Все, що вам потрібно знати про алюміній 7050

Що таке алюміній 7050 і позначення його сплаву?

Алюміній 7050 це високоміцний сплав, який відноситься до 7000 серії алюмінієвих сплавів. Він має чудову стійкість до корозії та високе співвідношення міцності до ваги, що робить його популярним вибором у різноманітних промислових застосуваннях, включаючи аерокосмічну, оборонну та морську промисловість. Його позначення сплаву 7050-T7451, де «7050» позначає склад сплаву, а «T7451» означає відпуск матеріалу після термічної обробки.

Хімічний склад алюмінію 7050

Алюміній 7050 складається з алюмінію як основного легуючого елемента з іншими деталями, такими як цинк, мідь і магній, додані для покращення його механічних властивостей. Хімічний склад алюмінію 7050 наступний: алюміній (Al) – 89%, цинк (Zn) – 6,2%, мідь (Cu) – 2,25%, магній (Mg) – 2,1%, інші мікроелементи – 0,65%. Точний склад може змінюватися залежно від виробничого процесу та конкретних вимог застосування.

Фізичні властивості алюмінію 7050

Алюміній 7050 має щільність близько 2,8 г/см³, що відносно мало порівняно з іншими високоміцними матеріалами, такими як сталь. Його температура плавлення становить 572-640 °C (1062-1184 °F), а його теплопровідність становить близько 156 Вт/мК. Сплав демонструє хорошу оброблюваність і зварюваність, хоча його може бути складно з’єднати за допомогою традиційних методів зварювання через його високу міцність.

Механічні властивості алюмінію 7050

Алюміній 7050 має відмінні механічні властивості, включаючи високу міцність на розрив, гнучкість і ударостійкість. Межа міцності на розрив (UTS) матеріалу може досягати до 590 МПа, а межа текучості становить близько 480 МПа. Крім того, сплав витримує значні втомні навантаження і має високу в'язкість руйнування. Його відмінні механічні властивості роблять його особливо корисним у застосуваннях, які вимагають високої міцності та довговічності.

Наявність алюмінію 7050 у двох загартуваннях

Алюміній 7050 доступний у двох варіантах стану – T7451 і T7651. T7451 є найбільш часто використовуваним відпуском для алюмінію 7050, де матеріал піддається термічній обробці, гартуванню та старінню при кімнатній температурі. Цей процес покращує механічні властивості сплаву, зберігаючи його чудові властивості стійкість до корозії. T7651 має вищу міцність, ніж T7451, де матеріал розтягується та знімається напруга після загартування та старіння. Однак T7651 має нижчу міцність і пластичність, ніж T7451. Вибір температури залежить від конкретних вимог застосування та передбачуваних умов експлуатації.

Підсумовуючи, алюміній 7050 є високоміцним сплавом з чудовими механічними властивостями та стійкістю до корозії. Його хімічний склад, фізичні властивості та характер значною мірою визначають його ефективність у різних сферах застосування. Матеріалознавці та інженери можуть використовувати цю інформацію, щоб вибрати відповідний матеріал для своїх проектів і забезпечити оптимальну продуктивність і довговічність.

Чому алюміній 7050 популярний в аерокосмічній промисловості?

Алюмінієвий сплав 7050 - це термооброблений сплав, що складається з цинку, магнію, міді та алюмінію. Він широко використовується в аерокосмічній галузі завдяки винятковому співвідношенню міцності до ваги, міцності та стійкості до корозійного розтріскування під напругою, відшарування та корозії. У цій статті ми розглянемо властивості алюмінію 7050, його два стани та його порівняння з іншими сплавами, що використовуються в аерокосмічній промисловості.

Механічні та фізичні властивості алюмінію 7050

Високоміцні властивості алюмінію 7050 роблять його ідеальним матеріалом для аерокосмічної промисловості. Діапазон його міцності на розрив становить від 460 до 510 МПа, а межа текучості становить близько 420 МПа. Модуль пружності алюмінію 7050 становить 71 ГПа, 44% вище ніж алюміній 6061.

Крім того, алюміній 7050 міцний і може витримувати раптові та інтенсивні навантаження. Його властивості відшарування та стійкість до корозії також роблять його привабливим вибором для виробників авіакосмічної галузі.

Дві температури алюмінію 7050: T7451 і T7651

Алюміній 7050 доступний у двох температурах: T7451 і T7651. Загартування T7451 — це версія, що пройшла термічну обробку та знята від напруги, що забезпечує високі властивості механічної міцності та міцності. Загарт T7651, з іншого боку, є термічно обробленою версією зі зняттям напруги, яка забезпечує покращену стійкість до корозійного розтріскування під напругою.

Аерокосмічна промисловість в основному використовує загартування T7451 при виготовленні деталей літаків, таких як крила та фюзеляжі. Загартування T7651 є кращим при створенні деталей для аерокосмічних застосувань, які піддаються впливу суворіших умов.

Порівняння з іншими сплавами, які зазвичай використовуються в аерокосмічній галузі

Незважаючи на те, що кілька алюмінієвих сплавів використовуються в аерокосмічній промисловості, алюміній 7050 завдяки унікальному поєднанню високої міцності, міцності, стійкості до корозії та відшарування робить його найкращим вибором для виробників літаків і ракет. Наприклад, титан часто розглядається для аерокосмічного застосування з точки зору співвідношення міцності до ваги. все-таки титанові сплави може бути у 8 разів дорожчим за алюміній 7050, що робить його надзвичайно дорогим для багатьох виробників аерокосмічної промисловості.

Висновок

Чудові властивості алюмінію 7050, включаючи його міцність, міцність, високу стійкість до корозії та відшарування, роблять його ідеальним матеріалом для аерокосмічної промисловості. Його доступність у двох різних температурах також додає до його універсальності у виробництві. Порівняно з іншими широко використовуваними аерокосмічними сплавами, економічна ефективність алюмінію 7050 ще більше додає йому привабливості. Враховуючи всі ці фактори, не дивно, що алюміній 7050 залишається популярним вибором в аерокосмічній промисловості.

Яке застосування алюмінію 7050?

Застосування алюмінію 7050 в аерокосмічній промисловості

Алюміній 7050 широко використовується в аерокосмічній галузі завдяки своїй унікальній міцності, міцності та стійкості до корозії. Одним із основних застосувань алюмінію 7050 є обшивка крил літаків. Висока міцність цього матеріалу дозволяє використовувати тонкі листи для виготовлення обшивки крил, що сприяє зменшенню ваги та підвищенню паливної ефективності. Крім того, алюміній 7050 використовується в каркасах фюзеляжу, які є важливими компонентами, що забезпечують структурну підтримку всього літака.

Пластина зі сплаву 7050

Алюміній 7050 також доступний у вигляді плити, яка широко використовується в аерокосмічній промисловості. Цей сплав має чудову стійкість до корозійного розтріскування під напругою та покращену в’язкість до руйнування, що робить його кращим матеріалом для структурних компонентів літаків. Він відомий своєю надзвичайною міцністю і часто використовується для шасі, перегородок та інших важливих конструкцій у літаках.

Перегородки та провідні додатки

Ще одним важливим застосуванням алюмінію 7050 в аерокосмічній промисловості є перегородки. Перегородки використовуються для поділу фюзеляжу літака на секції та забезпечення конструктивної підтримки. Завдяки високій міцності та довговічності алюміній 7050 ідеально підходить для будівництва перегородок. Крім того, цей матеріал використовується в електропровідних додатках завдяки його відмінним властивостям електропровідності. Він зазвичай використовується в проводах літаків, кабелях та інших електричних компонентах.

Висновок

Таким чином, алюміній 7050 є високоміцним сплавом, який широко використовується в аерокосмічній промисловості. Його унікальна міцність, міцність і стійкість до корозії роблять його необхідним матеріалом для виготовлення літаків. Цей сплав використовується в обшивках крил, каркасах фюзеляжу, перегородках і електропровідних додатках, що сприяє загальній функціональності та продуктивності літака. Оскільки потреба в легких і міцних матеріалах в аерокосмічній галузі зростає, очікується, що використання алюмінію 7050 буде залишатися критичним.

Як термообробка впливає на алюміній 7050?

Термічна обробка — це коли матеріал, у даному випадку алюміній 7050, піддається циклам нагрівання та охолодження для зміни його фізичних і хімічних властивостей. Він працює, змінюючи мікроструктуру матеріалу, що впливає на його міцність, твердість та інші характеристики. У випадку алюмінію 7050 термічна обробка може значно підвищити його міцність і стійкість до корозії.

Термічна обробка підвищує міцність алюмінію 7050

Однією з головних переваг термічної обробки алюмінію 7050 є підвищення міцності. Це досягається за рахунок поєднання термічної обробки розчину та старіння. Під час термообробки розчину матеріал нагрівають до високої температури до тих пір, поки всі легуючі елементи не розчиняться. Цей процес переставляє атоми в матеріалі, роблячи його більш однорідним і усуваючи будь-які дефекти. Далі матеріал швидко гартують, щоб він затвердів. Нарешті, він старіє, що передбачає його повторне нагрівання до нижчої температури, щоб дозволити атомам утворити стабільну кристалічну структуру. Ці кроки призводять до більш міцного, більш складного та довговічнішого матеріалу.

Термічна обробка може зменшити корозію від відшарування алюмінію 7050

Ще одна важлива властивість, на яку може вплинути термічна обробка, - стійкість до корозії. Алюміній 7050 сприйнятливий до корозії відшарування, яка виникає, коли вода проникає між шарами матеріалу та викликає їх розшарування. Спеціальні процеси термічної обробки можуть запобігти або зменшити цей тип корозії. Наприклад, відпуски T7451 і T7651 передбачають комбінацію термічної обробки розчину, загартування та штучного старіння, що підвищує стійкість матеріалу до корозії.

Алюміній 7050 може піддаватися термічній обробці.

Як згадувалося раніше, термічна обробка розчином є важливим кроком у термічній обробці алюмінію 7050. Під час цього процесу матеріал нагрівається приблизно до 480–520 °C і витримується протягом певного часу залежно від його товщини. та інші фактори. Це дозволяє легуючим елементам розчинятися і рівномірно розподілятися по всьому матеріалу. Потім матеріал швидко загартовується у воді або іншому охолоджуючому середовищі, що твердить його та створює дрібнозернисту мікроструктуру.

Алюміній 7050 можна загартувати та старіти для досягнення бажаних властивостей.

Після термічної обробки розчину матеріал може бути загартований і зістарений для досягнення бажаних властивостей. Процес загартування включає швидке охолодження матеріалу, що робить його твердим і створює метастабільну мікроструктуру. Потім матеріал старіє, щоб дозволити атомам утворити стабільну кристалічну структуру. Температура та час старіння залежать від бажаних властивостей, а різні відпуски, такі як T7451 і T7651, можуть досягти певних комбінацій міцності, міцності та стійкості до корозії.

Ви можете використовувати відпуски T7451 і T7651 при термообробці алюмінію 7050

Відпуски T7451 і T7651 є найпоширенішими характеристиками, що використовуються для алюмінію 7050. Вони обидва передбачають термічну обробку розчину з подальшим гартом і штучним старінням. Основною відмінністю між ними є температура та час старіння, що впливає на кінцеві властивості матеріалу. T7451 підходить для застосувань, що вимагають високої міцності та в'язкості, тоді як T7651 є оптимальним для застосувань, які вимагають міцності та стійкості до корозії. Ретельно контролюючи процес термообробки, інженери можуть адаптувати властивості матеріалу відповідно до конкретних потреб конкретного застосування.

Які існують технології зварювання алюмінію 7050?

Особливі запобіжні заходи та необхідні знання для зварювання алюмінію 7050

Під час зварювання алюмінію 7050 дуже важливо запобігти гарячим тріщинам і пористості, що послаблює зварний шов і порушує його цілісність. Для цього важливо використовувати правильну техніку зварювання, попередньо нагрівати основний метал і контролювати підведення тепла під час зварювання. Також важливо використовувати відповідний наповнювач, який повинен мати той самий склад, що й основний метал. Крім того, ви повинні мати глибокі знання про металургійні властивості алюмінію 7050 і його поведінку в різних умовах зварювання.

Придатність GMAW і GTAW для зварювання алюмінію 7050

Газове дугове зварювання (GMAW) і газове дугове зварювання вольфрамом (GTAW) є двома найпоширенішими методами зварювання алюмінію 7050. GMAW, також відоме як зварювання MIG, підходить для зварювання тонких і алюмінієвих деталей середньої товщини. На відміну від цього, GTAW, також відомий як зварювання TIG, підходить для зварювання більш товстих секцій і складних деталей. Обидва способи забезпечують чудовий контроль над надходженням тепла, що має вирішальне значення для зварювання алюмінію 7050.

Вплив підведення тепла на міцнісні властивості алюмінію 7050

Надходження тепла під час зварювання суттєво впливає на властивості міцності алюмінію 7050. Якщо надходження тепла занадто високе, це може спричинити утворення гарячих тріщин і пористість, а також знизити міцність і в’язкість зварного шва. З іншого боку, якщо підведення тепла занадто низьке, це може призвести до холодного розтріскування та неповного плавлення. Таким чином, контроль надходження тепла в межах рекомендованого діапазону та використання відповідних параметрів зварювання є життєво важливими.

Важливість використання наповнювача такого ж складу, що й основний метал

При зварюванні алюмінію 7050 дуже важливо використовувати присадковий матеріал такого ж складу, що й основний метал. Це гарантує, що зварний шов має ті самі властивості, що й основний метал, і зберігає міцність і міцність. Використання невідповідного наповнювача може призвести до нерівного зварного шва, поганих механічних властивостей і зниження стійкості до корозії.

Рекомендовані наповнювачі для зварювання алюмінію 7050

Кілька наповнювачів підходять для зварювання алюмінію 7050, включаючи AMS 4201 і QQ-A-225/9. AMS 4201 — це високоміцний наповнювач із чудовою стійкістю до корозії, ідеально підходить для зварювання товстих секцій і деталей, що мають велике навантаження. QQ-A-225/9 — це наповнювач із низьким вмістом кремнію з хорошою зварюваністю та низькою пористістю, ідеально підходить для зварювання тонких секцій і складних деталей. Вибір відповідного наповнювача важливий на основі конкретного застосування та вимог до зварювання.

Підсумовуючи, зварювання алюмінію 7050 є складним завданням і вимагає особливих запобіжних заходів і великих знань. GMAW і GTAW є двома найпоширенішими методами зварювання цього типу алюмінію, але дуже важливо використовувати правильні параметри зварювання та наповнювач. Дотримуючись рекомендованих практик і використовуючи відповідний наповнювач, можна отримати високоякісні, міцні та довговічні зварні шви для різних застосувань.

Рекомендуємо прочитати: ОБРОБКА АЛЮМІНІЮ з ЧПУ

Питання що часто задаються

З: Що таке алюміній 7050?

В: Алюміній 7050 — це високоміцний алюмінієвий сплав із цинком як основним легуючим елементом. Він належить до 7000 серії алюмінієвих сплавів, відомих своїми чудовими механічними властивостями.

З: Який хімічний склад і фізичні властивості алюмінію 7050?

A: Хімічний склад алюмінію 7050: алюміній 87.1%, магній 2.0%, мідь 2.0%, цинк 5.7% та інші елементи 2.3%. Його фізичні властивості включають щільність 2,81 г/см3, температуру плавлення 510°C і теплопровідність 132 Вт/мК.

Q: Які механічні властивості алюмінію 7050?

A: Алюміній 7050 має відмінні механічні властивості, включаючи високу міцність, гарну стійкість до корозійного розтріскування під напругою та хорошу міцність на руйнування. Його межа міцності на розрив становить 530-540 МПа, а межа текучості - 485-495 МПа. Він також має хорошу стійкість до відлущування.

З: Чим алюміній 7050 відрізняється від інших алюмінієвих сплавів?

В: Алюміній 7050 відрізняється від інших алюмінієвих сплавів своєю високою міцністю та кращою стійкістю до корозійного розтріскування під напругою. Його також можна піддавати термічній обробці для покращення його механічних властивостей і зварювати за допомогою стандартних методів зварювання.

З: Що таке стандарт ASTM для алюмінію 7050?

A: Стандарт ASTM для алюмінію 7050 – ASTM B209.

З: Що таке стандарт QQ для алюмінію 7050?

В: Стандарт QQ для алюмінію 7050 – QQ-A-250/12.

З: Які різні форми доступні для алюмінію 7050?

A: Алюміній 7050 доступний у вигляді листів, плит і екструдованих форм. Ваги доступні в двох формах – плаковані та не плаковані.

З: Що таке AMS 4050?

В: AMS 4050 — це специфікація аерокосмічного матеріалу для пластини з алюмінієвого сплаву 7050-T7451.

З: Що таке UNS A97050?

В: UNS A97050 — це позначення уніфікованої системи нумерації для алюмінієвого сплаву 7050.

З: Яке застосування алюмінію 7050?

A: Алюміній 7050 зазвичай використовується в аерокосмічній промисловості для конструкцій літаків та інших застосувань, які вимагають високого співвідношення міцності до ваги та хорошої стійкості до корозійного розтріскування під напругою. Він також використовується для виробництва спортивного обладнання, такого як велосипедні рами та бейсбольні біти.