为提高航天火箭的有效运载能力,迫切需要实现火箭箭体结构零件轻量化,因此,轻质高强的铝锂合金的实际应用显得尤为重要。本文以新一代箭体材料2195铝锂合金板材为研究对象,探索热处理制度与预变形量对2195铝锂合金的微观组织与力学性能的影响规律,揭示热处理强化机制与组织调控机制,为实际生产工艺制定提供理论依据与工艺参考。通过硬度测试和拉伸试验研究了不同热处理工艺对力学性能的影响,确定最佳固溶处理工艺为520oC×30min,室温水冷却,单级时效最佳工艺为160oC×48h,此时屈服强度为417MPa,抗拉强度为493MPa,延伸率为11.3%;分级时效最佳工艺为100oC×8h+160oC×24h,此时屈服强度为534MPa,抗拉强度为571MPa,延伸率为12.8%。分级时效工艺的探究表明:随预时效时间的延长,材料到达终时效峰值的时间缩短,但峰值强度有所降低;终时效温度的提高对终时效的进程无明显影响,但可以显著提高强度;终时效时间的延长对强度和塑性的影响根据终时效温度的不同有所不同,但大体上强度呈先升后降的趋势,延伸率呈下降的趋势。采用透射电镜(TEM)对材料微观组织进行分析表明:相比于自然时效的主要析出相δ′相,人工时效的主要析出相T1相为硬质相,位错经过时由切过机制转变为绕过机制,强化效果更佳;相比于峰时效,过时效时析出相发生粗化,导致强度降低;相比于单级时效,分级时效过程所析出的T1相更加细小弥散大量,强化效果更好。而时效前预变形强化的机制是促进位错及亚晶界的形成,为T1相提供形核位置,促使其弥散均匀的析出,因此强度提高,但由于T1相是脆性相,所以塑性降低。采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行分析,SEM表明退火态原材料为韧性断裂,热处理后的试样断口为韧性断裂或间有准解理断裂。撕裂棱越明显,塑性越佳;准解理断裂占比越大,塑性越差。不同变形量范围淬火前后的电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明:淬火后发生了不同程度的再结晶,且预变形10%淬火后晶粒发生了异常长大。晶粒异常长大的原因是淬火过程中由于热激活的作用,位错重组程度增大,亚晶界逐渐转变为大角度晶界。通过拉伸试验发现了预变形后进行固溶处理的板材会在应力-应变曲线上出现塑性失稳现象-PLC效应,结合动态应变时效(DSA)理论分析表明:可动位错在移动过程中被缺陷和溶质原子等阻拦,生成应力场,大量溶质原子钉扎到可动位错周围。只有外加应力增加,可动位错才能克服钉扎,继续向前运动。这种溶质原子与可动位错间的反复钉扎、脱钉的过程,在应力-应变曲线上体现出了周期性的锯齿形波动。