
7075 Placa de forja d'alumini aeroespacial ultra gruix
7075 Placa de forja d’alumini d’aviació ultra gruix
1. Procés de composició i fabricació
7075 Aliatge d'alumini (AMS 4045, ASTM B247) representa un material aeroespacial de gran resistència, optimitzat per a components estructurals d'avions crítics . La variant de placa forjada ultra-gruix
Elements d’aliatge primari:
Zinc (zn): 5.1-6.1% (element de reforç principal)
Magnesium (mg): 2.1-2.9% (enduriment de precipitacions)
Coure (Cu): 1.2-2.0% (millora de la força)
Crom (cr): 0.18-0.28% (resistència a la corrosió)
Material base:
Alumini (Al): superior o igual al 87,1% (saldo)
Impureses controlades:
Ferro (Fe): menys o igual al 0,50% màxim
Silici (SI): menys o igual al 0,40% màxim
Manganès (MN): menys o igual al 0,30% màxim
Titani (Ti): menys o igual al 0,20% màxim
Procés de forja ultra gruix:
Producció d’ingots premium:
Alumini primari delegat al buit
Filtració triple a través de filtres ceràmics
Fosa de chill-chill (DC) amb refrigeració controlada
Tractament d’homogeneïtzació:
460-480 grau per a 24-48 hores (depenent del gruix)
Perfils tèrmics controlats per ordinador
Condicionament superficial:
Escalfament mínim de 12mm per superfície
Inspecció d’ultrasons per a la qualitat interna
Forging multies-direcció:
Desglossament inicial: 410-430 grau
Forging final: 360-380 grau
Ràtio de deformació: 4: 1 Mínim
Treball multi-direcció per a una isotropia òptima
Solució Tractament tèrmic:
465-480 grau per a la durada específica de gruix
Uniformitat de temperatura monitoritzada per ordinador
Quenching:
Polímer que s’apaga amb la concentració controlada
Velocitat d'agitació: 3-5 M/s mínim
Core cooling rate: >Mínim de 50 graus /seg
Estirament controlat:
1.5-3.0% Deformació permanent
Envelliment artificial:
TEMPS T651/T7351: cicle d’envelliment en diverses etapes
Control de la temperatura: desviació màxima de ± 2 graus
Tot el processament manté una traçabilitat completa amb el control digital durant tota la fabricació .
2. Propietats mecàniques de la placa forjada ultra-gruix
|
Propietat |
Mínim (T651) |
Típic (T651) |
Estàndard de prova |
|
Força a la tracció definitiva |
530 MPA |
565-590 mPa |
Astm e8/e8m |
|
Força de rendiment (0,2%) |
455 MPA |
495-520 mPa |
Astm e8/e8m |
|
Allargament (2 polzades) |
7% |
9-12% |
Astm e8/e8m |
|
Duresa de fractura (K₁c) |
26 mPa√m |
28-31 mPa√m |
ASTM E399 |
|
Força de cisalla |
330 MPA |
340-360 mPa |
ASTM B769 |
|
Força de suport (e/d =2.0) |
785 MPA |
800-850 mPa |
ASTM E238 |
|
Força de fatiga (10⁷) |
160 MPA |
170-190 mPa |
ASTM E466 |
|
Duresa (Brinell) |
140 HB |
145-155 HB |
Astm e10 |
Rendiment de gruix:
Variació de la propietat<8% between surface and core (up to 250mm thickness)
Ràtio de direccionalitat (L: LT: ST): 1,00: 0,95: 0,85 per a la resistència a la tracció
Variació de duresa del nucli a la superfície: inferior o igual a 10 HB
3. Enginyeria microestructural per a seccions ultra gruixudes
Paràmetres de processament crítics:
Control de l'estructura del gra:
Morfologia de gra fibrosa no recristalitzada i fibrosa
CR-Dispersoid Finning dels límits del gra
Perfil tèrmic especialitzat per a seccions gruixudes
Precipitat Enginyeria:
Mgzn₂ (η/η ') precipite mida: 5-15 nm
Distribució al₂cumg (fase s)
Al₇cu₂fe Control Intermetàlic
Optimització de la velocitat de quench:
Concentració de polímer: 12-18%
Sistema d’agitació: flux multi-direcció d’alta velocitat
Velocitat mínima de refrigeració del centre: 55 graus /seg
Característiques microestructurals:
Mida del gra: ASTM 8-10 (15-30 μm)
Relació d’aspecte del gra: 3: 1 a 5: 1 (L: St)
Fracció de volum recristalitzada:<15% maximum
Precipitate Density: >10¹⁷/cm³
Qualificació d’inclusió: menys o igual a 0,3 per ASTM E45
4. Especificacions i toleràncies dimensionals
|
Paràmetre |
Rang estàndard |
Tolerància aeroespacial |
Tolerància comercial |
|
Gruix |
100-300 mm |
± 0,8 mm o ± 0,5%* |
± 1,5 mm o ± 1,0%* |
|
Amplada |
1000-2500 mm |
± 3 mm |
± 6 mm |
|
Llargada |
2000-8000 mm |
± 5 mm |
± 12 mm |
|
La plana |
N/A |
0,1% de longitud |
0,3% de longitud |
|
Paral·lelisme |
N/A |
0,2% de gruix |
0,5% de gruix |
|
Rugositat superficial |
N/A |
3,2 μm ra max |
6,3 μm ra max |
*Qualsevol que sigui més gran
Paràmetres específics ultra gruixuts:
Densitat: 2,81 g/cm³ (± 0,02)
Fórmula de pes: gruix (mm) × amplada (m) × longitud (m) × 2.81=pes (kg)
Demenament de mecanitzat: recomaneu 15 mm per costat per a dimensions crítiques
Prova ultrasònica: Inspecció volumètrica 100% per AMS-STD -2154 classe A
5. Opcions de tractament tèrmic i temperament
|
Designació temperada |
PROGRAMA DELS DETALLS |
Propietats optimitzades |
Aplicacions objectiu |
|
T651 |
Solució Treat a la calor, estirada (1.5-3%), artificialment envellida |
Força màxima |
Estructures d’avions primaris |
|
T7351 |
Solució Heat tractat, estirat, sobreeixit |
Resistència a la SCC millorada, millor duresa |
Components aeroespacials crítics |
|
T7651 |
Solució tractada de calor, estirada, especialment sobreeixida |
Força equilibrada i resistència SCC |
Estructures d'ala |
Paràmetres de tractament tèrmic:
Solució Tractament tèrmic:
Temperatura: 465-480 grau
Temps: 1 hora per 25 mm de gruix (mínim)
Retard de quench:<12 seconds maximum
Envelliment artificial:
T651: 120 graus durant 24 hores
T7351: 115 graus per a 6-8 hores + 175 graus per a 8-16 hores
Tolerància a la temperatura: ± 2 graus
6. consideracions de mecanitzat i fabricació
|
Operació |
Material d'eina |
Paràmetres recomanats |
Consideracions per a la placa ultra gruixuda |
|
Arruïnar |
Carbur |
Vc =300-600 m/min, fz =0.1-0.3 mm |
Enfocament desplegable, profunditat progressiva |
|
Acabat |
Insercions PCD/CBN |
Vc =600-1200 m/min |
Talls de llum, alta velocitat superficial |
|
Perforació de forats profunds |
Alimentat de refrigerants de carbur |
Vc =60-120 m/min, fn =0.1-0.3 mm/rev |
Peck perforant imprescindible |
|
Cara de fresat |
PCD/carbur |
Vc =500-1000 m/min |
Geometria del rastell positiu |
Fabricació de bones pràctiques:
Fluids de tall: refrigerant soluble amb pH 8.5-9.5
Gestió de xips: refrigerant d’alta pressió per a l’evacuació
Ajustament: subjecció distribuïda per minimitzar la distorsió
Estratègia de tall: pujar el fresat per obtenir un acabat òptim de superfície
Gestió de l'estrès residual: màquina rugosa, alleujament de l'estrès, acabada
7. Sistemes de resistència i resistència a la corrosió
|
Tipus d’entorn |
Qualificació de resistència |
Mètode de protecció |
Expectativa de la vida útil |
|
Atmosfera industrial |
Moderar -se |
Anoditzant + imprimació/tapa |
8-12 anys amb manteniment |
|
Entorn marí |
Pobre-falla |
Anoditzant + imprimació cromada + tapa |
5-8 anys amb manteniment |
|
Corrosió d’estrès |
Bons (T7 Temps) |
Overaging + compressió superficial |
Millora significativa respecte a T6 |
|
Exfoliació |
Bons (T7 Temps) |
Tractament tèrmic adequat |
Qualificació de l'exo o millor |
Opcions de tractament de superfície:
Anoditzant:
Tipus II (sulfúric): 10-25 μm
Tipus III (dur): 25-75 μm
Cromic: 2-8 μm per al màxim rendiment de fatiga
Recobriments de conversió:
Cromat per mil-dtl -5541 classe 1a
Pretractament de crom trivalent
Sistemes de pintura:
Primer epoxi alt en sòlids
Polyuretà Topcoat
Millora de la superfície mecànica:
Shot Peening (0.008-0.012 una intensitat)
Peening de xoc làser
8. Propietats físiques per al disseny d'enginyeria
|
Propietat |
Valorar |
Significació del disseny |
|
Densitat |
2,81 g/cm³ |
Càlculs de pes per a les estructures d’avions |
|
Gamma de fusió |
477-635 grau |
Limitacions de soldadura/tractament tèrmic |
|
Conductivitat tèrmica |
130-150 W/m·K |
Dissipació de calor en components de gran càrrega |
|
Conductivitat elèctrica |
33-40% IACS |
Aplicacions de blindatge EMI |
|
Calor específica |
960 J/kg · K |
Càlculs de massa tèrmica |
|
Expansió tèrmica (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Prediccions d’estrès tèrmic |
|
Mòdul de Young |
71,7 GPA |
Rigidesa estructural en el disseny del marcador |
|
Ràtio de Poisson |
0.33 |
Crític per a la modelització de FEA |
Consideracions especials per a seccions ultra gruixudes:
Distribució d’estrès residual: es requereix el mapatge de gruix
Inèrcia tèrmica: resposta lenta als canvis de temperatura
Duresa profunda: propietats consistents a través de la secció
9. Protocols d'assegurament de la qualitat i proves
Règim d’inspecció obligatori:
Composició química:
Espectroscòpia d’emissions òptiques
Verificació de tots els elements i impureses principals
Prova mecànica:
Prova completa de tracció (l, lt, st indicacions)
Prova de duresa de la fractura de K₁c
Enquesta de duresa (mínim de la graella de 25 mm)
Prova no destructiva:
Inspecció ultrasònica per AMS-STD -2154 classe A
Inspecció penetrant de superfícies crítiques
Anàlisi microestructural:
Mida i morfologia del gra
Qualificació d’inclusió per ASTM E45
Documentació de certificació:
Informe de prova de material (mtr) per en 10204 3.1/3.2
Certificació d’anàlisi química
Certificació de propietats mecàniques
Registres de gràfics de tractament tèrmic
NDT informa amb criteris d’acceptació
10. Aplicacions i avantatges de rendiment
Aplicacions aeroespacials primàries:
Estructures de paret
Estructures i estructures de transport de l'ala
Components de desembarcament
Marcs de fuselatge i llargons
Membres estructurals de secció gruixuda
Pells de l'ala superior
Accessoris de gran càrrega
Avantatges del rendiment per a seccions ultra gruixudes:
Propietats uniformes al llarg del gruix
Tolerància als danys superiors
Resistència a la corrosió de tensió millorada en els temperaments T7
Millora de la força de gruix
Maquinària superior en seccions gruixudes
Qualitat constant mitjançant controls de processament rigorosos
Etiquetes populars: 7075 Placa de forja d'alumini aeroespacial ultra gruix
Enviar la consulta









