飛機鋁合金7A09的首選結構| PTJ博客

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飛機鋁合金7A09的首選結構

2021-10-16

T73 板材、擠壓件和鍛件的人工時效規範

在我國航天航空器用鋁材中,7A09合金是主要受力結構件首選的高強度合金之一。 可提供的半成品包括板、帶、棒、型材、厚壁管、 鍛造s等。化學成分比7A04合金更合理,綜合性能優越,成為設計者的主要材料之一。 其化學成分(質量%):0.5Si,0.5Fe,(1.2—2.0)Cu,0.15Mn,(2.0-3.0)Mg,(0.16-0.30)Cr,(5.1-6.1)Zn,0.10Ti,其他雜質分別為0.05,合計為0.10,其餘為Al。

7A09合金在退火和固溶處理狀態下具有良好的成形性能。 人工時效後,成形性能較低,T6狀態下斷裂韌性令人滿意; T73過時效狀態下的強度雖然低於T6狀態下的強度,但具有良好的抗應力腐蝕開裂能力和較高的韌性。 T76材料具有很高的抗剝落和耐腐蝕性。 T74同時具有高強度和抗應力腐蝕開裂的能力。

7A09 合金的抗拉強度 Rm 高於 2A12 和 2A14 鋁合金,其抗應力腐蝕開裂性能也高於它們。 因此,用它來製造飛機零部件不僅具有更大的減重效果,而且具有更高的安全性。 因此,其疲勞強度並未相應提高。 因此,在設計主要承受疲勞載荷的部件時,必須認真考慮這個問題。 當溫度升高時,7A09合金的強度迅速下降,因此其工作溫度不應超過125℃。

7A09合金不完全退火規範:290℃——320℃,2h——4h,空冷; 完整退火規格:(390℃——430℃)/(0.5h——1.5h),≤30℃/h 冷卻速度≤200℃,出爐空冷。

該合金的固溶處理溫度為460℃—475℃,但鋁複合板的處理溫度應低於下限,不超過2倍,以免合金元素滲入鋁-包覆層,降低材料的耐腐蝕性。 冷卻介質為常溫、溫水或其他合適的介質,輸送時間不應超過15s。 T6板加工溫度為(135℃±5℃)/(8h—16h),其他材料為(140℃±5℃)/16h。 T73板材、擠壓材、鍛件人工時效規範見表。

飛機鋁合金7A09的首選結構

7A09合金的冶煉設備與其他鍛造鋁合金的冶煉設備相同。 熔化溫度710℃-750℃,鑄造溫度710℃-735℃。 鑄錠尺寸較小,選擇較低的鑄造溫度。 該合金的熔化溫度為477℃。 ——638℃。

7A09合金是一種重要的抗應力結構鋁合金。 它已廣泛用於製造戰鬥機、中程轟炸機、運輸機和教練機。 它用於製造機頭著陸 齒輪 部件、機翼前梁、橫樑和機身對接。 車架支撐臂及立柱、隔板、加強筋、主梁接頭、平尾上下壁板、液壓系統零件、液壓油箱活塞桿、內外缸等關鍵零件。

2A7-T09合金的斷裂韌性(Kc,N/mm73,)高於T6材料,裂紋擴展速率低於T6材料。 其疲勞強度也優於T6材料,導熱係數也高於T6材料。 7A09-T6合金在50℃時的比熱容為888J/(kg.°C),室溫電導率為18.5MS/m。 除應力腐蝕開裂性能外,7A09合金的一般耐腐蝕性能與2A12合金相當。 7A09合金對ST方向應力腐蝕開裂敏感,LT和L方向應力腐蝕閾值大於300N/mm2,因此這兩個方向的抗應力腐蝕開裂能力足以滿足使用要求。 如果要求更高,可以使用T73材料。 該狀態下材料的抗拉強度Rm比T10材料低6%左右,但LT方向的應力腐蝕開裂閾值遠大於300N/mm2。

對於同時要求強度和應力腐蝕開裂性能的零件,應採用T74狀態材料。 7A09-T74合金模鍛件應力腐蝕開裂閾值為210N/mm2。 7A09合金的防腐措施包括陽極氧化、化學防腐處理和油漆塗層。

7A09合金的組織由α-Al固溶體和第二相顆粒組成。 第二相分為三種:第一類是合金凝固過程中形成的金屬間化合物,如Al7FeCR、Al3Fe、Mg2Si。 尺寸比較大。 它被壓成塊狀並成簇分佈。 尺寸為0.5μm-10μm。 加熱時不溶於固溶體,降低材料的韌性。 第二種是含鉻顆粒,如Al2CrMg2,是均質化的鑄錠,在加工前的加熱過程中從固溶體中析出,其粒徑為0.05μm-0.5μm,對鑄錠有明顯的阻礙作用。材料的再結晶過程和晶粒長大; 第三種是時效強化相,即固溶處理。 摻入固溶體和固溶體老化是影響材料性能的重要因素。 T6態材料的強化粒子主要是GP區≤4nm,T74材料的主要強化粒子是5nm-6nm的過渡相η',T73材料的強化相是8nm-12nm的過渡相η'和20nm-80nm H相顆粒。

7A09-O材料的成形性與2A12-O合金相當,在180℃-370℃具有良好的成形性; 新型淬火材料的成形性與2A12合金大致相同。 鋼板室溫淬火4h 內部仍有良好的成型性,冷凍保持成型性的時間:24℃0h,-3℃7d,-7℃18d。

7A09合金的鍛造溫度為320℃-440℃,開鍛溫度應≤400℃。 太高會引起熱脆,尤其是在自由鍛時。 7A09合金不易焊接,即使是電阻焊也不如2A12合金。 鍛件可在≤80℃的熱水中淬火。 經過淬火和有效處理的7A09合金具有良好的切削加工性。

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