A7075(超級硬鋁合金)是什么?介紹其特征以及與類似材料之間的差異

發布日期: 2024-04-25

鋁被用于飛機、家電、以及汽車零部件等我們身邊的各種工業產品。一般來說,鋁這種材料與鐵系材料相比質量較輕,但其缺點是強度較低。不過,A7075 是強度最高的鋁合金之一,其強度可與鐵系金屬材料相媲美。本文將介紹A7075 的用途、優缺點以及與其他鋁材料的區別。
A7075 是強度最高的鋁合金之一,其強度可與鐵系金屬材料相媲美。

 

 

?A7075是什么?

A7075是指在《JIS H 4040》標準中被稱為“超級硬鋁合金”的鋁合金材料。這是一種含有鋅、鎂、銅的AL-ZN-MG-CU型合金。7000系列大致劃分為AL-ZN-MG-CU型和AL-ZN-MG型,A7075是AL-ZN-MG-CU型的代表性材料。鋁合金7000系列另外還有A7072和A7N01等。A7075 可以通過熱處理(T6 處理)顯著提高強度,這是一種典型的鋁合金熱處理方法。 通過固溶處理、淬火和時效硬化可以提高其強度。固溶處理是將金屬加熱到固溶狀態,溶解其中的元素,然后進行淬火。 時效硬化處理是將經過固溶處理的材料保持在適當溫度下以提高其強度的一種方法。A7075 不僅強度高,而且重量輕,與普通鋁材無異。因此,它適用于需要強度高但重量輕的產品。過去,也曾經用于日本海軍的戰斗機。

?A7075的特征

下面從優點和缺點兩個方面說明A7075的特征。

  • A7075的優點

強度較高:A7075 的最大特點是強度高, 它是所有鋁合金中強度最高的,抗拉強度約為570N/MM^2。它的硬度也很高,約為150HBW左右。由于強度較高,它可用于承受高負荷和沖擊的零部件。還可用于易被摩擦劃傷的零部件。
切削性良好:A7075 的切削指數為 120,比較容易進行切削加工。雖然比切削指數180 的通用鋁合金 A5052 稍遜一籌,但相對比不銹鋼約55的切削指數, A7075可以說是屬于易切削的材料。

  • A7075的缺點

耐腐蝕性:純鋁是一種高度耐腐蝕的材料,因為它與氧氣結合后會在其表面形成一層氧化鋁膜(氧化皮膜)。但由于A7075添加了銅元素,所以容易發生晶間腐蝕,表面無法形成穩定的氧化皮膜。因此,其耐腐蝕性能不如其他鋁合金。
焊接性:A7075在焊接時,有時會發生被稱為凝固裂紋的現象。凝固裂紋是指受熱熔化的液相完成凝固時產生收縮應變,從而導致裂紋的現象。它雖然并非無法焊接,但是不銹鋼、鐵、A5052等的焊接性要比A7075更高。
強度會隨著長期使用而降低:A7075的拉伸強度在未進行熱處理時為270N/MM^2左右,但經過T6處理后,可提高到570N/MM^2左右。這是一個非常高的強度值,但 T6 處理的時效硬化有一個缺點,即在長期使用后強度會逐漸降低。
成本較高:A7075雖然具有較高的性能,但與其它鋁合金材料相比成本較高。一般建議在有強度需求的部位使用A7075,其它部位則使用A5052等通用性鋁合金。

?A7075的用途

A7075 具有重量輕、強度高的特點,因此其應用領域廣泛。其主要用途介紹如下。
航空航天相關: 由于其重量輕、強度高,A7075 常用于飛機、人造衛星、火箭等的零部件材料。例如,許多外殼和高精度環形零部件都會用到它。

車輛、機器人相關: 鐵路和汽車等車輛相關零部件也可以使用A7075。 它還可用于對強度有要求的機器人結構部件。
金屬模具: 因其強度較高并且不易磨損,可以用于注塑成型品的金屬模具。
運動器材: 用于滑雪板和金屬球板等運動器材。由于其質輕并且耐沖擊性較強,所以適合用于競技性體育用品。

 

?A7075與其它鋁材料之間的差異

鋁合金從1000系列到8000系列,各有特征。本文將介紹A7075 與 常用的鋁合金A2017、A2024 和 A5052之間的差異。此外,也介紹了不銹鋼、鐵與A7075之間的差異。

  • 與硬鋁合金和超硬鋁合金之間的差異

有三種鋁被稱為硬鋁合金,A2017被稱為硬鋁合金,A2024被稱為超硬鋁合金,A7075被稱為超級硬鋁合金。A2017含有銅和鎂,強度優良,具有與鋼鐵材料同等的高強度,可以用于飛機的零部件等。雖然同屬于2000系列,但是A2024與A2017相比,銅和鎂含量更高,其強度和切削加工性更好。但A2024與A2017相比,耐腐蝕性卻稍差。A7075主要含有鎂、鋅、銅,與A2017和A2024相比其強度更高。另一方面,它有可能出現應力腐蝕裂紋。

  • 與A5052之間的差異

A5052屬于5000系列的鋁合金,含有鎂。它是最為常見的鋁合金,又被稱為通用鋁。它可用于制造各種機械、船舶和汽車零部件等。A5052的特征是重量輕、加工性好。但強度不太高。另一方面,硬鋁合金通過添加銅可提高其強度。A7075不僅與A5052相比,在所有硬鋁合金之中也是強度最高的鋁合金。A5052 是一種通用鋁材,可用作各種零部件的材料。而 A7075 的特點是強度高,可用作承受負荷或沖擊載荷的零部件材料。但是,A7075的耐腐蝕性較差,需要充分注意使用環境。

  • 與不銹鋼和鐵之間的差異

普通鋁的比重一般不到不銹鋼和鐵的一半。因此可用于減輕鐵制零部件的重量。但是其強度通常不如不銹鋼和鐵。A7075的比重幾乎與普通鋁相同,但其強度卻與鐵和不銹鋼相當或更高。因此,追求質輕且高強度的零部件,最適合使用A7075。A7075焊接性較差,不能像鐵和不銹鋼一樣進行簡單地焊接加工,應該注意使用螺絲、螺栓、鉚釘等連接方法。

?總結

A7075最為顯著的特征是其強度高,它的強度不亞于鐵或不銹鋼,而且與其他鋁材一樣,重量輕。與其他鋁材相比,當你想減輕重量或增加強度時,它是一種理想的可選材料。但因A7075焊接性較差,因此需要注意與其他零部件的連接關系。由原有鋁材改用A7075時,建議進行試制并驗證確認。

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