Aluminium 7075 er en varme-behandlelig Al-Zn-Mg-Cu-legering, der rutinemæssigt er smedet, men processen kræver strammere kontrol end de blødere 6xxx-kvaliteter. Når en barre bearbejdes inde i dets smalle varme-arbejdsvindue, bryder den støbte barrestruktur ned og erstattes af en retningsbestemt kornstrøm, så den færdige del har en mærkbart bedre udmattelsesevne end en komponent fremstillet af plade.
Hvorfor 7075 Aluminium reagerer godt på smedning
Legeringen opnår høj styrke gennem en kombination af zink ved 5,1 -6,1 %, magnesium ved 2,1-2,9 % og kobber ved 1,2-2,0 %, med krom ved 0,18-0,28 %, der styrer kornstrukturen og en densitet på omkring 2,81 g/cm3. Den samme kemi efterlader ingen brugbar koldformningsområde, så 7075 skal smedes varm. I praksis holdes emnet mellem ca. 380 grader og 440 grader: under ca. 350 grader bliver overfladerevner og kantrevner almindelige, mens over ca. 460 grader stiger risikoen for begyndende smeltning og groft omkrystalliserede korn kraftigt.
Processtyring fokuserer derfor på fire variabler:
Ovnsensartethed: Smedemateriale opvarmes i en kontrolleret-atmosfære eller induktionsovn med partiet holdt inde i et vindue på ca. ±10 grader.
Matriceforvarmning: Matricer opvarmes til ca. 250-350 grader, så arbejdsemnets overflade ikke afkøles ved første kontakt.
Matricedesign: Der bruges generøse fileter og trækvinkler, fordi 7075 flyder mindre frit end 6061.
Reduktionsplan: reduktion pr. gennemløb og det samlede smedningsforhold er begrænset for at undgå interne sprængninger.
Smedetemperaturer, trin og proceskontrol
En lukket-dysesekvens for en strukturel fitting løber normalt gennem billetsavning, forvarmning til 400-440 grader, blokeringsaftryk, finishaftryk, trimning og derefter varmebehandling. Opløsningsbehandling følger ved 465-480 grader med iblødsætning længe nok til at tage de opløselige faser i opløsning, derefter en hurtig bratkøling af vand eller polymer, efterfulgt af kontrolleret strækning, hvor resterende stress skal minimeres.
Aldring sætter det endelige temperament. Et T6 temperament frembringes ved ældning ved omkring 120 grader i 24 timer. En T73-overaldringssekvens bruger ca. 107 grader i 6-8 timer efterfulgt af 163 grader i 24-30 timer, hvilket handler om 10-12 % af den ultimative styrke for væsentligt bedre modstandsdygtighed over for spændingskorrosionsrevner. Temperamentet bør derfor vælges fra servicemiljøet frem for fra det højeste tal på et datablad.
Standarder, sammensætning og temperament
Smedet 7075 bestilles normalt efter en smedningsspecifikation frem for en plade- eller stangstandard, hvilket er en hyppig kilde til forvirring i købsdokumenter.
| Produktform | Typisk specifikation | Omfang |
|---|---|---|
| Lukket-matrice og håndsmedning | ASTM B247 | Grænser for mekaniske egenskaber for 7075-T6 og 7075-T73 smedegods |
| Tallerken og ark | ASTM B209 | Reference til pladeegenskaber, der bruges i bearbejdede-delesammenligninger |
| Bar, stang og wire | ASTM B211 | Gælder 7075-T6 og 7075-T73 bar lager |
| Sammensætning og betegnelse | EN 573-3 | Registreret som EN AW-7075, kemisk symbol AlZn5.5MgCu |
| Tempereringsbetegnelser | EN 515 og ASTM B918 | Definerer H- og T-tempereringsnomenklaturen og-varmebehandlingspraksis |
Mekanisk ydeevne af Forged 7075
Nedenstående værdier er typiske for kommercielt fremstillet materiale i den angivne tilstand og er angivet for at vise relativ adfærd i stedet for at erstatte en specifikation.
| Tilstand | Typisk trækstyrke | Typisk flydespænding, 0,2 % | Typisk forlængelse |
|---|---|---|---|
| 7075-T6 plade | 570 MPa | 500 MPa | 11% |
| 7075-T73 plade | 505 MPa | 435 MPa | 11% |
| 6061-T6 ekstrudering, til reference | 310 MPa | 276 MPa | 12% |
En smedet komponent i længderetningen matcher generelt de ovenfor citerede pladeværdier og overskrider dem i tværretningen, fordi strømningslinjerne følger belastningsvejen i stedet for at løbe parallelt med en rullet overflade. Denne forskel er hovedårsagen til, at smedet 7075 er specificeret for beslag, led og beslag, der ser cyklisk belastning.
Kvalitetsverifikation fra barre til færdig smedning
Verifikation kombinerer flere uafhængige metoder, og en del frigives kun, når alle er enige:
Kemisk analyse ved optisk emissionsspektrometri for at bekræfte, at zink, magnesium, kobber og urenhedsgrænser falder inden for sammensætningsområdet.
Træktest til ASTM E8 for ultimativ styrke, flydespænding og forlængelse, normalt på en separat smedet testkupon.
Hårdhedstestning til ASTM E18 som en hurtig kontrol af, at ældningsreaktionen er konsistent.
Ultralydsinspektion til ASTM B594 for interne diskontinuiteter såsom omgange, udbrud og porøsitet.
Dimensionel inspektion af kritiske funktioner, plus sporbarhed af varmetal og smedningsparti gennem hvert procestrin.
Hvor en del vil blive bearbejdet efter smedning, planlægges den smedede konvolut således, at kornstrømmen følger den færdige kontur, og ingen bærende overflade skæres gennem et strømnings-linjeende korn.
FAQ
Q: Kan 7075 aluminium smedes?
Ja. 7075 er smedet kommercielt i lukkede-matrice og hånd-smedning, forudsat at emnet forbliver inden for et varmt-arbejdsvindue på ca. 380-440 grader, og matricen er forvarmet. Den har ingen brugbar koldsmedningsområde.
Q: Hvilken smedetemperatur bruges til 7075?
Smedemateriale opvarmes normalt til 400-440 grader, med arbejdsområdet behandlet som 380-440 grader. Opløsningsbehandlingen kører efterfølgende ved 465-480 grader før bratkøling.
Q: Er smedet 7075 stærkere end bearbejdet plade?
Styrkeniveauer er sammenlignelige, men den smedede del viser normalt bedre udmattelseslevetid og bedre tværgående egenskaber, fordi kornstrømmen er rettet ind efter belastningsvejen snarere end med rulleretningen.
Q: Skal 7075 leveres i T6 eller T73 temperament?
Vælg T6, hvor der kræves maksimal styrke i et beskyttet miljø, og T73, hvor modstand mod stress-korrosionsrevner er vigtigere; T73 giver afkald på omkring 10-12 % af den ultimative styrke for denne sikkerhed.
Q: Hvilke standarder gælder for 7075 smedegods?
ASTM B247 for smedegods, ASTM B209 for plade og plade, ASTM B211 for stang, EN 573-3 for sammensætning og EN 515 for hærdebetegnelse er de sædvanlige referencer.
Q: Hvorfor revner 7075 under smedning?
Revner sporer normalt tilbage til et koldt emne, en kold matrice, en aggressiv reduktionsplan eller et smedningsforhold, der er for højt. Korrigering af ovnens ensartethed, matriceforvarmning og gennemløbsreduktion løser de fleste af disse defekter.
