2024铝合金具有强度高、塑性好、重量轻、优异的比强度等特点,广泛应用于航空航天（如飞机蒙皮、火箭液氢贮箱等）。近年来,国家对空天领域愈发重视,对铝合金的综合性能和加工工艺提出进一步的要求。其中形变热处理是调控铝合金性能的有效方法之一。本文基于“形变+时效”工艺,利用冷轧（Cold rolling,CR）变形制备低到高应变的2024铝合金,并对不同冷轧变形量的样品进行时效热处理,以期望获得优异的强塑性匹配和较好加工工艺。采用显微硬度测试、拉伸测试、差示扫描热量法（Differntial scanning calorimeter,DSC）、透射电子显微镜（Transmission electron microscope,TEM）等对冷轧态和时效处理的样品进行力学性能测试和微观组织表征,系统研究了低到高应变量冷轧变形及时效处理后的微观组织演变和力学性能变化规律。主要结论如下:（1）冷轧变形过程中的微观组织演变以位错组织的演变为特征,低应变时在晶粒内部形成大量的位错缠结,随着应变量增加,晶粒逐渐被内部所形成的几何必需界面（Geometrically necessary boundaries,GNBs）和伴生位错界面（Incidental dislocation boundaries,IDBs）这两种位错界面所分割,当应变高于70%时,变形组织逐渐转变成GNBs平行于轧制方向的层状组织（Lamellar structure）。（2）随着冷轧变形量的增加,材料强度先快速增加,尔后增加缓慢,塑性则逐渐下降。拉伸的应力应变曲线显示,材料有明显的加工硬化第Ⅱ阶段,加工硬化率较高,随着应变的增加,加工硬化率逐渐降低。（3）冷轧变形结合150℃以下温度时效样品表现出良好的强塑性匹配,其屈服强度提高为T6工艺的1.5-2倍,均匀延伸率为6.5-7.5%。90%冷轧变形150℃峰时效样品性能最优,屈服强度为660 MPa,均匀延伸率为7.4%。（4）时效温度和应变量强烈影响时效析出行为,时效温度越高,时效析出越充分。当20%低变形量冷轧样品150℃以下温度峰时效处理时,形成大量弥散分布的强化相,而90%冷轧样品经类似的时效处理几乎没有时效析出发生。