工業(yè)上通常把厚度大于6mm的鋁合金板材稱為厚板。高強高韌鋁合金厚板是航空、航天以及軍事領(lǐng)域的重要材料，在國家的軍事、政治和經(jīng)濟中占有重要的戰(zhàn)略地位。高性能鋁合金厚板作為主要承力構(gòu)件，其使用比例占飛機上總的鋁材用量的35%～50%。在新一代軍用飛機中，由于復合材料和鈦合金用量的增加，鋁合金的總用量有所減少，但高性能鋁合金厚板的用量卻增加了。我國正在大力發(fā)展宇航事業(yè)，對高性能鋁合金厚板的需求越來越迫切，并急需在國內(nèi)建立一套從研制到開發(fā)并能批量生產(chǎn)的獨立自主的完整體系。

　　與鋁合金薄板、擠壓件、鍛件等產(chǎn)品形式相比，高性能鋁合金拉伸厚板制備技術(shù)有如下幾個特點：（1）因高強度鋁合金塑性較差，故鋁合金厚板一般只能通過熱塑性加工而成形，而不能采用冷軋實現(xiàn)最終成形；（2）因厚向尺寸大而難以實現(xiàn)95%以上的連續(xù)大變形，故實現(xiàn)合金的組織細化與均勻化有很大難度；（3）淬火過程中厚板內(nèi)存在較大的溫度梯度，會形成較高的宏觀殘余應力，故鋁合金厚板必須采用拉伸方法進行矯直和降低殘余應力。

　　鋁合金厚板的強韌化，主要有以下途徑：

　?。?）調(diào)整合金中的主要合金元素含量以及各組元的比例，添加微量過渡族元素以及稀土元素，從而改變合金中各種化合物的比例和合金的物理性能，以開發(fā)出對應各種不同需要的新型合金。例如，在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Sc元素，既可以細化晶粒，又能顯著提高合金的強度。研究表明，添加0.1%Sc，鋁合金強度可以提高10～20MPa。Sc對鋁合金的耐腐蝕性能、焊接性能也都起有益的作用。近年來，俄羅斯采取向Al-Zn-Mg合金中同時添加Sc和Zr的方法，開發(fā)了抗疲勞性能、焊接性能和韌性優(yōu)良的高強鋁合金。

　　（2）進一步減少Fe，Si等各種雜質(zhì)含量，提高合金的純度，改善高強鋁合金的斷裂韌性，抗疲勞性能和抗應力腐蝕開裂性能以及抗鑄造裂紋能力。研究表明，當Fe，Si含量均小于0.1%時，上述性能會大幅度提高。

　?。?）采用新工藝。例如，利用有模低頻電磁鑄造技術(shù)可以使基體固溶更多的合金元素，使Al-Zn-Mg-Cu合金中的Zn含量超過10%，總合金元素含量超過15%，達到開發(fā)出強度穩(wěn)定超過700MPa的新型超高強鋁合金。又如，采用在過燒溫度以上的高溫均勻化退火工藝，可使殘留的非平衡相和時效強化相最大限度地固溶到基體中并均勻分布，提高固溶處理后固溶體的過飽和度，從而提高時效強化效果。另外，采用先進的熔體凈化和變質(zhì)處理技術(shù)，可以解決鑄錠冶金質(zhì)量不高的問題。美國Almex公司研制開發(fā)的新型鋁熔體凈化系統(tǒng)，除氫率可達75%以上，可除去99%的粒度大于20μm的夾雜物。此外，微量元素和Ti，B等變質(zhì)劑的加入，可以影響鑄錠中一次粗晶化合物的形成，進而影響其在組織中的存在形態(tài)和分布，對合金性能產(chǎn)生影響。