FORTAL铝合金的精密加工指南

　　FORTAL铝合金的用途及特性分析

　　基本概述

　　FORTAL是法国Pechiney公司(现为Constellium)开发的一种高强度铝合金系列，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金(7000系列)。该系列包括多个牌号，如FORTAL NEU、FORTAL SUPRA等，专为航空航天和高端工业应用设计。

　　FORTAL化学成分

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.50

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.8～5.5

　　锌 Zn：≤0.20

　　锰 Mn：0.30～0.6

　　铁 Fe： 0.000～ 0.500

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.10

　　FORTAL力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤150

　　主要特性

　　1. 机械性能

　　超高强度：抗拉强度可达500-600MPa(热处理后)

　　高比强度：强度/重量比优于大多数结构钢

　　良好韧性：在超高强度下仍保持合理断裂韧性

　　2. 物理特性

　　密度：约2.8g/cm³

　　弹性模量：约72GPa

　　热导率：约130-140 W/(m·K)

　　3. 特殊性能

　　抗疲劳性能：优于普通7000系合金

　　应力腐蚀抗力：通过特殊合金设计改善

　　加工性能：可进行精密机械加工

　　典型牌号及性能对比

　　牌号抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)主要特点

　　FORTAL NEU480-520420-4508-10基础高强度型

　　FORTAL SUPRA540-580490-5206-8超高强度型

　　FORTAL EXTRUSION460-500400-44010-12挤压专用型

　　典型用途

　　1. 航空航天领域

　　飞机结构件：机身框架、翼梁、起落架部件

　　航天器部件：火箭燃料箱、卫星结构件

　　直升机部件：旋翼毂、传动系统零件

　　2. 国防军事

　　装甲车辆：轻量化装甲板

　　导弹部件：弹体结构、发射装置

　　单兵装备：轻量化武器支架

　　3. 高端工业

　　赛车部件：底盘结构、悬挂组件

　　高性能工具：注塑模具、压铸模具

　　医疗设备：手术机器人结构件

　　热处理工艺

　　FORTAL铝合金采用精密控制的热处理工艺：

　　固溶处理：465-475°C保温后快速淬火

　　多级时效：

　　阶段：100-120°C预时效

　　第二阶段：150-170°C终时效

　　特殊处理：部分牌号可进行T77状态处理(提高抗应力腐蚀性能)

　　加工与制造建议

　　机械加工：

　　使用硬质合金刀具

　　推荐切削速度：150-300m/min

　　精加工时使用切削液冷却

　　连接工艺：

　　可采用铆接、螺栓连接

　　焊接性能有限，需特殊工艺

　　推荐使用结构胶粘剂辅助连接

　　表面处理：

　　可进行阳极氧化(硬质阳极氧化佳)

　　建议涂层系统：底漆+聚氨酯面漆

　　关键部件可采用Alclad包层保护

　　与同类材料对比优势

　　相比传统7075铝合金：

　　强度提高10-15%

　　抗应力腐蚀性能显著改善

　　疲劳寿命延长30-50%

　　相比钛合金：

　　成本降低40-60%

　　加工性能更好

　　密度更低(钛合金约4.5g/cm³)

　　FORTAL铝合金代表了7000系铝合金的高性能水平，特别适合对材料强度、重量和可靠性要求极高的应用场景，是航空航天轻量化设计的材料之一。