TKUltra7铝合金的硬度、抗拉强度及热膨胀系数

　　TKUltra7板材铝合金详细技术分析报告

　　一、材料背景与定位

　　TKUltra7是日本三菱材料开发的新一代超高性能铝合金，属于航空级7xxx系列改良型合金。该材料通过创新的微合金化技术和特殊热处理工艺，在保持7xxx系铝合金高强度特性的同时，显著提升了韧性和耐腐蚀性能。

　　TKUltra7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)

　　物理特性

　　密度：2.83g/cm³（比钢轻65%）

　　热导率：147W/(m·K)

　　比刚度：26.5GPa/(g/cm³)

　　热膨胀系数：23.1×10⁻⁶/K(20-150℃)

　　四、突破性技术特点

　　纳米级析出相控制技术：

　　通过专利T77热处理工艺形成η'+T相复合强化结构

　　析出相尺寸控制在5-15nm范围内

　　相分布密度达5×10²²/m³

　　多层复合氧化膜技术：

　　自然氧化膜厚度较传统7xxx系增加40%

　　含Mg的复合氧化物层显著提升耐蚀性

　　盐雾试验达到2000小时无点蚀

　　先进晶界工程：

　　Zr/Ti复合微合金化细化晶粒至8-12μm

　　特殊晶界比例提升至75%以上

　　抗应力腐蚀指数SCC≥95%

　　五、典型应用领域

　　航空领域

　　新一代客机机翼蒙皮（替代传统7075-T6）

　　航天器燃料贮箱结构件

　　直升机主旋翼梁

　　轨道交通

　　高速列车车体骨架

　　磁悬浮列车导向轨

　　重载货车连接部件

　　装备

　　轻型装甲车辆防护组件

　　导弹弹体结构件

　　舰载无人机承力框架

　　高端工业

　　F1赛车单体壳结构

　　工业机器人旋转关节

　　大型天文望远镜支架

　　六、加工技术规范

　　热处理工艺

　　三级固溶处理：

　　465℃/2h + 475℃/2h + 490℃/1h

　　水淬(60-80℃水温)

　　双级时效：120℃/8h + 160℃/12h

　　机械加工参数

　　铣削：

　　VC：180-220m/min

　　fz：0.08-0.12mm/z

　　ap：4-6mm

　　推荐刀具：金刚石涂层硬质合金

　　钻孔：

　　转速：3000-4000rpm

　　进给：0.05-0.08mm/rev

　　使用含硫极压切削液

　　七、产品规格体系

　　板材规格

　　厚度(mm)宽度(mm)长度(mm)公差等级

　　0.8-6.0800-15002000-6000AA级

　　6.1-251000-25002500-8000AB级

　　25.1-1001200-30003000-12000AC级

　　供货状态

　　T7451：优强度-韧性平衡

　　T7751：高抗应力腐蚀需求

　　T7951：超高强度需求

　　O状态：深加工前状态

　　八、材料对比评估

　　参数TKUltra77075-T62024-T3Ti-6Al-4V

　　比强度★★★★★★★★★☆★★★☆☆★★★★☆

　　疲劳性能★★★★☆★★★☆☆★★★★☆★★★★★

　　加工成本★★★☆☆★★★★☆★★★★★★★☆☆☆

　　焊接性能★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★☆☆★★★☆☆

　　全寿命成本★★★★☆★★★☆☆★★★☆☆★★☆☆☆

　　九、创新应用案例

　　空客A350XWB改进项目：

　　采用TKUltra7替代部分钛合金部件

　　减重效果达15%

　　单机节约燃油成本约$200,000/年

　　日本新干线N700S：

　　车体侧梁应用

　　实现12%的轻量化

　　运行能耗降低8%

　　TKUltra7代表了当前航空铝合金的高技术水平，其独特的性能平衡使其成为高端结构应用的理想选择，特别适合追求性能的重量关键型应用场景。