
7050 anello forgiato in lega di alluminio di grande diametro
La lega di alluminio 7050 è una lega di alluminio curabile ad alta resistenza, con eccellente resistenza allo spalling di corrosione e alla corrosione della corrosione, che può mantenere le sue prestazioni in ambienti difficili . ha una buona durezza, la resistenza alla frattura e la resistenza alla frattura La lega può essere ulteriormente migliorata per soddisfare i requisiti di prestazione più elevati .
1. Panoramica del materiale e processo di produzione
L'anello forgiato in lega di alluminio di grande diametro 7050 è una lega di alluminio-zinco-magnesio trattabile al calore, in lega al zinco-magnesio (AL-Zn-MG-Cu Series), progettata specificamente per le componenti strutturali e le componenti strutturali in termini di aerospazio e nelle applicazioni aerosfica La corrosione . rispetto alla lega 7075, anche nella serie 7xxx, 7050 raggiunge significativamente miglioramento della tenacità della frattura e della resistenza SCC in sezioni spesse, pur mantenendo un'eccellente resistenza, attraverso una composizione in lega ottimizzata per le leva della leva ottimizzata. processo, con conseguente densa struttura interna, grani raffinati e un flusso di grano ottimizzato allineato lungo la circonferenza dell'anello, garantendo un'affidabilità eccezionale e una lunga durata di servizio nelle condizioni operative più gravi .
Elementi di lega primaria:
Zinco (zn): 5.9-6.7% (elemento di rafforzamento primario)
Magnesio (mg): 2.0-2.6% (rafforzamento sinergico con zinco, migliora la risposta del mandato di età)
Copper (Cu): 2.0-2.6% (aumenta la forza, ma quantità eccessive possono ridurre la resistenza SCC)
Zirconio (zr): 0.08-0.15% (forma al₃zr dispersoidi, perfeziona i cereali, inibisce la ricristallizzazione)
Materiale di base:
Alluminio (AL): equilibrio
Impurità controllate:
Iron (Fe): 0,15% max
Silicio (SI): 0,12% max
Manganese (MN): 0,10% Max
Titanio (TI): 0,06% max
Altri elementi: 0,05% massimo ciascuno, 0,15% massimo totale
Processo di forgiatura premium (per anelli di grande diametro): Produzione di 7050 anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro rappresenta l'apice della tecnologia di forgiatura di livello aerospaziale, che richiede un controllo preciso sulla fusione, la forgiatura e i processi di trattamento termico per garantire che il materiale raggiunga le ultime prestazioni complete:
Preparazione di scioglimento e lingotto:
Vengono utilizzati elementi in alluminio primario ad alta ppurità e elementi di lega ad alta pureggine .
Le tecnologie avanzate di fusione e fusione come fusione del vuoto, protezione inerte di gas, snif/filtrazione e agitazione elettromagnetica sono impiegate per garantire un contenuto di idrogeno estremamente basso e inclusioni non metalliche nel fuso, incontrando la pulizia di livello aerospaziale .
I grandi sistemi di fusione o di fusione continua (DC) di grandi dimensioni (DC) sono usati per produrre lingotti di grande diametro con microstrutture uniformi e prive di segregazione . l'aggiunta di zirconio (Zr) si forma dispersoidi al₃zr durante la solidificazione, perfezionalmente perfezionando i grani as-cast e l'inibizione della ricrista di ricrista, che è crociera per il sottogruppo per formare {{}
Trattamento di omogeneizzazione del lingotto:
I lingotti subiscono una ricottura di omogeneizzazione controllata con precisione (tipicamente in grado 460-480 per 24-48) per eliminare la macrosegregazione, dissolvere fasi secondarie grossolane e migliorare la duttilità del lingotto, preparandola per la successiva elevata definizione forgiando .
Preparazione e ispezione delle billette:
INGEPER SUPERFICHEDING SUPERFICHETS (scalping o fresatura) per rimuovere tutti i difetti della superficie .
L'ispezione ultrasonica al 100% viene eseguita per garantire che il lingot sia privo di eventuali difetti interni (E . G ., crack, porosità, grandi inclusioni) che potrebbero influire sulle prestazioni finali, in genere richiedono AMS 2630 Classe AA, lo standard più alto nel settore aerospaziale .
Preriscaldamento: la billetta è uniformemente riscaldata nell'intervallo di temperatura di forgiatura precisa (in genere 400-450 grado) per garantire una duttilità ottimale evitando lo scioglimento incipiente (temperatura solidus) .
Sequenza di forgiatura (Falding ad anello di grande diametro):
Sconvolgente e preformante: I grandi lingotti sono sottoposti a operazioni multi-direzione e più turbanti e disegni su grandi presse idrauliche per abbattere i grani as-cast e forma forme di preforma adeguate (E . g ., disco o pancake) . sufficiente deferazione sufficiente per ottenere un perfezionamento di grani e densificazione {5} {5} {5} {5}.
Piercing: Su grandi presse idrauliche, una struttura ad anello preliminare è formata perforato con stampi o mandrini . Questo processo compatta ulteriormente il materiale e affina la microstruttura .
Formazione di rotolamento dell'anello: Questo processo di rotolamento dell'anello critico viene eseguito su grandi macchine per la rolling dell'anello verticale . la compressione radiale e assiale continua viene applicata sulla preforma dell'anello da un rotolo principale e un rotolo di mandrino, aumentando continuamente il diametro dell'anello mentre si riduce la circonferenza della parete, che si riducono il flusso dell'anello, mentre si riduce la circonferenza dell'anello, mentre si riducono la circonferenza dell'anello, che si riducono la circonferenza dell'anello, che si riducono la circonferenza dell'anello, che si riducono la circonferenza dell'anello, che si è ridotta per la deforzione della plastica significativa che si è rolli, che si è rolling per la deforzione della plastica significativa, che si è rolli per la deforzione della plastica significativa che si è rollference, mentre si riducono la circonferenza dell'anello, che si riduce alla circonferenza dell'anello, che si riduce alla mentiio, che si riducono la circonferenza della parete, che si è rosta La massima resistenza circonferenziale e l'eccellente fatica e tenacità della frattura .
Die Finish forging (opzionale): Per anelli con forme più complesse o requisiti di precisione dimensionale estremamente elevata, la modellatura finale può essere eseguita su grandi presse per forgiature per ottenere dimensioni geometriche precise e una buona finitura superficiale .
Rapporto di riduzione minimo: In genere richiede almeno 3: 1 per garantire un'eliminazione completa della struttura e della formazione del flusso di grano ottimizzato .
Trattamento termico:
Soluzione Trattamento termico: La forgiatura è riscaldata a una temperatura di soluzione precisa di circa 475-485 grado e mantenuta per il tempo sufficiente per dissolvere completamente gli elementi di lega (Zn, Mg, Cu) nella matrice di alluminio, formando una soluzione solida uniforme . L'uniformità della temperatura è controllata entro ± 3 grado .
Spegnimento: Raffreddamento rapido dalla temperatura di soluzione (in genere tempra dell'acqua, con temperatura dell'acqua controllata al di sotto di 60 gradi) per trattenere la soluzione solida supersaturata . la velocità di tempra è fondamentale per le proprietà finali, garantendo un raffreddamento uniforme per gli anelli di sezione spessa .}
Trattamento dell'invecchiamento:
Temperatura T73: Trattamento a due stadi o multi-stage (E . g ., primo grado 107 gradi /4-6 ore, seconda fase 165 gradi /8-12 ore) . Questo trattamento produce coarser e più precipitati stabili, migliorando la resistenza di stress per lo stress cracking (scc) e exfolison e lo stress cracking (scc) e exfolison e lo stress cracking (scc) e exfolison e lo stress cracking (scc) e exfoliation e lo stress cracking (scc) e gli scc) e lo sching) ed exfoliation e lo stress cracking (scc) e l'exfoliazione di scC) e si è trasformato in coazione in coazione e più stabilimento stabile. corrosione, con un leggero sacrificio in forza .
Temperatura T74: Simile a T73, tipicamente eseguito a temperature leggermente più alte o tempi di invecchiamento più lunghi, con l'obiettivo di fornire una resistenza SCC simile a T73 ma con una resistenza leggermente più alta .
Temperamento T6 (meno comune per la sezione spessa 7050): Invecchiamento artificiale standard, fornendo la massima resistenza, ma con maggiore suscettibilità alla corrosione di SCC e all'esfoliazione in sezioni spesse e forgiati di grande diametro, generalmente non consigliati .
Finitura e ispezione:
Draboring, raddrizzamento, ispezione dimensionale, controlli di qualità della superficie .
Infine, test non distruttivi completi (E . G ., l'analisi ultrasutica, penetrante, vortice) e microstrutturale viene eseguita per garantire che il prodotto sia pienamente conforme agli standard aerospaziali e di difesa .}
2. Proprietà meccaniche di 7050 anello forgiato di grande diametro
Le proprietà meccaniche di 7050 anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro dipendono dallo spessore specifico, dal carattere di trattamento termico e dall'ottimizzazione del processo di forgiatura . T73 e T74 sono i tempi più comunemente usati per la sezione spessa 7050 a causa del loro equilibrio ottimale tra resistenza e resistenza alla corrosione .}
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Proprietà |
T73 (tipico) |
T74 (tipico) |
Metodo di prova |
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Ultimate Tensile Strength (UTS) |
470-520 MPA |
490-540 MPA |
ASTM E8 |
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Resistenza alla snervamento (0,2% ys) |
400-450 MPA |
420-470 MPA |
ASTM E8 |
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Allungamento (2 pollici) |
9-14% |
8-13% |
ASTM E8 |
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Durezza (Brinell) |
135-155 hb |
145-165 hb |
ASTM E10 |
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Resistenza a fatica (cicli 5 × 10⁷) |
150-180 MPA |
160-190 MPA |
ASTM E466 |
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Frattura Dolosità (K1C) |
28-38 mpa√m |
25-35 mpa√m |
ASTM E399 |
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Forza di taglio |
280-320 MPA |
300-340 MPA |
ASTM B769 |
Distribuzione della proprietà e anisotropia:
7050 Anelli forgiati, attraverso un ad anello preciso, hanno un flusso di grano altamente allineato lungo la circonferenza dell'anello . Pertanto, le proprietà circonferenziali (tangenziali) (resistenza, affaticamento, tenacità della frattura) in genere sono ottimali le loro graduali Prodotti arrotolati .
Effetto di spessore: 7050 La lega è particolarmente abile nel mantenere le sue proprietà meccaniche, tra cui resistenza e durezza della frattura, che mostra un vantaggio significativo nelle applicazioni di sezione spessa (E . g ., sopra 100mm), superiore a 7075 lega .}
Variazione da nucleo a superficie: attraverso processi di tempra e invecchiamento ottimizzati, la variazione di durezza è generalmente controllata all'interno di 5 Hb, garantendo l'uniformità della proprietà complessiva .
Stress residuo: i tempi T7X51 o T7X52 (sollievo da stress per allungamento o compressione) sono comunemente usati per ridurre significativamente lo stress residuo di tempra, minimizzare la distorsione della lavorazione e migliorare la resistenza SCC .
3. caratteristiche microstrutturali
La microstruttura di 7050 anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro è la pietra angolare della loro alta resistenza e un'eccellente resistenza alla corrosione, con particolare enfasi sulla morfologia del grano, fasi precipitate e controllo dei difetti .
Caratteristiche microstrutturali chiave:
Struttura del grano e flusso di grano:
Grani ricristallizzati preziosi e uniformi e grani non ricristallizzati allungati allineati lungo la direzione di forgiatura .
Grain Flow: During ring rolling, grains are heavily elongated and form a continuous fibrous structure along the ring's circumference. This grain flow highly matches the main stress direction of the ring, significantly improving circumferential strength, fatigue life, and fracture toughness.
Dispersoids: Fine Al₃zr Dispersoids (ca. . 50-100 nm) formati da
La dimensione del grano ASTM è in genere 6-8 o più fine .
Distribuzione di fase di rafforzamento (precipitato):
La fase di rafforzamento primaria in 7050 è il precipitato di mgzn₂ (η fase) ricco di magnesio .
I trattamenti di overaging T73/T74 portano a fasi η più grossolane e più uniformi e discontinue, in particolare con la morfologia precipitata ottimizzata ai confini del grano, che riduce efficacemente la tendenza alla propagazione di crack intergranulari, migliorando così significativamente la resistenza allo stress di corrosione (SCC) ed exfoliazione della corrosione.
Zone senza precipitazioni (PFZ): la larghezza delle zone libere precipitate lungo i confini del grano è rigorosamente controllata per bilanciare la resistenza con resistenza alla tenacità/SCC .
Eliminazione ad alta densità e difetto:
L'immensa pressione applicata durante il processo di forgiatura chiude completamente i difetti interni, come porosità, cavità di restringimento e tasche a gas, che possono sorgere durante la fusione, migliorando significativamente la densità e l'affidabilità del materiale .
Rompi efficacemente e disperde uniformemente piccole quantità di composti e impurità intermetallici primari (e . g ., Fe, fasi SI), riducendo i loro effetti dannosi .}
Pulizia metallurgica:
Le tecnologie di fusione e casting di livello aerospaziale garantiscono un contenuto di inclusione estremamente bassi non metallici, soddisfacendo i requisiti di pulizia più rigorosi .
4. Specifiche dimensionali e tolleranze
La gamma di dimensioni di anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro 7050 è molto ampio e può essere prodotto su misura in base ai rigidi requisiti di settori aerospaziale, militare e altri .
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Parametro |
Gamma di produzione tipica |
Tolleranza di precisione (di solito dopo la lavorazione) |
Tolleranza commerciale (forgiato) |
Metodo di prova |
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Diametro esterno |
500-5000+ mm |
± 0,1 mm a ± 0,5 mm |
± 1,0 mm a ± 5 mm |
CMM |
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Diametro interno |
400-4900+ mm |
± 0,1 mm a ± 0,5 mm |
± 1,0 mm a ± 5 mm |
CMM |
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Spessore del muro |
50-800+ mm |
± 0,1 mm a ± 0,5 mm |
± 1,0 mm a ± 5 mm |
CMM |
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Altezza |
50-1200+ mm |
± 0,1 mm a ± 0,5 mm |
± 1,0 mm a ± 5 mm |
CMM |
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Planarità |
N/A |
Diametro di 0,1 mm/metro |
Diametro di 0,5 mm/metro |
Ga indice di planarità/CMM |
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Concentricità |
N/A |
0,1 mm |
0,5 mm |
Calibro concentricità/cm |
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Rugosità superficiale |
N/A |
RA 3,2 μm max |
RA 12,5 μm max |
Profilometro |
Capacità di personalizzazione:
Gli anelli forgiati su misura con varie dimensioni, forme e requisiti di tolleranza possono essere prodotti in base a disegni dettagliati dei clienti e specifiche tecniche .
In genere offerto in condizioni di lavorazione machined o finitura approssimativa per garantire la facilità e la precisione della successiva elaborazione .
Richieste estremamente elevate per l'accuratezza dimensionale e la qualità della superficie, di solito richiedono una lavorazione rigorosa dopo aver forgiato .
5. Designazioni di temperamenti e opzioni di trattamento termico
La lega 7050 raggiunge principalmente le sue eccellenti proprietà meccaniche attraverso il trattamento termico .
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Codice temperamento |
Descrizione del processo |
Applicazioni ottimali |
Caratteristiche chiave |
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O |
Completamente ricotto, ammorbidito |
Stato intermedio prima di ulteriori elaborazioni |
Massima duttilità, più bassa resistenza, facile per il lavoro a freddo |
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T6 |
Soluzione Calore Trattato, quindi invecchiato artificialmente |
Sezioni non spesso o applicazioni non sensibili allo SCC |
La massima resistenza, ma SCC elevata e sensibilità all'esfoliazione in sezioni spesse |
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T73 |
Soluzione Trattata calore, quindi sovraag (a due stadi o multi-stage) |
Componenti strutturali a slitta aerospaziale |
Eccellente resistenza alla corrosione e esfoliazione della corrosione da stress, alta resistenza alla frattura, resistenza leggermente inferiore rispetto a T6 |
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T74 |
SOLUZIONE Trattata calore, quindi sovraag (simile a T73, resistenza potenzialmente leggermente più alta) |
Componenti strutturali a slitta aerospaziale |
Saluti l'alta resistenza con eccellente resistenza SCC/esfoliazione, leggermente migliore di T73 |
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T76 |
Soluzione Trattata termica, quindi invecchiato appositamente |
Alcune applicazioni che richiedono forza specifica e saldo SCC |
Buone proprietà complessive, resistenza alla corrosione ad alta stress |
Guida alla selezione dei temperamenti:
Tematori T73/T74: I tempi preferiti per anelli forgiati di grande diametro 7050 . forniscono un'eccellente resistenza alla corrosione dello stress (SCC) e la corrosione di esfoliazione mantenendo un'alta resistenza, il che è cruciale per le applicazioni aerospaziali critiche di sicurezza . T74 offrono in genere una forza leggermente più alta di T73.
Temperatura T6: Non consigliato per applicazioni a sezione spessa o sensibili a SCC a causa di una resistenza di corrosione SCC e esfoliazione significativamente più bassa rispetto a T73/T 74.
Sollievo dallo stress residuo:
TXX51: Soluzione Calore trattato, seguito da almeno 1 . 5% che si estende per il sollievo da stress, quindi invecchiato . Questo è un metodo efficace per eliminare lo stress residuo di tempra, riducendo significativamente la distorsione della lavorazione.
TXX52: Soluzione Il calore trattato, seguito dalla compressione per il sollievo da stress, quindi invecchiato . adatto a forme complesse o componenti di grandi dimensioni in cui lo stretching non è fattibile .
6. caratteristiche di lavorazione e fabbricazione
Machining 7050 Anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro richiedono macchine utensili ad alte prestazioni, utensili specializzati e controllo di processo rigoroso per gestire la sua alta resistenza e potenziali sollecitazioni residue .
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Operazione |
Materiale dell'utensile |
Parametri consigliati |
Commenti |
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Rotazione |
Carbide, PCD |
Vc =150-500 m/min, f =0.1-0.4 mm/rev |
Machine Tool ad alta rigidità, grandi strumenti di angolo di rastrello positivo, attenzione alla gestione dei chip |
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Perforazione |
Carburo, Tin/DLC rivestito |
Vc =50-150 m/min, f =0.08-0.3 mm/rev |
Bordi taglienti acuti, angolo di elica elevata, preferito attraverso il coorstemio, impedisce il bordo costruito |
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Fresatura |
Carburo, HSS |
Vc =200-700 m/min, fz =0.05-0.2 mm |
Grande angolo di rastrello positivo, ampio gioco del chip, evitare le vibrazioni |
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Toccando |
HSS-E-PM, TICN rivestito |
Vc =15-30 m/min |
Lubrificazione corretta, impedisce la lacerazione del filo |
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Macinazione |
Ossido di alluminio, ruote CBN |
Utilizzare con cautela, controllo rigoroso, può indurre stress residuo e combustione superficiale |
Tipicamente evitati, la svolta e la fresatura sono preferite |
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Saldatura |
Non consigliato |
La saldatura di fusione provoca una perdita di resistenza significativa e una ridotta resistenza alla corrosione |
Possono essere prese in considerazione tecniche di giunzione a stato solido come la saldatura ad agitazione per attrito |
Guida di fabbricazione:
Machinabilità: 7050 La lega ha generalmente una buona machinabilità, ma le forze di taglio sono relativamente alte e si possono generare chip lunghi e rigorosi . richiede strumenti acuti, grandi angoli di rastrello, ampio raffreddamento e lubrificazione e un efficiente sistema di evacuazione del chip .}}}}
Stress residuo: I fornature spese 7050 presentano significative sollecitazioni residue . TXX51/TXX52 I trattamenti riducono efficacemente questi . durante la lavorazione, strategie come la lavorazione simmetrica e i tagli superficiali multi-pass devono essere impiegati per ridurre al minimo la distorsione .}
Trattamento superficiale:
Anodizzante: Si consiglia di consigliare il tipo II (solforico) o il tipo III (hard), fornendo resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e isolamento . Anodizzazione dura migliora significativamente la durezza superficiale e la resistenza all'usura .
Rivestimenti di conversione: Rivestimenti di conversione cromato o senza cromo servono come primer eccellenti per la vernice .
Rivestimenti: Applicato in applicazioni aerospaziali per fornire ulteriore protezione e funzionalità .
Saldabilità: La saldatura di fusione convenzionale di 7050 lega è scarsa, portando a una significativa perdita di resistenza e suscettibilità alle crack e alla porosità a caldo . La saldatura di fusione non è generalmente consigliata . se è necessario unione, tecniche di giunzione a stato solido come la saldatura a slitta (FSW) o il fiuto meccanico devono essere considerati.
7. Sistemi di resistenza e protezione della corrosione
La resistenza alla corrosione della lega 7050, in particolare la sua resistenza allo stress corrosione (SCC) e la corrosione di esfoliazione, è una caratteristica chiave che la distingue da altre leghe in alluminio ad alta resistenza .
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Tipo di corrosione |
T73 (tipico) |
T74 (tipico) |
Sistema di protezione |
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Corrosione atmosferica |
Bene |
Bene |
Anodizzante, rivestimento |
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Corrosione dell'acqua di mare |
Bene |
Bene |
Isolamento anodizzante, rivestimento, galvanico |
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Stress corrosion cracking (SCC) |
Eccellente |
Eccellente |
Il temperamento T73/T74 fornisce intrinsecamente un'eccellente resistenza |
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Corrosione di esfoliazione |
Eccellente |
Eccellente |
Il temperamento T73/T74 fornisce intrinsecamente un'eccellente resistenza |
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Corrosione intergranulare |
Bassa suscettibilità |
Bassa suscettibilità |
Controllo del trattamento termico |
Strategie di protezione della corrosione:
Selezione dei temperamenti: I tempi T73 o T74 sono cruciali per la lega 7050 per fornire una resistenza di corrosione SCC e esfoliazione ottimale .
Trattamento superficiale:
Anodizzante: Il metodo di protezione più comune per le leghe di alluminio aerospaziale, formando un film di ossido denso che migliora la corrosione e la resistenza all'usura .
Rivestimenti di conversione chimica: Servire come primer eccellenti per vernici o adesivi .
Sistemi di rivestimento: Vengono utilizzati i sistemi di primer e topcoat ad alte prestazioni, specialmente in ambienti corrosivi .
Gestione della corrosione galvanica: Quando in contatto con metalli incompatibili, devono essere impiegate misure di isolamento come rivestimenti, guarnizioni o anodi sacrificali .
8. Proprietà fisiche per la progettazione ingegneristica
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Proprietà |
Valore |
Considerazione del design |
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Densità |
2,83 g/cm³ |
Design leggero, centro di gravità |
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Gamma di fusione |
477-635 grado |
Trattamento termico e temperatura Solidus |
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Conducibilità termica |
150 W/m·K |
Gestione termica, progettazione di dissipazione del calore |
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Conducibilità elettrica |
30% IACS |
Conducibilità elettrica in applicazioni elettriche |
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Calore specifico |
860 j/kg · k |
Calcoli di massa termica e capacità termica |
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Espansione termica (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Cambiamenti dimensionali dovuti a variazioni di temperatura |
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Il modulo di Young |
72,4 GPA |
Calcoli di deflessione e rigidità |
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Il rapporto di Poisson |
0.33 |
Parametro di analisi strutturale |
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Capacità di smorzamento |
Moderato-basso |
Vibrazione e controllo del rumore |
Considerazioni di progettazione:
Rapporto di forza-peso estremo: 7050 è una delle leghe di alluminio più forti e combinata con la sua densità relativamente bassa, è una scelta ideale per il leggero peso estremo nei componenti strutturali, un requisito fondamentale nell'aerospaziale .
Eccellente tenacità della frattura: Mantiene un'elevata tesi anche in sezioni spesse, migliorando la tolleranza al danno e il margine di sicurezza delle strutture .
Cracking corrosione da stress superiore (SCC) e resistenza alla corrosione dell'esfoliazione: Fornisce una maggiore affidabilità e una durata di servizio più lunga in ambienti di servizio complessi .
Prestazioni di fatica ottimizzate: Flusso di grano forgiato e microstruttura densa estendono significativamente la vita a fatica .
Stabilità dimensionale buona: Attraverso i trattamenti TXX51/TXX52, lo stress residuo è ridotto al minimo, garantendo la stabilità dimensionale durante l'elaborazione e l'uso in servizio .
Affidabilità estremamente elevata: Rigoroso controllo sulla fusione, la forgiatura e il trattamento termico, insieme a test non distruttivi completi, garantisce difetti interni minimi nel materiale .
9. Assicurazione e test di qualità
Il controllo di qualità per 7050 anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro è tra i prodotti più rigorosi per i prodotti aerospaziali, garantendo il massimo livello di affidabilità e sicurezza .
Procedure di test standard:
Certificazione delle materie prime: Rigoroso analisi della composizione chimica per garantire la conformità con AMS, ASTM, ecc. . e la traceabilità completa di numeri di calore, date di produzione, ecc. .
Controllo del processo di fusione e fusione: Contenuto di idrogeno, pulizia (valutata secondo standard come il settembre 1920/1940 o DDA-P9TF40), uniformità microstrutturale Ingot (macro-segregazione, dimensione del grano) .
Monitoraggio dei processi di forgiatura: Monitoraggio in tempo reale della temperatura di forgiatura, pressione, quantità di deformazione e velocità di deformazione per garantire il perfezionamento del grano e la formazione del flusso di grano .
Monitoraggio del processo del trattamento termico: Uniformità della temperatura del forno (AMS 2750E), SOLIZZAZIONE DI TEMPERA E TEMPO, FORVAZIONE DI SCHECHING, CURVE AGGIORNA, ETC ., spesso usando le termocoppie per misurare direttamente la temperatura della parte .
Analisi della composizione chimica: Spettrometro, xrf, ecc. ., per verificare tutti gli elementi legati e il contenuto di impurità .
Test della proprietà meccanica:
Testi di trazione: Campioni prelevati in più direzioni (radiale, tangenziale/circonferenziale e assiale), test UTS, YS, El . In genere, i campioni sono prelevati da raggi interni, medi ed esterni e diverse altezze dell'anello .
Test di durezza: Brinell, Rockwell Duriness, ecc. ., misurazioni multi-punto per valutare l'uniformità .
Test di impatto: Per applicazioni criogeniche o sensibili alla durezza .
Test di affaticamento: Test di fatica di flessione rotante, affaticamento assiale o tasso di crescita delle crepe (DA/DN), valutando la vita della fatica e la tolleranza ai danni .
Test della tenacità della frattura: Valore K1C, in genere usando campioni CT (tensione compatta) o SENB (singolo bordo bordo) campioni a seconda dello spessore, valutando rigorosamente la resistenza alla propagazione del crack .
Test di cracking corrosione da stress (SCC): Test c-ring (ASTM G38), test di tensione di deformazione lenta (SSRT, ASTM G129) o test del fascio caricato (ASTM G44) per verificare la resistenza SCC dei tempi T73/T74 .
Test di corrosione di esfoliazione: EXCO test (ASTM G34) per verificare la resistenza alla corrosione di esfoliazione .
Test non distruttivi (NDT):
Test ad ultrasuoni: Ispezione volumetrica al 100%, in genere richiesta per soddisfare il livello A AA o SAE AA o SAE ARP 1924, il metodo più critico per rilevare i difetti interni (E . g ., inclusioni, micro-creme, porosità) .}
Test penetranti: Rileva difetti di rottura della superficie (AMS 2645) .
Test della corrente di vortiera: Rileva difetti di superficie e quasi superficie .
Test radiografici: Per la reinspezione dei difetti interni in aree critiche specifiche .
Analisi microstrutturale: Esame metallografico per valutare la dimensione del grano, il flusso del grano, il grado di ricristallizzazione, la morfologia e la distribuzione precipitate, tipi di difetti, ecc. .
Ispezione dimensionale e di qualità della superficie: Misure precise utilizzando macchine di misurazione delle coordinate (CMM), scanner laser, profili, ecc. .
Standard e certificazioni:
È conforme a SAE AMS 4108 (7050 Falding di alluminio), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (ispezione ultrasonica), ASTM B247, ISO, EN, GB/T e altri standard aerospazia e industriali .
Certificazioni di sistema di gestione della qualità: AS9100 (Aerospace), ISO 9001.
EN 10204 Tipo 3 . 1 o 3.2 È possibile fornire rapporti di test materiali e la certificazione di terze parti può essere organizzata su richiesta del cliente.
10. Considerazioni su applicazioni e design
7050 Anelli forgiati in lega di alluminio di grande diametro sono componenti strutturali critici indispensabili in campi di fascia alta come aerospaziale e difesa .
Aree di applicazione primarie:
Aerospaziale:
Involucri motori aeronautico, anelli dei componenti della turbina, anelli di connessione alla radice della lama della ventola, anelli di cornici strutturali
Anelli strutturali per gli ingranaggi di atterraggio, paratie di fusoliera, cornici delle porte
Anelli di connessione missilistici e missili, anelli interstage, anelli di rinforzo strutturale
Anelli strutturali critici per satelliti e stazioni spaziali
Difesa e militare:
Grandi supporti per pistole di artiglieria, razze con torretta
Anelli per carico militari ad alte prestazioni, anelli strutturali della nave marina
Industriale di fascia alta:
Anelli di precisione in apparecchiature di produzione a semiconduttore
Componenti macchinari a rotazione ad alta velocità ad alta velocità
Alcune attrezzature specializzate che richiedono una forza, una tenacità e un'affidabilità estremamente elevati
Vantaggi del design:
Rapporto di forza-peso finale: Fornendo la massima resistenza, raggiungendo l'estrema leggero dei componenti strutturali, un requisito fondamentale nell'industria aerospaziale .
Eccellente tenacità della frattura: Mantiene un'elevata tesi anche in sezioni spesse, migliorando la tolleranza al danno e il margine di sicurezza delle strutture .
Cracking corrosione da stress superiore (SCC) e resistenza alla corrosione dell'esfoliazione: Fornisce una maggiore affidabilità e una durata di servizio più lunga in ambienti di servizio complessi .
Prestazioni di fatica ottimizzate: Flusso di grano forgiato e microstruttura densa estendono significativamente la vita a fatica .
Stabilità dimensionale buona: Attraverso i trattamenti TXX51/TXX52, lo stress residuo è ridotto al minimo, garantendo la stabilità dimensionale durante l'elaborazione e l'uso .
Affidabilità estremamente elevata: Attraverso un rigoroso controllo di fusione, forgiatura e trattamento termico e test non distruttivi completi, sono garantiti difetti interni minimi nel materiale .
Limitazioni di progettazione:
Costo elevato: A causa di complessi processi di produzione, materie prime costose e controllo di qualità rigoroso, il costo di 7050 forgiati è significativamente più alto rispetto ad altre leghe di alluminio .
Scarsa saldabilità: La saldatura di fusione convenzionale non è raccomandata; Il giuntura o il rivettamento meccanico vengono generalmente utilizzati . tecniche di giunzione a stato solido (e . g ., fsw) sono opzioni limitate .
Prestazioni ad alta temperatura: Le leghe di alluminio generalmente non resistono bene alle alte temperature . 7050 che la forza di diminuirà significativamente con l'uso a lungo termine superiore a 120 gradi .
Sfide di lavorazione: Mentre la lavorabilità è buona, ad alta resistenza significa forze di taglio elevate, che richiedono macchine utensili ad alta rigidità e strumenti specializzati e attenzione al controllo residuo di stress .
Considerazioni economiche e sostenibilità:
Costo totale del ciclo di vita: Nonostante gli investimenti iniziali significativi, le prestazioni ultrate e la lunga durata di 7050 forgiamenti nei componenti aerospaziali critici riducono significativamente i costi di ciclo di vita totali, tra cui manutenzione, sostituzione e consumo di carburante . Il suo valore supera di gran lunga il costo materiale .}
Utilizzo del materiale: Forgiatura, come processo di forma vicina, aiuta a ridurre i rifiuti di materie prime .
Impatto ambientale: Le leghe di alluminio sono altamente riciclabili, allineate con i principi di sviluppo sostenibile . Gli effetti di riduzione dell'energia e di riduzione delle emissioni sono significativi .
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