
7075 Placa de forja de aluminio aeroespacial ultra esporda
7075 La placa de forja de aluminio de aviación ultra gruesa es un material de aleación de aluminio de alto rendimiento conocido por su alta resistencia, alta dureza, excelente resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión . Se usa ampliamente en campos clave como aviación, aeroespacial, procesamiento de moho y equipos mecánicos {}}}
1. Composición de material y proceso de fabricación
7075 aleación de aluminio (AMS 4045, ASTM B247) representa un material aeroespacial de alta resistencia premium optimizado para componentes estructurales críticos de aeronaves . La variante de placa forjada ultra espeluznante proporciona un rendimiento excepcional de resistencia a peso a través de un procesamiento especializado:
Elementos de aleación primarios:
Zinc (zn): 5.1-6.1% (elemento de fortalecimiento primario)
Magnesio (mg): 2.1-2.9% (endurecimiento por precipitación)
Cobre (cu): 1.2-2.0% (mejora de la resistencia)
Cromo (cr): 0.18-0.28% (resistencia a la corrosión)
Material base:
Aluminio (AL): mayor o igual a 87.1% (saldo)
Impurezas controladas:
Hierro (Fe): menor o igual al 0.50% máximo
Silicon (SI): menor o igual al 0.40% máx.
Manganeso (MN): menor o igual al 0.30% máximo
Titanio (TI): menor o igual al 0.20% máx.
Proceso de forjado ultra de espesor:
Producción de lingotes premium:
Aluminio primario de desgaste al vacío
Triple filtración a través de filtros de cerámica
Casting directo (DC) con enfriamiento controlado
Tratamiento de homogeneización:
460-480 grado para 24-48 horas (dependiente del espesor)
Perfiles térmicos controlados por computadora
Acondicionamiento de la superficie:
Escalador mínimo de 12 mm por superficie
Inspección ultrasónica para calidad interna
Forjado multidireccional:
Desglose inicial: 410-430 grado
Forjeo final: 360-380 grado
Relación de deformación: 4: 1 mínimo
Trabajo multidireccional para isotropía óptima
Tratamiento térmico de la solución:
465-480 Grado para la duración específica del espesor
Uniformidad de temperatura monitoreada por computadora
Temple:
Enfriamiento de polímeros con concentración controlada
Tasa de agitación: 3-5 m/s mínimo
Core cooling rate: >50 grados /seg mínimo
Estiramiento controlado:
1.5-3.0% deformación permanente
Envejecimiento artificial:
Temperadores T651/T7351: ciclo de envejecimiento en varias etapas
Control de temperatura: ± 2 grados Desviación máxima
Todo el procesamiento mantiene la trazabilidad completa con el monitoreo digital durante la fabricación .
2. Propiedades mecánicas de la placa forjada ultra espeluznante 7075
|
Propiedad |
Mínimo (T651) |
Típico (T651) |
Estándar de prueba |
|
Resistencia a la tracción definitiva |
530 MPA |
565-590 MPA |
ASTM E8/E8M |
|
Resistencia al rendimiento (0.2%) |
455 MPA |
495-520 MPA |
ASTM E8/E8M |
|
Alargamiento (2 pulgadas) |
7% |
9-12% |
ASTM E8/E8M |
|
Hardedad de la fractura (K₁C) |
26 MPA√m |
28-31 mpa√m |
ASTM E399 |
|
Resistencia al corte |
330 MPA |
340-360 MPA |
ASTM B769 |
|
Fuerza de soporte (e/d =2.0) |
785 MPA |
800-850 MPA |
ASTM E238 |
|
Fuerza de fatiga (10 ⁷) |
160 MPa |
170-190 MPA |
ASTM E466 |
|
Dureza (Brinell) |
140 HB |
145-155 HB |
ASTM E10 |
Rendimiento de espesor:
Variación de propiedad<8% between surface and core (up to 250mm thickness)
Ratio de direccionalidad (L: LT: ST): 1.00: 0.95: 0.85 para resistencia a la tracción
Variación de dureza de núcleo a superficie: menor o igual a 10 hb máximo
3. Ingeniería microestructural para secciones ultra de espesor
Parámetros de procesamiento crítico:
Control de la estructura de grano:
Morfología de grano fibroso irreystalizada
CR-dispersoides de límites de grano
Perfil térmico especializado para secciones gruesas
Precipitar ingeniería:
Mgzn₂ (η/η ') Tamaño de precipitado: 5-15 nm
Distribución de Al₂cumg (S-fase)
Al₇cu₂fe Control intermetálico
Optimización de la velocidad de extinción:
Concentración de polímeros: 12-18%
Sistema de agitación: flujo multidireccional de alta velocidad
Velocidad mínima de enfriamiento del centro: 55 grados /seg
Características microestructurales:
Tamaño de grano: ASTM 8-10 (15-30 μm)
Relación de aspecto de grano: 3: 1 a 5: 1 (L: ST)
Fracción de volumen recristalizada:<15% maximum
Precipitate Density: >10¹⁷/cm³
Calificación de inclusión: menor o igual a 0.3 por ASTM E45
4. Especificaciones y tolerancias dimensionales
|
Parámetro |
Rango estándar |
Tolerancia aeroespacial |
Tolerancia comercial |
|
Espesor |
100-300 mm |
± 0.8 mm o ± 0.5%* |
± 1.5 mm o ± 1.0%* |
|
Ancho |
1000-2500 mm |
± 3 mm |
± 6 mm |
|
Longitud |
2000-8000 mm |
± 5 mm |
± 12 mm |
|
Llanura |
N/A |
0.1% de longitud |
0.3% de longitud |
|
Paralelismo |
N/A |
0.2% de grosor |
0.5% de grosor |
|
Aspereza de la superficie |
N/A |
3.2 μm de ra max |
6.3 μm de ra max |
*Lo que sea mayor
Parámetros específicos ultra de espesor:
Densidad: 2.81 g/cm³ (± 0.02)
Fórmula de peso: espesor (mm) × ancho (m) × longitud (m) × 2.81=peso (kg)
Subsidio de mecanizado: Recomendar 15 mm por lado para dimensiones críticas
Pruebas ultrasónicas: inspección 100% volumétrica por AMS-STD -2154 Clase A
5. Opciones de tratamiento térmico y temperamento
|
Designación de temperamento |
Detalles del proceso |
Propiedades optimizadas |
Aplicaciones objetivo |
|
T651 |
Solución tratada con calor, estirado (1.5-3%), envejecido artificialmente |
Fuerza máxima |
Estructuras de aeronaves primarias |
|
T7351 |
Solución tratada con calor, estirado, en exceso |
Resistencia mejorada de SCC, mejor dureza |
Componentes aeroespaciales críticos |
|
T7651 |
Solución tratada con calor, estirado, especialmente en exceso |
Resistencia equilibrada y resistencia SCC |
Estructuras del ala |
Parámetros de tratamiento térmico:
Tratamiento térmico de la solución:
Temperatura: 465-480 grado
Tiempo: 1 hora por grosor de 25 mm (mínimo)
Retraso de enfrentamiento:<12 seconds maximum
Envejecimiento artificial:
T651: 120 grados durante 24 horas
T7351: 115 grados para 6-8 horas + 175 grado para 8-16 horas
Tolerancia a la temperatura: ± 2 grados
6. Consideraciones de mecanizado y fabricación
|
Operación |
Material de herramienta |
Parámetros recomendados |
Consideraciones para una placa ultra esplosa |
|
Toscante |
Carburo |
VC =300-600 m/min, fz =0.1-0.3 mm |
Enfoque reducido, profundidad progresiva |
|
Refinamiento |
Insertos PCD/CBN |
VC =600-1200 m/min |
Cortes de luz, alta velocidad de superficie |
|
Perforación de agujeros profundos |
Alimentado por el refrigerante de carburo |
VC =60-120 m/min, fn =0.1-0.3 mm/rev |
Peck Drilling Essential |
|
Molienda |
PCD/carburo |
VC =500-1000 m/min |
Geometría positiva del rastrillo |
Las mejores prácticas de fabricación:
Corte de fluidos: refrigerante soluble en agua con pH 8.5-9.5
Gestión de chips: refrigerante de alta presión para la evacuación
Ajuste: pinza distribuida para minimizar la distorsión
Estrategia de corte: ascender la fresación para un acabado superficial óptimo
Manejo de estrés residual: máquina rugosa, alivio de estrés, máquina de acabado
7. Sistemas de resistencia y protección de la corrosión
|
Tipo de entorno |
Calificación de resistencia |
Método de protección |
Expectativa de vida útil |
|
Atmósfera industrial |
Moderado |
Anodizante + imprimación/topcoat |
8-12 años con mantenimiento |
|
Ambiente marino |
Pobre fair |
Anodizante + Primer cromado + TopCoat |
5-8 años con mantenimiento |
|
Corrosión por estrés |
Bien (T7 Tempers) |
Overaging + compresión de superficie |
Mejora significativa sobre T6 |
|
Exfoliación |
Bien (T7 Tempers) |
Tratamiento térmico adecuado |
Calificación de exco de EA o mejor |
Opciones de tratamiento de superficie:
Anodizante:
Tipo II (sulfúrico): 10-25 μm
Tipo III (duro): 25-75 μm
Chromic: 2-8 μm para el máximo rendimiento de la fatiga
Recubrimientos de conversión:
Cromato por mil-dtl -5541 Clase 1a
Pretratamiento de cromo trivalente
Sistemas de pintura:
Cebadora epoxi alta
Abrigo de poliuretano
Mejora de la superficie mecánica:
Disparó peening (0.008-0.012 una intensidad)
Peening de choque láser
8. Propiedades físicas para el diseño de ingeniería
|
Propiedad |
Valor |
Importancia del diseño |
|
Densidad |
2.81 g/cm³ |
Cálculos de peso para estructuras de aeronaves |
|
Rango de fusión |
477-635 grado |
Limitaciones de soldadura/tratamiento térmico |
|
Conductividad térmica |
130-150 W/m·K |
Disipación de calor en componentes de alta carga |
|
Conductividad eléctrica |
33-40% IACS |
Aplicaciones de protección de EMI |
|
Calor específico |
960 j/kg · k |
Cálculos de masa térmica |
|
Expansión térmica (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Predicciones de estrés térmico |
|
Módulo de Young |
71.7 GPA |
Rigidez estructural en el diseño de la fuselaje |
|
Ratio de Poisson |
0.33 |
Crítico para el modelado de FEA |
Consideraciones especiales para secciones ultra espesor:
Distribución de estrés residual: requerido mapeo de espesor
Inercia térmica: respuesta lenta a los cambios de temperatura
Enduribilidad profunda: propiedades consistentes a través de la sección
9. Protocolos de garantía y prueba de calidad
Régimen de inspección obligatorio:
Composición química:
Espectroscopía de emisión óptica
Verificación de todos los elementos e impurezas principales
Prueba mecánica:
Prueba de tracción completa (L, LT, ST Direcciones)
Prueba de resistencia a la fractura de K₁C
Encuesta de dureza (mínimo de la cuadrícula de 25 mm)
Pruebas no destructivas:
Inspección ultrasónica por AMS-STD -2154 Clase A
Inspección de penetrantes de superficies críticas
Análisis microestructural:
Tamaño de grano y morfología
Calificación de inclusión por ASTM E45
Documentación de certificación:
Informe de prueba de material (mtr) per en 10204 3.1/3.2
Certificación de análisis químico
Certificación de propiedades mecánicas
Registros de la tabla de tratamiento térmico
NDT informa con criterios de aceptación
10. Aplicaciones y ventajas de rendimiento
Aplicaciones aeroespaciales primarias:
Estructuras de mamparo
Spares de ala y estructuras de transporte
Componentes del tren de aterrizaje
Marcos de fuselaje y LONTERONS
Miembros estructurales de sección gruesa
Pieles de ala superior
Accesorios de alta carga
Ventajas de rendimiento para secciones ultra espesor:
Propiedades uniformes a lo largo del grosor
Tolerancia de daño superior
Resistencia a la corrosión de estrés mejorada en los temperatura T7
Fuerza mejorada de espesor
Machinabilidad superior en secciones gruesas
Calidad consistente a través de rigurosos controles de procesamiento
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