
7050 Aluminiumlegierring mit großer Durchmesser von großem Durchmesser
7050 Aluminiumlegierung ist eine hohe, hitzebehandelbare Aluminiumlegierung mit hervorragender Resistenz gegen Verdrängung von Korrosion und Stresskorrosion, die seine Leistung in harten Umgebungen aufrechterhalten kann. Aluminiumlegierung kann weiter verbessert werden, um höhere Leistungsanforderungen zu erfüllen .
1. Materialübersicht und Herstellungsprozess
Der 7050-Aluminium-Legierungsring mit Aluminiumlegierung mit großem Durchmesser ist eine ultrahoch-hohe, hitzebehandelbare Aluminium-Zinc-Magnesium-Copper-Legierung (Al-Zn-Mg-Cu-Serie), speziell für Strukturkomponenten in Luft- und Raumfahrt und Verteidigungsanwendungen, die äußerst hohe Kraft, exzellente Fraktur-Hartfaktoren und gute Widerstandsbestandteile und SCC-Risse (SC) erfordern, und die Belastungskorruation (SC) und SCC-Risse (SC) und SCC-Risse (SC) und SCC) und SCC-Risse (SC) (SC) (SC) und SCC-Risse (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) (SC) jedoch zu erfordern corrosion. Compared to 7075 alloy, also in the 7xxx series, 7050 achieves significantly improved fracture toughness and SCC resistance in thick sections, while maintaining excellent strength, through optimized alloy composition (lower copper content and higher zinc/magnesium ratio) and stringent production process control. Large diameter forged rings leverage the advantages of the forging Prozess, der zu einer dichten internen Struktur, raffinierten Körnern und einem optimierten Kornfluss entlang des Ringsumfangs führt, um die ausstehende Zuverlässigkeit und die lange Lebensdauer unter den schwersten Betriebsbedingungen zu gewährleisten .
Primärlegierungselemente:
Zink (Zn): 5.9-6.7% (primäres Stärkungselement)
Magnesium (mg): 2.0-2.6% (
Kupfer (Cu): 2.0-2.6% (erhöht die Stärke, aber übermäßige Mengen können den SCC -Widerstand verringern)
Zirkonium (zr): 0.08-0.15% (bildet Al₃zr -Dispergierungen, verfeinert Körner, hemmt die Rekristallisation)
Grundmaterial:
Aluminium (Al): Gleichgewicht
Kontrollierte Verunreinigungen:
Eisen (Fe): 0,15% max
Silizium (SI): 0,12% max
Mangan (MN): 0,10% max
Titan (Ti): 0,06% max
Andere Elemente: 0,05% max, je 0,15% maximal Gesamt
Premium -Schmiedenprozess (für Ringe mit großem Durchmesser): Die Herstellung von Aluminiumlegierungsringen mit Aluminiumlegierung von 7050 großer Durchmesser repräsentiert den Höhepunkt der Schmiedetechnologie von Luft- und Raumfahrtqualität und erfordert eine präzise Kontrolle über Schmelzen-, Schmelzen- und Wärmebehandlungsprozesse, um sicherzustellen, dass das Material die endgültige umfassende Leistung erzielt:
Vorbereitung des Melzens und Ingots:
Primäre Aluminium- und Hochpuritäts-Legierungselemente mit hoher Geschwindigkeit werden verwendet. .
Fortgeschrittene Schmelz- und Gusstechnologien wie Vakuumschmelzen, Inertgasschutz, SNIF/Filtration und elektromagnetisches Rühren werden verwendet, um einen extrem niedrigen Wasserstoffgehalt und nicht-metallische Einschlüsse in der Schmelze zu gewährleisten, und die Sauberkeit der Luft- und Raumfahrtqualität .}}}}}}}
Large Direct Chill (DC) -Guss- oder kontinuierliche Gusssysteme werden verwendet, um Startdurchmesser mit gleichmäßigen, segregationsfreien Mikrostrukturen zu produzieren.
Ingot -Homogenisierungsbehandlung:
Die Ingots unterziehen sich genau kontrolliertes Homogenisierung mit Glühen (typischerweise bei 460-480 Grad für 24-48 Stunden), um die Makrosegregation zu beseitigen, die grobe Sekundärphasen aufzulösen und die Duktilität des Ingots zu verbessern, sie für die nachfolgende Hochdesformation {.} vorzubereiten
Billet -Vorbereitung und -inspektion:
Ingot -Oberflächenkonditionierung (Skalpaie oder Mahlen), um alle Oberflächendefekte zu entfernen .
100% ultrasonic inspection is performed to ensure the ingot is free of any internal defects (e.g., cracks, porosity, large inclusions) that could affect final performance, typically requiring AMS 2630 class AA, the highest standard in the aerospace industry.
Vorheizen: Der Billet wird gleichmäßig auf den genauen Geschifftemperaturbereich erhitzt (typischerweise 400-450 Grad), um eine optimale Duktilität zu gewährleisten und gleichzeitig das Schmelzen von Annahme (Solidus) . zu vermeiden
Schmiedenssequenz (Ringgut mit großem Durchmesser):
Störend und vorab: Large ingots are subjected to multi-directional, multiple upsetting and drawing operations on large hydraulic presses to break down as-cast grains and form suitable preform shapes (e.g., disc or pancake). Sufficient deformation is ensured to achieve thorough grain refinement and densification.
Piercing: Bei großen hydraulischen Pressen wird eine vorläufige Ringstruktur durch Piercing mit Störungen oder Morten gebildet.
Ringrollbildung: Dieser kritische Ring -Rolling -Prozess wird an großen vertikalen Ring -Roll -Maschinen durchgeführt. Die kontinuierliche radiale und axiale Kompression wird durch eine Hauptrolle und eine Dornrolle auf den Ring angewendet, wobei der Ring -Durchmesser kontinuierlich erhöht wird. höchste Umfangsfestigkeit und hervorragende Müdigkeit und Frakturzähigkeit .
Die Schmiede Finish (optional): Für Ringe mit komplexeren Formen oder extrem hohen dimensionalen Genauigkeitsanforderungen kann die endgültige Formung an großen Würfelpressen durchgeführt werden, um präzise geometrische Dimensionen und eine gute Oberflächenfinish . zu erreichen
Mindestreduktionsverhältnis: In der Regel benötigt mindestens 3: 1, um die vollständige Beseitigung der AS-Cast-Struktur und Bildung des optimierten Kornflusses . sicherzustellen
Wärmebehandlung:
Lösungswärmebehandlung: Das Schmieden wird auf eine genaue Lösungstemperatur von ungefähr 475-485 Grad erhitzt und für ausreichende Zeit in der Aluminiummatrix (Zn, Mg, Cu) in die Aluminiummatrix (Zn, Mg, Cu) gehalten, wobei eine einheitliche Feststofflösung . innerhalb von ± 3 Grad {. gesteuert wird
Quenching: Schnelle Abkühlung von der Lösungstemperatur (typischerweise Wasserlöschung, mit Wassertemperatur unter 60 Grad), um die übersättigte feste Lösung zu erhalten.
Alterungsbehandlung:
T73 Temperament: Two-stage or multi-stage overaging treatment (e.g., first stage 107℃/4-6 hours, second stage 165℃/8-12 hours). This treatment produces coarser and more stable precipitates, significantly improving resistance to stress corrosion cracking (SCC) and exfoliation corrosion, mit einem leichten Opfer in Stärke .
T74 Temperament: Ähnlich wie T73, das typischerweise bei etwas höheren Temperaturen oder längeren Alternzeiten durchgeführt wird und darauf abzielt, einen ähnlichen SCC -Widerstand gegen T73 zu liefern, jedoch mit etwas höherer Festigkeit .
T6-Temperament (seltener für Dickabschnitt 7050): Standardkünstliche Alterung, die maximale Festigkeit liefert, jedoch mit einer höheren Anfälligkeit für SCC- und Peeling -Korrosion in dicken Abschnitten und Schmiedelungen mit großem Durchmesser, im Allgemeinen nicht empfohlen .
Finishing & Inspektion:
Abgrenzung, Ausrüstung, dimensionale Inspektion, Oberflächenqualitätsprüfungen .
Schließlich werden umfassende zerstörerische Tests (E . G ., Ultraschall, Penetrant, Wirbelstrom) und mikrostrukturelle Analyse durchgeführt, um sicherzustellen
2. Mechanische Eigenschaften von 7050 Forged Ring mit großem Durchmesser
Die mechanischen Eigenschaften von Aluminium-Legierungsringen mit Aluminiumlegierung von 7050 Ringen hängen von der spezifischen Dicke, Wärmebehandlungstemperatur und der Optimierung des Schmiedenprozesses . T73 und T74 ab
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Eigentum |
T73 (typisch) |
T74 (typisch) |
Testmethode |
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Ultimative Zugfestigkeit (UTS) |
470-520 MPA |
490-540 MPA |
ASTM E8 |
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Streckgrenze (0,2% ys) |
400-450 MPA |
420-470 MPA |
ASTM E8 |
|
Dehnung (2 Zoll) |
9-14% |
8-13% |
ASTM E8 |
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Härte (Brinell) |
135-155 Hb |
145-165 Hb |
ASTM E10 |
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Ermüdungsstärke (5 × 10 ° ⁷ -Zyklen) |
150-180 MPA |
160-190 MPA |
ASTM E466 |
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Frakturschärfe (K1C) |
28-38 mpa√m |
25-35 mpa√m |
ASTM E399 |
|
Scherfestigkeit |
280-320 MPA |
300-340 MPA |
ASTM B769 |
Immobilienverteilung und Anisotropie:
7050 geschmiedete Ringe haben durch präzise Ringrollen einen Kornfluss entlang der Ringumfang .. oder gerollte Produkte .
Dickeffekt: 7050 Legierung ist besonders geschickt darin, ihre mechanischen Eigenschaften aufrechtzuerhalten, einschließlich Festigkeit und Frakturzähigkeit, was einen signifikanten Vorteil in Dickabschnitt-Anwendungen (e . g ., über 100 mm), überlegen als 7075-Legierung .}}}}}}}}}}} aufrechterhalten kann.
Variation von Kern -zu -Oberflächenhärten: Durch optimierte Ablösten und Alterungsprozesse wird die Härtevariation typischerweise innerhalb von 5 Hb gesteuert, wodurch die Gleichmäßigkeit der gesamten Eigenschaft . gewährleistet wird
Restspannung: T7X51- oder T7X52 -Tempel (Stressabbau durch Dehnen oder Komprimierung) werden üblicherweise verwendet, um die Restrestspannung signifikant zu reduzieren, die Bearbeitungsverzerrung zu minimieren und den SCC -Widerstand zu verbessern. .}
3. mikrostrukturelle Eigenschaften
Die Mikrostruktur von 7050 Aluminiumlegierringen mit Aluminiumlegierungen mit großem Durchmesser ist der Eckpfeiler ihrer hohen Festigkeit und der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, wobei der Schwerpunkt auf Getreidemorphologie, Niederschlag von Phasen und Defektkontrolle . betont wird .
Wichtige mikrostrukturelle Merkmale:
Getreidestruktur und Getreidefluss:
Feine, einheitliche umkristallisierte Körner und längliche nicht rekonkristallisierte Körner entlang der Schmiederichtung . ausgerichtet
Getreidefluss: Während des Ringrollens sind Körner stark verlängert und bilden eine kontinuierliche faserige Struktur entlang des Ringsumfangs . Dieser
Dispersoids: feine Al₃zr Dispergierungen (ca. . 50-100 nm), gebildet durch Zirkonium (Zr) Stiftkorngrenzen und in Körnern, die effektiv hemmen, um die Rekristallisation und das Kornwachstum zu gewährleisten, wobei eine feinkörnige Mikrostruktur gewährleistet ist, wobei ein gewisses Verstärkung . sicherstellt, .}}}}}}}}}}}}}}}}..
Die Korngröße von ASTM ist typischerweise 6-8 oder feiner .
Verteilung der Verstärkungsphase (Niederschlag):
Die primäre Verstärkungsphase in 7050 ist der Zink- und Magnesium-reiche Mgzn₂ (η-Phase) Niederschlag .
T73/T74 -Überlagungsbehandlungen führen zu groben und gleichmäßigeren, diskontinuierlichen η -Phasen, insbesondere mit optimierten Niederschlagsmorphologie an Korngrenzen, die die Tendenz zur Ausbreitung intergranulärer Risse wirksam reduzieren, wodurch sich der Widerstand gegen Stresskorrosion (SCC) und die Exfoliationskorrosion {2 {2 {2 {{{{{{{{{{{{{{{{}}}}}}}}}}}}} reduziert
Niederschlagsfreie Zonen (PFZ): Die Breite von Niederschlagsfreienzonen entlang der Korngrenzen wird streng gesteuert, um die Stärke mit Zähigkeit/SCC-Widerstand zu balancieren. .
Hochdichte und Defekt -Eliminierung:
Der immense Druck, der während des Schmiedensprozesses ausgeübt wird, schließt die internen Defekte wie Porosität, Schrumpfhöhlen und Gasentaschen vollständig ab, die während des Gießens auftreten können und die Dichte und Zuverlässigkeit des Materials erheblich verbessern .}
Baut und dispergiert einheitlich kleine Mengen primärer intermetallischer Verbindungen und Verunreinigungen (E . G ., Fe, Si -Phasen) und verringert ihre schädlichen Effekte .
Metallurgische Sauberkeit:
Schmelz- und Gusstechnologien für Luft- und Raumfahrtqualität sorgen für einen extrem niedrigen nicht-metallischen Einschlussgehalt und erfüllen die strengsten Sauberkeitsanforderungen .
4. Dimensionale Spezifikationen und Toleranzen
Der Größenbereich von 7050 Aluminium-Legierungsringen mit großem Durchmesser ist sehr breit und kann gemäß den strengen Anforderungen von Luft- und Raumfahrt, Militär und anderen Sektoren . produziert werden. .
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Parameter |
Typische Produktionsbereich |
Präzisionstoleranz (normalerweise nach der Bearbeitung) |
Kommerzielle Toleranz (als geschmiedet) |
Testmethode |
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Außendurchmesser |
500-5000+ mm |
± 0,1 mm bis ± 0,5 mm |
± 1,0 mm bis ± 5 mm |
CMM |
|
Innendurchmesser |
400-4900+ mm |
± 0,1 mm bis ± 0,5 mm |
± 1,0 mm bis ± 5 mm |
CMM |
|
Wandstärke |
50-800+ mm |
± 0,1 mm bis ± 0,5 mm |
± 1,0 mm bis ± 5 mm |
CMM |
|
Höhe |
50-1200+ mm |
± 0,1 mm bis ± 0,5 mm |
± 1,0 mm bis ± 5 mm |
CMM |
|
Ebenheit |
N/A |
0,1 mm/Meter -Durchmesser |
0,5 mm/Meter Durchmesser |
Flachnessanzeige/CMM |
|
Konzentrik |
N/A |
0,1 mm |
0,5 mm |
Konzentrik -Messgeräte/CMM |
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Oberflächenrauheit |
N/A |
RA 3,2 μm max |
Ra 12,5 μm max |
Profilometer |
Anpassungsfähigkeit:
Gefälschte gefälschte Ringe mit verschiedenen Größen, Formen und Toleranzanforderungen können nach detaillierten Kundenzeichnungen und technischen Spezifikationen erstellt werden .
Typischerweise in rauen bearbeiteten oder bearbeiteten Bedingungen angeboten, um eine einfache und genehmigte Verarbeitung zu gewährleisten .
Extrem hohe Anforderungen an dimensionale Genauigkeit und Oberflächenqualität, die normalerweise strenge Bearbeitung nach dem Schmieden . erfordert
5. Temperaturbezeichnungen und Wärmebehandlungsoptionen
7050 Legierung erreicht hauptsächlich seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften durch Wärmebehandlung .
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Temperaturcode |
Prozessbeschreibung |
Optimale Anwendungen |
Schlüsselmerkmale |
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O |
Voll geglüht, weich |
Zwischenzustand vor weiterer Verarbeitung |
Maximale Duktilität, niedrigste Stärke, leicht für die Kältearbeit |
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T6 |
Lösungswärme behandelt, dann künstlich gealtert |
Nicht-dicke Abschnitte oder nicht-scc-sensitive Anwendungen |
Höchste Festigkeit, aber hohe SCC- und Peeling -Empfindlichkeit in dicken Abschnitten |
|
T73 |
Lösungswärme behandelt und dann übertragen (zweistufige oder mehrstufige) |
Luft- und Raumfahrt-Dicke-Abschnitt-Strukturkomponenten |
Hervorragende Resistenz gegen Stresskorrosionsrisse und Peeling, Härte mit hoher Fraktur, etwas geringere Festigkeit als T6 |
|
T74 |
Lösungswärme behandelt und dann übertragen (ähnlich wie T73, möglicherweise etwas höherer Festigkeit) |
Luft- und Raumfahrt-Dicke-Abschnitt-Strukturkomponenten |
Balances hohe Festigkeit mit ausgezeichnetem SCC/Peeling -Widerstand, insgesamt etwas besser als T73 |
|
T76 |
Lösungswärme behandelt, dann speziell gealtert |
Bestimmte Anwendungen, die eine spezifische Stärke und SCC -Balance erfordern |
Gute Gesamteigenschaften, Korrosionsbeständigkeit mit hoher Stress |
Anleitung zur Temperaturauswahl:
T73/T74 Tempern: Die bevorzugten Tempern für den großen Durchmesser 7050 geschmiedeten Ringen . Sie bieten eine hervorragende Resistenz gegen Spannungskorrosionsrisse (SCC) und Peeling-Korrosion, während sie eine hohe Festigkeit aufrechterhalten, was für die Sicherheits-kritische Luft- und Raumfahrt-Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.
T6 Temperament: Nicht empfohlen für Dickabschnitt- oder SCC-sensitive Anwendungen aufgrund einer signifikant niedrigeren SCC- und Peeling-Korrosionswiderstand im Vergleich zu T73/T 74.
Reststressabbau:
TXX51: Lösungswärme behandelt, gefolgt von mindestens 1 . 5% Dehnung für Stressabbau, dann {. Dies ist eine wirksame Methode zur Beseitigung der Restbetreuung, wodurch die Bearbeitungsverzerrung erheblich reduziert wird.
TXX52: Lösungswärme behandelt, gefolgt von Komprimierung zur Spannungsablösung, dann gealtert . geeignet für komplexe Formen oder große Komponenten, bei denen die Dehnung nicht machbar ist .
6. Bearbeitungs- und Herstellungseigenschaften
Die Bearbeitung von Aluminiumlegierungsringen mit Aluminiumlegierung von 7050 großer Durchmesser erfordert leistungsstarke Werkzeuge, spezialisierte Werkzeuge und strenge Prozessregelung, um ihre hohe Festigkeit und potenzielle Restspannungen zu bewältigen. .
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Betrieb |
Werkzeugmaterial |
Empfohlene Parameter |
Kommentare |
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Drehen |
Carbide, PCD |
Vc =150-500 m/min, f =0.1-0.4 mm/rev |
Hochrangige Werkzeugmaschinen, große positive Rechenwinkelwerkzeuge, Aufmerksamkeit für das Chipmanagement |
|
Bohren |
Carbid, Zinn/DLC beschichtet |
Vc =50-150 m/min, f =0.08-0.3 mm/rev |
Scharfe Schneidkanten, hoher Helixwinkel, durchkühlendes bevorzugtes Vorzug, verhindert die aufgebaute Kante |
|
Mahlen |
Carbide, HSS |
Vc =200-700 m/min, fz =0.05-0.2 mm |
Großer positiver Rechenwinkel, ausreichende Chip -Clearance, Vibration vermeiden |
|
Tippen |
HSS-E-PM, TICN beschichtet |
Vc =15-30 m/min |
Ordnungsgemäßes Schmieren, verhindert das Riss von Fäden |
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Schleifen |
Aluminiumoxid, CBN -Räder |
Verwendung mit Vorsicht, strenger Kontrolle, kann Restspannung und Oberflächenverbrennung induzieren |
In der Regel vermieden, werden sich Drehen und Mahlen bevorzugen |
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Schweißen |
Nicht empfohlen |
Fusionsschweißen verursacht einen signifikanten Verlust von Festigkeit und eine verringerte Korrosionsbeständigkeit |
Festkörperverbindungstechniken wie Reibungsgebührenschweißen (FSW) können berücksichtigt werden |
Herstellung Guidance:
Verarbeitbarkeit: 7050 Legierung hat im Allgemeinen eine gute maßgas
Reststress: Quenched 7050 Forgings haben signifikante Restspannungen . TXX51/TXX52-Behandlungen reduzieren diese . während der Bearbeitung, Strategien wie symmetrische Bearbeitung und mehrpassflache Schnitte sollten verwendet werden, um die Verzerrung zu minimieren. .}}}}}}}}}}
Oberflächenbehandlung:
Anodisierung: Typ II (Schwefel) oder Typ III (hart) wird empfohlen und bietet Verschleißresistenz, Korrosionsbeständigkeit und Isolierung . hart anodisierend verbessert signifikant die Oberflächenhärte und den Verschleiß Widerstand .
Umwandlungsbeschichtungen: Chromat oder chromfreie Umwandlungsbeschichtungen dienen als hervorragende Primer für Farbe .
Beschichtungen: Angewendet in Luft- und Raumfahrtanwendungen, um zusätzlichen Schutz und Funktionen zu bieten .
Schweißbarkeit: Konventionelles Fusionsschweißen von 7050 Legierung ist schlecht und führt zu einem signifikanten Festigkeitsverlust und einer Anfälligkeit für heißes Riss und Porosität . Fusionsschweißen wird im Allgemeinen nicht empfohlen . Wenn das Verbinden erforderlich ist, sollte Festkörperverbindungstechniken wie Reibungsschweißen (FSW) oder mechanische Verfessel angesehen werden.
7. Korrosionswiderstands- und Schutzsysteme
Die Korrosionsbeständigkeit von 7050 Legierung, insbesondere die Resistenz gegen Spannungskorrosionsrisse (SCC) und Peeling-Korrosion, ist eine wichtige charakteristische Auszeichnung von anderen hochfesten Aluminiumlegierungen ., die von anderen hochfesten Aluminiumlegierungen unterschieden werden. .
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Korrosionstyp |
T73 (typisch) |
T74 (typisch) |
Schutzsystem |
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Atmosphärische Korrosion |
Gut |
Gut |
Anodisierung, Beschichtung |
|
Meerwasserkorrosion |
Gut |
Gut |
Anodisierung, Beschichtung, galvanische Isolation |
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Spannungskorrosionsrisse (SCC) |
Exzellent |
Exzellent |
T73/T74 -Temperament bietet von Natur aus einen hervorragenden Widerstand |
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Peeling -Korrosion |
Exzellent |
Exzellent |
T73/T74 -Temperament bietet von Natur aus einen hervorragenden Widerstand |
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Intergranulare Korrosion |
Geringe Anfälligkeit |
Geringe Anfälligkeit |
Wärmebehandlungskontrolle |
Korrosionsschutzstrategien:
Temperaturauswahl: T73 oder T74 Tempern sind für 7050 Legierung von entscheidender Bedeutung, um einen optimalen SCC- und Peeling -Korrosionswiderstand bereitzustellen .
Oberflächenbehandlung:
Anodisierung: Die häufigste Schutzmethode für Luft- und Raumfahrt -Aluminiumlegierungen, die einen dichten Oxidfilm bildet, der Korrosions- und Verschleißfestigkeit verbessert .
Chemische Umwandlungsbeschichtungen: Diene als hervorragende Primer für Farben oder Klebstoffe .
Beschichtungssysteme: Hochleistungs-Primer- und Topcoat-Systeme werden verwendet, insbesondere in korrosiven Umgebungen .
Galvanisches Korrosionsmanagement: Wenn Sie mit inkompatiblen Metallen in Kontakt sind, müssen Isolationsmaßnahmen wie Beschichtungen, Dichtungen oder Opferanoden . verwendet werden
8. physikalische Eigenschaften für das Engineering -Design
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Eigentum |
Wert |
Entwurfsprüfung |
|
Dichte |
2,83 g/cm³ |
Leichtes Design, Schwerkraftkontrolle |
|
Schmelzbereich |
477-635 Grad |
Wärmebehandlung und Feststofftemperatur |
|
Wärmeleitfähigkeit |
150 W/m·K |
Wärmemanagement, Wärmeableitungsdesign |
|
Elektrische Leitfähigkeit |
30% IACs |
Elektrische Leitfähigkeit in elektrischen Anwendungen |
|
Spezifische Wärme |
860 j/kg · k |
Wärmemassen- und Wärmekapazitätsberechnungen |
|
Wärmeausdehnung (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Dimensionale Änderungen aufgrund von Temperaturschwankungen |
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Young's Modul |
72.4 GPA |
Ablenkung und Steifigkeitsberechnungen |
|
Poissons Verhältnis |
0.33 |
Strukturanalyseparameter |
|
Dämpfungskapazität |
Mittelschwer |
Vibration und Rauschkontrolle |
Konstruktionsüberlegungen:
Extremes Verhältnis von Stärke zu Gewicht: 7050 ist eine der stärksten Aluminiumlegierungen und kombiniert mit seiner relativ geringen Dichte eine ideale Wahl für extreme Leichtgewichte in strukturellen Komponenten, eine Kernanforderung in der Luft- und Raumfahrt .}}
Ausgezeichnete Frakturzähigkeit: Halten Sie auch in dicken Abschnitten eine hohe Zähigkeit bei und verbessern Sie die Schadenstoleranz und Sicherheitsspanne von Strukturen .
Überlegene Stresskorrosionsrisse (SCC) und Peeling -Korrosionsresistenz: Bietet eine höhere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer in komplexen Serviceumgebungen .
Optimierte Ermüdungsleistung: Forged Getreidefluss und dichte Mikrostruktur verlängern die Lebensdauer von Müdigkeit erheblich .
Gute dimensionale Stabilität: Durch TXX51/TXX52-Behandlungen wird die Restspannung minimiert, wodurch die dimensionale Stabilität während der Verarbeitung und die Verwendung von In-Service-Verwendung . gewährleistet wird
Extrem hohe Zuverlässigkeit: Strenge Kontrolle über Schmelzen, Schmelzen, Schmelzen und Wärmebehandlung sowie umfassende nicht-zerstörerische Tests gewährleistet minimale interne Defekte im Material .
9. Qualitätssicherung und Tests
Qualitätskontrolle für 7050 Aluminium-Legierringe mit großem Durchmesser gehören zu den strengsten Produkten für Luft- und Raumfahrtqualität, um die höchste Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten .
Standard -Testverfahren:
Rohstoffzertifizierung: Strenge Analyse der chemischen Zusammensetzung, um die Einhaltung von AMS, ASTM usw. . und vollständige Rückverfolgbarkeit von Wärmezahlen, Produktionstermine usw. . sicherzustellen
Schmelz- und Gussprozesskontrolle: Wasserstoffgehalt, Sauberkeit (nach Standards wie September 1920/1940 oder DDA-P9TF40), IngOT-Mikrostruktur-Gleichmäßigkeit (Makro-Segregation, Korngröße) .}
Schmiedeprozessüberwachung: Echtzeitüberwachung von Schmiedenstemperatur, Druck, Verformungsmenge und Verformungsrate, um die Verfeinerung der Kornverfeinerung und die Kornflussbildung zu gewährleisten .
Überwachung des Wärmebehandlungsprozesses: Ofentemperatur Gleichmäßigkeit (AMS 2750E), Lösungstemperatur und -zeit, Quenchierungsrate, Alterungskurve usw. ., häufig unter Verwendung von Thermoelementen, um die Teiltemperatur direkt zu messen .
Analyse der chemischen Zusammensetzung: Spektrometer, XRF usw. ., um alle Legierungselemente und Verunreinigungsinhalt . zu überprüfen
Mechanische Eigenschaftstests:
Zugprüfung: Proben, die in mehrere Richtungen (radial, tangential/umfangreich und axial), Testen UTS, YS, EL . Entnommen werden, werden typischerweise Proben aus innerer, mittlerer und äußerer Radien und verschiedenen Höhen des Rings . entnommen
Härteprüfung: Brinell, Rockwell-Härte usw. ., Mehrpunktmessungen zur Beurteilung der Einheitlichkeit .
Impact -Test: Für kryogene oder härtungsempfindliche Anwendungen .
Ermüdungstest: Rotierende Biegemüdigkeit, axiale Müdigkeit oder Risswachstumsrate (DA/DN) Tests, Bewertung der Lebensdauer und Schadenstoleranz .
Fraktur -Zähigkeitstests: K1C -Wert, typischerweise unter Verwendung von CT (Kompaktspannung) oder Senb (Einzelkante -Notch -Biegung) Proben, abhängig von der Dicke, die den Widerstand zur Rissausbreitung streng bewerten .}
SCC -Tests (Stresskorrosionsrisse): C-Ring-Test (ASTM G38), langsamer Dehnungsrate-Test (SSRT, ASTM G129) oder geladener Strahlentest (ASTM G44), um den SCC-Widerstand von T73/T74-Tempern . zu überprüfen
Peeling -Korrosionstest: Exco -Test (ASTM G34), um die Exfoliation Corrosion Resistenz . zu überprüfen
Zerstörungsfreie Tests (NDT):
Ultraschalltests: 100% volumetrische Inspektion, in der Regel, um die AMS 2630 Klasse AA oder SAE ARP 1924 zu erfüllen, die kritischste Methode zum Erkennen interner Defekte (e . g ., Einschlüsse, Mikro-Cracks, Porosität) .}
Durchdringungsprüfung: Erkennt oberflächenbrichtende Defekte (AMS 2645) .
Wirbelstrahlungstests: Erkennt Oberflächen- und Nah-Oberflächen-Defekte .
Röntgenuntersuchungen: Zur Wiedereinspektion interner Defekte in bestimmten kritischen Bereichen .
Mikrostrukturanalyse: Metallographische Untersuchung zur Beurteilung der Korngröße, des Kornflusses, des Umkristallisationsgrades, der Niederschlagsmorphologie und -verteilung, Defekttypen usw. .
Dimensions- und Oberflächenqualitätsprüfung: Präzise Messungen unter Verwendung von Koordinatenmessmaschinen (CMMs), Laser -Scannern, Profilometern usw. .
Standards und Zertifizierungen:
Entspricht SAE AMS 4108 (7050 Aluminiumvorgänge), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (Ultraschallinspektion), ASTM B247, ISO, EN, GB/T und anderen Luft- und Raumfahrt- und Branchenstandards .}
Zertifizierungen des Qualitätsmanagementsystems: AS9100 (Luft- und Raumfahrt), ISO 9001.
EN 10204 Typ 3 . 1 oder 3.2 Materialtestberichte können bereitgestellt werden, und die Zertifizierung von Drittanbietern kann auf Kundenanfrage angeordnet werden.
10. Anwendungen und Entwurfsüberlegungen
7050 Aluminium-Legierungsringe mit großer Durchmesser sind unverzichtbare kritische strukturelle Komponenten in High-End-Feldern wie Luft- und Raumfahrt und Verteidigung .
Primäre Anwendungsbereiche:
Luft- und Raumfahrt:
Flugzeugmotorhüllen, Turbinenkomponentenringe, Lüfterblattwurzelanschlussringe, Strukturrahmenringe
Fahrwerkstrukturringe, Rumpfbuhlkopf, Türrahmen
Raketen- und Raketenverbindungsringe, Interstage -Ringe, strukturelle Verstärkungsringe
Kritische Strukturringe für Satelliten und Raumstationen
Verteidigung und Militär:
Große Artilleriepistolen, Turmlager Rennen
Hochleistungs-Militärfahrzeug-Tragringe, Meeresschiff-Strukturringe
High-End-Industrie:
Präzisionsringe in der Herstellung von Halbleitern
Große Hochgeschwindigkeits-rotierende Maschinenkomponenten
Bestimmte spezielle Geräte, die extrem hohe Stärke, Zähigkeit und Zuverlässigkeit erfordern
Designvorteile:
Ultimate Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis: Bereitstellung der höchsten Stärke und gleichzeitig extrem leichte Strukturkomponenten, eine Kernanforderung in der Luft- und Raumfahrtindustrie .}
Ausgezeichnete Frakturzähigkeit: Halten Sie auch in dicken Abschnitten eine hohe Zähigkeit bei und verbessern Sie die Schadenstoleranz und Sicherheitsspanne von Strukturen .
Überlegene Stresskorrosionsrisse (SCC) und Peeling -Korrosionsresistenz: Bietet eine höhere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer in komplexen Serviceumgebungen .
Optimierte Ermüdungsleistung: Forged Getreidefluss und dichte Mikrostruktur verlängern die Lebensdauer von Müdigkeit erheblich .
Gute dimensionale Stabilität: Durch TXX51/TXX52 -Behandlungen wird die Restspannung minimiert, wodurch die dimensionale Stabilität während der Verarbeitung und Verwendung . gewährleistet ist
Extrem hohe Zuverlässigkeit: Durch strenges Schmelzen-, Schmelzen- und Wärmebehandlungskontrolle und umfassende nicht-zerstörerische Tests werden minimale interne Defekte im Material sichergestellt .
Entwurfsbeschränkungen:
Hohe Kosten: Aufgrund komplexer Herstellungsprozesse, teure Rohstoffe und strengen Qualitätskontrolle sind die Kosten von 7050 Schmiedetaten deutlich höher als andere Aluminiumlegierungen .
Schlechte Schweißbarkeit: Konventionelles Fusionsschweißen wird nicht empfohlen; Mechanisches Verbinden oder Nieten wird typischerweise verwendet.
Hochtemperaturleistung: Aluminiumlegierungen stand den hohen Temperaturen im Allgemeinen nicht gut.
Bearbeitungsprobleme: Während die Bearbeitung gut ist, bedeutet hohe Festigkeit hohe Schneidkräfte, die Werkzeugmaschinen mit hoher Rigidität und spezielle Werkzeuge sowie die Aufmerksamkeit für die Restspannungskontrolle . erfordert
Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsüberlegungen:
Gesamtlebenszykluskosten: Trotz erheblicher Erstinvestitionen, die ultrahöge Leistung und eine lange Lebensdauer von 7050 Schmiedetaten in kritischen Luft- und Raumfahrtkomponenten senken die Gesamtlebenszykluskosten erheblich, einschließlich Wartung, Ersatz und Kraftstoffverbrauch . seinen Wert überschreitet weit die Materialkosten .
Materialnutzung: Das Schmieden als Voraussetzung für die Näherlinge hilft bei der Reduzierung von Rohstoffabfällen .
Umweltauswirkungen: Aluminiumlegierungen sind sehr recycelbar und übereinstimmen mit den Prinzipien der nachhaltigen Entwicklung . Die energiesparenden und emissionsreduzierten Effekte von Leichtgewicht sind signifikant .
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