بررسی اجمالی آلیاژ آلومینیوم 7075
در سیستم آلیاژ آلومینیوم فرفورژه،آلیاژ آلومینیوم 7075موقعیتی متمایز و اغلب سوء تفاهم را اشغال می کند. این نشان دهنده استحد بالای قدرت عملی قابل دستیابی با آلیاژهای آلومینیوم معمولی. در حالی که چگالی نسبتاً پایینی دارد، عملکرد مکانیکی آن با بسیاری از فولادهای{1} کم کربن رقابت می کند.
با توجه بهGNEE، 7075 به طور گسترده ای به عنوان معیار در نظر گرفته می شودآلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا-به دلیل استثنایی بودنشنسبت قدرت-به-وزن، آن را ضروری می کندمهندسی هوافضا، دفاع و-عملکرد بالا.
چرا 7075 به عنوان "فولاد{1}}مانند آلومینیوم" شناخته می شود
مهندسان اغلب توصیف می کنندآلومینیوم 7075-T6به عنوان"فولاد{0}}مثل آلومینیوم."در مقایسه با آلیاژهای رایج مانند6061، 7075 تسلیم و استحکام کششی بسیار بالاتری را نشان می دهد.
این مزیت عملکردی کاربرد گسترده آن را در موارد زیر توضیح می دهد:
قاب بدنه هواپیما
بال و مسیرهای بار
تجهیزات کوهنوردی و ورزشی با دقت بالا-
در این برنامه ها،کاهش وزن حیاتی است، و اجزاء تحت تأثیر قرار می گیرندغلظت استرس شدید.
هزینه پنهان استحکام بالا
ارزش آلومینیوم 7075 تنها با استحکام مشخص نمی شود. محتوای بالای روی و مس آن را قابل توجه معرفی می کندمصالحه های مهندسی:
کاهش مقاومت در برابر خوردگی
جوش پذیری ضعیف
نیروهای ماشینکاری بالاتر
افزایش هزینه مواد
GNEE بر آن تاکید می کند7075 یک آلیاژ آلومینیوم همه منظوره نیست. تنها زمانی انتخاب می شود که مزیت قدرت آن به وضوح بیشتر از این محدودیت ها باشد.
آلومینیوم 7075 چیست؟ سیستم آلیاژی و هدف طراحی
نقش مهندسی سری 7xxx
7075 متعلق بهخانواده آلیاژ آلومینیوم 7xxx، بر اساسسیستم Al-Zn-Mg-Cu، که به طور خاص برای به حداکثر رساندن قدرت توسعه یافته است.
مقایسه سری های آلیاژ آلومینیوم:
سری 5xxx (به عنوان مثال، 5083):غیر-گرما-قابل درمان، ضد خوردگی-، قابل جوش
سری 6xxx (مثلاً 6061):استحکام متعادل، شکل پذیری، مقاومت در برابر خوردگی
سری 7xxx (به عنوان مثال، 7075):حداکثر استحکام، کاهش جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی
چرا روی محرک اصلی قدرت است؟
روی (روی)، به طور معمول5.1-6.1 درصد وزنیعنصر آلیاژی غالب در 7075 است. ترکیب با منیزیم و مس، روی تشکیلMgZn2 (η') رسوب می کنددر طول عملیات حرارتی
این رسوبات یک مانع داخلی متراکم ایجاد می کند که به شدت در برابر حرکت نابجایی مقاومت می کند و در نتیجه سطوح قدرت بسیار فراتر از آلیاژهای مبتنی بر Mg2Si- مانند 6061 است.
بینش مهندسی از GNEE:
7075 یک 6061 ارتقا یافته نیست، بلکه یک آلیاژ اساسا متفاوت است که برای استحکام به قیمت تولید بهینه شده است.
ترکیب شیمیایی و مکانیزم مقاومت
| عنصر | محدوده معمولی (wt.%) | نقش مهندسی |
|---|---|---|
| روی (روی) | 5.1–6.1 | عنصر تقویت کننده اولیه |
| منیزیم (Mg) | 2.1–2.9 | سخت شدن بارش را فعال می کند |
| مس (مس) | 1.2–2.0 | سختی و استحکام را افزایش می دهد |
| کروم (کروم) | 0.18–0.28 | مقاومت SCC را بهبود می بخشد |
| آلومینیوم (Al) | تعادل | ماتریس پایه |
چگونه درمان حرارتی T6 حداکثر قدرت را ایجاد می کند
7075 حداکثر قدرت خود را از طریق به دست می آوردسخت شدن بارش:
عملیات حرارتی محلولعناصر آلیاژی را حل می کند
خاموش کردن سریعآنها را در حالت فوق اشباع به دام می اندازد
پیری مصنوعی (T6)امکان بارش کنترل شده فازهای η' را فراهم می کند
این ریزساختار استحکام را به حداکثر می رساند اما شکل پذیری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
خواص مکانیکی و فیزیکی آلومینیوم 7075
خصوصیات مکانیکی معمولی توسط Temper
| اموال | 7075-O | 7075-T6 / T651 | 7075-T73 |
|---|---|---|---|
| استحکام کششی | ~ 228 مگاپاسکال | ~ 572 مگاپاسکال | ~505 مگاپاسکال |
| قدرت تسلیم | ~ 103 مگاپاسکال | ~503 مگاپاسکال | ~435 مگاپاسکال |
| ازدیاد طول | ~17% | ~11% | ~13% |
| سختی (HB) | ~60 | ~150 |
~135 |
خواص فیزیکی کلیدی
تراکم:2.81 گرم بر سانتی متر مکعب
مدول الاستیک:71.7 گیگا پاسکال
هدایت حرارتی:~130 W/m·K
یادداشت طراحی:
7075 بسیار قوی تر از 6061 است، اما به طور قابل توجهی سفت تر نیست. استحکام از تغییر شکل دائمی جلوگیری می کند. سفتی انحراف الاستیک را کنترل می کند.
خوردگی تنش و انتخاب دما
قدرت در مقابل ریسک SCC
راخلق و خوی T6حداکثر استحکام را ارائه می دهد اما حساسیت به آن را افزایش می دهدترک خوردگی تنشی (SCC)در محیط های خورنده
برای کاهش این خطر، مهندسان هوافضا اغلب مشخص می کنند7075-T73که 10 تا 15 درصد استحکام را قربانی می کند اما مقاومت در برابر خوردگی را به طور چشمگیری بهبود می بخشد.
چرا T651 برای ماشین کاری ترجیح داده می شود
GNEE به شدت توصیه می کند7075-T651برای قطعات ماشینکاری شده مرحله کشش کنترل شده استرس باقیمانده داخلی را کاهش می دهد و از اعوجاج در حین ماشینکاری CNC جلوگیری می کند.
کاربردهای معمول آلومینیوم 7075
هوافضا: بالها، قابهای بدنه، اجزای ارابه فرود
دفاع: پسوند گیرنده سلاح گرم، محفظه های دقیق
مسابقات اتومبیل رانی: بازوهای تعلیق، صفحات شاسی
تجهیزات ورزشی: سختافزار کوهنوردی،-قطعات دوچرخههای پیشرفته
قالبسازی: قالبهای تزریق کوتاه- (صفحه 7075-T651)
خلاصه: درس های مهندسی از 7075 آلومینیوم
آلومینیوم 7075 استآلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا-، قادر به عملکرد فولاد-در کسری از وزن است. با این حال، استفاده از آن مستلزم انتخاب دقیق مواد، حفاظت از سطح و برنامه ریزی مونتاژ است.
نکات کلیدی از GNEE:
استفاده کنید7075-T6زمانی که حداکثر قدرت ضروری است
استفاده کنید7075-T651برای قطعات ماشینکاری دقیق-
استفاده کنید7075-T73در محیط های خورنده یا استرس بلندمدت-
طراحی برایاتصالات پیچ شده یا چسبانده شده، جوشکاری نیست
همیشه اعمال شودپوشش آنودایز یا تبدیل
