แผ่นอลูมิเนียม 7075: ลักษณะของโลหะผสมและกลไกการเสริมความแข็งแกร่ง
แผ่นอลูมิเนียม 7075 เป็นของซีรีส์ Al-Zn-Mg-Cu ของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงพิเศษ-สูง-. ความแข็งแกร่งเป็นพิเศษได้มาจากองค์ประกอบทางเคมีที่สมดุลอย่างระมัดระวัง รวมกับกระบวนการบำบัดความร้อนที่แม่นยำ
ในบรรดาองค์ประกอบการผสมหลักสังกะสี (Zn)มีบทบาทในการเสริมสร้างความเข้มแข็งที่โดดเด่น กันด้วยแมกนีเซียม (มก.)และทองแดง (ลูกบาศ์ก)สังกะสีจะสร้างสารประกอบระหว่างโลหะที่มีความแข็งแรงสูง- เช่นMgZn₂และอัล₂CuMg.
หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนและการบ่มของสารละลาย ขั้นตอนการเสริมความแข็งแกร่งเหล่านี้จะถูกกระจายอย่างประณีตและสม่ำเสมอภายในเมทริกซ์อะลูมิเนียม ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลได้อย่างมาก นอกจากนี้การควบคุมการเพิ่มของโครเมียม (Cr)ปรับปรุงโครงสร้างเกรน เพิ่มประสิทธิภาพทางกล และปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน
อลูมิเนียมอัลลอยด์ 7075 มีลักษณะเป็นอัตราส่วนผลตอบแทนสูงซึ่งหมายความว่ากำลังให้ผลผลิตใกล้เคียงกับกำลังรับแรงดึงและมีค่าดีเยี่ยมอัตราส่วนความแข็งแกร่ง-ต่อ-น้ำหนัก. คุณสมบัติทางกลของมันยังคงมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิห้องและที่อุณหภูมิต่ำกว่า120 องศา. อย่างไรก็ตาม โลหะผสมมีความเหนียวค่อนข้างต่ำและความแข็งแรงของอุณหภูมิสูง-ลดลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนจำเพาะเพื่อให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความแข็งแรงและความเป็นพลาสติก ในบรรดาสิ่งเหล่านี้T6 และ T651เป็นเงื่อนไขที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นตัวแทน
การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลหลัก: 7075 T6 กับ 7075 T651
ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพระหว่าง7075 T6และแผ่นอลูมิเนียม 7075 T651มีต้นกำเนิดมาจากความแปรผันเล็กน้อยในกระบวนการบำบัดความร้อน การเปรียบเทียบต่อไปนี้จะขึ้นอยู่กับความหนาของแผ่น 1–10 มมซึ่งเป็นช่วงทางการค้าทั่วไปโดยอ้างอิงถึงมาตรฐานเช่นGB/ที 3190-2020และมาตรฐาน ASTM B209ตลอดจนข้อมูลการทดสอบภาคปฏิบัติ
1. ความต้านแรงดึง (σb)
7075 T6: มากกว่าหรือเท่ากับ540 เมกะปาสคาล
7075 T651: มากกว่าหรือเท่ากับ550 เมกะปาสคาล
T651 มีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าเล็กน้อย สาเหตุหลักมาจากกระบวนการก่อน-ยืด ซึ่งจะช่วยปรับแต่งการกระจายตัวของตะกอนและเพิ่มความแข็งแรงโดยรวม
2. ความแข็งแรงของผลผลิต (ความเครียดพิสูจน์ 0.2%, σs)
7075 T6: มากกว่าหรือเท่ากับ480 เมกะปาสคาล
7075 T651: มากกว่าหรือเท่ากับ485 เมกะปาสคาล
อุณหภูมิทั้งสองแสดงค่าความแข็งแรงของผลผลิตที่คล้ายกันมาก อย่างไรก็ตาม T651 ให้ความสม่ำเสมอของผลผลิตที่ดีกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่-ที่มีความแม่นยำสูง
3. การยืดตัวหลังจากการแตกหัก (δ)
7075 T6: มากกว่าหรือเท่ากับ8%
7075 T651: มากกว่าหรือเท่ากับ6%
การยืดตัวเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของความเหนียว T6 ให้ความเป็นพลาสติกที่ดีกว่า ในขณะที่ T651 เสียสละการยืดตัวบางส่วนเนื่องจากกระบวนการยืดคลายความเครียด-
4. ความแข็ง (HBW)
7075 T6: 145–150 HBW
7075 T651: 150–155 HBW
ระดับความแข็งโดยรวมสามารถเทียบเคียงได้ ข้อดีของ T651 อยู่ที่การกระจายความแข็งที่สม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของความแปรผันของความแข็งเฉพาะจุดระหว่างการตัดเฉือนและการบริการ
5. โมดูลัสยืดหยุ่น (E)
อารมณ์ทั้งสอง:71 เกรดเฉลี่ย
เนื่องจากทั้งสองระบบอยู่ในระบบอะลูมิเนียมอัลลอยด์ 7075 เดียวกัน โมดูลัสยืดหยุ่นของทั้งสองระบบจึงเหมือนกัน ช่วยให้มั่นใจได้ถึงพฤติกรรมการยืดหยุ่นที่สม่ำเสมอภายใต้ภาระ
6. ความเหนื่อยล้า (σ₋₁)
7075 T6: ~ 155 เมกะปาสคาล
7075 T651: ~ 175 เมกะปาสคาล
เนื่องจากความเค้นตกค้างที่ลดลง T651 จึงมีความต้านทานต่อความล้าที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นโครงสร้างที่ต้องรับน้ำหนักเป็นรอบหรือซ้ำหลายครั้ง
7. ความต้านทานการกัดกร่อนจากความเครียด (SCC)
7075 T6: ความต้านทานปานกลาง
7075 T651: ต้านทานได้ดีเยี่ยม
กระบวนการบรรเทาความเครียดก่อน-ยืดออก-ใน T651 ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ในทะเล หรือสเปรย์-
บันทึก:
เมื่อความหนาของแผ่นเกิน10 มมทั้ง T6 และ T651 มีความแข็งแรงลดลงเล็กน้อย (เช่น ความต้านทานแรงดึงลดลงเหลือมากกว่าหรือเท่ากับ530 เมกะปาสคาลสำหรับความหนา 10–50 มม.) อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพสัมพัทธ์ระหว่างอารมณ์ทั้งสองยังคงสอดคล้องกัน สำหรับความหนาด้านบน50 มมจำเป็นต้องมีกระบวนการรีดและอบชุบแบบพิเศษส่งผลให้ความแข็งแรงลดลงอย่างเห็นได้ชัด
