سبائك-ألومنيوم عالية القوة-من الزنك
7075 عبارة عن سبيكة ألومنيوم-قابلة للمعالجة بالحرارة ومعززة بالزنك والمغنيسيوم والنحاس. بموجب EN 573-3 وASTM B209، يكون التركيب الاسمي 5.1 إلى 6.1 بالمائة زنك، و2.1 إلى 2.9 بالمائة مغنيسيوم، و1.2 إلى 2.0 بالمائة نحاس، و0.18 إلى 0.28 بالمائة كروم، مع الاحتفاظ بالسيليكون والحديد والمنغنيز والتيتانيوم عند حدود منخفضة والألومنيوم المتوازن. يشكل الزنك والمغنيسيوم مراحل التصلب التي تمنح 7075 قوتها الاستثنائية بعد المعالجة الحرارية، بينما يتحكم الكروم في بنية الحبوب ويحسن النحاس الاستجابة للشيخوخة. بكثافة تبلغ حوالي 2.81 جم/سم3، يوفر 7075 قوة تقترب من ثلث وزن بعض الفولاذ، ولهذا السبب يهيمن على التطبيقات الهيكلية الفضائية.
ماذا يعني T651 ولماذا يهم
T651 هو مزاج T6 مع خطوة إضافية لتخفيف الضغط-. يبدأ التسلسل بالمعالجة الحرارية للمحلول، يليه التبريد، ثم التمدد المتحكم به بنسبة 1 إلى 3 بالمائة للاستطالة الدائمة، وأخيرًا الشيخوخة الاصطناعية. تعمل خطوة التمدد على إعادة تنظيم بنية الحبوب وتخفيف الضغوط المتبقية المحبوسة أثناء التسقية، وبالتالي تظل اللوحة النهائية مسطحة عند إزالة المواد آليًا. تُظهر الأجزاء المصنعة من 7075-T651 تشوهًا أقل، واستقرارًا أفضل للأبعاد، ونتائج أكثر قابلية للتنبؤ من الأجزاء المصنعة من مادة T6 العادية. هذا هو السبب في أن T651 هو الاختيار القياسي للألواح والإطارات وفراغات الأدوات الكبيرة المُشكَّلة آليًا، حيث يكون التسطيح بعد التصنيع أمرًا بالغ الأهمية.
الخصائص الميكانيكية الرئيسية
في حالة T651، تصل لوحة 7075 إلى قوة شد نهائية نموذجية تبلغ حوالي 570 ميجا باسكال مع قوة مقاومة نموذجية بنسبة 0.2 بالمائة تبلغ حوالي 505 ميجا باسكال، بينما تحدد الجمعية الأمريكية لاختبار المواد B209 حدًا أدنى يبلغ 510 ميجا باسكال وإنتاجية 435 ميجا باسكال لسمك اللوحة الشائعة. تتراوح الاستطالة من 7 إلى 11 بالمائة اعتمادًا على المقياس، وتبلغ قوة القص النموذجية حوالي 331 ميجا باسكال. تكون الصلابة في حالة T651 عادةً في حدود 150 HB، مما يعني أن التصنيع يتطلب أدوات كربيد حادة ومبردًا كبيرًا. يمكن للمستخدم إعادة تسخين السبيكة أو زيادة عمرها، ولكن لا ينبغي معالجتها بالحرارة بدون فرن يتم التحكم فيه ودورة {16}إعادة كاملة.
حيث 7075-T651 هو الاختيار الصحيح
الفضاء الجوي هو الموطن الرئيسي للطائرة 7075-T651: حيث تستخدم جلود الأجنحة وإطارات جسم الطائرة والحواجز وأغطية الصاري حيث تكون نسبة القوة-إلى-الوزن حاسمة. خارج الفضاء الجوي، تظهر السبائك في إطارات الدراجات عالية الأداء، ومعدات تسلق الصخور، والقوالب والقوالب، وأجزاء التروس، والآلات الدقيقة التي يجب أن تحمل أحمالًا ثقيلة دون إضافة وزن. بالمقارنة مع 6061-T6، يوفر 7075-T651 قوة إنتاج أعلى بنسبة 80 بالمائة تقريبًا، ولكنه يتخلص من مقاومة التآكل وقابلية اللحام. يختار المصممون 7075 عندما تكون القوة هي الأولوية وحمايتها بالطلاء، بينما يظل 6061 هو الاختيار للإطارات الملحومة والهياكل الخارجية.
القيود التي يجب أن يعرفها كل مهندس
يتمتع 7075-T651 بمقاومة عامة للتآكل أقل من السبائك 5xxx و6xxx، وهو عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في الاتجاه العرضي القصير عند تعرضه لبيئات عدوانية تحت توتر مستمر. يجب حماية Bare 7075 بالأكسدة، أو طلاء التحويل، أو الطلاء في الخدمة الخارجية والبحرية، وتتوفر أشكال مختلفة لتطبيقات الألواح. يعد اللحام 7075 أمرًا صعبًا لأن اللحامات الاندماجية تفقد حصة كبيرة من قوة المعدن الأساسي، لذلك يتم عادةً ربط السبيكة بمثبتات ميكانيكية أو روابط لاصقة. تولد المعالجة الآلية قوى قطع عالية ورقائق دقيقة تعمل على تغليف الأدوات، لذا يوصى باستخدام هندسة كسر الرقائق ومبرد الغمر.
الأسئلة المتداولة
س: ماذا يعني 651 في T651؟
الرقم 6 يعني أن المادة أصبحت قديمة إلى حالة T6 ويشير الرقم 51 إلى أن المنتج قد تم تخفيف الضغط عن طريق التمدد بنسبة 1 إلى 3 بالمائة قبل التعتيق.
س: ما مدى قوة 7075-T651 مقارنة بـ 6061-T6؟
يعتبر 7075-T651 أقوى بنسبة 80 بالمائة تقريبًا في قوة الخضوع، مع إنتاج نموذجي يبلغ حوالي 505 ميجا باسكال مقابل حوالي 275 ميجا باسكال لـ 6061-T6، ولكنه يتمتع بمقاومة أقل للتآكل وغير قابل للحام بنفس الدرجة.
س: هل يمكن لحام 7075-T651؟
لا ينصح باللحام بالصهر لأن منطقة اللحام تفقد معظم قوة السبائك؛ استخدم أدوات التثبيت أو الروابط اللاصقة أو صمم المفصل لتقليل القوة.
س: لماذا يكلف 7075-T651 أكثر من 6061؟
تعكس التكلفة المحتوى العالي من السبائك، والتحكم الأكثر صرامة في الإنتاج، وخطوة تمديد تخفيف الضغط، ومتطلبات الفحص المعتادة في سلاسل توريد الطيران والفضاء.
س: هل تبقى لوحة T651 مسطحة بعد المعالجة؟
أفضل بكثير من اللوح غير المخفف-الإجهاد-، لأن خطوة التمدد تزيل معظم الضغط المتبقي؛ بالنسبة للمقاطع الرفيعة جدًا، قم بآلة كلا الوجهين بالتناوب للحفاظ على الحد الأدنى من التشويه.
س: هل 7075-T651 مناسب للاستخدام البحري؟
فقط مع طلاء واقي، لأن السبيكة أكثر عرضة للتآكل والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي من الدرجات البحرية مثل 5083؛ مطلوب أنودة أو اللوحة.
