7075-مطاط الألومنيوم T6: لماذا يهيمن على التطبيقات عالية القوة

7075 عبارة عن -سبائك نحاس-ألومنيوم قابل للمعالجة بالحرارة-زنك-مغنيسيوم- تقع في أعلى نطاق القوة بين درجات الألومنيوم المطاوع المتوفرة تجاريًا. يقترب أدائه الميكانيكي من أداء بعض أنواع الفولاذ بينما تظل كثافته قريبة من ثلث كثافة الفولاذ، لذلك يتم تحديد الدرجة حيثما يجب موازنة تقليل الوزن وسعة الحمولة. إن ما يقدمه المكون النهائي فعليًا في الخدمة يعتمد بدرجة أقل بكثير على تسمية السبيكة وحدها بقدر ما يعتمد على الحالة المزاجية، أي مزيج محدد من المعالجة الحرارية للمحلول والتبريد والتقادم المتحكم فيه المطبق على المعدن.

يشرح هذا الدليل سبب كون 7075-T6 ونظيره المخفف الضغط 7075-T651 هو الأكثر تخزينًا وتوريدًا على نطاق واسع، وكيف يغير اختيار المزاج سلوك التآكل وعمر الكلال، وكيف يمكن مقارنة الدرجة بسبائك الألومنيوم ذات الأغراض العامة.

فهم التسميات المزاجية المطبقة على 7075

تصف الحروف والأرقام التي تتبع رقم السبيكة مسار الإنتاج الكامل بدلاً من خطوة المعالجة الحرارية- الفردية. بالنسبة لـ 7075، القائمة المختصرة العملية صغيرة:

يا (ملدن)- الحالة الأكثر ليونة، وتستخدم بشكل رئيسي في عمليات التشكيل التي تتبعها معالجة حرارية لاحقة؛ قوة الشد حوالي 230 ميجا باسكال.

T6- محلول تمت معالجته حراريًا ثم تعتيقه صناعيًا. هذه هي أعلى-حالة قوة متاحة بشكل شائع ودرجة الحرارة المرجعية القياسية للسبيكة.

T651- يتم تطبيق T6 على اللوحة التي يتم تمديدها بعد ذلك بمقدار متحكم فيه، عادةً من 1.5 إلى 3 بالمائة، لتخفيف الضغط الداخلي المتبقي. تبقى اللوحة الناتجة مسطحة أثناء المعالجة.

T73 وT7351- حالة تجاوز السن-حيث تستمر الشيخوخة الاصطناعية إلى ما بعد نقطة القوة-. تنخفض قوة الشد بنسبة 10 إلى 15 بالمائة تقريبًا، ولكن مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد-تتحسن بشكل كبير.

T76 وT7651- متوسط ​​العمر-يؤدي إلى فقدان قوة أقل لتحسين مقاومة التآكل الناتج عن التقشر.

ونظرًا لأن دورة التعمير تتحكم في بنية الراسب، فيمكن توفير نفس كيمياء السبائك في ظروف تختلف بأكثر من 40 بالمائة في قوة الخضوع مع تقاسم نفس الكثافة ومعامل المرونة.

لماذا يعتبر 7075-T6 و7075-T651 أكثر أنواع المزاج شيوعًا

نعم، T6 وT651 هما بفارق كبير من المزاجات المحددة والمحفوظة في أغلب الأحيان. أربعة أسباب عملية تفسر تلك الهيمنة:

قوة الذروة لكل كيلوغرام.لا يوجد أي نوع آخر من السبائك المتداولة على نطاق واسع يصل إلى نفس التركيبة من قوة الشد والخضوع، وهو أمر حاسم بالنسبة لتركيبات هياكل الطائرات والمبيتات والأقواس الهيكلية- ذات التحميل العالي.

تغطية التعيين.T6 وT651 هي الشروط المدرجة بشكل كامل في أنظمة تعيين الألمنيوم المطاوع ومواصفات المواد الفضائية، بحيث يمكن للمصممين استدعائها دون برنامج تأهيل مخصص.

استقرار الآلات.ماكينات الألواح T651 الممدودة مع الحد الأدنى من التشويه، وهو أمر مهم للأضلاع الرفيعة والساريات الطويلة والتركيبات الدقيقة.

اتساع العرض.يتم إنتاج منتجات البثق والقضبان والصفائح والألواح بشكل روتيني في هذه الظروف، مما يوفر فترات زمنية قصيرة وتوافرًا ثابتًا.

عادةً ما يتم طلب الأجزاء المبثوقة والمطروقة في T6، في حين يتم طلب اللوحة الملفوفة التي يزيد سمكها عن 12 مم تقريبًا في T651 بحيث تزيل خطوة التمدد -الإجهاد المتبقي الناتج عن الإخماد.

الخواص الميكانيكية النموذجية والتركيب الكيميائي

القيم أدناه نموذجية لـ 7075 في ظروف T6 وT651 عند درجة حرارة الغرفة. تختلف الأرقام الفعلية باختلاف شكل المنتج وسمكه واتجاه الاختبار.

تدين السبيكة بهذا الأداء إلى تركيبة يتم التحكم فيها بإحكام. يشكل الزنك والمغنيسيوم رواسب التقوية، ويضيف النحاس المزيد من القوة، ويعمل الكروم على تحسين بنية الحبوب.

مقاومة التآكل وحياة التعب والعلاجات الوقائية

يوفر 7075 مقاومة معتدلة فقط للتآكل الجوي ويكون عرضة بشكل خاص للتآكل الناتج عن الإجهاد-عند تعرضه لضغط شد مستمر في بيئة حاملة رطبة أو كلوريد-. يتم استخدام استراتيجيتين لإدارة هذه المخاطر.

الأول هو اختيار المزاج. تعمل الظروف التي تزيد عن-العمر مثل T73 وT7351 على تحريك البنية المجهرية بعيدًا عن حالة القوة-الذروية وتزيد من مقاومة التآكل تحت الضغط-بشكل ملحوظ، على حساب ما يقرب من 10 إلى 15 بالمائة من قوة الشد. يتم تحديد المكونات التي تشهد حملًا مستمرًا في الخدمة البحرية أو الرطبة بشكل متكرر في درجات الحرارة هذه حتى عندما تكون عقوبة القوة غير مرحب بها.

والثاني هو حماية السطح. تعمل الأنودة وطلاء التحويل الكيميائي والكسوة المعدنية وأنظمة الطلاء على عزل السطح عن البيئة. تعمل الطبقات المؤكسدة أيضًا على تحسين مقاومة التآكل على الأسطح المنزلقة، بينما تضع الصفائح المكسوة طبقة رقيقة من سبائك الألومنيوم الأكثر مقاومة للتآكل-فوق القلب.

يكون أداء التعب جيدًا في درجة حرارة الغرفة، لكن كلاً من الوسائط المسببة للتآكل ودرجة الحرارة المرتفعة تقلل من حد التحمل. عندما يواجه الجزء تحميلًا دوريًا في مثل هذه الظروف، عادةً ما يجمع المصممون بين -مزاج أكثر من اللازم مع طبقة واقية وتطبيق هوامش إجهاد كبيرة. عمر الخدمة طويل بخلاف ذلك: مع الحماية والصيانة الصحيحة، تعمل المكونات الهيكلية بشكل روتيني لعدة عقود، بشرط الحفاظ على الضغط المستمر والبيئات العدوانية ضمن حدود التصميم.

كيف يمكن مقارنة 7075 بسبائك الألومنيوم ذات الأغراض العامة-.

قوة.يصل 7075-T6 إلى قوة شد تبلغ 572 ميجا باسكال تقريبًا، مقابل حوالي 310 ميجا باسكال لـ 6061-T6 وحوالي 470 ميجا باسكال لـ 2024-T3، لذلك فهو يقود بوضوح عندما تتحكم سعة الحمولة.

وزن.تبلغ الكثافة 2.81 جم / سم 3، وهي أعلى بشكل طفيف فقط من 2.70 جم / سم 3 لعام 6061، وبالتالي فإن زيادة القوة لا تحمل أي عقوبة على الوزن تقريبًا.

القابلية للتشكيل.7075 أقل ليونة من العائلتين 6xxx و3xxx ولا يمكن ثنيهما إلى أنصاف أقطار ضيقة في حالة T6؛ يتم إجراء التشكيل عادة في حالة التلدين ويتبعه المعالجة الحرارية.

قابلية اللحام.يتم بشكل عام تجنب اللحام بالصهر 7075 في T6 لأنه يدمر استجابة الشيخوخة في المنطقة المتأثرة بالحرارة-. تعد الوصلات المثبتة والمثبتة بمسامير والمستعبدة من الممارسات القياسية بدلاً من ذلك.

منطق الاختيارعندما تكون الصلابة ومقاومة التآكل والتكلفة أكثر أهمية من قوة الذروة، يظل 6061 هو الخيار الأسهل والأكثر اقتصادا. حيث يكون كل كيلوغرام من الوزن والأحمال مرتفعًا، فإن 7075-T6 أو T651 هي المادة المفضلة.

الأسئلة المتداولة

س: هل 7075-T6 هو المزاج الأكثر شيوعًا للألمنيوم 7075؟
نعم. T6 والضغط -T651 المخفف هما الظروف التي يتم تخزينها وتوريدها على نطاق واسع، ويمثلان معًا الغالبية العظمى من المنتجات المبثوقة والمشكله والمدلفنة التي يتم شحنها في هذا الصف.

س: ما الفرق بين 7075-T6 و7075-T651؟
كلاهما معالج بالحرارة ومُعمر بشكل مصطنع. تتلقى اللوحة T651 امتدادًا إضافيًا يمكن التحكم فيه بحوالي 1.5 إلى 3 بالمائة مما يخفف من إجهاد التبريد المتبقي، لذلك يظل مسطحًا وآلات ذات تشويه أقل.

س: ما هو المزاج الذي يجب استخدامه في البيئة البحرية أو الرطبة؟
عادةً ما يُفضل استخدام حالة أكثر-من العمر مثل T73، لأنها تقاوم التشقق الناتج عن الإجهاد-بشكل أفضل بكثير من T6، وعادةً ما يتم تطبيق طبقة واقية أو طبقة مؤكسدة أيضًا.

س: هل تتآكل سبائك الألومنيوم 7075 بسهولة؟
فهو يتمتع بمقاومة معتدلة للتآكل وهو حساس بشكل خاص للتشقق الناتج عن الإجهاد-، لذا فإن الكسوة أو الأكسدة أو طلاء التحويل أو الطلاء تعتبر معايير قياسية لظروف الخدمة الصعبة.

س: ما المدة التي يدومها مكون الألومنيوم 7075؟
مع الحماية والصيانة المناسبة للسطح، يمكن للأجزاء الهيكلية أن تظل في الخدمة لعدة عقود. الأجزاء غير المحمية المعرضة للكلوريدات أو إجهاد الشد المستمر قد تتدهور بشكل أسرع.

س: هل يمكن لحام 7075-T6؟
يتم عمومًا تجنب اللحام بالصهر لأنه يزيل استجابة التقادم في المنطقة-المتأثرة بالحرارة ويقلل القوة بشكل حاد. يعد التثبيت الميكانيكي والربط اللاصق من طرق الربط المعتادة.

س: هل 7075 أقوى من الفولاذ؟
جنيه بالجنيه، نعم. قوتها المحددة أعلى من تلك الخاصة بالفولاذ الإنشائي الشائع، على الرغم من أن قوة الشد المطلقة للفولاذ تظل أكبر.