كل ما تحتاج لمعرفته حول الألومنيوم 7050

ما هو الألومنيوم 7050 وسبائكه المسمى؟

المنيوم 7050 هي سبيكة عالية القوة تنتمي إلى سلسلة 7000 من سبائك الألومنيوم. تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل ونسبة عالية من القوة إلى الوزن ، مما يجعلها خيارًا شائعًا في العديد من التطبيقات الصناعية ، بما في ذلك الصناعات الفضائية والدفاع والصناعات البحرية. تصنيف السبيكة الخاص بها هو 7050-T7451 ، حيث يشير "7050" إلى تكوين السبيكة ، و "T7451" يشير إلى درجة حرارة المادة بعد المعالجة الحرارية.

التركيب الكيميائي للألمنيوم 7050

يتكون الألومنيوم 7050 من الألومنيوم كعنصر أساسي في صناعة السبائك ، مع إضافة تفاصيل أخرى مثل الزنك والنحاس والمغنيسيوم لتحسين خصائصه الميكانيكية. التركيب الكيميائي للألمنيوم 7050 هو كما يلي: الألومنيوم (Al) - 89% ، الزنك (Zn) - 6.2% ، النحاس (Cu) - 2.25% ، المغنيسيوم (Mg) - 2.1% ، والعناصر النزرة الأخرى - 0.65%. قد يختلف التركيب الدقيق اعتمادًا على عملية التصنيع ومتطلبات التطبيق المحددة.

الخصائص الفيزيائية للألمنيوم 7050

تبلغ كثافة الألومنيوم 7050 حوالي 2.8 جم / سم مكعب ، وهي منخفضة نسبيًا مقارنة بالمواد الأخرى عالية القوة مثل الفولاذ. نقطة انصهارها هي 572-640 درجة مئوية (1062-1184 درجة فهرنهايت) ، وموصليةها الحرارية حوالي 156 واط / مللي كلفن. تُظهر السبيكة قدرة ميكانيكية جيدة وقابلية لحام ، على الرغم من أنه قد يكون من الصعب الانضمام باستخدام طرق اللحام التقليدية نظرًا لقوتها العالية.

الخواص الميكانيكية للألمنيوم 7050

يوفر الألومنيوم 7050 خصائص ميكانيكية ممتازة ، بما في ذلك قوة الشد العالية والمرونة ومقاومة الصدمات. يمكن أن تصل مقاومة الشد القصوى للمادة (UTS) إلى 590 ميجا باسكال ، وقوة الخضوع لها حوالي 480 ميجا باسكال. علاوة على ذلك ، يمكن للسبائك أن تتحمل تحميل التعب الكبير ولديها صلابة عالية للكسر. خصائصه الميكانيكية الممتازة تجعله مفيدًا بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب قوة ومتانة عالية.

توافر الألومنيوم 7050 في درجتين

الألومنيوم 7050 متوفر في نوعين من درجات الحرارة – T7451 وT7651. T7451 هو المزاج الأكثر استخدامًا للألمنيوم 7050، حيث يتم معالجة المادة بالحرارة، وترويها، وتعتقها في درجة حرارة الغرفة. تعمل هذه العملية على تحسين الخواص الميكانيكية للسبائك مع الاحتفاظ بجودتها الممتازة المقاومة للتآكل. T7651 عبارة عن مادة مزاجية ذات قوة أعلى من T7451، حيث يتم تمديد المادة وتخفيف الضغط بعد التبريد والشيخوخة. ومع ذلك، T7651 لديه صلابة ومرونة أقل من T7451. يعتمد اختيار الحالة المزاجية على متطلبات التطبيق المحددة وظروف التشغيل المقصودة.

في الختام ، الألومنيوم 7050 عبارة عن سبيكة عالية القوة ذات خصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة للتآكل. يحدد تركيبه الكيميائي وخصائصه الفيزيائية ومزاجه أداءه بشكل كبير في التطبيقات المختلفة. يمكن لعلماء ومهندسي المواد استخدام هذه المعلومات لاختيار المواد المناسبة لمشاريعهم وضمان الأداء الأمثل والمتانة.

لماذا يحظى الألومنيوم 7050 بشعبية في صناعة الطيران؟

سبائك الألومنيوم 7050 عبارة عن سبيكة قابلة للمعالجة بالحرارة تتكون من الزنك والمغنيسيوم والنحاس والألمنيوم. يستخدم على نطاق واسع في الفضاء نظرًا لنسبة القوة إلى الوزن الاستثنائية ، والمتانة ، والمقاومة ضد تكسير الإجهاد والتآكل ، والتقشير ، والتآكل. سوف نتعمق في هذه المقالة في خصائص الألومنيوم 7050 ، وكلاهما من درجات الحرارة ، وكيف يمكن مقارنته بالسبائك الأخرى المستخدمة في صناعة الطيران.

الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للألمنيوم 7050

خصائص القوة العالية للألمنيوم 7050 تجعله مادة مثالية لصناعة الطيران. تتراوح قوة الشد من 460 إلى 510 ميجا باسكال، وقوة الخضوع حوالي 420 ميجا باسكال. معامل المرونة للألمنيوم 7050 هو 71 جيجا باسكال، 44% أعلى من الألومنيوم 6061.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الألومنيوم 7050 متين ويمكنه تحمل الأحمال المفاجئة والمكثفة. كما أن خصائص التقشير ومقاومة التآكل تجعله خيارًا جذابًا لمصنعي الطيران.

عدد 2 درجة حرارة من الألومنيوم 7050: T7451 و T7651

يتوفر الألومنيوم 7050 في درجتين: T7451 و T7651. المزاج T7451 عبارة عن حل معالج بالحرارة ومخفف من الإجهاد ، والذي يوفر خصائص قوة ميكانيكية عالية وصلابة. من ناحية أخرى ، فإن المزاج T7651 هو نسخة معالجة بالحرارة ومخففة من الإجهاد توفر مقاومة محسنة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي.

تستخدم صناعة الطيران في المقام الأول المزاج T7451 عند تصنيع أجزاء الطائرات ، مثل الأجنحة وجسم الطائرة. يُفضل المزاج T7651 عند إنشاء قطع لتطبيقات الطيران المعرضة لبيئات أكثر قسوة.

مقارنة مع السبائك الأخرى التي يشيع استخدامها في الفضاء

على الرغم من استخدام العديد من سبائك الألومنيوم في صناعة الطيران، إلا أن المزيج الفريد من الألومنيوم 7050 الذي يجمع بين القوة العالية والمتانة ومقاومة التآكل والتقشير يجعله الخيار الأفضل لمصنعي الطائرات والصواريخ. على سبيل المثال، التيتانيوم غالبًا ما يتم أخذه في الاعتبار لتطبيقات الفضاء الجوي من حيث نسب القوة إلى الوزن. ما زال، سبائك التيتانيوم يمكن أن يصل سعره إلى 8 مرات أكثر تكلفة من الألومنيوم 7050، مما يجعله باهظ التكلفة للعديد من شركات صناعة الطيران.

خاتمة

الخصائص الممتازة للألمنيوم 7050 ، بما في ذلك قوته وصلابته ومقاومته العالية للتآكل والتقشير ، تجعله مادة مثالية لصناعة الطيران. كما أن توفرها في درجتين مختلفتين يضيف إلى تنوعها في التصنيع. بالمقارنة مع السبائك الفضائية الأخرى المستخدمة بشكل شائع ، تزيد فعالية تكلفة الألومنيوم 7050 من جاذبيتها. بالنظر إلى كل هذه العوامل ، ليس من المستغرب أن يظل الألومنيوم 7050 خيارًا شائعًا في صناعة الطيران.

ماهي تطبيقات المنيوم 7050؟

تطبيقات الألومنيوم 7050 في صناعة الطيران

يستخدم الألومنيوم 7050 على نطاق واسع في الفضاء نظرًا لقوته الفريدة وصلابته ومقاومته للتآكل. أحد التطبيقات الرئيسية للألمنيوم 7050 هو جلود الأجنحة في الطائرات. تسمح القوة العالية لهذه المادة باستخدام الألواح الرقيقة في بناء جلود الجناح ، مما يساعد على تقليل الوزن وتحسين كفاءة الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الألومنيوم 7050 في هياكل جسم الطائرة ، وهي مكونات أساسية توفر الدعم الهيكلي للطائرة بأكملها.

لوحة سبيكة 7050

يتوفر الألومنيوم 7050 أيضًا كلوحة تستخدم على نطاق واسع في صناعة الطيران. تتمتع هذه السبيكة بمقاومة ممتازة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي ومتانة التصدع المحسّنة ، مما يجعلها المادة المفضلة للمكونات الهيكلية للطائرات. وهي معروفة بقوتها الفائقة وغالبًا ما تستخدم في معدات الهبوط والحواجز وغيرها من الهياكل المهمة في الطائرات.

الحواجز والتطبيقات الموصلة

تطبيق آخر مهم للألمنيوم 7050 في صناعة الطيران هو الحواجز. تستخدم الحواجز لتقسيم جسم الطائرة إلى أقسام وتوفير الدعم الهيكلي. نظرًا لقوتها العالية ومتانتها ، يعتبر الألومنيوم 7050 مثاليًا لبناء الحاجز. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام هذه المواد في التطبيقات الموصلة نظرًا لخصائصها الممتازة في التوصيل الكهربائي. يستخدم بشكل شائع في أسلاك الطائرات والكابلات والمكونات الكهربائية الأخرى.

خاتمة

باختصار ، الألومنيوم 7050 عبارة عن سبيكة عالية القوة تستخدم على نطاق واسع في صناعة الطيران. إن قوتها الفريدة وصلابتها ومقاومتها للتآكل تجعلها مادة أساسية لتصنيع الطائرات. تُستخدم هذه السبيكة في جلود الأجنحة وإطارات جسم الطائرة والحواجز والتطبيقات الموصلة ، مما يساهم في الأداء الوظيفي والأداء العام للطائرة. مع تزايد الحاجة إلى مواد خفيفة الوزن ومتينة في تطبيقات الفضاء ، من المتوقع أن يظل استخدام الألومنيوم 7050 أمرًا بالغ الأهمية.

كيف تؤثر المعالجة الحرارية على الألومنيوم 7050؟

تتم المعالجة الحرارية عندما تتعرض مادة ، في هذه الحالة ، الألومنيوم 7050 ، لدورات تسخين وتبريد لتغيير خصائصها الفيزيائية والكيميائية. يعمل عن طريق تغيير البنية المجهرية للمادة ، مما يؤثر على قوتها وصلابتها وخصائصها الأخرى. في حالة الألومنيوم 7050 ، يمكن للمعالجة الحرارية أن تحسن بشكل كبير قوتها ومقاومتها للتآكل.

تعمل المعالجة الحرارية على تحسين قوة الألومنيوم 7050

تتمثل إحدى الفوائد الأساسية للمعالجة الحرارية للألمنيوم 7050 في القوة المحسنة. يتم تحقيق ذلك من خلال مزيج من المعالجة الحرارية للمحلول والشيخوخة. يتم تسخين المادة إلى درجة حرارة عالية أثناء المعالجة الحرارية للمحلول حتى يتم إذابة جميع عناصر السبائك. تعيد هذه العملية ترتيب الذرات في المادة ، مما يجعلها أكثر تجانساً وتزيل أي عيوب. بعد ذلك ، يتم إخماد المادة بسرعة لتصلبها. أخيرًا ، تقدم العمر ، والذي يتضمن تسخينه مرة أخرى إلى درجة حرارة منخفضة للسماح للذرات بتكوين بنية بلورية مستقرة. ينتج عن هذه الخطوات مادة أكثر قوة وتعقيدًا ومتانة.

يمكن أن تقلل المعالجة الحرارية من تآكل التقشير في الألومنيوم 7050

خاصية أخرى مهمة يمكن أن تتأثر بالمعالجة الحرارية هي مقاومة التآكل. الألومنيوم 7050 عرضة للتآكل نتيجة التقشر ، والذي يحدث عندما يخترق الماء بين طبقات المادة ويؤدي إلى انفصالها. يمكن لعمليات المعالجة الحرارية المحددة أن تمنع أو تقلل من هذا النوع من التآكل. على سبيل المثال ، تشتمل درجات الحرارة T7451 و T7651 على مزيج من المعالجة الحرارية للمحلول ، والتبريد ، والشيخوخة الاصطناعية ، مما يعزز مقاومة المواد للتآكل.

يمكن أن يكون الألومنيوم 7050 محلولًا معالجًا بالحرارة.

كما ذكرنا سابقًا ، تعتبر المعالجة الحرارية للمحلول خطوة أساسية في المعالجة الحرارية للألمنيوم 7050. خلال هذه العملية ، يتم تسخين المادة إلى حوالي 480 درجة مئوية إلى 520 درجة مئوية وتبقى هناك لفترة زمنية محددة ، اعتمادًا على سمكها وعوامل أخرى. هذا يسمح لعناصر السبائك أن تذوب وتوزع بشكل موحد في جميع أنحاء المادة. يتم بعد ذلك إخماد المادة بسرعة في الماء أو وسائط التبريد الأخرى ، مما يؤدي إلى تصلبها ويخلق بنية مجهرية دقيقة الحبيبات.

يمكن إخماد الألومنيوم 7050 وتعتيقه لتحقيق الخصائص المرغوبة.

بعد المعالجة الحرارية للمحلول ، يمكن إخماد المادة وتعتيقها لتحقيق الخصائص المطلوبة. تتضمن عملية التسقية تبريد المادة بسرعة ، مما يؤدي إلى تصلبها ويخلق بنية مجهرية ثابتة. بعد ذلك ، يتم تقادم عمر المادة للسماح للذرات بتكوين بنية بلورية مستقرة. تعتمد درجة حرارة ووقت التقادم على الخصائص المرغوبة ، ويمكن لدرجات الحرارة المختلفة ، مثل T7451 و T7651 ، تحقيق مجموعات محددة من القوة والمتانة ومقاومة التآكل.

يمكنك استخدام درجات الحرارة T7451 و T7651 عند المعالجة الحرارية للألمنيوم 7050

تعد مكبرات الصوت T7451 و T7651 أكثر السمات استخدامًا للألمنيوم 7050. وكلاهما يتضمن معالجة حرارية بالمحلول تليها التبريد والشيخوخة الاصطناعية. الفرق الرئيسي بين الاثنين هو درجة حرارة الشيخوخة والوقت ، مما يؤثر على الخصائص النهائية للمادة. يعتبر T7451 مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب قوة وصلابة عالية ، بينما يعتبر T7651 مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب قوة ومقاومة للتآكل. من خلال التحكم الدقيق في عملية المعالجة الحرارية ، يمكن للمهندسين تكييف خصائص المواد لتلبية الاحتياجات المحددة لتطبيق معين.

ماهي تقنيات اللحام للألمنيوم 7050؟

الاحتياطات الخاصة والمعرفة اللازمة لحام الألومنيوم 7050

عند لحام الألومنيوم 7050 ، من الضروري منع التشقق الساخن والمسامية ، وإضعاف اللحام وتقويض سلامته. لتحقيق ذلك ، من الضروري استخدام تقنية اللحام الصحيحة ، وتسخين المعدن الأساسي ، والتحكم في مدخلات الحرارة أثناء اللحام. من المهم أيضًا استخدام مادة الحشو المناسبة ، والتي يجب أن تحتوي على نفس تركيبة المعدن الأساسي. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون لديك معرفة واسعة بالخصائص المعدنية للألمنيوم 7050 وسلوكه في ظل ظروف اللحام المختلفة.

ملاءمة GMAW و GTAW لحام الألومنيوم 7050

لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW) ولحام القوس التنغستن بالغاز (GTAW) هما من أكثر تقنيات اللحام شيوعًا للألمنيوم 7050. GMAW ، المعروف أيضًا باسم لحام MIG ، مناسب لحام أجزاء الألومنيوم الرقيقة والمتوسطة السماكة. في المقابل ، GTAW ، المعروف أيضًا باسم لحام TIG ، مناسب للحام المقاطع السميكة والتفاصيل المعقدة. توفر كلتا الطريقتين تحكمًا ممتازًا في مدخلات الحرارة ، وهو أمر بالغ الأهمية في لحام الألومنيوم 7050.

تأثير مدخلات الحرارة على خصائص قوة الألومنيوم 7050

تؤثر مدخلات الحرارة أثناء اللحام بشكل كبير على خصائص قوة الألمنيوم 7050. إذا كانت مدخلات الحرارة عالية جدًا ، يمكن أن تسبب تكسيرًا ساخنًا ومسامية ، بالإضافة إلى تقليل قوة وصلابة اللحام. من ناحية أخرى ، إذا كانت مدخلات الحرارة منخفضة جدًا ، فقد يؤدي ذلك إلى تشقق بارد وانصهار غير كامل. لذلك ، يعد التحكم في مدخلات الحرارة ضمن النطاق الموصى به واستخدام معلمات اللحام المناسبة أمرًا حيويًا.

أهمية استخدام مادة الحشو بنفس تركيبة المعدن الأساسي

عند لحام الألومنيوم 7050 ، من الضروري استخدام مادة حشو بنفس تركيبة المعدن الأساسي. وهذا يضمن أن اللحام له نفس خصائص المعدن الأساسي ويحافظ على القوة والمتانة. يمكن أن يؤدي استخدام مادة حشو غير متطابقة إلى حدوث لحام غير متساوٍ وخصائص ميكانيكية رديئة ومقاومة تآكل منخفضة.

مواد الحشو الموصى بها لحام الألومنيوم 7050

العديد من مواد الحشو مناسبة لحام الألومنيوم 7050 ، بما في ذلك AMS 4201 و QQ-A-225/9. AMS 4201 عبارة عن مادة حشو عالية القوة مع مقاومة ممتازة للتآكل ، ومثالية للحام المقاطع السميكة والأجزاء شديدة الإجهاد. QQ-A-225/9 عبارة عن مادة حشو منخفضة السيليكون مع قابلية لحام جيدة ومسامية منخفضة ، وهي مثالية لحام الأجزاء الرقيقة والتفاصيل المعقدة. يعد اختيار مادة الحشو المناسبة أمرًا مهمًا بناءً على متطلبات التطبيق واللحام المحددة.

في الختام ، يعتبر لحام الألومنيوم 7050 تحديًا ويتطلب احتياطات خاصة ومعرفة واسعة. GMAW و GTAW هما من أكثر تقنيات اللحام شيوعًا لهذا النوع من الألومنيوم ، ولكن من الأهمية بمكان استخدام معلمات اللحام الصحيحة ومواد الحشو. باتباع الممارسات الموصى بها واستخدام مادة الحشو المناسبة يمكن أن يحقق لحامات عالية الجودة وقوية ودائمة لمختلف التطبيقات.

أوصي بالقراءة ： صناعة الألمنيوم باستخدام الحاسب الآلي

أسئلة مكررة

س: ما هو الومنيوم 7050؟

ج: الألومنيوم 7050 عبارة عن سبيكة ألمنيوم عالية القوة مع الزنك كعنصر أساسي في صناعة السبائك. إنه ينتمي إلى سلسلة 7000 من سبائك الألومنيوم المعروفة بخصائصها الميكانيكية الممتازة.

س: ما هي التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية للألمنيوم 7050؟

ج: التركيب الكيميائي للألمنيوم 7050 هو 87.1% ألومنيوم ، 2.0% مغنيسيوم ، 2.0% نحاس ، 5.7% زنك ، و 2.3% عناصر أخرى. تشمل خواصه الفيزيائية كثافة تبلغ 2.81 جم / سم 3 ، ونقطة انصهار تبلغ 510 درجة مئوية ، وموصلية حرارية تبلغ 132 واط / مللي كلفن.

س: ما هي الخواص الميكانيكية للألمنيوم 7050؟

ج: يتميز الألومنيوم 7050 بخصائص ميكانيكية ممتازة ، بما في ذلك القوة العالية ، ومقاومة التآكل الجيد للتآكل ، ومتانة الكسر الجيدة. تتراوح قوة شدها النهائية بين 530-540 ميجا باسكال ، وقوة خضوعها هي 485-495 ميجا باسكال. كما أن لديها مقاومة جيدة للتقشير.

س: ما الذي يجعل الألومنيوم 7050 مختلفًا عن سبائك الألومنيوم الأخرى؟

ج: يختلف الألومنيوم 7050 عن سبائك الألمنيوم الأخرى بسبب قوته العالية ومقاومة تكسير الضغط والتآكل بشكل أفضل. يمكن أيضًا معالجتها بالحرارة لتحسين خصائصها الميكانيكية ولحامها باستخدام تقنيات اللحام القياسية.

س: ما هو معيار ASTM للألمنيوم 7050؟

ج: معيار ASTM للألمنيوم 7050 هو ASTM B209.

س: ما هو معيار QQ للألمنيوم 7050؟

ج: معيار QQ للألمنيوم 7050 هو QQ-A-250/12.

س: ما هي الأشكال المختلفة التي يتوفر بها الألومنيوم 7050؟

ج: يتوفر الألومنيوم 7050 في شكل صفائح ولوح وأشكال مبثوقة. المقياس متوفر في شكلين - مكسو وغير مكسو.

س: ما هو AMS 4050؟

ج: AMS 4050 هي مواصفات مواد الفضاء للوحة سبائك الألومنيوم 7050-T7451.

س: ما هو UNS A97050؟

ج: UNS A97050 هو نظام الترقيم الموحد لسبائك الألومنيوم 7050.

س: ماهي تطبيقات المنيوم 7050؟

ج: يستخدم الألومنيوم 7050 بشكل شائع في صناعة الطيران لهياكل الطائرات والتطبيقات الأخرى التي تتطلب نسبة عالية من القوة إلى الوزن ومقاومة جيدة للتشقق الناتج عن الإجهاد. كما أنها تستخدم في تصنيع المعدات الرياضية ، مثل إطارات الدراجات ومضارب البيسبول.