FORTAL铝合金耐蚀性的影响

　　FORTAL铝合金圆棒全面技术解析

　　一、材料基础与分类

　　1. 基本概况

　　FORTAL是法国Pechiney公司(现为Constellium)开发的高强度铝合金系列，其中FORTAL系列主要包括FORTAL-AT、FORTAL-E等牌号，属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金。

　　FORTAL实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　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铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/cm3

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　三、核心物理特性

　　性能参数FORTAL-ATFORTAL-E测试标准

　　密度(g/cm³)2.822.80ISO 1183

　　熔点范围(℃)477-638480-635DSC

　　热导率(W/m·K)130135ASTM E1461

　　电导率(%IACS)3033ASTM B193

　　弹性模量(GPa)7271ASTM E111

　　四、力学性能特征

　　1. 室温力学性能(T6/T74状态)

　　性能指标FORTAL-ATFORTAL-E

　　抗拉强度(MPa)570-600540-560

　　屈服强度(MPa)500-530480-500

　　延伸率(%)9-1110-12

　　断裂韧性(MPa√m)28-3230-35

　　2. 特殊环境性能

　　低温性能(-196℃)：

　　强度提升18-22%

　　韧性保持率>90%

　　高温稳定性(150℃)：

　　100h强度保持率：AT-78%， E-82%

　　抗蠕变性能优于传统7xxx系

　　五、核心优势分析

　　1. 性能优势组合

　　强度-韧性平衡：KIC/σy比值比7075高15-20%

　　抗应力腐蚀：通过优化Cu/Mg比，SCC门槛值提高30%

　　2. 工艺特性

　　优异的淬透性：临界直径可达150mm

　　焊接适应性：

　　MIG焊接系数0.7-0.8

　　激光焊接裂纹敏感性低

　　六、典型应用领域

　　1. 航空航天

　　直升机旋翼系统部件

　　无人机整体框架结构

　　航天器燃料贮箱加强环

　　2. 国防装备

　　轻型装甲车辆防弹组件

　　导弹发射导轨

　　单兵装备承力结构

　　3. 高端工业

　　大型注塑机模板

　　万吨级压机立柱

　　精密测量仪器框架

　　七、加工技术规范

　　1. 热处理工艺

　　固溶处理：

　　AT：475℃×2h + 485℃×1h（阶梯加热）

　　E：480℃×3h

　　淬火速率：>200℃/s（喷雾淬火）

　　时效制度：

　　峰值时效(T6)：120℃×24h

　　过时效(T74)：双级时效(110℃+165℃)

　　2. 机加工参数

　　加工方式切削速度(m/min)进给量(mm/r)刀具要求

　　车削180-2200.1-0.25超细晶粒硬质合金

　　铣削150-2000.08-0.2金刚石涂层

　　钻孔30-500.08-0.15内冷钻头

　　螺纹加工8-12-钛基涂层丝锥

　　八、表面处理方案

　　1. 防腐处理

　　阳极氧化：

　　硫酸阳极氧化：膜厚15-25μm

　　硬质阳极氧化：膜厚50-70μm，硬度>500HV

　　涂层系统：

　　阿洛丁+环氧底漆+聚氨酯面漆

　　等离子喷涂WC-Co涂层

　　2. 特殊处理

　　激光毛化：Sa 2-5μm摩擦性能优化

　　离子注入：N+注入提高表面硬度