7075-T6 alumiiniumi temper: miks see domineerib ülitugevates rakendustes

7075 on kuumtöödeldud alumiinium-tsink-magneesium-vasesulam, mis on müügilolevate sepistatud alumiiniumiklasside seas tugevusvahemiku tipus. Selle mehaaniline jõudlus läheneb mõne terase omale, samas kui selle tihedus jääb peaaegu kolmandiku terase omast, nii et klass määratakse kindlaks kõikjal, kus kaalu vähendamine ja kandevõime peavad olema tasakaalus. See, mida valmis komponent tegelikult kasutuses annab, sõltub palju vähem ainult sulami tähistusest kui temperamendist, st lahuse kuumtöötluse, karastamise ja metallile rakendatava kontrollitud vananemise konkreetsest kombinatsioonist.

Selles juhendis selgitatakse, miks 7075-T6 ja selle pingeleevendatud vaste 7075-T651 on enim varud ja tarnitud, kuidas temperamendi valik muudab korrosioonikäitumist ja väsimuse kestust ning kuidas võrrelda seda sorti üldotstarbeliste alumiiniumsulamitega.

7075 puhul kasutatavate temperatuuritähiste mõistmine

Sulami numbrile järgnevad tähed ja numbrid kirjeldavad pigem täielikku tootmisteed kui ühte kuumtöötlemise{0}}etappi. 7075 jaoks on praktiline nimekiri väike:

O (lõõmutatud)- pehmeim seisund, mida kasutatakse peamiselt vormimistoiminguteks, millele järgneb hilisem kuumtöötlus; tõmbetugevus on ligikaudu 230 MPa.

T6- lahusega kuumtöödeldud ja seejärel kunstlikult vanandatud. See on sulami kõrgeim-tugevustingimus ja standardne võrdlustemperatuur.

T651- T6 kantakse plaadile, mida seejärel venitatakse kontrollitud koguse võrra, tavaliselt 1,5–3 protsenti, et leevendada sisemist jääkpinget. Saadud plaat jääb töötlemise ajal tasaseks.

T73 ja T7351- üle-ealine seisund, mille puhul kunstlik vananemine jätkub üle tugevuse tipu-. Tõmbetugevus langeb ligikaudu 10–15 protsenti, kuid vastupidavus pinge{6}}korrosioonipragunemisele paraneb oluliselt.

T76 ja T7651- vahepealne üle-vananemine, mis vahetab väiksema tugevuse kaotuse ja parandab vastupanu koorimiskorrosioonile.

Kuna vananemistsükkel reguleerib sademe struktuuri, saab sama sulami keemiat kasutada tingimustes, mis erinevad voolavuspiirilt rohkem kui 40 protsenti, jagades samal ajal identset tihedust ja elastsusmoodulit.

Miks on 7075-T6 ja 7075-T651 kõige levinumad tujud?

Jah, T6 ja T651 on kõige sagedamini määratletud ja laos hoitavad omadused. Seda domineerimist selgitavad neli praktilist põhjust:

Maksimaalne tugevus kilogrammi kohta.Ükski teine ​​laialdaselt müüdav sulami temper ei saavuta sama tõmbe- ja voolavuspiiri kombinatsiooni, mis on otsustav lennukiraami liitmike, korpuste ja suure{0}}koormusega konstruktsiooniklambrite puhul.

Määramise katvus.T6 ja T651 on sepistatud alumiiniumi tähistussüsteemides ja kosmosematerjalide spetsifikatsioonides kõige täielikumalt loetletud tingimused, nii et disainerid saavad neid välja kutsuda ilma spetsiaalse kvalifikatsiooniprogrammita.

Töötlemise stabiilsus.Minimaalsete moonutustega venitatud T651 plaadimasinad, mis on olulised õhukeste ribide, pikkade vardade ja täppiskinnituste puhul.

Pakkumise laius.Nendes tingimustes toodetakse rutiinselt ekstrusiooni, varda, lehte ja plaate, mis tagab lühikese teostusaja ja ühtlase saadavuse.

Ekstrudeeritud ja sepistatud osad tellitakse tavaliselt T6-s, samas kui ligikaudu 12 mm paksused valtsplaadid tellitakse tavaliselt T651-sse, nii et venitusetapp eemaldab jahutuse{3}}indutseeritud jääkpinge.

Tüüpilised mehaanilised omadused ja keemiline koostis

Allpool toodud väärtused on tüüpilised 7075 jaoks T6 ja T651 tingimustes toatemperatuuril. Tegelikud arvud sõltuvad toote vormist, paksusest ja katsetamise suunast.

Sulam võlgneb selle jõudluse rangelt kontrollitud koostisele. Tsink ja magneesium moodustavad tugevdavad sademed, vask lisab tugevust ja kroom täpsustab tera struktuuri.

Korrosioonikindlus, väsimuse kestus ja kaitsetöötlused

7075 pakub ainult mõõdukat vastupidavust atmosfääri korrosioonile ja on eriti vastuvõtlik pinge{1}}korrosioonipragude tekkele, kui seda hoitakse püsiva tõmbepinge all niiskes või kloriidi{2}}kandvas keskkonnas. Selle riski juhtimiseks kasutatakse kahte strateegiat.

Esimene on tuju valik. Vanemad tingimused, nagu T73 ja T7351, viivad mikrostruktuuri -maksimaalsest tugevusseisundist eemale ja suurendavad märkimisväärselt pinge-korrosioonikindlust, mille hind on ligikaudu 10–15 protsenti tõmbetugevusest. Komponendid, mis näevad pidevat koormust mere- või niiskes kasutuses, on sageli määratletud nendes temperamentides, isegi kui tugevuse karistus on ebasoovitav.

Teine on pinnakaitse. Anodeerimine, keemilise konversiooni katmine, metallkatted ja värvisüsteemid isoleerivad pinna keskkonnast. Anodeeritud kihid parandavad ka libisevate pindade kulumiskindlust, samas kui plakeeritud leht asetab südamikule õhukese kihi korrosioonikindlamast -alumiiniumisulamist.

Väsimusvõime on toatemperatuuril hea, kuid nii söövitav aine kui ka kõrgendatud temperatuur vähendavad vastupidavuse piiri. Kui osa kogeb sellistes tingimustes tsüklilist koormust, kombineerivad disainerid tavaliselt üle-vananenud temperamendi kaitsekattega ja rakendavad suuri väsimusvarusid. Kasutusiga on muidu pikk: õige kaitse ja hoolduse korral töötavad konstruktsioonikomponendid rutiinselt mitu aastakümmet, eeldusel, et püsiv pinge ja agressiivne keskkond on kavandatud piirides.

Kuidas 7075 võrreldakse üldotstarbeliste{1}}alumiiniumisulamitega

Tugevus.7075-T6 saavutab ligikaudu 572 MPa tõmbetugevuse, võrreldes umbes 310 MPa mudeliga 6061-T6 ja ligikaudu 470 MPa-ga 2024-T3 puhul, seega on see kandevõime reguleerimisel selgelt juhtpositsioonil.

Kaal.Tihedus on 2,81 g/cm3, vaid veidi üle 6061 2,70 g/cm3, seega ei kaasne tugevuse suurenemisega peaaegu mingit kaalutrahvi.

Vormitavus.7075 on vähem plastiline kui 6xxx ja 3xxx perekonnad ning seda ei saa T6 tingimustes kitsa raadiusega painutada; vormimine toimub tavaliselt lõõmutatud olekus ja sellele järgneb kuumtöötlus.

Keevitatavus.7075 liitkeevitamist T6-s üldiselt välditakse, kuna see hävitab vananemisreaktsiooni kuumus{2}}mõjutatud tsoonis; neetitud, polt- ja liimitud ühendused on selle asemel tavapraktikaks.

Valiku loogika.Kui jäikus, korrosioonikindlus ja maksumus on olulisemad kui tipptugevus, on 6061 endiselt lihtsam ja ökonoomsem valik. Kui iga kilogramm loeb ja koormus on suur, on materjal 7075-T6 või T651 valitud.

Korduma kippuvad küsimused

K: Kas 7075-T6 on 7075 alumiiniumi kõige tavalisem temper?
Jah. T6 ja pingevaba -T651 on tingimused, mida kõige rohkem varustatakse ja tarnitakse, ning koos moodustavad need suurema osa selles klassis tarnitavatest ekstrudeeritud, sepistatud ja valtsitud toodetest.

K: Mis vahe on 7075-T6 ja 7075-T651 vahel?
Mõlemad on lahusega kuumtöödeldud ja kunstlikult vanandatud. T651 plaat saab täiendava kontrollitud venituse umbes 1,5–3 protsenti, mis leevendab jääkkustutuspinget, nii et see püsib lamedam ja töötab väiksemate moonutustega.

K: Millist karastust tuleks kasutada mere- või niiskes keskkonnas?
Tavaliselt eelistatakse üle -vananenud seisukorda, nagu T73, kuna see talub pingekorrosioonipragunemist palju paremini kui T6 ja tavaliselt rakendatakse ka kaitsekatet või anodeeritud kihti.

K: Kas 7075 alumiiniumsulam korrodeerub kergesti?
Sellel on ainult mõõdukas korrosioonikindlus ja see on eriti tundlik pinge{0}}korrosioonipragude suhtes, seega on kattekiht, anodeerimine, konversioonikatmine või värvimine nõudlikes kasutustingimustes standardvarustus.

K: Kui kaua 7075 alumiiniumkomponent kestab?
Nõuetekohase pinnakaitse ja hooldusega võivad konstruktsiooniosad püsida kasutuses mitu aastakümmet. Kaitsmata osad, mis puutuvad kokku kloriidide või püsiva tõmbepingega, võivad palju varem rikneda.

K: Kas 7075-T6 saab keevitada?
Sulandkeevitust üldiselt välditakse, kuna see eemaldab kuumuse{0}}mõjutatud tsoonis vananemisreaktsiooni ja vähendab järsult tugevust. Mehaaniline kinnitamine ja liimimine on tavalised ühendamismeetodid.

K: Kas 7075 on terasest tugevam?
Nael naela vastu, jah. Selle eritugevus on suurem kui tavalistel konstruktsiooniterastel, kuigi terase absoluutne tõmbetugevus jääb suuremaks.