Aluminiul 7075 este un aliaj de Al{-Zn-Mg-Cu tratabil termic-tratabil termic, care este forjat în mod obișnuit, dar procesul necesită un control mai strict decât clasele mai moi 6xxx. Când o țagle este prelucrată în interiorul ferestrei înguste de lucru la cald-, structura lingoului turnat se defectează și este înlocuită cu un flux de cereale direcțional, astfel încât piesa finită are o performanță la oboseală vizibil mai bună decât o componentă prelucrată din placă.
De ce aluminiul 7075 răspunde bine la forjare
Aliajul atinge o rezistență ridicată printr-o combinație de zinc la 5,1-6,1%, magneziu la 2,1-2,9% și cupru la 1,2-2,0%, cu crom la 0,18-0,28% controlând structura granulelor și o densitate de aproximativ 2,81 g/cm3. Aceeași chimie nu lasă un interval util de formare la rece, așa că 7075 trebuie forjat la cald. În practică, piesa de prelucrat este ținută între aproximativ 380 de grade și 440 de grade: sub aproximativ 350 de grade, ruperea suprafeței și fisurarea marginilor devin obișnuite, în timp ce peste aproximativ 460 de grade riscul de topire incipientă și de boabe grosiere recristalizate crește brusc.
Prin urmare, controlul procesului se concentrează pe patru variabile:
Uniformitatea cuptorului: materialul de forjare este încălzit într-un cuptor cu atmosferă controlată-sau cu inducție, lotul ținut în interiorul unei ferestre de aproximativ ±10 grade .
Preîncălzire matriță: matrițele sunt încălzite la aproximativ 250-350 de grade, astfel încât suprafața piesei de prelucrat să nu se răcească la primul contact.
Design matriță: se folosesc fileuri generoase și unghiuri de tragere deoarece 7075 curge mai puțin liber decât 6061.
Program de reducere: reducerea pe trecere și raportul total de forjare sunt limitate pentru a evita crăpăturile interne.
Temperaturile de forjare, etapele și controlul procesului
O secvență de matriță închisă-pentru o armătură structurală se desfășoară în mod normal prin tăierea țaglelor, preîncălzirea la 400-440 de grade, amprenta de blocare, amprenta de finisare, tăierea și apoi tratamentul termic. Tratamentul cu soluție urmează la 465-480 de grade cu o înmuiere suficient de lungă pentru a duce fazele solubile în soluție, apoi o stingere rapidă cu apă sau polimer, urmată de întindere controlată unde stresul rezidual trebuie redus la minimum.
Îmbătrânirea stabilește temperamentul final. Un temperament T6 este produs prin îmbătrânirea la aproximativ 120 de grade timp de 24 de ore. O secvență de supraînvechire T73 utilizează aproximativ 107 grade timp de 6-8 ore, urmate de 163 de grade timp de 24-30 de ore, schimbând aproximativ 10-12% din rezistența finală pentru o rezistență substanțial mai bună la fisurarea prin coroziune. Prin urmare, temperamentul ar trebui să fie ales din mediul de service, mai degrabă decât din cel mai mare număr de pe o fișă de date.
Standarde, compoziție și temperatură
Forged 7075 este comandat în mod normal în raport cu o specificație de forjare, mai degrabă decât cu un standard pentru plăci sau bare, ceea ce este o sursă frecventă de confuzie în documentele de achiziție.
| Forma produsului | Specificație tipică | Domeniul de aplicare |
|---|---|---|
| Moar-închis și forjare manuală | ASTM B247 | Limitele proprietăților mecanice pentru piesele forjate 7075-T6 și 7075-T73 |
| Farfurie si cearceaf | ASTM B209 | Referință pentru proprietățile plăcii utilizate în comparațiile-pieselor prelucrate |
| Bară, tijă și sârmă | ASTM B211 | Se aplică pentru stocul de bar 7075-T6 și 7075-T73 |
| Compoziție și denumire | EN 573-3 | Înregistrat ca EN AW-7075, simbol chimic AlZn5.5MgCu |
| Denumirile temperamentului | EN 515 și ASTM B918 | Definește nomenclatura de temperare H și T și practica de tratament termic- |
Performanța mecanică a modelului forjat 7075
Valorile de mai jos sunt tipice pentru materialul produs comercial în starea declarată și sunt cotate pentru a arăta un comportament relativ mai degrabă decât pentru a înlocui o specificație.
| Stare | Rezistența tipică la tracțiune | Limita de curgere tipică, 0,2% | Alungirea tipică |
|---|---|---|---|
| placa 7075-T6 | 570 MPa | 500 MPa | 11% |
| placa 7075-T73 | 505 MPa | 435 MPa | 11% |
| 6061-T6 extrudare, pentru referință | 310 MPa | 276 MPa | 12% |
O componentă forjată pe direcția longitudinală se potrivește în general cu valorile plăcii menționate mai sus și le depășește pe direcția transversală, deoarece liniile de curgere urmează traseul de sarcină în loc să ruleze paralel cu o suprafață laminată. Această diferență este motivul principal pentru care 7075 forjat este specificat pentru fitinguri, legături și console care văd încărcare ciclică.
Verificarea calității de la lingouri până la forjare finită
Verificarea combină mai multe metode independente, iar o parte este eliberată numai atunci când toate sunt de acord:
Analiză chimică prin spectrometrie optică de emisie pentru a confirma că limitele de zinc, magneziu, cupru și impurități se încadrează în intervalul de compoziție.
Testare la tracțiune conform ASTM E8 pentru rezistența maximă, forța de curgere și alungire, de obicei pe un cupon de testare forjat separat.
Testarea durității conform ASTM E18 ca o verificare rapidă a faptului că răspunsul la îmbătrânire este consistent.
Inspecție cu ultrasunete conform ASTM B594 pentru discontinuități interne, cum ar fi ture, explozii și porozitate.
Inspecția dimensională a caracteristicilor critice, plus trasabilitatea numărului de căldură și a lotului de forjare prin fiecare etapă a procesului.
Acolo unde o piesă va fi prelucrată după forjare, învelișul forjat este planificat astfel încât fluxul de cereale să urmeze conturul finit și nicio suprafață portantă-sarcină să nu fie tăiată printr-un fir de capăt al liniei de curgere-.
FAQ
Î: Poate fi forjat aluminiul 7075?
Da. 7075 este forjat comercial în operațiuni de forjare-închisă și manual-, cu condiția ca piesa de prelucrat să rămână într-o fereastră de lucru fierbinte-de aproximativ 380-440 de grade și matrița să fie preîncălzită. Nu are un interval util de forjare la rece.
Î: Ce temperatură de forjare este utilizată pentru 7075?
Stocul de forjare este de obicei încălzit la 400-440 grade, cu intervalul de lucru tratat ca 380-440 grade. Tratamentul cu soluție se desfășoară ulterior la 465-480 de grade înainte de stingere.
Î: Este forjată 7075 mai rezistentă decât placa prelucrată?
Nivelurile de rezistență sunt comparabile, dar piesa forjată prezintă de obicei o durată de viață mai bună la oboseală și proprietăți transversale mai bune, deoarece fluxul de cereale este aliniat mai degrabă cu traseul sarcinii decât cu direcția de rulare.
Î: Ar trebui 7075 să fie furnizat cu temperatură T6 sau T73?
Alegeți T6 unde este necesară rezistența maximă într-un mediu protejat și T73 unde rezistența la fisurare prin coroziune-contează mai mult; T73 renunță la aproximativ 10-12% din rezistența finală pentru această securitate.
Î: Ce standarde se aplică pieselor forjate 7075?
ASTM B247 pentru piese forjate, ASTM B209 pentru placă și tablă, ASTM B211 pentru bar, EN 573-3 pentru compoziție și EN 515 pentru desemnarea temperării sunt referințele obișnuite.
Î: De ce crapă 7075 în timpul forjarii?
Fisurarea se datorează în mod normal la o piesă de prelucrat rece, o matriță rece, un program de reducere agresiv sau un raport de forjare care este prea mare. Corectarea uniformității cuptorului, preîncălzirea matriței și reducerea trecerii rezolvă majoritatea acestor defecte.
