El laminado de metal con fibra (FML) es un tipo de material ligero que ha atraído mucha atención en los últimos años debido a sus excelentes propiedades bajo condiciones de tracción, flexión e impacto. Sin embargo, se ha prestado poca atención a la evolución de la aleación de aluminio durante el proceso de formación del FML. En este artículo, se estudiaron sistemáticamente los efectos del grosor de la muestra y el proceso no isotérmico sobre el comportamiento de fluencia de la aleación de aluminio AA2024, que se utiliza generalmente en los FML, en términos de deformación por fluencia, propiedades mecánicas y microestructura. Los resultados muestran que la microestructura y las propiedades mecánicas de la capa de aleación de aluminio se ven muy afectadas por la edad de fluencia durante el proceso de formación del FML, pero el grosor de la muestra tiene poco efecto en el comportamiento de fluencia bajo condiciones experimentales. Durante el proceso no isotérmico, la deformación por fluencia generada durante la etapa de calentamiento es aproximadamente el 40% de la deformación total. En comparación con el proceso isotérmico, la deformación por fluencia del proceso no isotérmico aumenta entre un 20 y un 40%, y la energía de activación aparente Qc es mayor. De acuerdo con el comportamiento de fluencia de la aleación de aluminio AA2024 durante el proceso no isotérmico, se estableció un modelo constitutivo de fluencia para simular con precisión la deformación de los FML.