Почему выбор закалки важнее, чем выбор сплава
7075 — это термо-обрабатываемый сплав Al-Zn-Mg-Cu, который обеспечивает одну из самых высоких показателей прочности среди обычных изделий из деформируемого алюминия. Однако само по себе обозначение сплава не определяет свойства, которыми будет обладать конструкция. Закал, обозначаемый буквенно-цифровым суффиксом, описывает термическую обработку и историю механической работы материала и меняет баланс между прочностью, пластичностью, стабильностью размеров и устойчивостью к -коррозионному растрескиванию под напряжением больше, чем любое другое отдельное решение.
Прежде чем выбрать отпуск, необходимо решить три вопроса обслуживания: какие нагрузки и циклы должна выдерживать деталь, в какой среде она будет находиться и насколько большие искажения при обработке может выдержать готовый компонент. Ответы обычно указывают на один характер и исключают остальные.
Обозначения темперамента, которые вам будут предложены
| Характер | Состояние | Сила | Стрессовая-коррозионная стойкость | Типичное использование |
|---|---|---|---|---|
| 7075-O | Отожженный | Самый низкий | Непригодный | Формирование и сильный изгиб до старения |
| 7075-T6 | Обработанный раствором и искусственно состаренный | Самый высокий | Самый низкий из старых темпераментов | Высокопрочные-детали, работающие в защищенном,-коррозионном режиме |
| 7075-T651 | Т6 плюс контролируемая растяжка | То же, что Т6 | Похоже на Т6 | Прецизионные обработанные пластины, где деформация должна быть сведена к минимуму |
| 7075-T73 / T7351 | Перестаравшийся по коррозионной стойкости Т7351 тоже растянулся | Чуть ниже, чем Т6. | Значительно улучшено | Компоненты, подвергающиеся длительному растягивающему напряжению во влажной или хлоридной среде. |
Прочность,-коррозионная стойкость и компромисс между T6 и T73-
Если определяющим требованием является максимальная прочность, обычно предпочтительным вариантом является 7075-T6. Его предел прочности составляет порядка 570 МПа при типичном удлинении около 11 процентов в продольном направлении, поэтому он используется в высоконагруженных элементах планера, оснастке, высоконапряженных конструктивных кронштейнах и формах, которые должны противостоять износу.
Расплатой за эту прочность является чувствительность к длительному растягивающему напряжению в агрессивной среде. В материале Т6 может развиться-коррозионное растрескивание под напряжением, когда он находится под постоянным растягивающим напряжением во влажном воздухе или в местах скопления хлоридов. В обработках T73 и T7351 используется этап перестаривания, на котором намеренно снижается небольшая часть прочности, обычно около десяти процентов, в обмен на значительное улучшение устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением- и расслаивающейся коррозии. Поэтому любая деталь, которая будет находиться под постоянной нагрузкой на открытом воздухе, вблизи побережья или в контакте с влагой, должна иметь закалку типа Т73, а не Т6.
Далее следуют два практических замечания. Во-первых, деталь T6 по-прежнему может использоваться в агрессивной среде, если она полностью защищена системой покрытия и защита сохраняется, но это является обязательством по техническому обслуживанию, а не материальным решением. Во-вторых, механические свойства различаются в зависимости от формы и направления изделия: свойства указываются в продольном, длинном-поперечном и коротком-поперечном направлениях, причем короткое-поперечное направление всегда является самым слабым. Допустимые проектные значения следует брать с направления, определяющего деталь.
Стабильность обработки: T651, T6511 и остаточное напряжение
Когда стабильность размеров во время обработки является критическим требованием, 7075-T651 является более подходящим выбором. Обозначение T651 означает, что материал обрабатывается раствором, затем растягивается на контролируемую величину, а затем искусственно состаривается. Растяжение снимает большую часть внутреннего остаточного напряжения, которое в противном случае возникло бы при удалении металла, поэтому тонкие ребра и длинные карманы остаются плоскими, а не прогибаются после окончательного разреза.
Экструдированный или прокатанный пруток в состоянии типа T6511- обеспечивает тот же принцип в длинных секциях. Последовательность операций также имеет значение: черновая обработка с припуском со всех сторон, дайте детали стабилизироваться, затем выполните чистовую обработку легким, сбалансированным проходом с обеих сторон. Заготовка со снятым напряжением-и двухэтапная последовательность обработки контролируют деформацию гораздо надежнее, чем любая мера по отдельности.
Другая недвижимость и проверки при покупке
Наряду с характером стоит отметить типичные свойства 7075. Плотность составляет около 2,81 г/см³, модуль Юнга около 71,7 ГПа, коэффициент Пуассона около 0,33. Диапазон плавления составляет примерно от 477 до 635 градусов, а теплопроводность находится в диапазоне от 130 до 150 Вт/м·К. Твердость по Роквеллу в состоянии Т6 составляет примерно 87HRB. Зарегистрированный диапазон состава составляет от 5,1 до 6,1 процента цинка, от 2,1 до 2,9 процента магния, от 1,2 до 2,0 процента меди и от 0,18 до 0,28 процента хрома, с алюминием в качестве баланса и небольшими добавками железа, кремния, марганца и титана.
Сварка заслуживает явного предупреждения: сталь 7075 обычно не считается пригодной для сварки при эксплуатации в конструкциях, поскольку зона термического воздействия-теряет большую часть своей прочности и становится склонной к растрескиванию. Соединения следует проектировать как механически скрепленные или склеенные, а не сварные.
Прежде чем опубликовать заказ, подтвердите четыре вещи: что отпуск явно указан вместе со сплавом и формой изделия, что в сертификате проверки указаны свойства растяжения и состав при фактическом нагреве, что материал поставляется в соответствии с признанными спецификациями продукта, такими как ASTM B209 для листов и пластин или ASTM B211 для прутка, и что ультразвуковое или эквивалентное внутреннее испытание на прочность доступно там, где деталь подвергается сильным нагрузкам. Сертификат, в котором указано название сплава, но не указан его отпуск, не может быть проверен на соответствие проектным требованиям.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Подходит ли 7075-T6 для использования на открытом воздухе в морских условиях?
Не в незащищенном состоянии при длительной растягивающей нагрузке. Коррозионное растрескивание под напряжением- является основным риском во влажной хлоридной среде, поэтому обычная спецификация - отпуск T73 или T7351 плюс защитное покрытие.
Вопрос: Сколько сил теряется при переходе с Т6 на Т73?
Примерно десять процентов по пределу прочности и текучести, в зависимости от формы и направления изделия. В свою очередь, устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением-и расслаивающей коррозии существенно повышается.
Вопрос: Что означает дополнительная цифра в T651?
Это указывает на то, что после обработки на раствор материал был растянут на контролируемую величину для снятия внутренних остаточных напряжений, что делает его пригодным для точной механической обработки.
Вопрос: Можно ли сваривать 7075?
Обычно его нельзя сваривать в конструкциях, поскольку сварной шов и зона термического воздействия-теряют значительную часть своей прочности и чувствительны к растрескиванию. Предпочтительно механическое крепление или клеевое соединение.
Вопрос: Обладает ли 7075 хорошими усталостными показателями?
Его усталостная прочность высока для алюминиевого сплава в старом состоянии, что является одной из причин, по которой он используется в велосипедных и аэрокосмических конструкциях. Производительность по-прежнему зависит от качества поверхности, зазубрин и наличия коррозионных ямок.
Вопрос: Как долго прослужит компонент 7075?
Срок службы определяется нагрузкой, условиями окружающей среды и техническим обслуживанием, а не фиксированной цифрой. Благодаря защитным покрытиям и быстрому удалению коррозии возможен длительный срок службы, однако незащищенный материал, находящийся под постоянным напряжением во влажной среде, может испортиться гораздо быстрее.
