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Die bevorzugte Struktur der Flugzeugaluminiumlegierung 7A09

T73 Künstliche Alterungsspezifikation für Platten, Strangpressteile und Schmiedeteile

Unter den Aluminiumwerkstoffen für Luft- und Raumfahrtfahrzeuge in China ist die Legierung 7A09 eine der bevorzugten hochfesten Legierungen für die am meisten beanspruchten Strukturteile. Als Halbzeuge stehen Platten, Bänder, Stäbe, Profile, dickwandige Rohre, Schmiedens usw. Die chemische Zusammensetzung ist angemessener als die der 7A04-Legierung, sodass sie eine überlegene umfassende Leistung aufweist und zu einem der Hauptmaterialien des Designers wird. Seine chemische Zusammensetzung (Masse-%): 0.5Si, 0.5Fe, (1.2-2.0) Cu, 0.15 Mn, (2.0-3.0) Mg, (0.16-0.30) Cr, (5.1-6.1) Zn, 0.10Ti, andere Verunreinigungen sind einzeln 0.05, insgesamt 0.10, und der Rest ist Al.

Die Legierung 7A09 hat gute Umformeigenschaften im geglühten und Lösungsbehandlungszustand. Nach der künstlichen Alterung sind die Umformeigenschaften geringer und die Bruchzähigkeit im T6-Zustand zufriedenstellend; obwohl die Festigkeit im T73-Überalterungszustand geringer ist als im T6-Zustand, weist es eine gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und eine hohe Zähigkeit auf. T76-Material hat eine hohe Beständigkeit gegen Abplatzen und Korrosion. T74 weist gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion auf.

Die Zugfestigkeit Rm der 7A09-Legierung ist höher als die der 2A12- und 2A14-Aluminiumlegierungen, und ihre Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit ist ebenfalls höher als ihre. Daher hat seine Verwendung zur Herstellung von Flugzeugteilen nicht nur einen größeren Gewichtsreduktionseffekt, sondern auch eine höhere Sicherheit. Daher wurde seine Dauerfestigkeit nicht entsprechend erhöht. Daher ist es notwendig, dieses Problem bei der Konstruktion von Bauteilen, die hauptsächlich Ermüdungsbelastungen ausgesetzt sind, ernsthaft zu berücksichtigen. Wenn die Temperatur ansteigt, nimmt die Festigkeit der Legierung 7A09 schnell ab, daher sollte ihre Arbeitstemperatur 125°C nicht überschreiten.

Unvollständige Glühspezifikation der Legierung 7A09: 290℃——320℃, 2h——4h, Luftkühlung; vollständige Glühspezifikation: (390℃——430℃)/(0.5h——1.5h), mit ≤30℃/h Die Abkühlgeschwindigkeit ist kleiner oder gleich 200℃ und wird dann aus dem Ofen luftgekühlt.

Die Lösungsbehandlungstemperatur dieser Legierung beträgt 460℃-475℃, aber die Behandlungstemperatur des aluminiumplattierten Blechs sollte niedriger als die untere Grenze sein, nicht mehr als das 2-fache, um zu verhindern, dass die Legierungselemente in das Aluminium eindringen. plattierte Schicht und verringern die Korrosionsbeständigkeit des Materials. Das Kühlmedium ist Raumtemperatur, warmes Wasser oder ein anderes geeignetes Medium, die Übertragung sollte nicht länger als 15s dauern. Die Verarbeitungstemperatur der T6-Platte beträgt (135℃±5℃)/(8h-16h) und für andere Materialien (140℃±5℃)/16h. Siehe Tabelle für die künstlichen Alterungsspezifikationen von T73-Platten, extrudierten Materialien und Schmiedestücken.

Die bevorzugte Struktur der Flugzeugaluminiumlegierung 7A09

Die Schmelzausrüstung der Legierung 7A09 ist die gleiche wie bei anderen Aluminiumknetlegierungen. Die Schmelztemperatur beträgt 710℃-750℃ und die Gießtemperatur beträgt 710℃-735℃. Die Größe des Barrens ist kleiner und die niedrigere Gießtemperatur wird gewählt. Die Schmelztemperatur der Legierung beträgt 477℃. ——638°C.

Die 7A09-Legierung ist eine wichtige strukturelle Aluminiumlegierung für Belastungen. Es wird häufig bei der Herstellung von Jagdflugzeugen, Mittelstreckenbombern, Transportflugzeugen und Trainern verwendet. Es wird zur Herstellung von Nasenlandungen verwendet Gang Teile, Flügelvorderträger, Träger und Rumpfdock. Rahmentragarme und -säulen, Trennwände, Rippen, Hauptträgerverbindungen, obere und untere Wandpaneele mit flachem Heck, Hydrauliksystemteile, Kolbenstangen des Hydrauliköltanks, Innen- und Außenzylinder und andere wichtige Teile.

Die Bruchzähigkeit (Kc, N/mm2) der Legierung 7A09-T73 ist höher als die des T6-Materials und ihre Risswachstumsrate ist niedriger als die des T6-Materials. Auch seine Dauerfestigkeit ist besser als die des T6-Materials und seine Wärmeleitfähigkeit ist ebenfalls höher als die des T6-Materials. Die spezifische Wärmekapazität der 7A09-T6-Legierung bei 50°C beträgt 888J/(kg.°C) und die Raumtemperaturleitfähigkeit beträgt 18.5MS/m. Mit Ausnahme des Spannungsrisskorrosionsverhaltens ist die allgemeine Korrosionsbeständigkeit der 7A09-Legierung äquivalent zu der der 2A12-Legierung. Die Legierung 7A09 ist empfindlich gegenüber Spannungsrisskorrosion in der ST-Richtung, und die Spannungskorrosionsschwelle in den LT- und L-Richtungen ist größer als 300 N/mm2, so dass die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit in diesen beiden Richtungen ausreichend ist, um die Anforderungen der Verwendung zu erfüllen. Bei höheren Anforderungen kann das Material T73 verwendet werden. Die Zugfestigkeit Rm des Materials ist in diesem Zustand etwa 10 % niedriger als die des T6-Materials, aber der Spannungsrisskorrosions-Schwellenwert in der LT-Richtung ist viel größer als der von 300 N/mm2.

Für Teile, die sowohl Festigkeit als auch Spannungsrisskorrosion erfordern, sollten Materialien im Zustand T74 verwendet werden. Die Spannungsrisskorrosionsschwelle von Gesenkschmiedestücken aus der Legierung 7A09-T74 beträgt 210 N/mm2. Die Korrosionsschutzmaßnahmen der 7A09-Legierung umfassen anodische Oxidation, chemische Korrosionsschutzbehandlung und Lackierung.

Die Struktur der 7A09-Legierung besteht aus α-Al-Mischkristall und Partikeln der zweiten Phase. Die zweite Phase umfasst drei Arten: Die erste Art sind intermetallische Verbindungen, die während der Erstarrung der Legierung gebildet werden, wie Al7FeCR, Al3Fe und Mg2Si. Die Größe ist relativ groß. Es wird in Klumpen zerkleinert und in Clustern verteilt. Die Größe beträgt 0.5 μm-10 μm. Es ist beim Erhitzen in fester Lösung unlöslich und verringert die Zähigkeit des Materials. Die zweite Art sind chromhaltige Partikel wie Al2CrMg2, bei denen es sich um Blöcke handelt, die homogenisiert werden und während des Erwärmungsprozesses vor der Verarbeitung aus der festen Lösung ausgefällt werden Rekristallisationsprozess und Kornwachstum des Materials; der dritte Typ ist die Alterungsverstärkungsphase, die die Mischkristallbehandlung ist. Die Einarbeitung in die feste Lösung und die Alterung aus der festen Lösung sind wichtige Faktoren, die die Materialeigenschaften beeinflussen. Die Verstärkungspartikel von T0.05-Zustandsmaterialien sind hauptsächlich die GP-Zone ≤0.5nm, die Hauptverstärkungspartikel von T6-Material sind die Übergangsphase η’von 4nm-74nm, die Verstärkungsphase von T5-Material ist die Übergangsphase η’von 6nm-73nm und 8 nm-12 nm -Phasenpartikel.

Die Umformbarkeit des 7A09-O-Materials entspricht der der 2A12-O-Legierung und es weist eine gute Umformbarkeit bei 180 °C bis 370 °C auf; die Umformbarkeit des neuen abgeschreckten Materials ist ungefähr die gleiche wie die der 2A12-Legierung. Die Platte wird 4 Stunden lang bei Raumtemperatur abgeschreckt. Es besteht immer noch eine gute Umformbarkeit im Inneren und die Zeit zum Einfrieren, um die Umformbarkeit beizubehalten: 24 Stunden bei 0 ° C, 3 Tage bei -7 ° C, 7 Tage bei -18 ° C.

Die Schmiedetemperatur der 7A09-Legierung beträgt 320 °C bis 440 °C, und die Öffnungsschmiedetemperatur sollte ≤400°C betragen. Zu hoch führt zu Heißsprödigkeit, insbesondere beim Freischmieden. Die Legierung 7A09 ist nicht leicht zu schweißen, selbst das Widerstandsschweißen ist nicht so gut wie die Legierung 2A12. Schmiedestücke können in heißem Wasser ≤80℃ abgeschreckt werden. Die Legierung 7A09 weist nach dem Abschrecken und einer wirksamen Behandlung eine gute Bearbeitbarkeit auf.

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