效对合金组织性能的影响,探索了合金的蠕变机制,并建立了合金的蠕变本构模型。主要的研究内容和结果如下：(1)对比分析了应力作用下的蠕变时效和无应力作用下的常规时效对2124铝合金组织与性能的影响,发现应力作用下的蠕变时效不仅加快了合金的时效进程,缩短了合金达到峰值时效的时间,而且提高了合金的峰值强度；应力作用下的蠕变时效,合金内未发现析出相沿某一方向择优析出,即未观察到明显的应力位向效应,该研究工作为2124铝合金整体壁板蠕变时效成形技术在工业方面的应用提供了理论支撑。(2)系统地研究了时效温度(185、190和195℃)、时效时间(1～12h)和试验应力(200、225和250MPa)等工艺参数对2124铝合金蠕变行为、组织及性能的影响。研究结果表明：①在一定的试验参数条件下,2124铝合金的蠕变行为表现出典型蠕变曲线的第一、第二阶段特征,即同时存在减速蠕变阶段和恒速蠕变阶段；时效温度、时效时间和试验应力等工艺参数是影响2124铝合金蠕变行为的重要因素,随时效温度、时效时间或试验应力的增加,合金的蠕变行为增强。②在相同的时效时间和试验应力条件下,随时效温度的升高,合金的性能呈现一定的变化趋势。试验应力较低(200MPa)时,随时效温度的升高合金的强度先增加后减小,而延伸率逐渐下降；试验应力较高(225ma、250MPa)时,随时效温度的升高合金的强度和延伸率逐渐下降。③在相同的时效温度和试验应力条件下,随着时效时间的延长,2124铝合金在蠕变时效过程中出现了典型的三个时效阶段：欠时效阶段、峰值时效阶段和过时效阶段,合金在时效8h的性能最好,此时合金内的主要析出强化相是S”相、S’相,继续延长时效时间至12h,合金的性能下降,处于过时效阶段,此时合金的析出相除了S”相、S’相外,还有部分粗大的S相。④在相同的时效温度和时效时间条件下,随着试验应力的增加,合金的性能呈现一定的变化趋势。时效温度为185℃时,随试验应力的增加,合金的性能先降低后提高；时效温度为190℃和195℃时,随试验应力的增加,合金的性能降低。(3)初步探讨了合金的蠕变时效机制。在对合金蠕变表观应力指数和表观激活能分析的基础上,根据典型的蠕变机制特征,得出了2124铝合金蠕变机制是以位错攀移为主。(4)建立了2124铝合金的蠕变本构模型。基于反问题数值建模理论,建立了能够描述2124铝合金拉伸蠕变行为的本构模型；通过对本试验条件下本构模型的验证与分析,得出该模型能较好地描述合金在该试验条件下的蠕变行为。