挤压铸造是结合了铸造成形和塑性成形特点为一体的一种高效近净成形技术。Al-Cu合金是一种高强韧铸造铝合金,采用挤压铸造技术制备的Al-Cu合金可应用于航空、航天、国防等重要领域,实现装备的轻量化。目前,挤压铸造Al-Cu合金的研究主要集中于优化工艺参数和合金成分,获得更好的静态力学性能,对其动态力学性能研究相对较少。低周疲劳实验具有经济高效、数据集中等优点,在疲劳研究领域得到广泛应用。本文针对挤压铸造工艺制备的一种主要合金成分为5.0wt%Cu、0.4wt%Mn的铝合金,采用低周疲劳实验,并结合金相分析、SEM、TEM等手段研究了合金铸态和热处理态下的疲劳行为,并与A356合金进行了对比研究。本文结论如下：(1) Al-5.0Cu-0.4Mn铸态合金在0MPa、25MPa、75MPa时都表现为明显的持续循环硬化行为,循环应力响应曲线大致对应合金断裂过程的三个阶段,合金的循环应力和名义总应变幅有直接关系并且符合Hollomon方程；随着压力的增加,循环应力响应曲线开始呈现出“饱和”和“失稳”阶段,并且强化的最大值也增加。T5热处理合金总的循环周次显著变长,明显出现一段周期长的“稳态”过程。研究了位错状态变化与低周疲劳循环硬化行为的内在关系,结果显示,位错之间以及位错与第二相之间的相互作用是产生循环硬化的主要原因。(2)采用TEM、SEM和金相分析等研究了压力和T5热处理对合金低周疲劳寿命的影响。发现挤压压力和T5热处理可以显著提高Al-5.0Cu-0.4Mn合金的低周疲劳寿命,这主要是由于压力下疲劳源数量大大减少,热处理后析出大量弥散分布的θ’相和二次T相。合金在各压力和各状态下(铸态和热处理态)的低周疲劳寿命曲线符合Manson-Coffin和Basquin关系,可以用来建立应力-寿命关系预测应力控制下的寿命。铸态下Al-5.0Cu-0.4Mn存在过渡疲劳寿命,压力越大,过渡疲劳寿命右移,热处理后由于高强度及弹性模量的增加使合金没有明显的过渡疲劳寿命。(3)挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金的塑性应变能密度随着循环周次的增加而减小并且和循环应变幅正比例相关,合金ΛWp-2Nf关系符合Halford-Marrow方程。(4)挤压铸造A356合金铸态和T6热处理态的循环硬化行为曲线的规律与Al-5.0Cu-0.4Mn合金相同。挤压压力和T6热处理也可提高A356合金的低周疲劳寿命,但压力对A356合金低周疲劳寿命的提高没有A1-5.0Cu-0.4Mn合金显著。挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金的低周疲劳寿命明显优于A356合金。A356合金铸态和热处理态均存在过渡疲劳寿命,压力和热处理对其影响不大。A356合金的塑性应变能密度随着循环周次的增加而减小并且和循环应变幅正比例相关,A356合金塑性应变能密度比Al-5.0Cu-0.4Mn合金大,累积损伤更快寿命更短。