7075 liga pequena de alumínio

A liga de alumínio 7075 é uma liga da série AL-ZN-MG-CU de alta resistência ultra-alta, renovada como uma das ligas de alumínio de maior resistência após a série de alumínio aeroespacial 2xxx. Seja comparável a certos aços . a fabricação de pequenas peças através do processo de forjamento de matriz permite a utilização total das vantagens mecânicas da 7075 Alloy e aproveita a estrutura densa de grãos e o fluxo de grãos contínuos formados durante o forjamento, garantindo a confiabilidade dos componentes sob cargas extremas e ambientes fortes.}

Elementos de liga primária:

Zinco (zn): 5.1-6.1% (elemento de fortalecimento principal, forma a solução sólida quaternária alznmgcu e fases precipitadas)

Magnésio (mg): 2.1-2.9% (se fortalece sinergicamente com zinco, forma a fase de fortalecimento de mgzn₂)

Cobre (Cu): 1.2-2.0% (melhora a força e a dureza, mas pode reduzir a resistência à corrosão)

Cromo (cr): 0.18-0.28% (refina grãos, inibe a recristalização, melhora a resistência à rachadura na corrosão do estresse)

Material base:

Alumínio (AL): Equilíbrio

Impurezas controladas:

Ferro (Fe): 0,50% máximo

Silício (SI): 0,40% Max

Manganês (MN): 0,30% Max

Titânio (TI): 0,20% max

Outros elementos: 0,05% no máximo cada, 0,15% total total

Processo de fabricação (para pequenos perdoas de matriz): A produção de 7075 pequenos esquecedores exige controle de processo extremamente rigoroso, com o objetivo de maximizar seu potencial de força ultra-alto, ao mesmo tempo em que otimiza a resistência à rachadura na corrosão do estresse .

Preparação de matéria -prima:

7075 lingotes de alta qualidade ou barras extrudadas com baixo teor de impureza são selecionadas como forjando tarugos . O material deve sofrer análise rigorosa de composição química e inspeção ultrassônica para garantir nenhum defeito interno .

Corte:

O comprimento do tarugo é cortado com precisão de acordo com as dimensões e a forma de forjamento, garantindo que o volume e o peso atendam aos requisitos de forjamento .

Aquecimento:

Os tarugos são aquecidos uniformemente em um forno controlado com precisão (normalmente entre 400-470, evitando superaquecimento que pode causar derretimento ou vergonha dos limites de grãos) . para ligas de alta resistência, uniformidade da temperatura e controle de oxidação são críticos .}}}}

Formação de forjamento morre:

Usando um martelo de forjamento ou uma imprensa hidráulica, o tarugo aquecido é colocado em uma matriz pré-projetado e formado por uma ou mais greves/pressões precisas ., a cavidade da matriz é intrincada para garantir que as linhas de fluxo metálicas sigam a forma da parte, refinando os grãos e eliminando os defeitos internos {2}

Forjamento de pré-forjamento e acabamento: Para formas complexas, isso pode envolver duas etapas: pré-forjamento (preparando um branco áspero) e o forjamento de acabamento (modelagem fina) . A quantidade e a taxa de deformação devem ser estritamente controladas para evitar rachaduras .

Aparar:

Após o forjamento, o excesso de flash em torno da periferia do forjamento é removido .

Tratamento térmico:

Tratamento térmico da solução: A forjamento é aquecida em aproximadamente 475 graus ± 5 graus e mantida por tempo suficiente para permitir que elementos de liga se dissolvem na solução sólida . para 7075, a alta precisão na temperatura da solução é crucial para evitar queimaduras excessivas (causando o fusão dos limites dos grãos) .}

Extinção: Resfriamento rápido da temperatura de solução, normalmente por extinção da água (temperatura ambiente ou água morna), para reter a solução sólida supersaturada . A taxa de extinção é fundamental para as propriedades finais .

Tratamento com envelhecimento:

T6 Temper: Tratamento padrão do envelhecimento artificial (normalmente mantido em 120 graus por 24 horas ou mais) para obter força máxima, mas é sensível ao SCC .

T7351 Temper: Two-stage or multi-stage artificial aging treatment (e.g., holding at 107℃for 8 hours, then at 163℃for 15 hours), aiming to improve stress corrosion cracking (SCC) resistance while maintaining high strength. This is a common temper choice in aerospace.

Alisamento e alívio do estresse (E . g ., t7351):

O alisamento mecânico pode ser necessário após a queima para corrigir as dimensões .

Para o temperamento T7351, o alívio da tensão de tração é geralmente realizado após a têmpera para reduzir significativamente o estresse residual de têmpera, minimizar a distorção da usinagem e melhorar a estabilidade dimensional .

Acabamento e inspeção:

Deburrendo, peening (melhora o desempenho da fadiga), inspeção dimensional, verificações da qualidade da superfície .

Finalmente, testes não destrutivos abrangentes (E . g ., ultrassono, penetrante) e testes de propriedade mecânica são realizados para garantir que o produto atenda às especificações .

7075 Esperados pequenos Die exibem propriedades mecânicas excepcionais nos temperamentos T6 e T7351, tornando-os uma escolha preferida para aplicações de alta resistência e alta carga .

Uniformidade da propriedade e anisotropia:

O processo de forjamento da matriz transmite um excelente fluxo de grãos para 7075 esquecimentos, permitindo que eles exibam propriedades ideais nas principais direções de carregamento e melhorando as propriedades transversais, reduzindo a anisotropia geral .

O temperamento T7351 sacrifica uma pequena quantidade de força através do tratamento de envelhecimento ajustado para melhorar significativamente a resistência à rachadura de corrosão do estresse (SCC) nas direções transversais (SL) e de transversa curta (ST) .

A microestrutura de 7075 pequenas formas de céu está no centro de sua força ultra-alta e confiabilidade excepcional .

Principais recursos microestruturais:

Estrutura de grãos refinados e densos:

The forging process completely breaks down coarse as-cast grains, forming fine, uniform, and dense recrystallized grains, eliminating casting defects like porosity and gas pockets. Average grain size typically ranges from 50-150 micrometers, depending on the specific forging ratio.

Dispersóides formados por elementos como cromo (CR) e manganês (MN) efetivamente prendem os limites dos grãos, inibindo o crescimento excessivo de grãos e a recristalização, mantendo o fortalecimento dos grãos finos .

Fluxo de grãos otimizado e contínuo:

À medida que os fluxos de metal dentro da cavidade da matriz, seus grãos são alongados e formam linhas de fluxo fibrosas contínuas ao longo das estruturas externas e internas complexas da parte .

Esse alinhamento de fluxo de grãos com a direção de estresse primária da parte em condições operacionais reais transfere efetivamente as cargas, melhorando significativamente o desempenho da fadiga da parte, a resistência à resistência à corrosão por corrosão por estresse em áreas críticas (E . g {{1}, cantos, chefes, bordas) {2} {2., cantos, chefes, bordas) {2}

Distribuição uniforme das fases de fortalecimento (precipitados):

No temperamento T6, as primárias fases de fortalecimento (E . g ., η 'ou zonas GP) precipitam uniformemente como partículas dispersas e dispersas nos grãos, fornecendo a maior resistência .

No temperamento T7351, através de fases de equilíbrio η (mgzn₂) de dois e estágios, maiores e de maneira mais uniformemente distribuída, e os precipitados dos limites de grãos se tornam mais grossos e mais descontinuosos corrossion . reduzem efetivamente a energia »», que se resista a {3}. resistindo »{3. Reduza» »{}

Alta limpeza metalúrgica:

Os seios de morte são internamente densos, livres de defeitos de fundição (como encolhimento, porosidade, inclusões grossas) .

Controle rigoroso de elementos de impureza como ferro (Fe) e silício (SI) minimiza a formação de fases ricas em ferro ou silício grosseiras e quebradiças, aumentando ainda mais a resistência à resistência e fadiga do material .

7075 Pequenos Esqueiros de Die podem obter alta precisão e formas complexas na produção .

Capacidade de personalização:

O design e a produção de matrizes podem ser realizados com base em modelos detalhados de CAD e desenhos de engenharia .

Serviços como pré-formação, forjamento de acabamento, corte, tratamento térmico e usinagem áspero/acabamento podem ser fornecidos .

As propriedades da liga 7075 são altamente dependentes do tratamento térmico, especialmente o tratamento envelhecido .

Orientação de seleção de temperamento:

T6 Temper: Adequado para aplicações que requerem força final, onde o ambiente não representa um risco de rachadura de corrosão por estresse .

T7351 Temper: A escolha preferida para aplicações industriais aeroespaciais e de alta confiabilidade, proporcionando excelente resistência à rachadura de corrosão por estresse e estabilidade dimensional, mantendo alta resistência .

7075 Pequenos Esquecos Dados têm boa máquinabilidade, mas baixa soldabilidade .

Orientação de fabricação:

MACHINABILIDADE: 7075 em T6/T7351 Temper possui alta dureza e boa usinabilidade, permitindo que as ferramentas de alta qualidade da superfície . sejam usadas, e atenção prestada à evacuação e resfriamento de chip .

Soldabilidade: Conventional fusion welding of 7075 alloy is very poor, highly prone to hot cracking and severe loss of joint strength. Therefore, for applications requiring joining, mechanical fastening (e.g., bolting, riveting) or solid-state welding techniques (e.g., friction Soldagem, Soldagem por fricção FSW) geralmente são empregados .

Estresse residual: 7075 Esperados têm alto tensão residual . especialmente para peças usinadas de precisão, o temperamento T7351 (com alívio da tensão de tração) pode controlar efetivamente a distorção de usinagem .}

7075 A resistência à corrosão da liga é superior a ligas da série 2xxx, mas é moderada entre as ligas de alumínio ultra-alta, particularmente sensíveis à corrosão e à corrosão do estresse (SCC) .

Estratégias de proteção contra corrosão:

Seleção de liga e temperamento: Para a maioria das aplicações, especialmente aeroespacial, o temperamento T7351 ou T7651 é fortemente recomendado para maximizar a resistência à corrosão e da corrosão da corrosão por estresse .

Tratamento de superfície:

Anodizando: O método de proteção mais comum e eficaz, formando um filme denso de óxido na superfície de forjamento, aumentando a corrosão e a resistência ao desgaste . para 7075, anodização de ácido crômico (Caa) e anodização de ácido sulfúrico (SAA) são adequados .}}}}}

Revestimentos de conversão química: Sirva como bons iniciadores para tintas ou adesivos, fornecendo proteção adicional à corrosão .

Sistemas de revestimento de alto desempenho: Os revestimentos resistentes à corrosão podem ser aplicados em ambientes extremamente corrosivos .

Gerenciamento de corrosão galvânica: Quando em contato com metais incompatíveis, medidas de isolamento (E . g ., juntas, revestimentos isolantes) devem ser tomados para evitar a corrosão galvânica .

Considerações de design:

Razão final de força / peso: 7075 oferece uma proporção excepcional de força-peso, tornando-a uma escolha ideal para indústrias automotivas aeroespaciais e de alto desempenho, onde é necessária redução de peso extrema .

Alta confiabilidade: A combinação do processo de forjamento e a alta resistência da 7075 Alloy garante a confiabilidade a longo prazo de peças sob cargas graves .

Integração de formas complexas: O forjamento de matriz pode produzir geometrias complexas em forma de rede, reduzindo significativamente a usinagem subsequente, reduzindo os custos de fabricação e os prazos de entrega .

Excelente desempenho de fadiga: Adequado para componentes submetidos a cargas cíclicas repetidas .

Gerenciamento de quebra de corrosão por estresse: Selecionar o temperamento de envelhecimento apropriado (T7351/T7651) é crucial para superar sua sensibilidade inerente ao SCC .

Métodos de união: Dada sua baixa soldabilidade, o design deve priorizar a união mecânica ou os métodos avançados de soldagem de estado sólido .

O controle de qualidade para 7075 pequenas ligas de alumínio são críticas, com atenção particular à qualidade interna, propriedades mecânicas e resistência à rachadura de corrosão por estresse .

Procedimentos de teste padrão:

Certificação de matéria -prima:

Análise de composição química (espectrômetro de emissão óptica) para garantir a conformidade com AMS, ASTM, etc .

Teste ultrassônico (UT) para garantir que os tarugos estejam livres de defeitos internos .

Monitoramento do processo de forjamento:

Monitoramento em tempo real da condição de forjamento de temperatura, pressão e matriz .

Inspeção aleatória em processo de forjamento e dimensões .

Monitoramento do processo de tratamento térmico:

Uniformidade da temperatura do forno (por AMS 2750E classe 1) e controle de tempo, especialmente controle preciso da solução e envelhecimento em vários estágios .

Temonimização de temperatura da mídia e controle de intensidade de agitação .

Análise de composição química:

Re-verificação da composição química em lote dos esquecedores finais .

Teste de propriedade mecânica:

Teste de tração: Amostras retiradas de locais e orientações representativos (longitudinal, transversal, curto-transversal) para testar UTs, ys, el .

Teste de dureza: Medições de vários pontos para avaliar a uniformidade geral .

Teste de impacto: Teste de impacto em Notch Charpy, se necessário .

Teste de resistência à fratura: K1C ou JIC Teste para componentes críticos .

Teste de corrosão por estresse (SCC) Teste:

Teste de anel C ou de feixe dobrado: Teste de sensibilidade do SCC por ASTM G38/G39 para tempers T7351/T7651 . Este é um item de teste crítico para 7075 liga .

Teste não destrutivo (NDT):

Teste ultrassônico (UT): 100% de inspeção interna de defeitos para todos os itens críticos para garantir poros, inclusões, delaminações, etc .

Teste Penetrante (PT): 100% de inspeção de superfície para detectar defeitos de quebra de superfície .

Testes atuais de redemoinho (ET): Detecta defeitos superficiais e próximos à superfície, bem como uniformidade do material .

Análise microestrutural:

Exame metalográfico para avaliar o tamanho dos grãos, continuidade do fluxo de grãos, grau de recristalização, morfologia e distribuição precipitadas, especialmente características do limite de grão precipita .

Inspeção de qualidade dimensional e superficial:

Medições precisas usando pinças, micrômetros, coordenadas de medições de medição (CMM) ou instrumentos de medição óptica .

Medição da rugosidade da superfície .

Padrões e certificações:

Complies with AMS 4133 (7075-T7351 Forgings), AMS 4134 (7075-T7651 Forgings), ASTM B247 (Aluminum Alloy Forgings), EN 15908 (Aluminum and Aluminum Alloys - Forgings), and other aerospace and industrial standards.

Certificações do sistema de gerenciamento da qualidade: ISO 9001, AS9100 (aeroespacial) .

EN 10204 Tipo 3 . 1 Os relatórios de teste de material podem ser fornecidos e a certificação independente de terceiros pode ser organizada mediante solicitação do cliente.

7075 A pequena liga de alumínio. Esqueços de alumínio são amplamente utilizados em campos de equipamentos aeroespacial, de alto desempenho e de equipamentos de ponta devido à sua proporção excepcional de força / peso, confiabilidade e desempenho de fadiga alto .

Áreas de aplicação primárias:

Aeroespacial:: Componentes estruturais de aeronaves primários (e . g ., acessórios de escolar, molduras, componentes de engrenagem de pouso, montagens de motor, faixas de aba), conectores críticos, componentes do sistema hidráulico, colackets de alta carga.}}

Automotivo de alto desempenho: Componentes do sistema de suspensão para carros de corrida ou veículos civis de alto desempenho (E . g ., arremessadores de articulações, armas de controle), cubos de rodas, componentes do trem de força, montagens do motor, buscando a ponderação e força final.}

Defesa e militar: Componentes estruturais críticos para vários sistemas de armas, partes do corpo de mísseis, componentes de fusíveis, obras de sistema de mira .

Equipamento esportivo: Componentes de bicicleta de alta resistência (e . g ., manivelas, pedais), engrenagem de escalada (E . g ., carabiners de alta resistência), ligações de esqui, eixos de seta.

Engenharia Mecânica: Válvulas de alta pressão, componentes da bomba, grampos, componentes estruturais de instrumento de alta precisão e outras aplicações que requerem resistência e rigidez definitivas .

Vantagens de design:

Razão final de força / peso: Fornece a maior capacidade de carga de carga, minimizando o peso, tornando-a uma escolha ideal para o design leve .

Alta confiabilidade: A combinação do processo de forjamento e das características da liga dotam de peças com excelente fadiga, impacto e resistência à rachadura na corrosão do estresse (especialmente no temperamento T7351), garantindo um serviço de longo prazo em ambientes severos .

Modelagem quase net e geometrias complexas: Forjamento de matriz pode produzir formas complexas próximas às dimensões finais, reduzindo significativamente a usinagem subsequente e o desperdício de materiais, diminuindo os custos e os prazos de produção de produção .

Excelente desempenho de fadiga: Adequado para componentes submetidos a cargas cíclicas repetidas .

Limitações de design:

Alto custo: Comparado a outras ligas de alumínio, 7075 esquecem têm maiores custos de matéria -prima e processamento .

Sensibilidade do SCC: O temperamento T6 é sensível ao SCC, limitando sua seleção em determinados ambientes de aplicativos . mais estáveis como T7351 ou T7651 devem ser usados .

Baixa soldabilidade: Os métodos tradicionais de soldagem de fusão não são recomendados, limitando as opções de método de conexão .

Limitações de tamanho: As dimensões de forjamento de morte são limitadas por matrizes e equipamentos; Componentes muito grandes são difíceis de forjar em uma peça .

Desempenho de alta temperatura: Não é adequado para ambientes operacionais de longo prazo acima de 120 graus .

Considerações econômicas e de sustentabilidade:

Aplicações de alto valor: 7075 Esquecos são usados principalmente em campos com requisitos de desempenho e confiabilidade extremamente alto, onde seu alto custo é compensado por suas propriedades excepcionais .

Eficiência de utilização de recursos: Die Forjing é um processo eficiente de modelagem de rede próxima, reduzindo o desperdício de material .

Simpatia ambiental: As ligas de alumínio são altamente recicláveis, alinhadas com os princípios de fabricação verde e economia circular .

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