Al-Cu-Li合金因其具有低密度、生产成本较低及高比强度等特性在航空航天领域受到极大关注与应用。但国内外对Al-Cu-Li合金时效工艺的研究主要是针对普通粗晶型合金,极少涉及细晶型合金。本文将Al-Cu-Li合金（AA2297）固溶后冷轧至95%的压下量获得纳米结构合金,然后在不同温度及时间下进行时效。采用硬度测试、拉伸测试、XRD测试、SEM及TEM等测试分析手段,探索了一系列时效工艺对纳米结构Al-Cu-Li合金微观组织及力学性能的影响。通过一系列测试,确定了最佳的时效工艺,探索了纳米结构Al-Cu-Li合金的时效析出序列及析出相种类,得出结论如下:（1）通过结合大应变冷轧和时效工艺,成功制备了具有纳米结构的高强、高塑性Al-Cu-Li合金。（2）随时效温度升高,合金达到峰时效的时间渐短,但在不同温区内,合金的峰值时效强度的变化规律各异。在低温区（120℃～140℃）内,随着时效温度的升高,峰值强度变化不大;最佳的时效工艺为140℃/40 h,此时的抗拉强度σ_b、屈服强度σ_0.2及总延伸率δ分别为525 MPa、490 MPa及7.7%。在高温区（170℃～190℃）内,峰值强度迅速下降,仅170℃维持在相对较高的强度;最佳的时效工艺为170℃/8 h,合金的抗拉强度σ_b、屈服强度σ_0.2及总延伸率分别为503 MPa、462 MPa及5.0%。（3）大应变冷轧引入了大量位错、位错晶界及亚晶界等缺陷,有助于T₁相形核析出,极大缩短了合金达到峰时效的时间,提高了合金的峰值强度。本文所制得的纳米结构Al-Cu-Li合金,时效后析出的主要强化相为T₁相与δ′相,并未看到其他文献报道的粗晶中所描述的θ′相析出。时效温度为140℃时,在欠时效阶段由少量的δ′相与T₁相共同强化,峰时效阶段主要由T₁相强化;过时效阶段,T₁相长度方向明显增加,宽度方向变化不大。但在170℃峰时效阶段,T₁相在宽度上明显增加。