7075 Aluminium ist eine der weltweit am häufigsten verwendeten und angesehensten Aluminiumlegierungen.
Bekannt für sein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften, Aluminium 7075 ist ein Favorit in der Luft- und Raumfahrt- und Sportausrüstungsindustrie.
In diesem umfassenden Ratgeber, Wir befassen uns mit allem, was Sie wissen müssen 7075 Aluminium, von seiner Zusammensetzung und seinen Eigenschaften bis hin zu seinen Anwendungen und Herstellungstechniken.
1. Was ist 7075 Aluminium?
7075 Aluminium ist Teil der 7xxx-Serie, gekennzeichnet durch Zink als primäres Legierungselement.
Es handelt sich um eine wärmebehandelbare Legierung, Entwickelt für hohe Festigkeit und Zähigkeit, Dadurch eignet es sich für Anwendungen, die Haltbarkeit und Präzision erfordern.
Sein Haupteinsatzgebiet liegt in der Luft- und Raumfahrtindustrie, Seine Vielseitigkeit hat dazu geführt, dass es auch in anderen Hochleistungssektoren an Popularität gewonnen hat.
2. 7075 Aluminiumeigenschaften
Chemische Eigenschaften
Die chemische Zusammensetzung von 7075 Aluminium besteht aus einer Kombination von Elementen, die für Festigkeit sorgen, Härte, und Korrosionsbeständigkeit.
| Element | Typischer Prozentsatz (%) | Rolle |
|---|---|---|
| Aluminium (Al) | Gleichgewicht | Basiselement, sorgt für Leichtigkeit und Formbarkeit. |
| Zink (Zn) | 5.1–6.1 | Primäres Verstärkungselement, erhöht die Härte und Zugfestigkeit. |
| Magnesium (Mg) | 2.1–2.9 | Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und erhöht die Festigkeit. |
| Kupfer (Cu) | 1.2–2,0 | Erhöht die Härte und Bearbeitbarkeit, verringert jedoch die Korrosionsbeständigkeit. |
| Chrom (Cr) | 0.18–0,28 | Verbessert die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion. |
| Silizium (Und) | Max 0.4 | Steuert die Kornstruktur, geringe stärkende Wirkung. |
| Eisen (Fe) | Max 0.5 | Verunreinigungen mit geringen Auswirkungen auf die Festigkeit. |
Durch das präzise Gleichgewicht dieser Elemente entsteht eine Hochleistungslegierung, die für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.
Physikalische Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften von Aluminium 7075 tragen zu seiner weiten Verbreitung in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie bei.
| Eigentum | Wert | Beschreibung |
|---|---|---|
| Dichte | 2.81 g/cm³ | Leicht im Vergleich zu Stahl, Damit ist es ideal für gewichtsempfindliche Anwendungen. |
| Schmelzpunkt | 477–635 °C | Ermöglicht Hochtemperaturanwendungen und einfache Herstellung. |
| Wärmeleitfähigkeit | 130 W/m·K | Mäßig, geeignet für wärmeableitende Teile. |
| Elektrische Leitfähigkeit | 36% IACS | Guter elektrischer Leiter für Strukturmaterialien. |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 23.6 µm/m·°C | Behält die Dimensionsstabilität bei wechselnden Temperaturen bei. |
Diese Eigenschaften machen Aluminium aus 7075 ein zuverlässiges Material für Teile, die eine Kombination aus geringem Gewicht erfordern, Steifigkeit, und Wärmemanagement.
3. Gemeinsame Härtegrade von 7075 Aluminium
Jeder Temperamentgrad von 7075 Aluminium bietet ein einzigartiges Gleichgewicht der mechanischen Eigenschaften. Hier ist eine detaillierte Aufschlüsselung:
7075-O (Geglüht)
- Verfahren: geglühter Zustand
Es wird keine Wärmebehandlung angewendet. Die Legierung ist vollständig geglüht, um die Formbarkeit und einfache Bearbeitung zu maximieren. - Mechanische Eigenschaften:
-
- Ultimative Zugfestigkeit: ~220 MPa
- Streckgrenze: ~105 MPa
- Verlängerung: ~17–18 %
- Eigenschaften:
-
- Weichste Form von 7075 Aluminium, Dadurch eignet es sich hervorragend für Umformvorgänge.
- Ideal für Anwendungen, bei denen eine Wärmebehandlung nach der Bearbeitung geplant ist.
- Anwendungen: Wird in Situationen verwendet, die umfangreiches Formen oder Schweißen erfordern, wie komplexe Luft- und Raumfahrtkomponenten.
7075-T6 (Lösungswärmebehandelt und gealtert)
- Verfahren: Die Lösung wird wärmebehandelt und künstlich gealtert
Die Legierung wird auf eine hohe Temperatur erhitzt, einige Zeit bei dieser Temperatur gehalten, um die Legierungselemente in der Matrix aufzulösen, und dann schnell abgekühlt (abgeschreckt) um diese Elemente in Lösung zu sperren.
Anschließend wird es bei niedrigerer Temperatur künstlich gealtert, um die Legierungselemente auszuscheiden und die Festigkeit zu erhöhen.
- Mechanische Eigenschaften:
-
- Ultimative Zugfestigkeit: ~572–580 MPa
- Streckgrenze: ~503–540 MPa
- Verlängerung: ~11–13 %
- Eigenschaften:
-
- Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, hervorragend für tragende Bauteile geeignet.
- Reduzierte Duktilität im Vergleich zu 7075-O.
- Anwendungen: Häufig in der Luft- und Raumfahrt, Automobil, und Sportartikelindustrie für Teile wie Flügelholme und Fahrradrahmen.
7075-T651 (Lösungswärmebehandelt, Kaltverformt, und gealtert)
- Verfahren: lösungsgeglüht, gestreckt, und künstlich gealtert
Ähnlich wie T6, Die Legierung wird jedoch nach dem Abschrecken gestreckt, um innere Spannungen abzubauen und die Geradheit zu verbessern. - Mechanische Eigenschaften:
-
- Ultimative Zugfestigkeit: ~572–580 MPa
- Streckgrenze: ~503–540 MPa
- Verlängerung: ~11–13 %
- Eigenschaften:
-
- Ähnlich wie T6, jedoch mit verbesserter Dimensionsstabilität durch Spannungsentlastung.
- Etwas bessere Bearbeitbarkeit im Vergleich zu T6.
- Anwendungen: Bevorzugt für Präzisionsbearbeitung, wie Hochleistungswerkzeuge, Teile für die Luft- und Raumfahrt, und Formen.
7075-T73 (Lösungswärmebehandelt, Überaltert)
- Verfahren: Lösungsgeglüht, Anschließend überaltert, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
- Mechanische Eigenschaften:
-
- Ultimative Zugfestigkeit: ~503–540 MPa
- Streckgrenze: ~435–475 MPa
- Verlängerung: ~13–15 %
- Eigenschaften:
-
- Etwas geringere Festigkeit als T6, aber viel bessere Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.
- Geeignet für Anwendungen, die korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind.
- Anwendungen: Wird in Schiffsausrüstung verwendet, Luft- und Raumfahrtanwendungen, die Korrosionsbeständigkeit erfordern, und strukturelle Komponenten.
7075-T7351 (Lösungswärmebehandelt, Kaltverformt, und überaltert)
- Verfahren: Lösungsgeglüht, gestreckt, und überaltert:
Nach Lösungsglühen und Strecken, Die Legierung wird bei höherer Temperatur überaltert, um die Restspannung zu reduzieren und die Bruchzähigkeit zu verbessern. - Mechanische Eigenschaften:
-
- Ultimative Zugfestigkeit: ~503–540 MPa
- Streckgrenze: ~435–475 MPa
- Verlängerung: ~13–15 %
- Eigenschaften:
-
- Vereint die Vorteile von Spannungsabbau und Korrosionsbeständigkeit.
- Weniger anfällig für Verformungen und Dimensionsinstabilität.
- Anwendungen: Ideal für Präzisionsteile in der Luft- und Raumfahrt, Militärische Anwendungen, und Hochleistungsmaschinen.
Übersichtstabelle der mechanischen Eigenschaften
| Härtegrad | Ultimative Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Verlängerung (% in 50mm) | Hauptmerkmale |
|---|---|---|---|---|
| 7075-O | ~220 | ~105 | ~17–18 | Sehr duktil und formbar. |
| 7075-T6 | ~572–580 | ~503–540 | ~11–13 | Maximale Stärke, geringe Duktilität. |
| 7075-T651 | ~572–580 | ~503–540 | ~11–13 | Stressfrei, hervorragende Bearbeitbarkeit. |
| 7075-T73 | ~503–540 | ~435–475 | ~13–15 | Erhöhte Korrosionsbeständigkeit. |
| 7075-T7351 | ~503–540 | ~435–475 | ~13–15 | Korrosionsbeständig und spannungsarm geglüht. |
Auswirkungen von Wärmebehandlungsstufen
- Lösungsglühen (SHT):
Während dieser Phase, Die Legierung wird erhitzt, um ihre Legierungselemente in eine feste Lösung aufzulösen. Schnelle Abkühlung, oder Abschrecken, „schließt“ die Legierungselemente ein, die Voraussetzungen für das Härten schaffen. - Abschrecken:
Durch schnelles Abkühlen von der Lösungsbehandlungstemperatur entsteht eine übersättigte feste Lösung. Dieser Schritt ist entscheidend für das Erreichen einer hohen Festigkeit, führt jedoch zu Eigenspannungen im Material. - Altern (Natürlich oder künstlich):
Durch die Alterung kommt es zur Ausscheidung der Legierungselemente, Erhöhung der Festigkeit und Härte der Legierung. Künstliches Altern, bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, ist schneller und kontrollierter.
Schlüsselfaktoren, die durch das Tempern beeinflusst werden
- Stärke und Härte:
-
- T6- und T651-Temper liefern höchste Festigkeit durch optimierte Ausscheidung von Legierungselementen wie Zink und Magnesium.
- T73-Temper opfert etwas Festigkeit für eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, geeignet für Umgebungen, die zu Spannungsrisskorrosion neigen.
- Korrosionsbeständigkeit:
-
- T6-Härte ist mäßig korrosionsbeständig, kann jedoch anfällig für Spannungsrisskorrosion sein.
- T73-Temper wurde speziell zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit entwickelt, insbesondere in maritimen oder chemischen Anwendungen.
- Bearbeitbarkeit und Spannungsabbau:
-
- Die T651-Vergütung minimiert innere Spannungen, Dies ermöglicht eine hochpräzise Bearbeitung ohne die Gefahr von Verformungen oder Verformungen.
- Der Härtegrad T73 ist aufgrund seiner weicheren Oberfläche möglicherweise weniger bearbeitbar, bietet jedoch eine höhere Dimensionsstabilität unter korrosiven Bedingungen.
- Zähigkeit und Duktilität:
-
- T6-Temper bietet ausreichende Zähigkeit für strukturelle Anwendungen.
- Der Härtegrad T73 bietet eine höhere Duktilität, Dadurch ist es widerstandsfähiger gegen Risse bei Stößen oder extremer Belastung.
4. Vorteile von 7075 Aluminium
7075 Aluminium gilt als eine der vielseitigsten und leistungsfähigsten Legierungen auf dem Markt, Es bietet eine Reihe von Vorteilen, die es branchenübergreifend zu einer beliebten Wahl machen:
Außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
- 7075 Aluminium ist bekannt für sein beeindruckendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Dies macht es zur ersten Wahl für Anwendungen, die leichte und dennoch langlebige Materialien erfordern.
Zum Beispiel, Es verfügt über eine Höchstzugfestigkeit von bis zu 572 MPa (83,000 psi) im T6-Temper, übertrifft viele Stähle und bleibt dabei deutlich leichter.
Ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit
- Diese Legierung weist eine hohe Ermüdungsbeständigkeit auf, Damit eignet es sich ideal für Komponenten, die wiederholter Belastung ausgesetzt sind.
Diese Immobilie wird besonders geschätzt Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie, wo Zuverlässigkeit unter zyklischer Belastung von entscheidender Bedeutung ist.
Hervorragende Bearbeitbarkeit
- 7075 Die Bearbeitbarkeit von Aluminium ermöglicht die einfache Herstellung komplexer und präziser Teile.
Sie wird oft als eine der besten Aluminiumlegierungen für die CNC-Bearbeitung bewertet, Reduzierung der Produktionszeit und -kosten.
Wärmebehandelbarkeit
- Die Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften durch Anlassen und Wärmebehandlungen wie T6 und T651 anzupassen, erhöht seine Vielseitigkeit.
Diese Flexibilität ermöglicht es Ingenieuren, die Legierung an spezifische Leistungsanforderungen anzupassen.
Korrosionsbeständigkeit
- Obwohl nicht so korrosionsbeständig wie 6061, 7075 Aluminium bietet eine mäßige Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen.
Eloxieren oder andere Oberflächenbehandlungen können die Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion weiter verbessern.
5. Bearbeitung von 7075 Aluminium
7075 Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften eignet sich Aluminium für verschiedene Fertigungsmethoden, inklusive Umformung, Bearbeitung, und Oberflächenbehandlungen.
Bearbeitung:
- 7075 Aluminium eignet sich hervorragend für Bearbeitungsprozesse wie CNC Mahlen, drehen, und Bohren. Seine hohe Bearbeitbarkeit ermöglicht eine präzise und effiziente Fertigung.
Bildung:
- 7075 Aluminium kann in verschiedene Formen gebracht werden, Es kann jedoch ein Glühen erforderlich sein, um die Formbarkeit zu verbessern. Dieser Prozess trägt dazu bei, die gewünschte Form zu erreichen, ohne die Materialeigenschaften zu beeinträchtigen.
Wärmebehandlung
- 7075 ist wärmebehandelbar, Dies ermöglicht eine verbesserte Festigkeit und maßgeschneiderte mechanische Eigenschaften durch Prozesse wie Lösungsglühen und Alterung. Härtegrade wie T6 und T651 bieten maximale Festigkeit, während T73 eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit bietet.
Schweißen
- Aufgrund der Gefahr von Rissen wird Schweißen grundsätzlich nicht empfohlen. Für hochwertige Verbindungen ist das Reibrührschweißen eine sinnvolle Alternative.
6. Verschiedene Ausführungen vorhanden 7075 Aluminium
Mühlenfinish:
- Das natürliche Finish, wie es aus der Mühle kommt, eignet sich für Anwendungen, bei denen das Aussehen keine entscheidende Rolle spielt.
Eloxieren:
- Bietet eine schützende Oxidschicht, die die Korrosionsbeständigkeit erhöht und aus ästhetischen Gründen eingefärbt werden kann. Eloxieren verbessert die Haltbarkeit und das Aussehen des Materials.
Polieren:
- Erzielt eine glatte, reflektierende Oberfläche, Wird häufig für dekorative oder hochpräzise Anwendungen verwendet. Durch Polieren kann die Optik verbessert und die Oberflächenrauheit verringert werden.
Malerei:
- Mit Farbe oder anderen Schutzbeschichtungen beschichtet, um das Erscheinungsbild zu verbessern und vor Korrosion zu schützen.
Lackieren ist eine gängige Methode zur Verbesserung der Ästhetik und Langlebigkeit des Materials.
Chemische Konversionsbeschichtungen:
- Behandlungen wie Chromatierung (Alodine) Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Haftung für nachfolgende Beschichtungen.
Diese Beschichtungen sind für die Verbesserung der Materialleistung in rauen Umgebungen unerlässlich.
7. Verwendungszweck 7075 Aluminium
Luft- und Raumfahrt:
- 7075 Aluminium wird häufig in Flugzeugstrukturen verwendet, Flügel, und Rumpfkomponenten aufgrund seiner hohen Festigkeit und seines geringen Gewichts.
Automobil:
- Hochleistungs-Fahrzeugteile, wie Fahrwerkskomponenten und Fahrwerk, Profitieren Sie von der Stärke und Haltbarkeit von 7075 Aluminium.
Sportausrüstung:
- 7075 Aluminium wird in Fahrradrahmen verwendet, Golfschlägerschäfte, und Skibindungen, wo hohe Festigkeit und geringes Gewicht entscheidend sind.
Marine:
- Bootsrümpfe und Decksbeschläge profitieren von der Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit des Materials, Damit ist es ideal für Marineanwendungen.
Industriell:
- Strukturkomponenten, Maschinenteile, und Werkzeuge, die häufig verwendet werden 7075 Aluminium für seine hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit.
8. Vergleich von 7075 Aluminium mit anderen Qualitäten
Jede Aluminiumsorte hat ihre einzigartigen Eigenschaften und ist für bestimmte Anwendungen am besten geeignet. 7075 Aluminium zeichnet sich durch hohe Festigkeit und geringes Gewicht aus.
Jedoch, andere Noten wie 6061, Und 2024 bieten unterschiedliche Vorteile hinsichtlich der Formbarkeit, Schweißbarkeit, und Wirtschaftlichkeit, wodurch sie für ein breiteres Anwendungsspektrum geeignet sind.
| Eigentum | 7075 | 6061 | 2024 |
|---|---|---|---|
| Stärke | Höher | Mäßig | Hoch |
| Korrosionsbeständigkeit | Mäßig | Exzellent | Mäßig |
| Bearbeitbarkeit | Exzellent | Gut | Mäßig |
| Schweißbarkeit | Beschränkt | Exzellent | Beschränkt |
| Kosten | Hoch | Mäßig | Hoch |
| Anwendungen | Luft- und Raumfahrt, Militär | Allgemeiner Ingenieurwesen | Luft- und Raumfahrt, Automobil |
9. Bildet Aluminium 7075 Legierung vorhanden
7075 Aluminium gibt es in den unterschiedlichsten Formen, Bietet Flexibilität für verschiedene Herstellungsprozesse und Anwendungen.
Nachfolgend sind die häufigsten Formen dieser Legierung und ihre typischen Verwendungszwecke aufgeführt:
| Bilden | Beschreibung | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| Wohnungen | Dünn, flache Stücke, ideal für Strukturbauteile. | Luft- und Raumfahrtpaneele, Automobilverstärkungen. |
| Runde Stäbe | Massive zylindrische Formen zur Bearbeitung. | Wellen, Stifte, Verbindungselemente, und Armaturen für die Luft- und Raumfahrt. |
| Teller | Dicke, flache Bleche für hochbeanspruchte Teile. | Werkzeugplatten, Strukturbauteile. |
| Blätter | Dünn, große Flächen für Leichtbaukonstruktionen. | Flugzeughaut, Paneele, und Verkleidung. |
| Streifen | Schmale Bleche für präzises Schneiden. | Elektrische Komponenten, Zierbesatz. |
| Runde Rohre | Hohlzylindrische Formen. | Fahrradrahmen, Flüssigkeitstransportsysteme. |
| Rechteckrohre | Hohle rechteckige Querschnitte. | Strukturelle Rahmen, Automobilkomponenten. |
| Hohlstäbe | Dickwandige Rohre für schwere Anwendungen. | Hydraulikzylinder, Luft- und Raumfahrtkomponenten. |
| Vierkantstäbe | Massive Vierkantprofile für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. | Konstruktionsteile, Klammern, und Gelenke. |
| Sechskantstäbe | Sechseckige Formen für spezielle Verbindungselemente. | Schrauben, Nüsse, und Maschinenkomponenten. |
| Kanäle | U-förmige Profile zur strukturellen Unterstützung. | Baugerüste, Rippen für die Luft- und Raumfahrt. |
10. Abschluss
7075 Aluminium ist eine bemerkenswerte Legierung, die eine hohe Festigkeit vereint, leicht, und hervorragende mechanische Eigenschaften.
Jeder Härtegrad bietet einzigartige Eigenschaften, Dadurch können Ingenieure und Hersteller das für ihre spezifischen Anforderungen am besten geeignete Material auswählen.
Ob Sie an Luft- und Raumfahrtprojekten arbeiten, Automobilkomponenten, oder High-End-Sportgeräte, 7075 Aluminium ist ein Material, das eine Überlegung wert ist.
Indem man seine Zusammensetzung versteht, Eigenschaften, und Herstellungstechniken, Sie können das Potenzial voll ausschöpfen und bei Ihren Projekten hervorragende Ergebnisse erzielen.
Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen wertvolle Einblicke in die Eigenschaften von gegeben hat 7075 Aluminium.
Wenn Sie Fragen oder Produktverarbeitungsbedürfnisse haben, Fühlen Sie sich frei Kontaktieren Sie uns. Viel Spaß beim Basteln!
