7050 голям диаметър алуминиева сплав кован пръстен

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 Процес, което води до плътна вътрешна структура, рафинирани зърна и оптимизиран поток на зърното, подравнен по обиколката на пръстена, осигурявайки изключителна надеждност и дълъг експлоатационен живот при най -тежките работни условия .

Първични легиращи елементи:

Цинк (Zn): 5.9-6.7% (първичен укрепващ елемент)

Магнезий (mg): 2.0-2.6% (синергично укрепване с цинк, повишава реакцията на втвърдяване на възрастта)

Мед (Cu): 2.0-2.6% (увеличава силата, но прекомерните количества могат да намалят устойчивостта на SCC)

Цирконий (ZR): 0.08-0.15% (формира al₃zr дисперсоиди, прецизира зърната, инхибира прекристализацията)

Основен материал:

Алуминий (AL): Баланс

Контролирани примеси:

Желязо (Fe): 0,15% макс

Силиций (SI): 0,12% макс

Манган (MN): 0,10% макс

Титан (TI): 0,06% макс

Други елементи: 0,05% максимум всеки, 0,15% максимум общо

Процес на премиум коване (за пръстени с голям диаметър): Производството на 7050 ковани пръстени с алуминиева сплав с голям диаметър представлява върхът на технологията за коване на аерокосмически клас, което изисква прецизен контрол върху процесите на топене, коване и обработка на топлината, за да се гарантира, че материалът постига върховно цялостно изпълнение:

Подготовка за стопилка и сливане:

Използват се първият алуминий и легиращи елементи с високо равнище с висока чист .

Използват се технологии за усъвършенстване на топене и леене като топене на вакуум, защита от инертен газ, SNIF/филтрация и електромагнитно разбъркване, за да се осигури изключително ниско съдържание на водород и неметални включвания в стопилката, отговарящи на чистотата на аерокосмическата степен .

Large Direct-Chill (DC) casting or continuous casting systems are used to produce large diameter ingots with uniform, segregation-free microstructures. The addition of Zirconium (Zr) forms Al₃Zr dispersoids during solidification, effectively refining as-cast grains and inhibiting recrystallization, which is crucial for subsequent forging and final performance.

Лечение с хомогенизация на сливане:

Графите претърпяват прецизно контролирано отгряване на хомогенизация (обикновено при 460-480 градус за 24-48 часа) за елиминиране на макрозагрегацията, дисевиране на груби вторични фази и подобряване на касата на сгъстяване, приготвяйки го за последващи високопоставени форми, изравнявайки .

Подготовка и проверка на заготовки:

Кондициониране на повърхността на Ingot (скалпиране или фрезоване) За премахване на всички дефекти на повърхността .

100% ултразвуков инспекция се извършва, за да се гарантира, че сливането е без всякакви вътрешни дефекти (e . g ., пукнатини, порьозност, големи включвания), които биха могли да повлияят на окончателната ефективност, обикновено изисквайки AMS 2630 клас AA, най -високият стандарт в аерокосмическата промишленост .}

Предварително загряване: Заготовката се нагрява равномерно до прецизния температурен диапазон на коване (обикновено 400-450 градус), за да се осигури оптимална пластичност, като се избягва инцидивното топене (температура на солида) .

Коване на последователност (опрощаване на пръстена с голям диаметър):

Разстройство и предварително натрупване: Large ingots are subjected to multi-directional, multiple upsetting and drawing operations on large hydraulic presses to break down as-cast grains and form suitable preform shapes (e.g., disc or pancake). Sufficient deformation is ensured to achieve thorough grain refinement and densification.

Пиърсинг: При големи хидравлични преси се образува предварителна структура на пръстена чрез пиърсинг с матрици или дорници . Този процес допълнително уплътнява материала и усъвършенства микроструктурата .

Формиране на търкаляне на пръстена: 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 периферна якост и отлична умора и счупване на счупване .

Умиращо коване на финал (по избор): За пръстени с по -сложни форми или изключително високи изисквания за точност на размерите, окончателното оформяне може да се извърши върху големи пресивки за коване на матрици, за да се постигнат прецизни геометрични размери и добро повърхностно покритие .

Минимално съотношение на намаляване: Обикновено изисква най-малко 3: 1, за да се осигури пълно елиминиране на структурата на AS-CAST и образуването на оптимизиран поток на зърното .

Топлинна обработка:

Разтвор на топлинна обработка: Копът се нагрява до точна температура на разтвор от приблизително 475-485 градус и се държи за достатъчно време за напълно разтваряне на легиращи елементи (Zn, Mg, Cu) в алуминиевата матрица, образувайки равномерен твърд разтвор . температурна равномерност се контролира в рамките на ± 3 градуса .

Гасене: Бързото охлаждане от разтворителната температура (обикновено гасене на вода, с контролирана температура на водата под 60 градуса) за запазване на свръхнаситен твърд разтвор . Скоростта на гасене е от решаващо значение за крайните свойства, осигурявайки равномерно охлаждане за пръстени с дебело сечение .

Лечение на стареене:

T73 Темпер: Two-stage or multi-stage overaging treatment (e.g., first stage 107℃/4-6 hours, second stage 165℃/8-12 hours). This treatment produces coarser and more stable precipitates, significantly improving resistance to stress corrosion cracking (SCC) and exfoliation corrosion, with Лека жертва в сила .

T74 Темпер: Подобно на T73, обикновено се извършва при малко по -високи температури или по -дълги времена на стареене, като се стреми да осигури подобна устойчивост на SCC с T73, но с малко по -висока якост .

Т6 Темпер (по-рядко срещан за дебело сечение 7050): Стандартно изкуствено стареене, осигуряване на максимална якост, но с по -голяма чувствителност към корозия на SCC и ексфолиране в дебели участъци и опрощаване с голям диаметър, обикновено не се препоръчва .

Довършителни и проверки:

Дебюриране, изправяне, размерена проверка, проверки за качеството на повърхността .

И накрая, всеобхватно неразрушително тестване (E . g ., ултразвук, проникване, вихрово ток) и микроструктурен анализ се извършват, за да се гарантира, че продуктът напълно отговаря на аерокосмическите и защитните стандарти .

Механичните свойства на коените пръстени с алуминиева сплав с голям диаметър 7050 зависят от специфичната дебелина, топлинната обработка и оптимизирането на процеса на коване . T73 и T74 са най-често използваните темпераменти за дебело сечение 7050 поради оптималния им баланс между здравината и корозията .

Разпределение на имоти и анизотропия:

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 продукти .

Ефект на дебелината: 7050 сплавта е особено умела за поддържане на механичните си свойства, включително якост и здравина на счупване, показвайки значително предимство в приложенията на дебелото сечение (E . g ., над 100 mm), превъзхождаща сплавта 7075 .

Вариация на твърдостта на ядрото към повърхността: Чрез оптимизирани процеси на гасене и стареене, изменението на твърдостта обикновено се контролира в рамките на 5 Hb, като се гарантира общата еднообразие на свойството .

Остатъчен стрес: T7x51 или T7x52 темпераменти (облекчаване на напрежението чрез разтягане или компресия) обикновено се използват за значително намаляване на гасирането на остатъчния стрес, минимизирането на изкривяването на обработката и подобряване на SCC съпротивлението .

Микроструктурата с ковани с алуминиева сплав с голям диаметър 7050 е крайъгълен камък на тяхната висока якост и отлична устойчивост на корозия, с особен акцент върху морфологията на зърното, утайка фази и контрола на дефектите .

Ключови микроструктурни характеристики:

Структура на зърното и притока на зърно:

Фини, равномерни прекристализирани зърна и удължени нерекристализирани зърна, подравнени по посоката на коване .

Grain Flow: During ring rolling, grains are heavily elongated and form a continuous fibrous structure along the ring's circumference. This grain flow highly matches the main stress direction of the ring, significantly improving circumferential strength, fatigue life, and fracture toughness.

Dispersoids: Fine Al₃Zr dispersoids (approx. 50-100nm) formed by Zirconium (Zr) pin grain boundaries and within grains, effectively inhibiting recrystallization and grain growth, ensuring a fine-grained microstructure while providing some strengthening.

Размерът на зърното ASTM обикновено е 6-8 или по -фин .

Разпределение на фазата на укрепване (утайка):

Основната фаза на укрепване в 7050 е утайка цинк и магнезий mgzn₂ (η фаза) утайка .

T73/T74 Прекомерните лечения водят до по -груби и по -равномерни, прекъснати η фази, особено при оптимизирана морфология на утайка при граници на зърното, което ефективно намалява тенденцията за разпространение на междугранулярната пукнатина, като по този начин значително подобрява устойчивостта на разрушаване на корозията на стреса (SCC) и ексфолиацията корозия .

Зони без утайка (PFZ): Ширината на зоните без утайка по границите на зърното е строго контролирана, за да балансира здравината с устойчивост/устойчивост на SCC .

Елиминиране с висока плътност и дефект:

Огромното налягане, приложено по време на процеса на коване, напълно затваря вътрешните дефекти, като порьозност, кухини на свиване и газови джобове, които могат да възникнат по време на леене, като значително подобряват плътността и надеждността на материала .

Ефективно разгражда и равномерно разпръсква малки количества първични интерметални съединения и примеси (e . g ., fe, si фази), намалявайки техните вредни ефекти .

Металургична чистота:

Аерокосмическите технологии за топене и кастинг гарантират изключително ниско съдържание на неметално включване, отговарящи на най-строгите изисквания за чистота .

Диапазонът на размера от 7050 сплави с алуминиева сплав с голям диаметър е много широк и може да бъде произведен по поръчка според строгите изисквания на аерокосмическите, военни и други сектори .

Възможност за персонализиране:

Изработени по поръчка ковани пръстени с различни размери, форми и изисквания за толерантност могат да бъдат произведени според подробни чертежи на клиенти и технически спецификации .

Обикновено се предлага при груби обработени или завършени условия, за да се осигури лекота и прецизност на последваща обработка .

Изключително високи изисквания за точност на размерите и качество на повърхността, обикновено изискваща строга обработка след коване .

7050 сплав постига основно своите отлични механични свойства чрез топлинна обработка .

Ръководство за подбор на температура:

T73/T74 Темперс: The preferred tempers for large diameter 7050 forged rings. They provide excellent resistance to stress corrosion cracking (SCC) and exfoliation corrosion while maintaining high strength, which is crucial for safety-critical aerospace applications. T74 typically offers slightly higher strength than T73.

Т6 Темпер: Не се препоръчва за приложения с дебело сечение или SCC поради значително по-ниска SCC и ексфолиационна корозионна устойчивост в сравнение с T73/T 74.

Остатъчно облекчаване на напрежението:

TXX51: Разтворен разтвор, обработен с топлина, последван от поне 1 . 5% разтягане за облекчаване на стреса, след това на възраст . Това е ефективен метод за елиминиране на гасирането на остатъчния стрес, което значително намалява изкривяването на машината.

TXX52: Топлинен разтвор, последван от компресия за облекчаване на напрежението, след това на възраст ., подходящ за сложни форми или големи компоненти, където разтягането не е осъществимо .

Обработка 7050 с голям диаметър Алуминиева сплав се изисква високоефективни машинни инструменти, специализирани инструменти и строг контрол на процеса, за да се справи с високата си якост и потенциалните остатъчни напрежения .

Насоки за производство:

Обхвата: 7050 сплавта обикновено има добра обработка, но силите за рязане са сравнително високи, а дългите, жилави чипове могат да се генерират . изискват остри инструменти, големи ъгли на рейк, достатъчно охлаждане и смазване и ефективна евакуационна система на чип .

Остатъчен стрес: Угасените 7050 изковки имат значителни остатъчни напрежения . TXX51/TXX52 лечения ефективно намаляват тези . по време на обработката, трябва да се използват стратегии като симетрична обработка и мулти-проходни разфасовки, за да се сведе до минимум изкривяването .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.

Повърхностна обработка:

Анодизиране: Препоръчва се тип II (сярна) или тип III (твърд), осигурявайки устойчивост на износване, устойчивост на корозия и изолация . твърдото анодизиране значително подобрява повърхностната твърдост и устойчивост на износване .

Преобразуване на покрития: Хромат или без хром покрития за конверсия служат като отлични праймери за боя .

Покрития: Приложено в аерокосмическите приложения за осигуряване на допълнителна защита и функционалност .

Заваряване: Конвенционалното заваряване на сливане на 7050 сплав е лошо, което води до значителна загуба на якост и чувствителност към горещо напукване и порьозност . заваряване с синтез, обикновено не се препоръчва . Ако е необходимо съединение, техники за съединяване на твърдо състояние като триене за заваряване (FSW) или механично закрепване {4 {4 {4 {4 {4 {4 {4 {4., ако свързването е необходимо, техники за съединение на твърдо състояние като триене за заваряване (FSW) или механично закрепване трябва да се считат {{4}

Корозионната устойчивост на 7050 сплав, по-специално неговата устойчивост на разрушаване на корозия (SCC) и корозия на ексфолирането, е ключова характеристика, която го отличава от другите алуминиеви сплави с висока якост .

Стратегии за защита на корозията:

Избор на температура: T73 или T74 Температури са от решаващо значение за 7050 сплав за осигуряване на оптимална SCC и ексфолиация корозионна устойчивост .

Повърхностна обработка:

Анодизиране: Най -често срещаният метод за защита на алуминиевите сплави на аерокосмическия аерокосмически, образувайки плътен оксиден филм, който засилва корозията и износващата устойчивост .

Химически конверсионни покрития: Служи като отлични праймери за бои или лепила .

Системи за покритие: Използват се високоефективни системи за грунд и топкот, особено в корозивна среда .

Галванично управление на корозията: Когато в контакт с несъвместими метали, трябва да се използват мерки за изолация като покрития, уплътнения или жертвени аноди .

Дизайнерски съображения:

Екстремно съотношение сила към тегло: 7050 е една от най -силните алуминиеви сплави и се комбинира със сравнително ниската си плътност, той е идеален избор за изключително леко тегло в структурни компоненти, основно изискване в аерокосмическото пространство .

Отлична здравина на счупване: Поддържа висока здравина дори в дебели участъци, подобрявайки толеранса на щетите и границата на безопасността на структурите .

Превъзходно напукване на корозия на напрежението (SCC) и корозионна устойчивост на корозия: Осигурява по -висока надеждност и по -дълъг живот на услугата в сложни услуги на сервиз .

Оптимизирана производителност на умората: Коварен поток на зърното и плътна микроструктура значително удължават живота на умората .

Добра размерена стабилност: Чрез TXX51/TXX52 лечения, остатъчният стрес е сведен до минимум, като се гарантира стабилността на размерите по време на обработката и използването на експлоатация .

Изключително висока надеждност: Строг контрол върху топенето, коване и топлинна обработка, заедно с цялостно неразрушително тестване, осигурява минимални вътрешни дефекти в материала .

Контролът на качеството на 7050 корени пръстени с алуминиева сплав с голям диаметър е сред най-строгите за аерокосмическите продукти, осигурявайки най-високото ниво на надеждност и безопасност .

Стандартни процедури за тестване:

Сертифициране на суровини: Строг анализ на химичния състав, за да се гарантира спазването на AMS, ASTM и т.н. . и пълна проследяване на топлинните числа, датите на производство и т.н. .

Контрол на процеса на топене и леене: Съдържание на водород, чистота (оценено по стандарти като септември 1920/1940 г. или DDA-P9TF40), сгъваеми микроструктурна равномерност (макро-сегрегация, размер на зърното) .

Мониторинг на процеса на коване: Мониторинг в реално време на коване на температура, налягане, количество деформация и скорост на деформация, за да се осигури усъвършенстване на зърното и образуване на поток на зърното .

Мониторинг на процеса на обработка на топлината: Температурна равномерност на пещта (AMS 2750E), разтворителна температура и време, скорост на гасене, крива на стареене и т.н. ., често използвайки термодвойки за директно измерване на температурата на части .

Анализ на химичен състав: Спектрометър, xrf и т.н. ., за да проверите всички легиращи елементи и съдържание на примеси .

Механично тестване на свойствата:

Тестване на опън: Проби, взети в множество посоки (радиални, тангенциални/периферни и аксиални), тестване на UTS, YS, El . Обикновено пробите се вземат от вътрешни, средни и външни радиуси и различни височини на пръстена .

Тестване на твърдост: Brinell, Rockwell Hardness и т.н. ., многоточкови измервания за оценка на еднаквостта .

Тестване на въздействието: За криогенни или чувствителни към здравина приложения .

Тестване на умора: Въртяща се умора на огъване, аксиална умора или темп на растеж на пукнатината (DA/DN) тестване, оценка на живота на умората и толерантността на щетите .

Тестване на счупване на здравина: K1c стойност, обикновено с помощта на CT (компактно напрежение) или SENB (единичен ръб Notch Bend) образци в зависимост от дебелината, стриктно оценка на устойчивостта на разпространението на пукнатини .

Тестване на разрушаване на корозия на стреса (SCC): C-пръстен тест (ASTM G38), тест за бавен деформация (SSRT, ASTM G129) или тест за зареждане

Ексфолиационно тестване на корозия: Exco тест (ASTM G34) за проверка на ексфолиационната корозионна устойчивост .

Неразрушително тестване (NDT):

Ултразвуково тестване: 100% volumetric inspection, typically required to meet AMS 2630 class AA or SAE ARP 1924 Level A, the most critical method for detecting internal defects (e.g., inclusions, micro-cracks, porosity).

Тестване на проникване: Открива дефекти на повърхностно разбиване (AMS 2645) .

Тестови тестове на вихрови тестове: Открива дефекти на повърхността и близо до повърхността .

Рентгенографско тестване: За повторна проверка на вътрешните дефекти в специфични критични области .

Микроструктурен анализ: Металографско изследване за оценка на размера на зърното, потока на зърното, степента на прекристализация, морфологията и разпределението на утайка, видовете дефекти и т.н. .

Размерна и повърхностна проверка на качеството на повърхността: Прецизни измервания с помощта на координатни измервателни машини (CMM), лазерни скенери, профилометри и т.н. .

Стандарти и сертификати:

Съответства на SAE AMS 4108 (7050 алуминиеви изковки), AMS 4109 (7050- T7452), AMS 2630 (UltraSonic Inspection), ASTM B247, ISO, EN, GB/T и други аерокосмически и индустриални стандарти .}

Сертификати на системата за управление на качеството: AS9100 (Aerospace), ISO 9001.

EN 10204 Тип 3 . 1 или 3.2 Отчети за тест за материали могат да бъдат предоставени и сертифициране на трети страни може да бъде организирано при заявка на клиента.

7050 Голяма алуминиева сплав с диаметър са незаменими критични структурни компоненти в полета от висок клас като аерокосмическо и отбрана .

Основни области на приложение:

Аерокосмическо пространство:

Корсинг на двигателя на самолета, пръстени на компонентите на турбината, пръстени за връзки на коренното острие, структурни пръстени на рамката

Структурни пръстени за кацане, прегради на фюзелажа, рамки на вратите

Пръстени за ракетни и ракетни връзки, междусталищни пръстени, структурни армировъчни пръстени

Критични структурни пръстени за спътници и космически станции

Отбрана и военни:

Големи артилерийски пистолети, състезания по лагери на кули

Високопроизводителни пръстени за натоварване на военни превозни средства, конструктивни пръстени на морските съдове

Индустриален от висок клас:

Прецизни пръстени в производственото оборудване за полупроводници

Големи високоскоростни въртящи се компоненти

Определено специализирано оборудване, изискващо изключително висока якост, здравина и надеждност

Проектни предимства:

Крайно съотношение сила към тегло: Осигуряване на най -високата якост при постигане на изключително леко тежи на структурни компоненти, основно изискване в аерокосмическата индустрия .

Отлична здравина на счупване: Поддържа висока здравина дори в дебели участъци, подобрявайки толеранса на щетите и границата на безопасността на структурите .

Превъзходно напукване на корозия на напрежението (SCC) и корозионна устойчивост на корозия: Осигурява по -висока надеждност и по -дълъг живот на услугата в сложни услуги на сервиз .

Оптимизирана производителност на умората: Коварен поток на зърното и плътна микроструктура значително удължават живота на умората .

Добра размерена стабилност: Чрез TXX51/TXX52 лечения, остатъчният стрес е сведен до минимум, като се гарантира стабилността на размерите по време на обработката и употребата .

Изключително висока надеждност: Чрез строго топене, коване и контрол на обработката на топлината и цялостно неразрушително тестване, в материала се осигуряват минимални вътрешни дефекти .

Ограничения на дизайна:

Висока цена: Поради сложни производствени процеси, скъпи суровини и строг контрол на качеството, цената на 7050 опрощавания е значително по -висока от другите алуминиеви сплави .

Лоша заваряемост: Конвенционалното сливане на заваряване не се препоръчва; Механичното съединение или нитове обикновено се използва . техники за съединяване на твърдо състояние (e . g ., fsw) са ограничени опции .

Високотемпературна производителност: Алуминиевите сплави обикновено не издържат на високите температури добре . 7050 силата на значително ще намалее с дългосрочна употреба над 120 градуса .

Предизвикателства за обработка: Въпреки че обработваемостта е добра, високата сила означава високи сили за рязане, изискващи машинни инструменти с висока реалност и специализирани инструменти и внимание към остатъчния контрол на напрежението .

Икономически и устойчиви съображения:

Обща цена на жизнения цикъл: Въпреки значителните първоначални инвестиции, ултра-високата производителност и дългият живот на 7050 опрощавания в критичните аерокосмически компоненти значително намаляват общите разходи за жизнения цикъл, включително поддръжка, подмяна и разход на гориво . стойността му далеч надвишава материалната цена .

Използване на материали: Коване, като процес на форма на почти мрежа, помага за намаляване на отпадъците от суровини .

Въздействие върху околната среда: Алуминиевите сплави са силно рециклируеми, привеждащи се с принципите на устойчиво развитие . Ефектите за спестяване на енергия и емисии на леко тегло са значителни .

Популярни тагове: 7050 голям диаметър алуминиева сплав кован пръстен, Китай 7050 Големия диаметър Алуминиева сплав Коефициент производители на пръстени, доставчици, фабрика, алуминиева плоча за тента, Алуминиев екструдиращ прът, Огнеустойчива алуминиева плоча, Алуминиева екструдирана ширина, Алуминиев кован с алуминиево коване, Автомобилна алуминиева ковачна тръба