
7075 Große Aluminiumlegierung Die Schmiedetaten
7075 große Aluminiumlegierung Die Schmiedungen für Luft- und Raumfahrtanwendungen stellen einen Höhepunkt in der Materialtechnik dar, der speziell auf die anspruchsvollen Spezifikationen der Luftfahrtindustrie zugeschnitten ist.
1. Materialübersicht und Herstellungsprozess
7075 Große Aluminiumlegierung Die Schmiedungen repräsentieren die Höhe von Hochleistungsmaterialien und fortgeschrittene Fertigungstechnologien. Stähle . Große Würfel-Schmieden beziehen sich typischerweise auf Komponenten, die Zehnteile auf Hunderte von Kilogramm mit Abmessungen bis zu mehreren Metern und komplexen Formen, die in Luft- und Raumfahrt, Marine, Schienentransit und anderen Feldern mit extremen Anforderungen für die Stärke des Waschenverhältnisses, die Zuverlässigkeit und die dimensionalen Stabilität, die Mechanik, die Mechanik, und die Mechanik-Stabilität, die Mechanik-Stabilität, das Mechanik-Stabilität, {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{) verwendet. 7075 Legierung sind vollständig ausgenutzt, während die während des Schmiedens gebildete dichte Kornstruktur und der kontinuierliche Kornfluss sicherstellen, dass die Integrität und langfristige Zuverlässigkeit großer Komponenten unter extremen Lasten und rauen Umgebungen .}
Primärlegierungselemente:
Zink (Zn): 5.1-6.1% (Hauptverstärkungselement, bildet alznmgcu quaternäre feste Lösung und fällt Phasen aus)
Magnesium (mg): {2.1-2.9% (synergistisch mit Zink stärkt, bildet Mgzn₂ Stärkungsphase)
Kupfer (Cu): 1.2-2.0% (verbessert die Stärke und Härte, kann aber die Korrosionswiderstand verringern)
Chrom (cr): 0.18-0.28% (verfeinert Körner, hemmt die Rekristallisation, verbessert die Resistenz des Spannungskorrosionsrisses)
Grundmaterial:
Aluminium (Al): Gleichgewicht
Kontrollierte Verunreinigungen:
Eisen (Fe): 0,50% max
Silizium (SI): 0,40% max
Mangan (MN): 0,30% Max
Titan (Ti): 0,20% max
Andere Elemente: 0,05% max, je 0,15% maximal Gesamt
Herstellungsprozess (für große Schmiedinging): Die Produktion von 7075 großen Würfeln ist eine äußerst komplexe und präzise Systemtechnik, die sehr hohe Anforderungen an Geräte, Stanze, Prozesskontrolle und Qualitätsmanagement . Das Ziel ist es, das ultrahoch-hohe Festigkeitspotential zu maximieren und gleichzeitig die Widerstandsresistenz für Spannungskorrosion zu optimieren.
Rohstoffzubereitung und große Idler:
Die Produktion von hochwertigen, großqualitätsarmen 7075 großqualitativen Low-Epurity-Idioten werden ausgewählt, als die Produktion von Billigs ({4}}} Ingot-Produktion erweiterte Gusstechniken (wie semi-kontinuierliche Gießen) erfordert, um eine einheitliche interne Struktur, Abwesenheit von makroskopischen Defekten und minimale Trennung . zu gewährleisten. .}
Ingots müssen strengen chemischen Zusammensetzungsanalysen und Ultraschalluntersuchungen durchlaufen, um die metallurgische Qualität zu gewährleisten. .
Multi-Pass-Störungen und Zeichnen:
Große Pergots unterziehen sich in der Regel zum ersten Mal mit mehreren Pass und Zeichnen vor dem Vorab, um grobe As-Cast-Strukturen abzubauen, Körner zu verfeinern, die interne Porosität und Segregation zu eliminieren und eine einheitliche, feinkörnige Struktur mit kontinuierlichem Körnchenfluss .}}} zu bilden.
Die Vorabgänge erfolgt an großen Hydraulik- oder Ölpressen, wobei die Verformungstemperatur und die Menge . genau kontrollieren.
Schneiden:
Die Billets werden genau gemäß den vorgeschmiedeten Abmessungen und den endgültigen Schmiedensanforderungen . gesetzt. .
Heizung:
Große Billets werden gleichmäßig und langsam in fortgeschrittenen großen Schmiedeöfen erhitzt, um eine gründliche Wärmedurchdringung zu gewährleisten. Die Gleichmäßigkeit der Ofenofen muss die Standards der AMS 2750e entsprechen, wodurch eine Überhitzung vermieden wird, die eine Überhitzung von Korngrenze verursachen kann, um die Oxidation zu reduzieren .}}}}
Große Schmiedeformation:
One or more precise strikes/pressures are applied on 10,000-ton or even tens of thousands of tons large hydraulic presses or forging hammers. Die design is extremely complex, utilizing CAE simulation techniques to precisely predict metal flow, temperature fields, and stress fields, ensuring metal flow lines follow the complex contour of the part and achieve near-net Formen .
Schrittweise Schmieden: Für extrem komplexe oder sehr große Teile kann das Schmieden in mehreren Stanze und Schritten durchgeführt werden, um die endgültige Form . nach und nach zu bilden
Trimmen:
Nach dem Schmieden wird der schwere Blitz um die Peripherie des großen Schmiedens entfernt .
Wärmebehandlung:
Lösungswärmebehandlung: Die große Schmiede wird in einem genau kontrollierten großen Wärmebehandlungsprogramm auf ungefähr 475 Grad ± 5 Grad erhitzt und für ausreichende Zeit gehalten, damit Legierungselemente vollständig in die feste Lösung . extrem hohe Temperatureinheitlichkeit erforderlich sind .
Abschrecken: Schnelle Abkühlung von der Lösungstemperatur. Bei großen Schmiedeteilen werden in der Regel große Abschreckbehälter zum Abschrecken von Wasser (Raumtemperatur oder warmes Wasser) verwendet, ergänzt durch Zwangsumwälzung, um eine gleichmäßige und schnelle Abkühlung zu gewährleisten und übermäßige Abschreckspannungen oder unvollständiges Abschrecken zu vermeiden. Die Temperatur und die Rührintensität des Abschreckmediums sind kritisch.
Alterungsbehandlung:
T6 Temperament: Standard -künstliche Alterungsbehandlung, um maximale Festigkeit zu erreichen, ist jedoch empfindlich gegenüber SCC .
T7351 Temperament: Zweistufige oder mehrstufige künstliche Alterungsbehandlung, die eine häufige Wahl für große 7075-Schmiedel in der Luft- und Raumfahrt darstellt, um die Resistenz für Stresskorrosion zu verbessern und gleichzeitig hohe Festigkeit aufrechtzuerhalten .}
Große Zugstufe/Kompressionsspannung (E . G ., T7351):
Nach dem Quenchieren erfordern große Schmiedeten in der Regel einen Stressabbau unter Verwendung großer Zug- oder Kompressionsmaschinen, um die Restbetrachtung signifikant zu reduzieren, die Bearbeitungsverzerrung zu minimieren und die dimensionale Stabilität zu verbessern. . Dieser Schritt ist besonders kritisch für große Komponenten .}
Finishing & Inspektion:
Abgraben, Schussgeschwinden (verbessert die Ermüdungsleistung), dimensionale Inspektion, Oberflächenqualitätsprüfungen .
Schließlich werden ein umfassendes zerstörerisches Test (E . G ., Ultraschall, Penetrant, Wirbelstrom) und mechanische Eigenschaftstests durchgeführt, um sicherzustellen
2. Mechanische Eigenschaften von 7075 Großwäscheurmen
7075 große Würfel-Schmiedungen weisen in T6- und T7351-Tempern außergewöhnliche mechanische Eigenschaften auf und machen sie zu einer bevorzugten Wahl für hochstrahlende, hochladende Anwendungen. Anweisungen .
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Eigenschaftstyp |
T6 Typischer Wert |
T7351 Typischer Wert |
Testrichtung |
Norm |
|
Ultimative Zugfestigkeit (UTS) |
530-570 MPA |
460-500 MPA |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Streckgrenze (0,2% ys) |
460-500 MPA |
390-430 MPA |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Dehnung (2 Zoll) |
7-11% |
9-14% |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Brinell Härte |
155-170 Hb |
130-145 Hb |
N/A |
ASTM E10 |
|
Ermüdungsstärke (10⁷ Zyklen) |
140-170 MPA |
130-160 MPA |
N/A |
ASTM E466 |
|
Frakturzähigkeit K1C |
22-28 mpa√m |
26-33 mpa√m |
N/A |
ASTM E399 |
|
Scherfestigkeit |
300-330 MPA |
270-300 MPA |
N/A |
ASTM B769 |
|
Elastizitätsmodul |
71 GPA |
71 GPA |
N/A |
ASTM E111 |
Einheitlichkeit der Eigenschaft und Anisotropie:
Die Größe und das Gewicht großer Würfel machen die Gleichmäßigkeit der internen mechanischen Eigenschaft zu einer Herausforderung .. Fortgeschrittene Schmiedens- und Wärmebehandlungsprozesse maximieren die Gleichmäßigkeit der Eigenschaft ..
Die präzise Kornströmungsregelung ermöglicht eine optimale Leistung in den Hauptladungsrichtungen und verbessert die Quer- und Kurztransverse-Eigenschaften, wodurch die Gesamtanisotropie verringert wird, insbesondere in kritischen Bereichen .
3. mikrostrukturelle Eigenschaften
Die Mikrostruktur von 7075 großen Würfeln ist die grundlegende Garantie für ihre ultrahoch-hohe Stärke, hohe Zähigkeit, hohe Ermüdungsleistung und Schadenstoleranz, die einen entscheidenden Einfluss auf die makroskopischen Eigenschaften .}}}} wirkt
Wichtige mikrostrukturelle Merkmale:
Raffinierte, einheitliche und dichte Kornstruktur:
After upsetting and die forging with a large forging ratio, coarse as-cast grains are thoroughly broken down, forming fine, uniform, and dense recrystallized grains. This eliminates casting defects such as porosity, gas pockets, and segregation, significantly improving the material's ductility, toughness, and fatigue life.
Dispersoids, die durch Elemente wie Chrom (cr) (e . g ., Al₁₈cr₂mg₃) gebildet werden, stecken Korngrenzen effektiv an, hemmen das übermäßiges Kornwachstum während der Wärmebehandlung und die Aufrechterhaltung einer feinkörnigen Stärkung .
Kontinuierlicher Getreidefluss, der der Teilform sehr entspricht:
Dies ist das bedeutendste Merkmal und Vorteil von großen Würfelgegägen {., da das Metall plastisch innerhalb der großen Würfelhöhle fließt. Seine Körner sind länglich und bilden kontinuierliche fibröse Strömungslinien, die den komplexen externen und internen Strukturen des Teils eng entsprechen .
This grain flow alignment with the part's primary stress direction under actual operating conditions effectively transfers loads, significantly improving the part's fatigue performance, impact toughness, fracture toughness, and stress corrosion cracking resistance in critical stress areas (e.g., large connection holes, corners, varying cross-sections). In large components, the control and continuity des Kornflusses sind entscheidend für die Gesamtstrukturintegrität .
Präzise Kontrolle und gleichmäßige Verteilung der Stärkung der Phasen (Niederschläge):
Nach streng kontrollierter Lösungswärmebehandlung und -alterung schließen die primären Stärkung der Phasen η 'oder η (mgzn₂) in der Aluminiummatrix mit optimaler Größe, Morphologie und Abstand . gleichmäßig aus ..
Für große 7075 Schmiedungen zielt die alternde Behandlung (E . g ., T7351 Temperature, die Resistenz des Spannungskorrosionsrisses (SCC) großer Komponenten durch zweistöckige oder mehrstufige Alterung, die gleichmäßiger verteilte Gleichgewichtsphasen und die Kontrolle der Größen und die Kontrolle von Größen und die Kontrolle von Größen und der Kontrolle von Größen und der Kontrolle von Größen und der Kontrolle von Größen signifikant und zu einer signifikant verbessern. Koarser . Dies ist besonders wichtig für die SCC -Empfindlichkeit in dicken Abschnitten großer Komponenten .
Hohe metallurgische Sauberkeit und niedrige Defektrate:
Large die forgings have a dense internal structure, free from casting defects. Through strict control of raw material impurity content, the formation of harmful iron-rich or silicon-rich phases is reduced, thereby ensuring the material's toughness, fatigue life, and damage tolerance. Large forgings for aerospace applications typically require extremely low levels of non-metallic inclusions and are ensured by 100% Ultraschallinspektion für interne Qualität .
4. Dimensionale Spezifikationen und Toleranzen
7075 Große Aluminiumlegierung Die Schmiedelemente werden typischerweise in Anwendungen mit strengen Anforderungen für die dimensionale Genauigkeit und geometrische Toleranzen verwendet und können eine komplexe und nahezu nette Formproduktion erreichen .
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Parameter |
Typischer Größenbereich |
Luft- und Raumfahrt -Schmieden -Toleranz (e . g ., AMS 2770) |
Präzisionsbearbeitungstoleranz |
Testmethode |
|
Maxumhüllungsdimension |
1000 - 6000 mm |
± 0,5% oder ± 2 mm |
± 0.05 - ± 0,3 mm |
CMM/Laser -Scan |
|
Min -Wandstärke |
10 - 200 mm |
± 1,0 mm |
± 0.2 - ± 0,5 mm |
CMM/Dicke |
|
Gewichtsbereich |
50 - 5000 kg |
±3% |
N/A |
Elektronische Skala |
|
Oberflächenrauheit (geschmiedet) |
Ra 12.5 - 50 μm |
N/A |
Ra 1.6 - 6.3 μm |
Profilometer |
|
Ebenheit |
N/A |
0,5 mm/100 mm |
0,1 mm/100 mm |
Flachness Messel/CMM |
|
Senkrechte |
N/A |
0,3 Grad |
0,1 Grad |
Winkelmesser/CMM |
Anpassungsfähigkeit:
Große Würfel -Schmieden werden typischerweise stark angepasst und basierend auf komplexen CAD -Modellen und technischen Zeichnungen produziert, die von den Kunden bereitgestellt werden .
Die Hersteller müssen starke Design- und Fertigungsfähigkeiten sowie ultra-große Schmiedens- und Wärmebehandlungsgeräte besitzen. .}
Vollständige Dienste können von Rohstoff vorab vor der Durchführung, Schmiedefälle, Wärmebehandlung, Stressabbau bis zur Bearbeitung von Rough/Finish . erbracht werden
5. Temperaturbezeichnungen und Wärmebehandlungsoptionen
Die Eigenschaften von 7075 Legierung sind in hohem Maße von der Wärmebehandlung abhängig, insbesondere von der alternden Behandlung . Für große Schmiedetaten sind die Einheitlichkeit und Tiefe der Wärmebehandlung die wichtigsten Herausforderungen .
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Temperaturcode |
Prozessbeschreibung |
Typische Anwendungen |
Schlüsselmerkmale |
|
O |
Voll geglüht, weich |
Zwischenzustand vor weiterer Verarbeitung |
Maximale Duktilität, niedrigste Stärke |
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T6 |
Lösungswärme behandelt, dann künstlich gealtert |
Maximale Festigkeitsanforderung, aber scc empfindlich |
Höchste Stärke, hohe Härte |
|
T73 |
Lösungswärme behandelt und dann überprüft |
Korrosionsrisswiderstand mit hoher Stress, etwas niedrigere Festigkeit |
Hoher SCC -Widerstand, gute Zähigkeit |
|
T7351 |
Lösungswärme behandelt, künstlich gealtert, gestreckte stressgereichte |
Luft- und Raumfahrt, hohe SCC -Resistenz, hohe dimensionale Stabilität |
Hohe Festigkeit, optimale SCC -Resistenz, minimaler Reststress |
|
T7352 |
Lösungswärme behandelt, künstlich gealtert, Druckspannungsbeschwerde |
Ähnlich wie T7351, aber für bestimmte Formen |
Hohe Festigkeit, optimale SCC -Resistenz, minimaler Reststress |
|
T7651 |
Lösungswärme behandelt, künstlich gealtert, gestreckte stressgereichte Peeling-Resistenz besser als T7351 |
Peeling -Korrosionsrisikobereiche, mittelschwere SCC -Resistenz, hohe Festigkeit |
Gute Peelingresistenz, hohe Festigkeit |
Anleitung zur Temperaturauswahl:
T6 Temperament: Bei großen Schmiedetemperaturen wird das T6 -Temperament selten verwendet, es sei denn
T7351 Temperament: Dies ist die bevorzugte Wahl für große 7075-Schmiedeteile in der Luft- und Raum- und hochverträglichen Industriesektoren . Es bietet hervorragende Spannungskorrosionsrisswiderstand und dimensionale Stabilität, wobei die hohe Festigkeit . diese Kombination von Eigenschaften beibehalten wird.
6. Bearbeitungs- und Herstellungseigenschaften
Die Bearbeitung von 7075 großen Würfeln erfordert typischerweise große Geräte mit hohem Rigidität und optimierte Prozesse .
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Betrieb |
Werkzeugmaterial |
Empfohlene Parameter |
Kommentare |
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Drehen |
Carbide, PCD -Tools |
Vc =150-600 m/min, f =0.2-1.5 mm/rev |
Große Bestandsentfernung für die Schärfe, Präzision für die Oberflächenbeschaffung |
|
Mahlen |
Carbide, PCD -Tools |
Vc =200-1000 m/min, fz =0.1-0.8 mm |
Große 5- Achse/Geldbearbeitungszentren, schweres Schneiden, Mehrachsekontrolle |
|
Bohren |
Carbid, beschichtetes HSS |
Vc =40-150 m/min, f =0.08-0.3 mm/rev |
Tiefe Lochbohrung, interne Kühlung, Chip -Evakuierung, strenge dimensionale Kontrolle |
|
Tippen |
HSS-E-PM |
Vc =8-25 m/min |
Ordnungsgemäßes Schmieren, verhindert das Riss, Klopfen mit großer Löcher |
|
Schweißen |
Nicht empfohlen (Fusionsschweißen) |
Große 7075 Komponenten haben eine schlechte Schweißbarkeit, anfällig für Risse und Festigkeitsverlust |
Verschraubte Verbindungen empfohlen oder Reibungsschweißen (FSW) für bestimmte Fälle |
|
Reststressbehandlung |
Vorabstreckung/Vorkompression nach der Hitze oder Vibrationsspannung oder schrittweise Bearbeitung |
Verhindert die Bearbeitungsverzerrung, sorgt für die dimensionale Stabilität in großen Teilen |
Kritischer Prozess in der Luft- und Raumfahrt |
Herstellung Guidance:
Verarbeitbarkeit: 7075 in T6/T7351-Tempern hat eine hohe Härte und eine gute Bearbeitbarkeit, aber für große Komponenten mit großen Bearbeitungszulagen, Hochleistungs-Werkzeugmaschinen sind erforderlich .
Reststress: Große Schmieden haben hohen Restspannungen nach dem Löschen {. Das Temperament T7351 (einschließlich Zugspannungsabbau) kann die Bearbeitung des Bearbeitungsverzerrung effektiv steuern . Bei der Präzisionsbearbeitung großer Komponenten sollte eine mehrstufige Bearbeitungsstrategie, einschließlich der Raustress-Hilfsfinanzierung, distortiert werden, um Distortion zu minimieren, {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{}}
Schweißbarkeit: Die herkömmliche Schweißbarkeit von 7075 Legierung ist sehr schlecht, sehr anfällig für heiße Risse und schwerer Verlust der Gelenkfestigkeit . Für große Verbindungsanwendungen werden typischerweise mit hoher Strecke gesteuerte Verbindungen verwendet, oder für spezifische Nicht-Ladungs-Ladungsgebiete können für spezifische Nicht-Ladungs-Triebbereiche mit strikter Bewertung der Auswirkung auf die Auswirkung auf die Gesamtleistung berücksichtigt werden.
7. Korrosionswiderstands- und Schutzsysteme
Der Korrosionsbeständigkeit von 7075 großen Aluminiumlegierung Die Schmiedetaten sind eine kritische Überlegung für ihren langfristigen Dienst, insbesondere in komplexen Umgebungen wie Marine- oder feuchten Bedingungen .
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Korrosionstyp |
T6 (typisch) |
T7351 (typisch) |
Schutzsystem |
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Atmosphärische Korrosion |
Gut |
Exzellent |
Anodisierung oder keinen besonderen Schutz benötigt |
|
Meerwasserkorrosion |
Mäßig |
Gut |
Anodierende, Hochleistungsbeschichtungen, galvanische Isolation |
|
Spannungskorrosionsrisse (SCC) |
Hochempfindlich |
Sehr geringe Empfindlichkeit |
Wählen Sie T7351 Temperament oder kathodischer Schutz |
|
Peeling -Korrosion |
Mäßig empfindlich |
Sehr geringe Empfindlichkeit (T7651 besser) |
Wählen Sie T7351/T7651 Temperament, Oberflächenbeschichtung |
|
Intergranuläre Korrosion |
Mäßig empfindlich |
Sehr geringe Empfindlichkeit |
Wärmebehandlungskontrolle |
Korrosionsschutzstrategien:
Legierung und Temperaturauswahl: Für große 7075 Schmieden, insbesondere solche, die in anspruchsvollen Umgebungen wie Luft- und Raumfahrt- und Marinegefäßen verwendet werden, ist das Temperament T7351 obligatorisch, um die Resistenz gegen Spannungskorrosionsrisse und Peeling -Korrosion zu maximieren .
Oberflächenbehandlung:
Anodisierung: Die häufigste und effektivste Schutzmethode, die einen dichten Oxidfilm auf der Schmiedeoberfläche bildet, die Korrosions- und Verschleißfestigkeit . für große Komponenten, die Größe des Anodisierungstanks und die Prozesssteuerung .} verbessert, ist .}}}}}}}}
Chemische Umwandlungsbeschichtungen: Dienen als gute Primer für Farben oder Klebstoffe und bieten zusätzlichen Korrosionsschutz .
Hochleistungsbeschichtungssysteme: Multi-Layer-Hochleistungs-Anti-Korrosionsbeschichtungen können in extrem korrosiven Umgebungen angewendet werden .
Galvanisches Korrosionsmanagement: Wenn Sie mit inkompatiblen Metallen in Kontakt sind, müssen strenge Isolationsmaßnahmen (e . G ., Dichtungen, Isolierbeschichtungen, Dichtungsmittel) eingenommen werden, um eine galvanische Korrosion zu verhindern, was in großen komplexen Strukturen besonders wichtig ist .
8. physikalische Eigenschaften für das Engineering -Design
Die physikalischen Eigenschaften von 7075 großen Aluminiumlegierung Die Schmiedetaten sind wichtige Eingabedaten für die Gestaltung von Flugzeugen, Schiffen und schweren Maschinen .
|
Eigentum |
Wert |
Entwurfsprüfung |
|
Dichte |
2,81 g/cm³ |
Leichtes Design |
|
Schmelzbereich |
477-635 Grad |
Wärmebehandlung und Schweißfenster |
|
Wärmeleitfähigkeit |
130 W/m·K |
Wärmemanagement, Wärmeableitungsdesign |
|
Elektrische Leitfähigkeit |
33% IACs |
Mäßige elektrische Leitfähigkeit |
|
Spezifische Wärme |
960 J/kg · k |
Wärmemassen- und Wärmekapazitätsberechnungen |
|
Wärmeausdehnung (CTE) |
23.6 ×10⁻⁶/K |
Dimensionale Änderungen aufgrund von Temperaturschwankungen |
|
Young's Modul |
71 GPA |
Ablenkung und Steifigkeitsberechnungen |
|
Poissons Verhältnis |
0.33 |
Strukturanalyseparameter |
|
Dämpfungskapazität |
Niedrig |
Vibration und Rauschkontrolle |
Konstruktionsüberlegungen:
Ultimate Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis: 7075 Große Schmieden bieten ein hervorragendes Verhältnis von Kraft zu Gewicht in großen Strukturen, ideal zur Gewichtsreduzierung und zur Steigerung der Nutzlast .
Hohe Zuverlässigkeits- und Schadenstoleranz: Die Kombination des Schmiedensprozesses und der hochfesten Eigenschaften von 7075 Legierung gewährleistet die langfristige Zuverlässigkeit und Schadenstoleranz großer Komponenten bei schweren Belastungen, insbesondere für kritische tragende Strukturen .
Integration großer komplexer Formen: Large Die Schmiede kann nahezu netzförmige komplexe Geometrien erzeugen, wobei mehrere Funktionen integriert werden können, die Kosten für die Anzahl der Teil und die Montage reduzieren.
Hervorragende Ermüdungsleistung: Die überlegene Ermüdungsfestigkeit macht sie für große Komponenten geeignet, die zyklische Belastungen ausgesetzt sind, z. B. Flugzeugflügelarmaturen .
Spannungskorrosionsrisse -Management: Die Auswahl des entsprechenden Alterungstemperiums (T7351) ist entscheidend, um seine inhärente SCC-Empfindlichkeit zu überwinden und die langfristige Sicherheit großer Komponenten zu gewährleisten .
Restspannungskontrolle: Die Kontrolle der Restspannung in großen Schmiedetikeln ist ein zentraler Schwerpunkt bei der Konstruktion und Verarbeitung, die die dimensionale Stabilität und Bearbeitungsdeformation beeinflusst .
9. Qualitätssicherung und Tests
Qualitätskontrolle für 7075 große Aluminiumlegierung Die Schmiedelemente sind äußerst streng und komplex und müssen die höchste Ebene der Luft- und Raumfahrt und industriellen Standards entsprechen .
Standard -Testverfahren:
Voller Lebenszyklus -Rückverfolgbarkeit: Alle Produktions- und Testdaten müssen vollständig von Ingot bis zur endgültigen Bereitstellung aufgezeichnet und nachvollziehbar sein, um die Qualitätskontrolle in jeder Phase zu gewährleisten. .
Rohstoffzertifizierung:
Chemische Zusammensetzungsanalyse (optisches Emissionsspektrometer, ICP), um die Einhaltung von AMS, ASTM usw. {., insbesondere für die Segregationssteuerung bei großen Ingots ., sicherzustellen
Interne Defektinspektion: 100% groß angelegte Ultraschalltests (UT), um sicherzustellen, dass Barren und vorgeschmiedete Rohlinge frei von makroskopischen Defekten sind .
Schmiedeprozessüberwachung:
Echtzeitüberwachung und Aufzeichnung von Schlüsselparametern wie Ofentemperatur, Schmiedenstemperatur, Druck, Verformungsmenge, Verformungsrate und Stanztemperatur, um die Stabilität und Wiederholbarkeit des Schmiedenprozesses zu gewährleisten .
In-Prozess-/Offline-Inspektion von Schmiedensform und Abmessungen .
Überwachung des Wärmebehandlungsprozesses:
Genauige Kontrollsteuerung und Aufzeichnung der Einheitlichkeit der Ofentemperatur für große Wärmebehandlungsöfen (Abschluss der AMS 2750E -Klasse 1), die Temperatur- und Agitationsintensität der Medien und die Ablagerung der Übertragungszeit .
Kontinuierliche Aufzeichnung und Analyse der Wärmebehandlungstemperatur/Zeitkurven .
Analyse der chemischen Zusammensetzung:
Überprüfung der chemischen Zusammensetzung der Batch-Zusammensetzung der endgültigen Schmieden sowie Spot-Überprüfungen in kritischen Bereichen .
Mechanische Eigenschaftstests:
Zugprüfung: Proben, die in L-, LT- und ST -Anweisungen von mehreren repräsentativen Orten entnommen wurden, die streng auf UTS, YS, EL gemäß den Standards getestet wurden und sicherstellen
Härteprüfung: Mehrpunktmessungen zur Bewertung der Gesamteinheitlichkeit .
Impact -Test: Charpy V-Notch-Impact-Test bei Bedarf .
Fraktur -Zähigkeitstests: K1C- oder JIC -Test für kritische Komponenten, um sicherzustellen, dass die Anforderungen an die Schadenstoleranz erfüllt sind .
SCC -Tests (Stresskorrosionsrisse):
Alle großen 7075-Schmieden (insbesondere in T7351 Temperatur) sind einem SCC-Sensitivitätstest (E {. g ., C-Ring-Test, ASTM G38/G39) verpflichtet, um sicherzustellen, dass kein SCC bei angegebenen Spannungsstufen . stattfindet.
Zerstörungsfreie Tests (NDT):
Ultraschalltests (UT): 100% interner Defektinspektion für alle kritischen, tragenden großen Schmieden (gemäß AMS 2154 Standard, Klasse AA oder Klasse A), um keine Porosität, Einschlüsse, Delaminationen, Risse usw. zu gewährleisten .
Durchdringungstest (PT): 100% Oberflächeninspektion (gemäß AMS 2644 Standard), um oberflächliche Defekte zu erkennen .
Wirbelstromtests (ET): Erkennt Oberflächen- und Nah-Oberflächen-Defekte sowie materielle Gleichmäßigkeit .
Röntgenuntersuchungen (RT): Röntgen- oder Gammastray-Inspektion für bestimmte Bereiche zur Bewertung der internen Dichte .
Mikrostrukturanalyse:
Metallographische Untersuchung zur Bewertung der Korngröße, der Kornflusskontinuität, des Umkristallisationsgrades, der Niederschlagsmorphologie und -verteilung, insbesondere den Merkmalen von Korngrenze -Niederschlägen, um die Einhaltung der Anforderungen an hohe Festigkeit und SCC -Widerstandsanforderungen zu gewährleisten {.}
Dimensions- und Oberflächenqualitätsprüfung:
Präzise 3D -dimensionale Messung unter Verwendung großer Koordinatenmessgeräte (CMM) oder Laserscanning, um die dimensionale Genauigkeit und geometrische Toleranzen komplexer Formen zu gewährleisten .
Oberflächenrauheit, visuelle Defektinspektion .
Standards und Zertifizierungen:
Hersteller müssen ISO 9001, AS9100 (Luft- und Raumfahrt -Qualitätsmanagementsystem) zertifiziert sein .
Produkte müssen strenge Luft- und Raumfahrt- und Industriestandards wie AMS (Luft- und Raumfahrtmaterialspezifikationen), ASTM B247 (Aluminiumlegierung), mil (militärische Spezifikationen) . entsprechen
EN 10204 Typ 3 . 1 oder 3.2 Materialtestberichte können bereitgestellt werden, und die unabhängige Zertifizierung von Drittanbietern kann auf Kundenanfrage arrangiert werden.
10. Anwendungen und Entwurfsüberlegungen
7075 Große Aluminiumlegierung Die Schmiedungen sind das bevorzugte Material für kritische strukturelle Komponenten in Luft- und Raumfahrt-, Marineschiffen, Schienentransit und Kernindustrien aufgrund ihres außergewöhnlichen Verhältnisses zu Gewicht, hoher Zuverlässigkeit, Schadenstoleranz und hervorragender Ermüdungsleistung .
Primäre Anwendungsbereiche:
Luft- und Raumfahrt: Primäre strukturelle Komponenten für tragende Flugzeugstruktur (E {. g ., Flügelsparen, große Rumpfrahmen, Hauptfahrradstreben, Motorpylonen, Türrahmen, Hochlastverbindungsanschlüsse), Helicopter-Rotor-Hubs, Getriebekoffer .}}}}}}}}}}
Marineindustrie: Hauptkomponenten für Rumpfstruktur für Hochleistungsschiffe, Mastbasen, große Stecker, Strukturkomponenten für Schiffborne-Waffensysteme, leichte und hohe Festigkeit .
Eisenbahntransit: Hochgeschwindigkeits-Zugkörperverbinder, kritische Drehgestellkomponenten, Pantograph-Stützstrukturen, zur Gewichtsreduzierung und erhöhte Sicherheitsmargen .
Nuklearindustrie: Interne strukturelle Stützen für nukleare Einrichtungen, Kühlsystemkomponenten usw. ., die eine extrem hohe Zuverlässigkeit und langfristige Stabilität von Materialien erfordern .
Schwere Maschinen und Ausrüstung: Große Kranbooms, kritische Verbindungskomponenten für Bagger, Hochdruckgefäßflansche .
Designvorteile:
Ultimate Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis: Erreicht eine signifikante Gewichtsreduzierung in großen Strukturen und verbessert die Leistung der Geräte und die Energieeffizienz .
Hohe Zuverlässigkeits- und Schadenstoleranz: Die Kombination des Schmiedensprozesses und der 7075-Legierungseigenschaften bietet eine hervorragende Lebensdauer der Müdigkeit, die Frakturzähigkeit und den Widerstand der Stresskorrosionsrisse, um den langfristigen sicheren Dienst großer Komponenten unter extremen Lasten und komplexen Umgebungen zu gewährleisten. .}
Integration großer komplexer Formen: Large-Würfel können nahezu netzförmige komplexe Geometrien erzeugen, die mehrere Funktionen integrieren, die Kosten für die Anzahl der Teil und die Montage reduzieren. Dies ist ein wesentlicher Vorteil für große integrale Strukturkomponenten .
Hervorragende Ermüdungsleistung: Entscheidend in großen Strukturen, die wiederholten zyklischen Lasten ausgesetzt sind .
Entwurfsbeschränkungen:
Hohe Kosten: Rohstoffkosten, die Kosten für die Entwicklungskosten, die Investitionsanlagen für Schmiedegeräte und die Präzisionsbearbeitungskosten sind extrem hoch und begrenzen die Anwendung in der allgemeinen Industrie .}
Langer Fertigungszyklus: Das Design und die Herstellung von Stanze für komplexe große Schmiedeteile sowie mehrpass-Schmiedens- und Wärmebehandlungszyklen sind langwierig und erfordern eine genaue Produktionsplanung .
Größenbeschränkungen: Schmiedeabmessungen werden durch vorhandene Schmiedegeräte (Zehntausende von Tonnen Press) . begrenzt
Schlechte Schweißbarkeit: Traditionelle Fusionsschweißmethoden werden im Allgemeinen nicht für 7075 große tragende Strukturen verwendet. .
Hochtemperaturleistung: Nicht geeignet für langfristige Betriebsumgebungen über 120 Grad .
Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsüberlegungen:
Hochwertige Anwendungen: Große 7075 Schmiedeteile werden hauptsächlich in strategischen Bereichen mit extrem hohen Anforderungen an Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit eingesetzt, in denen ihre hohen Kosten durch die erheblichen Leistungsverbesserungen und Sicherheitsmargen ausgeglichen werden, die sie bereitstellen, .
Effizienz der Materialnutzung: Fortgeschrittene Nah-NET-Forging-Schmiedetechnologie und Präzisionsbearbeitung maximieren die Reduzierung der Materialabfälle, obwohl für große Teile die Bearbeitungszulage immer noch erheblich sein kann .
Umweltfreundlichkeit: Aluminiumlegierungen sind sehr recycelbar und übereinstimmen mit grünen Herstellungs- und Rundwirtschaftsprinzipien .
Verbesserte Sicherheit: Die überlegene Leistung von Schmiedetationen verbessert direkt die Sicherheit von Flugzeugen, Schiffen und anderen Geräten, was die höchste Manifestation ihres Wertes . ist
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