本文研究铸造Al-2.5Li-5Mg-1Cu(以下文中均指质量分数)合金的晶粒细化和热处理工艺,合金在表面惰性气体保护下熔炼并经重力浇注成型。本文研究不同的细化添加以及铸件壁厚对合金细化效果的影响,通过改变细化剂种类及其加入量设计了5种不同的合金细化方案。试验结果表明,在5种方案中,经过0.2%Zr和0.2%Al-5Ti-B混合细化添加的合金,其细化效果最好,平均晶粒尺寸为31.6μm。未经细化添加的合金平均粒径为136.6μm,相比之下尺寸减小76.9%;其次是单一添加0.2%Zr的合金,细化后的平均粒径为56.4μm;在相同质量分数下,合金单一添加0.2%Al-5Ti-B的细化效果降低,平均粒径为92.4μm;同时,随着Al-5Ti-B的加入量增加,合金的细化效果逐渐减弱。细化剂的加入在提高形核率的同时也改变了合金的枝晶形貌,Zr元素的加入使合金的枝晶形貌由树枝晶转变为胞状晶,Al-5Ti-B的加入也同样使合金的枝晶形貌由树枝晶转变为胞状枝晶。铸件的壁厚对合金的晶粒尺寸和枝晶形貌也有一定的影响。一般来说铸件壁厚越小,冷却速度越大,合金凝固过程中的过冷度越大,晶粒尺寸越细小。但对于单一添加Zr元素细化的合金来说,随着壁厚减小,凝固过程中的冷却速度逐渐增大,合金的枝晶形貌由胞状晶向树枝晶转变,晶粒的尺寸反而出现增大的现象。合金热处理的固溶温度设定为500℃。以固溶时间、时效温度和时效时间为三类因素制定热处理工艺正交试验,试验结果表明合金经500℃固溶6h,175℃时效17h的热处理工艺后性能最好。固溶处理后的淬火方式为水淬,时效后冷却方式为空冷。合金经热处理后,力学性能均有提高。添加0.2%Zr细化的合金热处理后的抗拉强度为358.5MPa,同铸态相比提升了35.4%;添加0.2%Al-5Ti-B细化的合金热处理后抗拉强度为313.7MPa,较铸态下合金性能提升27.8%。经过混合细化的合金热处理后抗拉强度为354.6MPa,较铸态下性能提升17.0%。单一添加0.2%Al-5Ti-B的合金铸态的断裂机制为韧窝断裂,合金韧性较好,热处理后断口出现解理断裂特征,延伸率有所降低。混合细化和添加0.2%Zr细化的合金热处理后延伸率有提升,原因可能与晶界处析出的T1相有关,T1相改变了位错的运动机制,使其由切割机制变为绕过机制,提高合金强度的同时还改善了合金的塑韧性。