アルミニウム 7050 について知っておくべきことすべて

アルミニウム 7050 とその合金の名称は何ですか?

アルミニウム7050 アルミニウム合金の7000系に属する高強度合金です。優れた耐食性と高い強度重量比を備えているため、航空宇宙産業、防衛産業、海洋産業などのさまざまな産業用途で人気があります。合金の名称は 7050-T7451 です。「7050」は合金の組成を示し、「T7451」は熱処理後の材料の焼き戻しを示します。

アルミニウム7050の化学組成

アルミニウム 7050 は、主な合金元素としてアルミニウムで構成され、機械的特性を向上させるために亜鉛、銅、マグネシウムなどのその他の成分が添加されています。アルミニウム 7050 の化学組成は次のとおりです: アルミニウム (Al) – 89%、亜鉛 (Zn) – 6.2%、銅 (Cu) – 2.25%、マグネシウム (Mg) – 2.1%、およびその他の微量元素 – 0.65%。正確な組成は、製造プロセスや特定の用途要件によって異なる場合があります。

アルミニウム7050の物性

アルミニウム 7050 の密度は約 2.8 g/cm3 で、スチールなどの他の高強度材料と比較すると比較的低いです。融点は 572 ～ 640°C (1062 ～ 1184°F) で、熱伝導率は約 156W/mK です。この合金は優れた機械加工性と溶接性を示しますが、強度が高いため、従来の溶接方法を使用して接合するのは難しい場合があります。

アルミニウム7050の機械的性質

アルミニウム 7050 は、高い引張強度、柔軟性、耐衝撃性などの優れた機械的特性を備えています。この材料の極限引張強さ (UTS) は最大 590 MPa に達し、降伏強さは約 480 MPa です。さらに、この合金は大きな疲労負荷に耐えることができ、高い破壊靱性を備えています。その優れた機械的特性により、高い強度と耐久性が必要な用途に特に役立ちます。

アルミニウム 7050 は 2 つの焼き戻しで利用可能

アルミニウム 7050 には、T7451 と T7651 の 2 つの焼き戻しタイプがあります。 T7451 はアルミニウム 7050 に最も一般的に使用される焼き戻しであり、材料は室温で溶体化熱処理、焼入れ、時効処理されます。このプロセスにより、合金の優れた機械的特性が維持されながら、機械的特性が向上します。 耐食性。 T7651 は T7451 よりも高強度の焼戻しであり、焼入れおよび時効後に材料が引き伸ばされて応力が解放されます。ただし、T7651 は T7451 よりも靭性と延性が低くなります。焼き戻しの選択は、特定の用途要件と意図される動作条件によって異なります。

結論として、アルミニウム 7050 は、優れた機械的特性と耐食性を備えた高強度合金です。その化学組成、物理的特性、および質によって、さまざまな用途での性能が大きく決まります。材料科学者やエンジニアは、この情報を使用してプロジェクトに適した材料を選択し、最適なパフォーマンスと耐久性を確保できます。

アルミニウム 7050 が航空宇宙産業で人気があるのはなぜですか?

アルミニウム合金 7050 は、亜鉛、マグネシウム、銅、アルミニウムを含む熱処理可能な合金です。優れた強度重量比、靭性、応力腐食割れ、剥離、腐食に対する耐性があるため、航空宇宙分野で広く使用されています。この記事では、アルミニウム 7050 の特性、その 2 つの焼き戻し、および航空宇宙産業で使用される他の合金との比較について詳しく説明します。

アルミニウム7050の機械的および物理的性質

アルミニウム 7050 は高強度特性により、航空宇宙産業にとって理想的な素材です。引張強さの範囲は460～510MPa、降伏強さは約420MPaです。アルミニウム 7050 の弾性率は 71 GPa で、44% よりも高くなります。 アルミニウム6061.

さらに、アルミニウム 7050 は頑丈で、突然の激しい負荷にも耐えることができます。その剥離性と耐腐食性の特性により、航空宇宙メーカーにとっても魅力的な選択肢となっています。

アルミニウム 7050 の 2 つの焼き戻し: T7451 と T7651

アルミニウム 7050 には、T7451 と T7651 の 2 つの焼き戻しがあります。 T7451 焼き戻しは、溶体化熱処理および応力除去バージョンであり、高い機械的強度特性と靭性を提供します。一方、T7651 焼き戻しは、熱処理され応力が緩和されたバージョンで、応力腐食割れに対する耐性が向上しています。

航空宇宙産業では、主に翼や胴体などの航空機部品を製造する際に T7451 焼き戻しを利用します。 T7651 焼戻しは、より過酷な環境にさらされる航空宇宙用途の製品を作成する場合に好まれます。

航空宇宙で一般的に使用される他の合金との比較

航空宇宙産業ではいくつかのアルミニウム合金が使用されていますが、アルミニウム 7050 は、高強度、靭性、耐食性と耐剥離性のユニークな組み合わせにより、航空機およびロケットの製造業者にとって最高の選択肢となっています。例えば、 チタン 航空宇宙用途では、強度対重量比の観点から考慮されることがよくあります。まだ、 チタン合金 アルミニウム 7050 よりも最大 8 倍高価になる可能性があり、多くの航空宇宙メーカーにとってコストが法外なものとなっています。

結論

アルミニウム 7050 は、強度、靭性、高い耐食性、剥離性などの優れた特性により、航空宇宙産業にとって理想的な素材です。 2 つの異なる焼戻しが可能なことも、製造における多用途性を高めます。一般的に使用されている他の航空宇宙用合金と比較して、アルミニウム 7050 の費用対効果はさらにその魅力を高めます。これらすべての要因を考慮すると、アルミニウム 7050 が航空宇宙産業で依然として人気のある選択肢であることは驚くべきことではありません。

アルミニウム 7050 の用途は何ですか?

航空宇宙産業におけるアルミニウム 7050 の用途

アルミニウム 7050 は、その独特の強度、靭性、耐食性により、航空宇宙分野で広く使用されています。アルミニウム 7050 の主な用途の 1 つは、航空機の翼外板です。この材料は強度が高いため、翼外板の製造に薄いシートを使用することができ、軽量化と燃費の向上に役立ちます。さらに、アルミニウム 7050 は、航空機全体を構造的にサポートする重要なコンポーネントである胴体フレームにも使用されています。

アロイ7050プレート

アルミニウム 7050 は、航空宇宙産業で広く使用されているプレートとしても利用できます。この合金は応力腐食割れに対する優れた耐性と改善された破壊靱性を備えており、航空機の構造部品に最適な材料となっています。優れた強度で知られており、航空機の着陸装置、隔壁、その他の重要な構造によく使用されています。

隔壁と導電性アプリケーション

航空宇宙産業におけるアルミニウム 7050 のもう 1 つの重要な用途は隔壁です。隔壁は、航空機の胴体をセクションに分割し、構造的なサポートを提供するために使用されます。アルミニウム 7050 は強度と耐久性が高いため、隔壁構造に最適です。さらに、この材料はその優れた導電特性により、導電用途にも使用されます。航空機のワイヤー、ケーブル、その他の電気部品によく使用されます。

結論

要約すると、アルミニウム 7050 は航空宇宙産業で広く使用されている高強度合金です。その独特の強度、靭性、耐食性により、航空機製造に欠かせない材料となっています。この合金は翼外板、胴体フレーム、隔壁、導電性用途に使用され、航空機の全体的な機能と性能に貢献します。航空宇宙用途における軽量で耐久性のある材料のニーズが高まる中、アルミニウム 7050 の使用は引き続き重要であると予想されます。

熱処理はアルミニウム 7050 にどのような影響を与えますか?

熱処理とは、材料 (この場合はアルミニウム 7050) に加熱と冷却のサイクルをかけて、その物理的および化学的特性を変化させることです。材料の微細構造を変化させることで作用し、強度、硬度、その他の特性に影響を与えます。アルミニウム 7050 の場合、熱処理により強度と耐食性が大幅に向上します。

熱処理によりアルミニウム7050の強度が向上

アルミニウム 7050 の熱処理の主な利点の 1 つは、強度の向上です。これは、溶体化熱処理と時効処理を組み合わせることによって実現されます。材料は、溶体化熱処理中にすべての合金元素が溶解するまで高温に加熱されます。このプロセスにより、材料内の原子が再配置され、材料がより均質になり、欠陥が除去されます。次に、材料を急速に焼き入れて硬化させます。最後に、原子が安定した結晶構造を形成できるようにするために、再度低温まで加熱するエージングが行われます。これらのステップにより、より堅牢で、より複雑で、より耐久性のある材料が得られます。

熱処理によりアルミニウム 7050 の剥離腐食を軽減できます。

熱処理によって影響を受ける可能性があるもう 1 つの重要な特性は、耐食性です。アルミニウム 7050 は剥離腐食の影響を受けやすく、これは水が材料の層の間に浸透し、層が分離するときに発生します。特定の熱処理プロセスにより、この種の腐食を防止または軽減できます。たとえば、T7451 および T7651 の焼き戻しには、溶体化熱処理、焼入れ、および人工時効を組み合わせて、材料の耐食性を高めます。

アルミニウム 7050 は溶体化熱処理が可能です。

前述したように、溶体化熱処理はアルミニウム 7050 の熱処理において重要なステップです。このプロセスでは、材料は約 480°C ～ 520°C に加熱され、その厚さに応じて一定の時間その温度に保持されます。およびその他の要因。これにより、合金元素が溶解し、材料全体に均一に分散することができます。次に、材料は水またはその他の冷却媒体中で急速に急冷され、硬化してきめの細かい微細構造が形成されます。

アルミニウム 7050 は、所望の特性を得るために焼き入れおよび時効処理が可能です。

溶体化熱処理後、材料を急冷し、時効処理して、望ましい特性を実現します。焼入れプロセスでは、材料を急速に冷却し、材料を硬化させ、準安定な微細構造を作成します。次に、材料をエージングして、原子が安定した結晶構造を形成できるようにします。時効の温度と時間は目的の特性によって異なり、T7451 や T7651 などの異なる焼戻しによって、強度、靱性、耐食性の特定の組み合わせを実現できます。

アルミニウム 7050 を熱処理する場合は、T7451 および T7651 テンパーを使用できます。

T7451 および T7651 の焼き戻しは、アルミニウム 7050 に使用される最も一般的な特性です。どちらも溶体化熱処理とそれに続く焼き入れおよび人工時効処理を必要とします。 2 つの主な違いはエージングの温度と時間であり、これが材料の最終的な特性に影響します。 T7451 は高い強度と靱性が必要な用途に適しており、T7651 は強度と耐食性が必要な用途に最適です。熱処理プロセスを慎重に制御することで、エンジニアは特定の用途の特定のニーズを満たすように材料特性を調整できます。

アルミニウム 7050 の溶接技術にはどのようなものがありますか?

アルミ7050溶接時の注意点と必要な知識

アルミニウム 7050 を溶接する場合、溶接部を弱めて完全性を損なう高温亀裂や気孔を防ぐことが重要です。これを達成するには、正しい溶接技術を使用し、母材を予熱し、溶接中の入熱を制御することが不可欠です。ベース金属と同じ組成を持つ適切な充填材を使用することも重要です。さらに、アルミニウム 7050 の冶金学的特性と、さまざまな溶接条件下での挙動についての幅広い知識が必要です。

アルミニウム 7050 の溶接における GMAW および GTAW の適合性

ガスメタル アーク溶接 (GMAW) とガス タングステン アーク溶接 (GTAW) は、アルミニウム 7050 に最も一般的に使用される 2 つの溶接技術です。GMAW は MIG 溶接としても知られ、薄いおよび中程度の厚さのアルミニウム部品の溶接に適しています。対照的に、TIG 溶接としても知られる GTAW は、厚い部分や複雑な細部の溶接に適しています。どちらの技術も、アルミニウム 7050 の溶接に重要な入熱の優れた制御を提供します。

アルミニウム 7050 の強度特性に対する入熱の影響

溶接中の入熱は、アルミニウム 7050 の強度特性に大きな影響を与えます。入熱が高すぎると、溶接部の強度と靭性が低下するだけでなく、高温割れや気孔が発生する可能性があります。一方、入熱が低すぎると、低温割れや不完全な融合が発生する可能性があります。したがって、入熱を推奨範囲内に制御し、適切な溶接パラメータを使用することが重要です。

母材と同じ組成のフィラー材を使用することの重要性

アルミニウム 7050 を溶接する場合、母材と同じ組成の溶加材を使用することが重要です。これにより、溶接部が母材金属と同じ特性を持ち、強度と靭性が維持されることが保証されます。適合しない充填材を使用すると、溶接が不均一になり、機械的特性が低下し、耐食性が低下する可能性があります。

アルミニウム 7050 の溶接に推奨される溶加材

AMS 4201 や QQ-A-225/9 など、いくつかの溶加材がアルミニウム 7050 の溶接に適しています。 AMS 4201 は、優れた耐食性を備えた高強度フィラー材料で、厚肉部や高応力部品の溶接に最適です。 QQ-A-225/9 は、良好な溶接性と低い気孔率を備えた低シリコン フィラー材料で、薄い部分や複雑な細部の溶接に最適です。特定の用途と溶接要件に基づいて、適切なフィラー材料を選択することが重要です。

結論として、アルミニウム 7050 の溶接は困難であり、特別な予防措置と広範な知識が必要です。 GMAW と GTAW は、このタイプのアルミニウムに最も一般的に使用される溶接技術の 2 つですが、正しい溶接パラメータと溶加材を使用することが重要です。推奨される手順に従い、適切な溶加材を使用すると、さまざまな用途で高品質で強力で耐久性のある溶接を実現できます。

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よくある質問

Q: アルミニウム 7050 とは何ですか?

A: アルミニウム 7050 は、主な合金元素として亜鉛を含む高強度アルミニウム合金です。優れた機械的特性で知られる 7000 シリーズのアルミニウム合金に属します。

Q: アルミニウム 7050 の化学組成と物理的特性は何ですか?

A: アルミニウム 7050 の化学組成は、アルミニウム 87.1%、マグネシウム 2.0%、銅 2.0%、亜鉛 5.7%、その他の元素 2.3% です。その物理的特性には、密度 2.81 g/cm3、融点 510°C、熱伝導率 132 W/mK が含まれます。

Q: アルミニウム 7050 の機械的特性は何ですか?

A: アルミニウム 7050 は、高強度、優れた耐応力腐食割れ性、優れた破壊靱性などの優れた機械的特性を備えています。極限引張強さは 530 ～ 540 MPa、降伏強さは 485 ～ 495 MPa です。耐剥離性にも優れています。

Q: アルミニウム 7050 と他のアルミニウム合金の違いは何ですか?

A: アルミニウム 7050 は、強度が高く、耐応力腐食割れ性に優れているため、他のアルミニウム合金とは異なります。また、機械的特性を向上させるために熱処理したり、標準的な溶接技術を使用して溶接したりすることもできます。

Q: アルミニウム 7050 の ASTM 規格は何ですか?

A: アルミニウム 7050 の ASTM 規格は ASTM B209 です。

Q: アルミニウム 7050 の QQ 規格は何ですか?

A: アルミニウム 7050 の QQ 規格は QQ-A-250/12 です。

Q: アルミニウム 7050 はどのような形状で入手できますか?

A: アルミニウム 7050 は、シート、プレート、および押出形状で入手できます。スケールには、クラッドとノンクラッドの 2 つの形式があります。

Q: AMS 4050 とは何ですか?

A: AMS 4050 は、アルミニウム合金 7050-T7451 プレートの航空宇宙材料仕様です。

Q: UNS A97050 とは何ですか?

A: UNS A97050 は、アルミニウム 7050 合金の統一番号付けシステムの指定です。

Q: アルミニウム 7050 の用途は何ですか?

A: アルミニウム 7050 は、航空宇宙産業の航空機構造や、高い強度重量比と優れた耐応力腐食割れ性を必要とするその他の用途に一般的に使用されています。自転車のフレームや野球のバットなどのスポーツ用品の製造にも使用されます。