屈服強度接近抗拉強度的7A04合金
專欄:行業資訊
發布日期:2019-02-21
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作者:佚名
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較大規格圓錠、空心圓錠和扁錠鑄造前應鋪底,鑄造后澆口部應回火。7A04合金在T4狀態下的抗蝕性不合格,所以要進行人工時效,人工時效的包鋁7A04合金板材的抗蝕性與包鋁2A12合金板材的相當。


7A04合金是一種Al-Zn-Mg-Cu系可熱處理強化的航空航天超硬鋁合金,可熱處理強化,其成分已列入GB/T3190-2008,與蘇聯及俄羅斯的B95合金及德國的AlZnMgCu1.5.3.4365合金相當,因為1944年蘇聯的95號工廠試制成功該合金半成品,故名B95合金,中國1957年在蘇聯專家的幫助下東北輕合金有限公司(當時名哈爾濱鋁加工廠)生產該合金板材與擠壓材。


7A04合金的主要特點是其屈服強度Rpo.2接近抗拉強度Rm,塑性較低,對應力集中敏感,尤其是在承受震動載荷和重復靜載荷的場合,更為明顯。對零部件的設計、制造和裝配,應極力避免應力集中和長盛附加應力的因素。7A04合金不耐熱,如工作溫度高于125℃會急劇軟化。粗厚7A04合金工件短橫向(S-T)上的抗應力腐蝕開裂性能低下。


7A04合金的化學成分(質量%):0.50Si,0.50Fe,(1.4——2.0)Cu,(0.20——0.6)Mn,(1.8——2.8)Mg,(0.1——0.25)Cr,(5.0——7.0)Zn,0.10Ti,其他雜質單個0.05,合計0.10,其余為Al。7A04合金半成品與中間產品板帶材、型材、棒材、管材的不完全退火規范(290——320)℃/(2——4)h,空冷;完全退火規范(390——430)℃/(0.5——1.5)h,以≤30℃/h的降溫速度爐冷至≤200℃,出爐空冷,也可以在(320——380)℃退火(1——2)h。工廠為了提高冶金爐的效率,往往在400℃——420℃退火2h,以30℃/h的冷卻速度冷至<150℃,出爐空冷。


該合金的固溶處理溫度465℃——475℃,室溫水中淬火,轉移時間短于25s。鋁加工廠往往根據不同產品與不同規格的產品采用針對性很強的固溶處理與時效處理規范。


7A04合金的熔煉鑄造裝備與燃料與其他鋁合金的相同,不過由于它的熔化溫度區間大,主要合金化元素密度又相差懸殊,所以熔煉時易產生偏析,鑄錠易形成裂紋、產生疏松,溶體易吸氣,鑄錠內部會形成更多的氧化夾雜物,為了減少這些缺陷,除了嚴格控制合金的成分外,還必須注意熔煉與鑄造工藝的控制。


圓錠鑄造溫度720℃——745℃,空氣圓錠鑄造溫度725℃——740℃;扁錠鑄造溫度685℃——745℃;較大規格圓錠、空心圓錠和扁錠鑄造前應鋪底,鑄造后澆口部應回火。


7A04合金主要用于制造航空器受力結構件:大梁、桁條、隔框、蒙皮、翼肋、接頭、起落架零件等。可供應的半成品有:板材、帶材、型材、排材、棒材、管材、壁板、自由鍛和模鍛件等。


該合金的缺口敏感性高和軸向拉伸疲勞強度低,應用是必須嚴格選定設計結構的形狀,選定應力集中zui低的形狀,零件截面過渡處與所有轉接部份應圓滑,避免突變和降低偏心率,所有圓角半徑應≥2mm。加工零部件時應避免劃傷、擦傷和嚴重的凹痕。


對大型半成品特別是大型復雜鍛件和型材應嚴格檢驗其橫向性能,還要進行各種必要的無損探傷,以確保缺陷在允許范圍內。7A04合金在T4狀態下的抗蝕性不合格,所以要進行人工時效,人工時效的包鋁7A04合金板材的抗蝕性與包鋁2A12合金板材的相當。擠壓制品和小截面零件的抗蝕性與未包鋁硬鋁的相當,分級時效處理的7A04合金有可靠的抗應力腐蝕開裂性能,陽極氧化和表面涂漆處理能有效地保護擠壓材不受腐蝕。


7A04-T6合金板材20℃時的正彈性模量66GN/mm2,擠壓材的為71GN/mm2,平面應變斷裂韌度Kc為50.64MN/(m3/2)。半連續鑄造7A04合金錠組 織除有α-Al固溶體、T(AlCuMgZn)相及S(Al2CuMg)相外,還有少量的Mg2Si、AlFeMnSi及Al6(FeMn)等相,固溶處理后組 織為α S相,在100℃——140℃時效后組 織為α S MgZn2 T相。


7A04合金可進行冷、熱變形。鑄錠的熱鐓粗變形率≤60%,變形材料的zui大變形率可達80%,可制造形狀復雜的鍛件,鍛造溫度380℃——430℃。對零件或半成品進行熱矯形時,模具溫度130℃±15℃,而零件本身溫度130℃±10℃或150℃±10℃,在130℃±10℃的保溫時間為10h——12h,而在150℃±10℃加熱時保溫時間為7h。


擠壓壁板的供應狀態為T6,可在此狀態下矯形,在新淬火狀態下整形則須加熱。單級時效規范為140℃/16h;在120℃/3h 160℃/3h進行雙級時效可獲得良好的綜合性能。7A04合金有良好的點焊性能與可切削性能。


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