二十世纪的初期,称之为轻合金的铝合金开始工业应用。现在,铝材的用量之多,范围之广,仅次于钢铁,是第二大金属材料。
1、Al-Cu-Mg合金系(2000)
为提高2024的断裂韧性,通过控制合金中的Fe、Si杂质量和调整溶质元素的量,美国分别研制出了2124、2048和2524等合金。其中新合金2524已广泛用于B777机身,在强度相当的条件下,2524的断裂韧性和抗疲劳的能力有明显的优势。
研究发现,微量Ag (~0.1at.%)可促进所有含Mg铝合金的时效强化。由此开发出的典型合金有Al-4Cu-0.3Mg-0.4Ag和Al-6.3Cu-0.4Mg-0.4Ag-0.3Mn-0.2Zr。与另外的2000系合金相比,前者具有优良的蠕变性能;后者既具有较高的室温强度,又提高了高温和蠕变性能。
2、Al-Zn-Mg-(Cu)合金系(7000)
很多研究都围绕着如何既获得T6的强度又具有T73的抗应力腐蚀性能。通过调整成分和工艺,出现了7049、7050、7150和7033等合金;添加Zr代替Cr开发了7010和7012合金;在T73之前对合金进行热变形;采用T77处理工艺的合金,如7055-T7751,用于B-777客机以承受压缩载荷为主的上机翼翼面,使其重量减少了635kg;由英国开发的,于1999年6月在美国注册的7034合金,其具有优秀的损伤容限。
3、Al-Li合金系
按时间顺序和性能特点可将铝锂合金划分为三代。第一代以1957年美国Alcoa公司研究成功的2020合金为代表。第二代为二十世纪七十年代至八十年代发展起来的铝锂合金,其中美国的2090和英国的8090以及另外的和其他国家的具有代表性的铝锂合金,具有密度低、弹性模量高等优点,获得了应用。进入二十世纪九十年代以后,人们针对第二代铝锂合金本身存在的各向异性、不可焊、塑韧性及强度水平较低等问题,开发出了具有特殊优势的第三代新型铝锂合金。其中的高强可焊合金和低各向异性合金是第三代铝锂合金的发展方向。如高强可焊的Weldalite系列合金,低各向异性的AF/C489合金,高韧的2097合金,高抗疲劳裂纹的C-155合金,及超轻的8024 Al-Li-Zr合金(1999年注册)等。其中对高强可焊合金和低各向异性合金的研究最多,是第三代铝锂合金的发展方向。
4、铸造铝合金
开发能够替代部分变形铝合金的高强韧铸造铝合金,可以缩短制造周期,降低成本。法国、美国有最著名的高强韧铸造铝合金。这些高强韧铸造铝合具有很好的力学性能。近年来,铸造铝基复合材料发展较为迅速。此外,有些新型具有特种功能的铸造铝合金材料也处于研究应用阶段。
5、快速凝固/粉末冶金铝合金和喷射沉积铝合金
在快速凝固/粉末冶金(RS/PM) 铝合金方面,已出现了几种典型的合金。
近几年来,喷射沉积铝合金的工艺受到英国、法国、瑞士和日本等国家的高度重视,已用于生产的有2000系、7000系、Al-Li系、Al-Si系。




