7075 Алюміній є одним із найбільш широко використовуваних і високо оцінених алюмінієвих сплавів у світі.
Відомий своїм винятковим співвідношенням міцності до ваги та відмінними механічними властивостями, алюміній 7075 є фаворитом в аерокосмічній промисловості та промисловості спортивного обладнання.
У цьому вичерпному посібнику, ми розберемо все, що вам потрібно знати 7075 алюміній, від його складу та властивостей до застосування та техніки виготовлення.
1. Що є 7075 Алюміній?
7075 алюміній є частиною серії 7xxx, характеризується цинком як основним легуючим елементом.
Це термооброблений сплав, призначений для забезпечення високої міцності та міцності, що робить його придатним для застосувань, які вимагають довговічності та точності.
Хоча його основне використання в аерокосмічній промисловості, його універсальність дозволила йому завоювати популярність і в інших високопродуктивних секторах.
2. 7075 Властивості алюмінію
Хімічні властивості
Хімічний склад 7075 алюміній включає комбінацію елементів, що забезпечують міцність, твердість, і корозійна стійкість.
| Елемент | Типовий відсоток (%) | Роль |
|---|---|---|
| Алюміній (Al) | Балансувати | Базовий елемент, забезпечує легкість і формувальність. |
| Цинк (Zn) | 5.1–6,1 | Основний зміцнюючий елемент, підвищує твердість і міцність на розрив. |
| Магній (Мг) | 2.1–2,9 | Підвищує стійкість до корозії та підвищує міцність. |
| Мідь (Куточок) | 1.2–2,0 | Підвищує твердість і оброблюваність, але знижує стійкість до корозії. |
| Хром (Cr) | 0.18–0,28 | Підвищує стійкість до корозійного розтріскування під напругою. |
| Кремнію (І) | Макс 0.4 | Контролює структуру зерна, незначний зміцнюючий ефект. |
| Прасувати (Феод) | Макс 0.5 | Домішки з незначним впливом на міцність. |
Точний баланс цих елементів створює високоефективний сплав, який підходить для вимогливих застосувань.
Фізичні властивості
Фізичні властивості алюмінію 7075 сприяють його широкому використанню в аерокосмічній та автомобільній промисловості.
| Майно | Значення | Опис |
|---|---|---|
| Щільність | 2.81 g/cm³ | Легкий у порівнянні зі сталлю, що робить його ідеальним для застосування, чутливого до ваги. |
| Точка плавлення | 477–635 °C | Дозволяє застосовувати при високій температурі та легко виготовляти. |
| Теплопровідність | 130 З/м · k | Помірний, підходить для частин, що розсіюють тепло. |
| Електропровідність | 36% IACS | Хороший електричний провідник для конструкційних матеріалів. |
| Коефіцієнт теплового розширення | 23.6 мкм/м·°C | Зберігає стабільність розмірів при змінних температурах. |
Ці властивості роблять алюміній 7075 надійний матеріал для деталей, які вимагають поєднання легких, жорсткість, і управління теплом.
3. Ступені загального характеру 7075 Алюміній
Кожна ступінь загартування 7075 алюміній забезпечує унікальний баланс механічних властивостей. Ось детальна розбивка:
7075-О (Відпалений)
- Обробка: відпалений стан
Термічна обробка не застосовується. Сплав повністю відпалений, щоб максимізувати формувальність і легкість механічної обробки. - Механічні властивості:
-
- Кінцева міцність на розрив: ~220 МПа
- Похідна сила: ~105 МПа
- Подовження: ~17–18%
- Характеристики:
-
- Найм'якша форма 7075 алюміній, що робить його дуже придатним для операцій формування.
- Ідеально підходить для застосувань, де планується термічна обробка після обробки.
- Заявки: Використовується в ситуаціях, коли потрібно широке формування або зварювання, наприклад складні аерокосмічні компоненти.
7075-T6 (Розчин термічно оброблений і витриманий)
- Обробка: розчин проходить термічну обробку і штучне старіння
Сплав нагрівають до високої температури, витримують при цій температурі протягом деякого часу, щоб розчинити легуючі елементи в матриці, а потім швидко охолоджують (гаситься) щоб зафіксувати ці елементи в розчині.
Потім його штучно старять при більш низькій температурі, щоб осадити легуючі елементи та підвищити міцність.
- Механічні властивості:
-
- Кінцева міцність на розрив: ~572–580 МПа
- Похідна сила: ~503–540 МПа
- Подовження: ~11–13%
- Характеристики:
-
- Високе співвідношення сили до ваги, відмінно підходить для несучих компонентів.
- Знижена пластичність порівняно з 7075-O.
- Заявки: Поширений в аерокосмічній галузі, автомобільний, і промисловість спортивних товарів для таких деталей, як лонжерони крил і велосипедні рами.
7075-T651 (Термічна обробка розчину, Холодна робота, і у віці)
- Обробка: розчин термічно оброблений, розтягнутий, і штучно зістарені
Схожий на Т6, але сплав розтягується після загартування, щоб зняти внутрішні напруги та покращити прямолінійність. - Механічні властивості:
-
- Кінцева міцність на розрив: ~572–580 МПа
- Похідна сила: ~503–540 МПа
- Подовження: ~11–13%
- Характеристики:
-
- Схожий на Т6, але з покращеною стабільністю розмірів завдяки зняттю напруги.
- Трохи краща оброблюваність порівняно з T6.
- Заявки: Переважний для точної обробки, наприклад високоефективні інструменти, Аерокосмічні частини, і цвілі.
7075-Т73 (Термічна обробка розчину, Перестаріла)
- Обробка: Розчин термічно оброблений, потім перестарюють для підвищення стійкості до корозії.
- Механічні властивості:
-
- Кінцева міцність на розрив: ~503–540 МПа
- Похідна сила: ~435–475 МПа
- Подовження: ~13–15%
- Характеристики:
-
- Трохи нижча міцність, ніж T6, але набагато краща стійкість до корозійного розтріскування під напругою.
- Підходить для застосування в корозійних середовищах.
- Заявки: Використовується в морській техніці, аерокосмічні програми, що вимагають стійкості до корозії, та структурні компоненти.
7075-T7351 (Термічна обробка розчину, Холодна робота, і Перестаріли)
- Обробка: Розчин термічно оброблений, розтягнутий, і перестаріла:
Після термообробки розчину і розтягування, сплав піддається перестарюванню при вищій температурі, щоб зменшити залишкову напругу та підвищити міцність на руйнування. - Механічні властивості:
-
- Кінцева міцність на розрив: ~503–540 МПа
- Похідна сила: ~435–475 МПа
- Подовження: ~13–15%
- Характеристики:
-
- Поєднує в собі переваги зняття напруги та стійкість до корозії.
- Менш схильний до деформації та нестабільності розмірів.
- Заявки: Ідеально підходить для точних аерокосмічних деталей, військове застосування, і високопродуктивна техніка.
Зведена таблиця механічних властивостей
| Ступінь загартування | Кінцева міцність на розрив (MPA) | Похідна сила (MPA) | Подовження (% в 50 мм) | Ключові характеристики |
|---|---|---|---|---|
| 7075-О | ~ 220 | ~105 | ~17–18 | Дуже пластичний і пластичний. |
| 7075-T6 | ~572–580 | ~503–540 | ~11–13 | Максимальна сила, низька пластичність. |
| 7075-T651 | ~572–580 | ~503–540 | ~11–13 | Звільнений від стресу, відмінна оброблюваність. |
| 7075-Т73 | ~503–540 | ~435–475 | ~13–15 | Підвищена стійкість до корозії. |
| 7075-T7351 | ~503–540 | ~435–475 | ~13–15 | Стійкий до корозії та зняття напруги. |
Вплив стадій термічної обробки
- Термічна обробка розчину (SHT):
Під час цього етапу, сплав нагрівають для розчинення його легуючих елементів у твердий розчин. Швидке охолодження, або гасіння, «фіксує» легуючі елементи, створення основи для загартовування. - Гасіння:
Швидке охолодження від температури обробки розчину створює перенасичений твердий розчин. Цей крок є критично важливим для досягнення високої міцності, але створює залишкову напругу в матеріалі. - Старіння (Натуральний або штучний):
Старіння дозволяє легуючим елементам випадати в осад, підвищення міцності і твердості сплаву. Штучне старіння, проводиться при підвищених температурах, є швидшим і більш контрольованим.
Ключові фактори, на які впливає загартування
- Сила і твердість:
-
- Т6 і Т651 забезпечують найвищу міцність завдяки оптимізованому виділенню легуючих елементів, таких як цинк і магній.
- Т73 Загарт жертвує деякою міцністю заради підвищеної стійкості до корозії, підходить для середовищ, схильних до корозійного розтріскування під напругою.
- Корозійна стійкість:
-
- Загарт T6 помірно стійкий до корозії, але може бути схильний до корозійного розтріскування під напругою.
- Загарт T73 спеціально розроблений для підвищення стійкості до корозії, особливо в морському або хімічному застосуванні.
- Оброблюваність і зняття напруги:
-
- Загартування T651 мінімізує внутрішні напруги, дозволяє виконувати високоточну обробку без ризику викривлення або деформації.
- Загартування T73 може бути менш придатним для механічної обробки через його більш м'яку поверхню, але забезпечує більшу стабільність розмірів у корозійних умовах.
- Міцність і пластичність:
-
- Відпуск T6 забезпечує достатню міцність для конструкційних застосувань.
- Загартування T73 забезпечує вищу пластичність, що робить його більш стійким до розтріскування під ударом або екстремальним навантаженням.
4. Переваги 7075 Алюміній
7075 алюміній виділяється як один із найбільш універсальних і високоефективних доступних сплавів, пропонуючи ряд переваг, які роблять його популярним вибором у різних галузях:
Виняткове співвідношення міцності та ваги
- 7075 алюміній відомий своїм вражаючим співвідношенням міцності та ваги, що робить його найкращим вибором для застосувань, які потребують легких, але міцних матеріалів.
Наприклад, він може похвалитися межею міцності на розрив до 572 MPA (83,000 павутина) в Т6 темпер, перевершуючи багато сталей, залишаючись значно легшим.
Відмінна стійкість до втоми
- Цей сплав має високу стійкість до втоми, що робить його ідеальним для компонентів, які піддаються повторним навантаженням.
Це властивість особливо цінується в аерокосмічної та автомобільної промисловості, де надійність при циклічному навантаженні є критичною.
Вища обробка
- 7075 оброблюваність алюмінію дозволяє з легкістю виготовляти складні та точні деталі.
Його часто оцінюють як один із найкращих алюмінієвих сплавів для обробки з ЧПК, скорочення часу виробництва і витрат.
Термообробка
- Здатність адаптувати механічні властивості за допомогою гарту та термічної обробки, таких як T6 і T651, підвищує його універсальність.
Ця гнучкість дозволяє інженерам налаштовувати сплав відповідно до конкретних вимог до продуктивності.
Корозійна стійкість
- Хоча не такий стійкий до корозії, як 6061, 7075 алюміній забезпечує помірну стійкість до факторів навколишнього середовища.
Анодування або інша обробка поверхні може додатково підвищити її стійкість до корозії.
5. Обробка 7075 Алюміній
7075 унікальні властивості алюмінію роблять його придатним для різних методів виготовлення, в тому числі формування, обробка, і обробки поверхні.
Обробка:
- 7075 алюміній чудово підходить для процесів обробки, таких як ЧПУ фрезер, обертання, і буріння. Його висока оброблюваність забезпечує точне та ефективне виготовлення.
Формування:
- 7075 алюмінію можна формувати різні форми, але може знадобитися відпал, щоб покращити формування. Цей процес допомагає досягти бажаної форми без шкоди для властивостей матеріалу.
Термічна обробка
- 7075 піддається термообробці, покращуючи міцність і спеціалізовані механічні властивості за допомогою таких процесів, як термообробка розчином і старіння. Такі загартування, як T6 і T651, забезпечують максимальну міцність, тоді як T73 забезпечує покращену стійкість до корозії.
Зварювання
- Зварювання зазвичай не рекомендується через ризик утворення тріщин. Зварювання тертям з перемішуванням є реальною альтернативою для високоякісних з’єднань.
6. Різна обробка на 7075 Алюміній
Оздоблення млина:
- Натуральний фініш, який виходить із млина, підходить для застосувань, де зовнішній вигляд не має критичного значення.
Анодування:
- Забезпечує захисний оксидний шар, який підвищує стійкість до корозії та може бути пофарбований для естетичних цілей. Анодування покращує довговічність і зовнішній вигляд матеріалу.
Полірування:
- Досягається гладкість, відбиваюча поверхня, часто використовується для декоративних або високоточних застосувань. Полірування може підвищити візуальну привабливість і зменшити шорсткість поверхні.
Малювання:
- Покритий фарбою або іншим захисним покриттям для покращення зовнішнього вигляду та захисту від корозії.
Фарбування – поширений спосіб покращення естетики та довговічності матеріалу.
Хімічні конверсійні покриття:
- Обробки, такі як хроматне конверсійне покриття (Алодін) покращує корозійну стійкість і адгезію для наступних покриттів.
Ці покриття необхідні для підвищення ефективності матеріалу в суворих умовах.
7. Де використовувати 7075 Алюміній
Аерокосмічний:
- 7075 Алюміній широко використовується в конструкціях літаків, крила, і компоненти фюзеляжу завдяки його високій міцності та легким властивостям.
Автомобільний:
- Високоефективні автомобільні деталі, такі як компоненти підвіски та шасі, переваги міцності та довговічності 7075 алюміній.
Спортивне обладнання:
- 7075 алюміній використовується в рамах велосипедів, вали гольф-клубів, і лижні кріплення, де висока міцність і мала вага мають вирішальне значення.
Морський:
- Корпуси човнів і палубна арматура виграють від корозійної стійкості та міцності матеріалу, що робить його ідеальним для морських застосувань.
Промисловий:
- Структурні компоненти, частини машин, і інструменти, які часто використовують 7075 алюміній за його високу міцність і надійність.
8. Порівняння 7075 Алюміній інших марок
Кожен сорт алюмінію має свій унікальний набір властивостей і найкраще підходить для конкретних застосувань. 7075 алюміній виділяється своєю високою міцністю та легкою вагою.
Однак, інші сорти, як 6061, і 2024 пропонують різні переваги з точки зору можливості формування, зварюваність, і економічна ефективність, що робить їх придатними для більш широкого спектру застосувань.
| Майно | 7075 | 6061 | 2024 |
|---|---|---|---|
| Міцність | Вищий | Помірний | Високий |
| Корозійна стійкість | Помірний | Відмінний | Помірний |
| Обробка | Відмінний | Добрий | Помірний |
| Зварюваність | Обмежений | Відмінний | Обмежений |
| Вартість | Високий | Помірний | Високий |
| Заявки | Аерокосмічний, військовий | Загальне машинобудування | Аерокосмічний, автомобільний |
9. Форми алюмінієві 7075 Сплав існує
7075 алюміній доступний у широкому діапазоні форм, забезпечення гнучкості для різних виробничих процесів і застосувань.
Нижче наведено найпоширеніші форми, в яких існує цей сплав, і їх типове використання:
| Форма | Опис | Типові програми |
|---|---|---|
| Квартири | Тонкий, плоскі частини ідеально підходять для структурних компонентів. | Аерокосмічні панелі, автомобільні підсилення. |
| Круглі бруски | Суцільні циліндричні форми для механічної обробки. | Вали, шпильки, кріплення, і аерокосмічна арматура. |
| Тарілки | Товсті плоскі листи, які використовуються для важких деталей. | Інструментальні пластини, Структурні компоненти. |
| Простирадла | Тонкий, широкі поверхні для легких конструкцій. | Обшивка літака, панелі, та облицювання. |
| Смужки | Вузькі листи для точного різання. | Електричні компоненти, декоративне оздоблення. |
| Круглі труби | Порожнисті циліндричні форми. | Велосипедні рами, системи транспортування рідини. |
| Прямокутні труби | Порожнисті прямокутного перерізу. | Конструкційні каркаси, Автомобільні компоненти. |
| Пустотілі бруски | Товстостінні труби для важких умов експлуатації. | Гідроциліндри, аерокосмічні компоненти. |
| Квадратні бруски | Суцільні квадратні профілі для різноманітного використання. | Конструкційні частини, дужки, і суглобів. |
| Шестигранники | Шестикутні форми для спеціалізованого кріплення. | Болти, горіхи, і компоненти машини. |
| Канали | П-подібні профілі для підтримки конструкції. | Будівельні каркаси, аерокосмічні ребра. |
10. Висновок
7075 алюміній - чудовий сплав, який поєднує в собі високу міцність, легкий, і відмінні механічні властивості.
Кожен клас загартування має унікальні характеристики, дозволяючи інженерам і виробникам вибрати найбільш відповідний матеріал для своїх конкретних потреб.
Незалежно від того, чи працюєте ви над аерокосмічними проектами, Автомобільні компоненти, або елітне спортивне обладнання, 7075 алюміній - це матеріал, який варто розглянути.
Розуміючи його склад, властивості, і технології виготовлення, Ви можете максимізувати його потенціал і досягти видатних результатів у своїх проектах.
Ми сподіваємося, що цей посібник надав вам цінну інформацію про властивості 7075 алюміній.
Якщо у вас є запитання чи потреби в обробці продукту, не соромтеся зв'яжіться з нами. Щасливого виготовлення!
