本书包括高性能铝合金及其热处理两部分。详细阐述了作者团队近二十年来在超高强和高强铝合金、高耐损伤铝合金、耐热铝合金、高强低密度铝锂合金、高强可焊耐蚀铝钪合金、高强高导电铝合金等方面研究取得的重要成果，深入探讨了高性能铝合金的合金化与微合金化，强韧化、耐腐蚀、耐疲劳损伤、耐热、导电性能及其与特征微观组织的构效关系，并系统介绍了国内外典型高性能铝合金的主要性能及其均匀化退火、回复与再结晶退火、固溶淬火，以及时效等热处理技术、工艺规范和典型案例。
本书可作为从事铝合金材料研发、生产和应用的科研人员和技术人员的参考书，也可用作材料学、材料加工工程和材料成形及控制工程等相关专业的高年级本科生和研究生教材。

肖月华，女，硕士，副教授，全国大学生金相技能大赛评审委员会委员。长期致力于轻质高强金属结构材料的研究、教学与人才培养工作，先后在Science China、Advanced Materials、Materials Letters、ACS Applied Electronic Materials等核心期刊发表学术论文20余篇，授权国家专利2项，主编教材1部，指导本科生参加国家级学科竞赛获国家级奖项20余项。

潘清林，男，博士，教授，博士生导师。长沙市科技创新创业领军人才，鸢都产业领军人才。长期致力于高性能铝合金及其应用基础研究，承担国家和省部级科研项目18项，获省部级科技进步奖4项，授权国家发明专利9件，出版学术专著2部，参编《铝合金挤压加工技术手册》，获第二届中华优秀出版物奖（图书奖），发表SCI论文260余篇，注册6E05铝合金牌号，出版教材4部。在高性能铝合金复合微合金化成分设计、制备加工新技术及组织性能调控等方面做出了创新性研究成果，所研发的高强可焊铝钪合金、超高强耐蚀铝合金、高耐损伤铝合金材料已成功应用于我国载人航天工程、轨道交通和新能源汽车等领域。

第1章铝合金的基本特性与发展1
1.1铝合金的基本特性1
1.2铝合金的分类1
1.2.1变形铝合金2
1.2.2铸造铝合金5
1.3铝合金的牌号及状态5
1.3.1铝合金的牌号5
1.3.2铝合金的状态7
1.4铝合金的合金化与合金相9
1.4.1铝合金中的合金元素及其影响9
1.4.2铝合金中的合金相13
1.5铝合金的强化与韧化15
1.5.1铝合金的强化15
1.5.2铝合金的韧化22
1.5.3铝合金的强韧化实践25
1.6铝合金的发展27
1.6.1铝合金的发展历史27
1.6.2铝合金的发展方向28

第2章高强与超高强铝合金32
2.1高强度铝合金的发展概况32
2.2高强度铝合金的合金化38
2.2.1主合金元素38
2.2.2微合金化元素39
2.2.3杂质元素41
2.3高强度铝合金的微观组织与性能41
2.3.1沉淀析出序列及相结构41
2.3.2微观组织及其作用机理42
2.4主要的高强与超高强铝合金46
2.4.1超高强铝合金705546
2.4.2高强高韧耐蚀铝合金7050/7150/7475/7B0454
2.4.3高强高淬透性铝合金708562
2.4.4高强可焊铝合金7A52/7A6264

第3章高耐损伤铝合金66
3.1高耐损伤铝合金的发展概况66
3.2高耐损伤铝合金的合金化68
3.2.1主合金元素68
3.2.2微量元素69
3.2.3杂质元素70
3.3高耐损伤铝合金的微观结构71
3.3.1沉淀析出相及其特征71
3.3.2微观结构对合金疲劳损伤行为的影响72
3.4主要的高耐损伤铝合金75
3.4.12524铝合金75
3.4.22E12铝合金76
3.4.32124铝合金76
3.4.42024铝合金86
3.4.52A12铝合金89

第4章耐热铝合金92
4.1耐热铝合金的发展概况92
4.2耐热铝合金的合金化95
4.3耐热铝合金的耐热机理97
4.4主要的耐热铝合金99
4.4.1Al-Cu-Mg-Ag铝合金99
4.4.22219铝合金106
4.4.32618A/2618铝合金107
4.4.42D70铝合金109

第5章高强低密度铝锂合金110
5.1铝锂合金的发展概况110
5.2铝锂合金的合金化112
5.3改善铝锂合金性能的主要途径116
5.3.1铝锂合金塑韧性的改善116
5.3.2各向异性的改善117
5.4主要的铝锂合金118
5.4.12090/2091铝合金118
5.4.2Weldalite 049铝合金120
5.4.32197/2297/2397/2A97铝合金121
5.4.48090铝合金121
5.4.51420/5A90铝合金123
5.4.6含Sc的Al-Li合金124

第6章高强可焊耐蚀铝钪合金131
6.1铝钪合金的发展概况131
6.2Al-Sc二元合金相图与相结构134
6.2.1Al-Sc二元合金相图134
6.2.2Al3Sc相的结构与性质135
6.3微量钪在铝合金中的作用机制137
6.3.1钪与铝合金中主合金元素的相互作用137
6.3.2钪与过渡金属的相互作用138
6.3.3铝钪合金中钪含量范围的选择140
6.3.4微量钪在铝合金中的作用141
6.4主要的铝钪合金148
6.4.1Al-Mg-Sc合金148
6.4.2Al-Zn-Mg-Sc合金158
6.4.3Al-Mg-Si-Sc合金165
6.4.4Al-Li-Sc合金171

第7章高强高导电铝合金172
7.1高强高导电铝合金的发展概况172
7.2高强高导电铝合金的合金化与微合金化178
7.3高强高导电铝合金微观组织与性能182
7.3.1高导电Al-RE合金的组织和性能182
7.3.2高强高导电Al-Mg-Si-RE合金的组织和性能206
7.4主要的高强高导电铝合金222
7.4.1高导电1×××铝合金222
7.4.2高强高导电Al-RE系合金223
7.4.3高强高导电铝合金6101/6201224

第8章铸锭的均匀化退火225
8.1均匀化退火的目的与分类225
8.2均匀化退火时铸锭的组织变化226
8.2.1枝晶偏析的消除与非平衡相的溶解226
8.2.2过饱和固溶体的分解226
8.2.3第二相的聚集与球化227
8.2.4相变的发生227
8.3均匀化退火对铸锭加工性能和半成品性能的影响228
8.3.1均匀化退火对铸锭加工性能的影响228
8.3.2均匀化退火对半成品性能的影响229
8.4均匀化退火工艺的确定原则230
8.4.1均匀化退火温度230
8.4.2均匀化退火保温时间231
8.4.3均匀化退火后铸锭的冷却速度232
8.5铸锭均匀化退火的工艺规范及典型案例233
8.5.1铝合金均匀化退火的工艺规范233
8.5.2铸锭均匀化退火的典型案例234

第9章回复与再结晶退火242
9.1冷变形铝合金组织与性能的变化242
9.2冷变形铝合金加热时发生的主要过程242
9.2.1回复243
9.2.2再结晶244
9.2.3晶粒长大248
9.3退火工艺的确定原则249
9.3.1制定退火工艺的基本原则249
9.3.2退火的分类249
9.4退火的工艺规范及典型案例252
9.4.1退火工艺规范252
9.4.2退火的典型案例256

第10章固溶淬火260
10.1固溶及脱溶261
10.1.1固溶原理261
10.1.2脱溶原理262
10.1.3固溶及脱溶时合金的组织变化263
10.1.4固溶及脱溶对合金力学性能的影响265
10.2固溶淬火工艺的确定原则267
10.2.1固溶加热温度267
10.2.2固溶加热保温时间270
10.2.3淬火转移时间271
10.2.4淬火时的冷却速度和介质272
10.2.5淬火方式及在线淬火273
10.3固溶淬火的工艺规范及典型案例280
10.3.1铝合金固溶淬火的工艺规范280
10.3.2铝合金固溶淬火的典型案例280

第11章时效289
11.1脱溶序列及其特征289
11.1.1脱溶的一般序列及其特征289
11.1.2时效过程290
11.2铝合金的脱溶过程及脱溶产物295
11.2.1Al-Cu-Mg系合金295
11.2.2Al-Mg-Si系合金296
11.2.3Al-Zn-Mg-（Cu）系合金296
11.2.4Al-Li系合金297
11.3时效工艺298
11.3.1自然时效298
11.3.2人工时效298
11.3.3分级时效302
11.3.4回归再时效305
11.3.5形变热处理（形变时效）307
11.3.6其他时效（断续时效、非等温时效）310
11.4时效工艺的确定原则312
11.4.1化学成分对时效效果的影响312
11.4.2时效温度与时间的选择312
11.4.3停放效应313
11.5时效的工艺规范及典型案例315
11.5.1时效的工艺规范315
11.5.2时效的典型案例321

参考文献337

高性能铝合金作为典型的轻质高强金属结构材料，广泛应用于航空航天、轨道交通、新能源汽车、船舶及海洋工程、电力电子和通信等领域。根据工业和信息化部发布的《“十四五”原材料工业发展规划》可知，突破新材料的重点品种，需要攻克高性能铝合金等一批关键材料技术；《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》明确指出高性能铝合金新材料是先进基础材料的重点发展方向。目前，高校、研究院所和铝加工行业相关企业亟须专业性强、时效性高的高性能铝合金书籍为从事研发、生产和应用的技术人员提供指导，为此，作者团队对近二十年来在高性能铝合金材料及其热处理方面研究取得的重要成果进行总结凝练并编写了本书。
本书包含高性能铝合金及其热处理两部分，详细阐述了典型高性能铝合金的合金化与微合金化，强韧化、耐腐蚀、耐疲劳损伤、耐热、导电性能及其与微观组织特征的构效关系。其中，超高强和高强铝合金主要介绍了7×××系高强铝合金（超高强铝合金、高强高韧耐蚀铝合金、高强高淬透性铝合金、高强可焊铝合金）的合金化原理、微结构特征及其强韧化、耐腐蚀机制；高耐损伤铝合金主要是围绕2×××系铝合金（2525、2E12、2324、2124等），阐述了晶粒及不同尺寸的第二相等微观结构对疲劳损伤行为的影响；耐热铝合金主要介绍了含Ag的2×××系和喷射成形Al-Fe-X系耐热铝合金的耐热性能及其机理；高强低密度铝锂合金主要针对Al-Mg-Li和Al-Cu-Li合金的微合金化机理、改善其塑韧性的主要途径进行了系统论述；高强可焊耐蚀铝钪合金主要介绍了微量Sc在铝合金中的存在形态与作用机制，以及Al-Mg-Sc、Al-Zn-Mg-(Cu)-Sc等合金的特性。高强高导电铝合金主要阐述了Al-RE系和Al-Mg-Si-RE系合金的强度、导电性、耐热性能和高导电机制。热处理部分系统介绍了高性能铝合金的均匀化退火、回复与再结晶退火、固溶淬火和时效等热处理技术、工艺规范和典型案例。在内容组织和结构安排上，力求理论联系实际，突出已有研究成果对高性能铝合金的制备、生产和开发应用的指导作用。
本书由文山学院肖月华副教授、中南大学/文山学院潘清林教授、山东大学王维裔助理研究员和郑州大学李梦佳副教授共同撰写。其中第1章、第4章、第8章和第9章由肖月华撰写，第2章和第7章由王维裔撰写，第3章和第10章由李梦佳撰写，第5章、第6章和第11章由潘清林撰写，全书由潘清林教授统稿并审定。在编写本书的过程中，孙雨乔、李波、史运嘉、王向东、韦莉莉、刘晓燕、梁文杰、李文斌博士和黄星、王艺淋、王昌臻、王迎、陈婧、林耿硕士提供了大量翔实的实验研究结果，相关研究工作得到了国家863高技术新材料、国家973课题、国家自然科学基金等项目的资助，此外，本书还参考了大量的相关文献资料，作者在此一并表示诚挚的谢意！
由于时间仓促，加之作者水平有限，书中不妥之处恳请大家批评指正。

著者