алюминиевый сплав 7075

Алюминиевый сплав 7075 ( AA7075 ) — это алюминиевый сплав с цинком в качестве основного легирующего элемента. Он обладает превосходными механическими свойствами и демонстрирует хорошую пластичность, высокую прочность, ударную вязкость и хорошую устойчивость к усталости. Он более подвержен охрупчиванию, чем многие другие алюминиевые сплавы из-за микросегрегации , но имеет значительно лучшую коррозионную стойкость, чем сплавы серии 2000. Это один из наиболее часто используемых алюминиевых сплавов для высоконапряженных структурных применений и широко используется в конструкционных деталях самолетов. ^[2]

В состав алюминиевого сплава 7075 входит примерно 5,6–6,1% цинка , 2,1–2,5% магния , 1,2–1,6% меди и менее половины процента кремния, железа, марганца, титана, хрома и других металлов. Он производится во многих состояниях , некоторые из которых — 7075-0 , 7075-T6 , 7075-T651 .

Первый 7075 был разработан в тайне японской компанией Sumitomo Metal в 1935 году ^[3] , но в 1943 году Alcoa провела его обратную разработку после изучения захваченного японского самолета. ^[4] 7075 был стандартизирован для использования в аэрокосмической отрасли в 1945 году. ^[5] В конечном итоге 7075 использовался для производства планеров в Императорском флоте Японии .

Алюминий 7075A имеет плотность 2,810 г/см ³ . ^[6]

Механические свойства 7075 во многом зависят от закалки материала. ^[7]

Алюминий 7075 имеет низкую формуемость при низкой комнатной температуре и подвержен коррозионному растрескиванию под напряжением . Было показано, что использование различных методов формования при повышенной температуре снижает упругость и трещины. ^[8] Примерами таких методов формования при повышенной температуре являются ретроградное формование и теплое формование.

Нетермообработанный 7075 (закалка 7075-0) имеет максимальную прочность на растяжение не более 280 МПа (40 000 фунтов на кв. дюйм) и максимальный предел текучести не более 140 МПа (21 000 фунтов на кв. дюйм). Материал имеет удлинение (растяжение до полного разрушения) 9–10%. Как и все алюминиевые сплавы 7075, 7075-0 обладает высокой коррозионной стойкостью в сочетании с общепринятым профилем прочности.

T6 temper 7075 имеет предел прочности на растяжение 510–540 МПа (74 000–78 000 фунтов на кв. дюйм) и предел текучести не менее 430–480 МПа (63 000–69 000 фунтов на кв. дюйм). Удлинение при разрыве составляет 5–11% ^{[9] .}

Состояние T6 обычно достигается путем гомогенизации литого сплава 7075 при 450 °C в течение нескольких часов, закалки и последующего старения при 120 °C в течение 24 часов. Это обеспечивает пиковую прочность сплавов 7075. Прочность достигается в основном за счет мелкодисперсных выделений eta и eta' как внутри зерен, так и по границам зерен. ^[10]

T651 temper 7075 имеет предел прочности на растяжение 570 МПа (83 000 фунтов на кв. дюйм) и предел текучести 500 МПа (73 000 фунтов на кв. дюйм). Он имеет удлинение при разрыве 3–9%. Эти свойства могут меняться в зависимости от формы используемого материала. Более толстые пластины могут демонстрировать более низкие значения прочности и удлинения, чем указанные выше числа.

Состояние T7 имеет предел прочности на растяжение 505 МПа (73 200 фунтов на кв. дюйм) и предел текучести 435 МПа (63 100 фунтов на кв. дюйм). Удлинение при разрыве составляет 13%. ^[11] Состояние T7 достигается путем перестаривания (то есть старения после достижения пиковой твердости) материала. Это часто достигается путем старения при 100–120 °C в течение нескольких часов, а затем при 160–180 °C в течение 24 часов или более. Состояние T7 создает микроструктуру, состоящую в основном из выделений эта. В отличие от состояния T6, эти частицы эта намного крупнее и предпочитают расти вдоль границ зерен. Это снижает восприимчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением . Состояние T7 эквивалентно состоянию T73. ^[10]

Закалка с регрессией и реагированием (RRA) — это многоступенчатая термообработка. Начиная с листа в закалке T6, она включает перестаривание после пиковой твердости (закалка T6) до состояния, близкого к состоянию T7. Последующая реагирование при 120 °C в течение 24 часов возвращает твердость и прочность к уровню закалки T6 или очень близко к нему. ^[10]

RRA-обработки могут быть выполнены с помощью многих различных процедур. Общие рекомендации включают регрессию между 180 и 240 °C в течение 15 мин 10 с. ^[12]

Первое в мире массовое использование алюминиевого сплава 7075 было в истребителе Mitsubishi A6M Zero . Самолет был известен своей превосходной маневренностью, которая была обусловлена ​​более высокой прочностью 7075 по сравнению с предыдущими алюминиевыми сплавами.

Сплавы серии 7000, такие как 7075, часто используются в транспортных приложениях из-за их высокой удельной прочности , включая судостроение, автомобилестроение и авиацию. ^{[7] [14]} Эти же свойства приводят к его использованию в оборудовании для скалолазания, компонентах велосипедов, рамах роликовых коньков и планерах дельтапланов, которые обычно изготавливаются из алюминиевого сплава 7075. Модели радиоуправляемых машин любительского уровня обычно используют 7075 и 6061 для пластин шасси. 7075 используется в производстве винтовок M16 для армии США, а также винтовок типа AR-15 для гражданского рынка. В частности, высококачественные нижние и верхние ствольные коробки винтовок M16, а также удлинительные трубки, как правило, изготавливаются из сплава 7075-T6. Desert Tactical Arms, SIG Sauer и французская оружейная компания PGM используют его для своих высокоточных винтовок. Он также обычно используется в древках для клюшек для лакросса , таких как сабля STX, и наборах походных ножей и вилок. Это также распространенный материал, используемый в спортивных йо-йо.

Другим применением сплава серии 7075 стали шатуны, используемые в двигателях для дрэг-рейсинга .  Алюминиевые шатуны не обладают усталостной долговечностью кованых стальных стержней, но имеют меньшую массу, чем их стальные аналоги, что приводит к снижению механической нагрузки в периоды, когда двигатель работает в условиях полного газа и высоких оборотов.

Он также является стандартным материалом для защиты картера внедорожных мотоциклов.

Благодаря высокой прочности, низкой плотности, термическим свойствам и способности к полировке, сплав 7075 широко используется в производстве пресс-форм. Этот сплав был далее усовершенствован в другие сплавы серии 7000 для этого применения, а именно 7050 и 7020.

7075 использовался в соплах SRB Space Shuttle и внешнем баке SRB в межбаковой секции. Передняя и задняя юбка, а также межступенчатая ступень S-II , вторая ступень Saturn V были изготовлены из 7075. ^[15]

1. Авиационная арматура
2. Шестерни и валы
3. Детали ракет
4. Детали регулирующего клапана
5. Червячные передачи
6. Аэрокосмические/оборонные приложения
7. Автомобильный
8. Велосипедные звёздочки
9. Велосипедные коробки передач
10. Оборудование для стрельбы из лука

7075 продавался под различными торговыми наименованиями, включая Zicral, Ergal и Fortal Constructal. Некоторые сплавы серии 7000, продаваемые под торговыми наименованиями для изготовления форм, включают Alumec 79, Alumec 89, Contal, Certal, Alumould и Hokotol.

1. Рейс 421 авиакомпании Northwest Airlines
2. https://www.thomasnet.com/articles/metals-metal-products/all-about-7075-aluminum-properties-strength-and-uses/
3. В ЧЕМ РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ АЛЮМИНИЕМ 6061 И 7075?
4. Алюминий 7075: узнайте о его свойствах и применении
5. Свойства алюминиевого сплава 7075 Архивировано 16 октября 2018 г. на Wayback Machine
6. Свойства алюминиевого сплава 7075
7. 7075 алюминий
8. [1]

• «Свойства деформируемого алюминия и алюминиевых сплавов: 7075, Alclad 7075», Свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения , т. 2, Справочник ASM, ASM International, 1990, стр. 115–116.

• Свойства алюминия 7075