7075 is een warmte-behandelbare aluminium-zink-magnesium-koperlegering die aan de top van het sterktebereik ligt van de commercieel verkrijgbare gesmeed aluminium kwaliteiten. De mechanische prestaties benaderen die van sommige staalsoorten, terwijl de dichtheid bijna een derde van die van staal blijft. Daarom wordt deze kwaliteit overal gespecificeerd waar gewichtsvermindering en draagvermogen in evenwicht moeten zijn. Wat een afgewerkt onderdeel tijdens gebruik daadwerkelijk oplevert, hangt veel minder af van de legeringsaanduiding alleen dan van de temperatuur, dat wil zeggen de specifieke combinatie van oplossingswarmtebehandeling, afschrikken en gecontroleerde veroudering die op het metaal wordt toegepast.
In deze gids wordt uitgelegd waarom 7075-T6 en zijn spannings-tegenhanger 7075-T651 de meest op voorraad zijnde en geleverde materialen zijn, hoe de temperatuurkeuze het corrosiegedrag en de levensduur tegen vermoeiing verandert, en hoe de kwaliteit zich verhoudt tot aluminiumlegeringen voor algemeen gebruik.
Inzicht in de temperaanduidingen toegepast op 7075
De letter en cijfers na het legeringsnummer beschrijven een volledige productieroute in plaats van een enkele warmtebehandelingsstap-. Voor 7075 is de praktische shortlist klein:
O (gegloeid)- de zachtste toestand, voornamelijk gebruikt voor vormbewerkingen die worden gevolgd door een latere warmtebehandeling; de treksterkte is ongeveer 230 MPa.
T6- oplossing warmtebehandeld en vervolgens kunstmatig verouderd. Dit is de hoogste- sterkte die algemeen verkrijgbaar is en de standaard referentietemperatuur voor de legering.
T651- T6 wordt op de plaat aangebracht en vervolgens met een gecontroleerde hoeveelheid uitgerekt, doorgaans 1,5 tot 3 procent, om de interne restspanning te verlichten. De resulterende plaat blijft vlak tijdens de bewerking.
T73 en T7351- een toestand van over- ouderdom waarbij kunstmatige veroudering doorgaat tot voorbij het piek- krachtpunt. De treksterkte neemt met grofweg 10 tot 15 procent af, maar de weerstand tegen spanningscorrosiescheuren verbetert aanzienlijk.
T76 en T7651- gemiddelde over-veroudering waarbij een kleiner krachtverlies wordt ingeruild voor een betere weerstand tegen exfoliatiecorrosie.
Omdat de verouderingscyclus de structuur van het neerslag bepaalt, kan dezelfde legeringschemie worden geleverd onder omstandigheden die meer dan 40 procent verschillen in vloeigrens, terwijl ze een identieke dichtheid en elastische modulus delen.
Waarom 7075-T6 en 7075-T651 de meest voorkomende driftbuien zijn
Ja, de T6 en de T651 zijn met ruime marge de meest gespecificeerde en op voorraad gehouden modellen. Vier praktische redenen verklaren die dominantie:
Pieksterkte per kilogram.Geen enkele andere veel verhandelde vorm van de legering bereikt dezelfde combinatie van trek- en vloeigrens, die doorslaggevend is voor casco-fittingen, behuizingen en constructiebeugels met hoge{0}} belasting.
Benaming dekking.T6 en T651 zijn de omstandigheden die het meest volledig worden vermeld in aanduidingssystemen van gesmeed aluminium en materiaalspecificaties voor de lucht- en ruimtevaart, zodat ontwerpers ze kunnen noemen zonder een op maat gemaakt kwalificatieprogramma.
Stabiliteit van de bewerking.Gestrekte T651-plaatmachines met minimale vervorming, wat van belang is voor dunne ribben, lange rondhouten en precisieopspanningen.
Aanbod breedte.Extrusie, staaf, plaat en plaat worden allemaal routinematig onder deze omstandigheden geproduceerd, wat korte doorlooptijden en een consistente beschikbaarheid oplevert.
Geëxtrudeerde en gesmede onderdelen worden meestal besteld in T6, terwijl gewalste plaat boven ongeveer 12 mm normaal gesproken wordt besteld in T651, zodat de rekstap de door afschrik-geïnduceerde restspanning verwijdert.
Typische mechanische eigenschappen en chemische samenstelling
De onderstaande waarden zijn typisch voor 7075 in de T6- en T651-omstandigheden bij kamertemperatuur. De werkelijke cijfers variëren afhankelijk van de productvorm, dikte en testrichting.
| Eigendom | Typische waarde (T6 en T651) |
|---|---|
| Ultieme treksterkte | 572 MPa (83 ksi) |
| Treksterkte | 503 MPa (73 ksi) |
| Verlenging bij breuk | 11 procent |
| Elasticiteitsmodulus | 71,7 GPa (10,4 Msi) |
| Dikte | 2,81 g/cm3 |
| Hardheid | ongeveer 150 HB |
| Vermoeidheid uithoudingsvermogen limiet | ongeveer 159 MPa bij 5 x 10^8 cycli |
De legering dankt deze prestatie aan een strak gecontroleerde samenstelling. Zink en magnesium vormen de versterkende neerslagen, koper voegt verdere sterkte toe en chroom verfijnt de korrelstructuur.
| Element | Samenstellingsbereik (percentage per gewicht) |
|---|---|
| Zink | 5.1 - 6.1 |
| Magnesium | 2.1 - 2.9 |
| Koper | 1.2 - 2.0 |
| Chroom | 0.18 - 0.28 |
| Ijzer | maximaal 0,50 |
| Silicium | Maximaal 0,40 |
| Titanium | Maximaal 0,20 |
| Andere elementen, elk | Maximaal 0,05 (0,15 totaal) |
| Aluminium | rest |
Corrosiebestendigheid, vermoeidheidsleven en beschermende behandelingen
7075 biedt slechts matige weerstand tegen atmosferische corrosie en is bijzonder gevoelig voor spanningscorrosiescheuren als het onder aanhoudende trekspanning wordt gehouden in een vochtige of chloridehoudende omgeving. Er worden twee strategieën gebruikt om dat risico te beheersen.
De eerste is temperatuurselectie. Door omstandigheden van -ouderdom, zoals T73 en T7351, raakt de microstructuur weg van de piek-toestand en wordt de spanning-corrosieweerstand aanzienlijk verhoogd, ten koste van ruwweg 10 tot 15 procent van de treksterkte. Componenten die continu worden belast bij gebruik op zee of in vochtige omstandigheden, worden vaak gespecificeerd in deze omstandigheden, zelfs als de krachtvermindering niet gewenst is.
De tweede is oppervlaktebescherming. Anodiseren, chemische conversiecoating, metalen bekleding en verfsystemen isoleren het oppervlak allemaal van de omgeving. Geanodiseerde lagen verbeteren ook de slijtvastheid op glijdende oppervlakken, terwijl beklede platen een dunne laag van een meer corrosie-bestendige aluminiumlegering over de kern plaatsen.
Vermoeidheidsprestaties zijn goed bij kamertemperatuur, maar zowel corrosieve media als verhoogde temperaturen verlagen de uithoudingsvermogenlimiet. Wanneer een onderdeel onder dergelijke omstandigheden cyclische belasting ondervindt, combineren ontwerpers normaal gesproken een verouderde -veroudering met een beschermende coating en passen royale vermoeiingsmarges toe. De levensduur is verder lang: met de juiste bescherming en onderhoud blijven structurele componenten routinematig tientallen jaren actief, op voorwaarde dat aanhoudende stress en agressieve omgevingen binnen de ontwerpgrenzen worden gehouden.
Hoe 7075 zich verhoudt tot aluminiumlegeringen voor algemene- doeleinden
Kracht.7075-T6 bereikt een treksterkte van grofweg 572 MPa, tegen ongeveer 310 MPa voor 6061-T6 en ongeveer 470 MPa voor 2024-T3, dus hij loopt duidelijk voorop als het draagvermogen bepalend is.
Gewicht.De dichtheid is 2,81 g/cm3, slechts marginaal boven de 2,70 g/cm3 van 6061, dus de krachttoename brengt vrijwel geen gewichtsverlies met zich mee.
Vervormbaarheid.7075 is minder ductiel dan de 6xxx- en 3xxx-families en kan in de T6-conditie niet tot kleine radiussen worden gebogen; het vormen wordt normaal gesproken uitgevoerd in de gegloeide toestand en gevolgd door een warmtebehandeling.
Lasbaarheid.Fusielassen van 7075 in T6 wordt over het algemeen vermeden omdat het de verouderingsreactie in de door hitte-beïnvloede zone vernietigt; geklonken, bout- en lijmverbindingen zijn in plaats daarvan standaardpraktijk.
Selectielogica.Waar stijfheid, corrosieweerstand en kosten belangrijker zijn dan pieksterkte, blijft 6061 de gemakkelijkere en economischere keuze. Waar elke kilogram telt en de lasten hoog zijn, is 7075-T6 of T651 het materiaal bij uitstek.
Veelgestelde vragen
Vraag: Is 7075-T6 de meest voorkomende vorm van 7075 aluminium?
Ja. T6 en de T651 met minder stress{2}} zijn de omstandigheden waarin het meest wordt opgeslagen en geleverd, en samen zijn ze verantwoordelijk voor de grote meerderheid van het geëxtrudeerde, gesmede en gewalste product dat in deze kwaliteit wordt verzonden.
Vraag: Wat is het verschil tussen 7075-T6 en 7075-T651?
Beide zijn oplossingswarmtebehandeld en kunstmatig verouderd. De T651-plaat krijgt een extra gecontroleerde rek van ongeveer 1,5 tot 3 procent, waardoor de resterende afschrikspanning wordt verlicht, waardoor deze vlakker blijft en machines met minder vervorming worden bewerkt.
Vraag: Welke temperatuur moet worden gebruikt in een maritieme of vochtige omgeving?
Een over{0}}verouderde staat zoals T73 heeft normaal gesproken de voorkeur, omdat deze veel beter bestand is tegen spannings--corrosiescheuren dan T6, en er meestal ook een beschermende coating of geanodiseerde laag wordt aangebracht.
Vraag: Corroseert 7075 aluminiumlegering gemakkelijk?
Het heeft slechts een matige corrosieweerstand en is bijzonder gevoelig voor spanningscorrosie-, dus cladden, anodiseren, conversiecoating of schilderen zijn standaard voor veeleisende gebruiksomstandigheden.
Vraag: Hoe lang gaat een onderdeel van 7075 aluminium mee?
Met de juiste oppervlaktebescherming en onderhoud kunnen structurele onderdelen tientallen jaren meegaan. Onbeschermde onderdelen die worden blootgesteld aan chloriden of aanhoudende trekspanningen kunnen veel eerder verslechteren.
Vraag: Kan 7075-T6 worden gelast?
Fusielassen wordt over het algemeen vermeden omdat het de verouderingsreactie in de door hitte-beïnvloede zone wegneemt en de sterkte sterk vermindert. Mechanische bevestiging en lijmverbinding zijn de gebruikelijke verbindingsmethoden.
Vraag: Is 7075 sterker dan staal?
Pond voor pond, ja. De specifieke sterkte is hoger dan die van gewone constructiestaalsoorten, ook al blijft de absolute treksterkte van staal groter.
