7075-T6 alumiinin karkaisu: miksi se hallitsee lujia sovelluksia

7075 on lämpö-käsiteltävä alumiini-sinkki-magnesium-kupariseos, joka on lujuusalueen huipulla kaupallisesti saatavilla olevien muokattujen alumiinilaatujen joukossa. Sen mekaaninen suorituskyky lähestyy joidenkin terästen tiheyttä, kun taas sen tiheys on lähes kolmannes teräksen tiheydestä, joten laatu määritellään aina, kun painonpudotuksen ja kantavuuden on oltava tasapainossa. Se, mitä valmis komponentti todella tuottaa käytössä, riippuu paljon vähemmän pelkästä metalliseosmerkinnästä kuin karkaisusta, toisin sanoen metalliin sovellettavasta liuoksen lämpökäsittelyn, sammutuksen ja kontrolloidun vanhenemisen yhdistelmästä.

Tässä oppaassa kerrotaan, miksi 7075-T6 ja sen jännitys-kevennetty vastine 7075-T651 ovat yleisimmin varastoituja ja toimitettuja karkaisuja, kuinka karkaisun valinta muuttaa korroosiokäyttäytymistä ja väsymisikää ja miten laatua verrataan yleiskäyttöisiin alumiiniseoksiin.

7075:een sovellettavien lämpömerkintöjen ymmärtäminen

Seosnumeroa seuraavat kirjaimet ja numerot kuvaavat kokonaista tuotantoreittiä yksittäisen lämpökäsittelyn{0}}vaiheen sijaan. 7075:n käytännön lista on pieni:

O (hehkutettu)- pehmein tila, jota käytetään pääasiassa muovaustoimenpiteisiin, joita seuraa myöhempi lämpökäsittely; vetolujuus on noin 230 MPa.

T6- liuos lämpökäsitelty ja sitten keinotekoisesti vanhennettu. Tämä on korkein-lujuus, joka on yleisesti saatavilla ja seoksen vakiovertailulujuus.

T651- T6 levitetään levylle, jota venytetään sitten kontrolloidulla määrällä, tyypillisesti 1,5–3 prosenttia, sisäisen jäännösjännityksen lievittämiseksi. Tuloksena oleva levy pysyy tasaisena koneistuksen aikana.

T73 ja T7351- yli-ikääntynyt tila, jossa keinotekoinen ikääntyminen jatkuu vahvuuden huippupisteen- ulkopuolella. Vetolujuus laskee noin 10–15 prosenttia, mutta jännitys{6}}korroosiohalkeilun kestävyys paranee huomattavasti.

T76 ja T7651- väliaikainen yli-ikääntyminen, joka vaihtaa pienemmän lujuuden menetyksen parempaan kuoriutumiskorroosionkestävyyteen.

Koska vanhenemissykli ohjaa sakan rakennetta, samaa metalliseoskemiaa voidaan toimittaa olosuhteissa, jotka eroavat myötölujuudesta yli 40 prosenttia, samalla kun niillä on sama tiheys ja kimmokerroin.

Miksi 7075-T6 ja 7075-T651 ovat yleisimmät luonteeltaan

Kyllä, T6 ja T651 ovat laajalla marginaalilla yleisimmin määriteltyjä ja varastossa pidettyjä malleja. Neljä käytännön syytä selittää tämän määräävän aseman:

Huippuvoima kilogrammaa kohti.Mikään muu laajasti myytävä metalliseoksen luonne ei saavuta samaa veto- ja myötölujuuden yhdistelmää, mikä on ratkaisevaa lentokoneen rungon varusteille, koteloille ja suuren{0}}kuormituksen rakenteellisille kannakkeille.

Nimeämisen kattavuus.T6 ja T651 ovat täydellisimmin muokatun alumiinin merkintäjärjestelmissä ja ilmailumateriaalien eritelmissä lueteltuja ehtoja, joten suunnittelijat voivat vaatia niitä ilman räätälöityä pätevöintiohjelmaa.

Työstön vakaus.Venytetyt T651-levykoneet, joissa on minimaalinen vääristymä, mikä on tärkeää ohuille rivoille, pitkille säleille ja tarkkuuskiinnikkeille.

Tarjonnan leveys.Ekstruusio, tanko, levy ja levy valmistetaan rutiininomaisesti näissä olosuhteissa, mikä takaa lyhyet läpimenoajat ja tasaisen saatavuuden.

Suulakepuristetut ja taotut osat tilataan yleensä T6:een, kun taas noin 12 mm:n valssatut levyt tilataan yleensä T651:een, jotta venytysvaihe poistaa vaimenemisen-aiheuttaman jäännösjännityksen.

Tyypilliset mekaaniset ominaisuudet ja kemiallinen koostumus

Alla olevat arvot ovat tyypillisiä 7075:lle T6- ja T651-olosuhteissa huoneenlämpötilassa. Todelliset luvut vaihtelevat tuotteen muodon, paksuuden ja testaussuunnan mukaan.

Seoksen suorituskyky johtuu tiukasti kontrolloidusta koostumuksesta. Sinkki ja magnesium muodostavat vahvistavia sakkoja, kupari lisää lujuutta ja kromi jalostaa raerakennetta.

Korroosionkestävyys, väsymisikä ja suojaavat käsittelyt

7075 kestää vain kohtalaista ilmakehän korroosiota ja on erityisen herkkä jännitys-korroosiohalkeilulle, kun sitä pidetään jatkuvan vetojännityksen alaisena kosteassa tai kloridi{2}}laakeriympäristössä. Tämän riskin hallitsemiseen käytetään kahta strategiaa.

Ensimmäinen on luonteen valinta. Yli ikääntyneet olosuhteet, kuten T73 ja T7351, siirtävät mikrorakennetta pois huippulujuustilasta- ja lisäävät jännitys-korroosionkestävyyttä huomattavasti, mikä maksaa noin 10-15 prosenttia vetolujuudesta. Komponentit, jotka näkevät jatkuvaa kuormitusta merellä tai kosteassa käytössä, määritetään usein näissä temperamenteissa, vaikka lujuusrangaistus ei olisi toivottavaa.

Toinen on pinnan suojaus. Anodisointi, kemiallinen konversiopinnoitus, metallipinnoitus ja maalijärjestelmät eristävät pinnan ympäristöstä. Anodisoidut kerrokset parantavat myös liukupintojen kulutuskestävyyttä, kun taas päällystetty levy asettaa ohuen kerroksen korroosionkestävämpää-alumiiniseosta ytimen päälle.

Väsymiskyky on hyvä huoneenlämmössä, mutta sekä syövyttävät aineet että kohonnut lämpötila vähentävät kestävyyttä. Jos osa kokee syklistä kuormitusta tällaisissa olosuhteissa, suunnittelijat yhdistävät yleensä yli-vanhentuneen luonteen suojapinnoitteeseen ja käyttävät runsaasti väsymismarginaaleja. Muuten käyttöikä on pitkä: asianmukaisella suojauksella ja huollolla rakenneosat toimivat rutiininomaisesti useita vuosikymmeniä edellyttäen, että jatkuva rasitus ja aggressiivinen ympäristö pysyy suunnittelurajoissa.

Miten 7075 verrataan yleiskäyttöisiin-alumiiniseoksiin

Vahvuus.7075-T6 saavuttaa noin 572 MPa:n vetolujuuden, kun se on noin 310 MPa mallilla 6061-T6 ja noin 470 MPa mallilla 2024-T3, joten se johtaa selvästi kuormituskyvyn määrääessä.

Paino.Tiheys on 2,81 g/cm3, vain hieman yli 6061:n 2,70 g/cm3, joten lujuuden lisäyksestä ei aiheudu lähes mitään painoarvoa.

Muovattavuus.7075 on vähemmän taipuisa kuin 6xxx- ja 3xxx-perheet, eikä sitä voida taivuttaa tiukoille säteille T6-tilassa; muovaus suoritetaan tavallisesti hehkutetussa tilassa ja sitä seuraa lämpökäsittely.

Hitsattavuus.7075:n fuusiohitsausta T6:ssa vältetään yleensä, koska se tuhoaa ikääntymisvasteen lämpö{2}}vaikutusalueella; niitatut, pultatut ja liimatut liitokset ovat sen sijaan vakiokäytäntö.

Valintalogiikka.Jos jäykkyys, korroosionkestävyys ja hinta ovat tärkeämpiä kuin huippulujuus, 6061 on edelleen helpompi ja taloudellisempi valinta. Kun jokainen kilogramma on tärkeä ja kuormitus on suuri, 7075-T6 tai T651 on valintamateriaali.

Usein kysytyt kysymykset

K: Onko 7075-T6 yleisin 7075-alumiinin luonne?
Kyllä. T6 ja jännitys{2}}kevennetty T651 ovat yleisimmin varastoituja ja toimitettuja olosuhteita, ja yhdessä ne muodostavat suurimman osan tämän laatuluokan suulakepuristetuista, taotuista ja valssatuista tuotteista.

K: Mitä eroa on 7075-T6:lla ja 7075-T651:llä?
Molemmat ovat liuoslämpökäsiteltyjä ja keinotekoisesti vanhennettuja. T651-levy saa ylimääräisen noin 1,5–3 prosentin hallitun venytyksen, joka lievittää jäännössammutusjännitystä, joten se pysyy litteämpänä ja koneistaa vähemmän vääristymiä.

K: Mitä temperamenttia tulisi käyttää meri- tai kosteassa ympäristössä?
Yli -ikääntynyt kunto, kuten T73, on yleensä suositeltava, koska se kestää rasitus-korroosiohalkeilua paljon paremmin kuin T6, ja yleensä käytetään myös suojaavaa pinnoitetta tai anodisoitua kerrosta.

K: Syövyttääkö 7075 alumiiniseos helposti?
Sillä on vain kohtalainen korroosionkestävyys ja se on erityisen herkkä jännitys{0}}korroosiohalkeilulle, joten päällystys, anodisointi, muunnospinnoitus tai maalaus ovat vakiona vaativissa käyttöolosuhteissa.

K: Kuinka kauan 7075 alumiinikomponentti kestää?
Asianmukaisella pintasuojauksella ja huollolla rakenneosat voivat pysyä käytössä useita vuosikymmeniä. Suojaamattomat osat, jotka ovat alttiina klorideille tai jatkuvalle vetojännitykselle, voivat vaurioitua paljon aikaisemmin.

K: Voidaanko 7075-T6 hitsata?
Fuusiohitsausta vältetään yleensä, koska se poistaa ikääntymisvasteen lämpö{0}}vaikutusalueella ja heikentää jyrkästi lujuutta. Mekaaninen kiinnitys ja liimaus ovat tavallisia liitosmenetelmiä.

K: Onko 7075 vahvempi kuin teräs?
Puntaa puntaa vastaan, kyllä. Sen ominaislujuus on korkeampi kuin tavallisilla rakenneteräksillä, vaikka teräksen absoluuttinen vetolujuus onkin suurempi.