7075 الألومنيوم

7075 يعد الألومنيوم أحد سبائك الألومنيوم الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في العالم.

معروف بنسبة القوة إلى الوزن الاستثنائية وخصائص ميكانيكية ممتازة, الألومنيوم 7075 هي المفضلة في صناعات الطيران والمعدات الرياضية.

في هذا الدليل الشامل, سوف نتعمق في كل ما تحتاج لمعرفته حول 7075 الألومنيوم, من تكوينه وخصائصه إلى تطبيقاته وتقنيات التصنيع.

1. ما هو 7075 الألومنيوم?

7075 الألومنيوم جزء من سلسلة 7xxx, تتميز بالزنك كعنصر صناعة السبائك الأساسي.

إنها سبيكة قابلة للمعالجة بالحرارة, مصممة لتوفير قوة ومتانة عالية, مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب المتانة والدقة.

في حين أن استخدامه الأساسي هو في صناعة الطيران, لقد سمح لها تعدد استخداماتها باكتساب شعبية في القطاعات الأخرى عالية الأداء أيضًا.

2. 7075 خصائص الألومنيوم

الخواص الكيميائية

التركيب الكيميائي لل 7075 يتضمن الألومنيوم مجموعة من العناصر التي توفر القوة, صلابة, ومقاومة التآكل.

عنصر	النسبة المئوية النموذجية (%)	دور
الألومنيوم (آل)	توازن	العنصر الأساسي, توفير الوزن الخفيف وقابلية التشكيل.
الزنك (الزنك)	5.1-6.1	عنصر التعزيز الأساسي, يعزز الصلابة وقوة الشد.
المغنيسيوم (ملغ)	2.1-2.9	يحسن مقاومة التآكل ويزيد القوة.
نحاس (النحاس)	1.2-2.0	يزيد من الصلابة وقابلية التشغيل الآلي ولكنه يقلل من مقاومة التآكل.
الكروم (كر)	0.18-0.28	يحسن مقاومة التكسير الناتج عن الإجهاد والتآكل.
السيليكون (و)	الأعلى 0.4	يتحكم في بنية الحبوب, تأثير تقوية طفيف.
حديد (الحديد)	الأعلى 0.5	الشوائب ذات التأثيرات الطفيفة على القوة.

يؤدي التوازن الدقيق لهذه العناصر إلى إنشاء سبيكة عالية الأداء مناسبة للتطبيقات الصعبة.

الخصائص الفيزيائية

الخصائص الفيزيائية للألمنيوم 7075 المساهمة في استخدامه على نطاق واسع في صناعات الطيران والسيارات.

ملكية	قيمة	وصف
كثافة	2.81 جم/سم3	خفيف الوزن مقارنة بالفولاذ, مما يجعلها مثالية للتطبيقات الحساسة للوزن.
نقطة الانصهار	477-635 درجة مئوية	يسمح بتطبيقات درجات الحرارة العالية وسهولة التصنيع.
الموصلية الحرارية	130 ث / م · ك	معتدل, مناسبة للأجزاء تبديد الحرارة.
الموصلية الكهربائية	36% IACS	موصل كهربائي لائق للمواد الإنشائية.
معامل التمدد الحراري	23.6 ميكرومتر / م · درجة مئوية	يحافظ على ثبات الأبعاد تحت درجات حرارة مختلفة.

هذه الخصائص تجعل الألومنيوم 7075 مادة موثوقة للأجزاء التي تتطلب مزيجًا من الوزن الخفيف, صلابة, وإدارة الحرارة.

3. درجات المزاج الشائعة 7075 الألومنيوم

كل درجة مزاجية 7075 يوفر الألومنيوم توازنًا فريدًا من الخواص الميكانيكية. وهنا انهيار مفصل:

7075-يا (صلب)

• عملية: حالة صلب
  لا يتم تطبيق المعالجة الحرارية. يتم تلدين السبيكة بالكامل لتحقيق أقصى قدر من القابلية للتشكيل وسهولة التشغيل الآلي.
• الخواص الميكانيكية:

• • قوة الشد القصوى: ~220 ميجا باسكال
  • قوة العائد: ~105 ميجا باسكال
  • استطالة: ~17-18%

• صفات:

• • أنعم شكل من أشكال 7075 الألومنيوم, مما يجعلها قابلة للتطبيق للغاية لتشكيل العمليات.
  • مثالية للتطبيقات التي يتم فيها التخطيط للمعالجة الحرارية بعد التشغيل الآلي.

• التطبيقات: يستخدم في الحالات التي تتطلب تشكيلًا أو لحامًا واسع النطاق, مثل مكونات الطيران المعقدة.

7075-T6 (الحل معالج بالحرارة وعمره)

• عملية: يتم معالجة المحلول بالحرارة وعمره بشكل مصطنع
  يتم تسخين السبائك إلى درجة حرارة عالية, يتم الاحتفاظ بها عند درجة الحرارة هذه لبعض الوقت لإذابة عناصر السبائك في المصفوفة, ثم تبرد بسرعة (مروي) لقفل هذه العناصر في الحل.
  ومن ثم يتم تعتيقها صناعيًا عند درجة حرارة منخفضة لترسيب عناصر صناعة السبائك وزيادة القوة.

• الخواص الميكانيكية:

• • قوة الشد القصوى: ~572-580 ميجا باسكال
  • قوة العائد: ~503-540 ميجا باسكال
  • استطالة: ~11–13%

• صفات:

• • نسبة القوة إلى الوزن عالية, ممتاز للمكونات الحاملة.
  • انخفاض الليونة مقارنة بـ 7075-O.

• التطبيقات: شائعة في الفضاء الجوي, السيارات, وصناعات السلع الرياضية لأجزاء مثل ساريات الأجنحة وإطارات الدراجات.

7075-T651 (الحل المعالجة بالحرارة, عملت الباردة, وكبار السن)

• عملية: الحل المعالجة بالحرارة, امتدت, والعمر بشكل مصطنع
  مشابهة لـT6, ولكن يتم تمديد السبيكة بعد التبريد لتخفيف الضغوط الداخلية وتحسين الاستقامة.
• الخواص الميكانيكية:

• • قوة الشد القصوى: ~572-580 ميجا باسكال
  • قوة العائد: ~503-540 ميجا باسكال
  • استطالة: ~11–13%

• صفات:

• • مشابهة لـT6, ولكن مع تحسين استقرار الأبعاد بسبب تخفيف الضغط.
  • إمكانية تشغيل أفضل قليلاً مقارنة بـ T6.

• التطبيقات: يفضل للتصنيع الدقيق, مثل الأدوات عالية الأداء, أجزاء الفضاء الجوي, والقوالب.

7075-T73 (الحل المعالجة بالحرارة, عجوز)

• عملية: الحل المعالجة بالحرارة, ثم تجاوزت الحدود لتحسين مقاومة التآكل.
• الخواص الميكانيكية:

• • قوة الشد القصوى: ~503-540 ميجا باسكال
  • قوة العائد: ~435-475 ميجا باسكال
  • استطالة: ~13-15%

• صفات:

• • قوة أقل قليلاً من T6 ولكنها مقاومة أفضل بكثير للتآكل الناتج عن الإجهاد.
  • مناسبة للتطبيقات المعرضة للبيئات المسببة للتآكل.

• التطبيقات: المستخدمة في المعدات البحرية, تطبيقات الفضاء الجوي التي تتطلب مقاومة للتآكل, والمكونات الهيكلية.

7075-T7351 (الحل المعالجة بالحرارة, عملت الباردة, والمتجاوزين)

• عملية: الحل المعالجة بالحرارة, امتدت, والمتجاوزين:
  بعد الحل المعالجة الحرارية وتمتد, يتم تجاوز عمر السبيكة عند درجة حرارة أعلى لتقليل الضغط المتبقي وتحسين صلابة الكسر.
• الخواص الميكانيكية:

• • قوة الشد القصوى: ~503-540 ميجا باسكال
  • قوة العائد: ~435-475 ميجا باسكال
  • استطالة: ~13-15%

• صفات:

• • يجمع بين فوائد تخفيف الضغط ومقاومة التآكل.
  • أقل عرضة للتزييف وعدم الاستقرار الأبعاد.

• التطبيقات: مثالية لأجزاء الطيران الدقيقة, التطبيقات العسكرية, والآلات عالية الأداء.

جدول ملخص للخواص الميكانيكية

درجة المزاج	قوة الشد القصوى (MPa)	قوة العائد (MPa)	استطالة (% في 50 ملم)	الخصائص الرئيسية
7075-يا	~220	~105	~17-18	عالية الليونة وقابلة للتشكيل.
7075-T6	~572–580	~503–540	~11-13	القوة القصوى, ليونة منخفضة.
7075-T651	~572–580	~503–540	~11-13	تخفيف التوتر, إمكانية تصنيع ممتازة.
7075-T73	~503–540	~435-475	~13-15	تعزيز مقاومة التآكل.
7075-T7351	~503–540	~435-475	~13-15	مقاومة للتآكل وتخفيف التوتر.

آثار مراحل المعالجة الحرارية

1. المعالجة الحرارية الحل (SHT):
   خلال هذه المرحلة, يتم تسخين السبيكة لإذابة عناصر السبائك في محلول صلب. التبريد السريع, أو التبريد, "يقفل" عناصر صناعة السبائك, تمهيد الطريق للتصلب.
2. التبريد:
   يؤدي التبريد السريع من درجة حرارة معالجة المحلول إلى إنشاء محلول صلب مفرط التشبع. تعتبر هذه الخطوة حاسمة لتحقيق قوة عالية ولكنها تقدم إجهادًا متبقيًا في المادة.
3. شيخوخة (طبيعية أو صناعية):
   الشيخوخة تسمح لعناصر صناعة السبائك بالترسيب, تعزيز قوة السبائك وصلابتها. الشيخوخة الاصطناعية, يتم تنفيذها في درجات حرارة مرتفعة, أسرع وأكثر تحكمًا.

العوامل الرئيسية المتأثرة بالتلطيف

1. القوة والصلابة:

• • أعصاب T6 و T651 تقديم أعلى قوة بسبب الترسيب الأمثل لعناصر صناعة السبائك مثل الزنك والمغنيسيوم.
  • مزاج T73 يضحي ببعض القوة لتعزيز مقاومة التآكل, مناسبة للبيئات المعرضة لتكسير الإجهاد والتآكل.

2. مقاومة التآكل:

• • يعتبر مزاج T6 مقاومًا للتآكل بشكل معتدل ولكنه قد يكون عرضة للتشقق الناتج عن الإجهاد والتآكل.
  • تم تصميم مزاج T73 خصيصًا لتحسين مقاومة التآكل, وخاصة في التطبيقات البحرية أو الكيميائية.

3. القدرة على الماكينات وتخفيف التوتر:

• • مزاج T651 يقلل من الضغوط الداخلية, مما يسمح بتصنيع عالي الدقة دون التعرض لخطر التزييف أو التشوه.
  • قد يكون مزاج T73 أقل قابلية للتشكيل نظرًا لسطحه الأكثر نعومة ولكنه يوفر ثباتًا أكبر للأبعاد في الظروف المسببة للتآكل.

4. المتانة والليونة:

• • يوفر مزاج T6 صلابة كافية للتطبيقات الهيكلية.
  • يوفر مزاج T73 ليونة أعلى, مما يجعلها أكثر مقاومة للتشقق تحت التأثير أو التحميل الشديد.

4. مزايا 7075 الألومنيوم

7075 يبرز الألومنيوم كواحد من أكثر السبائك المتاحة تنوعًا وعالية الأداء, تقدم مجموعة من المزايا التي تجعلها خيارًا شائعًا عبر الصناعات:

نسبة القوة إلى الوزن استثنائية

• 7075 يشتهر الألومنيوم بنسبة القوة إلى الوزن الرائعة, مما يجعله خيارًا رئيسيًا للتطبيقات التي تتطلب مواد خفيفة الوزن ولكنها متينة.
  على سبيل المثال, إنها تتميز بقوة شد نهائية تصل إلى 572 MPa (83,000 رطل لكل بوصة مربعة) في مزاج T6, متفوقًا على العديد من أنواع الفولاذ بينما يظل أخف وزنًا بشكل ملحوظ.

مقاومة التعب ممتازة

• هذه السبيكة مقاومة للغاية للتعب, مما يجعلها مثالية للمكونات المعرضة للضغط المتكرر.
  هذه الخاصية ذات قيمة خاصة في صناعات الطيران والسيارات, حيث تعد الموثوقية في ظل التحميل الدوري أمرًا بالغ الأهمية.

قدرة فائقة على التصنيع

• 7075 تتيح إمكانية تصنيع الألمنيوم إنتاج أجزاء معقدة ودقيقة بسهولة.
  غالبًا ما يتم تصنيفها كواحدة من أفضل سبائك الألومنيوم المستخدمة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي, تقليل وقت الإنتاج والتكاليف.

قابلية المعالجة الحرارية

• إن القدرة على تخصيص الخواص الميكانيكية من خلال التقسية والمعالجات الحرارية مثل T6 وT651 تزيد من تنوعها.
  تسمح هذه المرونة للمهندسين بتخصيص السبيكة لمتطلبات أداء محددة.

مقاومة التآكل

• في حين أنها ليست مقاومة للتآكل مثل 6061, 7075 يوفر الألومنيوم مقاومة معتدلة للعوامل البيئية.
  يمكن للأكسدة أو المعالجات السطحية الأخرى أن تزيد من متانتها ضد التآكل.

5. معالجة 7075 الألومنيوم

7075 خصائص الألومنيوم الفريدة تجعله مناسبًا لمختلف طرق التصنيع, بما في ذلك تشكيل, بالقطع, والمعالجات السطحية.

بالقطع:

• 7075 الألومنيوم ممتاز لعمليات التصنيع مثل CNC طحن, تحول, والحفر. تسمح قدرتها العالية على التصنيع بتصنيع دقيق وفعال.

تشكيل:

• 7075 يمكن تشكيل الألومنيوم إلى أشكال مختلفة, ولكنها قد تتطلب التلدين لتحسين القابلية للتشكيل. تساعد هذه العملية في تحقيق الشكل المطلوب دون المساس بخصائص المادة.

المعالجة الحرارية

• 7075 قابل للعلاج بالحرارة, تمكين القوة المحسنة والخصائص الميكانيكية المخصصة من خلال عمليات مثل المعالجة الحرارية للمحلول والشيخوخة. توفر درجات الحرارة مثل T6 وT651 أقصى قدر من القوة, بينما يوفر T73 مقاومة محسنة للتآكل.

لحام

• لا ينصح عمومًا باللحام بسبب خطر التشقق. يعد اللحام بالتحريك الاحتكاكي بديلاً قابلاً للتطبيق للمفاصل عالية الجودة.

6. تشطيبات مختلفة على 7075 الألومنيوم

الانتهاء من مطحنة:

• النهاية الطبيعية كما تأتي من الطاحونة, مناسب للتطبيقات التي لا يكون فيها المظهر مهمًا.

أنودة:

• يوفر طبقة أكسيد واقية تعزز مقاومة التآكل ويمكن تلوينها لأغراض جمالية. تعمل عملية الأنودة على تحسين متانة المادة ومظهرها.

تلميع:

• يحقق السلاسة, سطح عاكس, غالبا ما تستخدم للتطبيقات الزخرفية أو عالية الدقة. يمكن أن يعزز التلميع المظهر البصري ويقلل من خشونة السطح.

تلوين:

• مطلية بالطلاء أو الطلاءات الواقية الأخرى لتعزيز المظهر والحماية من التآكل.
  يعد الرسم طريقة شائعة لتحسين جماليات المادة وطول عمرها.

طلاءات التحويل الكيميائي:

• علاجات مثل طلاء تحويل الكرومات (ألودين) تحسين مقاومة التآكل والالتصاق للطلاءات اللاحقة.
  تعتبر هذه الطلاءات ضرورية لتعزيز أداء المادة في البيئات القاسية.

7. أين تستخدم 7075 الألومنيوم

الفضاء الجوي:

• 7075 ويستخدم الألومنيوم على نطاق واسع في هياكل الطائرات, أجنحة, ومكونات جسم الطائرة بسبب قوتها العالية وخصائصها خفيفة الوزن.

السيارات:

• قطع غيار المركبات عالية الأداء, مثل مكونات التعليق والهيكل, الاستفادة من القوة والمتانة 7075 الألومنيوم.

معدات رياضية:

• 7075 يستخدم الألومنيوم في إطارات الدراجات, مهاوي نادي الغولف, وروابط التزلج, حيث تعتبر القوة العالية والوزن الخفيف أمرًا بالغ الأهمية.

البحرية:

• تستفيد هياكل القوارب وتركيبات سطح السفينة من مقاومة المادة للتآكل وقوتها, مما يجعلها مثالية للتطبيقات البحرية.

صناعي:

• المكونات الهيكلية, أجزاء الآلات, والأدوات المستخدمة في كثير من الأحيان 7075 الألومنيوم لقوته العالية وموثوقيته.

8. مقارنة 7075 الألومنيوم مع درجات أخرى

تتميز كل درجة من درجات الألومنيوم بمجموعة فريدة من الخصائص وهي مناسبة بشكل أفضل لتطبيقات محددة. 7075 يتميز الألومنيوم بقوته العالية وخفة وزنه.

لكن, درجات أخرى مثل 6061, و 2024 تقديم مزايا مختلفة من حيث القابلية للتشكيل, قابلية اللحام, والفعالية من حيث التكلفة, مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.

ملكية	7075	6061	2024
قوة	أعلى	معتدل	عالي
مقاومة التآكل	معتدل	ممتاز	معتدل
القدرة على التصنيع	ممتاز	جيد	معتدل
قابلية اللحام	محدود	ممتاز	محدود
يكلف	عالي	معتدل	عالي
التطبيقات	الفضاء الجوي, جيش	الهندسة العامة	الفضاء الجوي, السيارات

9. أشكال الألومنيوم 7075 سبيكة موجودة

7075 الألومنيوم متاح في مجموعة واسعة من الأشكال, توفير المرونة لمختلف عمليات التصنيع والتطبيقات.

فيما يلي الأشكال الأكثر شيوعًا التي توجد بها هذه السبائك واستخداماتها النموذجية:

استمارة	وصف	التطبيقات النموذجية
الشقق	رفيع, قطع مسطحة مثالية للمكونات الهيكلية.	لوحات الفضاء الجوي, تعزيزات السيارات.
الحانات المستديرة	أشكال أسطوانية صلبة للتصنيع.	مهاوي, دبابيس, السحابات, والتجهيزات الفضائية.
لوحات	صفائح مسطحة سميكة تستخدم للأجزاء الثقيلة.	لوحات الأدوات, المكونات الهيكلية.
صفائح	رفيع, أسطح واسعة للهياكل خفيفة الوزن.	جلد الطائرة, لوحات, والكسوة.
شرائط	صفائح ضيقة للقطع الدقيق.	المكونات الكهربائية, تقليم الزخرفية.
أنابيب مستديرة	أشكال أسطوانية مجوفة.	إطارات الدراجات, أنظمة نقل السوائل.
أنابيب مستطيلة	مقاطع عرضية مستطيلة مجوفة.	الإطارات الهيكلية, مكونات السيارات.
الحانات المجوفة	أنابيب سميكة الجدران للتطبيقات الثقيلة.	اسطوانات هيدروليكية, مكونات الفضاء الجوي.
الحانات المربعة	لمحات مربعة صلبة لاستخدامات متنوعة.	أجزاء البناء, بين قوسين, والمفاصل.
القضبان السداسية	أشكال سداسية للمثبتات المتخصصة.	البراغي, المكسرات, ومكونات الآلة.
القنوات	لمحات على شكل حرف U للدعم الهيكلي.	أطر البناء, أضلاع الفضاء.

10. خاتمة

7075 الألومنيوم عبارة عن سبيكة رائعة تجمع بين القوة العالية, خفيفة الوزن, وخصائص ميكانيكية ممتازة.

توفر كل درجة مزاجية خصائص فريدة, السماح للمهندسين والمصنعين باختيار المواد الأكثر ملاءمة لاحتياجاتهم الخاصة.

سواء كنت تعمل في مشاريع الفضاء الجوي, مكونات السيارات, أو المعدات الرياضية المتطورة, 7075 الألومنيوم مادة تستحق النظر فيها.

من خلال فهم تركيبته, ملكيات, وتقنيات التصنيع, يمكنك تعظيم إمكاناتها وتحقيق نتائج باهرة في مشاريعك.

نأمل أن يكون هذا الدليل قد زودك بمعلومات قيمة حول خصائص 7075 الألومنيوم.

إذا كان لديك أي أسئلة أو احتياجات معالجة المنتج, لا تتردد في تواصل معنا. افتعال سعيد!