FORTAL高强铝合金的热处理工艺

　　FORTAL铝合金（高强航空铝合金）用途及特性详解

　　1. 基本介绍

　　FORTAL 是一种 高强铝合金，属于 Al-Zn-Mg-Cu系（7xxx系），由法国 Pechiney公司（现为Constellium） 开发，主要用于航空航天、、高端机械结构件。其特点是超高强度、良好的断裂韧性及抗疲劳性能，典型牌号包括 FORTAL 7050、FORTAL 7075 等。

　　FORTAL化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　FORTAL力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　FORTAL热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　3. 核心特性

　　(1) 机械性能（T74状态）

　　性能指标典型值对比（7075-T6）

　　抗拉强度510-550 MPa572 MPa

　　屈服强度450-490 MPa503 MPa

　　延伸率10-12%11%

　　断裂韧性（K₁C）35-40 MPa√m30 MPa√m

　　(2) 热性能

　　工作温度：长期 ≤120°C（短时可达150°C），高温下强度下降较慢（优于7075）。

　　热导率：130-140 W/m·K（与7075相近）。

　　(3) 耐腐蚀性

　　抗应力腐蚀（SCC）：优于7075-T6（T74状态优化晶界结构）。

　　阳极氧化效果：良好，适合硬质氧化（HV≥800）。

　　(4) 加工特性

　　切削性：（但高硬度需硬质合金刀具）。

　　焊接性：较差（需激光焊或搅拌摩擦焊FSW）。

　　4. 典型用途

　　飞机结构件：机翼蒙皮、龙骨梁、舱门框架（替代钢减重30%+）。

　　航天器部件：卫星支架、火箭燃料箱（高强/轻量化需求）。

　　装备：装甲车防弹板、导弹发射导轨。

　　高端运动器材：赛车底盘、山地自行车车架。

　　5. 对比其他航空铝合金

　　特性FORTAL 7050-T747075-T62024-T36061-T6

　　强度高高中低

　　韧性优中中高

　　耐蚀性中（需防护）差中优

　　成本高中中低

　　6. 热处理工艺

　　T74状态：固溶处理（470°C水淬） + 双级时效（120°C×6h + 160°C×8h）→ 优化强度与耐蚀性平衡。

　　T76状态：更高耐蚀性，但强度降低5-10%。

　　7. 使用注意事项

　　表面必做防护：推荐硬质阳极氧化+底漆+面漆（如航空标准AMS 2471）。

　　避免与碳钢接触：需用钛或不锈钢垫片防止电偶腐蚀。

　　禁止火焰切割：易引发热裂纹，建议水刀或激光切割。