Hvorfor temperamentvalg er vigtigere end legeringsvalg
7075 er en varme-behandlelig Al-Zn-Mg-Cu-legering, der leverer blandt de højeste styrker, der er tilgængelige i et almindeligt bearbejdet aluminiumsprodukt. Legeringsbetegnelsen alene definerer dog ikke de egenskaber, som et design vil opleve. Temperamentet, vist med bogstav- og ciffersuffikset, beskriver materialets varmebehandling og mekaniske arbejdshistorie, og det ændrer balancen mellem styrke, duktilitet, dimensionsstabilitet og modstandsdygtighed over for spændings--korrosionsrevner mere end nogen anden enkelt beslutning.
Tre servicespørgsmål bør afgøres, før et temperament vælges: hvilke belastninger og cyklusser delene skal bære, hvilket miljø den vil se, og hvor meget bearbejdningsforvrængning den færdige komponent kan tåle. Svarene peger normalt på ét temperament og eliminerer resten.
Tempereringsbetegnelser, du vil blive tilbudt
| Temperament | Tilstand | Styrke | Spændings-korrosionsbestandighed | Typisk brug |
|---|---|---|---|---|
| 7075-O | Udglødet | Laveste | Ikke relevant | Formning og kraftig bøjning før ældning |
| 7075-T6 | Opløsningsbehandlet og kunstigt ældet | Højest | Laveste af de ældre temperament | Høj-styrkedele i beskyttet, ikke-ætsende service |
| 7075-T651 | T6 plus kontrolleret udstrækning | Samme som T6 | Ligesom T6 | Præcisionsbearbejdede plader, hvor forvrængning skal minimeres |
| 7075-T73 / T7351 | T7351, der er for høj for korrosionsbestandighed, strakte sig også | Lidt lavere end T6 | Væsentlig forbedret | Komponenter udsat for vedvarende trækspænding i fugtige eller kloridholdige miljøer |
Styrke, stress-korrosionsbestandighed og T6 versus T73 afvejning-
Hvor maksimal styrke er det styrende krav, er 7075-T6 normalt den foretrukne mulighed. Dens trækstyrke er i størrelsesordenen 570 MPa med typisk forlængelse omkring 11 procent i længderetningen, hvilket er grunden til, at den optræder i højt belastede flyskrogbeslag, værktøj, højspændingsstrukturelle beslag og forme, der skal modstå slid.
Straffen for denne styrke er følsomhed over for vedvarende trækspænding i et korrosivt miljø. T6-materiale kan udvikle spændings--korrosionsrevner, når det holdes under konstant trækspænding i fugtig luft, eller hvor klorider samles. T73- og T7351-behandlingerne bruger et overældningstrin, der bevidst giver afkald på en lille mængde styrke, typisk i området omkring ti procent, til gengæld for en stor forbedring i modstandsdygtigheden over for stress-korrosionsrevner og eksfolieringskorrosion. Enhver del, der vil sidde under permanent belastning udendørs, nær kysten eller i kontakt med fugt, bør derfor specificeres i en T73-type temperament frem for T6.
To praktiske bemærkninger følger. For det første kan en T6-del stadig bruges på et korroderende sted, hvis den er fuldt beskyttet af et belægningssystem, og beskyttelsen opretholdes, men det er en vedligeholdelsesforpligtelse snarere end en materialeløsning. For det andet varierer mekaniske egenskaber med produktform og retning: egenskaber er specificeret i den langsgående, lange-tværgående og korte-tværgående retning, og den korte-tværgående retning er altid den svageste. Design tilladte værdier bør tages fra den retning, der styrer delen.
Bearbejdningsstabilitet: T651, T6511 og Residual Stress
Når dimensionsstabilitet under bearbejdning er det kritiske krav, er 7075-T651 det mere passende valg. T651-betegnelsen betyder, at materialet er opløsningsbehandlet, derefter strækket med en kontrolleret mængde og derefter kunstigt ældet. Udstrækning aflaster det meste af den indre restspænding, der ellers ville blive frigivet, når metal fjernes, så tynde ribber og lange lommer forbliver flade i stedet for at bøje sig efter det sidste snit.
Ekstruderet eller valset stangmateriale i en T6511-tilstand giver det samme princip i lange sektioner. Rækkefølgen af operationer har også betydning: groft maskine med et tilskud tilbage på alle sider, lad delen stabilisere sig, og afslut derefter maskinen i en let, afbalanceret omgang på begge sider. Spændings-aflastet materiel plus en to-trins bearbejdningssekvens kontrollerer forvrængning langt mere pålideligt end begge mål alene.
Andre ejendomme og indkøbschecks
Typiske egenskaber for 7075 er værd at angive sammen med temperamentet. Massefylde er omkring 2,81 g/cm³ og Youngs modul omkring 71,7 GPa, med et Poisson-forhold nær 0,33. Smelteområdet er ca. 477 til 635 grader, og termisk ledningsevne er i området 130 til 150 W/m·K. Rockwell-hårdheden i T6-tilstanden er omkring 87 HRB. Det registrerede sammensætningsområde er omkring 5,1 til 6,1 procent zink, 2,1 til 2,9 procent magnesium, 1,2 til 2,0 procent kobber og 0,18 til 0,28 procent chrom, med aluminium som balancen og mindre tilsætninger af jern, silicium, mangan og titanium.
Svejsning fortjener en eksplicit advarsel: 7075 anses normalt ikke for at kunne svejses til strukturel service, fordi den varme-berørte zone mister en stor del af sin styrke og bliver tilbøjelig til at revne. Samlinger bør udformes som mekanisk fastgjorte eller limede samlinger i stedet for svejsede.
Inden du frigiver en ordre, skal du bekræfte fire ting: at temperamentet er eksplicit angivet med legeringen og produktformen, at inspektionsattesten rapporterer trækegenskaber og sammensætning for den faktiske varme, at materialet er leveret til en anerkendt produktspecifikation såsom ASTM B209 for plade og plade eller ASTM B211 for stang, og at ultralydstestning eller tilsvarende intern lydstyrke er tilgængelig, hvor spændingstesten er tilgængelig i høj grad. Et certifikat, der navngiver legeringen, men udelader temperamentet, kan ikke verificeres i forhold til designkravene.
FAQ
Spørgsmål: Er 7075-T6 egnet til udendørs brug i havet?
Ikke i ubeskyttet tilstand under vedvarende trækbelastning. Spændingskorrosionsrevner er den styrende risiko i et fugtigt kloridmiljø, så en T73 eller T7351 temperament plus en beskyttende belægning er den sædvanlige specifikation.
Q: Hvor meget styrke går der tabt, når man flytter fra T6 til T73?
Omtrent ti procent i træk- og flydespænding, afhængig af produktform og retning. Til gengæld forbedres modstanden mod stress-korrosionsrevner og eksfolieringskorrosion væsentligt.
Q: Hvad betyder det ekstra ciffer i T651?
Det indikerer, at materialet blev strakt en kontrolleret mængde efter opløsningsbehandling for at lindre intern restspænding, hvilket er det, der gør det velegnet til præcisionsbearbejdning.
Q: Kan 7075 svejses?
Det er normalt ikke svejsbart til strukturelle anvendelser, fordi den svejse- og varmeberørte zone mister en stor del af deres styrke og er revnefølsom. Mekanisk fastgørelse eller klæbende limning foretrækkes.
Q: Har 7075 god træthedsydelse?
Dens udmattelsesstyrke er høj for en aluminiumslegering i gamle temperamenter, hvilket er en af grundene til, at den bruges i cykel- og rumfartskonstruktioner. Ydeevnen afhænger stadig af overfladefinish, hak og tilstedeværelsen af korrosionshuller.
Q: Hvor længe vil en 7075-komponent holde i drift?
Levetiden er styret af belastning, miljø og vedligeholdelse i stedet for af et fast tal. Med beskyttende belægninger og hurtig fjernelse af korrosion er lang levetid opnåelig, men ubeskyttet materiale under vedvarende belastning i et vådt miljø kan forringes meget hurtigere.
