FORTAL铝合金精密加工磨损模型与参数

　　FORTAL圆棒铝合金：航空级高强铝合金的

　　材料概述

　　FORTAL是法国Pechiney公司(现为Constellium)开发的航空级高强铝合金系列，主要包括FORTAL NEU和FORTAL HE等型号，专门用于航空结构件和高端工业应用。

　　核心特性

　　1. 机械性能特点

　　高强度重量比：抗拉强度可达500-580MPa

　　优良韧性：断裂伸长率8-12%

　　疲劳性能：10⁷周次疲劳强度160-180MPa

　　各向同性：横向性能优于传统2xxx系合金

　　2. 物理特性

　　密度：2.80g/cm³

　　热导率：155W/(m·K)

　　电导率：35%IACS

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/K(20-100℃)

　　3. 工艺特性

　　优良成形性：可进行复杂形状加工

　　焊接性能：优于7xxx系合金

　　机加工性：切削性能评级85%(相对于2017A)

　　FORTAL实测化学成分：

　　铝 Al(小值)：余量

　　硅 Si：0.30~0.6

　　铁 Fe：0.10~0.30

　　铜 Cu：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　镁 Mg：0.35~0.6

　　铬 Cr：≤0.05

　　锌 Zn：≤0.15

　　钛 Ti：≤0.10

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　FORTAL力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥245

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。FORTAL用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用FORTAL;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　规格：厚度：0.08-4.0 ; 宽度：8.0-600

　　主要应用领域

　　航空工业

　　飞机结构件：机身蒙皮、翼肋

　　直升机部件：旋翼系统连接件

　　航天器组件：卫星结构框架

　　国防装备

　　装甲车辆：轻型装甲结构

　　导弹部件：弹体承力结构

　　海军装备：舰载设备支架

　　高端工业

　　赛车底盘：高强度轻量化构件

　　精密机械：高刚度运动部件

　　化工设备：高压容器

　　热处理工艺

　　标准热处理制度：

　　固溶处理：

　　温度：500-510℃

　　保温时间：1h/25mm

　　淬火介质：水(20-30℃)

　　时效处理：

　　T6状态：160℃/18h

　　T7状态：190℃/8h(改善耐蚀性)

　　特殊工艺：

　　形变热处理(T8)：冷加工+时效

　　双级时效：120℃/6h + 160℃/12h

　　加工技术指南

　　1. 热加工

　　锻造温度：350-450℃

　　热轧温度：380-420℃

　　终锻温度>320℃

　　2. 冷加工

　　冷轧率可达30%

　　中间退火：350℃/1h

　　3. 机械加工

　　推荐刀具：PVD涂层硬质合金

　　切削速度：150-200m/min

　　进给量：0.1-0.2mm/rev

　　连接技术

　　焊接工艺：

　　惰性气体保护焊(TIG/MIG)

　　搅拌摩擦焊(FSW)

　　激光焊(薄板)

　　铆接技术：

　　使用2117或7050铆钉

　　铆接前表面处理

　　胶接工艺：

　　表面磷酸阳极氧化

　　使用环氧结构胶

　　防腐保护方案

　　表面处理：

　　铬酸阳极氧化

　　硫酸阳极氧化+重铬酸盐封闭

　　阿洛丁处理

　　涂层系统：

　　底漆：环氧底漆

　　面漆：聚氨酯面漆

　　总厚度：120-180μm

　　电偶腐蚀防护：

　　与钛合金接触使用绝缘垫片

　　与碳纤维复合材料隔离

　　质量控制标准

　　认证体系：

　　符合AMS 4202航空标准

　　满足MIL-A-22771军用标准

　　通过Nadcap特种工艺认证

　　检测要求：

　　超声波检测：符合EN 473标准

　　电导率测试：涡流法

　　晶间腐蚀：ASSET试验

　　材料优势总结

　　FORTAL铝合金因其独特的成分设计和热处理响应，在航空结构应用中表现出显著优势：

　　较传统2024合金强度提高15-20%

　　保持良好塑性和断裂韧性

　　优异的抗疲劳性能

　　相对较好的耐腐蚀性能

　　这些特性使其成为航空主承力结构的理想选择，特别是在需要减重和性能优化的关键部位。