7075 Aluminium er en av verdens mest brukte og høyt ansette aluminiumslegeringer.
Kjent for sitt eksepsjonelle styrke-til-vekt-forhold og utmerkede mekaniske egenskaper, aluminium 7075 er en favoritt i luftfarts- og sportsutstyrsindustrien.
I denne omfattende guiden, vi vil fordype deg i alt du trenger å vite om 7075 aluminium, fra dens sammensetning og egenskaper til dens applikasjoner og fabrikasjonsteknikker.
1. Hva er 7075 Aluminium?
7075 aluminium er en del av 7xxx-serien, karakterisert ved sink som det primære legeringselementet.
Det er en varmebehandlebar legering, designet for å levere høy styrke og seighet, gjør den egnet for bruksområder som krever holdbarhet og presisjon.
Mens dens primære bruk er i romfartsindustrien, dens allsidighet har tillatt den å vinne popularitet i andre høyytelsessektorer også.
2. 7075 Aluminiumsegenskaper
Kjemiske egenskaper
Den kjemiske sammensetningen av 7075 aluminium inkluderer en kombinasjon av elementer som gir styrke, hardhet, og korrosjonsmotstand.
| Element | Typisk prosentandel (%) | Rolle |
|---|---|---|
| Aluminium (Al) | Balansere | Grunnelement, gir lett vekt og formbarhet. |
| Sink (Zn) | 5.1–6.1 | Primært styrkende element, forbedrer hardhet og strekkfasthet. |
| Magnesium (Mg) | 2.1–2.9 | Forbedrer korrosjonsbestandigheten og øker styrken. |
| Kopper (Cu) | 1.2–2.0 | Øker hardhet og bearbeidbarhet, men reduserer korrosjonsbestandigheten. |
| Krom (Cr) | 0.18–0,28 | Forbedrer motstanden mot spenningskorrosjonssprekker. |
| Silisium (Og) | Maks 0.4 | Kontrollerer kornstrukturen, liten styrkende effekt. |
| Stryke (Fe) | Maks 0.5 | Urenheter med mindre effekt på styrken. |
Den nøyaktige balansen mellom disse elementene skaper en høyytelseslegering som er egnet for krevende bruksområder.
Fysiske egenskaper
De fysiske egenskapene til aluminium 7075 bidra til utbredt bruk i romfarts- og bilindustrien.
| Eiendom | Verdi | Beskrivelse |
|---|---|---|
| Tetthet | 2.81 g/cm³ | Lett i forhold til stål, gjør den ideell for vektsensitive applikasjoner. |
| Smeltepunkt | 477–635 °C | Gir mulighet for høytemperaturapplikasjoner og enkel fabrikasjon. |
| Termisk konduktivitet | 130 W/m · k | Moderat, egnet for varmeavledende deler. |
| Elektrisk konduktivitet | 36% IACS | Grei elektrisk leder for konstruksjonsmaterialer. |
| Termisk ekspansjonskoeffisient | 23.6 µm/m·°C | Opprettholder dimensjonsstabilitet under varierende temperaturer. |
Disse egenskapene gjør aluminium 7075 et pålitelig materiale for deler som krever en kombinasjon av lettvekt, stivhet, og varmehåndtering.
3. Vanlige temperament karakterer av 7075 Aluminium
Hver temperamentsgrad på 7075 aluminium gir en unik balanse av mekaniske egenskaper. Her er en detaljert oversikt:
7075-O (Annealed)
- Behandle: glødet tilstand
Ingen varmebehandling påføres. Legeringen er fullstendig glødet for å maksimere formbarhet og enkel maskinering. - Mekaniske egenskaper:
-
- Ultimate strekkfasthet: ~220 MPa
- Avkastningsstyrke: ~105 MPa
- Forlengelse: ~17–18 %
- Egenskaper:
-
- Mykeste form for 7075 aluminium, gjør den svært brukbar for formingsoperasjoner.
- Ideell for applikasjoner der varmebehandling etter maskinering er planlagt.
- Applikasjoner: Brukes i situasjoner som krever omfattende forming eller sveising, for eksempel komplekse romfartskomponenter.
7075-T6 (Løsning varmebehandlet og aldret)
- Behandle: løsningen er varmebehandlet og kunstig modnet
Legeringen varmes opp til høy temperatur, holdes ved den temperaturen i noen tid for å løse opp legeringselementene i matrisen, og deretter raskt avkjølt (slukket) å låse disse elementene i løsning.
Den blir deretter kunstig eldet ved lavere temperatur for å felle ut legeringselementene og øke styrken.
- Mekaniske egenskaper:
-
- Ultimate strekkfasthet: ~572–580 MPa
- Avkastningsstyrke: ~503–540 MPa
- Forlengelse: ~11–13 %
- Egenskaper:
-
- Høy styrke-til-vekt-forhold, utmerket for bærende komponenter.
- Redusert duktilitet sammenlignet med 7075-O.
- Applikasjoner: Vanlig i romfart, bil, og sportsutstyrsindustri for deler som vingesparrer og sykkelrammer.
7075-T651 (Oppløsning varmebehandlet, Kaldt arbeidet, og alderen)
- Behandle: løsning varmebehandlet, strukket, og kunstig aldret
Ligner på T6, men legeringen strekkes etter bråkjøling for å avlaste indre spenninger og forbedre rettheten. - Mekaniske egenskaper:
-
- Ultimate strekkfasthet: ~572–580 MPa
- Avkastningsstyrke: ~503–540 MPa
- Forlengelse: ~11–13 %
- Egenskaper:
-
- Ligner på T6, men med forbedret dimensjonsstabilitet på grunn av stressavlastning.
- Noe bedre bearbeidbarhet sammenlignet med T6.
- Applikasjoner: Foretrukket for presisjonsmaskinering, som høyytelsesverktøy, Luftfartsdeler, og muggsopp.
7075-T73 (Oppløsning varmebehandlet, Overdrevet)
- Behandle: Oppløsning varmebehandlet, deretter overeldet for å forbedre korrosjonsbestandigheten.
- Mekaniske egenskaper:
-
- Ultimate strekkfasthet: ~503–540 MPa
- Avkastningsstyrke: ~435–475 MPa
- Forlengelse: ~13–15 %
- Egenskaper:
-
- Noe lavere styrke enn T6 men mye bedre motstand mot spenningskorrosjonssprekker.
- Egnet for applikasjoner utsatt for korrosive miljøer.
- Applikasjoner: Brukes i marineutstyr, romfartsapplikasjoner som krever korrosjonsbestandighet, og strukturelle komponenter.
7075-T7351 (Oppløsning varmebehandlet, Kaldt arbeidet, og overdrevet)
- Behandle: Oppløsning varmebehandlet, strukket, og overgamle:
Etter løsning varmebehandling og strekking, legeringen er overeldet ved en høyere temperatur for å redusere gjenværende spenning og forbedre bruddseigheten. - Mekaniske egenskaper:
-
- Ultimate strekkfasthet: ~503–540 MPa
- Avkastningsstyrke: ~435–475 MPa
- Forlengelse: ~13–15 %
- Egenskaper:
-
- Kombinerer fordelene med stressavlastning og korrosjonsbestandighet.
- Mindre utsatt for vridning og dimensjonal ustabilitet.
- Applikasjoner: Ideell for presise romfartsdeler, militære applikasjoner, og høyytelsesmaskineri.
Sammendragstabell over mekaniske egenskaper
| Temperament karakter | Ultimate strekkfasthet (MPA) | Avkastningsstyrke (MPA) | Forlengelse (% i 50mm) | Sentrale egenskaper |
|---|---|---|---|---|
| 7075-O | ~ 220 | ~ 105 | ~17–18 | Meget duktil og formbar. |
| 7075-T6 | ~572–580 | ~503–540 | ~11–13 | Maksimal styrke, Lav duktilitet. |
| 7075-T651 | ~572–580 | ~503–540 | ~11–13 | Stressavlastet, Utmerket maskinbarhet. |
| 7075-T73 | ~503–540 | ~435–475 | ~13–15 | Forbedret korrosjonsbestandighet. |
| 7075-T7351 | ~503–540 | ~435–475 | ~13–15 | Korrosjonsbestandig og stressavlastet. |
Effekter av varmebehandlingsstadier
- Løsning Varmebehandling (SHT):
I løpet av dette stadiet, legeringen varmes opp for å løse opp legeringselementene til en fast løsning. Rask avkjøling, eller slukking, "låser inn" legeringselementene, legge til rette for herding. - Slukking:
Rask avkjøling fra løsningens behandlingstemperatur skaper en overmettet fast løsning. Dette trinnet er kritisk for å oppnå høy styrke, men introduserer restspenning i materialet. - Aldring (Naturlig eller kunstig):
Aldring lar legeringselementene utfelles, forbedre legeringens styrke og hardhet. Kunstig aldring, utført ved høye temperaturer, er raskere og mer kontrollert.
Nøkkelfaktorer påvirket av temperering
- Styrke og hardhet:
-
- Tempere T6 og T651 levere den høyeste styrken på grunn av optimalisert utfelling av legeringselementer som sink og magnesium.
- T73 Temperasjon ofrer en viss styrke for økt korrosjonsbestandighet, egnet for miljøer utsatt for spenningskorrosjonssprekker.
- Korrosjonsmotstand:
-
- T6 temperament er moderat korrosjonsbestandig, men kan være utsatt for spenningskorrosjonssprekker.
- T73 temperament er spesielt utviklet for å forbedre korrosjonsmotstanden, spesielt i marine eller kjemiske applikasjoner.
- Bearbeidbarhet og stressavlastning:
-
- T651 temperament minimerer indre påkjenninger, som muliggjør maskinering med høy presisjon uten risiko for vridning eller deformasjon.
- T73-temperering kan være mindre bearbeidbar på grunn av sin mykere overflate, men gir større dimensjonsstabilitet under korrosive forhold.
- Seighet og duktilitet:
-
- T6-temperering gir tilstrekkelig seighet for strukturelle applikasjoner.
- T73 temperament gir høyere duktilitet, gjør den mer motstandsdyktig mot sprekker under støt eller ekstrem belastning.
4. Fordeler med 7075 Aluminium
7075 aluminium skiller seg ut som en av de mest allsidige og høyytelseslegeringene som finnes, tilbyr en rekke fordeler som gjør det til et populært valg på tvers av bransjer:
Eksepsjonelt styrke-til-vekt-forhold
- 7075 aluminium er kjent for sitt imponerende styrke-til-vekt-forhold, gjør den til et førsteklasses valg for bruksområder som krever lette, men slitesterke materialer.
For eksempel, den har en ultimat strekkstyrke på opptil 572 MPA (83,000 psi) i T6-tempoet, overgår mange stål og forblir betydelig lettere.
Utmerket utmattelsesmotstand
- Denne legeringen er svært motstandsdyktig mot tretthet, gjør den ideell for komponenter utsatt for gjentatt stress.
Denne eiendommen er spesielt verdsatt i romfart og bilindustri, hvor pålitelighet under syklisk belastning er kritisk.
Overlegen maskinbarhet
- 7075 Aluminiums bearbeidbarhet gjør det enkelt å produsere komplekse og presise deler.
Det er ofte vurdert som en av de beste aluminiumslegeringene for CNC-maskinering, redusere produksjonstid og kostnader.
Varmebehandling
- Evnen til å skreddersy mekaniske egenskaper gjennom temperering og varmebehandlinger som T6 og T651 øker dens allsidighet.
Denne fleksibiliteten lar ingeniører tilpasse legeringen for spesifikke ytelseskrav.
Korrosjonsmotstand
- Selv om den ikke er så korrosjonsbestandig som 6061, 7075 aluminium gir moderat motstand mot miljøfaktorer.
Anodisering eller andre overflatebehandlinger kan ytterligere forbedre holdbarheten mot korrosjon.
5. Behandling av 7075 Aluminium
7075 Aluminiums unike egenskaper gjør den egnet for ulike fabrikasjonsmetoder, inkludert forming, maskinering, og overflatebehandlinger.
Maskinering:
- 7075 aluminium er utmerket for maskineringsprosesser som CNC fresing, snu, og boring. Dens høye bearbeidbarhet muliggjør presis og effektiv fabrikasjon.
Danner:
- 7075 aluminium kan formes i forskjellige former, men det kan kreve gløding for å forbedre formbarheten. Denne prosessen hjelper til med å oppnå ønsket form uten å gå på akkord med materialets egenskaper.
Varmebehandling
- 7075 er varmebehandles, muliggjør forbedret styrke og skreddersydde mekaniske egenskaper gjennom prosesser som løsningsvarmebehandling og aldring. Tempere som T6 og T651 gir maksimal styrke, mens T73 gir forbedret korrosjonsbestandighet.
Sveising
- Sveising anbefales generelt ikke på grunn av risikoen for sprekker. Friksjonsrørsveising er et levedyktig alternativ for skjøter av høy kvalitet.
6. Ulike overflater på 7075 Aluminium
Mill Finish:
- Den naturlige finishen slik den kommer fra bruket, er egnet for bruksområder der utseendet ikke er kritisk.
Anodisering:
- Gir et beskyttende oksidlag som øker korrosjonsbestandigheten og kan farges for estetiske formål. Anodisering forbedrer materialets holdbarhet og utseende.
Polere:
- Oppnår en jevn, reflekterende overflate, ofte brukt til dekorative eller høypresisjonsapplikasjoner. Polering kan forbedre den visuelle appellen og redusere overflateruheten.
Maleri:
- Belagt med maling eller andre beskyttende belegg for å forbedre utseendet og beskytte mot korrosjon.
Maling er en vanlig metode for å forbedre materialets estetikk og levetid.
Kjemisk konverteringsbelegg:
- Behandlinger som kromatkonverteringsbelegg (Alodine) forbedre korrosjonsbestandighet og vedheft for påfølgende belegg.
Disse beleggene er avgjørende for å forbedre materialets ytelse i tøffe miljøer.
7. Hvor å bruke 7075 Aluminium
Luftfart:
- 7075 aluminium er mye brukt i flykonstruksjoner, vinger, og flykroppskomponenter på grunn av dens høye styrke og lette egenskaper.
Bil:
- Bildeler med høy ytelse, som fjæringskomponenter og chassis, dra nytte av styrken og holdbarheten til 7075 aluminium.
Sportsutstyr:
- 7075 aluminium brukes i sykkelrammer, golfkølleskaft, og skibindinger, hvor høy styrke og lav vekt er avgjørende.
Marine:
- Båtskrog og dekksutstyr drar nytte av materialets korrosjonsbestandighet og styrke, gjør den ideell for marine applikasjoner.
Industriell:
- Strukturelle komponenter, maskindeler, og verktøy som ofte brukes 7075 aluminium for sin høye styrke og pålitelighet.
8. Sammenligning av 7075 Aluminium med andre kvaliteter
Hver aluminiumskvalitet har sitt unike sett med egenskaper og er best egnet for spesifikke bruksområder. 7075 aluminium skiller seg ut for sin høye styrke og lette vekt.
Imidlertid, andre karakterer som 6061, og 2024 gir forskjellige fordeler med hensyn til formbarhet, sveisbarhet, og kostnadseffektivitet, gjør dem egnet for et bredere spekter av bruksområder.
| Eiendom | 7075 | 6061 | 2024 |
|---|---|---|---|
| Styrke | Høyere | Moderat | Høy |
| Korrosjonsmotstand | Moderat | Glimrende | Moderat |
| Maskinbarhet | Glimrende | God | Moderat |
| Sveisbarhet | Begrenset | Glimrende | Begrenset |
| Koste | Høy | Moderat | Høy |
| Applikasjoner | Luftfart, militær | General Engineering | Luftfart, bil |
9. Former aluminium 7075 Legering finnes
7075 aluminium er tilgjengelig i et bredt spekter av former, gir fleksibilitet for ulike produksjonsprosesser og applikasjoner.
Nedenfor er de vanligste formene som denne legeringen finnes i og deres typiske bruksområder:
| Form | Beskrivelse | Typiske applikasjoner |
|---|---|---|
| Leiligheter | Tynn, flate deler som er ideelle for strukturelle komponenter. | Luftfartspaneler, bilforsterkninger. |
| Runde barer | Solide sylindriske former for maskinering. | Sjakter, pinner, festemidler, og romfartsutstyr. |
| Plater | Tykke flate ark som brukes til tunge deler. | Verktøyplater, strukturelle komponenter. |
| Ark | Tynn, brede overflater for lette strukturer. | Flyhud, Paneler, og kledning. |
| Strips | Smale ark for presisjonsskjæring. | Elektriske komponenter, dekorativ trim. |
| Runde rør | Hule sylindriske former. | Sykkelrammer, væsketransportsystemer. |
| Rektangulære rør | Hule rektangulære tverrsnitt. | Strukturelle rammer, bilkomponenter. |
| Hule stenger | Tykkveggede rør for tunge applikasjoner. | Hydrauliske sylindere, Luftfartskomponenter. |
| Firkantede barer | Solide firkantede profiler for ulike bruksområder. | Konstruksjonsdeler, parentes, og ledd. |
| Sekskantstenger | Sekskantede former for spesialiserte festemidler. | Bolter, nøtter, og maskinkomponenter. |
| Kanaler | U-formede profiler for strukturell støtte. | Bygge rammer, romfarts ribber. |
10. Konklusjon
7075 aluminium er en bemerkelsesverdig legering som kombinerer høy styrke, Lett, og utmerkede mekaniske egenskaper.
Hver temperamentsgrad tilbyr unike egenskaper, slik at ingeniører og produsenter kan velge det mest passende materialet for deres spesifikke behov.
Enten du jobber med romfartsprosjekter, bilkomponenter, eller avansert sportsutstyr, 7075 aluminium er et materiale som er verdt å vurdere.
Ved å forstå dens sammensetning, Egenskaper, og fabrikasjonsteknikker, du kan maksimere potensialet og oppnå enestående resultater i prosjektene dine.
Vi håper denne veiledningen har gitt deg verdifull innsikt i egenskapene til 7075 aluminium.
Hvis du har spørsmål eller behov for produktbehandling, gjerne nå ut til oss. Lykke til med å lage!
