Aluminium 7075 är en värme-behandlabar Al-Zn-Mg-Cu-legering som rutinmässigt smides, men processen kräver hårdare kontroll än de mjukare 6xxx-kvaliteterna. När ett ämne bearbetas inuti dess smala heta-bearbetningsfönster, bryts den gjutna götstrukturen ner och ersätts av ett riktat kornflöde, så att den färdiga delen har märkbart bättre utmattningsprestanda än en komponent bearbetad av plåt.
Varför 7075 Aluminium svarar bra på smide
Legeringen når hög hållfasthet genom en kombination av zink vid 5,1-6,1 %, magnesium vid 2,1-2,9 % och koppar vid 1,2-2,0 %, med krom vid 0,18-0,28 % som styr kornstrukturen och en densitet på cirka 2,81 g/cm3. Samma kemi lämnar inget användbart kallformningsintervall, så 7075 måste smidas varm. I praktiken hålls arbetsstycket mellan ungefär 380 grader och 440 grader: under ungefär 350 grader blir ytrevor och kantsprickor vanliga, medan över ungefär 460 grader ökar risken för begynnande smältning och grova omkristalliserade korn kraftigt.
Processkontroll fokuserar därför på fyra variabler:
Ugnslikformighet: smidesmaterial värms upp i en kontrollerad-atmosfär eller induktionsugn med partiet inne i ett fönster på cirka ±10 grader.
Matrisförvärmning: formarna värms upp till ungefär 250-350 grader så att arbetsstyckets yta inte kyler vid första kontakten.
Formdesign: generösa filéer och dragvinklar används eftersom 7075 flyter mindre fritt än 6061.
Reduktionsschema: minskning per pass och totalt smidesförhållande är begränsade för att undvika inre sprängsprickor.
Smidestemperaturer, steg och processkontroll
En sluten-formsekvens för en strukturell beslag går normalt genom ämnessågning, förvärmning till 400-440 grader, blockerintryck, finishavtryck, trimning och sedan värmebehandling. Lösningsbehandling följer vid 465-480 grader med blötläggning tillräckligt länge för att ta de lösliga faserna i lösning, sedan en snabb vatten- eller polymerkylning, följt av kontrollerad sträckning där kvarvarande spänningar måste minimeras.
Åldrandet sätter det sista humöret. En T6-temperering produceras genom att åldras vid cirka 120 grader i 24 timmar. En T73-överåldringssekvens använder ungefär 107 grader i 6-8 timmar följt av 163 grader i 24-30 timmar, vilket handlar om cirka 10-12 % av sluthållfastheten för avsevärt bättre motstånd mot spänningskorrosionssprickor. Temperamentet bör därför väljas från tjänstemiljön snarare än från det högsta antalet på ett datablad.
Standarder, sammansättning och temperament
Forged 7075 beställs normalt mot en smidesspecifikation snarare än en plåt- eller stångstandard, vilket är en frekvent källa till förvirring i köpdokument.
| Produktform | Typisk specifikation | Omfattning |
|---|---|---|
| Stängt-matris och handsmide | ASTM B247 | Gränser för mekaniska egenskaper för 7075-T6 och 7075-T73 smide |
| Tallrik och plåt | ASTM B209 | Referens för plåtegenskaper som används i bearbetade-delsjämförelser |
| Stång, stång och vajer | ASTM B211 | Gäller 7075-T6 och 7075-T73 stånglager |
| Sammansättning och beteckning | EN 573-3 | Registrerad som EN AW-7075, kemisk symbol AlZn5.5MgCu |
| Tempereringsbeteckningar | EN 515 och ASTM B918 | Definierar H- och T-tempereringsnomenklaturen och-värmebehandling |
Mekanisk prestanda av Forged 7075
Nedanstående värden är typiska för kommersiellt producerat material i angivet skick och citeras för att visa relativt beteende snarare än att ersätta en specifikation.
| Skick | Typisk draghållfasthet | Typisk sträckgräns, 0,2 % | Typisk förlängning |
|---|---|---|---|
| 7075-T6 platta | 570 MPa | 500 MPa | 11% |
| 7075-T73 platta | 505 MPa | 435 MPa | 11% |
| 6061-T6 extrudering, för referens | 310 MPa | 276 MPa | 12% |
En smidd komponent i längdriktningen matchar i allmänhet de ovan angivna plåtvärdena och överskrider dem i tvärriktningen, eftersom flödeslinjerna följer lastvägen istället för att löpa parallellt med en valsad yta. Den skillnaden är huvudorsaken till att smidd 7075 specificeras för beslag, länkar och fästen som ser cyklisk belastning.
Kvalitetsverifiering från göt till färdig smide
Verifiering kombinerar flera oberoende metoder, och en del släpps först när alla är överens:
Kemisk analys med optisk emissionsspektrometri för att bekräfta att zink, magnesium, koppar och föroreningsgränser faller inom sammansättningsintervallet.
Dragprovning enligt ASTM E8 för maximal hållfasthet, sträckgräns och töjning, vanligtvis på en separat smidd testkupong.
Hårdhetstestning enligt ASTM E18 som en snabb kontroll av att åldringssvaret är konsekvent.
Ultraljudsinspektion enligt ASTM B594 för interna diskontinuiteter såsom varv, skurar och porositet.
Dimensionell inspektion av kritiska egenskaper, plus spårbarhet av värmenummer och smidesparti genom varje processsteg.
Där en del kommer att bearbetas efter smide, planeras det smidda höljet så att spannmålsflödet följer den färdiga konturen och ingen last-bärande yta skärs genom ett flöde-linjeändkorn.
FAQ
F: Kan 7075 aluminium smidas?
Ja. 7075 smides kommersiellt i sluten-form och hand-smidning, förutsatt att arbetsstycket förblir i ett varmt-arbetsfönster på ungefär 380-440 grader och formen är förvärmd. Den har inget användbart kallsmideområde.
F: Vilken smidestemperatur används för 7075?
Smidesmaterial värms vanligtvis upp till 400-440 grader, med arbetsområdet behandlat som 380-440 grader. Lösningsbehandling efteråt körs i 465-480 grader innan kylning.
F: Är smidd 7075 starkare än bearbetad plåt?
Hållfasthetsnivåerna är jämförbara, men den smidda delen uppvisar vanligtvis bättre utmattningslivslängd och bättre tvärgående egenskaper eftersom kornflödet är i linje med lastbanan snarare än med rullriktningen.
F: Bör 7075 levereras i T6 eller T73-temperering?
Välj T6 där maximal styrka krävs i en skyddad miljö, och T73 där motstånd mot spännings-korrosionssprickor är viktigare; T73 ger upp ungefär 10-12 % av den ultimata styrkan för den säkerheten.
F: Vilka standarder gäller för 7075 smide?
ASTM B247 för smide, ASTM B209 för plåt och plåt, ASTM B211 för stång, EN 573-3 för sammansättning och EN 515 för härdbeteckning är de vanliga referenserna.
F: Varför spricker 7075 under smide?
Sprickbildning spåras normalt tillbaka till ett kallt arbetsstycke, en kall form, ett aggressivt reduktionsschema eller ett smidesförhållande som är för högt. Korrigering av ugnslikformighet, formförvärmning och passreduktion löser de flesta av dessa defekter.
