鋁-鋰合金除含Li外，還含Cu、Mg、Mn、Si、Zn等主要合金元素，以及Zr、Sc、Ce、Ag等微合金化元素。鋰是地球上最輕的金屬元素，向鋁中每添加質量分數為1%Li，可降低該合金密度3%、彈性模量上升5%～6%。鋁-鋰合金是近40多年來發展最快的一種輕量化結構材料，具有低密度、高的彈性模量、比強度、比剛度、疲勞強度、可焊性等，用其取代傳統高強度鋁合金可使結構質量減輕10%～20%，剛度提高15%～20%。

凡是含有合金化元素鋰的鋁合金都稱鋁-鋰（Al-Li）合金，不管其含量多少，截至2019年年底，全世界注冊的Al-Li合金約60個，其中：在美國鋁業協會公司（AA）注冊的38個（2×××系的33個、8×××系的5個，常用的34個，非常用的4個）；在俄羅斯ГOST注冊的約15個（AI-Mg合金基的10個，Al-Cu合金基的5個）；其他國家的約10個。在這60多個合金中，含Li量最低的是2018合金，只有0.50%～1.00%，而含Li量最高的是1999年注冊的英國合金8024，為3.4%～4.2%，俄羅斯的1420合金，為4.5%～6.0%。看來，在鋁-鋰合金中，鋰含量宜≥0.50%與≤6.5%。最后，順便說一句，Al-Li合金最好寫為鋁-鋰合金，不要寫成“鋁鋰合金”。

國外鋁-鋰合金發展概要

按照Al-Li合金的發展可分為4個階段，上世紀20年代中期至50年代末為第一階段，研發的合金可認為是第一代。德國是鋁-鋰合金的誕生地，1924年在德國出現了世上首個名為“斯克萊龍（Scleron）”的合金，由于性能沒有得到全面的改善，僅其硬度比2024合金的略高些，同時，由于熔煉技術的制約，沒有形成生產能力和應用，幾年后銷聲匿跡，它的質量分數為Al-12%Zn-3%Cu-0.6%Mn-0.1%Li。1957年，美國鋁業公司推出2020合金（1.1%Li-4.5%Cu-0.5%Mn-0.2%Cd，其余為Al及不可避免的雜質），此合金于1974年11月列入非常用合金（inactive alloy），1961年，蘇聯研發出BAD23合金（0.9%～1.4%Li、4.8%～5.8%Cu、0.4%～0.8%Mn、0.1%～0.25%Cd、0.15%Fe、0.1%Si，其余為Al）。

2020合金在美國海軍RA-5C預警機上獲得應用，用于制造機翼蒙皮和尾翼水平穩定面，減重6%。不過2020合金和BAD23合金的塑性低、缺口敏感性高，加工困難，成品率低，無法滿足航空工業的需求，應用受到限制，2020合金于1974年11月7日被列為非常用合金，BAD23合金的命運也如此。

20世紀70年代中期（1973年開始）世界石油危機以來，裝備輕量化要求提上日程，Al-Li合金被重新重視，獲得了迅猛發展，各大鋁業公司紛紛加大投入，碩果累累。美國鋁業公司于1984年注冊了2090合金；英國的加拿大鋁業公司（Alcan）于1985年注冊了8091合金，歐洲鋁業協會（EAA）1984年注冊了8090合金，前者含2.4%～2.8%Li，后者含2.3%～2.7%Li；蘇聯也研制成功了1420合金，其成分為（質量%）：1.9～2.9Li，4.5～6.0Cu，0.08～0.15Zr，0.2Fe，0.15Si，0.005Na，其余為AI，在蘇聯的米格-29、蘇-35等戰斗機上和一些遠程導彈彈頭殼體上獲得應用。

這些第二代Al-Li合金的不足之處是：抗拉強度普遍不高，一般都＜500MPa；各向異向較為突出，短橫向強度更低，裂紋敏感性大；熱穩定性差，不能在80℃～100℃長期工作,否則脆性增加；可焊性差；加工成形性低。因此，第二代Al-Li合金在與7×××系合金的較量中，敗下陣來。除蘇聯的1420合金外，其它的都很少獲得實際應用。

加拿大鋁業公司已于2007年被力拓（Rio Tio）公司收購，從此不再以加鋁的名義進行商業活動，但有時有稱力拓-加鋁（Rio Tio-Alcan）的。在此期間，美國的雷諾茲金屬公司（Reynolds metals）、凱撒鋁業公司，法國的普基鋁業公司（Pechnery Aluminium）、蘇聯都對Al-Li合金進行了較大規模的研發，涌現出一批新型的Al-Li合金，如2050、2195、2196、2297、2397、2098、2198、2099、2199、Weldalite 049、1460合金，它們都是美國研發的，法國研發并注冊的有2065、2076、2091與2298合金，這些第三代合金在航空航天器上都獲得了不同程度的應用。雷諾茲金屬公司2008年被美國鋁業公司兼并，早在12年前法國普基鋁業公司被加拿大鋁業公司收購，所以這家被稱為“法鋁”的公司早已煙消云散，不存在于世了。

這些第三代鋁-鋰合金曾一度獲得較為廣泛的應用：2195合金是最先得到商業應用的，用于制造發射航天器的火箭低溫燃料箱；2196合金不但具有低的密度、還有高的強度與斷裂韌性，原為哈勃望遠鏡太陽能板邊框研發，之后其擠壓材用于制造商用飛機結構件；2098合金是為休斯通訊衛星終端（HSCT）研發的，因其具有的疲勞性能高，后用于制造F-16型機的機身和空間（Space）X公司獵鷹火箭燃料箱；2198合金薄板在商用飛機結構制造中獲得較多應用；2050合金厚板用于取代7050-T7451合金制造商用飛機結構和發射車，2050合金的Cu＋Mn含量比2195合金的低，因而淬火敏感性下降，有利于厚板生產。

第三代AI-Li合金是一代性能優秀的航空航天材料，使科學家認識到，只要成分設計合理，工藝路線和參數制訂正確，就可以制備性能更好的合金。第三代AI-Li合金的特點：適當的密度降低，比常規鋁合金的低5%～8%；強度-韌性平衡更佳；優良的耐磨性、抗疲勞性能；各向異性小；抗腐蝕；熱穩定性好，有高的抗熱性；加工成形性好，適于激光焊、摩擦攪拌焊；以及更高的性價比。

第三代鋁-鋰合金中最亮的那顆“星”是美國肯聯鋁業公司（Constellium）設在法國的伊蘇瓦爾鋁業公司與設在加拿大蒙特利爾的研發中心研發的AirwareTM鋁-鋰合金最具代表性。AirwareTM包含3個2×××系鋁-鋰合金及其材料的加工工藝，是專為A380飛機的制造研發的（主要是2195和2050合金）。第三代鋁-鋰合金的綜合性能與傳統的鋁合金、碳纖維增強塑料、格拉爾（GLARE）層壓板相比具有明顯的優勢，因而在航空航天器零部件制造中獲得了相當廣泛的應用。2099合金結構件在空客公司A380大飛機制造中大量使用：機身、地板橫梁、座位滑軌用的是2099-T83擠壓材；機翼縱梁用的是2099-T8E67擠壓材，地板梁為2099-T8511擠壓型材，座椅導軌、輔助導軌、緊急艙地板等也都是用此合金制造的，2099-TBE77板材用于制造其它零部件。2199合金薄板用以制造A380-F頭部和中部機身蒙皮，取代部分2524合金，減重350kg，并用于制備A350機身蒙皮。

美國航空航天局（NASA）制造的奧利安（Orion，希臘神話中的羅馬獵神）載人飛船載人艙，是用肯聯鋁業公司的第三代Al-Li合金厚板制造的，2014年12月發射。中國C919大飛機中段的等直段（7.45m長、4.2m寬）是用從美國鋁業公司進口的Al-Li合金制造的，板材來自美國達文波特軋制廠，擠壓材來自該公司設在韓國的一個工廠，等直段是中國航空工業集團南昌洪都飛機制造廠生產的，2010年12月7日下線，是C919客機七大部段之一。

除美國幾乎壟斷了工業發達國家Al-Li合金的研發與生產外，日本也在加緊研發、生產與推廣應用方面的工作，建成了4t級的鋁-鋰合金真空熔煉-鑄造生產線。2000年用H-ⅡA火箭發射的往返航天器Hope－X的主體是采用鋁-鋰合金制造的，1998年～2002年建設的國際空間站日本艙內的一些零部件也用Al-Li合金打造。

蘇聯/俄羅斯在Al-Li合金研究、生產和應用方面一直居世界先進水平，其規模僅次于美國。發射航天器的火箭低溫燃料貯箱采用Al-Li合金制造，例如“能源號”運載火箭的液氫、液氧貯箱用1460合金制造，箱體直徑8m，分箱體長度分別為40m和20m，真夠壯觀。

美國和俄羅斯

分道揚鑣發展鋁-鋰合金

由以上的介紹可看出，在發展鋁-鋰合金方面世界可以分成兩大陣營，美國、日本和加拿大發展的是含鋰的2×××系合金，不沾邊含鋰的5×××系合金，而俄羅斯則一心發展含鋰的5×××系合金，也間或涉及一下含鋰的2×××系。英國、意大利、韓國雖有生產鋁-鋰合金的工廠，但是這些工廠都不是所在國的，例如英國基茨格林軋制廠（Kitts Green Works）、意大利富西拉軋制廠(Fusina Works)，他們都生產板材，韓國的一個廠生產擠壓材，此三廠都是美國豪梅特航空航天公司（Howmet Aerospace Inc.）的獨資子公司，該公司是2020年4月1日從奧科寧克鋁業公司（Arconic Corporation）分離出來的，分管工程產品與鍛件，而奧科寧克鋁業公司則負責通用鋁材加工與銷售。

法國的伊蘇瓦爾鋁業公司是美國肯聯鋁業公司的獨資子公司，負責生產鋁-鋰合金與工藝制訂，AirwareTM鋁-鋰合金就是該廠的產品，但研究工作由在法國的沃雷普（Verop）研究所與在加拿大蒙特利爾（Montreal）技術中心進行，這3個單位歷時6年半研發與生產了A380飛機所需的全部AI-Li合金材料。伊蘇瓦爾鋁業公司是歐洲最大的Al-Li合金板材生產廠，歐洲航空航天工業用的鋁-鋰合金板帶材的40%左右是該廠生產的，而Al-Li合金板材的70 %以上由該廠提供。

為了滿足未來航空航天工業對Al-Li合金的需求，美國鋁業公司/奧科寧克公司除了加強研發工作外，二三年前對在全世界的Al-Li合金生產線進行了大規模的改擴建，使2018年的生產能力比2016年的翻了一番：它們是達文波特（Davenport）軋制廠、拉斐特（Lafayette）鍛造擠壓廠、朗維（Longview）鋁業公司（原屬雷諾茲金屬公司，2003年被美國鋁業公司兼并）；英國基茨格林公司，意大利富西納鋁業公司，基茨格林軋制公司成為一個專業Al-Li合金厚板軋制廠。Al-Li合金鑄錠生產都集中到拉斐特鍛造擠壓廠，鑄錠生產能力＞20kt/a，是世界最大者，可鑄造世界最大直徑的錠。

另外，凱撒鋁業公司對特倫特伍德（Trent wood）軋制廠、肯聯鋁業公司對西弗吉尼亞州的雷文斯伍德（Reves Wood）軋制廠和在法國的伊蘇瓦爾軋制廠的鋁-鋰合金生產線都作了現代化的技術改擴建，特別對伊蘇瓦爾廠的改造更為徹底，生產能力擴大了三倍，成為工業發達國家第二大AI-Li合金板帶軋制廠。

愛勵鋁業公司在德國的科布倫茨（Koblenz）軋制廠也生產Al-Li合金材料，但不成規模。

蘇聯及俄羅斯在Al-Li合金研發與生產方面并不比美國遜色，是全球第二大生產與應用大國，而且自成體系，特別是在Al-Mg-Li合金生產研發應用領域獨樹一幟，其中，最典型的是1420合金（1.9%～2.3%Li，4.5%～6.0%Mg，0.08%～0.15%Zr，其余為Al），1965年定型，可以生產板帶材、擠壓材與鍛件等，1971年成為輕型直升機的主要結構材料，1980年以后在MIG-29、SU-27、SU35等超聲速殲擊機上得到應用，至今仍是俄羅斯航空航天器的主要Al-Li合金材料。

蘇聯/俄羅斯在大力發展Al-Mg-Li合金的同時，也未放松對Al-Cu-Li系合金的研發，所開發的1450鋁-鋰合金成分與美國的2090鋁-鋰合金相似，但材料的熱處理工藝更加著重其綜合性能的發揮。20世紀80年代，蘇聯又推出性能更加優秀的Al-Cu-Li系合金1460，它的強度更高一些，同時，還有優越的低溫性能與可焊性，韌性也更好一些，是焊接火箭燃料液氫、液氧貯箱的良好材料，它的其它性能與美國的2095、2195等Al-Li合金的相當。1996年以后，俄羅斯開始實施更為全面與系統發展Al-Li合金的規劃。蘇聯/俄羅斯研發Al-Li合金的工作主要集中在輕金屬研究院，主要領導人為弗里德良捷爾院士，而材料生產則主要在烏拉爾地區的卡緬斯克（kamensk）鋁加工公司。蘇聯的1421、1423、1460鋁-鋰合金還含有0.05%～0.21%Sc，也是他們的Al-Li合金的一個特點，美國的Al-Li合金不含這個稀土元素。俄羅斯在10t感應爐內氬保護下熔煉，在氬保護下注入真空攪拌爐內除氫，氬保護鑄造，扁錠尺寸：（225～400）mm×（950～1160）mm×（2500～4500）mm。