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本文开发了2024Al-K2ZrF6-KBF4反应新体系，通过熔体直接反应法成功制备了纳米ZrB2颗粒增强2024Al基复合材料，并优化了制备工艺参数。利用X-射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)等仪器研究了ZrB2(np/2024Al复合材料的微观组织、相组成以及原位内生颗粒的形貌、大小及分布特征等。测试了不同状态下的复合材料的力学性能，分析了复合材料的强化机制。并采用高温拉伸试验方法研究了ZrB2(np)/2024Al复合材料的高温塑变性能。 研究结果表明:在2024Al熔体温度为870℃时，以K2ZrF6和KBF4为反应物（摩尔比为1∶3），保持反应时间为30min的条件下，反应生成的增强颗粒经XRD、EDS及TEM分析确认为ZrB2。ZrB2颗粒形貌呈六棱形或多边状，平均尺寸为30nm左右，并分布在晶界处。复合材料经高能超声处理5min后，纳米ZrB2颗粒团簇被击碎成尺寸为500nm左右的颗粒增强团，分布也趋于均匀。通过优化的工艺参数制备了体积分数为3.1％、5.4％和8.1％的ZrB2(np)/2024Al复合材料，研究表明晶界处纳米ZrB2颗粒的存在有效地阻碍了晶粒的长大，细化了基体晶粒。 复合材料的拉伸性能研究结果表明:随着颗粒体积分数的增加，复合材料的强度和塑性显著增强。当纳米ZrB2颗粒体积分数为5.4％时，复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到245MPa，88Mpa和18.3％，分别是2024Al基体的1.36，1.57和2.03倍。ZrB2(np)/2024Al复合材料的增强机制主要有载荷传递、细晶强化、裂纹桥接、分支和偏转等。热挤压处理后，不同体积分数的复合材料的抗拉强度和伸长率均得到了提高。当纳米ZrB2颗粒体积分数为5.4％时，复合材料的抗拉强度和伸长率达到268Mpa和20.2％，分别为未处理前的1.08倍和1.12倍。T6热处理后，不同体积分数的复合材料的抗拉强度显著提高，体积分数为5.4％的ZrB2(np)/2024Al复合材料的抗拉强度达到了355MPa，为热处理前的1.33倍。复合材料的伸长率较热处理前均没有太大变化，仍保持着较高的伸长率。 通过高温拉伸试验研究了纳米ZrB2颗粒体积分数、变形温度和应变速率对ZrB2(np)/2024Al复合材料高温塑变性能的影响规律。研究表明:随着纳米ZrB2颗粒体积分数的增大，复合材料的流动应力先减小再增大，而伸长率则先增大再减小。当纳米ZrB2颗粒体积分数为5.4％时，复合材料的流动应力和伸长率为17.1MPa和89.2％。随着变形温度的提高，ZrB2(np)/2024Al复合材料的流动应力不断下降，而伸长率不断上升。在480℃时，复合材料的流动应力和伸长率分别为19.7MPa和92.3％。随着应变速率的增大，复合材料的流动应力先减小随后不断增大，而伸长率变化趋势为先增大再减小再升高。当应变速率为1×10-3/s-1时，复合材料的流动应力和伸长率分别为18.3MPa和89.4％。