Sve što trebate znati o aluminiju 7050

Što je aluminij 7050 i njegova oznaka legure?

Aluminij 7050 je legura visoke čvrstoće koja pripada seriji 7000 aluminijskih legura. Ima izvrsnu otpornost na koroziju i visok omjer čvrstoće i težine, što ga čini popularnim izborom u raznim industrijskim primjenama, uključujući zrakoplovnu, obrambenu i pomorsku industriju. Njegova oznaka legure je 7050-T7451, gdje "7050" označava sastav legure, a "T7451" označava stanje materijala nakon toplinske obrade.

Kemijski sastav aluminija 7050

Aluminij 7050 sastoji se od aluminija kao primarnog legirajućeg elementa, s dodanim drugim detaljima kao što su cink, bakar i magnezij kako bi se poboljšala njegova mehanička svojstva. Kemijski sastav aluminija 7050 je sljedeći: aluminij (Al) – 89%, cink (Zn) – 6,2%, bakar (Cu) – 2,25%, magnezij (Mg) – 2,1%, i ostali elementi u tragovima – 0,65%. Točan sastav može varirati ovisno o procesu proizvodnje i posebnim zahtjevima primjene.

Fizička svojstva aluminija 7050

Aluminij 7050 ima gustoću od oko 2,8 g/cm³, što je relativno nisko u usporedbi s drugim materijalima visoke čvrstoće poput čelika. Talište mu je 572-640°C (1062-1184°F), a toplinska vodljivost oko 156W/mK. Legura pokazuje dobru obradivost i zavarljivost, iako može biti izazovno spojiti tradicionalnim metodama zavarivanja zbog svoje visoke čvrstoće.

Mehanička svojstva aluminija 7050

Aluminij 7050 nudi izvrsna mehanička svojstva, uključujući visoku vlačnu čvrstoću, fleksibilnost i otpornost na udarce. Krajnja vlačna čvrstoća materijala (UTS) može doseći do 590 MPa, a njegova granica razvlačenja je oko 480 MPa. Štoviše, legura može izdržati značajna opterećenja zamorom i ima visoku otpornost na lom. Njegova izvrsna mehanička svojstva čine ga posebno korisnim u primjenama koje zahtijevaju visoku čvrstoću i izdržljivost.

Dostupnost aluminija 7050 u dvije vrste

Aluminij 7050 dostupan je u dva tempera – T7451 i T7651. T7451 je najčešće korišteno kaljenje za aluminij 7050, gdje se materijal toplinski obrađuje u otopini, gasi i stari na sobnoj temperaturi. Ovaj proces poboljšava mehanička svojstva legure dok zadržava njezina izvrsna svojstva otpornost na koroziju. T7651 ima veću otpornost na kaljenje od T7451, gdje se materijal rasteže i smanjuje naprezanje nakon kaljenja i starenja. Međutim, T7651 ima nižu žilavost i duktilnost od T7451. Izbor temperamenta ovisi o specifičnim zahtjevima primjene i predviđenim radnim uvjetima.

Zaključno, aluminij 7050 je legura visoke čvrstoće s izvrsnim mehaničkim svojstvima i otpornošću na koroziju. Njegov kemijski sastav, fizikalna svojstva i svojstva značajno određuju njegovu učinkovitost u različitim primjenama. Znanstvenici i inženjeri za materijale mogu koristiti ove informacije kako bi odabrali odgovarajući materijal za svoje projekte i osigurali optimalne performanse i trajnost.

Zašto je aluminij 7050 popularan u zrakoplovnoj industriji?

Aluminijska legura 7050 je legura koja se može toplinski obraditi i sastoji se od cinka, magnezija, bakra i aluminija. Široko se koristi u zrakoplovstvu zbog svog izuzetnog omjera čvrstoće i težine, žilavosti i otpornosti na pucanje uslijed korozije, ljuštenje i koroziju. Ovaj članak će istražiti svojstva aluminija 7050, njegova dva stanja i njegovu usporedbu s drugim legurama koje se koriste u zrakoplovnoj industriji.

Mehanička i fizikalna svojstva aluminija 7050

Svojstva visoke čvrstoće aluminija 7050 čine ga idealnim materijalom za zrakoplovnu industriju. Raspon vlačne čvrstoće mu je od 460 do 510 MPa, a granica razvlačenja mu je oko 420 MPa. Modul elastičnosti aluminija 7050 je 71 GPa, 44% veći od aluminij 6061.

Osim toga, aluminij 7050 je otporan i može izdržati iznenadna i intenzivna opterećenja. Njegova svojstva ljuštenja i otpornosti na koroziju također ga čine privlačnim izborom za proizvođače zrakoplova.

Dvije temperature aluminija 7050: T7451 i T7651

Aluminij 7050 dostupan je u dvije vrste: T7451 i T7651. T7451 temperirana je verzija toplinski obrađena i oslobođena naprezanja, koja nudi visoka svojstva mehaničke čvrstoće i žilavosti. T7651 kaljenje je, s druge strane, toplinski obrađena verzija bez naprezanja koja pruža poboljšanu otpornost na pucanje od korozije pod naponom.

Zrakoplovna industrija prvenstveno koristi T7451 temperaturu pri proizvodnji dijelova zrakoplova, poput krila i trupa. T7651 temperament je poželjan kada se stvaraju dijelovi za zrakoplovne aplikacije izložene oštrijim okruženjima.

Usporedba s drugim legurama koje se obično koriste u zrakoplovstvu

Iako se nekoliko aluminijskih legura koristi u zrakoplovnoj industriji, jedinstvena kombinacija visoke čvrstoće, žilavosti, otpornosti na koroziju i ljuštenje čini aluminij 7050 najboljim izborom za proizvođače zrakoplova i raketa. Na primjer, titanijum često se razmatra za primjenu u zrakoplovstvu u smislu omjera čvrstoće i težine. Još, legure titana može biti do 8 puta skuplji od aluminija 7050, što ga čini previsokim za mnoge proizvođače zrakoplova.

Zaključak

Izvrsna svojstva aluminija 7050, uključujući njegovu snagu, žilavost, visoku otpornost na koroziju i ljuštenje, čine ga idealnim materijalom za zrakoplovnu industriju. Njegova dostupnost u dva različita temperamenta također doprinosi njegovoj svestranosti u proizvodnji. U usporedbi s drugim legurama koje se često koriste u zrakoplovstvu, ekonomičnost aluminija 7050 dodatno pridonosi njegovoj privlačnosti. S obzirom na sve te čimbenike, ne čudi da je aluminij 7050 i dalje popularan izbor u zrakoplovnoj industriji.

Koje su primjene aluminija 7050?

Primjena aluminija 7050 u zrakoplovnoj industriji

Aluminij 7050 naširoko se koristi u zrakoplovstvu zbog svoje jedinstvene čvrstoće, žilavosti i otpornosti na koroziju. Jedna od glavnih primjena aluminija 7050 je za obloge krila u zrakoplovima. Visoka čvrstoća ovog materijala omogućuje korištenje tankih limova u konstrukciji obloga krila, što pomaže u smanjenju težine i poboljšanju učinkovitosti goriva. Osim toga, aluminij 7050 koristi se u okvirima trupa, koji su bitne komponente koje pružaju strukturnu potporu cijelom zrakoplovu.

Ploča od legure 7050

Aluminij 7050 također je dostupan kao ploča koja se široko koristi u zrakoplovnoj industriji. Ova legura ima izvrsnu otpornost na pucanje uslijed korozije i poboljšanu otpornost na lom, što je čini preferiranim materijalom za strukturne komponente aviona. Poznat je po svojoj superiornoj čvrstoći i često se koristi za stajne trapove, pregrade i druge kritične strukture u zrakoplovima.

Pregrade i vodljive primjene

Još jedna kritična primjena aluminija 7050 u zrakoplovnoj industriji su pregrade. Pregrade se koriste za podjelu trupa zrakoplova na dijelove i za pružanje strukturne potpore. Zbog svoje visoke čvrstoće i izdržljivosti, aluminij 7050 idealan je za konstrukciju pregrada. Osim toga, ovaj se materijal koristi u vodljivim aplikacijama zbog svojih izvrsnih svojstava električne vodljivosti. Obično se koristi u zrakoplovnim žicama, kabelima i drugim električnim komponentama.

Zaključak

Ukratko, aluminij 7050 je legura visoke čvrstoće koja se široko koristi u zrakoplovnoj industriji. Njegova jedinstvena snaga, žilavost i otpornost na koroziju čine ga bitnim materijalom za proizvodnju zrakoplova. Ova se legura koristi u oblogama krila, okvirima trupa, pregradama i vodljivim aplikacijama, pridonoseći ukupnoj funkcionalnosti i performansama zrakoplova. Kako raste potreba za laganim i izdržljivim materijalima u zrakoplovnim primjenama, očekuje se da će uporaba aluminija 7050 ostati kritična.

Kako toplinska obrada utječe na aluminij 7050?

Toplinska obrada je kada se materijal, u ovom slučaju, aluminij 7050, podvrgava ciklusima zagrijavanja i hlađenja kako bi se promijenila njegova fizikalna i kemijska svojstva. Djeluje tako da mijenja mikrostrukturu materijala, što utječe na njegovu čvrstoću, tvrdoću i druge karakteristike. U slučaju aluminija 7050, toplinska obrada može značajno poboljšati njegovu čvrstoću i otpornost na koroziju.

Toplinska obrada poboljšava čvrstoću aluminija 7050

Jedna od primarnih prednosti toplinske obrade aluminija 7050 je poboljšana čvrstoća. To se postiže kombinacijom toplinske obrade otopine i starenja. Materijal se zagrijava na visoku temperaturu tijekom toplinske obrade otopine dok se svi elementi legure ne otope. Ovaj proces preraspoređuje atome u materijalu, čineći ga homogenijim i uklanjajući sve nedostatke. Zatim se materijal brzo kali kako bi se stvrdnuo. Na kraju se odležava, što uključuje njegovo ponovno zagrijavanje na nižu temperaturu kako bi se omogućilo atomima da formiraju stabilnu kristalnu strukturu. Ovi koraci rezultiraju robusnijim, složenijim i izdržljivijim materijalom.

Toplinska obrada može smanjiti koroziju od ljuštenja u aluminiju 7050

Drugo važno svojstvo na koje može utjecati toplinska obrada je otpornost na koroziju. Aluminij 7050 je osjetljiv na koroziju ljuštenja, koja se javlja kada voda prodre između slojeva materijala i uzrokuje njihovo odvajanje. Specifični postupci toplinske obrade mogu spriječiti ili smanjiti ovu vrstu korozije. Na primjer, temperature T7451 i T7651 uključuju kombinaciju toplinske obrade u otopini, kaljenja i umjetnog starenja, čime se povećava otpornost materijala na koroziju.

Aluminij 7050 može se toplinski obraditi otopinom.

Kao što je ranije spomenuto, toplinska obrada otopinom bitan je korak u toplinskoj obradi aluminija 7050. Tijekom ovog procesa, materijal se zagrijava na oko 480°C do 520°C i tamo se drži određeno vrijeme, ovisno o njegovoj debljini i drugi faktori. To omogućuje da se legirajući elementi otope i ravnomjerno rasporede po materijalu. Materijal se zatim brzo kali u vodi ili drugom mediju za hlađenje, što ga stvrdnjava i stvara fino zrnatu mikrostrukturu.

Aluminij 7050 može se kaliti i stareti kako bi se postigla željena svojstva.

Nakon toplinske obrade otopinom, materijal se može prigušiti i odležati kako bi se postigla željena svojstva. Proces kaljenja uključuje brzo hlađenje materijala, što ga stvrdnjava i stvara metastabilnu mikrostrukturu. Zatim se materijal stari kako bi atomi stvorili stabilnu kristalnu strukturu. Temperatura i vrijeme starenja ovise o željenim svojstvima, a različite temperature, kao što su T7451 i T7651, mogu postići specifične kombinacije čvrstoće, žilavosti i otpornosti na koroziju.

Možete koristiti T7451 i T7651 temperacije kada toplinski obrađujete aluminij 7050

Karakteristike T7451 i T7651 najčešće su koje se koriste za aluminij 7050. Oba uključuju toplinsku obradu u otopini nakon koje slijedi kaljenje i umjetno starenje. Glavna razlika između njih je temperatura i vrijeme starenja, što utječe na konačna svojstva materijala. T7451 je prikladan za primjene koje zahtijevaju visoku čvrstoću i žilavost, dok je T7651 optimalan za primjene koje zahtijevaju čvrstoću i otpornost na koroziju. Pažljivim kontroliranjem procesa toplinske obrade, inženjeri mogu prilagoditi svojstva materijala kako bi zadovoljili specifične potrebe određene primjene.

Koje su tehnike zavarivanja aluminija 7050?

Posebne mjere opreza i potrebno znanje za zavarivanje aluminija 7050

Kod zavarivanja aluminija 7050 ključno je spriječiti vruće pukotine i poroznost, slabljenje zavara i ugrožavanje njegovog integriteta. Da bi se to postiglo, bitno je koristiti ispravnu tehniku zavarivanja, prethodno zagrijati osnovni metal i kontrolirati unos topline tijekom zavarivanja. Također je važno koristiti odgovarajući materijal za punjenje, koji bi trebao imati isti sastav kao i osnovni metal. Nadalje, trebali biste imati opsežno znanje o metalurškim svojstvima aluminija 7050 i njegovom ponašanju u različitim uvjetima zavarivanja.

Prikladnost GMAW i GTAW za zavarivanje aluminija 7050

Plinsko elektrolučno zavarivanje (GMAW) i plinsko lučno zavarivanje volframom (GTAW) dvije su najčešće korištene tehnike zavarivanja aluminija 7050. GMAW, također poznato kao MIG zavarivanje, prikladno je za zavarivanje tankih i srednje debelih aluminijskih dijelova. Nasuprot tome, GTAW, također poznat kao TIG zavarivanje, pogodan je za zavarivanje debljih dijelova i zamršenih detalja. Obje tehnike nude izvrsnu kontrolu nad unosom topline, što je ključno za zavarivanje aluminija 7050.

Utjecaj unosa topline na svojstva čvrstoće aluminija 7050

Unos topline tijekom zavarivanja značajno utječe na svojstva čvrstoće aluminija 7050. Ako je unos topline previsok, može uzrokovati vruće pukotine i poroznost, kao i smanjiti čvrstoću i žilavost zavara. S druge strane, ako je unos topline premali, to može dovesti do hladnog pucanja i nepotpune fuzije. Stoga je ključno kontrolirati unos topline unutar preporučenog raspona i koristiti odgovarajuće parametre zavarivanja.

Važnost korištenja materijala za punjenje s istim sastavom kao i osnovni metal

Prilikom zavarivanja aluminija 7050, ključno je koristiti dodatni materijal istog sastava kao i osnovni metal. To osigurava da zavar ima ista svojstva kao osnovni metal i održava čvrstoću i žilavost. Korištenje neusklađenog dodatnog materijala može rezultirati neravnim zavarivanjem, lošim mehaničkim svojstvima i smanjenom otpornošću na koroziju.

Preporučeni dodatni materijali za zavarivanje aluminija 7050

Nekoliko dodatnih materijala prikladno je za zavarivanje aluminija 7050, uključujući AMS 4201 i QQ-A-225/9. AMS 4201 je dodatni materijal visoke čvrstoće s izvrsnom otpornošću na koroziju, idealan za zavarivanje debelih profila i visokoopterećenih dijelova. QQ-A-225/9 je dodatni materijal s niskim sadržajem silicija s dobrom zavarljivošću i niskom poroznošću, idealan za zavarivanje tankih dijelova i zamršenih detalja. Odabir odgovarajućeg dodatnog materijala važan je na temelju specifične primjene i zahtjeva zavarivanja.

Zaključno, zavarivanje aluminija 7050 je izazovno i zahtijeva posebne mjere opreza i opsežno znanje. GMAW i GTAW dvije su najčešće korištene tehnike zavarivanja za ovu vrstu aluminija, ali ključno je koristiti ispravne parametre zavarivanja i dodatni materijal. Slijedeći preporučenu praksu i koristeći odgovarajući dodatni materijal, možete postići visokokvalitetne, jake i izdržljive zavare za različite primjene.

Preporuka za čitanje: CNC OBRADA ALUMINIJUMA

Često postavljana pitanja

P: Što je aluminij 7050?

O: Aluminij 7050 je aluminijska legura visoke čvrstoće s cinkom kao primarnim legirajućim elementom. Pripada seriji 7000 aluminijskih legura poznatih po izvrsnim mehaničkim svojstvima.

P: Koji su kemijski sastav i fizikalna svojstva aluminija 7050?

O: Kemijski sastav aluminija 7050 je 87.1% aluminij, 2.0% magnezij, 2.0% bakar, 5.7% cink i 2.3% drugi elementi. Njegova fizikalna svojstva uključuju gustoću od 2,81 g/cm3, talište od 510°C i toplinsku vodljivost od 132 W/mK.

P: Koja su mehanička svojstva aluminija 7050?

O: Aluminij 7050 ima izvrsna mehanička svojstva, uključujući visoku čvrstoću, dobru otpornost na pucanje od korozije i dobru otpornost na lom. Njegova granična vlačna čvrstoća je između 530-540 MPa, a granica razvlačenja je 485-495 MPa. Također ima dobru otpornost na piling.

P: Po čemu se aluminij 7050 razlikuje od ostalih aluminijskih legura?

O: Aluminij 7050 razlikuje se od ostalih aluminijskih legura zbog svoje veće čvrstoće i bolje otpornosti na pucanje od korozije. Također se može toplinski obrađivati kako bi se poboljšala njegova mehanička svojstva i zavarivati standardnim tehnikama zavarivanja.

P: Što je ASTM standard za aluminij 7050?

O: ASTM standard za aluminij 7050 je ASTM B209.

P: Što je QQ standard za aluminij 7050?

O: QQ standard za aluminij 7050 je QQ-A-250/12.

P: Koji su različiti oblici u kojima je aluminij 7050 dostupan?

O: Aluminij 7050 dostupan je u limovima, pločama i ekstrudiranim oblicima. Vaga je dostupna u dva oblika – obložena i neobložena.

P: Što je AMS 4050?

O: AMS 4050 je specifikacija zrakoplovnog materijala za ploču od aluminijske legure 7050-T7451.

P: Što je UNS A97050?

O: UNS A97050 je oznaka jedinstvenog sustava numeriranja za aluminij 7050 legure.

P: Koje su primjene aluminija 7050?

O: Aluminij 7050 obično se koristi u zrakoplovnoj industriji za konstrukcije zrakoplova i druge primjene koje zahtijevaju visok omjer čvrstoće i težine i dobru otpornost na pucanje od korozije pod naponom. Također se koristi za proizvodnju sportske opreme, kao što su okviri za bicikle i palice za bejzbol.