基于中位粒径分别为76μm和14μm的粗细两种SiC颗粒，按不同配比设计6种颗粒级配方案，并通过热等静压烧结成型制备体积分数为55%的SiC_P/2024Al复合材料，设计“冷热循环”和“固溶+冷热循环”两种稳定化热处理工艺，研究了颗粒级配及热处理对55%SiC_P/2024Al复合材料微观组织结构及尺寸稳定性的影响。结果表明：颗粒级配对铝合金基体中的Al₂Cu相含量有显著影响，当细SiC颗粒占比为40%时有利于Al₂Cu相的析出，而固溶+冷热循环稳定化热处理提高了Al₂Cu相的尺寸均匀性和分布均匀性，进一步提高相稳定性；在真实模型及标准模型中，稳定化热处理过程所产生的热错配应力水平，随着细SiC颗粒占比的提高表现出先上升后下降的趋势，占比为40%时Mises应力达到最大值（分别为7.95 MPa和3.52 MPa），有利于复合材料内部残余应力的释放，提高应力状态稳定性；采用14μm细SiC颗粒占比为40%的颗粒级配方案并进行固溶+冷热循环稳定化热处理时，55%SiC_P/2024Al复合材料具有最佳的尺寸稳定性，在5次180℃热载荷测试中的尺寸变化率保持在±0.07%以内。