7050 aluminiumlegering av stor diameter

Den 7050 stora diameter-aluminiumlegeringen smidd ring är en ultralögstyrka, värmebehandlingsbar aluminium-zink-magnesium-kopparlegering (al-Zn-Mg-cu-serie), speciellt utformad för strukturella komponenter i flyg- och försvarsapplikationer som kräver extremt hög styrka, utmärkt frakturthet, och god motstånd mot stresskorroner (SCC) och SCC) och SCC) och SCC) corrosion. Compared to 7075 alloy, also in the 7xxx series, 7050 achieves significantly improved fracture toughness and SCC resistance in thick sections, while maintaining excellent strength, through optimized alloy composition (lower copper content and higher zinc/magnesium ratio) and stringent production process control. Large diameter forged rings leverage the advantages of the forging process, vilket resulterar i en tät inre struktur, raffinerade korn och ett optimerat kornflöde i linje längs ringens omkrets, vilket säkerställer enastående tillförlitlighet och lång livslängd under de allvarligaste driftsförhållandena .

Primära legeringselement:

Zink (zn): 5.9-6.7% (primär förstärkningselement)

Magnesium (mg): 2.0-2.6% (synergistisk förstärkning med zink, förbättrar åldershärdande svar)

Copper (Cu): 2.0-2.6% (ökar styrkan, men överdrivna mängder kan minska SCC -motstånd)

Zirconium (zr): 0.08-0.15% (bildar al₃zr -dispersoider, förädlar korn, hämmar omkristallisering)

Basmaterial:

Aluminium (Al): balans

Kontrollerade föroreningar:

Järn (Fe): 0,15% max

Kisel (SI): 0,12% max

Mangan (MN): 0,10% max

Titan (TI): 0,06% max

Andra element: 0,05% max vardera, 0,15% max totalt

Premium smidningsprocess (för ringar med stor diameter): Att producera 7050 aluminiumlegerade ringar med stor diameter representerar toppen av flygplanets smidningsteknik, vilket kräver exakt kontroll över smält-, smidnings- och värmebehandlingsprocesser för att säkerställa att materialet uppnår ultimat omfattande prestanda:

Smält- och götpreparat:

Primär aluminium- och högreningslegeringselement används .}}}}}

Avancerad smält- och gjutningsteknik som vakuumsmältning, inert gasskydd, SNIF/filtrering och elektromagnetisk omrörning används för att säkerställa extremt lågt väteinnehåll och icke-metalliska inneslutningar i smältan, möta flyg- och rymdkvalitet .

Stora direkta kylning (DC) gjutning eller kontinuerliga gjutningssystem används för att producera gröt med stor diameter med enhetliga, segregeringsfria mikrostrukturer . Tillägget av zirkonium (zr) bildar al₃zr-dispersoider under stelning, effektivt förfining som cast-korn och hämning av återkylning, som är krucial för undergångar och slutgiltiga)

Ingothomogeniseringsbehandling:

Ingrotarna genomgår exakt kontrollerad homogeniseringsglödgning (vanligtvis vid 460-480 -grad för 24-48 timmar) för att eliminera makrosregering, lösa grova sekundära faser och förbättra göts duktilitet, förbereda den för efterföljande högutformning av fording .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Billetförberedelse och inspektion:

Götytkonditionering (skalning eller fräsning) för att ta bort alla ytfel .

100% ultraljudinspektion utförs för att säkerställa att götet är fritt från interna defekter (E . G ., sprickor, porositet, stora inneslutningar) som kan påverka slutlig prestanda, vanligtvis kräver AMS 2630 klass AA, den högsta standarden i flygindustrin .}}

Förvärmning: Billeten värms enhetligt till det exakta smidningstemperaturområdet (vanligtvis 400-450 -grad) för att säkerställa optimal duktilitet samtidigt som man undviker begynnande smältning (solidus temperatur) .}

Smide sekvens (stor diameter ringslutning):

Upprörande och förverkande: Large ingots are subjected to multi-directional, multiple upsetting and drawing operations on large hydraulic presses to break down as-cast grains and form suitable preform shapes (e.g., disc or pancake). Sufficient deformation is ensured to achieve thorough grain refinement and densification.

Genomträngande: På stora hydrauliska pressar bildas en preliminär ringstruktur genom piercing med matriser eller mandrel . Denna process kompakterar ytterligare materialet och förfinar mikrostrukturen .}

Ringrullning: This critical ring rolling process is performed on large vertical ring rolling machines. Continuous radial and axial compression is applied to the ring preform by a main roll and a mandrel roll, continuously increasing the ring's diameter while reducing its wall thickness and height. Ring rolling achieves significant plastic deformation, highly aligning the grain flow along the ring's circumference, ensuring the Högsta omkretsstyrka och utmärkt trötthet och frakturthet .

Die Forging Finish (valfritt): För ringar med mer komplexa former eller extremt högdimensionella noggrannhetskrav kan slutformning utföras på stora smidningspressar för att uppnå exakta geometriska dimensioner och bra ytfinish .

Minimireduktionsförhållande: Kräver vanligtvis minst 3: 1 för att säkerställa fullständig eliminering av den gjutna strukturen och bildningen av optimerat spannmålsflöde .

Värmebehandling:

Lösningsvärmebehandling: Smidningen upphettas till en exakt lösningstemperatur på ungefär 475-485 grad och hålls under tillräcklig tid för att helt upplösa legeringselement (Zn, Mg, Cu) i aluminiummatrisen, bildar en enhetlig fast lösning . temperatur enhetlighet styrs inom ± 3 grad .}}}

Släckning: Snabb kylning från lösningstemperaturen (vanligtvis vattenkylning, med vattentemperaturen som kontrolleras under 60 grader) för att behålla den övermättade fasta lösningen . släckningshastighet är avgörande för slutliga egenskaper, vilket säkerställer enhetlig kylning för tjocka sektionsringar .}

Åldrande:

T73 Temper: Tvåstegs- eller flerstegsövergångsbehandling (e . g ., första steg 107 grader /4-6 timmar, andra steg 165 grader /8-12 timmar) . Denna behandling producerar coarser och mer stabila nederbörd, betydande betydelse till stress Corrosion (CRACROSION (SCROCION, EXF, EXF, EXF, EXF, EXF, med ett litet offer i styrka .

T74 Temper: Liknar T73, vanligtvis utförs vid något högre temperaturer eller längre åldrande tider, i syfte att ge liknande SCC -motstånd mot T73 men med något högre styrka .

T6 Temper (mindre vanligt för tjockt sektion 7050): Standard konstgjord åldrande, som ger maximal styrka, men med högre känslighet för SCC och exfolieringskorrosion i tjocka sektioner och förlåtelse med stor diameter, rekommenderas vanligtvis inte .

Efterbehandling och inspektion:

Deburring, rätning, dimensionell inspektion, ytkvalitetskontroller .

Slutligen utförs omfattande icke -förstörande testning (e . g ., ultraljud, penetrant, virvelström) och mikrostrukturell analys för att säkerställa att produkten helt uppfyller flyg- och försvarsstandarder .}

The mechanical properties of 7050 large diameter aluminum alloy forged rings depend on the specific thickness, heat treatment temper, and optimization of the forging process. T73 and T74 are the most commonly used tempers for thick-section 7050 due to their optimal balance between strength and corrosion resistance.

Fastighetsfördelning och anisotropi:

7050 forged rings, through precise ring rolling, have grain flow highly aligned along the ring's circumference. Therefore, circumferential (tangential) properties (strength, fatigue, fracture toughness) are typically optimal. Radial and axial properties are relatively lower, but their values still far exceed many other alloys, and their℃of anisotropy is lower than extruded or rullade produkter .

Tjocklekseffekt: 7050 legering är särskilt skicklig på att bibehålla sina mekaniska egenskaper, inklusive styrka och frakturthet, vilket visar en betydande fördel i tjockt sektionsapplikationer (E . G ., över 100 mm), överlägsen 7075 legering .}

Variation av kärna till ythårdhet: Genom optimerade kylning och åldringsprocesser styrs vanligtvis hårdhetsvariation inom 5 HB, vilket säkerställer övergripande egenskapens enhetlighet .

Restspänning: T7x51 eller T7X52 TEMPERS (stressavlastning genom sträckning eller komprimering) används vanligtvis för att avsevärt minska kylning av restspänning, minimera bearbetningsförvrängning och förbättra SCC -motstånd .}

Mikrostrukturen med 7050 aluminiumlegering av stor diameter är hörnstenen i deras höga styrka och utmärkta korrosionsmotstånd, med särskild tonvikt på kornmorfologi, fällningsfaser och defekt kontroll .}

Viktiga mikrostrukturella funktioner:

Kornstruktur och kornflöde:

Fina, enhetliga omkristalliserade korn och långsträckta icke-rekristalliserade korn i linje längs smidningsriktningen .

Kornflöde: Under ringrullning är korn kraftigt långsträckta och bildar en kontinuerlig fibrös struktur längs ringens omkrets . Detta kornflöde matchar starkt den huvudsakliga stressriktningen för ringen, vilket förbättrar omkretsstyrkan, trötthetslivslängden och frakturens seghet .}

Dispersoider: fina al₃zr-dispersoider (ca . 50-100 nm) som bildas av zirkonium (Zr) stiftkorngränser och inom korn, vilket effektivt hämmar omkristallisation och korntillväxt, vilket säkerställer en finkornig mikrostruktur samtidigt som man ger några stärkande .}

ASTM -kornstorlek är vanligtvis 6-8 eller finare .

Förstärkningsfas (fällning) distribution:

Den primära förstärkningsfasen i 7050 är zink- och magnesiumrika Mgzn₂ (η-fas) fällning .

T73/T74 -övertagande behandlingar leder till grovare och mer enhetliga, diskontinuerliga η -faser, särskilt med optimerad utfällningsmorfologi vid korngränser, vilket effektivt minskar tendensen till intergranulär sprickförökning, därmed avsevärt förbättring av resistens mot stresskorrosion (SCC) och exfoliation korrosion.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {2.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}})

Fällningsfria zoner (PFZ): Bredden på fällningsfria zoner längs korngränserna styrs strikt för att balansera styrka med seghet/SCC-motstånd .

Hög densitet och defekt eliminering:

Det enorma trycket som applicerades under smidningsprocessen stänger helt inre defekter, såsom porositet, krympningshålrum och gasfickor, som kan uppstå under gjutning, vilket avsevärt förbättrar materialets täthet och tillförlitlighet .

Bryts effektivt ned och sprider enhetligt små mängder primära intermetalliska föreningar och föroreningar (E . G ., Fe, Si -faser), vilket minskar deras skadliga effekter .}

Metallurgisk renlighet:

Aerospace-mare- och gjutningsteknologier säkerställer extremt lågt icke-metalliskt inkluderingsinnehåll och uppfyller de strängaste renlighetskraven .

Storleksintervallet på 7050 aluminiumlegerade ringar med stor diameter är mycket bred och kan anpassas enligt de strikta kraven inom flyg-, militär- och andra sektorer .

Anpassningsförmåga:

Anpassade smidda ringar med olika storlekar, former och toleranskrav kan produceras enligt detaljerade kundteckningar och tekniska specifikationer .

Vanligtvis erbjuds i grovbearbetade eller finishbearbetade förhållanden för att säkerställa lätthet och precision i efterföljande bearbetning .

Extremt höga krav på dimensionell noggrannhet och ytkvalitet, vanligtvis kräver strikt bearbetning efter smidning .

7050 -legering uppnår främst sina utmärkta mekaniska egenskaper genom värmebehandling .

Temperal Selection Guidance:

T73/T74 TEMPERS: De föredragna frestarna för stor diameter 7050 smidda ringar . De ger utmärkt motstånd mot stresskorrosionsprickor (SCC) och exfolieringskorrosion medan de håller hög styrka, vilket är avgörande för säkerhetskritiska flyg- och rymdapplikationer . t74 typiskt erbjuder lätt högre styrka än T73.}}}}}}}

T6 -humör: Rekommenderas inte för tjockt sektion eller SCC-känsliga applikationer på grund av betydligt lägre SCC- och exfolieringskorrosionsbeständighet jämfört med T73/T 74.

Reststresslättnad:

Txx51: Lösningsvärmebehandlad, följt av minst 1 . 5% sträckning för stressavlastning, sedan åldras . Detta är en effektiv metod för att eliminera kylning av restspänning, vilket avsevärt reducerar bearbetningsförvrängning.

Txx52: Lösningsvärmebehandlad, följt av kompression för stressavlastning, sedan åldras . lämplig för komplexa former eller stora komponenter där sträckning inte är genomförbar .

Behållning 7050 Aluminiumlegering av stor diameter kräver maskinverktyg med hög prestanda, specialiserad verktyg och strikt processkontroll för att hantera dess höga styrka och potentiella återstående spänningar .

Tillverkningsvägledning:

Bearbetbarhet: 7050 legering har i allmänhet god bearbetbarhet, men skärkrafter är relativt höga och långa, strängiga chips kan genereras . kräver skarpa verktyg, stora rake -vinklar, riklig kylning och smörjning och ett effektivt chip -evakueringssystem .

Restspänning: Släckta 7050 förlåtelser har betydande återstående spänningar . TXX51/TXX52-behandlingar minskar effektivt dessa . under bearbetning, strategier som symmetrisk bearbetning och multi-pass grunt nedskärningar bör användas för att minimera distorsionen .}

Ytbehandling:

Anodiserande: Typ II (svavel) eller typ III (hård) rekommenderas, vilket ger slitmotstånd, korrosionsbeständighet och isolering . Hårt anodisering förbättrar avsevärt ythårdhet och slitmotstånd .}

Konverteringsbeläggningar: Kromat eller kromfria omvandlingsbeläggningar fungerar som utmärkta primrar för färg .

Beläggningar: Tillämpas i flyg- och rymdapplikationer för att ge ytterligare skydd och funktionalitet .

Svetbarhet: Conventional fusion welding of 7050 alloy is poor, leading to significant strength loss and susceptibility to hot cracking and porosity. Fusion welding is generally not recommended. If joining is necessary, solid-state joining techniques like Friction Stir Welding (FSW) or mechanical fastening should be considered.

Korrosionsbeständigheten för 7050-legering, särskilt dess resistens mot stresskorrosionssprickor (SCC) och exfolieringskorrosion, är en viktig karakteristik som skiljer den från andra höghållfast aluminiumlegeringar .

Korrosionsskyddsstrategier:

Temperamentval: T73- eller T74 -tempers är avgörande för 7050 -legering för att ge optimal SCC och exfolieringskorrosionsmotstånd .

Ytbehandling:

Anodiserande: Den vanligaste skyddsmetoden för flyg- och rymdaluminiumlegeringar, som bildar en tät oxidfilm som förbättrar korrosion och slitmotstånd .

Kemiska omvandlingsbeläggningar: Servera som utmärkta primrar för färger eller lim .

Beläggningssystem: Högpresterande primer- och toppcoat-system används, särskilt i frätande miljöer .

Galvanisk korrosionshantering: När i kontakt med inkompatibla metaller måste isoleringsåtgärder som beläggningar, packningar eller offeranoder användas .

Designöverväganden:

Extremt styrka-till-viktförhållande: 7050 är en av de starkaste aluminiumlegeringarna, och i kombination med dess relativt låga densitet är det ett idealiskt val för extrem lättviktning i strukturella komponenter, ett kärnbehov inom flyg- och rymd .

Utmärkt frakturthet: Upprätthåller hög seghet även i tjocka sektioner, vilket förbättrar strukturens tolerans och säkerhetsmarginal .

Överlägsen stresskorrosionsprickor (SCC) och exfolieringskorrosionsmotstånd: Ger högre tillförlitlighet och längre livslängd i komplexa servicemiljöer .

Optimerad trötthetsprestanda: Smidd spannmålsflöde och tät mikrostruktur förlänger utmattningslivet avsevärt .

God dimensionell stabilitet: Genom TXX51/TXX52-behandlingar minimeras restspänning, vilket säkerställer dimensionell stabilitet under bearbetning och användning i drift .

Extremt hög tillförlitlighet: Rigorös kontroll över smältning, smide och värmebehandling, tillsammans med omfattande icke-förstörande testning, säkerställer minimala interna defekter i materialet .

Kvalitetskontroll för 7050 aluminiumlegerade ringar med stor diameter är bland de strängaste för produkter för rymdkvalitet, vilket säkerställer den högsta nivån på tillförlitlighet och säkerhet .

Standardtestförfaranden:

Råvarucertifiering: Strikt kemisk sammansättningsanalys för att säkerställa överensstämmelse med AMS, ASTM, etc ., och full spårbarhet av värmeantal, produktionsdatum osv. .

Smält- och gjutningsprocesskontroll: Väteinnehåll, renlighet (bedömd med standarder som 1920/1940 eller DDA-P9TF40), Ingot Microstructural Uniformity (Macro-Segregation, Grain Size) .}

Smide processövervakning: Realtidsövervakning av smidningstemperatur, tryck, deformationsmängd och deformationsfrekvens för att säkerställa kornförfining och kornflödesbildning .

Värmebehandlingsprocessövervakning: Ugns temperatur enhetlighet (AMS 2750E), lösning av temperatur och tid, släckningshastighet, åldrande kurva, etc ., ofta med termoelement för att direkt mäta deltemperatur .

Kemisk sammansättningsanalys: Spektrometer, xrf, etc ., för att verifiera alla legeringselement och föroreningsinnehåll .

Mekanisk egendomstestning:

Dragprovning: Prover tagna i flera riktningar (radiella, tangentiella/omkrets och axiella), testning av UTS, YS, EL . Typiskt är prover från inre, mitten och yttre radier och olika höjder på ringen .

Hårdhetstestning: Brinell, Rockwell-hårdhet osv.

Konsekvenstestning: För kryogena eller seghetskänsliga applikationer .

Trötthetstestning: Roterande böjtrötthet, axiell trötthet eller spricktillväxthastighet (DA/DN) testning, bedömning av trötthetslivslängd och skada tolerans .

Frakturtillighetstestning: K1c -värde, vanligtvis med CT (kompakt spänning) eller SENB (enkantskakböjning) prover beroende på tjocklek, strikt bedömer motstånd mot sprickutbredning .

Stresskorrosionssprickning (SCC) testning: C-Ring-test (ASTM G38), långsam töjningshastighetstest (SSRT, ASTM G129) eller laddad stråltest (ASTM G44) för att verifiera SCC-motstånd för T73/T74 tempers .}

Exfolieringskorrosionstestning: Exco -test (ASTM G34) för att verifiera exfolieringskorrosionsmotstånd .

Icke -förstörande testning (NDT):

Ultraljudstestning: 100% volymetrisk inspektion, vanligtvis krävs för att möta AMS 2630 klass AA eller SAE ARP 1924 Nivå A, den mest kritiska metoden för att upptäcka interna defekter (E . G ., inneslutningar, mikro-krascher, porositet) .}

Penetranttestning: Upptäcker ytbrytande defekter (AMS 2645) .

Eddy Current Testing: Upptäcker yt- och nära ytfel .

Radiografisk testning: För återinspektion av interna defekter i specifika kritiska områden .

Mikrostrukturell analys: Metallografisk undersökning för att bedöma kornstorlek, kornflöde, grad av omkristallisation, utfällmorfologi och distribution, defekttyper osv. .

Dimensionell och ytkvalitetskontroll: Exakta mätningar med koordinatmätmaskiner (CMMS), laserskannrar, profilometrar osv. .

Standarder och certifieringar:

Överensstämmer med SAE AMS 4108 (7050 aluminiumförlåtelser), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (Ultrasonic Inspection), ASTM B247, ISO, EN, GB/T och andra Aerospace och branschstandarder .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Certifieringar av kvalitetshanteringssystem: AS9100 (Aerospace), ISO 9001.

EN 10204 Typ 3 . 1 eller 3.2 Material Testrapporter kan tillhandahållas och tredjepartscertifiering kan ordnas efter kundbegäran.

7050 aluminiumlegering av stor diameter är oumbärliga kritiska strukturella komponenter i avancerade fält som flyg- och försvar .

Primära applikationsområden:

Flyg-:

Flygmotorhöljen, turbinkomponentringar, fläktbladrotanslutningsringar, strukturella ramringar

Landningsutrustningsstrukturringar, flygkroppsskott, dörrramar

Raket- och missilanslutningsringar, interstageringar, strukturella förstärkningsringar

Kritiska strukturringar för satelliter och rymdstationer

Försvar och militär:

Stora artilleripistolfästen, tornbärande tävlingar

Högpresterande militära fordonsbärande ringar, marina fartygstrukturringar

Avancerad industri:

Precisionsringar i halvledartillverkningsutrustning

Stora höghastighets roterande maskinerskomponenter

Vissa specialiserade utrustning som kräver extremt hög styrka, seghet och tillförlitlighet

Designfördelar:

Ultimat styrka-till-viktförhållande: Tillhandahåller högsta styrka samtidigt som du uppnår extrem lättviktning av strukturella komponenter, ett kärnkrav inom flygindustrin .

Utmärkt frakturthet: Upprätthåller hög seghet även i tjocka sektioner, vilket förbättrar strukturens tolerans och säkerhetsmarginal .

Överlägsen stresskorrosionsprickor (SCC) och exfolieringskorrosionsmotstånd: Ger högre tillförlitlighet och längre livslängd i komplexa servicemiljöer .

Optimerad trötthetsprestanda: Smidd spannmålsflöde och tät mikrostruktur förlänger utmattningslivet avsevärt .

God dimensionell stabilitet: Genom TXX51/TXX52 -behandlingar minimeras restspänning, vilket säkerställer dimensionell stabilitet under bearbetning och användning .

Extremt hög tillförlitlighet: Genom stränga smält-, smidnings- och värmebehandlingskontroll och omfattande icke-förstörande testning säkerställs minimala interna defekter i materialet .

Designbegränsningar:

Hög kostnad: På grund av komplexa tillverkningsprocesser, dyra råvaror och strikt kvalitetskontroll är kostnaden för 7050 förfalskning betydligt högre än andra aluminiumlegeringar .

Dålig svetsbarhet: Konventionell fusionssvetsning rekommenderas inte; Mekanisk förening eller nitning används vanligtvis . Solid-state-sammanfogningstekniker (E . G ., FSW) är begränsade alternativ .}

Högtemperaturprestanda: Aluminiumlegeringar tål i allmänhet inte höga temperaturer väl . 7050: s styrka kommer att minska med långvarig användning över 120 grader .

Bearbetar utmaningar: Medan bearbetbarhet är bra, betyder hög styrka höga skärkrafter, som kräver maskinverktyg med hög rigiditet och specialiserad verktyg och uppmärksamhet på återstående stresskontroll .

Ekonomiska och hållbarhetsöverväganden:

Total livscykelkostnad: Trots betydande initialinvesteringar minskar den ultrahöga prestanda och långa livslängden på 7050 förfalskning i kritiska flyg- och rymdkomponenter avsevärt överstiga livscykelkostnader, inklusive underhåll, ersättning och bränsleförbrukning . dess värde överskrider materialkostnaden .}

Materialanvändning: Forging, som en nästan nätverksprocess, hjälper till att minska råvaruavfall .

Miljöpåverkan: Aluminiumlegeringar är mycket återvinningsbara, anpassade till hållbara utvecklingsprinciper . De energibesparande och emission-minskande effekterna av lättviktning är betydande .

Populära Taggar: 7050 Aluminiumlegering av stor diameter