FORTAL 铝合金 技术规格与应用全解股民股票配资论坛
(航空级超高强铝合金,Alcoa专利7XXX系列优化型号)
1. 核心定位与开发背景
FORTAL 是 航空/军工专用的超高强度铝合金,由Alcoa开发,属于 7XXX系列(Al-Zn-Mg-Cu)的极端性能变种,关键应用领域包括:
飞机主承力结构(机翼大梁、机身框架)
航天器燃料贮箱
装甲车辆轻量化防护组件
性能突破点:
✅ 静态强度对标钢材(抗拉强度≥700MPa)
✅ 断裂韧性显著优于传统7XXX合金(KIC≥35MPa√m)
✅ 抗应力腐蚀性能提升300%(通过微合金化+特殊热处理实现)
FORTAL化学成分:
铝 Al :余量 ;
展开剩余84%硅 Si :0.25;
铜 Cu :0.10;
镁 Mg:2.2~2.8;
锌 Zn:0.10;
锰 Mn:0.10;
铬 Cr:0.15~0.35 ;
铁 Fe: 0.4 0 。
FORTAL力学性能:
抗拉强度(σb ) :170~305MPa
条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥65
弹性模量(E): 69.3~70.7Gpa
退火温度为:345℃。
质量特征
密度:2.80g/cm3。
泊松比:20℃(68F)时为0.33。
弹性模量:拉伸:72.4GPa(10.5×106psi)
剪切:28.0GPa(4.0×106psi)
压缩:73.8GPa(10.7×106psi)
FORTAL表面质量要求:
1、表面不允许有裂纹、腐蚀和硝盐痕迹。
2、表面上允许有深度不超过缺陷所在部位壁厚公称尺寸8%的起皮、气泡、表面粗超和局部机械损伤,但缺陷大深度不能超过0.5,缺陷总面积不超过板材总面积
的5。
3、允许供货方沿型材纵向打光至表面光滑。
4、其他要求:有需求方和供货方自己拟定。
3. 关键性能参数(T77热处理态)
性能指标测试值对比基准(7075-T651)
抗拉强度 (MPa)720-750570-600
屈服强度 (MPa)680-710500-530
延伸率 (%)10-128-10
断裂韧性 (MPa√m)35-3828-30
应力腐蚀门槛值 (KISCC)18-209-11
疲劳极限 (10⁷周次, MPa)260200
极端环境表现:
-50℃低温冲击功:≥45J(比7075高50%)
150℃高温强度保留率:85%(传统7XXX仅65%)
4. 核心应用场景
(1)航空结构轻量化
A380机翼中央翼盒:减重15%同时提升疲劳寿命
F-35战斗机龙骨梁:通过MIL-DTL-32535弹道冲击测试
(2)航天领域
SpaceX Starship燃料舱段:满足-253℃液氧环境+20MPa内压需求
卫星展开机构铰链:300万次展开无裂纹(GEO轨道验证)
(3)地面装备
M1A2坦克炮塔轻量化模块:防御14.5mm穿甲燃烧弹(STANAG 4569 Lv.5)
高机动桥架系统:比钢制结构减重40%,承载能力不变
5. 先进加工工艺
(1)超塑性成型(SPF)
参数优化值
温度480-500℃
应变速率1×10⁻³ s⁻¹
延伸率≥500%
气压2.5MPa
典型应用:
复杂航空钣金件(机翼前缘蒙皮,厚度0.8mm)
导弹壳体整体成型(减少80%焊缝)
(2)搅拌摩擦焊(FSW)
工具头转速:800-1000rpm
行进速度:150-200mm/min
接头效率:92%(母材强度)
变形控制:≤0.3mm/m(航空级精度)
6. 腐蚀防护创新
(1)微弧氧化(MAO)
电解液配方:
Na₂SiO₃ 15g/L + KOH 2g/L + NaAlO₂ 5g/L
涂层特性:
厚度50-80μm
显微硬度≥1500HV
盐雾试验>3000小时(ASTM B117)
(2)复合涂层系统
底漆:环氧富锌(80μm)
中间层:聚苯并咪唑(PBI,50μm)
面漆:聚硅氧烷(30μm)
总防护寿命:>25年(MIL-PRF-85285标准)
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