Что такое алюминий 7075-T6
7075 — это термо-обрабатываемый деформируемый сплав на основе системы алюминия-цинка-магния-меди. Цинк является основным легирующим элементом, магний обеспечивает дисперсионное упрочнение, а медь еще больше повышает прочность. Уровень Т6 означает, что изделие было подвергнуто термообработке на твердый раствор, а затем искусственно состарено до почти-пиковой прочности. Он поставляется в виде листов, пластин, экструдированных стержней и профилей, а также поковок, требования к составу и свойствам которых записаны в таких стандартах, как ASTM B209 для листов и пластин и ASTM B221 для экструдированных форм.
Типичные опубликованные значения для пластины 7075-T6 составляют порядка 570 МПа, предел текучести около 500 МПа и удлинение примерно от 10 до 11 процентов при плотности 2,81 г/см3 и твердости по Бринеллю около 150. Гарантийные свойства пола зависят от формы и толщины продукта, поэтому принятие решения о приемке должно зависеть от контрольной спецификации, а не от каталожной цифры.
Преимущества: прочность, жесткость и вес.
Чрезвычайно высокая прочность среди обычных деформируемых алюминиевых сплавов, конкурирующая с некоторыми конструкционными сталями при плотности примерно в одну треть.
Высокое соотношение текучести-к-растяжению, что позволяет проектировать компоненты с учетом их рабочего напряжения.
Хорошие усталостные характеристики хорошо спроектированных деталей-без надрезов, поэтому этот сплав давно используется в конструкциях планеров.
Жесткость на единицу массы намного выше, чем у стальных альтернатив, что полезно для рычагов, кронштейнов и звеньев привода.
Превосходная обрабатываемость при отпуске Т6 с идеальной отделкой поверхности, достижимой за один установ.
Снижение веса является практическим фактором. Поскольку плотность стали 7075-T6 близка к одной трети плотности стали, но при этом она обеспечивает сопоставимую прочность, эквивалентно нагруженная деталь обычно весит менее половины массы исходной стали, при условии, что соединения и усталостные детали переработаны, а не скопированы.
Преимущества в механически обработанных структурных деталях
7075-T6 хорошо сохраняет допуск благодаря своей высокой жесткости и низкой термической деформации по сравнению с титаном, поэтому тонкие стенки и ребра можно фрезеровать без чрезмерного упругого-возврата. Его прочность позволяет агрессивно забивать карманы, что означает, что вес можно оптимизировать локально, а не глобально. Сплав также хорошо переносит твердое анодирование и химические конверсионные покрытия и может быть грунтован или окрашен для дополнительной защиты окружающей среды, поэтому его продолжают использовать в авиастроении, беспилотных самолетах, велосипедах, автоспорте и промышленных приспособлениях с высокими нагрузками.
Ограничения: коррозия, механическая обработка и соединение.
Более низкая коррозионная стойкость, чем у сплавов 5xxx или 6xxx, особенно в хлоридной среде и в коротком-поперечном направлении толстой пластины.
Подвержен коррозионному растрескиванию под напряжением при постоянной нагрузке по толщине; Обычный ответ – перестаренный закал или другой сплав.
Требует большей мощности шпинделя, жесткого крепления и более частой смены инструмента, чем 6061, а сплав Т6 имеет ограниченную формуемость.
Трудно сваривать плавлением, поэтому обычными методами соединения являются клепка, болтовое соединение и клеевое соединение.
Свойства ухудшаются при работе с повышенными-температурами, поэтому следует избегать постоянного воздействия температур выше 100 C.
Более высокая стоимость, чем у обычных марок алюминия, что делает его плохим выбором там, где прочность не является основным требованием.
Таким образом, защита является частью конструкции, а не второстепенной мыслью: анодирование, системы грунтовки, герметики на прилегающих поверхностях и отсутствие острых зазубрин — все это продлевает срок службы. Если применение сочетает в себе устойчивое растягивающее напряжение с морской атмосферой, более долговечным решением обычно является использование устаревшего сплава, такого как T73, или возврат к сплаву серии 5xxx-.
Руководство по обработке и выбору
При указании 7075-T6 определите форму изделия и контрольную спецификацию, затем укажите, приемлема ли мокрая или сухая обработка, какие покрытия требуются и как деталь будет проверяться. Поскольку сплав чувствителен к зазубринам, на чертежах следует ограничить острые внутренние углы и использовать большие скругления. Отверстия для крепежа выгоднее рассверливать, а там, где усталостная долговечность имеет решающее значение, использовать крепежные детали при холодном расширении или посадке с натягом.
Логика выбора проста. Если целью является максимальная прочность на килограмм, а воздействие коррозии незначительное или его можно контролировать с помощью покрытия, эффективным решением будет 7075-T6. Если деталь постоянно подвергается воздействию влаги, хлоридов или повышенной температуры, сплав серии 6061-T6 или 5xxx-обычно обеспечивает более низкую общую стоимость жизненного цикла даже при большем весе. Между этими крайностями пластины 7075-T73 и 7075-T7351 представляют собой полезный компромисс для толстых профилей, где напряжение по толщине неизбежно.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Является ли 7075-T6 самым прочным алюминиевым сплавом?
Это один из самых прочных коммерчески доступных деформируемых сплавов, хотя другие марки-на основе цинка и специализированные продукты достигают аналогичных или немного более высоких значений в определенных формах продукта.
Вопрос: Можно ли сваривать 7075-T6?
Сварка плавлением непрактична, поскольку она разрушает отпуск и способствует растрескиванию. Принятыми методами соединения являются заклепки, болты и конструкционный клей.
Вопрос: Чем 7075-T6 отличается от 6061-T6?
7075-T6 значительно прочнее и жестче, а 6061-T6 более устойчив к коррозии, легче поддается формовке, сваривается и дешевле. Выбор зависит от того, какое свойство устанавливает предел проектирования.
Вопрос: Нужна ли 7075-T6 защита поверхности?
Да, в большинстве случаев наружного или морского применения. Рекомендуется анодирование или защитная грунтовка, а кромки обрезов следует защищать там, где покрытие прерывается.
Вопрос: Можно ли использовать 7075-T6 при высокой температуре?
Не для продолжительной службы. Сплав обычно ограничен условиями, близкими к-окружающим, и прочность падает при длительном воздействии температуры выше 100 C.
Вопрос: Что означает характер Т6?
Термическая обработка на раствор с последующим искусственным старением до контролируемого отпуска, который обеспечивает прочность, близкую к-пиковой, для которой выбран сплав.
