7075 T6 Alezo de aluminio Anillo de forjado

El anillo de forjado de aleación de aluminio 7075 T6 es una aleación de aluminio de aluminio térmico de calor de calor de ultra aluminio. En aplicaciones que exigen fuerza y confiabilidad extremas, como aeroespacial, defensa, maquinaria de alto rendimiento y equipos de alta presión:

Elementos de aleación primarios:

Zinc (zn): 5.1-6.1% (elemento de fortalecimiento primario)

Magnesio (mg): 2.1-2.9% (forma fases de fortalecimiento con zinc)

Cobre (cu): 1.2-2.0% (mejora la resistencia y la dureza)

Cromo (cr): 0.18-0.28% (inhibe la recristalización, mejora la resistencia a la corrosión del estrés)

Material base:

Aluminio (AL): Balance

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.

Otros elementos: menos de o igual a 0.05% cada uno, menor o igual a 0.15% en total

Proceso de forja premium:

Preparación de fusión:

Aluminio primario de alta pureza (99.7% mínimo)

Control preciso de elementos de aleación con ± 0.05% de tolerancia

Tratamientos avanzados de filtración y desgasificación (E . G ., Snif o desgasificación de vacío) Asegúrese

Refinamiento de grano (típicamente con aleación maestra Al-Ti-B)

Casting semi-continuo directo (DC) para producir lingotes de alta calidad

Homogeneización:

460-480 grado para 12-24 horas

Control de temperatura uniforme: ± 5 grados

Tasas de enfriamiento lentas asegurar una distribución uniforme de elementos de aleación y eliminar la macro segregación

Preparación de palanquillas:

Acondicionamiento de la superficie de lingoteo (escala o fresado)

Inspección 100% ultrasónica para garantizar la imperfección interna

Precalentamiento: 380-420 grado, con control de uniformidad de temperatura precisa

Secuencia de forjado (forja de anillo):

Molesto: forjar el lingote en un disco o anillo de preforma en 380-420 grado

Piercing/Punching: Crear un agujero central usando troqueles o mandreles intermedios, formando gradualmente la forma del anillo

Rolling del anillo: usando una máquina de rodillo de anillo para expandir axial y radialmente la preforma del anillo, refinando aún más la estructura de grano y el control de las dimensiones

Acabado de forjado de die: Formación final en troqueles para garantizar la precisión geométrica y el acabado de la superficie

Temperatura de forja: 350-400 grado (controlado con precisión a continuación temperatura de recristalización)

Presión de forja: miles de decenas de miles de toneladas, dependiendo del tamaño del anillo y la complejidad

Relación de reducción mínima: 4: 1 a 6: 1, asegurando una estructura interna densa y uniforme, eliminación de la estructura fundida y formación de flujo de grano optimizado

Tratamiento térmico de la solución:

465-480 grado para 1-4 horas (dependiendo del grosor de la pared del anillo)

Uniformidad de temperatura: ± 3 grados

Transferencia rápida al medio de enfriamiento (<10 seconds)

Temple:

Aparate de agua (temperatura ambiente o agua caliente) o enfrentamiento de polímeros

Velocidad de enfriamiento controlada para lograr una resistencia y dureza óptimas

Alivio del estrés (para temperamento T651):

Estiramiento controlado (1-3% deformación plástica) o compresión para reducir el estrés residual

Envejecimiento artificial (temperamento T6):

120 grados por 24 horas

Todas las etapas de producción están sujetas a un estricto control de calidad, pruebas no destructivas y gestión de trazabilidad .

Distribución de propiedades:

Radial vs . Propiedades tangenciales: los anillos forjados exhiben una excelente anisotropía, con flujo de grano distribuido tangencialmente (circunferencialmente), proporcionando una mayor resistencia tangencial y resistencia a la fatiga . Las propiedades radiales y axiales pueden ser ligeramente más bajas {}}}

Efecto del espesor de la pared en las propiedades: la resistencia puede aumentar ligeramente en las secciones de pared más delgadas .

Variación de la dureza del núcleo a la superficie: menos de 5 hb .

Estrés residual: el temperamento T651 reduce significativamente el estrés residual a través del tratamiento con alivio del estrés, minimizando la distorsión del mecanizado .

Rendimiento de fatiga: el flujo de grano optimizado formado por el proceso de forja mejora significativamente la vida de fatiga del material y la resistencia a la propagación de grietas de fatiga .

Características microestructurales clave:

Estructura de grano:

Estructura mixta fina y uniforme de granos recristalizados y granos alargados no recristalizados alineados tangencialmente

Flujo de grano altamente coincidente con la geometría del anillo, distribuido uniformemente tangencialmente, maximizando el rendimiento del material

Al₁₈mg₃cr₂ Los dispersoides formados por el cromo inhiben efectivamente el crecimiento y la recristalización del grano

Tamaño de grano ASTM 6-9 (45-16 μm)

Distribución de precipitados:

fases η '(mgzn₂) y η (mgzn₂): dispersas uniformemente, proporcionando un fortalecimiento primario

Precipitación continua de Mgzn₂ en los límites de grano controlados para reducir la sensibilidad a la corrosión del estrés

Los compuestos intermetálicos gruesos formados por Fe menor, Si se descomponen y se dispersan efectivamente

Desarrollo de la textura:

El proceso de forja crea una textura específica beneficiosa para las propiedades tangenciales

Características especiales:

Alta limpieza metalúrgica, minimizando los defectos de inclusión no metálicos

El ancho de la zona de zinc con límite de grano estrictamente controlado y la precipitación continua son críticas para la resistencia SCC

Formularios estándar disponibles:

Anillos forjados: diámetro exterior de 100 mm a 1500 mm, espesor de la pared de 10 mm a 300 mm

Dimensiones y geometrías personalizadas disponibles de acuerdo con los dibujos y requisitos de los clientes

Varias condiciones de mecanizado disponibles, E . G ., Forged AS-IS, Rough Machined, Finish Machined

Guía de selección de temperatura:

T6: cuando se requiere la máxima resistencia y las condiciones ambientales no son severas, o para anillos de paredes gruesas no son sensibles a SCC

T651: Cuando se requiere alta resistencia, y el anillo se someterá a un mecanizado de precisión significativo para reducir la distorsión

T73/T7351: cuando el anillo funcionará en entornos corrosivos y requiere una resistencia SCC extremadamente alta, a expensas de cierta resistencia

El temperamento T6 de la aleación 7075 tiene cierta sensibilidad a SCC . para aplicaciones críticas, los temperaturas sobrecargadas como T73, T74 generalmente se recomiendan . el proceso de forja en sí ayuda a reducir el riesgo de SCC al optimizar el flujo de grano .

Guía de fabricación:

Calificación de maquinabilidad: 40% (1100 aluminio=100%), relativamente difícil de mecanizar, especialmente en temperamento T6 debido a la alta dureza

Formación de chips: tiende a formar papas fritas finas, pero la concentración de calor y requiere una buena evacuación y enfriamiento de chips

Refrigerante: fluido de corte soluble en agua (10-15% concentración), enfriamiento de velocidad de flujo alto; Los fluidos de corte a base de aceite también se pueden usar

Desgaste de herramientas: alto, recomendado PCD o herramientas de carburo recubiertas, inspección regular

Soldabilidad: soldadura muy pobre y convencional no recomendada, limitada a procesos especiales como soldadura por fricción, con pérdida de resistencia significativa después de la soldadura

Trabajo en frío: mala formabilidad, no adecuada para flexión en frío, estampado, etc. ., generalmente formado en condición recocida

Trabajo en caliente: la falsificación debe realizarse bajo temperatura estrictamente controlada y tasas de deformación

Tratamiento de superficie: se puede anodizar (recomendado anodizando sulfúrico), pero no mejora significativamente la sensibilidad SCC .

Opciones de protección de la superficie:

Anodizante:

Tipo II (sulfúrico): 10-25 μm de espesor, mejora el desgaste y la resistencia a la corrosión, se puede teñir

Tipo III (duro): 25-75 μm de espesor, para aplicaciones de alto desgaste

Recubrimientos de conversión:

Recubrimientos de conversión de cromato (MIL-DTL -5541): excelente base para pinturas o adhesivos, proporciona protección de corrosión

Alternativas sin cromo: compatibles con el medio ambiente

Sistemas de pintura:

Primer epoxi + poliuretano TopCoat: proporciona una excelente protección a largo plazo, especialmente para aplicaciones aeroespaciales y militares

Revestimiento:

En entornos corrosivos extremos, se puede considerar el revestimiento con aluminio puro o capas de aleación resistentes a la corrosión, pero agrega peso y costo

Consideraciones de diseño:

Rango de temperatura de funcionamiento: -60 grado a +100 grado (la fuerza se degrada significativamente por encima de esto)

Rendimiento criogénico: un ligero aumento de la fuerza a bajas temperaturas, la tenacidad sigue siendo buena, sin transición frágil

Propiedades magnéticas: no magnéticos

Reciclabilidad: material reciclable de alto valor

Estabilidad dimensional: excelente en temperamento T651, adecuado para mecanizado de precisión

Relación de resistencia a peso: entre las más altas para las aleaciones de aluminio, ideal para materiales aeroespaciales

Procedimientos de prueba estándar:

Composición química:

Espectroscopía de emisión óptica

Fusión de gas inerte (contenido de hidrógeno)

Verificación de todos los elementos de aleación y contenido de impurezas

Prueba mecánica:

Prueba de tracción (radial, tangencial, axial)

Prueba de dureza (Brinell, múltiples ubicaciones)

Pruebas de dureza de fractura (K1C, por ASTM E399)

Pruebas de fatiga (según sea necesario, E . G ., fatiga de flexión giratoria, tasa de crecimiento de grietas)

Prueba de agrietamiento por corrosión por estrés (SCC, por ASTM G44, G47), especialmente para T6 Temper

Pruebas no destructivas:

Inspección ultrasónica (100% volumétrica, por AMS 2630 Clase A1, AMS-STD -2154 o ASTM E2375 Nivel 2)

Prueba de corriente de Eddy (defectos superficiales y cercanos a la superficie)

Inspección de penetrantes (defectos de la superficie)

Prueba radiográfica (defectos macroscópicos internos)

Análisis microestructural:

Determinación del tamaño de grano

Verificación del patrón de flujo de grano

Evaluación de precipitados (TEM/SEM)

Evaluación de grado de recristalización

Inspección dimensional:

CMM (máquina de medición de coordenadas)

Diámetro exterior, diámetro interno, espesor de la pared, altura, planitud, concentricidad, etc. .

Certificaciones estándar:

Informe de prueba de molino (en 10204 3.1 o 3.2)

Certificación de análisis químico

Certificación de propiedades mecánicas

Certificación de tratamiento térmico/forjado

Certificación de pruebas no destructivas

Conformidad con AMS 4133 (Foras de anillo), AMS 4145, ASTM B247 (Foras) y otros estándares aeroespaciales

AS9100 o ISO 9001 Certificación del sistema de gestión de calidad

Aplicaciones principales:

Aeroespacial:

Capas de motor, anillos de paletas de guía

Componentes de la turbina de aeronaves

Accesorios del tren de aterrizaje

Anillos de revestimiento de cohetes y misiles

Defensa:

Anillos de torreta de vehículos militares

Bases de torreta de pistola

Bridas de recipientes de alta presión

Maquinaria de alto rendimiento:

Carreras de cojinete de maquinaria pesada

Componentes giratorios de alta velocidad

Piezas estructurales del instrumento de precisión

Equipo industrial:

Componentes de equipos de perforación de petróleo y gas

Válvulas y bridas

Ventajas de diseño:

Relación extremadamente alta de resistencia / peso para un diseño liviano

El proceso de forja crea un flujo de grano optimizado, mejorando la fuerza de fatiga y la dureza de la fractura

Buena maquinabilidad (en relación con otros aceros de ultra alta resistencia)

Bajo estrés residual en temperamento T651, excelente estabilidad dimensional, adecuada para mecanizado de precisión

No magnético

Limitaciones de diseño:

El temperamento T6 tiene cierta sensibilidad al agrietamiento por corrosión del estrés (SCC) y la corrosión de exfoliación; Para aplicaciones críticas, se deben considerar los temperaturas de exceso como T73, T74

Muy poca soldadura, soldadura convencional no recomendada

Pobre formabilidad fría, generalmente formada en condiciones recocidas

Mala resistencia al calor, el rendimiento se degrada rápidamente a temperaturas elevadas

Costo relativamente alto

Consideraciones económicas:

Los anillos forjados 7075 T6 son materiales de alto rendimiento, con costos iniciales más altos

Los procesos complejos de falsificación, tratamiento térmico e inspección se suman a los costos de producción

A pesar del alto costo, su superioridad lo hace insustituible en aplicaciones que requieren un rendimiento y confiabilidad extremos

Aspectos de sostenibilidad:

7075 La aleación es un material reciclable, que contribuye a la circularidad de los recursos

El diseño liviano en el aeroespacial ayuda a reducir el consumo de combustible y las emisiones de carbono

La vida útil larga del producto y la alta fiabilidad reducen la generación de reemplazo y desechos

Guía de selección de materiales:

Elija anillos forjados 7075 T6 cuando se requieran máxima resistencia y peso ligero, y el entorno de servicio no es corrosivo o se están vigilando medidas de protección efectivas

Adecuado para componentes estructurales en forma de anillo sujetos a alto estrés, cargas de fatiga y que requieren alta confiabilidad

Para las aplicaciones potencialmente expuestas a los riesgos de corrosión por estrés o exfoliación de corrosión, priorice los temperatura de 7075 (E . G ., T73, T74) o una aleación 7050

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