Al-Li合金在密度与比强度上较其他传统合金更有优势,近年来围绕Cu/Li和Cu/Mg比对Al-Li-Cu-Mg系合金显微组织和力学性能的影响的研究较多,而高Li含量的方面的研究很少。本文主要围绕高Li合金的成分设计、热处理工艺两方面对Al-Li合金性能进行优化。本文设计了 5种成分的合金命名为1#～5#[Al-5Li-4.5Cu-xMg（x=1,2,3,4,5）]。探究Mg含量对合金组织与性能的影响;并针对5#合金,使用不同模具进行熔炼浇铸,分别为石墨模空冷、铁模空冷、铜模空冷、水冷铜模、水淬等五种方式。探究凝固速度对合金组织与性能的影响。使用SEM、XRD、EDS以及拉伸测试等方式分析合金的组织与性能的变化规律。使用铜模空冷条件下浇铸的1#～5#合金,随着Mg含量的增加,晶粒的尺寸先减小后增大,合金中的共晶组织不断增加。Mg元素调节了合金第二相的种类,1#～5#合金中一直含有的第二相是T2（Al6CuLi3）。添加Mg元素的过程中,S（Al2MgLi）相的不断析出造成合金中的Li原子浓度降低,抑制了δ’（Al3Li）的析出。由于T2（Al6CuLi3）的回溶温度较S（Al2MgLi）更高,经过相同制度的均匀化处理后,5#合金的效果最好。1#～5#合金的抗拉强度与显微硬度经热处理后有所提高,但效果并不明显。在显微硬度与时效时间的实验中,Mg元素的增加及时温度的提高都缩短了合金时效峰出现的时间;合金的显微硬度都呈现出先增加后减小的趋势。对1#～5#合金的拉伸测试后观察断口形貌为脆性断裂,延伸率很低为1%以下。改变凝固条件下浇铸Al-5Li-4.5Cu-5Mg成分的合金命名为6#～9#。其他组实验均为亚快速凝固下的8#合金的对照实验。凝固速度增加的过程中并没有改变合金中第二相的种类,只是改变了第二相的尺寸、数量与形态。凝固速度的提高,使过冷度增大提高了合金的形核率,晶粒不断细化,第二相明显增加且不断细化,合金成分偏析也有所下降。均匀化温度探究实验确定了最佳均匀化温度为540℃下保温48h。亚快速凝固条件下8#合金较5#的显微硬度与抗拉强度都有提高。经过热处理后合金的显微硬度及抗拉强度也明显提高,但合金仍为脆性断裂,由于晶界上析出的脆性第二相破坏了晶界的连续性导致的沿晶断裂,断口呈台阶状断裂趋势。