7075 алюминиевый сплав
| А7075 Т6 | |
|---|---|
| Физические свойства | |
| Плотность ( п ) | 2,81 г/см 3 (0,102 фунта на куб. дюйм) |
| Механические свойства | |
| Модуль Юнга ( Э ) | 71,7 ГПа (10 400 фунтов на квадратный дюйм) |
| Предел прочности ( σ т ) | 572 МПа (83,0 тыс. фунтов на квадратный дюйм) |
| Удлинение ( е ) на перерыве | 11% |
| коэффициент Пуассона ( н ) | 0.33 |
| Твердость — по Роквеллу | 87 грн. |
| Термические свойства | |
| Температура плавления ( Т м ) | 477 ° С (891 ° F) |
| Теплопроводность ( к ) [ 1 ] | 130–150 Вт/м*К |
| Коэффициент линейного теплового расширения ( а ) | 2.36*10 −5 К −1 |
| Удельная теплоемкость ( с ) | 714,8 Дж/кг*К |
| Электрические свойства | |
| Объемное сопротивление ( п ) | 51,5 нОм*м |
Алюминиевый сплав 7075 ( АА7075 ) представляет собой алюминиевый сплав с цинком в качестве основного легирующего элемента. Он имеет превосходные механические свойства и демонстрирует хорошую пластичность, высокую прочность, ударную вязкость и хорошую устойчивость к усталости. Он более подвержен охрупчиванию , чем многие другие алюминиевые сплавы, из-за микросегрегации , но обладает значительно лучшей коррозионной стойкостью, чем сплавы серии 2000. Это один из наиболее часто используемых алюминиевых сплавов для конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам, и он широко используется в конструкционных деталях самолетов. [ 2 ]
В состав алюминиевого сплава 7075 примерно входит 5,6–6,1% цинка , 2,1–2,5% магния , 1,2–1,6% меди и менее половины процента кремния, железа, марганца, титана, хрома и других металлов. Он производится во многих вариантах , некоторые из которых 7075-0 , 7075-T6 , 7075-T651 .
Первый 7075 был тайно разработан японской компанией Sumitomo Metal в 1935 году. [ 3 ] но был реконструирован компанией Alcoa в 1943 году после изучения трофейного японского самолета. [ 4 ] 7075 был стандартизирован для использования в аэрокосмической отрасли в 1945 году. [ 5 ] 7075 в конечном итоге использовался для производства планеров Императорского флота Японии .
Основные свойства
[ редактировать ]Алюминий 7075А имеет плотность 2,810 г/см. 3 . [ 6 ]
Механические свойства
[ редактировать ]Механические свойства 7075 во многом зависят от закалки материала. [ 7 ]
7075-О
[ редактировать ]Необработанный термообработанный сплав 7075 (состояние 7075-0) имеет максимальную прочность на разрыв не более 280 МПа (40 000 фунтов на квадратный дюйм) и максимальный предел текучести не более 140 МПа (21 000 фунтов на квадратный дюйм). Материал имеет удлинение (растяжение до окончательного разрушения) 9–10%. Как и все алюминиевые сплавы 7075, 7075-0 обладает высокой коррозионной стойкостью в сочетании с приемлемым профилем прочности.
7075-Т6
[ редактировать ]Закалка T6 7075 имеет предел прочности на разрыв 510–540 МПа (74 000–78 000 фунтов на квадратный дюйм) и предел текучести не менее 430–480 МПа (63 000–69 000 фунтов на квадратный дюйм). Удлинение после отказа составляет 5–11%. [ 8 ]
Отпуск Т6 обычно достигается путем гомогенизации отливки 7075 при температуре 450 °C в течение нескольких часов, закалки и последующего старения при 120 °C в течение 24 часов. Это обеспечивает максимальную прочность сплавов 7075. Прочность обусловлена главным образом мелкодисперсными выделениями эта и эта' как внутри зерен, так и вдоль границ зерен. [ 9 ]
7075-Т651
[ редактировать ]T651, закалка 7075, имеет предел прочности на разрыв 570 МПа (83 000 фунтов на квадратный дюйм) и предел текучести 500 МПа (73 000 фунтов на квадратный дюйм). Удлинение отказа составляет 3–9%. Эти свойства могут меняться в зависимости от формы используемого материала. Более толстые пластины могут иметь меньшую прочность и удлинение, чем указанные выше значения.
7075-Т7
[ редактировать ]Закал T7 имеет предел прочности на разрыв 505 МПа (73 200 фунтов на квадратный дюйм) и предел текучести 435 МПа (63 100 фунтов на квадратный дюйм). Удлинение при отказе составляет 13%. [ 10 ] Отпуск T7 достигается за счет перестаривания (то есть старения после достижения пиковой твердости) материала. Это часто достигается путем старения при 100–120 °C в течение нескольких часов, а затем при 160–180 °C в течение 24 часов и более. Отпуск Т7 дает микроструктуру, состоящую в основном из выделений этана. В отличие от состояния Т6 эти эта-частицы значительно крупнее и предпочитают рост по границам зерен. Это снижает склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением . Закал Т7 эквивалентен закалу Т73. [ 9 ]
7075-РРА
[ редактировать ]Режим регрессии и регенерации (RRA) представляет собой многоступенчатый отпуск термообработки. Начиная с листа с отпуском Т6, он включает в себя превышение максимальной твердости (отпуск Т6) до уровня, близкого к отпуску Т7. Последующая повторная обработка при 120 °C в течение 24 часов возвращает твердость и прочность до уровня отпуска Т6 или почти до него. [ 9 ]
Лечение RRA может осуществляться с помощью множества различных процедур. Общие рекомендации предусматривают регрессию температуры между 180 и 240 °C в течение 15 минут 10 секунд. [ 11 ]
Эквивалентные материалы
[ редактировать ]| НАС | ИСО | Евросоюз | Германия | Япония | Австралия | Китай | |||||||
| Стандартный | АИСИ(УНС) | Стандартный | Обозначение | Стандартный | Числовые (Химические символы) | Стандартный | Обозначение (Номер материала) | Стандартный | Оценка | Стандартный | Обозначение | Стандартный | Оценка |
| АСТМ Б209,
АСТМ Б210, АСТМ Б211, АСТМ Б221, АМС-QQ-A-225/9, АМС-QQ-A-200/11, АМС-QQ-A-250/12, АМС-WW-Т-700/7 |
7075
(А97075) |
ИСО 209 | AW-7075 | ЭН 573-3 | RU AW-7075
(EN AW-AlZn5,5MgCu) |
С 1725-1 | AlZnMgCu1,5 (3,4365) | ОН Н4000;
ДЖИС H4040 |
7075 | АС 2848.1,
АС/НЗС 1734, АС/НЗС 1865, AS/НЗС 1866 г. |
7075 | ГБ/Т 3190;
ГБ/Т 3880,2 |
7075 |
Использование
[ редактировать ]Впервые в мире алюминиевый сплав 7075 был использован в массовом производстве в истребителе Mitsubishi A6M Zero . Самолет отличался превосходной маневренностью, чему способствовала более высокая прочность 7075 по сравнению с предыдущими алюминиевыми сплавами.
Сплавы серии 7000, такие как 7075, часто используются в транспорте из-за их высокой удельной прочности , в том числе в морском, автомобильном и авиационном транспорте. [ 7 ] [ 13 ] Эти же свойства приводят к его использованию в оборудовании для скалолазания, компонентах велосипедов, рамах роликовых коньков и планерах дельтапланов, которые обычно изготавливаются из алюминиевого сплава 7075. любительского уровня В радиоуправляемых моделях обычно используются пластины шасси 7075 и 6061. Сплав 7075 используется при производстве винтовок М16 для армии США, а также винтовок типа AR-15 для гражданского рынка. В частности, нижняя и верхняя ствольная коробка высококачественной винтовки М16, а также удлинительные трубки обычно изготавливаются из сплава 7075-Т6. Desert Tactical Arms, SIG Sauer и французская оружейная компания PGM используют его для своих высокоточных винтовок. Он также широко используется в древках клюшек для лакросса , таких как сабля STX, а также в наборах походных ножей и вилок. Это распространенный материал, который также используется в йо-йо для соревнований.
Еще одним применением сплава серии 7075 являются шатуны, используемые в дрэг-рейсинга двигателях . Алюминиевые стержни не имеют такого усталостного ресурса , как кованые стальные стержни, но имеют меньшую массу, чем их стальные аналоги, что приводит к снижению механических напряжений в периоды, когда двигатель работает в условиях полностью открытой дроссельной заслонки и высоких оборотов.
Он также является стандартным материалом для защиты картера на внедорожных мотоциклах.
Благодаря своей высокой прочности, низкой плотности, термическим свойствам и способности хорошо полироваться, 7075 широко используется в производстве пресс-форм. Этот сплав был дополнительно усовершенствован до других сплавов серии 7000 для этого применения, а именно 7050 и 7020.
Аэрокосмические приложения
[ редактировать ]7075 использовался в соплах SRB космического корабля "Шаттл" и в балке SRB внешнего бака в межбаковой секции. Носовая и кормовая юбки, а также промежуточная ступень S-II , второй ступени Saturn V, были изготовлены из 7075. [ 14 ]
Приложения
[ редактировать ]- Авиационная арматура
- Шестерни и валы
- Детали ракет
- Детали регулирующего клапана
- Червячные передачи
- Аэрокосмические и оборонные приложения
- Автомобильная промышленность
- Велосипедные звезды
- Велосипедные коробки передач
- Оборудование для стрельбы из лука
Торговые названия
[ редактировать ]7075 продавался под различными торговыми марками, включая Zicral, Ergal и Fortal Constructal. Некоторые сплавы серии 7000, продаваемые под торговыми марками для изготовления форм, включают Alumec 79, Alumec 89, Contal, Certal, Alumould и Hokotol.
См. также
[ редактировать ]- Рейс 421 авиакомпании Northwest Airlines
- https://www.thomasnet.com/articles/metals-metal-products/all-about-7075-aluminum-properties-strength-and-uses/
- В ЧЕМ РАЗНИЦА МЕЖДУ АЛЮМИНИЕМ 6061 И 7075?
- Алюминий 7075: познакомьтесь с его свойствами и применением
- Свойства алюминиевого сплава 7075. Архивировано 16 октября 2018 г. на Wayback Machine.
- Свойства алюминиевого сплава 7075
- 7075 алюминий
- [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хуан Дж. Валенсия, Питер Н. Квестед, «Теплофизические свойства»
- ^ Справочник ASM, том 2: Свойства и выбор: сплавы цветных металлов и материалы специального назначения, 1990, стр. 137–38.
- ^ Ёсио, Баба. «Дополнительный супердюралюминий и последующие алюминиевые сплавы для самолетов». Журнал Японского института легких металлов (Sumitomo Light Metal Ind. Ltd., Япония) (на японском языке), том 39, выпуск 5, стр. 378. Дата обращения: 22 ноября 2015 г.
- ^ Ёсида, Хидео (2020). ISBN 978-4-86693-295-8
- ^ Канадский журнал по аэронавтике и космосу, 1989, том 35-36, стр. 129
- ^ «7075 (AlZn5.5MgCu, 3.4365, 2L95, A97075) Алюминий :: MakeItFrom.com» . www.makeitfrom.com . Проверено 22 апреля 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б Техническое описание Alcoa 7075. Архивировано 29 августа 2013 г. в Wayback Machine (PDF), по состоянию на 13 октября 2006 г.
- ^ «Паспорт материала ASM» . asm.matweb.com . Архивировано из оригинала 16 октября 2018 года . Проверено 22 апреля 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Пак, Дж. К. и Эй. Дж. Арделл. «Микроструктуры коммерческого сплава 7075 AI в состояниях Т651 и Т7». Металл. Пер. А. 14А (1983): 1957. Печать.
- ^ «Паспорт материала ASM» . asm.matweb.com . Проверено 22 апреля 2018 г.
- ^ Сина, Барух М. СНИЖЕНИЕ ПОДВЕРЖЕННОСТИ СПЛАВОВ, ОСОБЕННОСТИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, К КОРРОЗИОННОМУ РАСКРЫВАНИЮ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ . Исраэль Эйркрафт Индастриз Лтд., правопреемник. Патент 3856584. 24 декабря 1974 г. Печать.
- ^ «Свойства алюминиевых сплавов 7075, 7075-T6, T7351, T651» . www.theworldmaterial.com . Архивировано из оригинала 16 октября 2021 г.
- ^ Т. Хашимото, С. Джёган (Showa Aluminium), К. Наката, Ю. Г. Кин и М. Ушио (Университет Осаки): FSW-соединение высокопрочного алюминиевого сплава
- ^ Маккатчеон, Кимбл Д. (3 августа 2022 г.). «Эволюция пилотируемых ракетных двигателей США, часть 8.20: Сатурн V S-II» .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- «Свойства деформируемого алюминия и алюминиевых сплавов: 7075, Alclad 7075», Свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения , Том. 2, Справочник ASM, ASM International, 1990, стр. 115–116.