Vše, co potřebujete vědět o hliníku 7050

Co je hliník 7050 a označení jeho slitiny?

Hliník 7050 je vysoce pevná slitina, která patří do řady 7000 hliníkových slitin. Má vynikající odolnost proti korozi a vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, díky čemuž je oblíbenou volbou v různých průmyslových aplikacích, včetně leteckého, obranného a námořního průmyslu. Označení slitiny je 7050-T7451, kde „7050“ označuje složení slitiny a „T7451“ označuje temperování materiálu po tepelném zpracování.

Chemické složení hliníku 7050

Hliník 7050 se skládá z hliníku jako primárního legujícího prvku s dalšími detaily, jako je zinek, měď a hořčík, přidané pro zlepšení jeho mechanických vlastností. Chemické složení hliníku 7050 je následující: hliník (Al) – 89%, zinek (Zn) – 6,2%, měď (Cu) – 2,25%, hořčík (Mg) – 2,1% a další stopové prvky – 0,65%. Přesné složení se může lišit v závislosti na výrobním procesu a specifických požadavcích aplikace.

Fyzikální vlastnosti hliníku 7050

Hliník 7050 má hustotu přibližně 2,8 g/cm³, což je relativně málo ve srovnání s jinými vysoce pevnými materiály, jako je ocel. Jeho bod tání je 572-640 °C (1062-1184 °F) a jeho tepelná vodivost je asi 156 W/mK. Slitina se vyznačuje dobrou obrobitelností a svařitelností, i když může být obtížné ji spojit tradičními metodami svařování kvůli její vysoké pevnosti.

Mechanické vlastnosti hliníku 7050

Hliník 7050 nabízí vynikající mechanické vlastnosti, včetně vysoké pevnosti v tahu, pružnosti a odolnosti proti nárazu. Mez pevnosti v tahu materiálu (UTS) může dosáhnout až 590 MPa a jeho mez kluzu je asi 480 MPa. Kromě toho může slitina odolat značnému únavovému zatížení a má vysokou lomovou houževnatost. Jeho vynikající mechanické vlastnosti ho činí zvláště užitečným v aplikacích, které vyžadují vysokou pevnost a odolnost.

Dostupnost hliníku 7050 ve dvou stupních

Hliník 7050 je dostupný ve dvou stupních – T7451 a T7651. T7451 je nejběžněji používaná temperace pro hliník 7050, kde se materiál zpracovává rozpouštěcím teplem, kalí a zraje při pokojové teplotě. Tento proces zlepšuje mechanické vlastnosti slitiny při zachování její vynikající kvality odolnost proti korozi. T7651 má vyšší pevnost než T7451, kde se materiál po kalení a stárnutí natáhne a uvolní pnutí. T7651 má však nižší houževnatost a tažnost než T7451. Volba teploty závisí na konkrétních požadavcích aplikace a zamýšlených provozních podmínkách.

Závěrem lze říci, že hliník 7050 je vysoce pevná slitina s vynikajícími mechanickými vlastnostmi a odolností proti korozi. Jeho chemické složení, fyzikální vlastnosti a teplota významně určují jeho výkon v různých aplikacích. Materiáloví vědci a inženýři mohou tyto informace použít k výběru vhodného materiálu pro své projekty a zajistit optimální výkon a odolnost.

Proč je hliník 7050 oblíbený v leteckém průmyslu?

Hliníková slitina 7050 je tepelně zpracovatelná slitina obsahující zinek, hořčík, měď a hliník. Je široce používán v letectví díky svému výjimečnému poměru pevnosti k hmotnosti, houževnatosti a odolnosti proti praskání korozí pod napětím, exfoliaci a korozi. Tento článek se ponoří do vlastností hliníku 7050, jeho dvou teplot a srovnání s jinými slitinami používanými v leteckém průmyslu.

Mechanické a fyzikální vlastnosti hliníku 7050

Vysoká pevnost hliníku 7050 z něj činí ideální materiál pro letecký průmysl. Rozsah jeho pevnosti v tahu je od 460 do 510 MPa a jeho mez kluzu je asi 420 MPa. Modul pružnosti hliníku 7050 je 71 GPa, 44% vyšší než hliník 6061.

Hliník 7050 je navíc odolný a vydrží náhlé a intenzivní zatížení. Jeho exfoliace a odolnost proti korozi z něj také činí atraktivní volbu pro letecké výrobce.

Dva tempery hliníku 7050: T7451 a T7651

Hliník 7050 je k dispozici ve dvou stupních: T7451 a T7651. Temperace T7451 je tepelně zpracovaná a odlehčená verze, která nabízí vlastnosti vysoké mechanické pevnosti a houževnatosti. Temper T7651 je naproti tomu tepelně zpracovaná verze s odlehčením od pnutí, která poskytuje zlepšenou odolnost proti praskání korozí pod napětím.

Letecký průmysl primárně využívá temperování T7451 při výrobě součástí letadel, jako jsou křídla a trupy. Temperace T7651 je preferována při vytváření kusů pro letecké aplikace vystavené drsnějším prostředím.

Srovnání s jinými slitinami běžně používanými v letectví

Přestože se v leteckém průmyslu používá několik slitin hliníku, jedinečná kombinace vysoké pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti korozi a odlupování z něj činí hliník 7050 nejlepší volbou pro výrobce letadel a raket. Například, titan je často zvažován pro letecké aplikace z hlediska poměru pevnosti k hmotnosti. Ještě pořád, slitiny titanu může být až 8krát dražší než hliník 7050, takže je pro mnoho výrobců leteckého průmyslu cenově nedostupný.

Závěr

Vynikající vlastnosti hliníku 7050, včetně jeho pevnosti, houževnatosti, vysoké odolnosti proti korozi a odlupování, z něj činí ideální materiál pro letecký průmysl. Jeho dostupnost ve dvou různých provedeních také přispívá k jeho všestrannosti ve výrobě. Ve srovnání s jinými běžně používanými slitinami pro letectví a kosmonautiku nákladová efektivita hliníku 7050 dále zvyšuje jeho přitažlivost. Vzhledem ke všem těmto faktorům není překvapením, že hliník 7050 zůstává oblíbenou volbou v leteckém průmyslu.

Jaké jsou aplikace hliníku 7050?

Aplikace hliníku 7050 v leteckém průmyslu

Hliník 7050 je široce používán v letectví díky své jedinečné pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti korozi. Jednou z hlavních aplikací hliníku 7050 je potah křídel v letadlech. Vysoká pevnost tohoto materiálu umožňuje použití tenkých plechů při konstrukci potahů křídel, což pomáhá snížit hmotnost a zlepšit spotřebu paliva. Kromě toho se hliník 7050 používá v trupových rámech, což jsou základní součásti, které poskytují konstrukční podporu celému letounu.

Deska ze slitiny 7050

Hliník 7050 je také dostupný jako deska široce používaná v leteckém průmyslu. Tato slitina má vynikající odolnost proti praskání korozí pod napětím a zlepšenou lomovou houževnatost, což z ní činí preferovaný materiál pro konstrukční součásti letadel. Je známý pro svou vynikající pevnost a často se používá pro přistávací zařízení, přepážky a další důležité konstrukce v letadlech.

Přepážky a vodivé aplikace

Další kritickou aplikací hliníku 7050 v leteckém průmyslu jsou přepážky. Přepážky se používají k rozdělení trupu letadla na sekce a poskytují konstrukční podporu. Díky své vysoké pevnosti a odolnosti je hliník 7050 ideální pro konstrukci přepážek. Navíc se tento materiál používá ve vodivých aplikacích díky svým vynikajícím vlastnostem elektrické vodivosti. Běžně se používá v letadlových drátech, kabelech a dalších elektrických součástech.

Závěr

Stručně řečeno, hliník 7050 je vysoce pevná slitina široce používaná v leteckém průmyslu. Jeho jedinečná pevnost, houževnatost a odolnost proti korozi z něj činí základní materiál pro výrobu letadel. Tato slitina se používá v potahech křídel, rámech trupu, přepážkách a vodivých aplikacích, což přispívá k celkové funkčnosti a výkonu letadla. Jak roste potřeba lehkých a odolných materiálů v leteckých aplikacích, očekává se, že použití hliníku 7050 zůstane kritickým.

Jak tepelné zpracování ovlivňuje hliník 7050?

Tepelné zpracování je, když je materiál, v tomto případě hliník 7050, podroben cyklům ohřevu a chlazení, aby se změnily jeho fyzikální a chemické vlastnosti. Funguje tak, že mění mikrostrukturu materiálu, což ovlivňuje jeho pevnost, tvrdost a další vlastnosti. V případě hliníku 7050 může tepelné zpracování výrazně zlepšit jeho pevnost a odolnost proti korozi.

Tepelné zpracování zlepšuje pevnost hliníku 7050

Jednou z hlavních výhod tepelného zpracování hliníku 7050 je zlepšená pevnost. Toho je dosaženo kombinací tepelného zpracování a stárnutí. Materiál se během rozpouštěcího tepelného zpracování zahřívá na vysokou teplotu, dokud se nerozpustí všechny legující prvky. Tento proces přeskupuje atomy v materiálu, čímž se stává homogennějším a odstraňuje veškeré defekty. Dále se materiál rychle kalí, aby se vytvrdil. Nakonec zraje, což zahrnuje opětovné zahřátí na nižší teplotu, aby atomy mohly vytvořit stabilní krystalickou strukturu. Výsledkem těchto kroků je robustnější, složitější a odolnější materiál.

Tepelné zpracování může snížit exfoliační korozi v hliníku 7050

Další důležitou vlastností, kterou lze ovlivnit tepelným zpracováním, je odolnost proti korozi. Hliník 7050 je náchylný k exfoliační korozi, ke které dochází, když voda pronikne mezi vrstvy materiálu a způsobí jejich oddělení. Specifické procesy tepelného zpracování mohou tomuto typu koroze zabránit nebo jej snížit. Například temperování T7451 a T7651 zahrnuje kombinaci rozpouštěcího tepelného zpracování, kalení a umělého stárnutí, čímž se zvyšuje odolnost materiálu proti korozi.

Hliník 7050 může být tepelně zpracován.

Jak již bylo zmíněno dříve, rozpouštěcí tepelné zpracování je základním krokem při tepelném zpracování hliníku 7050. Během tohoto procesu se materiál zahřeje na teplotu přibližně 480 °C až 520 °C a tam se udržuje po určitou dobu v závislosti na jeho tloušťce. a další faktory. To umožňuje, aby se legující prvky rozpouštěly a distribuovaly rovnoměrně v celém materiálu. Materiál je poté rychle ochlazen ve vodě nebo jiném chladicím médiu, čímž dojde k jeho vytvrzení a vytvoření jemnozrnné mikrostruktury.

Hliník 7050 lze kalit a stárnout pro dosažení požadovaných vlastností.

Po rozpouštěcím tepelném zpracování může být materiál kalen a stárnut pro dosažení požadovaných vlastností. Proces kalení zahrnuje rychlé ochlazení materiálu, které jej ztvrdne a vytvoří metastabilní mikrostrukturu. Poté se materiál nechá stárnout, aby atomy mohly vytvořit stabilní krystalickou strukturu. Teplota a doba stárnutí závisí na požadovaných vlastnostech a různé teploty, jako je T7451 a T7651, mohou dosáhnout specifických kombinací pevnosti, houževnatosti a odolnosti proti korozi.

Při tepelném zpracování hliníku 7050 můžete použít tempery T7451 a T7651

T7451 a T7651 temperování jsou nejběžnější znaky používané pro hliník 7050. Oba zahrnují rozpouštěcí tepelné zpracování následované kalením a umělým stárnutím. Hlavním rozdílem mezi nimi je teplota a doba stárnutí, která ovlivňuje konečné vlastnosti materiálu. T7451 je vhodný pro aplikace vyžadující vysokou pevnost a houževnatost, zatímco T7651 je optimální pro aplikace vyžadující pevnost a odolnost proti korozi. Pečlivým řízením procesu tepelného zpracování mohou inženýři přizpůsobit vlastnosti materiálu tak, aby vyhovovaly specifickým potřebám dané aplikace.

Jaké jsou svařovací techniky pro hliník 7050?

Zvláštní opatření a nezbytné znalosti pro svařování hliníku 7050

Při svařování hliníku 7050 je zásadní zabránit praskání za tepla a poréznosti, zeslabení svaru a ohrožení jeho celistvosti. K tomu je nezbytné používat správnou techniku svařování, předehřívat základní kov a kontrolovat přívod tepla během svařování. Je také důležité použít vhodný výplňový materiál, který by měl mít stejné složení jako základní kov. Dále byste měli mít rozsáhlé znalosti o metalurgických vlastnostech hliníku 7050 a jeho chování za různých podmínek svařování.

Vhodnost GMAW a GTAW pro svařování hliníku 7050

Plynové obloukové svařování kovů (GMAW) a plynové wolframové obloukové svařování (GTAW) jsou dvě z nejčastěji používaných svařovacích technik pro hliník 7050. GMAW, také známé jako svařování MIG, je vhodné pro svařování tenkých a středně silných hliníkových dílů. Naproti tomu GTAW, známé také jako TIG svařování, je vhodné pro svařování silnějších profilů a složitých detailů. Obě techniky nabízejí vynikající kontrolu nad tepelným příkonem, který je pro svařování hliníku 7050 zásadní.

Vliv tepelného příkonu na pevnostní vlastnosti hliníku 7050

Příkon tepla při svařování výrazně ovlivňuje pevnostní vlastnosti hliníku 7050. Pokud je příkon tepla příliš vysoký, může způsobit praskání za tepla a poréznost a také snížit pevnost a houževnatost svaru. Na druhou stranu, pokud je příkon tepla příliš nízký, může to vést k praskání za studena a neúplnému roztavení. Proto je životně důležité kontrolovat přívod tepla v doporučeném rozsahu a používat vhodné parametry svařování.

Důležitost použití výplňového materiálu se stejným složením jako základní kov

Při svařování hliníku 7050 je důležité použít přídavný materiál se stejným složením jako základní kov. Tím je zajištěno, že svar má stejné vlastnosti jako základní kov a zachovává si pevnost a houževnatost. Použití nevhodného přídavného materiálu může mít za následek nerovnoměrný svar, špatné mechanické vlastnosti a sníženou odolnost proti korozi.

Doporučené přídavné materiály pro svařování hliníku 7050

Pro svařování hliníku 7050 je vhodných několik přídavných materiálů, včetně AMS 4201 a QQ-A-225/9. AMS 4201 je vysoce pevný přídavný materiál s vynikající odolností proti korozi, ideální pro svařování silných profilů a vysoce namáhaných dílů. QQ-A-225/9 je přídavný materiál s nízkým obsahem křemíku s dobrou svařitelností a nízkou porézností, ideální pro svařování tenkých profilů a složitých detailů. Výběr vhodného přídavného materiálu je důležitý na základě konkrétní aplikace a požadavků na svařování.

Závěrem lze říci, že svařování hliníku 7050 je náročné a vyžaduje zvláštní opatření a rozsáhlé znalosti. GMAW a GTAW jsou dvě nejběžněji používané svařovací techniky pro tento typ hliníku, ale je důležité použít správné parametry svařování a přídavný materiál. Dodržováním doporučených postupů a použitím vhodného přídavného materiálu lze dosáhnout vysoce kvalitních, pevných a odolných svarů pro různé aplikace.

Doporučuji přečíst: CNC OBRÁBĚNÍ HLINÍKU

Často kladené otázky

Otázka: Co je Aluminium 7050?

A: Hliník 7050 je vysoce pevná hliníková slitina se zinkem jako primárním legujícím prvkem. Patří do řady 7000 hliníkových slitin známých pro své vynikající mechanické vlastnosti.

Otázka: Jaké je chemické složení a fyzikální vlastnosti hliníku 7050?

Odpověď: Chemické složení hliníku 7050 je hliník 87.1%, hořčík 2.0%, měď 2.0%, zinek 5.7% a další prvky 2.3%. Mezi jeho fyzikální vlastnosti patří hustota 2,81 g/cm3, bod tání 510 °C a tepelná vodivost 132 W/mK.

Otázka: Jaké jsou mechanické vlastnosti hliníku 7050?

A: Hliník 7050 má vynikající mechanické vlastnosti, včetně vysoké pevnosti, dobré odolnosti proti praskání korozí pod napětím a dobré lomové houževnatosti. Jeho mez pevnosti v tahu je mezi 530-540 MPa a jeho mez kluzu je 485-495 MPa. Má také dobrou odolnost proti exfoliaci.

Otázka: Čím se Aluminium 7050 liší od ostatních hliníkových slitin?

A: Hliník 7050 se liší od ostatních hliníkových slitin svou vyšší pevností a lepší odolností proti praskání korozí pod napětím. Může být také tepelně zpracován pro zlepšení jeho mechanických vlastností a svařován pomocí standardních svařovacích technik.

Otázka: Jaký je standard ASTM pro hliník 7050?

A: Standard ASTM pro hliník 7050 je ASTM B209.

Otázka: Jaký je standard QQ pro hliník 7050?

A: Standard QQ pro hliník 7050 je QQ-A-250/12.

Otázka: Jaké jsou různé formy, ve kterých je Aluminium 7050 k dispozici?

A: Hliník 7050 je k dispozici ve formě plechů, desek a extrudovaných tvarů. Váha je k dispozici ve dvou provedeních – plátovaná a neplátovaná.

Otázka: Co je AMS 4050?

Odpověď: AMS 4050 je specifikace leteckého materiálu pro desku z hliníkové slitiny 7050-T7451.

Otázka: Co je UNS A97050?

Odpověď: UNS A97050 je označení systému jednotného číslování pro slitinu hliníku 7050.

Otázka: Jaké jsou aplikace hliníku 7050?

A: Hliník 7050 se běžně používá v leteckém průmyslu pro letecké konstrukce a další aplikace, které vyžadují vysoký poměr pevnosti k hmotnosti a dobrou odolnost proti praskání korozí pod napětím. Používá se také k výrobě sportovního vybavení, jako jsou rámy jízdních kol a baseballové pálky.