轻量化结构设计是提高飞行器飞行、运输能力和降低能源消耗的迫切需求,也是社会可持续发展的重要举措。铝锂合金凭借其密度低、弹性模量高、比强度和比刚度高、损伤容限性良好等性能,被广泛应用于航空和航天等领域,已逐渐成为2xxx和7xxx系铝合金的主要替代材料之一。但空天领域严苛的服役条件以及复合材料迅速发展带来的冲击,给铝锂合金结构件的精度和性能提出了更高的要求和挑战。虽然我国已基本具备独立制造先进铝锂合金材料的能力,但在高性能铝锂合金型材产品的加工制造技术和应用方面仍然与世界先进水平存在较大差距。目前人们围绕铝锂合金成分调控、热模拟试验、材料本构模型构建、热处理过程中的析出行为等方面开展了诸多研究。然而,在第三代新型铝锂合金挤压成形制造及热处理强化方面仍存在一些关键问题亟待研究和解决。均匀化工艺参数对熔铸态铝锂合金中元素偏析和枝晶组织的影响规律尚未探明;新型铝锂合金材料在热压缩和热挤压过程中的宏观变形行为和微观组织演变规律尚未揭示,从而导致最佳热塑性变形工艺参数区间的确定及优化缺乏理论指导;铝锂合金型材预变形热处理过程中的析出行为及强化机理缺乏理论解释;型材力学性能各向异性的形成原因及主导因素尚不明确;如何通过热处理工艺实现对铝锂合金型材各向异性和抗腐蚀性能的有效控制缺乏理论指导。针对上述亟待解决的关键科学问题,本文以第三代2196熔铸态铝锂合金为研究对象,系统研究了合金在热压缩和挤压成形过程中的变形行为和组织演变规律。揭示了不同热处理工艺制度对合金微观组织、力学性能、各向异性以及腐蚀行为的影响规律,为2196铝锂合金挤压成形和热处理工艺参数的制定以及型材形状和性能的协调控制提供了数据参考与理论指导。主要研究工作如下:（1）针对熔铸态2196铝锂合金中存在的枝晶偏析现象,进行了不同工艺参数的单、双级均匀化处理,揭示了均匀化处理温度和时间对铸态合金中枝晶组织和第二相的影响规律,制定了适用于该合金的均匀化工艺参数。研究表明,温度过低和时间过短会导致元素扩散不充分,升高均匀化温度能够加快偏析元素的扩散,节省均匀化时间,但温度过高可能会导致过热或过烧现象的发生。结合均匀化动力学分析,确定了 2196铝锂合金最佳的单级均匀化处理参数为500℃/24h,有效消除了铸造过程中形成的枝晶组织,获得了元素分布均匀的坯料,为后续挤压实验提供了组织准备。（2）基于2196铝锂合金热压缩模拟试验获得的真应力-应变数据,构建了可预测合金热流变行为的Arrhenius本构关系模型。综合考虑了变形温度、应变速率和应变量的影响,进一步修正了本构模型,提高了模型的预测精度。对比了数值模拟与挤压实验所得型材的形状及截面组织变形情况,验证了本构模型预测金属流变行为的准确性。系统研究了热压缩过程中合金的微观组织变化规律,发现合金压缩变形过程中的主要软化机制为动态回复,同时发生了部分连续动态再结晶。建立了 2196铝锂合金的热加工图,确定了合金最佳的变形工艺参数区间为:460～520℃、0.01～1 s-1。（3）研究了挤压温度、挤压速度和挤压比对2196铝锂合金变形行为以及挤出型材组织和性能的影响。阐明了不同挤压工艺参数下合金显微织构、晶粒取向和再结晶程度的变化规律,揭示了微观组织与型材力学性能之间的关系。结果表明,随挤压温度升高和挤压速度增大,晶粒平均取向差增大,发生动态回复和再结晶的程度增大,平均晶粒尺寸减小,型材的硬度和拉伸强度先增大后减小。适当提高挤压比有利于晶粒细化和织构强化,提高了合金的力学性能。挤出型材中的织构以Y、Cube和{111}纤维织构为主。型材的拉伸断裂模式主要为韧性断裂,断口形貌为大小不均、深浅不一的韧窝状。（4）对2196铝锂合金型材进行了不同工艺参数的固溶淬火、预拉伸变形和人工时效处理,系统研究了热处理过程中析出相特征的演变规律以及不同析出相对合金力学性能的强化机制,揭示了预拉伸变形诱导位错增殖进而促进时效强化的作用机理。结果表明,2196铝锂合金热处理过程中析出相的演变规律为:过饱和固溶体→GP 区+δ’/β’(A13（Li,Zr）→δ’+θ ’（Al2Cu）+T1（Al2CuLi）→θ’+T1。预拉伸变形引入了大量位错,为时效过程中沉淀相的析出提供了条件,进一步促进了主强化相T1的均匀析出,显著提高了时效强化的效果,有效缩短了时效时间。确定的2196铝锂合金最佳的热处理工艺参数为:515℃/90 min固溶处理+3%预拉伸变形+170℃/16 h人工时效。（5）为了解决铝锂合金型材存在的力学性能各向异性问题,研究了挤出型材不同方向上的微观组织差异,揭示了 2196铝锂合金型材力学性能各向异性的形成原因。阐明了固溶、时效和预变形处理工艺对该合金力学性能各向异性的影响规律。结果表明,不同方向上合金晶粒形貌、织构类型、再结晶程度和第二相粒子种类与分布的差异造成了合金力学性能的各向异性。型材0°和90°方向上的强度较高,但延伸率低,而45°方向上试样的延展性最好。延伸率的各向异性大于强度的各向异性。时效处理后,主强化相T1的数量密度增大,分布均匀性提高,降低了型材力学性能的各向异性。此外,晶界无析出区（PFZ）的消除、晶界强度和晶粒再结晶程度的提高以及晶粒尺寸的减小均有利于降低合金的各向异性。预拉伸变形产生的大量位错有利于细小弥散沉淀相的均匀析出,使合金型材获得了最优的力学性能均匀性。（6）针对铝锂合金型材强度和腐蚀抗力难以兼顾的问题,提出了一种可以有效提高单级峰时效合金抗腐蚀性能的重固溶再时效制度。研究了析出相在重固溶和再时效过程中的回溶与再析出行为,揭示了 2196铝锂合金的腐蚀机理。结果表明,初始T6态合金的抗腐蚀性能较差,且随腐蚀程度增大,合金的腐蚀模式由点蚀向晶间腐蚀转变。粗大的晶界析出相及其不连续的分布状态、PFZ宽度的增大以及晶界Cu含量的增多,抑制了应力腐蚀开裂裂纹的形成与扩散,从而改善了合金的腐蚀抗力。通过515℃/90min重固溶和170℃/24h再时效处理,在不损失合金强度的情况下,提高了合金的电导率以及抗晶间腐蚀和电化学腐蚀的能力。