FORTAL铝合金板材热处理性能分析

　　FORTAL 圆棒铝合金技术报告（2024修订版）

　　1. 材料概述

　　FORTAL 是航空级高强铝合金的典型代表，由法国Pechiney公司（现属Constellium集团）研发，属于Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金。该材料通过纳米级析出强化和多级时效工艺，实现了强度与韧性的完美平衡，广泛应用于航空、、赛车等高端领域。

　　FORTAL化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　FORTAL力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　FORTAL热处理规范：

　　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30～120in;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2～10in或10～30in;空冷。

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

　　2. 核心特性

　　2.1 力学性能（典型T6状态）

　　性能指标典型值测试标准

　　抗拉强度 (Rm)530-570 MPaISO 6892-1

　　屈服强度 (Rp0.2)470-500 MPaISO 6892-1

　　延伸率 (A50mm)8-12%ISO 6892-1

　　硬度 (HB)135-150ASTM E10

　　疲劳极限 (10⁷周次)180-220 MPaISO 1099

　　2.2 物理 & 化学性能

　　密度：2.82 g/cm³（比钢轻65%）

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/°C（20-100℃）

　　热导率：134 W/m·K

　　电导率：32% IACS

　　耐腐蚀性：

　　盐雾试验（ASTM B117）：1000小时无显著腐蚀

　　应力腐蚀敏感性（SCC）：低（优于7075-T6）

　　3. 主要应用领域

　　3.1 航空航天

　　飞机结构件：机身框架、机翼肋板

　　起落架组件：轻量化替代高强度钢

　　直升机旋翼部件：高疲劳寿命需求

　　3.2 &赛车

　　装甲车辆：轻量化防弹结构

　　导弹壳体：高比强度需求

　　F1赛车：悬挂系统、传动部件

　　3.3 工业&精密机械

　　注塑模具：高耐磨、低热变形

　　半导体设备：无磁、高尺寸稳定性

　　光学平台：低热膨胀系数

　　4. 加工与热处理

　　4.1 机加工参数

　　工艺推荐参数刀具选择

　　车削VC=150-200 m/min, f=0.1 mm/revPCD或超硬涂层刀具

　　铣削VC=120-180 m/min, ae=0.2-0.4 mm整体硬质合金铣刀

　　钻孔VC=40-60 m/min, 啄钻循环TiAlN涂层钻头

　　4.2 热处理规范

　　固溶处理：475°C ±5°C / 1-2h，水淬

　　人工时效：120°C / 24h 或 160°C / 8-12h

　　稳定性处理（可选）：-18°C冷藏48h

　　5. 市场主流牌号对比

　　牌号FORTAL7075-T62024-T36061-T6

　　抗拉强度 (MPa)530-570510-540440-490310-340

　　屈服强度 (MPa)470-500430-470290-340270-300

　　延伸率 (%)8-125-1010-1510-15

　　耐蚀性★★★★☆★★☆★★★☆★★★★☆

　　焊接性★★☆★☆★★★☆★★★★★