颗粒增强铝基复合材料具有比强度、比模量高等优点,已经广泛的应用于航天、船舶、交通运输等工业领域。但颗粒增强铝基复合材料高温力学性能较低,限制了其在高温领域的应用,所以改善其高温性能成为目前的研究热点。而石墨烯由于其优异的性能,得到了许多学者的密切关注。因此本文选用石墨烯（Graphene,Gr）为增强相、6061-T6铝合金为基材,通过旋转摩擦挤压（Rotating Friction Extrusion,RFE）法成功制备出石墨烯增强铝基（Gr/6061Al）复合材料,并研究了工艺参数及石墨烯含量对复合材料成形的影响,制定了复合材料热处理工艺规范,探讨了热处理前后复合材料的组织的变化,最后分析了RFE及热处理后对Gr/6061Al复合材料高温力学性能的影响。研究结果表明:采用RFE法可以成功制备出成形良好,组织均匀的Gr/6061Al复合材料。挤压速度和旋转速度过高或过低都会影响材料的表面成形;当石墨烯含量低于1.5vol.%时,复合材料成形良好,但随着石墨烯的不断增加,复合材料的成形越来越差;RFE态基材组织为细小等轴晶,添加石墨烯后,复合材料晶粒尺寸变得更加细小;随着石墨烯含量的增加,复合材料硬度先增加后减小;采用RFE法能有效避免复合材料中Al4C3相生成,但使基体中的第二相数量减少并发生粗化;基材中Mg2Si相与α-Al相之间的界面为共格界面,经RFE加工后,复合材料中Mg2Si相与α-Al相变为半共格界面。复合材料最佳热处理参数为固溶温度为540℃+保温4h,时效温度为175℃+保温12h;热处理后Gr/6061Al复合材料的晶粒尺寸进一步减少,组织更加均匀,复合材料的硬度则得到了大幅度升高;经热处理后复合材料中也未产生脆性相Al4C3,且第二相较未热处理之前尺寸有所减小,数量明显增加,重新析出的Mg2Si相与α-Al相之间的界面为共格界面。Gr/6061Al复合材料的抗拉强度、屈服强度以及弹性模量都随着石墨烯的增加而呈现先增大后减小趋势;当石墨烯含量为1.5vol.%时,复合材料的抗拉强度、屈服强度以及弹性模量均达到最大;复合材料的断口呈现良好的韧性断裂特征,但是随着石墨烯的增加,复合材料的伸长率降低,塑性变差。热处理前复合材料的抗拉强度、屈服强度随着温度的增加先升高后下降,伸长率则相反,弹性模量随着温度的增加一直下降;300℃时,1.5vol.%Gr/6061Al复合材料的抗拉强度为70.1MPa,较300℃时的RFE态基材提高了60.0%;复合材料的断口在高温下为韧性断裂,随着温度的增加,复合材料的韧窝变大变深,塑性越来越好。热处理可以大幅度提高Gr/6061Al复合材料的高温强度,但使复合材料塑性变差;热处理后的复合材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率、弹性模量随着温度的增加均一直降低,但同温度下,复合材料的强度均高于基材和RFE-T6态基材;300℃时,1.5vol.%Gr/6061Al-T6态复合材料的抗拉强度为139.0MPa,较未热处理前增加了98.3%;此外,随着温度的增加,Gr/6061Al-T6态复合材料的断裂模式由韧性断裂逐渐变为韧脆混合断裂。采用RFE法制备的Gr/6061Al复合材料是通过位错强化、细晶强化、第二相强化、载荷传递强化四种强化机制混合强化,但并不是简单的直接相加。