
7075 Assiette de forge en alupace aérospatial ultra-épaisseur
7075 La plaque de forgeage en aluminium d'aluminium ultra épaisse est un matériau en alliage en aluminium haute performance connu pour sa forte résistance, sa dureté élevée, son excellente résistance à l'usure et sa résistance à la corrosion . Il est largement utilisé dans les champs clés tels que l'aviation, l'aérospatiale, le traitement des moisissures et l'équipement mécanique .
1. Composition des matériaux et processus de fabrication
7075 L'alliage d'aluminium (AMS 4045, ASTM B247) représente un matériau aérospatial de haute résistance haut de gamme optimisé pour les composants structurels critiques des avions . La variante de plaque forgée ultra-épais fournit des performances exceptionnelles de force à poids grâce à un traitement spécialisé:
Éléments d'alliage primaire:
Zinc (zn): 5.1-6.1% (élément de renforcement principal)
Magnésium (mg): 2.1-2.9% (durcissement des précipitations)
Cuivre (cu): 1.2-2.0% (amélioration de la résistance)
Chrome (cr): 0.18-0.28% (résistance à la corrosion)
Matériau de base:
Aluminium (AL): supérieur ou égal à 87,1% (équilibre)
Impuretés contrôlées:
Fer (Fe): inférieur ou égal à 0,50% max
Silicon (Si): inférieur ou égal à 0,40% max
Manganèse (MN): inférieur ou égal à 0,30% max
Titane (Ti): inférieur ou égal à 0,20% max
Processus de forge ultra-épais:
Production de lingots premium:
Aluminium primaire dégoûtant sous vide
Triple filtration à travers les filtres en céramique
Coulée de refroidissement direct (DC) avec refroidissement contrôlé
Traitement d'homogénéisation:
460-480 degré pour 24-48} (dépendant de l'épaisseur)
Profils thermiques contrôlés par ordinateur
Conditionnement de surface:
Scalping minimum 12 mm par surface
Inspection ultrasonique pour la qualité interne
Forgeage multidirectionnel:
Déplacement initial: 410-430 degré
Forge final: 360-380 degré
Ratio de déformation: 4: 1 minimum
Travail multidirectionnel pour une isotropie optimale
Traitement thermique de la solution:
465-480 degré pour une durée spécifique à l'épaisseur
Uniformité de température sur ordinateur
Treat:
Polymère exigeant avec concentration contrôlée
Taux d'agitation: 3-5 m / s minimum
Core cooling rate: >50 degrés / sec minimum
Étirement contrôlé:
1.5-3.0% déformation permanente
Vieillissement artificiel:
T651 / T7351 Tempères: cycle de vieillissement en plusieurs étapes
Contrôle de la température: ± 2 degrés Déviation maximale
Tout le traitement maintient une traçabilité complète avec une surveillance numérique tout au long de la fabrication .
2. Propriétés mécaniques de la plaque forgée ultra-épais 7075
|
Propriété |
Minimum (T651) |
Typique (T651) |
Standard de test |
|
Résistance à la traction ultime |
530 MPA |
565-590 MPA |
ASTM E8 / E8M |
|
Limite d'élasticité (0,2%) |
455 MPA |
495-520 MPA |
ASTM E8 / E8M |
|
Allongement (2 pouces) |
7% |
9-12% |
ASTM E8 / E8M |
|
Fracture Noodness (K₁C) |
26 MPA√m |
28-31 MPA√m |
ASTM E399 |
|
Résistance au cisaillement |
330 MPA |
340-360 MPA |
ASTM B769 |
|
Force de roulement (E / D =2.0) |
785 MPA |
800-850 MPA |
ASTM E238 |
|
Résistance à la fatigue (10⁷) |
160 MPA |
170-190 MPA |
ASTM E466 |
|
Dureté (Brinell) |
140 Hb |
145-155 HB |
ASTM E10 |
Performance à l'épaisseur:
Variation de la propriété<8% between surface and core (up to 250mm thickness)
Ratio de directionnalité (L: LT: ST): 1,00: 0,95: 0,85 pour la résistance à la traction
Variation de dureté du noyau à surface: inférieur ou égal à 10 Ho maximum
3. Génie microstructural pour sections ultra-épaisses
Paramètres de traitement critique:
Contrôle de la structure des grains:
Morphologie des grains non reccrit et fibreux
Épinglage de Cr-Dispersoïde des joints de grains
Profil thermique spécialisé pour sections épaisses
Précipiter l'ingénierie:
Mgzn₂ (η / η ') Taille du précipité: 5-15 nm
Distribution al₂cumg (phase S)
Contrôle intermétallique al₇cu₂fe
Optimisation du taux de trempe:
Concentration en polymère: 12-18%
Système d'agitation: flux multi-direction à grande vitesse
Taux de refroidissement du centre minimum: 55 degrés / sec
Caractéristiques microstructurales:
Taille des grains: ASTM 8-10 (15-30 μm)
Ratio d'aspect des grains: 3: 1 à 5: 1 (L: ST)
Fraction de volume recristallisé:<15% maximum
Precipitate Density: >10¹⁷ / cm³
Évaluation d'inclusion: inférieure ou égale à 0,3 par ASTM E45
4. Spécifications et tolérances dimensionnelles
|
Paramètre |
Gamme standard |
Tolérance aérospatiale |
Tolérance commerciale |
|
Épaisseur |
100-300 mm |
± 0,8 mm ou ± 0,5% * |
± 1,5 mm ou ± 1,0% * |
|
Largeur |
1000-2500 mm |
± 3 mm |
± 6 mm |
|
Longueur |
2000-8000 mm |
± 5 mm |
± 12 mm |
|
Platitude |
N/A |
0,1% de longueur |
0,3% de longueur |
|
Parallélisme |
N/A |
0,2% d'épaisseur |
0,5% d'épaisseur |
|
Rugosité de surface |
N/A |
3,2 μM RA max |
6,3 μM RA max |
* Quel que soit le plus grand
Paramètres spécifiques ultra-épais:
Densité: 2,81 g / cm³ (± 0,02)
Formule de poids: épaisseur (mm) × largeur (m) × longueur (m) × 2.81=poids (kg)
Indemnité d'usinage: recommander 15 mm par côté pour les dimensions critiques
Test ultrasonique: 100% d'inspection volumétrique par AMS-STD -2154 classe A
5. Traitement thermique et options de tempérament
|
Désignation de tempérament |
Détails du processus |
Propriétés optimisées |
Applications cibles |
|
T651 |
Solution traitée à la chaleur, étirée (1.5-3%), vieilli artificiellement |
Résistance maximale |
Structures d'avion primaires |
|
T7351 |
Solution thermique traitée, étirée, sur-esée |
Amélioration de la résistance au SCC, meilleure ténacité |
Composants aérospatiaux critiques |
|
T7651 |
Solution traitée à la chaleur, étirée, spécialement sur -agée |
Force équilibrée et résistance au SCC |
Structures d'ailes |
Paramètres de traitement thermique:
Traitement thermique de la solution:
Température: 465-480 degré
Temps: 1 heure par 25 mm d'épaisseur (minimum)
Délai de trempe:<12 seconds maximum
Vieillissement artificiel:
T651: 120 degrés pendant 24 heures
T7351: 115 degré pour 6-8 heures + 175 degré pour 8-16
Tolérance à la température: ± 2 degrés
6. Considérations d'usinage et de fabrication
|
Opération |
Matériau à outils |
Paramètres recommandés |
Considérations pour une assiette ultra-épais |
|
Brouillage |
Carbure |
VC =300-600 m / min, fz =0.1-0.3 mm |
Approche de la baisse, profondeur progressive |
|
Finition |
Inserts PCD / CBN |
VC =600-1200 m / min |
Coupes légères, vitesse de surface élevée |
|
Forage de trou profond |
Carbure nourri au liquide de refroidissement |
VC =60-120 m / min, fn =0.1-0.3 mm / rev |
Peck Drilling Essential |
|
Moulin à face |
PCD / Carbure |
VC =500-1000 m / min |
Géométrie de râteau positif |
Fabricant les meilleures pratiques:
Fluides de coupe: liquide de refroidissement soluble à l'eau avec pH 8.5-9.5
Gestion des puces: liquide de refroidissement à haute pression pour l'évacuation
Fixturing: serrage distribué pour minimiser la distorsion
Stratégie de coupe: grimper le fraisage pour une finition de surface optimale
Gestion des contraintes résiduelles: machine rugueuse, soulager la contrainte, machine à finition
7. Résistance à la corrosion et systèmes de protection
|
Type d'environnement |
Cote de résistance |
Méthode de protection |
Attente de la vie de service |
|
Atmosphère industrielle |
Modéré |
Anodisation + amorce / couche de fin |
8-12 années avec maintenance |
|
Environnement marin |
Pauvre |
Anodisation + amorce chromée + couche de finition |
5-8 années avec maintenance |
|
Corrosion de contrainte |
Bon (T7 Tempers) |
Overage + compression de surface |
Amélioration significative par rapport à T6 |
|
Exfoliation |
Bon (T7 Tempers) |
Traitement thermique approprié |
Exco Note de EA ou mieux |
Options de traitement de surface:
Anodisation:
Type II (sulfurique): 10-25 μm
Type III (dur): 25-75 μm
Chromic: 2-8 μm pour des performances de fatigue maximale
Revêtements de conversion:
Chromate par mil-dtl -5541 classe 1A
Prétraitement du chrome trivalent
Systèmes de peinture:
Amorce époxy riche
Couche de finition en polyuréthane
Amélioration de la surface mécanique:
Shot Perening (0.008-0.012 une intensité)
Choc laser
8. Propriétés physiques pour la conception d'ingénierie
|
Propriété |
Valeur |
Signification de conception |
|
Densité |
2,81 g / cm³ |
Calculs de poids pour les structures d'avion |
|
Gamme de fusion |
477-635 degré |
Limitations de soudage / traitement thermique |
|
Conductivité thermique |
130-150 W/m·K |
Dissipation de chaleur dans les composants à haute charge |
|
Conductivité électrique |
33-40% iacs |
Applications de blindage EMI |
|
Chaleur spécifique |
960 J / kg · k |
Calculs de masse thermique |
|
Expansion thermique (CTE) |
23.4 ×10⁻⁶/K |
Prédictions de contrainte thermique |
|
Module de Young |
71,7 GPA |
Raideur structurelle dans la conception de la cellule |
|
Le rapport de Poisson |
0.33 |
Critique pour la modélisation FEA |
Considérations spéciales pour les sections ultra-épaisses:
Distribution des contraintes résiduelles: cartographie par épaisseur requise
Inertie thermique: réponse lente aux changements de température
Drecabilité profonde: propriétés cohérentes à travers la section
9. Protocoles d'assurance et de test de qualité
Régime d'inspection obligatoire:
Composition chimique:
Spectroscopie d'émission optique
Vérification de tous les principaux éléments et impuretés
Test mécanique:
Test de traction complète (L, LT, ST Directions)
Test de ténacité de fracture K₁c
Enquête de dureté (grille de 25 mm minimum)
Tests non destructeurs:
Inspection ultrasonique par AMS-STD -2154 classe A
Inspection pénétrante des surfaces critiques
Analyse microstructurale:
Taille des grains et morphologie
Évaluation d'inclusion par ASTM E45
Documentation de certification:
Rapport de test de matériau (MTR) par en 10204 3.1 / 3.2
Certification d'analyse chimique
Certification des propriétés mécaniques
Records du graphique de traitement thermique
Rapports du NDT avec les critères d'acceptation
10. Applications et avantages de performance
Applications aérospatiales primaires:
Structures de cloison
Spars d'aile et structures de transport
Composants du train d'atterrissage
Cadres de fuselage et longons
Membres de la structure de section épaisse
Peaux d'aile supérieure
Raccords à charge
Avantages de performance pour les sections ultra-épaisses:
Propriétés uniformes tout au long de l'épaisseur
Tolérance aux dégâts supérieurs
Résistance accrue à la corrosion des contraintes dans T7 Tempers
Amélioration de la force d'épaisseur
Machinabilité supérieure en sections épaisses
Qualité cohérente grâce à des contrôles de traitement rigoureux
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