FORTAL铝合金模具材料性能对比

　　FORTAL 系列铝合金板材技术规格与应用指南

　　FORTAL化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　机械能力学能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　注 ：棒材室温纵向力学能

　　试样尺寸：直径≤150

　　屈服276Mpa

　　弯曲极限强度228 MPa 103 MPa

　　泊松比0.330

　　疲劳强度 62.1 MPa

　　固溶温度是：520℃

　　退火温度为：415℃?(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃。

　　熔化温度：615～655℃。

　　比热容：90

　　技术标准AMS--A-250/11

　　质量特征

　　密度：2.710g/cm3。

　　泊松比：20℃(68F)时为0.33。

　　弹模量：拉伸：69GPa(10×106psi)

　　【FORTAL状态简介】

　　铝合金基本状态代号：

　　·F 自由加工状态

　　适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品，该状态产品的力学能不作规定(不常见)

　　·O 退火状态

　　适用于经退火获得强度的加工产品(偶尔会出现)

　　·H 加工硬化状态

　　适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理(一般为非热处理强化型材料)·W 固熔热处理状态

　　一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段(不常见)

　　·T 热处理状态

　　(不同于F、O、H状态)

　　2. 核心材料特性

　　2.1 典型力学性能（以FORTAL 5为例）

　　性能指标参数值测试标准

　　抗拉强度530-560MPaAMS 4343

　　屈服强度490-510MPaAMS 4343

　　延伸率8-10%ISO 6892-1

　　断裂韧性28-32MPa√mASTM E399

　　疲劳强度180MPa(10⁷)ASTM E466

　　2.2 独特材料优势

　　密度优化：2.82g/cm³（比7075轻3%）

　　损伤容限：裂纹扩展速率da/dN≤1.2×10⁻⁷mm/cycle

　　特殊热处理：T74状态兼具高强度与抗应力腐蚀能力

　　可焊性改良：ER4043焊丝匹配焊接强度系数≥0.85

　　3. 航空航天应用

　　3.1 飞行器结构件

　　战斗机关键部件：

　　机翼中央翼盒（替代传统钢构件减重35%）

　　起落架支撑结构（通过NASM 1312标准认证）

　　商用飞机应用：

　　机舱地板纵梁（A380机型验证）

　　发动机吊架组件（满足FAA 25.571条款）

　　3.2 航天器系统

　　卫星结构框架：经原子氧防护处理（低地球轨道寿命>15年）

　　运载火箭部件：液氧贮箱连接环（-183°C低温性能保持率85%）

　　4. 高端工业应用

　　4.1 赛车运动

　　F1单体壳结构：通过FIA 8862-2009碰撞测试

　　悬挂连杆：比钛合金方案减重22%且成本降低40%

　　4.2 能源装备

　　风电叶片轴承座：满足DNVGL-ST-0376标准

　　氢能储罐衬里：氢脆敏感性等级A（ISO 11114-4）

　　5. 先进加工技术

　　5.1 精密成形工艺

　　工艺类型关键参数成品精度

　　超塑成形490°C/ε=10⁻³s⁻¹±0.1mm/m

　　电磁成形磁场强度12T/脉冲宽度50μs回弹<0.3°

　　增量成形工具头直径6mm/步进0.2mm表面Ra 0.8μm

　　5.2 特殊连接技术

　　搅拌摩擦焊：

　　旋转速度800-1200rpm

　　焊接效率比传统熔焊提高5倍

　　激光-电弧复合焊：

　　激光功率6kW/电弧电流180A

　　焊接变形控制在0.15mm以内

　　6. 表面处理方案

　　6.1 防护体系

　　阳极氧化：

　　硬质氧化厚度50-70μm（HV≥400）

　　密封处理后的盐雾试验>3000h

　　等离子电解氧化：

　　陶瓷层厚度20-30μm

　　绝缘电阻>10¹²Ω·cm

　　6.2 功能涂层

　　干膜润滑涂层：

　　摩擦系数0.08-0.12（ASTM D2714）

　　适用温度范围-70°C至+320°C

　　雷达吸波涂层：

　　8-18GHz波段反射率<-15dB

　　面密度<1.2kg/m²