7075 T6 Aluminiumlegierung Schmieden Ring

Der 7075 T6-Aluminiumlegierring ist eine ultrahöge Festigkeit, hitzebehandelungsfähige Aluminium-Zinc-Magnesium-Copper-Legierung, die für sein außergewöhnliches Verhältnis zu Gewicht zugewichtig ist, überlegener Müdigkeit, und eine gute Beachtungsbarkeit .}}} Durch einen präzisen Gründungsprozess. Anwendungen, die extreme Stärke und Zuverlässigkeit fordern, wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Hochleistungsmaschinen und Hochdruckgeräte:

Primärlegierungselemente:

Zink (Zn): 5.1-6.1% (primäres Stärkungselement)

Magnesium (mg): 2.1-2.9% (Formen, die Phasen mit Zink stärken)

Kupfer (cu): 1.2-2.0% (verstärkt die Stärke und Härte)

Chrom (Cr): 0.18-0.28% (hemmt die Rekristallisation, verbessert die Stresskorrosionsresistenz)

Grundmaterial:

Aluminium (Al): Gleichgewicht

Kontrollierte Verunreinigungen:

Eisen (Fe): weniger oder gleich 0,50% max

Silizium (SI): weniger oder gleich 0,40% max

Mangan (MN): weniger oder gleich 0,30% max

Titan (Ti): weniger oder gleich 0,20% max

Andere Elemente: weniger oder gleich 0,05%, weniger als oder gleich 0,15%, insgesamt

Premium -Schmiedenprozess:

Schmelzenpräparation:

Hochpüren primäres Aluminium (99,7% Minimum)

Genaue Kontrolle von Legierungselementen mit ± 0,05% Toleranz

Erweiterte Filtrations- und Entgasungsbehandlungen (e {. G ., Snif oder Vakuumentgasung) Gewährleistung der Sauberkeit der Schmelze

Getreideverfeinerung (typischerweise mit Al-Ti-B-Master-Legierung)

Semi-kontinuierlicher Gießen von Direct Chill (DC), um hochwertige Pergots zu produzieren

Homogenisierung:

460-480 Grad für 12-24 Stunden

Gleichmäßige Temperaturregelung: ± 5 Grad

Langsame Kühlraten gewährleisten eine gleichmäßige Verteilung von Legierungselementen und beseitigen die Makro-Tegregation

Billet -Vorbereitung:

Ingot -Oberflächenkonditionierung (Skalping oder Mahlen)

100% Ultraschallinspektion, um die innere Fehlerlosigkeit zu gewährleisten

Vorheizen: 380-420 Grad mit präziser Temperatur Gleichmäßigkeitskontrolle

Schmiedenssequenz (Ringfischen):

Aufregung: Das Ingot in einen Festplatten- oder Preform -Ring bei 380-420 Grad fälschen

Piercing/Stanzen: Erstellen eines zentralen Loch

Ringrollen: Verwenden einer Ringrollmaschine, um den Ring -Preform axial und radial zu erweitern, die Getreidestruktur weiter zu verfeinern und Abmessungen zu steuern

Die Schmiede Finish: Endgültiges Formen in den sterben, um geometrische Präzision und Oberflächenbeschaffung zu gewährleisten

Schmiedenstemperatur: 350-400 Grad (genau unter der Rekristallisationstemperatur kontrolliert)

Schmiedendruck: Tausende bis Zehntausende von Tonnen, abhängig von Ringgröße und Komplexität

Mindestverringerungsverhältnis: 4: 1 bis 6: 1, gewährleisten dichte, gleichmäßige innere Struktur, Eliminierung der Gussstruktur und Bildung des optimierten Kornflusses

Lösungswärmebehandlung:

465-480 Grad für 1-4 Stunden (abhängig von der Ringwanddicke)

Temperaturgleichmäßigkeit: ± 3 Grad

Schnelle Übertragung zum Quenchieren von Medium (<10 seconds)

Abschrecken:

Wasserlösung (Raumtemperatur oder heißes Wasser) oder Polymerlöschung

Kontrollierte Kühlrate, um optimale Stärke und Zähigkeit zu erreichen

Stressabbau (für T651 Temperament):

Kontrollierte Dehnung (1-3% plastische Verformung) oder Komprimierung, um die Restspannung zu verringern

Künstliches Altern (T6 Temperament):

120 Grad für 24 Stunden

Alle Produktionsphasen unterliegen strenger Qualitätskontrolle, nicht zerstörerischen Tests und Rückfälligkeitsmanagement .

Immobilienverteilung:

Radiale VS . Tangentialeigenschaften: Geschmiedete Ringe weisen eine ausgezeichnete Anisotropie auf, wobei der Kornstrom tangential verteilt ist (umfangreich), was eine höhere Tangentialstärke und den Ermüdungswiderstand . radiale und axiale Eigenschaften bietet.

Wandstärke Wirkung auf Eigenschaften: Die Stärke kann die dünneren Wandabschnitte leicht erhöhen .

Variation von Kern -zu -Oberflächenhärten: weniger als 5 Hb .

Restspannung: T651 -Temperatur reduziert die Restspannung durch Stressablagerungsbehandlung signifikant und minimiert die Bearbeitungsverzerrung .

Ermüdungsleistung: Optimierter Kornfluss, der durch den Schmiedeprozess gebildet wird

Wichtige mikrostrukturelle Merkmale:

Getreidestruktur:

Feine, einheitliche gemischte Struktur von rekristallisierten Körnern und verlängerten nicht rekristallisierten Körnern ausgerichtete tangential

Der Getreidefluss, der stark mit der Geometrie des Rings entspricht, gleichmäßig verteilt tangential, maximiert die Materialleistung

Al₁₈mg₃cr₂ Dispergierungen, die durch Chrom gebildet werden, hemmen das Kornwachstum und die Rekristallisation wirksam

ASTM Korngröße 6-9 (45-16 μm)

Niederschlagsverteilung:

η '(mgzn₂) und η (mgzn₂) Phasen: gleichmäßig dispergiert, was die primäre Verstärkung sorgt

Kontinuierliche Ausfällung von mgzn₂ an Korngrenzen kontrolliert, um die Empfindlichkeit der Spannungskorrosion zu verringern

Grobe intermetallische Verbindungen, die durch geringfügige Fe gebildet werden, werden effektiv abgebaut und verteilt

Texturentwicklung:

Schmiedenprozess erzeugt eine spezifische Textur, die für tangentiale Eigenschaften von Vorteil ist

Besondere Merkmale:

Hohe metallurgische Sauberkeit, minimierende nicht-metallische Einschlussfehler

Strikt kontrollierte Korngrenze Zinkzonenbreite und kontinuierliche Niederschläge sind für den SCC-Widerstand von entscheidender Bedeutung

Standard verfügbare Formulare:

Geschmiedete Ringe: Außendurchmesser 100 mm bis 1500 mm, Wandstärke 10 mm bis 300 mm

Benutzerdefinierte Dimensionen und Geometrien, die gemäß den Kundendienstzeichnungen und Anforderungen verfügbar sind

Verschiedene verfügbare Bearbeitungsbedingungen, e . g ., geschmiedet As-is, rau bearbeitet, bearbeitet

Anleitung zur Temperaturauswahl:

T6: Wenn eine maximale Festigkeit erforderlich ist und die Umgebungsbedingungen nicht schwerwiegend sind oder für dickwandige Ringe, die nicht auf SCC empfindlich sind

T651: Wenn eine hohe Festigkeit erforderlich ist und der Ring eine erhebliche Präzisionsbearbeitung durchläuft, um die Verzerrung zu verringern

T73/T7351: Wenn der Ring in korrosiven Umgebungen arbeitet und auf Kosten einer gewissen Festigkeit einen extrem hohen SCC -Widerstand erfordert

Das T6 -Temperament von 7075 Legierung hat eine gewisse Empfindlichkeit gegenüber SCC . für kritische Anwendungen, übertragene Gemüter wie T73, T74 werden im Allgemeinen empfohlen.

Herstellung Guidance:

Bewertung der Bearbeitbarkeit: 40% (1100 Aluminium=100%), relativ schwer zu maschine, insbesondere bei T6 -Temperatur aufgrund hoher Härte

Chip -Bildung: bildet sich in der Regel feine, gebrochene Chips, aber Wärmekonzentration und erfordert eine gute Evakuierung und Kühlung von Chips

Kühlmittel: wasserlösliche Schneidflüssigkeit (10-15% Konzentration), Kühlung mit hoher Durchflussrate; Schneidflüssigkeiten auf Ölbasis können ebenfalls verwendet werden

Werkzeugkleidung: Hoch, PCD- oder beschichtete Carbid -Werkzeuge, regelmäßige Inspektion

Schweißbarkeit: Sehr schlechtes, konventionelles Schweißen nicht empfohlen, beschränkt auf spezielle Prozesse wie Reibungsschweißen, mit erheblicher Festigkeitsverlust nach dem Schweißen

Kaltarbeit: Schlechte Formbarkeit, nicht für kaltes Biegen, Stempeln usw. geeignet, ., normalerweise in getempertem Zustand gebildet

Heißes Arbeiten: Das Schmieden muss unter streng kontrollierten Temperatur- und Dehnungsraten durchgeführt werden

Oberflächenbehandlung: Kann anodiert werden (empfohlene Schwefelanodierung), verbessert jedoch die SCC -Empfindlichkeit . nicht wesentlich

Oberflächenschutzoptionen:

Anodisierung:

Typ II (Schwefel): 10-25 μm Dicke, verbessert den Verschleiß und die Korrosionsbeständigkeit, kann gefärbt werden

Typ III (hart): 25-75 μm Dicke für hohe Verschleißanwendungen

Umbaubeschichtungen:

Chromat Conversion Coellings (mil-dtl -5541): Ausgezeichnete Basis für Farben oder Klebstoffe, bietet Korrosionsschutz

Chromfreie Alternativen: umweltbedingt konform

Malsysteme:

Epoxy Primer + Polyurethan Topcoat: bietet einen hervorragenden langfristigen Schutz, insbesondere für Luft- und Raumfahrt- und militärische Anwendungen

Verkleidung:

In extremen korrosiven Umgebungen kann es berücksichtigt werden

Konstruktionsüberlegungen:

Betriebstemperaturbereich: -60 Grad bis +100 Grad (Stärke verschlechtert sich signifikant darüber)

Kryogene Leistung: Ein geringer Anstieg der Festigkeit bei niedrigen Temperaturen, Zähigkeit bleibt gut, kein spröder Übergang

Magnetische Eigenschaften: Nichtmagnetisch

Recyclingbarkeit: hochwertiges recycelbares Material

Dimensionsstabilität: Ausgezeichnet in T651 Temperatur, geeignet für die Präzisionsbearbeitung geeignet

Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis: Unter den höchsten für Aluminiumlegierungen, ideal für Luft- und Raumfahrtmaterialien

Standard -Testverfahren:

Chemische Zusammensetzung:

Optische Emissionsspektroskopie

Inerte Gasfusion (Wasserstoffgehalt)

Überprüfung aller Legierungselemente und Verunreinigungsinhalte

Mechanische Tests:

Zugtest (radial, tangential, axial)

Härteprüfung (Brinell, mehrere Standorte)

Fraktur -Zähigkeitstest (K1C, gemäß ASTM E399)

Ermüdungstest (nach Bedarf, E . G ., rotierende Biegemöder, Risswachstumsrate)

Spannungskorrosionsrisse (SCC, gemäß ASTM G44, G47), insbesondere für T6 -Temperatur

Zerstörungsfreie Tests:

Ultraschallinspektion (100% Volumetrie, per AMS 2630 Klasse A1, AMS-STD -2154 oder ASTM E2375 Level 2)

Wirbelstromtests (Oberflächen- und nahezu Oberflächenfehler)

Penetrantinspektion (Oberflächenfehler)

Röntgenuntersuchungen (interne makroskopische Defekte)

Mikrostrukturanalyse:

Korngrößenbestimmung

Überprüfung des Getreideflussmusters

Niederschlagsbewertung (TEM/SEM)

Rekristallisationsabschlussbewertung

Dimensionale Inspektion:

CMM -Überprüfung (Koordinatenmessmaschine)

Außendurchmesser, Innendurchmesser, Wanddicke, Höhe, Flachheit, Konzentrizität usw. .

Standardzertifizierungen:

Mühlenprüfbericht (en 10204 3.1 oder 3.2)

Chemische Analysezertifizierung

Mechanische Eigenschaften Zertifizierung

Wärmebehandlung/Schmiedenszertifizierung

Zerstörerische Testzertifizierung

Übereinstimmung mit AMS 4133 (Ringgutning), AMS 4145, ASTM B247 (Schmiedetaten) und anderen Luft- und Raumfahrtstandards

AS9100 oder ISO 9001 Quality Management System -Zertifizierung

Primäranwendungen:

Luft- und Raumfahrt:

Motorhäuse, Schlossringe leiten

Flugzeugturbinenkomponenten

Fahrradbefestigungen

Raketen- und Raketengehäuseringe

Verteidigung:

Militärfahrzeug -Turmringe

Pistolenbasen

Hochdruckgefäßflansche

Hochleistungsmaschinerie:

Schwere Maschinen mit Rennen

Hochgeschwindigkeits-rotierende Komponenten

Präzisionsinstrumente strukturelle Teile

Industrieausrüstung:

Öl- und Gasbohrgerätekomponenten

Ventile und Flansche

Designvorteile:

Extrem hoher Verhältnis von Stärke zu Gewicht für das leichte Design

Schmiedenprozess erzeugt einen optimierten Getreidefluss, verbessert die Ermüdungsfestigkeit und die Frakturzähigkeit

Gute Bearbeitbarkeit (im Vergleich zu anderen Ultrahochstählen)

Niedrige Restspannung in T651 Temperament, ausgezeichnete dimensionale Stabilität, geeignet für die Präzisionsbearbeitung geeignet

Nichtmagnetisch

Entwurfsbeschränkungen:

Das T6 -Temperament hat eine gewisse Empfindlichkeit gegenüber Spannungskorrosionsrissen (SCC) und Peeling -Korrosion; Für kritische Anwendungen sollten übergezogene Gemüter wie T73, T74 berücksichtigt werden

Sehr schlechte Schweißbarkeit, konventionelles Schweißen nicht empfohlen

Schlechte Erkältungsformbarkeit, normalerweise in geglühtem Zustand gebildet

Schlechter Wärmebeständigkeit, Leistung verschlechtert sich bei erhöhten Temperaturen schnell schnell

Relativ hohe Kosten

Wirtschaftliche Überlegungen:

7075 T6 geschmiedete Ringe sind Hochleistungsmaterialien mit höheren anfänglichen Kosten

Komplexe Schmieden, Wärmebehandlung und Inspektionsprozesse tragen zu den Produktionskosten bei

Trotz der hohen Kosten macht es seine Überlegenheit in Anwendungen, die extreme Leistung und Zuverlässigkeit erfordern, unersetzlich

Nachhaltigkeitsaspekte:

7075 Legierung ist ein recycelbares Material, das zur Ressourcen -Zirkularität beiträgt

Leichtes Design in der Luft- und Raumfahrt verringert den Kraftstoffverbrauch und die Kohlenstoffemissionen

Lange Produktlebensdauer und hohe Zuverlässigkeit verringern den Austausch und die Erzeugung von Abfällen

Materialauswahlanleitung:

Wählen Sie 7075 T6 gefälschte Ringe, wenn maximale Stärke und Leichtgewicht erforderlich sind, und die Serviceumgebung ist nicht korrosiv oder wirksame Schutzmaßnahmen sind vorhanden

Geeignet für ringförmige strukturelle Komponenten, die hoher Spannung, Ermüdungsbelastung ausgesetzt und eine hohe Zuverlässigkeit erfordern

Für Anwendungen, die möglicherweise Spannungskorrosions- oder Peeling -Korrosionsrisiken ausgesetzt sind, priorisieren Sie übergezogene Tempern von 7075 (e . g ., T73, T74) oder 7050 Legierung

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