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新型Al-Cu-Li-X系合金因其低密度、高弹性模量、高耐损伤容限及优良的疲劳性能等优点，常以板材、锻件及型材方式被广泛用于飞机蒙皮、长桁以及火箭燃料储箱、壳体等航空航天器的结构件中。这些结构件的性能是热加工过程中各参数的复杂作用结果，因此有必要构建更准确的本构模型及加工图来获取更佳的工艺参数。多轴锻造技术是铝锂合金锻件成形及性能调控的重要技术，其在解决轧板各向异性高及高向塑性低的问题方面具有重大潜力。本论文以高组分新型2A66铝锂合金为研究对象，利用Gleeble热机械模拟设备，开展多条件下高温单轴压缩试验，研究合金的流变行为并构建应变补偿型本构模型；绘制基于四种典型失稳判据的加工图，判定最适用于2A66合金的加工图并用以优化锻造工艺参数；对2A66合金施加多道次三轴锻造及镦拔锻造，并且进行后续热处理，结合OM、SEM、EBSD、XRD及TEM组织分析技术和硬度、拉伸性能检测方法，探究锻造过程中组织细化机制并构建晶粒细化模型，分析热处理过程中析出相演化机制，阐述组织演化对力学性能的影响。主要结果如下：
(1)构建了关于2A66合金的精确应变补偿型本构模型。基于摩擦、温升修正后的流变应力，计算了不同应变值下的材料常数α、Q、n与lnA，确定材料常数与应变的优化拟合为六阶多项式拟合，得到考虑应变影响的本构模型，该模型具有高相关系数及低平均相对误差，说明该模型拥有良好的流变应力行为预测能力。
(2)均匀化退火态2A66合金中的粗化T1相在500℃单轴压缩试验中发生了静态回溶与静态再析出。当合金被加热至500℃保温时，Cu、Li原子在Al基体中的固溶度增大，且粗化T1相在该温度下不稳定，T1相中的Cu、Li原子向Al基体中扩散，使T1相溶解；压缩阶段，合金中引入位错等缺陷，为T1相的再析出提供便利位置；压缩后的冷却阶段，T1相优先在位错、亚晶界及弥散粒子上进行非均质形核并长大，并且明显细化。
(3)基于四种失稳判据构建的加工图的对比及检验结果表明，对于2A66合金，K-P判据与M-R判据的预测能力优于Gegel判据与M-R判据，M-R判据又比K-P判据更准确，故M-R加工图最适用于2A66合金。根据M-R加工图优化出两个锻造工艺参数窗口，第一个是410℃~480℃/0.03s-1~3s-1，该区域内η值较稳定且主要机制为动态回复；第二个是480℃~500℃/0.001s-1~0.03s-1，相应的机制为动态回复及部分动态再结晶。
(4)经三轴锻造与T8热处理后，2A66合金的力学性能各向异性降低，高向塑性显著提升，并且锻造道次为9时拉伸性能最佳。多方向载荷的交替作用使晶粒被细化且分布更均匀，T8热处理使基体中析出许多强化相，在锻造道次增加至9后，T8态合金高向的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为494MPa、412MPa和14.8%，相应的纵向力学性能与其的差异分别为0.2%、1.2%和5.7%，断口呈沿晶韧性断裂和韧窝断裂混合的断裂模式。
(5)均匀化退火态2A66合金经镦拔锻造后，第二相及晶粒被显著细化，最大织构强度明显降低。随锻造道次的增加，晶界呈链状分布的Al2Cu相及晶内大量粗化T1相发生破碎和回溶，相应的破碎机制为位错剪切机制，第二相的体积分数由2道次的10.10%减少至6道次的3.08%；晶粒尺寸先由均匀化退火态的450μm快速减小至2道次的20μm，然后缓慢减小至6道次的4.4μm，晶粒尺寸分布更均匀，再结晶比例大幅增加至84%，晶粒细化机制主要为连续动态再结晶；形变织构逐渐向再结晶织构转变，织构强度由2道次的19.29降低至6道次的7.29。
(6)随着镦拔锻造道次的增加，屈服强度先增加并在4道次达到最大值，然后在6道次发生下降。锻态2A66合金屈服强度的增加主要是位错强化机制和晶界强化机制的作用，随锻造道次的增加，晶粒持续细化且晶界面积增加，晶界强化贡献由2道次的38.2MPa增加至6道次的81.0MPa；位错密度先增大，位错强化贡献由2道次的139.0MPa增大至4道次的146.2MPa，锻造6道次后，大量位错向大角度晶界转变，位错密度降低，使位错强化贡献减小至101.9MPa，晶界强化贡献的增加不足以补偿位错强化贡献的减小，导致屈服强度降低。
(7)不同道次镦拔锻造2A66合金经T8热处理后，强度大幅提升，伸长率略微下降，其中4道次的拉伸力学性能最佳。T8热处理后，基体中析出大量以T1相为主的强化相，使屈服强度提高且约为锻造态的2倍；当锻造道次为4时，位错、亚晶界缺陷更多，为T1相的形核提供更多有利位置，使T1相的数量增多且产生更大的强化作用，对应的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为516MPa、427MPa和9.7%。
(8)构建了2A66合金在多轴锻造过程中的晶粒细化模型。加载力轴的交替变换促进晶内变形带的生成及局部晶界滑移，加速连续动态再结晶，使粗大原始晶粒被许多细小新晶粒替代。
(1)构建了关于2A66合金的精确应变补偿型本构模型。基于摩擦、温升修正后的流变应力，计算了不同应变值下的材料常数α、Q、n与lnA，确定材料常数与应变的优化拟合为六阶多项式拟合，得到考虑应变影响的本构模型，该模型具有高相关系数及低平均相对误差，说明该模型拥有良好的流变应力行为预测能力。
(2)均匀化退火态2A66合金中的粗化T1相在500℃单轴压缩试验中发生了静态回溶与静态再析出。当合金被加热至500℃保温时，Cu、Li原子在Al基体中的固溶度增大，且粗化T1相在该温度下不稳定，T1相中的Cu、Li原子向Al基体中扩散，使T1相溶解；压缩阶段，合金中引入位错等缺陷，为T1相的再析出提供便利位置；压缩后的冷却阶段，T1相优先在位错、亚晶界及弥散粒子上进行非均质形核并长大，并且明显细化。
(3)基于四种失稳判据构建的加工图的对比及检验结果表明，对于2A66合金，K-P判据与M-R判据的预测能力优于Gegel判据与M-R判据，M-R判据又比K-P判据更准确，故M-R加工图最适用于2A66合金。根据M-R加工图优化出两个锻造工艺参数窗口，第一个是410℃~480℃/0.03s-1~3s-1，该区域内η值较稳定且主要机制为动态回复；第二个是480℃~500℃/0.001s-1~0.03s-1，相应的机制为动态回复及部分动态再结晶。
(4)经三轴锻造与T8热处理后，2A66合金的力学性能各向异性降低，高向塑性显著提升，并且锻造道次为9时拉伸性能最佳。多方向载荷的交替作用使晶粒被细化且分布更均匀，T8热处理使基体中析出许多强化相，在锻造道次增加至9后，T8态合金高向的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为494MPa、412MPa和14.8%，相应的纵向力学性能与其的差异分别为0.2%、1.2%和5.7%，断口呈沿晶韧性断裂和韧窝断裂混合的断裂模式。
(5)均匀化退火态2A66合金经镦拔锻造后，第二相及晶粒被显著细化，最大织构强度明显降低。随锻造道次的增加，晶界呈链状分布的Al2Cu相及晶内大量粗化T1相发生破碎和回溶，相应的破碎机制为位错剪切机制，第二相的体积分数由2道次的10.10%减少至6道次的3.08%；晶粒尺寸先由均匀化退火态的450μm快速减小至2道次的20μm，然后缓慢减小至6道次的4.4μm，晶粒尺寸分布更均匀，再结晶比例大幅增加至84%，晶粒细化机制主要为连续动态再结晶；形变织构逐渐向再结晶织构转变，织构强度由2道次的19.29降低至6道次的7.29。
(6)随着镦拔锻造道次的增加，屈服强度先增加并在4道次达到最大值，然后在6道次发生下降。锻态2A66合金屈服强度的增加主要是位错强化机制和晶界强化机制的作用，随锻造道次的增加，晶粒持续细化且晶界面积增加，晶界强化贡献由2道次的38.2MPa增加至6道次的81.0MPa；位错密度先增大，位错强化贡献由2道次的139.0MPa增大至4道次的146.2MPa，锻造6道次后，大量位错向大角度晶界转变，位错密度降低，使位错强化贡献减小至101.9MPa，晶界强化贡献的增加不足以补偿位错强化贡献的减小，导致屈服强度降低。
(7)不同道次镦拔锻造2A66合金经T8热处理后，强度大幅提升，伸长率略微下降，其中4道次的拉伸力学性能最佳。T8热处理后，基体中析出大量以T1相为主的强化相，使屈服强度提高且约为锻造态的2倍；当锻造道次为4时，位错、亚晶界缺陷更多，为T1相的形核提供更多有利位置，使T1相的数量增多且产生更大的强化作用，对应的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为516MPa、427MPa和9.7%。
(8)构建了2A66合金在多轴锻造过程中的晶粒细化模型。加载力轴的交替变换促进晶内变形带的生成及局部晶界滑移，加速连续动态再结晶，使粗大原始晶粒被许多细小新晶粒替代。