FORTAL铝合金表面质量的系统方法

　　FORTAL铝合金技术报告

　　——超高强高韧性航空级铝合金

　　1. 材料概述

　　FORTAL铝合金（也称为 AU4G 或 2014A）是一种 Al-Cu-Mg-Si 系变形铝合金，属于 2000系列（硬铝），由法国 Pechiney公司（现为Constellium）开发，专门用于 航空航天、和高端机械制造。

　　主要特点：

　　✅ 超高强度（接近7000系）

　　✅ 的耐疲劳性能

　　✅ 良好的热稳定性

　　✓ 可热处理强化

　　✓ 适用于锻造、挤压和机加工

　　FORTAL化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 g：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 n：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

　　FORTAL力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40(%IACS)

　　抗拉强度(25°C Pa)---472

　　屈服强度(25°C Pa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　剪应力(Pa)---285

　　注 ：管材室温力学性能

　　试样尺寸：壁厚/ (所有)

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.90g/c3。

　　3. 机械性能（T6状态）

　　指标 数值

　　抗拉强度 (UTS) 450-520 MPa

　　屈服强度 (YS) 380-450 MPa

　　延伸率 (Elongation) 8-12%

　　硬度 (HB) 125-150

　　弹性模量 (E) 72 GPa

　　断裂韧性 (K₁C) 28-35 MPa·√m

　　4. 关键特性

　　4.1 高强度 & 抗疲劳

　　接近7000系铝合金的强度（如7075-T6），但 应力腐蚀敏感性更低。

　　疲劳寿命优异，适用于 高动态载荷结构（如飞机起落架、直升机旋翼）。

　　4.2 热稳定性

　　200°C以下长期服役仍保持强度（优于7000系）。

　　适用于高温环境部件（如发动机支架、导弹结构）。

　　4.3 加工性能

　　可锻造、挤压、机加工，适用于 复杂结构件。

　　焊接性一般（需采用特殊工艺，如搅拌摩擦焊FSW）。

　　4.4 耐蚀性

　　低于6000系，需采用 阳极氧化或涂层保护。

　　不适合长期暴露于海洋环境。

　　5. 主要应用领域

　　5.1 航空航天

　　✔ 飞机结构件（机翼蒙皮、机身框架）

　　✔ 直升机旋翼系统（高强度+抗疲劳）

　　✔ 导弹壳体（高刚度+轻量化）

　　5.2 装备

　　✔ 装甲车辆轻量化部件

　　✔ 火炮结构件

　　✔ 无人机机身框架

　　5.3 工业机械

　　✔ 高端液压机活塞

　　✔ 重型机床结构件

　　✔ 赛车/高性能汽车悬架

　　6. 热处理工艺

　　6.1 典型T6处理

　　固溶处理：495-505°C / 1-2h → 水淬

　　人工时效：150-170°C / 12-16h

　　6.2 退火（O状态）

　　415°C / 2-3h → 缓冷（适用于后续冷加工）

　　7. 对比同类合金

　　指标 FORTAL (2014A-T6) 2024-T3 7075-T6

　　强度 (MPa) 450-520 430-470 520-570

　　延伸率 (%) 8-12 10-15 8-10

　　耐蚀性 中 低 低

　　焊接性 一般 差 极差

　　主要用途 航空结构件 航空蒙皮 超高强部件

　　8. 结论

　　FORTAL（2014A） 是一种 高强、耐疲劳、热稳定的航空级铝合金，特别适用于 航空航天、和高端机械制造。

　　✅ 优势：强度接近7075，但 应力腐蚀更优，适合 长期服役。