Câu trả lời trực tiếp: Nhôm 7075-T6 không bền hơn tất cả các loại thép. Nó vượt trội hơn thép kết cấu nhẹ thông thường như ASTM A36, và nó thắng rõ ràng về độ bền trên một đơn vị khối lượng, nhưng thép hợp kim được tôi luyện và tôi luyện như AISI 4140 vẫn đạt độ bền kéo gần gấp đôi 7075-T6 về mặt tuyệt đối. Ưu điểm thực sự của hợp kim là độ bền kéo cao kết hợp với mật độ khoảng 2,81 g/cm3, so với 7,85 g/cm3 của thép.
Thành phần hóa học của hợp kim 7075
Hợp kim 7075 là hợp kim chuỗi 7xxx chứa kẽm-có bổ sung magie và đồng. Giới hạn thành phần đối với tấm cán và tấm được quy định trong tiêu chuẩn ASTM B209 và các giới hạn tương tự áp dụng cho sản phẩm ép đùn theo tiêu chuẩn ASTM B221.
| Yếu tố | Nội dung, % |
|---|---|
| Silicon | tối đa 0,40 |
| Sắt | tối đa 0,50 |
| đồng | 1.2 - 2.0 |
| Mangan | tối đa 0,30 |
| Magie | 2.1 - 2.9 |
| crom | 0.18 - 0.28 |
| kẽm | 5.1 - 6.1 |
| Titan | tối đa 0,20 |
| Nhôm | còn lại |
Những gì T6 Temper mang lại
T6 có nghĩa là xử lý nhiệt bằng dung dịch và sau đó lão hóa nhân tạo, không áp dụng gia công nguội sau khi lão hóa. Hợp kim này là dung dịch được xử lý ở nhiệt độ cao, được làm nguội và già đi sao cho kết tủa mịn mang theo dạng kẽm, magie và đồng và khóa độ bền tại chỗ. Bởi vì nhiệt độ được xác định bởi chu trình nhiệt chứ không phải bằng quá trình giảm nguội, nên tiêu chuẩn tối thiểu về đặc tính cơ học cho tấm và tấm được ghi trực tiếp vào tiêu chuẩn ASTM B209 và thử nghiệm độ căng được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM E8/E8M.
7075-T6 so với thép: So sánh đặc tính
| Tài sản | 7075-T6 | Thép nhẹ ASTM A36 | AISI 4140 được làm nguội và tôi luyện |
|---|---|---|---|
| Mật độ, g/cm3 | 2.81 | 7.85 | 7.85 |
| Độ bền kéo, MPa | khoảng 540 | 400 - 550 | khoảng 10 giờ 35 |
| Cường độ năng suất 0,2%, MPa | khoảng 470 | tối thiểu 250 | khoảng 900 |
| Độ giãn dài, % | 5 - 11 | 20 - 23 | 10 - 12 |
| độ cứng | khoảng 150 HB | khoảng 120 HB | khoảng 300 HB |
Đọc bảng theo cột chứ không phải theo tiêu đề. Về độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn tuyệt đối, thép hợp kim chiếm ưu thế. Xét về độ bền chia theo mật độ, 7075-T6 thắng với chênh lệch lớn: khoảng 190 kN.m/kg so với khoảng 60 kN.m/kg đối với thép nhẹ và khoảng 130 kN.m/kg đối với thép tôi và tôi luyện 4140.
Giới hạn vật lý quyết định ứng dụng
Ba giới hạn chi phối thiết kế. Thứ nhất, độ cứng: mô đun đàn hồi của nhôm là khoảng 70 GPa so với 210 GPa của thép, do đó, các bộ phận-được điều khiển độ võng phải dày hơn ngay cả khi cường độ đủ. Thứ hai, các mối hàn trong hợp kim 7xxx mất phần lớn độ bền trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, do đó các cụm kết cấu thường được gắn chặt về mặt cơ học hoặc liên kết bằng keo thay vì hàn. Thứ ba, ăn mòn: hàm lượng đồng và kẽm cao khiến 7075 có khả năng chống chịu kém hơn 5052 hoặc 6061 trong hoạt động hàng hải và hóa chất, đồng thời khả năng chống ăn mòn ứng suất ngang ngắn hạn bị hạn chế, do đó tránh được ứng suất kéo liên tục xuyên qua độ dày tấm trong thực tế thiết kế.
Các ứng dụng trong đó 7075-T6 là lựa chọn mặc định
Cấu trúc khung máy bay: xà cánh, gân, thanh giằng và các phụ kiện gia công trong đó tiết kiệm khối lượng là động lực chính.
Các bộ phận ô tô thể thao và{0}}hiệu suất cao: tay treo, trục dẫn động và tâm bánh xe sau khi được phủ lớp bảo vệ phù hợp.
Thiết bị thể thao: khung xe đạp, phần cứng leo núi và ống nâng bắn cung cần độ cứng ở khối lượng thấp.
Các tấm dụng cụ và khuôn đều yêu cầu độ bền cao và độ dẫn nhiệt tốt.
Khi độ cứng tối đa, khả năng chống mài mòn hoặc chi phí trên mỗi kg thấp chiếm ưu thế, thép cacbon và thép hợp kim vẫn là lựa chọn chính xác.
Câu hỏi thường gặp
Q:Nhôm 7075-T6 có mạnh hơn thép không?
Đáp: So với thép kết cấu nhẹ như ASTM A36, thép có trọng lượng cao hơn-so với-trọng lượng và có thể so sánh về mặt tuyệt đối. Đối với thép hợp kim được tôi và tôi luyện thì không, bởi vì các loại đó đạt độ bền kéo khoảng 1035 MPa so với khoảng 540 MPa đối với 7075-T6.
Q:7075-T6 có mạnh hơn 6061-T6 không?
Đáp: Có, với biên độ rộng. 7075-T6 thường được báo giá ở độ bền kéo gần 540 MPa và giới hạn chảy 470 MPa, trong khi 6061-T6 thường có độ bền kéo là 310 MPa và giới hạn chảy 276 MPa.
Q:7075-T6 có thể hàn được không?
Đáp: Nó thường không được hàn để làm dịch vụ chịu tải. Hàn gây ra vết nứt nóng và mất độ bền nghiêm trọng ở vùng bị ảnh hưởng nhiệt, do đó, thay vào đó, sử dụng đinh tán, bắt vít hoặc liên kết bằng chất kết dính.
Q:7075-T6 có bị ăn mòn khi phục vụ hàng hải không?
A: Nó cần được bảo vệ. Đồng và kẽm làm giảm khả năng chống ăn mòn chung so với 5052 hoặc 6061, và việc tiếp xúc với clorua gây ra vết rỗ, do đó, hệ thống ốp, anodizing hoặc sơn được áp dụng.
Q:Mật độ của 7075-T6 là gì?
Trả lời: Khoảng 2,81 g/cm3, gần bằng 1/3 so với thép, đây là nguồn gốc của lợi thế về sức mạnh riêng của nó.
Q:Những loại nhiệt độ nào được cung cấp ở dạng tấm và tấm 7075?
Trả lời: Sản phẩm cán thường được cung cấp ở các loại nhiệt độ T6, T651 và T73, mỗi loại có sự cân bằng về độ bền và khả năng chống ăn mòn ứng suất riêng theo tiêu chuẩn ASTM B209.
