7050 Anneau forgé en alliage en aluminium de grand diamètre

La bague forgée en alliage en aluminium en aluminium à grand diamètre de 7050 est un alliage d'aluminium-zinc-magnésium à ultra-haute résistance (série Al-ZN-MG-Cu), spécifiquement conçu pour les composants structurels dans les applications aérospatiales et de défense qui sont extrême 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 processus, résultant en une structure interne dense, des grains raffinés et un flux de grains optimisé aligné le long de la circonférence de l'anneau, garantissant une fiabilité exceptionnelle et une longue durée de vie dans les conditions de fonctionnement les plus graves .

Éléments d'alliage primaire:

Zinc (zn): 5.9-6.7% (élément de renforcement principal)

Magnésium (Mg): 2.0-2.6% (renforcement synergique avec le zinc, améliore la réponse durable)

Cuivre (cu): 2.0-2.6% (augmente la résistance, mais les quantités excessives peuvent réduire la résistance au SCC)

Zirconium (zr): 0.08-0.15% (forme al₃zr dispersoïdes, affine les grains, inhibe la recristallisation)

Matériau de base:

Aluminium (AL): équilibre

Impuretés contrôlées:

Fer (Fe): 0,15% max

Silicon (Si): 0,12% max

Manganèse (MN): 0,10% max

Titane (Ti): 0,06% max

Autres éléments: 0,05% max chacun, 0,15% maximum

Processus de forge premium (pour les anneaux de grand diamètre): La production d'anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre de grand diamètre représente le summum de la technologie de forgeage de qualité aérospatiale, nécessitant un contrôle précis sur les processus de fusion, de forgeage et de traitement thermique pour garantir que le matériau atteint des performances complètes ultimes:

Préparation de la fonte et des lingots:

Des éléments d'aluminium primaire de haute psychiat et d'alliage de haute pureté sont utilisés .

Les technologies avancées de fusion et de coulée telles que la fusion sous vide, la protection des gaz inertes, le snif / filtration et l'agitation électromagnétique sont utilisées pour assurer une teneur en hydrogène extrêmement faible et des inclusions non métalliques dans la fusion, en rencontrant la propreté de qualité aérospatiale .

De grands systèmes de coulée ou de coulée continue (DC) (DC) sont utilisés pour produire des lingots de grand diamètre avec des microstructures uniformes sans ségrégation . L'ajout de zirconium (ZR) forme des disciptides al₃zr pendant la solidification, raffinant efficacement les grains de cas

Traitement d'homogénéisation des lingots:

Les lingots subissent un recuit d'homogénéisation contrôlé avec précision (généralement à 460-480} de degré 24-48}) pour éliminer la macrosegrégation, dissoudre les phases secondaires grossières et améliorer la ductilité du lingot, la préparant pour un forgeant à haute déformation suivant .

Préparation et inspection des billettes:

Conditionnement de surface de lingot (scalping ou fraisage) pour éliminer tous les défauts de surface .

Une inspection à ultrasons à 100% est effectuée pour garantir que le lingot est exempt de tout défaut interne (e . g ., fissures, porosité, grandes inclusions) qui pourraient affecter les performances finales, nécessitant généralement AMS 2630 Classe AA, la norme la plus élevée de l'industrie aérospatiale .

Préchauffage: La billette est uniformément chauffée à la plage de température de forgeage précise (généralement 400-450}) pour assurer une ductilité optimale tout en évitant la fusion naissante (température solide) .

Séquence de forgeage (forgues de l'anneau de grand diamètre):

Bouleversant et pré-forgeant: Les gros lingots sont soumis à des opérations multidirectionnelles et bouleversantes et de dessin sur de grandes presses hydrauliques pour décomposer les grains cassés et former des formes de préforme appropriées (e . g ., disque ou cran) . Soufflement est assuré pour réaliser une réfinion approfondie des grains et de la densification {}}

Perçant: Sur les grandes presses hydrauliques, une structure de cycle préliminaire est formée par perçage avec des matrices ou des mandrins . Ce processus compacte davantage le matériau et affine la microstructure .

Formation de roulement d'anneau: 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 highest résistance circonférentielle, et excellente fatigue et ténacité de fracture .

Finition de forgeage (facultatif): Pour les anneaux avec des formes plus complexes ou des exigences de précision de dimension extrêmement élevée, la mise en forme finale peut être effectuée sur de grandes presses de forgeage pour atteindre des dimensions géométriques précises et une bonne finition de surface .

Ratio de réduction minimum: Nécessite généralement au moins 3: 1 pour garantir l'élimination complète de la structure et la formation d'un flux de grains optimisé .

Traitement thermique:

Traitement thermique de la solution: Le forgeage est chauffé à une température de solution précise d'un degré d'environ 475-485 et maintenu pendant suffisamment de temps pour dissoudre complètement les éléments d'alliage (Zn, Mg, Cu) dans la matrice d'aluminium, formant une solution solide uniforme . L'uniformité de la température est contrôlée en ± 3 degrés .}

Éteinte: Le refroidissement rapide à partir de la température de solution (généralement la trempe de l'eau, avec la température de l'eau contrôlée en dessous de 60 degrés) pour conserver la solution solide sursaturée . La vitesse de trempe est essentielle pour les propriétés finales, garantissant un refroidissement uniforme pour les anneaux de section épaisse .

Traitement du vieillissement:

T73: Traitement de suralimentation en deux étapes ou multi-étages (E . G ., premier stade 107 degrés / 4-6, deuxième étape 165 degrés / 8-12) . Ce traitement produit une corrigation de stress et des précipités plus stables, des précipitations d'amélioration significative Corrosion, avec un léger sacrifice de force .

T74: Similaire à T73, généralement effectué à des températures légèrement plus élevées ou à des temps de vieillissement plus longs, visant à fournir une résistance SCC similaire à T73 mais avec une résistance légèrement plus élevée .

Tempérament T6 (moins commun pour la section épaisse 7050): Vieillissement artificiel standard, fournissant une résistance maximale, mais avec une sensibilité plus élevée à la corrosion du SCC et de l'exfoliation dans des sections épaisses et des forgues de grand diamètre, généralement non recommandées . et

Finition et inspection:

Déburrencer, redressant, inspection dimensionnelle, vérification de la qualité de surface .

Enfin, des tests non destructifs complets (e . g ., ultrasonore, pénétrant, courant de Foucault) et une analyse microstructurale sont effectuées pour garantir que le produit se conforme pleinement aux normes aérospatiales et de défense .

Les propriétés mécaniques des anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre de 7050 diamètre dépendent de l'épaisseur spécifique, du tempérament du traitement thermique et de l'optimisation du processus de forge . T73 et T74 sont les tempéraments les plus couramment utilisés pour la coupe épaisse 7050 en raison de leur équilibre optimal entre la résistance et la résistance à la corrosion . en raison de leur équilibre optimal entre la résistance et la résistance à la corrosion .

Distribution des biens et anisotropie:

7050 Les anneaux forgés, grâce à un roulement de cycle précis, ont un flux de grains très aligné le long de la circonférence de l'anneau . Par conséquent, les propriétés circonférentielles (tangentielles) (résistance, fatigue, résistance à la fracture) sont généralement optimales . Radial et axial Properties sont relativement inférieurs, mais l'extraction est encore bien dépassé tous ou des produits roulés .

Effet d'épaisseur: l'alliage 7050 est particulièrement apte à maintenir ses propriétés mécaniques, y compris la résistance et la ténacité à la fracture, montrant un avantage significatif dans les applications de coupe épaisse (E . G ., au-dessus de 100 mm), supérieure à 7075 alliage .

Variation de dureté du noyau à la surface: grâce à des processus de trempage et de vieillissement optimisés, la variation de dureté est généralement contrôlée à moins de 5 Ho, garantissant l'uniformité globale de la propriété .

Contrainte résiduelle: T7X51 ou T7X52 Les tempéraments (soulagement de la contrainte par étirement ou compression) sont couramment utilisés pour réduire considérablement la contrainte résiduelle de l'extinction, minimiser la distorsion d'usinage et améliorer la résistance au SCC .

La microstructure des anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre est la pierre angulaire de leur forte résistance et une excellente résistance à la corrosion, avec un accent particulier sur la morphologie des grains, les phases précipitées et le contrôle des défauts .

Caractéristiques microstructurales clés:

Structure des grains et flux de grains:

Des grains recristallisés fins et uniformes et des grains non recrit allongés alignés le long de la direction de forge .

Écoulement de grains: pendant le roulement de l'anneau, les grains sont fortement allongés et forment une structure fibreuse continue le long de la circonférence de l'anneau . Ce flux de grains correspond fortement dans la direction de contrainte principale de l'anneau, améliorant considérablement la résistance circonférentielle, la durée de la fatigue et la durcissement de fracture .,

Dispersoïdes: fine al₃zr dispersoïdes (environ . 50-100 nm) formé par le zirconium (zr) des limites de grains et à l'intérieur des grains, inhibant efficacement la recristallisation et la croissance des grains, assurant une microstructure à grain fin tout en fournissant un certain renforcement .

La taille des grains ASTM est généralement 6-8 ou plus fine .

Distribution de phase de renforcement (précipité):

La phase de renforcement primaire en 7050 est le précipité du zinc et du magnésium MGZN₂ (phase η) .

T73 / T74 Les traitements excessives conduisent à des phases η plus grossières et plus uniformes et discontinues, en particulier avec une morphologie de précipité optimisée aux joints de grains, ce qui réduit efficacement la tendance à la propagation des fissures intergranulaires, améliorant ainsi considérablement la résistance à la corrosion de stress (SCC) et la corrosion d'exfoliation.}

Zones sans précipité (PFZ): La largeur des zones sans précipité le long des joints de grains est strictement contrôlée pour équilibrer la force avec la résistance à la ténacité / SCC .

Haute densité et élimination des défauts:

L'immense pression appliquée pendant le processus de forgeage ferme complètement les défauts internes, tels que la porosité, les cavités de rétrécissement et les poches de gaz, qui peuvent survenir lors de la coulée, améliorant considérablement la densité et la fiabilité du matériau .

Décompose efficacement et disperse uniformément de petites quantités de composés et d'impuretés intermétalliques primaires (E . G ., Fe, SI phases), réduisant leurs effets néfastes .

Propreté métallurgique:

Les technologies de fusion et de coulée de qualité aérospatiale garantissent un contenu d'inclusion non métallique extrêmement faible, répondant aux exigences de propreté les plus strictes .

La plage de taille de 7050 anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre est très large et peut être produit sur mesure en fonction des exigences strictes de l'aérospatiale, des militaires et d'autres secteurs .

Capacité de personnalisation:

Les anneaux forgés sur mesure avec différentes tailles, formes et exigences de tolérance peuvent être produits en fonction des dessins détaillés des clients et des spécifications techniques .

Généralement offert dans des conditions usinées ou usinées en usine brut pour garantir la facilité et la précision du traitement ultérieur .

Des demandes extrêmement élevées de précision dimensionnelle et de qualité de surface, nécessitant généralement une usinage stricte après avoir forgé .

7050 ALLIAG réalise principalement ses excellentes propriétés mécaniques par le traitement thermique .

Conseils de sélection de température:

T73 / T74 TEMPERS: Les tempéraments préférés pour les anneaux forgés de grand diamètre 7050 . Ils fournissent une excellente résistance à la fissuration de la corrosion de stress (SCC) et à la corrosion d'exfoliation tout en maintenant une résistance élevée, ce qui est crucial pour les applications aérospatiales critiques-critiques 73.} qui offrent généralement une résistance légèrement plus élevée que T 73.}

T6: Non recommandé pour les applications épaisses ou sensibles à la CSC en raison d'une résistance à la corrosion SCC et exfoliation significativement plus faible par rapport à T73 / T 74.

Soulagement résiduel du stress:

Txx51: Solution traitée à la chaleur, suivie par au moins 1 . 5% Stirage pour le soulagement des contraintes, puis vieilli . Il s'agit d'une méthode efficace pour éliminer le stress résiduel de l'extinction, réduisant considérablement la distorsion d'usinage.

Txx52: Solution traitée à la chaleur, suivie d'une compression pour le soulagement des contraintes, puis âgée . adaptée aux formes complexes ou aux grands composants où l'étirement n'est pas possible .

Usinage 7050 Anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre nécessite des machines-outils haute performance, des outils spécialisés et un contrôle de processus strict pour gérer sa résistance élevée et ses contraintes résiduelles potentielles .

Guidage de fabrication:

Machinabilité: 7050 alloy generally has good machinability, but cutting forces are relatively high, and long, stringy chips can be generated. Requires sharp tools, large rake angles, ample cooling and lubrication, and an efficient chip evacuation system.

Stress résiduel: Les forgues éteintes 7050 ont des contraintes résiduelles significatives . TXX51 / TXX52 Les traitements réduisent efficacement ces . pendant l'usinage, des stratégies comme l'usinage symétrique et les coupes peu profondes multipass devraient être utilisées pour minimiser la distorsion .

Traitement de surface:

Anodisation: Le type II (sulfurique) ou le type III (dur) est recommandé, offrant une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion et l'isolation . L'anodisation dur améliore considérablement la dureté de surface et la résistance à l'usure .

Revêtements de conversion: Les revêtements de conversion chromate ou sans chrome servent d'excellents amorces pour la peinture .

Revêtements: Appliqué dans des applications aérospatiales pour fournir une protection et une fonctionnalité supplémentaires .

Soudabilité: Le soudage de fusion conventionnel de l'alliage 7050 est pauvre, entraînant une perte de résistance significative et une sensibilité à la fissuration chaude et à la porosité . Le soudage de fusion n'est généralement pas recommandé . Si l'adhésion est nécessaire, les techniques d'adhésion à l'état solide comme le soudage par friction (FSW) ou la fixation mécanique doivent être considérées .}

La résistance à la corrosion de l'alliage 7050, en particulier sa résistance à la fissuration de la corrosion de contrainte (SCC) et sa corrosion d'exfoliation, est une caractéristique clé la distinguant des autres alliages d'aluminium à haute résistance .

Stratégies de protection contre la corrosion:

Sélection de tempérament: T73 ou T74 Les tempéraments sont cruciaux pour que 7050 alliage pour fournir une résistance optimale SCC et exfoliation à la corrosion .

Traitement de surface:

Anodisation: La méthode de protection la plus courante pour les alliages en aluminium aérospatial, formant un film d'oxyde dense qui améliore la corrosion et l'usure de la résistance .

Revêtements de conversion chimique: Servir d'excellentes amorces pour les peintures ou les adhésifs .

Systèmes de revêtement: Les systèmes d'amorce et de couche de finition haute performance sont utilisés, en particulier dans des environnements corrosifs .

Gestion de la corrosion galvanique: En contact avec des métaux incompatibles, des mesures d'isolement telles que les revêtements, les joints ou les anodes sacrificielles doivent être utilisées .

Considérations de conception:

Ratio de force / poids extrême: 7050 est l'un des alliages d'aluminium les plus forts, et combiné avec sa densité relativement faible, c'est un choix idéal pour les légers extrêmes dans les composants structurels, une exigence de base en aérospatiale .

Excellente ténacité de fracture: Maintient une ténacité élevée même en sections épaisses, améliorant la tolérance aux dommages et la marge de sécurité des structures .

Craquage de corrosion de contrainte supérieure (SCC) et résistance à la corrosion d'exfoliation: Offre une fiabilité plus élevée et une durée de vie plus longue dans des environnements de service complexes .

Performance de fatigue optimisée: Le flux de grains forgé et la microstructure dense étendent considérablement la durée de vie de la fatigue .

Bonne stabilité dimensionnelle: Grâce aux traitements TXX51 / TXX52, la contrainte résiduelle est minimisée, assurant une stabilité dimensionnelle pendant le traitement et l'utilisation en service .

Fiabilité extrêmement élevée: Un contrôle rigoureux sur la fusion, le forgeage et le traitement thermique, ainsi que les tests complets non destructeurs, assure des défauts internes minimaux dans le matériau .

Le contrôle de la qualité des anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre de 7050 est parmi les plus stricts pour les produits de qualité aérospatiale, garantissant le plus haut niveau de fiabilité et de sécurité .

Procédures de test standard:

Certification des matières premières: Analyse stricte de la composition chimique pour assurer la conformité avec AMS, ASTM, etc. . et la traçabilité complète des numéros de chaleur, des dates de production, etc. .

Contrôle des processus de fusion et de coulée: Teneur en hydrogène, propreté (évaluée par des normes comme le septembre 1920/1940 ou DDA-P9TF40), l'uniformité microstructurale lingot (macro-ségrégation, taille des grains) .

Surveillance des processus de forgeage: Surveillance en temps réel de la température de forgeage, de la pression, de la quantité de déformation et du taux de déformation pour assurer le raffinement des grains et la formation de flux de grains .

Surveillance du processus de traitement thermique: Uniformité de la température du four (AMS 2750E), température et temps de solution, taux d'extinction, courbe de vieillissement, etc. ., en utilisant souvent des thermocouples pour mesurer directement la température de la pièce .

Analyse de la composition chimique: Spectromètre, xrf, etc ., pour vérifier tous les éléments d'alliage et le contenu d'impureté .

Test de propriété mécanique:

Tests de traction: Des échantillons prélevés dans plusieurs directions (radial, tangentiel / circonférentiel et axial), testant UTS, YS, El . En règle générale, les échantillons sont prélevés à partir de rayons intérieurs, moyens et extérieurs et différentes hauteurs de l'anneau .

Tests de dureté: Brinell, Rockwell Hardness, etc ., les mesures multi-points pour évaluer l'uniformité .

Tests d'impact: Pour les applications cryogéniques ou sensibles à la ténacité .

Test de fatigue: Rotation de la flexion de flexion, de la fatigue axiale ou du taux de croissance des fissures (DA / DN), évaluant la durée de vie de la fatigue et la tolérance aux dommages .

Test de ténacité des fractures: Valeur K1C, en utilisant généralement des échantillons CT (Tension compacte) ou SENB (Bend à bord unique) en fonction de l'épaisseur, évaluant rigoureusement la résistance à la propagation des fissures .

Test de fissuration par corrosion de contrainte (SCC): Test de ring C (ASTM G38), test de taux de déformation lent (SSRT, ASTM G129) ou test de faisceau chargé (ASTM G44) pour vérifier la résistance SCC de T73 / T74 Tempers .

Test de corrosion d'exfoliation: Test Exco (ASTM G34) pour vérifier la résistance à la corrosion d'exfoliation .

Tests non destructifs (NDT):

Tests ultrasoniques: Inspection à 100% volumétrique, généralement requise pour rencontrer AMS 2630 classe AA ou SAE ARP 1924 Niveau A, la méthode la plus critique pour détecter les défauts internes (E . G ., inclusions, micro-cracks, Porosité) .

Tests de pénétrage: Détecte les défauts de rupture de surface (AMS 2645) .

Test de courant Eddy: Détecte les défauts de surface et de près de la surface .

Tests radiographiques: Pour la réinspection des défauts internes dans des zones critiques spécifiques .

Analyse microstructurale: Examen métallographique pour évaluer la taille des grains, le flux de grains, le degré de recristallisation, la morphologie et la distribution des précipités, les types de défauts, etc. .

Inspection dimensionnelle et de qualité de surface: Mesures précises utilisant des machines de mesure des coordonnées (CMMS), des scanners laser, des profilomètres, etc. .

Normes et certifications:

Conforme à SAE AMS 4108 (7050 Forges en aluminium), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (inspection ultrasonique), ASTM B247, ISO, EN, GB / T, et autres standards aérospatiaux et de l'industrie .

Certifications du système de gestion de la qualité: AS9100 (Aerospace), ISO 9001.

EN 10204 Type 3 . 1 ou 3.2 Des rapports de test de matériel peuvent être fournis et la certification tierce peut être organisée à la demande du client.

7050 Les anneaux forgés en alliage en aluminium de grand diamètre sont des composants structurels critiques indispensables dans des champs haut de gamme tels que l'aérospatiale et la défense .

Zones d'application primaires:

Aérospatial:

Enveloppes de moteur d'aéronef, anneaux de composants de turbine, anneaux de connexion racine de la lame de ventilateur, anneaux de cadre structurel

Bagues structurelles d'atterrissage, cloisons de fuselage, cadres de porte

Anneaux de connexion de fusée et de missile, anneaux interstages, anneaux de renforcement structurel

Anneaux structurels critiques pour les satellites et les stations spatiales

Défense et militaire:

Grandes montures d'artillerie, courses de roulements de tourelle

Anneaux de charge de véhicules militaires à haute performance, anneaux structurels des navires marins

Industriel haut de gamme:

Anneaux de précision dans l'équipement de fabrication de semi-conducteurs

Grands composants de machines tournantes à grande vitesse

Certains équipements spécialisés nécessitant une résistance, une ténacité et une fiabilité extrêmement élevées

Concevoir des avantages:

Ratio de force / poids ultime: Offrant la plus haute résistance tout en atteignant une légère légère de composants structurels, une exigence de base dans l'industrie aérospatiale .

Excellente ténacité de fracture: Maintient une ténacité élevée même en sections épaisses, améliorant la tolérance aux dommages et la marge de sécurité des structures .

Craquage de corrosion de contrainte supérieure (SCC) et résistance à la corrosion d'exfoliation: Offre une fiabilité plus élevée et une durée de vie plus longue dans des environnements de service complexes .

Performance de fatigue optimisée: Le flux de grains forgé et la microstructure dense étendent considérablement la durée de vie de la fatigue .

Bonne stabilité dimensionnelle: Grâce aux traitements TXX51 / TXX52, la contrainte résiduelle est minimisée, assurant une stabilité dimensionnelle pendant le traitement et l'utilisation .

Fiabilité extrêmement élevée: Grâce à un contrôle strict de fusion, de forgeage et de traitement thermique et de tests non destructeurs complets, des défauts internes minimaux sont assurés dans le matériau .

Limitations de conception:

Coût élevé: En raison de processus de fabrication complexes, de matières premières coûteuses et de contrôle de la qualité stricte, le coût de 7050 redoutables est nettement plus élevé que les autres alliages d'aluminium .

Mauvaise soudabilité: Le soudage de fusion conventionnel n'est pas recommandé; La jonction ou le rivetage mécanique est généralement utilisé . Techniques de jonction à l'état solide (E . G ., FSW) sont des options limitées .

Performance à haute température: Les alliages en aluminium ne résistent généralement pas bien à des températures élevées . 7050 diminuera considérablement avec une utilisation à long terme au-dessus de 120 degrés .

Défis d'usinage: Bien que la machinabilité soit bonne, la haute résistance signifie des forces de coupe élevées, nécessitant des machines-outils à haute rigidité et des outils spécialisés, et une attention au contrôle résiduel des contraintes .

Considérations économiques et durables:

Coût total du cycle de vie: Malgré un investissement initial important, les performances ultra-élevées et la longue durée de vie de 7050 redoutables dans les composants aérospatiaux critiques réduisent considérablement les coûts du cycle de vie total, y compris l'entretien, le remplacement et la consommation de carburant . sa valeur dépasse de loin le coût matériel .

Utilisation des matériaux: Le forgeage, en tant que processus de forme quasi-réseau, aide à réduire les déchets de matières premières .

Impact environnemental: Les alliages en aluminium sont très recyclables, s'alignant sur les principes de développement durable . Les effets d'économie d'énergie et de réduction des émissions de la légèreté sont significatifs .

étiquette à chaud: 7050 Anneau forgé en alliage en aluminium de grand diamètre, Chine 7050 Fabricants de bagues en alliage en aluminium de grand diamètre, fournisseurs, usine