Chemische samenstelling van 7075 aluminium
7075 is geregistreerd door de Aluminium Association met een streng gecontroleerde samenstelling. Zink is het belangrijkste legeringselement en wordt in evenwicht gehouden door magnesium en koper om de hoogste sterkte van elke standaard gesmeed aluminiumlegering te ontwikkelen.
| Element | Inhoud, gew.% |
|---|---|
| Zink | 5.1 - 6.1 |
| Magnesium | 2.1 - 2.9 |
| Koper | 1.2 - 2.0 |
| Ijzer | maximaal 0,50 |
| Silicium | Maximaal 0,40 |
| Mangaan | Maximaal 0,30 |
| Chroom | 0.18 - 0.28 |
| Titanium | Maximaal 0,20 |
| Andere elementen, elk / totaal | 0,05 maximaal / 0,15 maximaal |
| Aluminium | Evenwicht |
Er is opzettelijk chroom toegevoegd om de korrelstructuur onder controle te houden en de weerstand tegen spanningscorrosie te verbeteren, en het smalle zinkbereik zorgt ervoor dat de sterkte voorspelbaar is van hitte tot hitte. Praktisch gezien bevat de legering ongeveer 90% aluminium, terwijl zink, magnesium en koper bijna de gehele rest uitmaken.
Mechanische eigenschappen van 7075-T6
Het T6-temper wordt met warmte behandeld en vervolgens kunstmatig verouderd tot maximale sterkte. Het is de meest bestelde toestand voor bewerkte onderdelen.
| Eigendom | Waarde bij kamertemperatuur |
|---|---|
| Treksterkte | 572 MPa |
| Opbrengststerkte, 0,2% offset | 503 MPa |
| Verlenging | Ongeveer 8% |
| Elasticiteitsmodulus | 70 GPa |
| Afschuifsterkte | Ongeveer 330 MPa |
| Afschuifmodulus | 26 GPa |
| Poisson-verhouding | 0.32 |
| Vermoeidheid sterkte | Ongeveer 160 MPa bij 5 x 10^8 cycli |
| Brinell-hardheid | Ongeveer 150 HB |
| Dikte | 2,81 g/cm3 |
Sterkte wordt bereikt door het neerslaan van fijne intermetallische deeltjes tijdens veroudering. Hetzelfde mechanisme dat 7075-T6 zijn sterkte geeft, zorgt voor een lage rek, dus kerfgevoeligheid en vermoeiingsdetailontwerp zijn belangrijker dan bij zachtere legeringen.
Thermisch, elektrisch en fysiek gedrag
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| Thermische geleidbaarheid | Ongeveer 130 W/m-K |
| Thermische uitzetting, 20-100 C | 23,6 um/m-K |
| Smeltbereik | 477 - 635 C |
| Elektrische geleidbaarheid, gelijk volume | Ongeveer 33% IACS |
| Elektrische geleidbaarheid, gelijk gewicht | Ongeveer 98% IACS koper |
De thermische geleidbaarheid is lager dan 6061 omdat de legeringstoevoegingen zowel elektronen als fononen verstrooien. Dat is zelden een probleem bij structurele onderdelen, maar er moet rekening mee worden gehouden als het onderdeel ook als warmtepad fungeert. De grote kloof tussen solidus en liquidus beperkt hete werkramen en vereist zorg tijdens elk proces met hoge temperaturen.
Bewerkings- en warmtebehandelingsgedrag
De bewerkbaarheid is uitstekend in T6: hoge snijsnelheden, zuivere spaanvorming en lage neiging tot opbouw-van de snijkant
De stijve bevestiging en het scherpe gereedschap van hardmetaal of snelstaal beheersen het klapperen in dunne ribben en diepe zakken
Lage rek betekent royale afrondingen en afgeronde interne hoeken verminderen het risico op scheuren tijdens gebruik
Bij ruwbouw wordt de legering niet door smeltlassen aangebracht; In plaats daarvan worden klinknagels, bouten, lijmverbindingen en mechanische bevestiging gebruikt
Oververouderde T73- en T7351-temperaturen verbeteren de weerstand tegen spanningscorrosie met een bescheiden krachtverlies, wat standaard is voor vochtige of chloridetoepassingen
De vorming is beperkt in T6 en wordt normaal gesproken uitgevoerd in de gegloeide toestand, gevolgd door oplossingsbehandeling en veroudering
Anodiseren geeft een donkerder, minder uniform uiterlijk dan 6xxx-legeringen en wordt vaak gespecificeerd vanwege slijtvastheid in plaats van decoratie
Benamingen, normen en toepassingen
7075 komt voor in ASTM B209 voor plaat en plaat, ASTM B221 voor geëxtrudeerde staaf en vormen, GB/T 3190 voor samenstelling, en in de EN 573-3 en EN 485 series voor Europese levering. Benamingen die in nationale systemen worden gebruikt, zijn onder meer EN AW-7075, 7A09 als het dichtstbijzijnde Chinese equivalent, A7075 in het Japanse systeem en AlZnMgCu1.5 met het materiaalnummer 3.4365 in het Duitse systeem.
Productvormen dekplaat, geëxtrudeerde staaf, staaf, ronde en vierkante buis en bijna-netsmeedstukken. Typische toepassingen volgen het sterkte-gewichtsvoordeel:
Vliegtuigconstructies, frames, ribben, rondhouten en huiden
Hoogbelaste machinaal bewerkte fittingen, tandwielen, assen en zekeringcomponenten
Matrijzen, matrijzen en gereedschappen die bestand moeten zijn tegen slijtage en vervorming
Onderdelen voor fietsen, motorfietsen en autosport
Vuurwapens en militaire uitrusting, klim- en boogschietmateriaal
Transport-, automatiserings- en robotica-onderdelen waarbij de traagheid moet worden geminimaliseerd
Waar kracht per kilogram het ontwerp bepaalt, maakt 7075-T6 dunnere secties en lichtere samenstellingen mogelijk dan zacht staal of 6061, maar het vereist aandacht voor het verbindingsontwerp, galvanische koppeling met stalen bevestigingsmiddelen en oppervlaktebescherming.
Veelgestelde vragen
Vraag: Waarom wordt 7075-T6 beschouwd als de sterkste aluminiumlegering?
Het zink-, magnesium- en kopergehalte reageert sterk op neerslagverharding, waardoor de vloeigrens op ongeveer 503 MPa komt, bijna het dubbele van die van 6061-T6.
Vraag: Kan 7075-T6 worden gelast?
Bij structurele toepassingen wordt het niet door smeltlassen gelast, omdat de hitte de verouderde structuur vernietigt en scheuren bevordert; In plaats daarvan worden mechanische bevestiging en verlijming gebruikt.
Vraag: Wat is het verschil tussen T6 en T73?
T73 is opzettelijk oververouderd, wat de vloeigrens enigszins verlaagt, maar de weerstand tegen spanningscorrosiescheuren in vochtige of chloride-omgevingen aanzienlijk verbetert.
Vraag: Corroseert 7075-T6 gemakkelijk?
Het heeft een matige corrosieweerstand. Kale oppervlakken moeten worden beschermd met anodiseren, chemische conversiecoating of verf, en stalen bevestigingsmiddelen moeten worden geïsoleerd om galvanische aantasting te voorkomen.
Vraag: Hoe gedraagt 7075-T6 zich tijdens de bewerking?
Het bewerkt sneller dan de meeste aluminiumlegeringen met schone spanen, maar de lage taaiheid betekent dat er lichte nabewerkingen nodig zijn en dat afgeronde hoeken worden gebruikt om afbrokkelen van de randen te voorkomen.
Vraag: Welke vormen van 7075 zijn beschikbaar voor fabricage?
Plaat, geëxtrudeerde staaf en staaf, ronde en vierkante buis en smeedstukken worden allemaal geproduceerd, en buisproducten zijn gebruikelijk in toepassingen die een hoge sterkte en maatvastheid vereisen.