传统钢制钻具在钻探过程中易出现腐蚀、开裂和疲劳破裂等问题，密度高、比强度低等缺点也让钢制钻具无法在复杂井和深井中发挥优势，所以要避免这些缺点应改变钻杆的材质。本文主要完成项目为可以在200℃-250℃使用的下段钻杆材料的设计和开发，其验收考核指标为：室温下σb≥500MPa，δ≥8%；200℃下σb≥350MPa；250℃下σb≥200MPa。2000系铝合金由于具有密度低、比强度高、耐腐蚀性强、耐热性能突出和室温强度较高等优点，成为取代钢制钻具的首选。但是2000系铝合金的工作温度不能超过150℃，否则合金强化相会发生粗化导致性能下降。与2000系铝合金相比，Al-Cu-Mg-Ag合金具有更高的室温强度和更优良的耐热性能，其应用前景更加广泛。本文在2024合金的基础上添加微量Ag并进行成分调整，浇铸出Cu含量不同的1#、2#、6#三种合金和与2#合金同成分的3#、4#和5#三种不同挤压比合金。本文研究了均匀化处理（495℃×24h）和挤压对Al-Cu-Mg-Ag合金组织的影响。均匀化处理消除了铸态组织中存在的枝晶偏析，使非平衡相基本溶入基体。挤压工艺拉长并细化合金组织，挤压比为30的4#合金挤压效果最好。本文研究了T6热处理对Al-Cu-Mg-Ag合金组织和硬度的影响。通过DSC曲线分析得到七种合金最佳固溶温度的大致范围；通过金相组织分析，观察残留相粒子和合金是否发生过烧来确定合金的最佳固溶温度。通过显微硬度测试分析合金时效硬化效果，Ag元素的加入既加快了合金的时效响应速率，也使峰值硬度提高13.9%以上。合金的最佳热处理工艺为：固溶495℃×2h+时效185℃×8h（2024合金），固溶515℃×2h+时效185℃×4h（1#合金），固溶520℃×2h+时效185℃×4h（2#、3#、4#、5#和6#合金）。本文研究了Ag对Al-Cu-Mg合金常温、高温力学性能的影响，发现添加Ag元素显著提高了合金的常温、高温力学性能，借助扫描电镜分析合金拉伸断口形貌，解释合金塑性变化。通过对比2024合金力学性能，总结如下：（1）含Ag挤压态合金的常温强度提高20%以上；（2）T6态含Ag合金的常温强度提高10%以上，4#合金性能最佳（σb=540MPa、σ0.2=460MPa、δ=21.5%）；（3）T6态含Ag合金的高温强度提升显著，4#合金的性能最优（σb比2024合金提高12.8%以上，σ0.2比2024合金提高25.1%以上，δ≥21.0%），此合金的力学性能达到并超过项目验收考核指标。本文对比含Ag合金的力学性能，发现当温度为150℃和200℃时，含Ag合金有较高的抗拉强度和屈服强度，说明强化相Ω比较稳定；当温度为250℃时Ω相易粗化，使强度大幅下降。借助透射电镜观察含Ag合金的主要析出相Ω并进行定量统计，含Ag合金时效析出大量Ω相和少量θ′相，合金强度随Ω相的析出数量增多而提高。