7050 velký průměr z hliníkového hliníku kovaný prsten

The 7050 large diameter aluminum alloy forged ring is an ultra-high-strength, heat-treatable aluminum-zinc-magnesium-copper alloy (Al-Zn-Mg-Cu series), specifically designed for structural components in aerospace and defense applications that demand extremely high strength, excellent fracture toughness, and good resistance to stress corrosion cracking (SCC) and exfoliation 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 Proces, který má za následek hustou vnitřní strukturu, rafinovaná zrna a optimalizovaný tok zrna zarovnaný podél obvodu prstenu, zajišťuje vynikající spolehlivost a dlouhou životnost za nejzávažnějších provozních podmínek .

Primární legovací prvky:

Zinek (Zn): 5.9-6.7% (primární posilovací prvek)

Magnesium (mg): 2.0-2.6% (synergické posílení zinkem, zvyšuje odezvu z tvrzení věku)

Měď (Cu): 2.0-2.6% (zvyšuje sílu, ale nadměrné množství může snížit odpor SCC)

Zirkonium (Zr): 0.08-0.15% (formy al₃zr dispersoidy, rafinuje zrna, inhibuje rekrystalizaci)

Základní materiál:

Hliník (AL): rovnováha

Kontrolované nečistoty:

Železo (Fe): 0,15% max

Křemík (SI): 0,12% max

Mangan (MN): 0,10% max

Titanium (TI): 0,06% max

Další prvky: každý 0,05% max, 0,15% max celkem

Proces prémiového kování (pro prsteny velkého průměru): Provození kovaného prstenů z hliníku z hliníku s velkým průměrem představuje vrchol technologie kování v letectví, což vyžaduje přesnou kontrolu nad tání, kování a procesy tepelného zpracování, aby se zajistilo, že materiál dosáhne konečného komplexního výkonu:

Příprava roztavení a ingotu:

Používají se prvky primárního hliníku a s vysokou čistotou .

Pokročilé technologie tání a lití, jako je tání vakua, ochrana inertního plynu, SNIF/filtrace a elektromagnetické míchání, se používají k zajištění extrémně nízkého obsahu vodíku a nekovové inkluze do taveniny, přičemž splňují čistotu letectví .}

K výrobě ingotů s velkým průměrem s uniformami, mikrostruktury bez segregace . Přidání přidání zirkonia (Zr), které je pro ponorné dispergoidy, se přidáním recrystalizace a finálových dispergálních, a přidání recrystalizace, což je přidávání rekrystalizace a finále a finálovou výkonnost a finálovou výkonnost a finálovou výkonnost a finálovou výkonnost a finální dispersoidy, je přidání přidávání zirkonia (Zr), které je v tuhnutí, efektivně vylepšuje ingoty, a účinně se segregace bez segregace a efektivně upřesňují ingoty s velkým průměrem a účinně se segregací.

Ingotská homogenizační léčba:

Ingoty podstoupí přesně kontrolovanou homogenizační žíhání (obvykle na 460-480 stupně pro 24-48 hodiny), aby se odstranila makrosegregaci, rozpustila hrubou sekundární fáze a zlepšila ji tažnost ingotu, a připravila ji na následnou vysokou deformaci .

Příprava a inspekce sochorů:

Kondicionování povrchu ingotu (skalpování nebo frézování), aby se odstranily všechny povrchové vady .

100% ultrazvuková inspekce se provádí, aby se zajistilo, že Ingot je bez jakýchkoli vnitřních vad (E . g ., praskliny, porozita, velké inkluze), které by mohly ovlivnit konečný výkon, obvykle vyžadující AMS 2630 třídy AA, nejvyšší standard v leteckém průmyslu .

Předehřívání: Billet je rovnoměrně zahříván na přesný kování teplotní rozsah (obvykle 400-450 stupeň), aby byla zajištěna optimální tažnost a zároveň se zabránilo počátečnímu tání (teplota Solidus) .

Kování sekvence (výkony s velkým průměrem):

Rozrušující a předškolníVelké ingoty jsou podrobovány multidirekčním, vícenásobným operacím narušení a tažení na velkých hydraulických lisech, aby se rozložily litinové zrna a vytvořily vhodné předformy (např. E2, disk nebo lívanec). Je zajištěna dostatečná deformace, aby se dosáhlo důkladného zjemnění zrna a zhuštění.

Pronikavý: Na velkých hydraulických lisch je předběžná prstencová struktura tvořena piercingem s Dies nebo Mandrels . Tento proces dále zhušťuje materiál a zdokonaluje mikrostrukturu .

Tvorba válcování prstenu: 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 obvodová síla a vynikající únava a lomová houževnatost .

Die Fanging Finish (volitelné): U prstenů se složitějšími tvary nebo extrémně vysokou dimenzionálními požadavky na přesnost lze provést konečné tvarování na velkých lisovacích lisch, aby se dosáhlo přesných geometrických rozměrů a dobré povrchové úpravy .

Poměr minimální redukce: Obvykle vyžaduje alespoň 3: 1, aby se zajistilo úplné odstranění struktury a tvorby optimalizovaného toku zrna .

Tepelné zpracování:

Tepelné zpracování řešení: Kování se zahřívá na přesnou teplotu přibližně 475-485 stupně a drží se po dostatečném čase k úplnému rozpuštění legovacích prvků (Zn, Mg, Cu) do matice hliníku, což vytváří jednotné solidní roztok . V rámci ± 3 stupně . . .

Zhášení: Rychlé chlazení z roztokové teploty (obvykle zhášení vody, s teplotou vody kontrolované pod 60 stupňů), aby se zachovalo nadsunuté pevné roztoky . Rychlost zhášení je pro konečné vlastnosti rozhodující, což zajišťuje rovnoměrné chlazení pro prsteny silného řezu .

Stárnoucí léčba:

T73 temperament: Dvoustupňové nebo vícestupňové ošetření převyšování (E . g ., první fáze 107 stupňů /4-6 hodin, druhá fáze 165 stupňů /{7}} hodin) . Tato léčba produkuje hýčkájící a více stabilních šrok. s mírnou obětí síly .

T74 temperament: Podobně jako u T73, obvykle prováděné při mírně vyšších teplotách nebo delších dobách stárnutí, s cílem zajistit podobný odolnost proti SCC vůči T73, ale s mírně vyšší pevností .

T6 temperament (méně běžný pro silnou část 7050): Standardní umělé stárnutí, poskytování maximální pevnosti, ale s vyšší náchylností k SCC a odlupovací korozi v tlustých sekcích a výkojů velkého průměru, obecně se nedoporučuje .

Dokončení a inspekce:

Deburring, narovnání, rozměrová inspekce, kontroly kvality povrchu .

Nakonec se provádí komplexní nedestruktivní testování (E . G ., ultrazvukový, penetrant, vířivý proud) a mikrostrukturální analýza, aby se zajistilo, že produkt plně vyhovuje leteckým a obranným standardům .

Mechanické vlastnosti 7050 velkých průměrů hliníkových slitin kovaných prstenců závisí na specifické tloušťce, temperamentu tepelného zpracování a optimalizaci procesu kování . T73 a T74 jsou nejčastěji používanými tekouky pro silnou část 7050 kvůli jejich optimální rovnováze mezi silou a korozivní odolností .

Distribuce nemovitosti a anizotropie:

7050 forged rings, through precise ring rolling, have grain flow highly aligned along the ring's circumference. Therefore, circumferential (tangential) properties (strength, fatigue, fracture toughness) are typically optimal. Radial and axial properties are relatively lower, but their values still far exceed many other alloys, and their℃of anisotropy is lower than extruded or Rolled Products .

Efekt tloušťky: Slitina 7050 je zvláště zběhlých při udržování svých mechanických vlastností, včetně houževnatosti síly a zlomeniny, což ukazuje na významnou výhodu v aplikacích s tlustým řezím (E . G ., nad 100 mm), vyšší než 7075 .

Variace tvrdosti jádra k povrchu: prostřednictvím optimalizovaných procesů zhášení a stárnutí je variace tvrdosti obvykle řízena do 5 Hb, což zajišťuje celkovou uniformitu vlastnosti .

Zbytkové napětí: T7X51 nebo T7X52 Tempery (reliéf napětí natažením nebo kompresí) se běžně používají ke snížení zhášení zbytkového napětí, minimalizaci zkreslení obrábění a zlepšení odolnosti proti SCC .

Mikrostruktura 7050 velkých průměrů hliníkových slitin kovaných prstenů je základním kamenem jejich vysoké pevnosti a vynikající odolnosti proti korozi, se zvláštním důrazem na morfologii zrna, fáze sraženiny a kontrolu defektů .

Klíčové mikrostrukturální funkce:

Struktura zrna a tok zrna:

Jemná, jednotná rekrystalizovaná zrna a protáhlá nerekrystalizovaná zrna zarovnaná podél směru kování .

Tok zrna: Během válcování kruhu jsou zrna silně protáhla a tvoří kontinuální vláknitou strukturu podél obvodu prstenu . Tento tok zrna velmi odpovídá hlavnímu směru napětí prstence, což výrazně zlepšuje obvodovou sílu, únavovou životnost a zlomeninu .

Dispersoidy: jemné dispersoidy al₃zr (cca . 50-100 nm) vytvořené hranicemi zrn zirkonia (Zr) a uvnitř zrn, účinně inhibují rekrystalizaci a růst zrna, což zajišťuje jemnozrnnou mikrostrukturu a zároveň zajišťuje určitou posilování . .

Velikost zrna ASTM je obvykle 6-8 nebo jemnější .

Distribuce posilovací fáze (sraženina):

Primární posilovací fází v 7050 je sraženina mgzn₂ (η fáze) bohatá na zink a hořčík .

Ošetření T73/T74 vede k hrubšímu a jednotnějšímu, diskontinuálnímu η fáze, zejména s optimalizovanou sraženinou morfologií na hranicích zrn, což účinně snižuje tendenci k šíření trhlin, což výrazně zlepšuje odolnost proti prasknutí korozi stresu (SCC) a odlupování .}}}..

Zóny bez sraženiny (PFZ): Šířka zón bez sraženin podél hranic zrn je přísně kontrolována tak, aby vyvážila sílu s odolností tvrdosti/SCC .

Vysoká hustota a eliminace defektů:

Obrovský tlak aplikovaný během procesu kování zcela uzavírá vnitřní vady, jako jsou porozita, dutiny smrštění a plynové kapsy, které mohou nastat během lití, což výrazně zlepšuje hustotu a spolehlivost materiálu .

Efektivně se rozpadá a rovnoměrně rozptyluje malá množství primárních intermetalických sloučenin a nečistot (E . G ., Fe, SI fáze), čímž se snižují jejich škodlivé účinky .

Metalurgická čistota:

Technologie tání a lití v leteckém stupni zajišťují extrémně nízký obsah inkluzního inkluze a splňují nejpřísnější požadavky na čistotu .

Rozsah velikosti 7050 velkých průměrů hliníkových slitin kovaných prstenů je velmi široký a lze jej produkovat podle přísných požadavků leteckého, vojenského a dalších sektorů .

Schopnost přizpůsobení:

Kované prsteny na míru s různými velikostmi, tvary a požadavky na toleranci lze vytvořit podle podrobných výkresů zákazníka a technických specifikací .

Obvykle nabízeno v drsných obrobených nebo dokončených obrobených podmínkách, aby se zajistila snadnost a přesnost následného zpracování .

Extrémně vysoké požadavky na přesnost rozměru a kvalitu povrchu, obvykle vyžadují přísné obrábění po kování .

Slitina 7050 Primárně dosahuje svých vynikajících mechanických vlastností tepelným zpracováním .

Pokyny pro výběr temperamentu:

T73/T74 Tempers: Preferované tekusy pro velký průměr 7050 Forged Rings . Poskytují vynikající odpor k praskání koroze napětí (SCC) a odlupování koroze při zachování vysoké síly, což je zásadní pro bezpečnost-kritické letecké aplikace . T74

T6 temperamentní: Nedoporučuje se pro aplikaci citlivé na silnou nebo SCC kvůli výrazně nižšímu odolnosti proti SCC a odlupování ve srovnání s T73/T 74.

Zbytkový napětí:

TXX51: Řešení Teplo ošetřeno, následované nejméně 1 . 5% natahování pro úlevu na stresu, pak ve věku . Toto je efektivní metoda pro odstranění zbytkového napětí, což výrazně snižuje zkreslení obrábění.

TXX52: Řešení tepla ošetřeno, následované kompresí pro úlevu od napětí, pak ve věku . vhodné pro komplexní tvary nebo velké komponenty, kde natahování není proveditelné .

Obrábění 7050 velkých průměrů hliníkových slitin kovaných prstenů vyžaduje vysoce výkonné stroje, specializované nástroje a přísné řízení procesů, aby zvládli jeho vysokou pevnost a potenciální zbytkové napětí .

Pokyny pro výrobu:

Opracovatelnost: 7050 slitiny mají obecně dobrou osnovatelnost, ale řezací síly jsou relativně vysoké a dlouhé, přísné čipy mohou být generovány ., vyžaduje ostré nástroje, velké úhly hrabání, dostatečné chlazení a mazání a efektivní systém evakuace čipů .

Zbytkové napětí: Uhasited 7050 Forgings má významná zbytková napětí . txx51/txx52 ošetření účinně snižuje tyto . Během obrábění by se měly být použity strategie, jako je symetrické obrábění a vícepásmové mělké řezy, aby se minimalizovaly zkreslení .

Povrchové úpravy:

Eloxování: Doporučuje se typ II (síra) nebo typ III (tvrdý), což poskytuje odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a izolaci . Tvrdá eloxování výrazně zlepšuje tvrdost povrchu a odolnost proti opotřebení .

Konverzní povlaky: Chromate nebo Chrom bez konverzních povlaků slouží jako vynikající primery pro barvu .

Povlaky: Aplikováno v leteckých aplikacích za účelem poskytování další ochrany a funkčnosti .

Svařovatelnost: Konvenční svařování fúzních fúzí 7050 je špatné, což vede k významné ztrátě pevnosti a náchylnosti k praskání a pórovitosti . Fusion Svařování se obecně nedoporučuje ., pokud je nutné spojování, je třeba pevného státu, jako je tření Stis Svalení (FSW) nebo mechanické upravení .

Odolnost proti korozi 7050 slitiny, zejména její rezistence na praskání koroze na stresu (SCC) a koroze exfoliační, je klíčovou charakteristikou, která ji odlišuje od jiných vysokých pevných hliníkových slitin .

Strategie ochrany proti korozi:

Výběr temperamentu: T73 nebo T74 tempy jsou zásadní pro slitinu 7050, aby poskytovaly optimální SCC a exfoliační odolnost proti korozi .

Povrchové úpravy:

Eloxování: Nejběžnější metoda ochrany pro letecké hliníkové slitiny, vytvářející hustý oxidový film, který zvyšuje korozi a odpor opotřebení .

Chemické konverzní povlaky: Slouží jako vynikající primery pro barvy nebo lepidla .

Potahovací systémy: Používají se vysoce výkonné primerové a vrchní systémy, zejména v korozivních prostředích .

Galvanická řízení koroze: Při kontaktu s nekompatibilními kovy musí být použity izolační opatření, jako jsou povlaky, těsnění nebo obětní anody .

Úvahy o návrhu:

Extrémní poměr pevnosti k hmotnosti: 7050 je jednou z nejsilnějších slitin hliníku a v kombinaci s jeho relativně nízkou hustotou je to ideální volba pro extrémní lehké ve strukturálních komponentách, což je základní požadavek v letectví .

Vynikající lomová houževnatost: Udržuje vysokou houževnatost i v silných sekcích a zlepšuje toleranci poškození a bezpečnostní okraj struktur .

Praskání koroze vynikajícího napětí (SCC) a odolnost proti korozi odlupuje: Poskytuje vyšší spolehlivost a delší životnost ve složitých servisních prostředích .

Optimalizovaný výkon únavy: Flongový tok zrna a hustá mikrostruktura výrazně prodlužují únavu života .

Dobrá dimenzionální stabilita: Prostřednictvím ošetření TXX51/TXX52 je zbytkový napětí minimalizován, což zajišťuje rozměrovou stabilitu během zpracování a používání služeb .

Extrémně vysoká spolehlivost: Přísná kontrola nad tání, kování a tepelným zpracováním, spolu s komplexním nedestruktivním testováním, zajišťuje minimální vnitřní vady v materiálu .

Kontrola kvality pro 7050 velkých průměrů hliníkových slitin padělaných prstenů patří mezi nejpřísnější pro produkty na úrovni letectví, což zajišťuje nejvyšší úroveň spolehlivosti a bezpečnosti .

Standardní testovací postupy:

Certifikace surovin: Přísná analýza chemického složení, aby byla zajištěna soulad s AMS, ASTM atd. . a plnou sledovatelnost čísel tepla, data výroby atd. .

Kontrola procesu tání a lití: Obsah vodíku, čistota (hodnocena podle standardů, jako je září 1920/1940 nebo DDA-P9TF40), ingot mikrostrukturální uniformita (makro-segregace, velikost zrn) .

Monitorování procesu: Monitorování teploty, tlaku, tlaku, množství deformace a rychlosti deformace v reálném čase, aby bylo zajištěno zdokonalení zrna a tvorbu toku zrna .

Monitorování procesu tepelného zpracování: Uniformita teploty pece (AMS 2750E), řešení teploty a času, rychlost zhášení, stárnoucí křivka atd.

Analýza chemického složení: Spektrometr, xrf atd. ., pro ověření všech legovacích prvků a obsahu nečistot .

Testování mechanických vlastností:

Testování v tahu: Vzorky odebrané ve více směrech (radiální, tangenciální/obvodové a axiální), testování UTS, ys, el . Obvykle jsou vzorky odebírány z vnitřních, středních a vnějších poloměrů a různých výšek prstenu .

Testování tvrdosti: Brinell, rockwell tvrdost atd. ., vícebodová měření pro posouzení uniformity .

Testování dopadu: Pro kryogenní nebo citlivé aplikace .

Testování únavy: Testování otáčení únavy, axiální únavy nebo testování růstu trhlin (DA/DN), hodnocení únavové životnosti a tolerance poškození .

Testování houževnatosti zlomeniny: Hodnota K1c, obvykle používající vzorky CT (kompaktní napětí) nebo Senb (Single Edge Notch Bend) v závislosti na tloušťce, přísně hodnotí odpor vůči šíření trhlin .

Testování praskání koroze napětí (SCC): C-kruhový test (ASTM G38), test pomalé rychlosti deformace (SSRT, ASTM G129) nebo test načteného paprsku (ASTM G44) pro ověření SCC odporu T73/T74 temprů .

Exfoliační testování koroze: Exco test (ASTM G34) pro ověření odolnosti proti korozi odlupování .

Nedestruktivní testování (NDT):

Ultrazvukové testování: 100% objemová inspekce, obvykle potřebná pro splnění AMS 2630 třídy AA nebo SAE ARP 1924 Level A, nejkritičtější metoda pro detekci vnitřních defektů (e . g ., inkluze, mikroúcty, porézios

Testování penetratu: Detekuje povrchové defekty (AMS 2645) .

Eddy Aktuální testování: Detekuje defekty povrchu a téměř povrchu .

Radiografické testování: Pro opětovné inspekci vnitřních vad v konkrétních kritických oblastech .

Mikrostrukturální analýza: Metalografické vyšetření pro posouzení velikosti zrna, toku zrna, stupeň rekrystalizace, srážení morfologie a distribuce, typů defektů atd. .

Inspekce rozměrové a kvality povrchu: Přesná měření pomocí měřicích strojů souřadnic (CMMS), laserových skenerů, profilometrů atd. .

Standardy a certifikace:

Odpovídá SAE AMS 4108 (7050 hliníkových výkojů), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (ultrazvuková inspekce), ASTM B247, ISO, EN, GB/T a další letecké a průmyslové standardy .

Certifikace systému správy kvality: AS9100 (Aerospace), ISO 9001.

EN 10204 Typ 3 . Lze zadat testovací zprávy o materiálech 1 nebo 3.2 a na žádost zákazníka lze uspořádat certifikaci třetích stran.

7050 Hliníkovou slitinou z velkého průměru kované prsteny jsou nezbytné kritické strukturální komponenty ve špičkových polích, jako je Aerospace a Defense .

Primární oblasti aplikace:

Aerospace:

Pouzdra motorů letadel, prsteny komponent turbíny, kroužky kořenového kořene ventilátoru, prsteny strukturálního rámu

Strukturální prsteny přistávacího vybavení, přepážky trupu, rámy dveří

Rocket and Missile Connection Prings, Interspage Prings, Structurální vyztužení prsteny

Kritické strukturální prsteny pro satelity a vesmírné stanice

Obrana a vojenské:

Velké dělostřelecké komory, závody ložiska věže

Vysoce výkonné vojenské vozidlo s zatížením vozidla, strukturální prsteny mořských plavidel

Špičkové průmyslové:

Přesné kroužky v polovodičových výrobních zařízeních

Velké vysokorychlostní rotující komponenty strojů

Určité specializované vybavení vyžadující extrémně vysokou pevnost, houževnatost a spolehlivost

Návrh výhod:

Poměr konečné síly k hmotnosti: Poskytování nejvyšší síly při dosahování extrémních lehkých konstrukčních komponent, základního požadavku v leteckém průmyslu .

Vynikající lomová houževnatost: Udržuje vysokou houževnatost i v silných sekcích a zlepšuje toleranci poškození a bezpečnostní okraj struktur .

Praskání koroze vynikajícího napětí (SCC) a odolnost proti korozi odlupuje: Poskytuje vyšší spolehlivost a delší životnost ve složitých servisních prostředích .

Optimalizovaný výkon únavy: Flongový tok zrna a hustá mikrostruktura výrazně prodlužují únavu života .

Dobrá dimenzionální stabilita: Prostřednictvím ošetření TXX51/TXX52 je zbytkový napětí minimalizován, což zajišťuje rozměrovou stabilitu během zpracování a použití .

Extrémně vysoká spolehlivost: Prostřednictvím přísného tání, kování a kontroly tepelného zpracování a komplexního nedestruktivního testování jsou v materiálu zajištěny minimální vnitřní vady .

Omezení designu:

Vysoké náklady: Vzhledem ke složitým výrobním procesům, drahým surovinám a přísné kontrole kvality jsou náklady na 7050 vypořádání výrazně vyšší než jiné slitiny hliníku .

Špatná svařitelnost: Konvenční fúzní svařování se nedoporučuje; Obvykle se používá mechanické spojení nebo nýtování . Techniky spojování pevných látek (E . G ., FSW) jsou omezené možnosti .

Vysoko teplotní výkon: Hliníkové slitiny obecně nevydrží vysoké teploty . 7050 Síla se výrazně sníží s dlouhodobým používáním nad 120 stupňů .

Výzvy obrábění: Zatímco machinabilita je dobrá, vysoká pevnost znamená vysoké řezné síly, vyžadující nástroje s vysokou rigiditou a specializované nástroje a pozornost na reziduální kontrolu napětí .

Úvahy o hospodářské a udržitelnosti:

Celkové náklady na životní cyklus: Navzdory významné počáteční investici, ultra vysoký výkon a dlouhá životnost 7050 výkojů v kritických leteckých komponentách výrazně snižuje celkové náklady na životní cyklus, včetně údržby, výměny a spotřeby paliva . Jeho hodnota daleko přesahuje materiálové náklady .

Využití materiálu: Forging, jako proces tvaru téměř sítě, pomáhá snižovat odpad surovin .

Dopad na životní prostředí: Hliníkové slitiny jsou vysoce recyklovatelné a vyrovnávají se s principy udržitelného rozvoje . Efektivní účinky na úsporu energie a emise lehké váhy jsou významné .

Populární Tagy: 7050 Velký průměr hliníkové slitiny kované prsten, Čína 7050 Velký průměr hliníkové slitiny kovaný prsten výrobci, dodavatelé, továrna