
7075 placa de forjamento de alumínio aeroespacial ultra-espessura
7075 A placa de forjamento de alumínio de aviação ultra espessa é um material de liga de alumínio de alto desempenho, conhecido por sua alta resistência, alta dureza, excelente resistência ao desgaste e resistência à corrosão. É amplamente utilizado em campos -chave, como aviação, aeroespacial, processamento de moldes e equipamentos mecânicos.
1. Processo de composição e fabricação de materiais
A liga de alumínio 7075 (AMS 4045, ASTM B247) representa um material aeroespacial de alta resistência premium otimizado para componentes estruturais críticos de aeronaves. A variante de placa forjada ultra-espessa fornece um desempenho excepcional de força para peso por meio de processamento especializado:
Elementos de liga primária:
Zinco (Zn): 5. 1-6. 1% (elemento de fortalecimento primário)
Magnésio (mg): 2. 1-2. 9% (endurecimento da precipitação)
Cobre (Cu): 1. 2-2. 0% (aprimoramento da força)
Cromo (cr): 0. 18-0. 28% (resistência à corrosão)
Material base:
Alumínio (AL): maior ou igual a 87,1% (saldo)
Impurezas controladas:
Ferro (Fe): menor ou igual a 0. 50% max
Silício (Si): menor ou igual a 0. 40% max
Manganês (mn): menor ou igual a 0. 30% max
Titânio (Ti): menor ou igual a 0. 20% max
Processo de forjamento de grande espessura:
Produção de lingote premium:
Alumínio primário devasão a vácuo
Filtração tripla através de filtros de cerâmica
Fundição direta (DC) com resfriamento controlado
Tratamento de homogeneização:
460-480 grau para 24-48 horas (dependente da espessura)
Perfis térmicos controlados por computador
Condicionamento da superfície:
Escalpeamento mínimo de 12 mm por superfície
Inspeção ultrassônica para qualidade interna
Forjamento multidirecional:
RESPUNAÇÃO INICIAL: 410-430 grau
Forjamento final: 360-380 grau
Razão de deformação: 4: 1 mínimo
Trabalho multidirecional para isotropia ideal
Solução Tratamento térmico:
465-480 grau para duração específica da espessura
Uniformidade de temperatura monitorada por computador
Tireização:
Polímero apagado com concentração controlada
Taxa de agitação: 3-5 m/s mínimo
Core cooling rate: >Mínimo de 50 graus /s
Alongamento controlado:
1. 5-3. 0% deformação permanente
Envelhecimento artificial:
Tempers T651/T7351: ciclo de envelhecimento de vários estágios
Controle de temperatura: ± 2 graus de desvio máximo
Todo o processamento mantém a rastreabilidade completa com o monitoramento digital durante toda a fabricação.
2.
|
Propriedade |
Mínimo (T651) |
Típico (T651) |
Padrão de teste |
|
Força de tração final |
530 MPa |
565-590 mpa |
ASTM E8/E8M |
|
Força de escoamento (0. 2%) |
455 MPa |
495-520 mpa |
ASTM E8/E8M |
|
Alongamento (2 polegadas) |
7% |
9-12% |
ASTM E8/E8M |
|
Resistência à fratura (K₁C) |
26 mpa√m |
28-31 mpa√m |
ASTM E399 |
|
Força de cisalhamento |
330 MPa |
340-360 mpa |
ASTM B769 |
|
Força do rolamento (e/d {{0}}. 0) |
785 MPA |
800-850 mpa |
ASTM E238 |
|
Força de fadiga (10⁷) |
160 MPa |
170-190 mpa |
ASTM E466 |
|
Dureza (Brinell) |
140 HB |
145-155 hb |
ASTM E10 |
Performance de espessura:
Variação da propriedade<8% between surface and core (up to 250mm thickness)
Índice de direcionalidade (L: LT: ST): 1. 00: 0. 95: 0. 85 para resistência à tração
Variação de dureza central a superfície: menor ou igual a 10 Hb máximo
3. Engenharia microestrutural para seções de ultra-espessura
Parâmetros críticos de processamento:
Controle da estrutura de grãos:
Morfologia de grãos fibrosos e não consistidos
Pinning-dispersóide de Cr dos limites de grãos
Perfil térmico especializado para seções grossas
Engenharia precipitada:
Mgzn₂ (η/η ') Tamanho do precipitado: 5-15 nm
Distribuição de Al₂cumg (fase S)
Controle intermetálico Al₇cu₂fe
Otimização da taxa de extinção:
Concentração de polímero: 12-18%
Sistema de agitação: fluxo multidirecional de alta velocidade
Taxa mínima de resfriamento central: 55 graus /s
Características microestruturais:
Tamanho do grão: ASTM 8-10 (15-30 μm)
Proporção de grãos: 3: 1 a 5: 1 (L: ST)
Fração de volume recristalizada:<15% maximum
Precipitate Density: >10⁷/cm³
Classificação de inclusão: menor ou igual a 0. 3 por ASTM E45
4. Especificações e tolerâncias dimensionais
|
Parâmetro |
Faixa padrão |
Tolerância aeroespacial |
Tolerância comercial |
|
Grossura |
mm |
± {{0}}. 8mm ou ± 0,5%* |
± 1,5 mm ou ± 1. 0%* |
|
Largura |
mm |
± 3 mm |
± 6 mm |
|
Comprimento |
mm |
± 5 mm |
± 12 mm |
|
Planicidade |
N/A |
0. 1% do comprimento |
0. 3% do comprimento |
|
Paralelismo |
N/A |
0. 2% da espessura |
0. 5% da espessura |
|
Rugosidade da superfície |
N/A |
3,2 μm ra max |
6,3 μm ra max |
*O que for maior
Parâmetros específicos de espessura ultrafina:
Densidade: 2,81 g/cm³ (± 0. 02)
Fórmula de peso: espessura (mm) × largura (m) × comprimento (m) × 2. 81=peso (kg)
Subsídio de usinagem: Recomende 15 mm de cada lado para dimensões críticas
Teste ultrassônico: 100% de inspeção volumétrica por ams-std -2154 classe A
5. Tratamento térmico e opções de temperamento
|
Designação de temperamento |
Detalhes do processo |
Propriedades otimizadas |
Aplicações de destino |
|
T651 |
Solução tratada térmico, esticado (1. 5-3%), envelhecido artificialmente |
Força máxima |
Estruturas de aeronaves primárias |
|
T7351 |
Solução tratada térmico, esticada, exagerada |
Resistência aprimorada do SCC, melhor resistência |
Componentes aeroespaciais críticos |
|
T7651 |
Solução tratada térmico, esticada, especialmente superada |
Força equilibrada e resistência ao SCC |
Estruturas de asa |
Parâmetros de tratamento térmico:
Solução Tratamento térmico:
Temperatura: 465-480 grau
Tempo: 1 hora por espessura de 25 mm (mínimo)
Atraso de extinção:<12 seconds maximum
Envelhecimento artificial:
T651: 120 graus por 24 horas
T7351: 115 grau para 6-8 horas + 175 grau para 8-16 horas
Tolerância à temperatura: ± 2 graus
6. Considerações de usinagem e fabricação
|
Operação |
Material da ferramenta |
Parâmetros recomendados |
Considerações para placa ultra-espessa |
|
Desbaste |
Carboneto |
Vc =300-600 m/min, fz =0. 1-0. 3 mm |
Abordagem afastada, profundidade progressiva |
|
Acabamento |
Inserções PCD/CBN |
Vc =600-1200 m/min |
Cortes leves, alta velocidade superficial |
|
Perfuração de buracos profundos |
CARBIDE FECIDO DE LICEBRO |
Vc =60-120 m/min, fn =0. 1-0. 3 mm/rev |
Peck Drilling Essential |
|
Moagem de rosto |
PCD/carboneto |
Vc =500-1000 m/min |
Geometria positiva de ancinho |
Melhor prática de fabricação:
Fluidos de corte: refrigerante solúvel em água com pH 8. 5-9. 5
Gerenciamento de chips: líquido de arrefecimento de alta pressão para evacuação
Fixação: pinçal distribuído para minimizar a distorção
Estratégia de corte: escalada de moagem para acabamento superficial ideal
Gerenciamento de estresse residual: máquina áspera, aliviar o estresse, máquina de acabamento
7. Sistemas de resistência e proteção contra corrosão
|
Tipo de ambiente |
Classificação de resistência |
Método de proteção |
Expectativa de vida de serviço |
|
Atmosfera industrial |
Moderado |
Anodizando + iniciador/acabamento |
8-12 anos com manutenção |
|
Ambiente marinho |
Pobre fair |
Anodizando + primer cromado + acabamento |
5-8 anos com manutenção |
|
Corrosão por estresse |
Bom (T7 Tempers) |
Excesso + compressão de superfície |
Melhoria significativa em relação ao T6 |
|
Esfoliação |
Bom (T7 Tempers) |
Tratamento térmico adequado |
Classificação Exco da EA ou melhor |
Opções de tratamento de superfície:
Anodizando:
Tipo II (sulfúrico): 10-25 μm
Tipo III (duro): 25-75 μm
Cromic: 2-8 μm para o máximo desempenho de fadiga
Revestimentos de conversão:
Cromato por mil-dtl -5541 classe 1a
Pré -tratamento trivalente de cromo
Sistemas de tinta:
Primer de epóxi de alto sólido
Poliouretano Topcoat
Aprimoramento mecânico da superfície:
Shot peening (0. 008-0. 012a intensidade)
Especas de choque a laser
8. Propriedades físicas para o design de engenharia
|
Propriedade |
Valor |
Design significativo |
|
Densidade |
2,81 g/cm³ |
Cálculos de peso para estruturas de aeronaves |
|
Faixa de fusão |
477-635 grau |
Limitações de soldagem/tratamento térmico |
|
Condutividade térmica |
130-150 W/m·K |
Dissipação de calor em componentes de alta carga |
|
Condutividade elétrica |
33-40% IACS |
Aplicações de blindagem EMI |
|
Calor específico |
960 j/kg · k |
Cálculos de massa térmica |
|
Expansão térmica (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Previsões de tensão térmica |
|
Módulo de Young |
71.7 GPA |
Rigidez estrutural no design da estrutura |
|
Proporção de Poisson |
0.33 |
Crítico para modelagem de fea |
Considerações especiais para seções de ultra-espessura:
Distribuição de estresse residual: o mapeamento de espessura realizado
Inércia térmica: resposta lenta às mudanças de temperatura
Hardenabilidade profunda: propriedades consistentes através da seção
9. Protocolos de garantia e teste de qualidade
Regime de inspeção obrigatória:
Composição química:
Espectroscopia de emissão óptica
Verificação de todos os principais elementos e impurezas
Teste mecânico:
Teste de tração completa (L, LT, ST Directions)
Testes de resistência à fratura de k₁c
Pesquisa de dureza (mínima de 25 mm de grade)
Testes não destrutivos:
Inspeção ultrassônica por ams-std -2154 classe A
Inspeção penetrante de superfícies críticas
Análise microestrutural:
Tamanho de grão e morfologia
Classificação de inclusão por ASTM E45
Documentação de certificação:
Relatório de teste de material (mtr) por en 10204 3. 1/3.2
Certificação de análise química
Certificação de propriedades mecânicas
Registros de gráfico de tratamento térmico
Relatórios da NDT com critérios de aceitação
10. Aplicações e vantagens de desempenho
Aplicações aeroespaciais primárias:
Estruturas de antepara
Estrelas de asas e estruturas de transporte
Componentes do trem de pouso
Quadros de fuselagem e mais longos
Membros estruturais de seção grossa
Peles de asa superior
Acessórios de alta carga
Vantagens de desempenho para seções de ultra-espessura:
Propriedades uniformes ao longo da espessura
Tolerância superior de danos
Resistência aprimorada à corrosão do estresse nos temperamentos T7
Força de espessura melhorada
Machinabilidade superior em seções grossas
Qualidade consistente através de controles rigorosos de processamento
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