7075合金是zui典型的航空硬鋁,既是一個(gè)“古老”的AL-Zn-Mg-Cu系合金,又是一“精力”旺盛的年輕合金,說它“古老”是因?yàn)樗嵌ㄐ偷挠蹭X,1944年定型,當(dāng)時(shí)在、、前蘇聯(lián)就用于制造飛機(jī),至今只不過74“歲”,還處于“中老年”階段,說它“年輕”,是因?yàn)楝F(xiàn)在它還是航空航天器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的主要材料,看來只有在復(fù)合材料可以大批量工業(yè)化生產(chǎn)且價(jià)格降低到與硬鋁有競(jìng)爭(zhēng)力時(shí),硬鋁才會(huì)退出歷史舞臺(tái),讓位給復(fù)合材料。
經(jīng)過70余年的發(fā)展,7075合金已形成一個(gè)相當(dāng)大的家族,現(xiàn)在常用的合金有7075/7175/7475合金,7275合金因性能不盡如人意,成為一個(gè)非常用合金,7375合金則被淘汰,再也不用它了。3個(gè)常用合金的化學(xué)成分見表一:
由表一中的數(shù)據(jù)可見,7175合金比7075合金干凈,而7475合金則更干凈,即它們的雜質(zhì)含量一個(gè)比一個(gè)低,例如7475合金的硅含量?jī)H為7075合金的25%,即比7075合金的小0.30個(gè)百分點(diǎn),因而7475合金有更高的韌性與的綜合性能。
7075合金是鋁-鋅-鎂-銅系可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度變形鋁合金,是硬鋁中的元老,但還不是大佬,因?yàn)檫€有強(qiáng)度性能更大的,可用它加工所有的半成品,用于制造各種各樣的結(jié)構(gòu)件,特別是航空航天器結(jié)構(gòu)件,是當(dāng)今使用zui廣泛的高強(qiáng)度鋁合金,大到C919大飛機(jī)前機(jī)身長(zhǎng)桁、旅客觀察窗框鍛件,中機(jī)身鈑彎和長(zhǎng)桁、龍骨梁腹板、地板轉(zhuǎn)折梁,中后機(jī)身長(zhǎng)桁、旅客觀察窗框鍛件、貨艙門框,機(jī)頭前壓力框緣頭、艙門框等等;小到手機(jī)外殼。它有多種熱處理狀態(tài):T6、T73、T76、T77。T6狀態(tài)材料有zui高的力學(xué)強(qiáng)度性能,但斷裂韌性偏低,對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感,且因其韌性隨溫度降低而下降,因此,T6 狀態(tài)材料不宜用于制造低溫結(jié)構(gòu)件與工件;T73材料強(qiáng)度zui低,但有相當(dāng)高的斷裂韌性、良好的抗應(yīng)力開裂性能和抗剝落腐蝕性能;T76材料的強(qiáng)度比T73材料高,比T6材料抗應(yīng)力腐蝕開裂性能高。7075合金的靜態(tài)強(qiáng)度性能比2024和2124合金的高,疲勞性能與其相當(dāng)。O狀態(tài)和W狀態(tài)材料具有良好的室溫成型性能。
7075合金可以電阻焊,工件的長(zhǎng)期工作溫度≤125℃。材料或工件的不退火規(guī)范290℃~320℃,保溫2h~4h后,出爐空冷;退火規(guī)范(390~430)℃/(0.5~1.5)h,以不大于30℃/h的降溫速度冷至≤200℃,然后空冷。
7075合金板材的固溶處理溫度460℃~490℃,其中鋁板材的處理溫度宜接近下限,且重復(fù)處理次數(shù)不得多于2次,以免合金元素?cái)U(kuò)散穿透包鋁層,降低材料的性能;擠壓材的加熱溫度460℃~471℃。保溫后在室溫水或溫水或其他適宜的冷卻介質(zhì)中淬火,轉(zhuǎn)移時(shí)間應(yīng)<15s。