7075 Alumiinilevy: Seoksen ominaisuudet ja vahvistusmekanismi
7075 alumiinilevy kuuluuAl-Zn-Mg-Cu-sarja ultra-suuri{4}}lujia alumiiniseoksia. Sen poikkeuksellinen lujuus johtuu huolellisesti tasapainotetusta kemiallisesta koostumuksesta yhdistettynä tarkkoihin lämpökäsittelyprosesseihin.
Sen pääseosalkuaineista mm.sinkki (Zn)sillä on hallitseva vahvistava rooli. Yhdessä kanssamagnesium (Mg)jakupari (Cu), sinkki muodostaa -lujia metallien välisiä yhdisteitä, kutenMgZn2jaAl2CuMg.
Liuoslämpökäsittelyn ja vanhentamisen jälkeen nämä vahvistusfaasit jakautuvat hienojakoisesti ja tasaisesti alumiinimatriisiin, mikä parantaa merkittävästi mekaanista lujuutta. Lisäksi kontrolloitu lisääminenkromi (Cr)hienontaa raerakennetta, parantaa edelleen mekaanista suorituskykyä ja parantaa korroosionkestävyyttä.
7075 alumiiniseokselle on tunnusomaista akorkea tuottosuhde, mikä tarkoittaa, että sen myötöraja on lähellä sen vetolujuutta sekä erinomainenvahvuus-painosuhde-. Sen mekaaniset ominaisuudet pysyvät vakaina huoneenlämmössä ja sitä alemmissa lämpötiloissa120 astetta. Seoksella on kuitenkin suhteellisen alhainen sitkeys ja heikentynyt lujuus korkeissa lämpötiloissa. Siksi tarvitaan erityisiä lämpökäsittelyjä, jotta saavutetaan optimaalinen tasapaino lujuuden ja plastisuuden välillä. Näiden joukossaT6 ja T651ovat yleisimmin käytetyt ja edustavat olosuhteet.
Ydinmekaanisten ominaisuuksien vertailu: 7075 T6 vs 7075 T651
Suorituskyvyn eroja7075 T6ja7075 T651 alumiinilevyovat peräisin niiden lämpökäsittelyprosessien hienovaraisista vaihteluista. Seuraava vertailu perustuu1-10 mm levyn paksuus, yleinen kaupallinen valikoima, viitaten standardeihin, kutenGB/T 3190-2020jaASTM B209, sekä käytännön testaustiedot.
1. Vetolujuus (σb)
7075 T6: Suurempi tai yhtä suuri kuin540 MPa
7075 T651: Suurempi tai yhtä suuri kuin550 MPa
T651:llä on hieman suurempi vetolujuus, mikä johtuu pääasiassa esivenytysprosessista, joka parantaa saostuman jakautumista ja parantaa kokonaislujuutta.
2. Myönnön vahvuus (0,2 % Proof Stress, σs)
7075 T6: Suurempi tai yhtä suuri kuin480 MPa
7075 T651: Suurempi tai yhtä suuri kuin485 MPa
Molemmat lämpötilat osoittavat hyvin samanlaisia myötölujuusarvoja. T651 tarjoaa kuitenkin paremman myötörajan johdonmukaisuuden, mikä tekee siitä sopivamman suuren-tarkkuuden valmistukseen.
3. Murtuman jälkeinen venymä (δ)
7075 T6: Suurempi tai yhtä suuri kuin8%
7075 T651: Suurempi tai yhtä suuri kuin6%
Venymä on sitkeyden avainindikaattori. T6 tarjoaa paremman plastisuuden, kun taas T651 uhraa jonkin verran venymistä jännityksen-kevennysprosessin vuoksi.
4. Kovuus (HBW)
7075 T6: 145-150 HBW
7075 T651: 150-155 HBW
Kokonaiskovuustasot ovat vertailukelpoisia. T651:n etuna on sen tasaisempi kovuusjakauma, mikä vähentää paikallisten kovuusvaihteluiden riskiä koneistuksen ja huollon aikana.
5. Elastinen moduuli (E)
Molemmat luonteet:71 GPa
Koska molemmat kuuluvat samaan 7075-alumiiniseosjärjestelmään, niiden kimmokerroin on identtinen, mikä varmistaa tasaisen elastisen käyttäytymisen kuormituksen alaisena.
6. Väsymislujuus (σ₋₁)
7075 T6: ~ 155 MPa
7075 T651: ~ 175 MPa
Pienemmän jäännösjännityksen ansiosta T651 osoittaa merkittävästi parantunutta väsymiskestävyyttä. Tämä tekee siitä erityisen sopivan rakennelevyille, joihin kohdistuu syklistä tai toistuvaa kuormitusta.
7. SCC (Stress Corrosion Cracking) -kestävyys
7075 T6: Kohtalainen vastus
7075 T651: Erinomainen kestävyys
Esivenytysjännityksen-poistoprosessi T651:ssä parantaa huomattavasti sen kestävyyttä jännityskorroosiohalkeilua vastaan, erityisesti kosteissa, meri- tai suolasuihku-ympäristöissä.
Huomautus:
Kun levyn paksuus ylittää10 mm, sekä T6:n että T651:n lujuus heikkenee hieman (esimerkiksi vetolujuus laskee arvoon Suurempi tai yhtä suuri kuin530 MPa10–50 mm:n paksuudella). Suhteellinen suorituskyvyn ero näiden kahden luonteen välillä pysyy kuitenkin yhtenäisenä. Yllä oleville paksuuksille50 mm, vaaditaan erityisiä valssaus- ja lämpökäsittelyprosesseja, mikä johtaa tuntuvampaan lujuuden heikkenemiseen.
