2099铝锂合金是目前世界上最先进的铝合金之一，也是我国在研大飞机项目急需的高性能材料之一，具有低密度、高比强度与比刚度、高的耐低温性能与热暴露稳定性、高损伤容限性能、良好的抗腐蚀性以及可焊接性等诸多卓越的性能优势，是现代航空航天、武器装备领域不可或缺的关键结构材料。在国外，2099已被用在大型民用飞机A350的地板梁、机身蒙皮和下翼面桁条等部位，用量高达总重量的23％，并且也在A380(世界上最大的飞机)的地板梁等部位取得应用;在国内，西南铝业于2012年初首次成功试制了直径为540mm的2099合金圆锭，而要充分掌握这种新型合金的性能并进行品质提升还需要更多的人为之努力。本文以含锶、钪微合金化的2099铝锂合金挤压材作为主要研究对象(质量分数为，％，Al-2.57Cu-1.86Li-1.31Zn-0.420Mg-0.321Mn-0.0735Zr-0.0943Sr-0.0433Sc)，采用金相显微镜与扫描电镜观察、能谱分析、X射线衍射仪分析、电子背散射衍射分析、硬度和导电率测试、抗腐蚀性能测试以及采用不同的热处理工艺等方法研究了本合金的多方面性能，所开展的探索性工作及取得的创新成果如下:　　 (1)研究了固溶-预压缩-时效状态下2099铝锂合金挤压材的拉伸性能与强化机理。研究表明，该试验合金的密度为2517Kg/m3;经固溶(540℃/2h)、预压缩(≈4％)以及双级时效(121℃/14h+181℃/48～66h)后，合金的屈服强度为(445～491)MPa，抗拉强度为(543～551)MPa，延伸率为(5.7～4.7)％，弹性模量最高可达到80GPa，具有极高的力学性能;时效强化是该合金最重要的强化来源，随二级时效时间的延长，合金强度显著提高，与此同时，断口形貌也不断发生变化，沿晶断裂逐渐明显，合金性能受二级时效时间的影响巨大;合金中低角度晶界的强化效果显著优于高角度晶界的强化效果;位错数量对合金的强化也具有极为重要的作用;　　 (2)研究了固溶-预压缩-时效状态下2099铝锂合金挤压材的断裂韧性及裂纹扩展行为。研究表明，合金在L-R方向和R-L方向的断裂韧性及断口形貌具有明显差异，合金内部的晶粒组织状态是导致其具有各向异性的重要因素。合金内的细小再结晶晶粒及粗大不（难）溶第二相沿挤压方向呈带状分布，在R-L取向的断裂韧性试样中，上述组织缺陷恰恰成为裂纹扩展时的主要路径;而L-R取向的断裂韧性试样在裂纹扩展过程中，晶体取向变化较大，裂纹扩展方向容易发生改变，并且该方向上裂纹穿过的晶界密度高，所造成的结果就是该方向上裂纹扩展所需的能量增高、路径增长、阻力增大，合金断裂韧性较高;若要进一步提高合金的断裂韧性，需要改善组织的方向性，减少和抑制细小再结晶组织以及粗大不（难）溶第二相等组织缺陷。　　 (3)研究了预回复-固溶-时效状态下2099铝锂合金挤压材的组织与性能。研究表明，2099铝锂合金挤压材(挤压比21.5)在仅进行常规固溶(540℃/2h)并时效的条件下，其平均晶粒尺寸仅为5.00449μm，高角度晶界比例仅为22.2％，合金具有良好的再结晶抗力，其主要原因在于Zr、Sc在基体内能够生成粒子相Al3Zr、Al3Sc和Al3(Se1-x，Zrx)，从而起到钉扎位错、稳定亚晶结构、抑制再结晶的作用;预回复退火能够进一步抑制其发生再结晶，并且起到抑制晶粒长大和细化晶粒的作用，但是对于再结晶抗力高的铝合金，预回复退火难以有效、大幅度的提高其性能，这与7000系铝合金存在较大差别;时效前进行预压缩变形一方面可以产生形变硬化，提高合金沉淀强化的起点;另一方面能够增加位错密度，为强化相的非均匀形核提供有利场所;同时，位错密度的增加也进一步增强了位错的强化效果，因此时效前进行预压缩变形对合金性能的改善具有重大作用。　　 (4)初步探究了2099铝锂合金的淬透性能。结果发现，2099铝锂合金的淬透性能极高，有利于合金的大型化应用。其整体淬透深度至少在74mm以上，远高于2024铝合金的44mm淬透厚度和7075的50mm的淬透厚度。分析表明，其淬透性与主合金元素Cu、Li的质量比及高角度晶界的数量最为密切，Mg、Zn、空位之间的相互作用及主要强化相的析出特征间接影响了其淬透性。　　 本文的研究数据及成果在国内外都是突破性的，不仅打破了国外关于2099铝锂合金的技术封锁，也为国内该型号合金的开发和改进提供了更多的参考资料，为其早日投入实际应用奠定了坚实的理论与技术基础。