近年来,随着以微机电系统和微系统技术为代表的微型化先进制造技术的迅猛发展,对适用于这种微型化系统的小尺寸材料力学性能的研究引起了学者的广泛关注。对于在亚毫米尺度材料中出现的“越小越弱”现象主要起源于位错在自由表面的快速湮灭,而对纳米和一些亚微米尺度材料的尺寸效应研究中,发现在材料内引入高密度的点缺陷或在表面形成氧化层可以延缓尺寸效应的发生或提高材料的强度。在合金中引入第二相是否也能延缓尺寸效应的发生或改善小尺度材料的性能,这方面的研究未见详细报导。另外,很多研究表明,采用适当的疲劳预变形可以有效提高材料的强度。因此,本文选取时效强化型的Al-4.0wt.%Cu合金作为研究对象,系统研究该合金拉伸行为的尺寸效应,以及疲劳预变形对其产生的影响;同时,探讨了疲劳预变形对欠时效状态该合金拉伸行为的影响。目的是为丰富材料尺寸效应以及疲劳预变形影响材料力学行为的微观机理提供参考资料。530℃/5h固溶加160℃/16h时效Al-4.0wt.%Cu合金尺寸效应的研究结果表明,随样品厚度t减小,屈服强度σYS未表现出明显厚度效应,抗拉强度σUTS逐渐减小,降幅在t=0.45 mm时达到最大,继续降低t≤0.30 mm,σUTS基本未变。均匀延伸率δ先提高,t=0.60 mm后下降,当t≤ 0.30 mm时,δ变化不大;薄样品断口由纤维区和放射区组成,且纤维区只出现在断口与侧表面交汇处,厚样品断口只观察到纤维区,且韧窝尺寸明显增大。不同t样品拉伸断裂后,θ//析出相附近位错密度较高,尤其在厚样品中,而在无析出相区域,随t减小,位错从细小位错胞演变成尺寸较大松散胞,最终到薄样品中的网状或缠结结构,位错密度的下降导致位错间以及位错与析出相作用减弱,进而导致σUTS连续下降,但在较薄样品中（如t≤0.30 mm）,θ//相对位错在表面湮灭的阻碍使σUTS和δ基本维持一恒定值。D=20%（D=Ni/Nf,Ni和Nf分别为给定条件下的预疲劳周次和疲劳寿命）疲劳预变形对530℃/5h固溶加160℃/16h时效合金尺寸效应影响的研究结果表明,当t≥ 0.60 mm时,σYS和σUTS无明显变化,继续减小t,它们下降,当t≤0.30 mm,σYS基本不变;δ先升高,t=0.70 mm后连续下降。不同t样品断口表面只观察到纤维区,且随t增大,滑移带取向增多、密度提高,与相同厚度未预变形样品相比,样品表面滑移带密度明显提高,晶内凸起以及晶界侵入和挤出现象减弱。疲劳预变形促进合金中θ//相的析出及长大,同时提高了位错密度,进而导致预变形合金的强度显著提高,且σUTS下降时对应的厚度值从未预变形时的1.00 mm降到疲劳预变形后的0.60 mm。疲劳预变形对欠时效Al-4.0wt.%Cu合金拉伸行为影响的研究结果表明,D=5%、20%和50%的疲劳预变形导致欠时效合金的强度显著提高,δ明显下降,但拉伸性能未显示出对D的依赖性;欠时效合金经疲劳预变形后,在拉伸样品表面形成了明显的滑移台阶和晶界裂纹,断口颈缩现象减轻,断口韧窝主要分布在断口与侧表面的交汇处或在断口宽度方向两端,断口表面还观察到裂纹;疲劳预变形导致欠时效合金中形成大量间距较小的细小θ//针状析出相,且它们的分布极不均匀,尤其当D较小时。与此同时,位错密度提高,形成了位错网、缠结、甚至松散的位错胞,而拉伸断裂后,随D提高,位错结构从松散位错胞演变成胞块结构,此胞块的形成与间距较小细小θ//针状析出相的析出密切相关。