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随着现代航天航空装备不断趋向轻量化、长寿命、高可靠性,服役性能趋于极端化。发展制造大型复杂轻合金整体构件是实现空、天装备性能跨越的基本技术路线之一,其中蠕变时效成形是实现大型薄壁结构件制造的有效方法。本文针对我国蠕变时效成形技术水平较低、基础理论还相当薄弱的现状,以实现大型薄壁构件的高品质制造为目的,研究了航空机翼壁板材料2024铝合金的蠕变时效特性。通过蠕变实验,获得了蠕变时效工艺参数对2024铝合金蠕变特性的影响规律,并建立了该材料的幂律关系和Theta本构模型。结果表明：2024铝合金在时效温度(423-473K)和蠕变应力(185-225MPa)条件下的蠕变变形机制为位错粘滞运动,其蠕变应变随时效温度的升高或蠕变应力的增大而增加。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等进行大量试验,研究了蠕变时效工艺对2024铝合金微观组织的影响规律。结果表明：(1)时效温度和外加应力形成的热力耦合场会促进α’→G.P.B→S→脱溶序列的进行。随着蠕变时效温度的升高或外加应力的增大,沉淀相的析出和长大速度增快,而且时效温度对沉淀相析出和长大的影响大于蠕变应力对其的影响；(2)2024铝合金中粗大第二相为S相(A12CuMg),蠕变时效处理对晶粒和粗大第二相的尺寸影响较小；(3)在温度为423、448和473K条件下蠕变时效24小时,2024铝合金分别处于“欠时效”、“峰值时效”和“过时效”状态。通过电化学腐蚀、常温拉伸和非对称应力控制疲劳实验,研究了本文实验条件下蠕变时效工艺对2024铝合金拉伸性能、耐腐蚀性能、棘轮效应与低周疲劳行为的影响。结果表明：(1)升高时效温度或增大蠕变应力,会降低2024铝合金的耐腐蚀性和延伸率,提高屈服强度；(2)时效温度的升高或蠕变应力的增大能促进沉淀相的析出和长大,增强沉淀相对位错的钉扎作用,强化2024铝合金,从而提高材料抗塑性变形能力。其抗塑性变形能力越强,棘轮应变越小,稳定阶段的棘轮应变率越低,疲劳寿命也越长。(3)断面形貌表明2024铝合金经蠕变时效后的抗塑性变形能力越强,裂纹扩展区的疲劳条带间距越小,瞬断区的韧窝截面尺寸越大,深度越浅。通过以上研究发现,当蠕变时效温度为448K时,2024铝合金具有较好的力学性能和耐腐蚀性能,适于该材料大型薄壁构件的蠕变时效成形。蠕变应力的作用会促进S相脱溶序列的进行,其具体数值由构件成形工艺确定。