PRODAX89铝合金的疲劳性能及裂纹扩展行为

　　PRODAX89 铝合金：新一代高强韧模具铝合金

　　一、基本介绍

　　PRODAX89是日本轻金属株式会社（Nippon Light Metal）新研发的高性能铝合金，主要应用于精密模具和高端结构件领域。这款合金通过创新的微观结构设计，实现了高强度与优异韧性的完美结合。

　　二、关键特性

　　2.1 物理特性

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　　>特性>数值>对比优势

　　密度2.82 g/cm³比钢轻65%

　　热导率155 W/(m·K)是模具钢的5倍

　　热膨胀系数23.5×10⁻⁶/K热稳定性优异

　　弹性模量72 GPa刚性出色

　　2.2 机械性能(T6状态)

　　抗拉强度：580-620 MPa

　　屈服强度：520-550 MPa

　　延伸率：8-10%

　　硬度：HB 165-175

　　断裂韧性：32 MPa·√m

　　PRODAX89化学成分：

　　硅 Si ：0.40 ;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 Mg：2.6～3.6 ;

　　锌 Zn：0.2 ;

　　锰 Mn：0.50 ;

　　铬Cr ：0.30 ;

　　铁 Fe： 0.40;

　　Ti：0.05;

　　铝 Al ：余量 。

　　PRODAX89力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：165～265。

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥90

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：无缝管的力学性能

　　试样尺寸：直径>12.5

　　PRODAX89热处理工艺：

　　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30～120min;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2～10min或10～30min;空冷。

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

　　四、热处理工艺

　　固溶处理：

　　475±5℃ × 2小时

　　水淬(20-30℃)

　　人工时效：

　　120℃ × 24小时(T6)

　　160℃ × 18小时(T7)

　　五、主要应用领域

　　精密模具：

　　注塑模具(特别适合工程塑料)

　　压铸模具(锌/镁合金)

　　冲压模具(薄板成形)

　　高端装备：

　　半导体制造设备部件

　　医疗仪器结构件

　　光学仪器基座

　　特殊领域：

　　机器人关键运动部件

　　无人机结构件

　　赛车传动系统

　　六、加工性能

　　机械加工：

　　切削性能良好(85%相对于6061铝合金)

　　推荐切削速度：180-250 m/min

　　表面光洁度可达Ra 0.4μm

　　焊接性能：

　　TIG焊接适用(5356焊丝)

　　焊后需局部热处理

　　焊接系数：0.7-0.8

　　表面处理：

　　阳极氧化效果优异

　　硬质氧化膜厚可达50μm

　　适合各类涂层处理

　　七、比较优势

　　比7075铝合金高15%的疲劳强度

　　比2024铝合金高30%的耐蚀性

　　比6061铝合金高2倍的强度

　　比模具钢轻65%，热导率高5倍

　　比钛合金成本低60%

　　八、注意事项

　　厚截面(>100mm)淬透性有限

　　长期使用温度不宜超过200℃

　　对缺口敏感，需注意过渡圆角设计

　　焊接接头需进行时效处理

　　PRODAX89铝合金特别适合需要轻量化、高导热同时又要求高强度和高精度的应用场景，是目前模具铝合金领域的高端选择之一。