超高強度鋁合金是以Al、Zn、Mg、Cu系（簡稱7xxx系）為主的可熱處理強化的鋁合金。它具有高強度和硬度、良好的熱加工性、優良的焊接性能、較好的耐腐蝕性能和較高的韌性等優點， 宜做承受較大的結構材料，廣泛應用于航空航天領域。 

一、國外7xxx系高強鋁合金的發展

7xxx系高強鋁合金的發展可以追溯到20世紀20年代，德國科學家SanderW和MeissnerKL發現Al、Zn、Mg合金經淬火、時效后具有很高的強度。以此為基礎，發展出了后來的7000系鋁合金。1943年美國開發出了可實際應用的7075合金，并第一次應用于B 29型轟炸機上，曾給飛機結構和性能帶來了革命性變化，同時也為超高強鋁合金的飛速發展奠定了基礎。

1968年，在7001合金的基礎上，通過降低Cu和Cr的含量，增大Zn/Mg比值等手段來提高韌性和抗應力腐蝕性能，研制出7049合金。

1969年開發成功7000系中斷裂韌性高的7475合金，該合金除了成分差別外，加工工藝也有所改變，通過調整晶粒度、均勻性、E相（Al12Mg2Cr）的尺寸和質點間距，使其韌性得到改善。

1971年，以7075合金為基礎，通過增加Zn和Cu 含量、調整Cu/Mg比值來提高強度，并添加Zr代替Cr克服淬火敏感性和調整晶粒尺寸，美國開發出了強度、斷裂韌性和抗應力腐蝕性能較高的7050合金和7150合金。

20世紀80年代，美國鋁業公司在7150的基礎上，進一步降低Fe，Si，Mn等雜質元素的含量，提高Zn/Mg比值，耗資數十億美元研制成功了號稱王牌鋁合金的7055合金，并于1993年申請專利。7055 T77等熱處理狀態的制品強度比7150 T6狀態高10%以上，比T7075 T6狀態高25%以上，使其在保證材料具有高強度的同時又具有優良的綜合性能，目前7055 T77已用于波音777客機的上翼蒙皮、機翼桁條。

隨著快速凝固/粉末冶金（RS/PM）制備技術的發展，快凝技術逐漸被引入高強鋁合金的研究。80年代，美國Alcoa公司采用傳統RS/PM制備方法，研制出了PM/7090，PM/7091，CW67等合金，其強度相當于IM/7075 T6，耐腐蝕性相當于IM/7075 T73。

1992年，日本住友輕金屬公司采用真空平流制粉、后續真空壓實燒結工藝，在實驗室制備出b達700MPa以上的超高強鋁合金，將鋁合金的強度性能指標推向了極高的水平。但是，由于傳統RS/PM工藝難以制備大尺寸材料和生產成本高昂，再加上合金中鋅含量很高，導致粉末燒結困難，難以制備成塊狀材料，因此采用傳統RS/PM工藝生產的超高強鋁合金并未得到實際應用。

90年代初期，隨著以噴射成形技術為代表的新一代RS/PM工藝走向大規模實用化，使規模生產實用超高強鋁合金材料變為現實。

到20世紀90年代末，美國、英國、日本等工業發達國家均利用先進的噴射成形技術開發出了含鋅量8%以上（高達14%）、??b為760-810MPa，??為8%-13%的新一代超高強鋁合金，用于制造交通運輸領域的結構件及其他要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構件。

綜上所述，國外超高強鋁合金研制基本上是沿著高強度、低韌性、耐腐蝕方向發展；隨之的熱處理狀態開發則是沿著T6 T73 T76 T736（T74） T77方向進展；在合金設計方面的特點是合金化程度越來越高，Fe和Si等雜質含量越來越低，微量過渡族元素添加越來越合理，終在大幅度提高強度的同時保證合金具有優良的綜合性能。 

二、國內Al、Zn、Mg、Cu系高強鋁合金的發展

國內超高強鋁合金的研究開發起步較晚。我國航空工業和其他國防工業大量應用的高強度鋁合金主要仍為類似于B95和7075合金的LC4及LC9；對7050等高強度鋁合金進行研究，大多仍著眼于提高合金的韌性及抗腐蝕性能，而它們的強度則大多仍維持在7075 T6的水平上，甚至還有不同程度的降低。

為了進一步提高合金強度，充分發揮高強度合金的減重潛力，20世紀80年代初，東北輕合金有限責任公司和北京航空材料研究所開始研制Al、Zn、Mg、Cu系高強高韌鋁合金。目前在普通7xxx系鋁合金的生產和應用方面已進入到實用化階段，合金主要包括7075，7175等，其產品用于各種航空航天器的結構件。

20世紀90年代中期，北京航空材料研究所采用常規半連續鑄造法試制成功了7A55超高強鋁合金及強度更高的7A60合金，東北輕合金有限責任公司近來采用傳統方式成功生產出軋制板材用7055方鑄錠。

近年來，在國家攻關和863高技術項目的支持下，北京有色金屬研究總院和東北輕合金有限責任公司開展了仿俄羅斯B96合金成分的超高強7xxx系鋁合金以及具有更高鋅含量的噴射成形超高強鋁合金的研制開發工作，分別采用噴射沉積和半連續鑄造工藝，制成了各種尺寸的（模）鍛件、棒材及無縫管材等，合金的抗拉強度已分別達到800-830MPa和630-650MPa，延伸率分別達到8%-10%和4%-7%，基本上達到了國外90年代中期的水平。同時，東北大學等單位進行了低頻電磁半連續鑄造高合金化超高強鋁合金的研究工作，目前已開發出具有自己獨立知識產權的低頻電磁半連續鑄造技術

轉自：鋁板帶箔