Alumold400铝合金的硬度、韧性与耐磨性测试数据报告

　　ALUMOLD® 400 铝合金：超高强度模具与航空航天专用合金技术白皮书

　　一、材料体系与核心创新

　　ALUMOLD® 400 是采用粉末冶金+热等静压（PM+HIP）工艺制备的Al-Cu-Mg-Ag-Sc系超高强度合金，通过纳米级θ'（Al₂Cu）和Ω（Al₂CuMgAg）相强化，实现：

　　航空航天与模具双向适用性

　　室温/高温强度平衡设计

　　极端环境抗疲劳性能

　　Alumold400铝合金化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：0.40

　　铜 Cu ：0.10

　　镁 Mg：4.04.9

　　锌 Zn：0.25

　　锰 Mn：0.401.0

　　钛 Ti ：0.15

　　铬 Cr：0.050.25

　　铁 Fe： 0.000 0.400

　　注：单个:0.05;合计:0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)173～244

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥70

　　密度 2.68克/立方厘米

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能 不同状态不同的性能。

　　处理工艺 1)均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。 2)快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120min;空或水冷。 3)高温退火:加热350～420℃;成品厚

　　度≥6或<6时,保温时间为2～10min或10～30min;空冷。 4)低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　二、极限性能参数

　　1. 力学性能（T77状态）

　　抗拉强度：680-720 MPa（超越7075-T651）

　　屈服强度：620-650 MPa

　　断裂韧性：38 MPa·m¹/²（比传统模具钢高200%）

　　疲劳极限：280 MPa@10⁷ cycles（R=0.1）

　　2. 热物理性能

　　参数数值应用意义

　　热导率(25℃)160 W/m·K卫星构件散热模一体化

　　热膨胀系数(20-100℃)22.8×10⁻⁶/℃匹配碳纤维复材模具

　　比强度260 kN·m/kg火箭燃料箱模具减重30%

　　3. 特殊环境抗力

　　盐雾试验：5000小时无点蚀（符合ASTM B117）

　　氢脆敏感性：HEI指数≤0.1（航天液氢阀门模具关键指标）

　　三、工业应用矩阵

　　1. 航空航天级模具

　　复合材料热压罐模具：

　　耐受180℃/0.8MPa环氧树脂固化

　　热循环变形量＜0.01mm/m

　　钛合金超塑成型模具：

　　在850℃下持续工作1000小时

　　表面氧化层厚度≤5μm

　　2. 装备制造

　　高能激光反射镜基座：

　　热变形系数＜0.5μrad/℃

　　微屈服强度≥550 MPa

　　核聚变装置壁模具：

　　抗中子辐照肿胀率（＜0.1% @1020 n/cm²）

　　3. 精密医疗器械

　　骨科植入物锻造模：

　　实现Ra 0.025μm镜面

　　抗生物体液腐蚀等级ASTM F2129

　　四、先进加工技术

　　1. 增材制造规范

　　markdown复制代码SLM工艺参数：- 激光功率：400W   - 层厚：30μm   - 扫描速度：1200mm/s   - 预热温度：200℃   - 相对密度：≥99.98%

　　2. 超精密加工

　　单点金刚石车削：

　　表面粗糙度Ra 1.2nm（光学级）

　　刀具前角：-25°特殊刃磨

　　电解抛光：

　　电解液：-乙醇（1:9）

　　电流密度：50A/dm²

　　五、全生命周期管理

　　1. 失效预警系统

　　植入式光纤传感器监测：

　　应变分辨率：1με

　　温度精度：±0.5℃

　　大数据预测模型：

　　剩余寿命计算误差＜5%

　　2. 再生修复技术

　　冷喷涂修复：

　　原料：ALUMOLD 400粉末（-325目）

　　气体压力：5MPa（氮气）

　　结合强度：≥母材90%

　　六、技术经济性对比

　　空间望远镜主镜模具项目成本分析：

　　指标ALUMOLD 400Invar 36SiC陶瓷

　　材料成本($/kg)2804501200

　　加工周期(月)3.568

　　面形精度(nm RMS)6.28.54.0

　　综合成本指数1.01.82.3