
7050 vòng hợp kim nhôm đường kính lớn
Hợp kim nhôm 7050 là hợp kim nhôm có thể xử lý nhiệt cao với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và ăn mòn căng thẳng, có thể duy trì hiệu suất của nó trong môi trường khắc nghiệt. Nó có độ dẻo dai tốt, độ bền gãy xương và khả năng chống mệt mỏi, và có thể chịu được tải trọng cao và trạng thái căng thẳng phức tạp. Bằng cách xử lý nhiệt, độ bền và độ cứng của hợp kim nhôm 7050 có thể được cải thiện hơn nữa để đáp ứng các yêu cầu hiệu suất cao hơn.
1. Tổng quan về vật liệu & quy trình sản xuất
7050 vòng hợp kim nhôm có đường kính lớn là một vòng nhôm-kinc-magiê-magi-magi-magi-mag-mg-Cu-Mg-Cu-Cu-Cu-Cu), được thiết kế cụ thể cho các ứng dụng Hàng không. So với hợp kim 7075, cũng trong loạt 7xxx, 7050 đạt được độ bền gãy được cải thiện đáng kể và khả năng chống SCC trong các phần dày, trong khi duy trì sức mạnh tuyệt vời, thông qua thành phần hợp kim được tối ưu hóa (hàm lượng đồng thấp hơn và tỷ lệ kẽm/magiê cao hơn) và kiểm soát quá trình sản xuất nghiêm ngặt. Các vòng rèn đường kính lớn tận dụng các lợi thế của quá trình rèn, dẫn đến cấu trúc bên trong dày đặc, các hạt tinh chế và dòng hạt được tối ưu hóa dọc theo chu vi của vòng, đảm bảo độ tin cậy vượt trội và tuổi thọ dài trong điều kiện vận hành nghiêm trọng nhất.
Các yếu tố hợp kim chính:
Kẽm (zn): 5. 9-6. 7% (phần tử tăng cường chính)
Magiê (mg): 2. 0-2. 6% (tăng cường hiệp đồng với kẽm, tăng cường phản ứng làm cứng tuổi)
Đồng (Cu): 2. 0-2. 6% (tăng cường độ, nhưng số lượng quá mức có thể làm giảm điện trở SCC)
Zirconium (ZR): 0.
Vật liệu cơ bản:
Nhôm (AL): Cân bằng
Vụ tạp được kiểm soát:
Sắt (Fe): 0. Tối đa 15%
Silicon (SI): 0. Max 12% tối đa
Mangan (mn): 0. Tối đa 10%
Titanium (Ti): 0. 06% tối đa
Các yếu tố khác: {{0}}. Tối đa 05%, tổng số tối đa 0,15%
Quy trình rèn cao cấp (cho các vòng có đường kính lớn): Sản xuất 7050 vòng hợp kim nhôm có đường kính lớn đại diện cho đỉnh cao của công nghệ rèn cấp hàng không vũ trụ, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác quá trình tan chảy, rèn và xử lý nhiệt để đảm bảo vật liệu đạt được hiệu suất toàn diện cuối cùng:
Chuẩn bị tan chảy và Ithot:
Các yếu tố hợp kim nhôm chính và nhôm cao cấp cao được sử dụng.
Các công nghệ nóng chảy và đúc tiên tiến như nóng chảy chân không, bảo vệ khí trơ, SNIF/lọc và khuấy điện từ được sử dụng để đảm bảo hàm lượng hydro cực kỳ thấp và các thể vùi phi kim loại trong sự tan chảy, đáp ứng độ sạch của hàng không vũ trụ.
Hệ thống đúc trực tiếp lớn (DC) hoặc các hệ thống đúc liên tục được sử dụng để tạo ra các thỏi có đường kính lớn với các cấu trúc vi mô, không phân tách. Việc bổ sung zirconium (ZR) tạo thành các phân tán al₃zr trong quá trình hóa rắn, tinh chỉnh các hạt AS-CAST hiệu quả và ức chế kết tinh lại, điều này rất quan trọng cho việc giả mạo và hiệu suất cuối cùng sau đó.
Điều trị đồng nhất trong thỏi:
Các thỏi trải qua quá trình đồng nhất hóa được kiểm soát chính xác (thường ở mức 460-480 cho 24-48} giờ) để loại bỏ quá trình phân tách macrosgross, hòa tan các pha thứ cấp thô và cải thiện độ dẻo của Ingot, chuẩn bị cho nó để tạo ra giả mạo cao.
Chuẩn bị và kiểm tra phôi:
Điều hòa bề mặt thỏi (tỷ lệ hoặc phay) để loại bỏ tất cả các khuyết tật bề mặt.
Kiểm tra siêu âm 100% được thực hiện để đảm bảo thỏi không có bất kỳ khiếm khuyết nội bộ nào (ví dụ: vết nứt, độ xốp, vùi lớn) có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cuối cùng, thường yêu cầu AMS 2630 loại AA, tiêu chuẩn cao nhất trong ngành hàng không vũ trụ.
Làm nóng trước: phôi được làm nóng đồng đều với phạm vi nhiệt độ rèn chính xác (thường là 400-450 độ) để đảm bảo độ dẻo tối ưu trong khi tránh nóng chảy (nhiệt độ rắn).
Trình tự rèn (rèn vòng đường kính lớn):
Khó chịu và đi trước: Ingots lớn phải chịu các hoạt động đa hướng, gây khó chịu và vẽ trên các máy ép thủy lực lớn để phá vỡ các hạt đúc và tạo thành các hình dạng preform phù hợp (ví dụ: đĩa hoặc bánh kếp). Biến dạng đầy đủ được đảm bảo để đạt được sự tinh chỉnh và mật độ hạt kỹ lưỡng.
Xỏ khuyên: Trên máy ép thủy lực lớn, cấu trúc vòng sơ bộ được hình thành bằng cách xỏ bằng chết hoặc trục. Quá trình này tiếp tục nén các vật liệu và tinh chỉnh cấu trúc vi mô.
Hình thành vòng: Quá trình lăn vòng quan trọng này được thực hiện trên các máy lăn vòng dọc lớn. Nén xuyên tâm và trục liên tục được áp dụng cho vòng tròn bằng một cuộn chính và cuộn trục gá, liên tục tăng đường kính của vòng trong khi giảm độ dày và chiều cao của tường. Cán vòng đạt được biến dạng dẻo đáng kể, điều chỉnh cao dòng hạt dọc theo chu vi của vòng, đảm bảo độ bền chu vi cao nhất, và độ bền mệt mỏi và gãy xương tuyệt vời.
Chết kết thúc (tùy chọn): Đối với các vòng có hình dạng phức tạp hơn hoặc các yêu cầu chính xác chiều cực cao, việc định hình cuối cùng có thể được thực hiện trên các máy ép rèn lớn để đạt được kích thước hình học chính xác và hoàn thiện bề mặt tốt.
Tỷ lệ giảm tối thiểu: Thông thường yêu cầu ít nhất 3: 1 để đảm bảo loại bỏ hoàn toàn cấu trúc đúc và hình thành dòng chảy hạt tối ưu hóa.
Xử lý nhiệt:
Giải pháp xử lý nhiệt: Việc rèn được làm nóng đến nhiệt độ giải pháp chính xác xấp xỉ 475-485 và giữ đủ thời gian để hòa tan hoàn toàn các yếu tố hợp kim (Zn, Mg, Cu) vào ma trận nhôm, tạo thành dung dịch rắn đồng nhất. Tính đồng nhất nhiệt độ được kiểm soát trong phạm vi ± 3 độ.
Làm dịu đi: Làm mát nhanh từ nhiệt độ dung dịch hóa (thường là làm nguội nước, với nhiệt độ nước được kiểm soát dưới 60 độ) để giữ lại dung dịch rắn siêu bão hòa. Tốc độ dập tắt là rất quan trọng đối với các thuộc tính cuối cùng, đảm bảo làm mát đồng đều cho các vòng dày.
Điều trị lão hóa:
T73 Temper: Điều trị quá mức hai giai đoạn hoặc nhiều giai đoạn (ví dụ: Giai đoạn thứ nhất 107 độ /4-6 giờ, giai đoạn thứ hai 165 độ /8-12 giờ). Phương pháp điều trị này tạo ra các kết tủa thô và ổn định hơn, cải thiện đáng kể khả năng chống lại vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) và ăn mòn tẩy da chết, với một sự hy sinh nhẹ về sức mạnh.
T74 Temper: Tương tự như T73, thường được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn một chút hoặc thời gian lão hóa dài hơn, nhằm mục đích cung cấp điện trở SCC tương tự với T73 nhưng với cường độ cao hơn một chút.
T6 Temper (ít phổ biến hơn cho phần dày 7050): Lão hóa nhân tạo tiêu chuẩn, cung cấp sức mạnh tối đa, nhưng có tính nhạy cảm cao hơn đối với SCC và sự ăn mòn tẩy da chết trong các phần dày và rèn đường kính lớn, thường không được khuyến nghị.
Hoàn thiện & kiểm tra:
Deburring, duỗi thẳng, kiểm tra kích thước, kiểm tra chất lượng bề mặt.
Cuối cùng, thử nghiệm không phá hủy toàn diện (ví dụ, siêu âm, xuyên thủng, dòng điện xoáy) và phân tích vi cấu trúc được thực hiện để đảm bảo sản phẩm tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ và phòng thủ.
2. Tính chất cơ học của vòng rèn đường kính lớn 7050
Các tính chất cơ học của vòng hợp kim nhôm có đường kính lớn 7050 phụ thuộc vào độ dày cụ thể, tính khí xử lý nhiệt và tối ưu hóa quá trình rèn. T73 và T74 là những cơn bão được sử dụng phổ biến nhất cho phần dày 7050 do sự cân bằng tối ưu giữa sức mạnh và khả năng chống ăn mòn.
|
Tài sản |
T73 (điển hình) |
T74 (điển hình) |
Phương pháp kiểm tra |
|
Độ bền kéo cuối cùng (UTS) |
470-520 mpa |
490-540 mpa |
ASTM E8 |
|
Sức mạnh năng suất (0. 2% YS) |
400-450 mpa |
420-470 mpa |
ASTM E8 |
|
Độ giãn dài (2 inch) |
9-14% |
8-13% |
ASTM E8 |
|
Độ cứng (Brinell) |
135-155 HB |
145-165 HB |
ASTM E10 |
|
Sức mạnh mệt mỏi (chu kỳ 5 × 10⁷) |
150-180 mpa |
160-190 mpa |
ASTM E466 |
|
Độ bền gãy (K1C) |
28-38 mpa√m |
25-35 mpa√m |
ASTM E399 |
|
Sức mạnh cắt |
280-320 mpa |
300-340 mpa |
ASTM B769 |
Phân phối tài sản và dị hướng:
7050 vòng giả, thông qua cuộn vòng chính xác, có dòng hạt được liên kết cao dọc theo chu vi của vòng. Do đó, tính chất chu vi (tiếp tuyến) (sức mạnh, mệt mỏi, độ bền gãy) thường là tối ưu. Tính chất xuyên tâm và trục tương đối thấp hơn, nhưng giá trị của chúng vẫn vượt xa nhiều hợp kim khác và mức độ dị hướng của chúng thấp hơn các sản phẩm đùn hoặc cuộn.
Hiệu ứng độ dày: Hợp kim 7050 đặc biệt lão luyện trong việc duy trì tính chất cơ học của nó, bao gồm độ bền và độ bền gãy, cho thấy một lợi thế đáng kể trong các ứng dụng mặt cắt dày (ví dụ, trên 100mm), vượt trội so với hợp kim 7075.
Biến đổi độ cứng cốt lõi đến bề mặt: Thông qua quá trình làm nguội và lão hóa được tối ưu hóa, biến thể độ cứng thường được kiểm soát trong vòng 5 hb, đảm bảo tính đồng nhất của tính chất.
Ứng suất dư: T7X51 hoặc T7X52 Tempers (giảm căng thẳng bằng cách kéo dài hoặc nén) thường được sử dụng để giảm đáng kể việc dập tắt ứng suất dư, giảm thiểu biến dạng gia công và cải thiện điện trở SCC.
3. Đặc điểm vi cấu trúc
Cấu trúc vi mô của vòng hợp kim nhôm có đường kính lớn 7050 vòng là nền tảng của sức mạnh cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của chúng, đặc biệt nhấn mạnh vào hình thái hạt, pha kết tủa và kiểm soát khiếm khuyết.
Các tính năng vi cấu trúc chính:
Cấu trúc hạt và dòng chảy hạt:
Các loại ngũ cốc kết tinh được kết tinh thống nhất và các hạt không kết tinh thon dài phù hợp dọc theo hướng rèn.
Lưu lượng hạt: Trong quá trình lăn vòng, các hạt được kéo dài rất nhiều và tạo thành một cấu trúc sợi liên tục dọc theo chu vi của vòng. Dòng hạt này rất phù hợp với hướng căng thẳng chính của vòng, cải thiện đáng kể sức mạnh chu vi, tuổi thọ mỏi và độ bền gãy xương.
Phân tán: Phân tán al₃zr tốt (xấp xỉ 50-100 nm) được hình thành bởi các ranh giới hạt pin zirconium (Zr) và trong các hạt, ức chế hiệu quả quá trình kết tinh lại và tăng trưởng hạt, đảm bảo cấu trúc vi mô hạt mịn trong khi cung cấp một số tăng cường.
Kích thước hạt ASTM thường là 6-8 hoặc mịn hơn.
Tăng cường phân phối giai đoạn (kết tủa):
Pha tăng cường chính trong 7050 là kết tủa mgzn₂ (pha) kẽm và magiê.
Các phương pháp điều trị quá mức T73/T74 dẫn đến các pha thô và đồng nhất, không liên tục hơn, đặc biệt là với hình thái kết tủa được tối ưu hóa ở các ranh giới hạt, làm giảm hiệu quả xu hướng lan truyền vết nứt giữa các tế bào, do đó cải thiện đáng kể khả năng chống lại sự ăn mòn căng thẳng (SCC).
Các vùng không có kết tủa (PFZ): Chiều rộng của các vùng không có kết tủa dọc theo ranh giới hạt được kiểm soát nghiêm ngặt để cân bằng sức mạnh với độ bền/kháng SCC.
Mật độ cao và loại bỏ khuyết tật:
Áp lực to lớn được áp dụng trong quá trình rèn hoàn toàn đóng hoàn toàn các khiếm khuyết bên trong, chẳng hạn như độ xốp, khoang co ngót và túi khí, có thể phát sinh trong quá trình đúc, cải thiện đáng kể mật độ và độ tin cậy của vật liệu.
Phá vỡ hiệu quả và phân tán đồng đều một lượng nhỏ các hợp chất và tạp chất intermetallic chính (ví dụ, Fe, SI), làm giảm tác động bất lợi của chúng.
Độ sạch luyện kim:
Các công nghệ nóng chảy và đúc cấp độ hàng không vũ trụ đảm bảo nội dung bao gồm phi kim loại cực kỳ thấp, đáp ứng các yêu cầu về độ sạch nghiêm ngặt nhất.
4. Thông số kỹ thuật và dung sai thứ nguyên
Phạm vi kích thước của 7050 vòng hợp kim nhôm có đường kính lớn rất rộng và có thể được sản xuất tùy chỉnh theo các yêu cầu nghiêm ngặt của hàng không vũ trụ, quân sự và các lĩnh vực khác.
|
Tham số |
Phạm vi sản xuất điển hình |
Khả năng dung nạp chính xác (thường là sau khi gia công) |
Dung sai thương mại (được đưa ra) |
Phương pháp kiểm tra |
|
Đường kính ngoài |
500-5000+ mm |
± {{0}}. 1 mm đến ± 0,5 mm |
± 1. 0 mm đến ± 5 mm |
Cmm |
|
Đường kính bên trong |
400-4900+ mm |
± {{0}}. 1 mm đến ± 0,5 mm |
± 1. 0 mm đến ± 5 mm |
Cmm |
|
Độ dày tường |
50-800+ mm |
± {{0}}. 1 mm đến ± 0,5 mm |
± 1. 0 mm đến ± 5 mm |
Cmm |
|
Chiều cao |
50-1200+ mm |
± {{0}}. 1 mm đến ± 0,5 mm |
± 1. 0 mm đến ± 5 mm |
Cmm |
|
Độ phẳng |
N/A |
0. Đường kính 1 mm/mét |
0. Đường kính 5 mm/mét |
Máy đo độ phẳng/CMM |
|
Đồng tâm |
N/A |
0. 1 mm |
0. 5 mm |
Đồng tâm đo/CMM |
|
Độ nhám bề mặt |
N/A |
RA 3,2 μm tối đa |
RA 12,5 μm tối đa |
Hồ sơ kế |
Khả năng tùy chỉnh:
Các vòng giả định tùy chỉnh với các kích thước, hình dạng và yêu cầu dung nạp có thể được sản xuất theo bản vẽ chi tiết của khách hàng và thông số kỹ thuật.
Thông thường được cung cấp trong các điều kiện gia công thô hoặc hoàn thiện để đảm bảo dễ dàng và độ chính xác của quá trình xử lý tiếp theo.
Nhu cầu cực kỳ cao về độ chính xác và chất lượng bề mặt, thường đòi hỏi gia công nghiêm ngặt sau khi rèn.
5. Chỉ định tính khí & lựa chọn điều trị nhiệt
7050 Hợp kim chủ yếu đạt được các đặc tính cơ học tuyệt vời của nó thông qua xử lý nhiệt.
|
Mã tính khí |
Mô tả quá trình |
Ứng dụng tối ưu |
Đặc điểm chính |
|
O |
Hoàn toàn ủ, làm mềm |
Trạng thái trung gian trước khi xử lý thêm |
Độ dẻo tối đa, sức mạnh thấp nhất, dễ làm việc lạnh |
|
T6 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, sau đó có tuổi giả tạo |
Các phần không dày hoặc các ứng dụng không nhạy cảm với SCC |
Sức mạnh cao nhất, nhưng độ nhạy SCC và tẩy da chết cao trong các phần dày |
|
T73 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, sau đó quá mức (hai giai đoạn hoặc nhiều giai đoạn) |
Các thành phần cấu trúc mặt dày hàng không vũ trụ |
Khả năng chống lại sự cố ăn mòn căng thẳng và tẩy da chết, độ bền gãy cao, cường độ thấp hơn một chút so với T6 |
|
T74 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, sau đó bị quá tải (tương tự như T73, có khả năng cao hơn một chút) |
Các thành phần cấu trúc mặt dày hàng không vũ trụ |
Cân bằng sức mạnh cao với khả năng chống tẩy da chết SCC/Tẩy da xuất sắc, tổng thể tốt hơn một chút so với T73 |
|
T76 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, sau đó đặc biệt tuổi |
Một số ứng dụng yêu cầu sức mạnh cụ thể và cân bằng SCC |
Tính chất tổng thể tốt, khả năng chống ăn mòn căng thẳng cao |
Hướng dẫn lựa chọn tính khí:
T73/T74 Nhiệt độ: Các tempers ưa thích cho đường kính lớn 7050 vòng giả. Chúng cung cấp khả năng chống lại sự cố ăn mòn căng thẳng (SCC) và ăn mòn tẩy da chết trong khi vẫn duy trì sức mạnh cao, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng hàng không vũ trụ quan trọng về an toàn. T74 thường cung cấp cường độ cao hơn một chút so với T73.
T6 Temper: Không được khuyến nghị cho các ứng dụng nhạy cảm với mặt dày hoặc SCC do SCC thấp hơn đáng kể và kháng ăn mòn so với T73/T74.
Cứu trợ căng thẳng dư:
TXX51: Dung dịch được xử lý nhiệt, tiếp theo là ít nhất 1,5% kéo dài để giảm căng thẳng, sau đó già. Đây là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ việc dập tắt ứng suất dư, làm giảm đáng kể biến dạng gia công.
TXX52: Dung dịch được xử lý nhiệt, sau đó là nén để giảm căng thẳng, sau đó tuổi. Thích hợp cho các hình dạng phức tạp hoặc các thành phần lớn trong đó kéo dài là không khả thi.
6. Đặc điểm gia công & chế tạo
Gia công 7050 Hợp kim nhôm có đường kính lớn các vòng giả mạo đòi hỏi các công cụ máy hiệu suất cao, dụng cụ chuyên dụng và điều khiển quá trình nghiêm ngặt để xử lý các ứng suất còn lại của cường độ cao và tiềm năng.
|
Hoạt động |
Vật liệu công cụ |
Các tham số được đề xuất |
Nhận xét |
|
Quay |
Carbide, PCD |
Vc =150-500 m/min, f =0. 1-0. |
Máy công cụ có độ cứng cao, các công cụ góc cào dương lớn, sự chú ý đến quản lý chip |
|
Khoan |
Cacbua, thiếc/dlc được phủ |
VC =50-150 m/min, f =0. 08-0. |
Các cạnh cắt sắc nét, góc xoắn cao, ưu tiên qua mát mẻ, ngăn chặn cạnh tích hợp |
|
Xay xát |
Carbide, HSS |
VC =200-700 m/min, fz =0. 05-0. 2 mm |
Góc cào dương lớn, giải phóng mặt bằng chip dồi dào, tránh rung động |
|
Khai thác |
HSS-E-PM, Ticn được phủ |
VC =15-30 m/phút |
Bôi trơn đúng cách, ngăn ngừa rách sợi |
|
Nghiền |
Nhôm oxit, bánh xe CBN |
Sử dụng một cách thận trọng, kiểm soát nghiêm ngặt, có thể gây ra căng thẳng dư và đốt bề mặt |
Thường tránh, quay và phay được ưa thích |
|
Hàn |
Không được khuyến nghị |
Hàn hợp hạch gây ra mất sức mạnh đáng kể và giảm khả năng chống ăn mòn |
Các kỹ thuật tham gia trạng thái rắn như hàn xào ma sát (FSW) có thể được xem xét |
Hướng dẫn chế tạo:
Khả năng gia công: 7050 Hợp kim thường có khả năng vận động tốt, nhưng lực cắt tương đối cao, và các chip dài, chuỗi có thể được tạo ra. Yêu cầu các công cụ sắc nét, góc cào lớn, làm mát và bôi trơn rộng rãi, và một hệ thống sơ tán chip hiệu quả.
Ứng suất dư: Đã làm nguội 7050 rèn có ứng suất dư đáng kể. Các phương pháp điều trị TXX51/TXX52 làm giảm hiệu quả những điều này. Trong quá trình gia công, các chiến lược như gia công đối xứng và cắt nông đa đường nên được sử dụng để giảm thiểu biến dạng.
Xử lý bề mặt:
Anod hóa: Loại II (sulfuric) hoặc loại III (cứng) được khuyến nghị, cung cấp khả năng chống mài mòn, kháng ăn mòn và cách nhiệt. Hard anodizing cải thiện đáng kể độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn.
Lớp phủ chuyển đổi: Lớp phủ chuyển đổi không có cromat hoặc Chromium đóng vai trò là mồi tuyệt vời cho sơn.
Lớp phủ: Áp dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ để cung cấp bảo vệ và chức năng bổ sung.
Khả năng hàn: Hàn hợp nhất thông thường của hợp kim 7050 là kém, dẫn đến mất sức mạnh đáng kể và tính nhạy cảm với vết nứt và độ xốp nóng. Hàn nhiệt hạch nói chung không được khuyến khích. Nếu tham gia là cần thiết, các kỹ thuật nối ở trạng thái rắn như hàn khuấy ma sát (FSW) hoặc buộc chặt cơ học nên được xem xét.
7. Hệ thống chống ăn mòn & bảo vệ
Điện trở ăn mòn của hợp kim 7050, đặc biệt là khả năng chống lại vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) và ăn mòn tẩy da chết, là một đặc điểm chính phân biệt nó với các hợp kim nhôm có độ bền cao khác.
|
Loại ăn mòn |
T73 (điển hình) |
T74 (điển hình) |
Hệ thống bảo vệ |
|
Ăn mòn khí quyển |
Tốt |
Tốt |
Anodizing, lớp phủ |
|
Nước biển ăn mòn |
Tốt |
Tốt |
Anodizing, lớp phủ, cách ly điện |
|
Cơn ăn mòn căng thẳng (SCC) |
Xuất sắc |
Xuất sắc |
Tính khí T73/T74 vốn có sức đề kháng tuyệt vời |
|
Ăn mòn tẩy da chết |
Xuất sắc |
Xuất sắc |
Tính khí T73/T74 vốn có sức đề kháng tuyệt vời |
|
Ăn mòn giữa các hạt |
Tính nhạy cảm thấp |
Tính nhạy cảm thấp |
Kiểm soát xử lý nhiệt |
Chiến lược bảo vệ ăn mòn:
Lựa chọn tính khí: T73 hoặc T74 Tempers rất quan trọng đối với hợp kim 7050 để cung cấp khả năng chống ăn mòn SCC và tẩy da chết tối ưu.
Xử lý bề mặt:
Anod hóa: Phương pháp bảo vệ phổ biến nhất cho hợp kim nhôm hàng không vũ trụ, tạo thành một màng oxit dày đặc giúp tăng cường ăn mòn và chống mài mòn.
Lớp phủ chuyển đổi hóa học: Phục vụ như là sơn lót tuyệt vời cho sơn hoặc chất kết dính.
Hệ thống lớp phủ: Các hệ thống mồi và lớp phủ đầu hiệu suất cao được sử dụng, đặc biệt là trong môi trường ăn mòn.
Quản lý ăn mòn điện: Khi tiếp xúc với các kim loại không tương thích, các biện pháp cách ly như lớp phủ, miếng đệm hoặc cực dương hiến tế phải được sử dụng.
8. Tính chất vật lý cho thiết kế kỹ thuật
|
Tài sản |
Giá trị |
Thiết kế xem xét |
|
Tỉ trọng |
2,83 g/cm³ |
Thiết kế hạng nhẹ, Trung tâm kiểm soát trọng lực |
|
Phạm vi nóng chảy |
477-635 độ |
Xử lý nhiệt và nhiệt độ rắn |
|
Độ dẫn nhiệt |
150 W/m·K |
Quản lý nhiệt, thiết kế tản nhiệt |
|
Độ dẫn điện |
30% IAC |
Độ dẫn điện trong các ứng dụng điện |
|
Nhiệt cụ thể |
860 j/kg · k |
Tính toán khối lượng nhiệt và nhiệt |
|
Mở rộng nhiệt (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Thay đổi kích thước do sự thay đổi nhiệt độ |
|
Mô đun của Young |
72,4 GPA |
Tính toán độ lệch và độ cứng |
|
Tỷ lệ của Poisson |
0.33 |
Phân tích cấu trúc tham số |
|
Khả năng giảm xóc |
Trung bình thấp |
Rung và kiểm soát tiếng ồn |
Cân nhắc thiết kế:
Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng: 7050 là một trong những hợp kim nhôm mạnh nhất và kết hợp với mật độ tương đối thấp của nó, nó là một lựa chọn lý tưởng cho trọng lượng cực nhẹ trong các thành phần cấu trúc, một yêu cầu cốt lõi trong hàng không vũ trụ.
Khả năng gãy xương tuyệt vời: Duy trì độ bền cao ngay cả trong các phần dày, cải thiện khả năng chịu thiệt hại và biên độ an toàn của các cấu trúc.
Vết nứt ăn mòn căng thẳng vượt trội (SCC) và khả năng chống tẩy da chết: Cung cấp độ tin cậy cao hơn và tuổi thọ dịch vụ lâu hơn trong môi trường dịch vụ phức tạp.
Hiệu suất mệt mỏi tối ưu hóa: Dòng chảy hạt rèn và cấu trúc vi mô dày đặc kéo dài đáng kể tuổi thọ mệt mỏi.
Ổn định chiều tốt: Thông qua các phương pháp điều trị TXX51/TXX52, ứng suất dư được giảm thiểu, đảm bảo sự ổn định kích thước trong quá trình xử lý và sử dụng tại chức.
Độ tin cậy cực kỳ cao: Kiểm soát nghiêm ngặt đối với việc tan chảy, rèn và xử lý nhiệt, cùng với xét nghiệm không phá hủy toàn diện, đảm bảo các khiếm khuyết nội bộ tối thiểu trong vật liệu.
9. Đảm bảo và kiểm tra chất lượng
Kiểm soát chất lượng cho 7050 vòng hợp kim nhôm có đường kính lớn là một trong những sản phẩm nghiêm ngặt nhất đối với các sản phẩm hàng không vũ trụ, đảm bảo mức độ tin cậy và an toàn cao nhất.
Quy trình kiểm tra tiêu chuẩn:
Chứng nhận nguyên liệu thô: Phân tích thành phần hóa học nghiêm ngặt để đảm bảo tuân thủ AMS, ASTM, v.v., và khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ của số lượng nhiệt, ngày sản xuất, v.v.
Kiểm soát quá trình nóng chảy và đúc: Hàm lượng hydro, độ sạch (được đánh giá theo các tiêu chuẩn như tháng 9 năm 1920/1940 hoặc DDA-P9TF40), tính đồng nhất cấu trúc vi mô Ingot (phân tách vĩ mô, kích thước hạt).
Theo dõi quá trình giả mạo: Theo dõi thời gian thực về nhiệt độ rèn, áp suất, lượng biến dạng và tốc độ biến dạng để đảm bảo sự tinh chỉnh hạt và hình thành dòng hạt.
Giám sát quá trình xử lý nhiệt: Tính đồng nhất của nhiệt độ lò (AMS 2750E), giải pháp hóa nhiệt độ và thời gian, tốc độ dập tắt, đường cong lão hóa, v.v., thường sử dụng cặp nhiệt điện để đo trực tiếp nhiệt độ một phần.
Phân tích thành phần hóa học: Máy quang phổ, XRF, v.v., để xác minh tất cả các yếu tố hợp kim và nội dung tạp chất.
Kiểm tra tài sản cơ học:
Kiểm tra độ bền kéo: Các mẫu được lấy theo nhiều hướng (xuyên tâm, tiếp tuyến/chu vi và trục), thử nghiệm UTS, YS, EL. Thông thường, các mẫu được lấy từ bán kính bên trong, giữa và ngoài và độ cao khác nhau của vòng.
Kiểm tra độ cứng: Brinell, độ cứng của Rockwell, v.v., các phép đo đa điểm để đánh giá tính đồng nhất.
Kiểm tra tác động: Đối với các ứng dụng nhạy cảm với chất lạnh hoặc độ bền.
Thử nghiệm mệt mỏi: Xoay mỏi mỏi mỏi, mệt mỏi dọc trục hoặc thử nghiệm tốc độ tăng trưởng vết nứt (DA/DN), đánh giá tuổi thọ mỏi và khả năng chịu thiệt hại.
Thử nghiệm độ bền gãy: Giá trị K1C, thường sử dụng mẫu vật CT (căng thẳng nhỏ gọn) hoặc SENB (uốn cong cạnh đơn) tùy thuộc vào độ dày, đánh giá nghiêm ngặt khả năng chống lan truyền vết nứt.
Thử nghiệm Cracking Ăn mòn (SCC): Thử nghiệm vòng C (ASTM G38), kiểm tra tốc độ biến dạng chậm (SSRT, ASTM G129) hoặc thử nghiệm chùm tia được tải (ASTM G44) để xác minh điện trở SCC của T73/T74 Tempers.
Xét nghiệm ăn mòn tẩy da chết: Thử nghiệm EXCO (ASTM G34) để xác minh khả năng chống ăn mòn.
Thử nghiệm không phá hủy (NDT):
Kiểm tra siêu âm: Kiểm tra thể tích 100%, thường được yêu cầu đáp ứng AMS 2630 Lớp AA hoặc SAE ARP 1924 Cấp A, phương pháp quan trọng nhất để phát hiện các khuyết tật nội bộ (ví dụ: Bao gồm, Cracks vi mô, độ xốp).
Kiểm tra thâm nhập: Phát hiện các khiếm khuyết phá vỡ bề mặt (AMS 2645).
Kiểm tra hiện tại Eddy: Phát hiện các khiếm khuyết bề mặt và gần bề mặt.
Kiểm tra X quang: Để kiểm tra lại các khiếm khuyết nội bộ trong các lĩnh vực quan trọng cụ thể.
Phân tích vi cấu trúc: Kiểm tra kim loại để đánh giá kích thước hạt, dòng hạt, mức độ kết tinh lại, hình thái kết tủa và phân phối, loại khiếm khuyết, v.v.
Kiểm tra chất lượng bề mặt và chiều: Các phép đo chính xác bằng cách sử dụng các máy đo tọa độ (CMMS), máy quét laser, cấu trúc kế, v.v.
Tiêu chuẩn và chứng chỉ:
Phù hợp với SAE AMS 4108 (7050 rèn nhôm), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (kiểm tra siêu âm), ASTM B247, ISO, EN, GB/T, và các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ và công nghiệp khác.
Chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng: AS9100 (hàng không vũ trụ), ISO 9001.
EN 10204 TYPE 3.1 hoặc 3.2 Báo cáo thử nghiệm vật liệu có thể được cung cấp và chứng nhận của bên thứ ba có thể được sắp xếp theo yêu cầu của khách hàng.
10. Ứng dụng & Cân nhắc thiết kế
7050 Hợp kim nhôm có đường kính lớn là các thành phần cấu trúc quan trọng không thể thiếu trong các lĩnh vực cao cấp như hàng không vũ trụ và phòng thủ.
Các khu vực ứng dụng chính:
Không gian vũ trụ:
Vỏ động cơ máy bay, vòng thành phần tuabin, vòng kết nối gốc quạt, vòng khung cấu trúc
Vòng kết cấu thiết bị hạ cánh, vách ngăn thân máy bay, khung cửa
Vòng kết nối tên lửa và tên lửa, vòng giữa các khu vực, vòng cốt thép cấu trúc
Vòng cấu trúc quan trọng cho các vệ tinh và trạm không gian
Quốc phòng và quân sự:
Gắn súng pháo lớn, các cuộc đua mang tháp pháo
Nhẫn chứa tải trọng xe quân sự hiệu suất cao, vòng cấu trúc tàu biển
Công nghiệp cao cấp:
Vòng chính xác trong thiết bị sản xuất bán dẫn
Các thành phần máy móc quay tốc độ cao lớn
Một số thiết bị chuyên dụng đòi hỏi sức mạnh, độ bền và độ tin cậy cực kỳ cao
Ưu điểm thiết kế:
Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cuối cùng: Cung cấp sức mạnh cao nhất trong khi đạt được trọng lượng cực nhẹ của các thành phần cấu trúc, một yêu cầu cốt lõi trong ngành hàng không vũ trụ.
Khả năng gãy xương tuyệt vời: Duy trì độ bền cao ngay cả trong các phần dày, cải thiện khả năng chịu thiệt hại và biên độ an toàn của các cấu trúc.
Vết nứt ăn mòn căng thẳng vượt trội (SCC) và khả năng chống tẩy da chết: Cung cấp độ tin cậy cao hơn và tuổi thọ dịch vụ lâu hơn trong môi trường dịch vụ phức tạp.
Hiệu suất mệt mỏi tối ưu hóa: Dòng chảy hạt rèn và cấu trúc vi mô dày đặc kéo dài đáng kể tuổi thọ mệt mỏi.
Ổn định chiều tốt: Thông qua các phương pháp điều trị TXX51/TXX52, ứng suất dư được giảm thiểu, đảm bảo sự ổn định kích thước trong quá trình xử lý và sử dụng.
Độ tin cậy cực kỳ cao: Thông qua sự tan chảy nghiêm ngặt, rèn và kiểm soát xử lý nhiệt, và xét nghiệm không phá hủy toàn diện, các khiếm khuyết nội bộ tối thiểu được đảm bảo trong vật liệu.
Hạn chế thiết kế:
Chi phí cao: Do các quy trình sản xuất phức tạp, nguyên liệu thô đắt tiền và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, chi phí của 7050 rèn cao hơn đáng kể so với các hợp kim nhôm khác.
Khả năng hàn kém: Hàn phản ứng tổng hợp thông thường không được khuyến khích; Tham gia cơ học hoặc tán xạ thường được sử dụng. Kỹ thuật tham gia trạng thái rắn (ví dụ: FSW) là các tùy chọn hạn chế.
Hiệu suất nhiệt độ cao: Hợp kim nhôm thường không chịu được nhiệt độ cao tốt. Sức mạnh của 7050 sẽ giảm đáng kể khi sử dụng lâu dài trên 120 độ.
Thử thách gia công: Mặc dù khả năng gia đình là tốt, cường độ cao có nghĩa là lực cắt cao, đòi hỏi máy công cụ có độ cứng cao và dụng cụ chuyên dụng, và chú ý đến kiểm soát ứng suất dư.
Cân nhắc về kinh tế và bền vững:
Tổng chi phí vòng đời: Mặc dù đầu tư ban đầu đáng kể, hiệu suất cực cao và tuổi thọ dài của 7050 người rèn trong các thành phần hàng không vũ trụ quan trọng làm giảm đáng kể tổng chi phí vòng đời, bao gồm bảo trì, thay thế và tiêu thụ nhiên liệu. Giá trị của nó vượt xa chi phí vật liệu.
Sử dụng vật liệu: Giả mạo, như một quá trình hình dạng gần lưới, giúp giảm chất thải nguyên liệu thô.
Tác động môi trường: Hợp kim nhôm có khả năng tái chế cao, phù hợp với các nguyên tắc phát triển bền vững. Các hiệu ứng tiết kiệm năng lượng và giảm phát xạ của trọng lượng nhẹ là rất đáng kể.
Chú phổ biến: 7050 Vòng hợp kim nhôm đường kính lớn, Trung Quốc 7050 Nhà sản xuất vòng nhôm có đường kính lớn, nhà cung cấp, nhà máy
Gửi yêu cầu








