7075铝合金用途材料的性能怎么样啊？

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7075铝板介绍7075铝板属于AL-An-Mg-Cu系超硬合金，7075铝板是由美铝公司在1943年推出的产品，在航空航天工业中，7075铝板至今一直是7xxx系列合金的主力产品，在AL-Zn-Mg-Cu系的高强度合金中加入铬合金，使它成为了良好的抗应力腐蚀开裂的板材产品。因为7075铝板在铝合金产品中的属于最优良的产品，一般具有良好的机械性能和阳极反应。所以，7075铝板是一个很好的平衡航空航天应用所需的性能路线。7075铝板性质7075铝板特点⑴高强度可热处理合金；⑵良好机械性能；⑶可使用性好；⑷易于加工，耐磨性好；⑸抗腐蚀性能、抗氧化性能好。7075铝合金主要应用在什么方面？1系：Al 纯铝特点：含铝99．00%以上，导电性有好，耐腐蚀性能好，焊接性能好，强度低，不可热处理强化。应用范围：高纯铝（含铝量99．9%以上）主要用于照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材及特殊用途。典型牌号：1050（含铝量达99.5%以上）用于食品、化学和酿造工业用挤压盘管。1060（含铝量达99.6%以上）用于要求抗腐蚀性与成型性较高，但对强度要求不高的场合。2系：Al – Cu 铝铜合金特点：以铜为主要合元素的含铝合金．也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。缺点是晶间腐蚀倾向严重。应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。典型牌号：2011合金，铝板快削合金，切削性好强度也高，但耐蚀性不佳。2014合金用于航天航空工业，强度高。2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。2618铝板锻造用合金。高温强度优越但耐蚀性不佳。活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件。2219铝板强度高，低温及高温特性良好，溶接性也优越，但耐蚀性不佳。低温用容器、航太机器。3系：Al – Mn 铝锰合金特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，又可称为防锈铝，焊接性能好，塑性好。缺点是强度低，但可以通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗大晶粒。应用范围：飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。4系：Al – Si 铝硅合金特点：以硅为主，不常用。部分4系可热处理强化，但也有部分4系合金不可热处理化。典型牌号：4032耐热性、耐摩秏性良好，热膨胀系数小。活塞、汽缸头。4043凝固收缩少，用硫酸阳极氧化处理呈灰色之自然发色。溶接线、建筑嵌板。5系：Al – Mg 铝镁合金特点：以镁为主。耐耐性能好，焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。应用范围：割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。典型牌号：5005铝板强度与3003铝板相同，加工性、溶接性、耐蚀性良好，阳极氧化后之修饰加工良好，与6063形材颜色相称。用途：建筑用内外装、车辆之内装、船舶之内装。5052铝板为中程度强度之最具代表性合金，耐蚀性、溶接性及成形性良好，特别是疲劳强度高，耐海水性佳。用途：一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板。5652铝板限制5052铝板之不纯物元素，并抑制过氧化氢分离之合金，其他特性与5052同过氧化氢容器。6系：Al – Mg - Si 铝镁硅合金特点：以镁和硅为主。Mg2Si为主要强化相，目前应用最广泛的合金。中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形），氧化着色性能好。应用范围：目前应用最广泛的合金，交能工具（如：汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳）。典型牌号：6063、6061用的最多，6061主要用于飞机零件、照相机零件、船舶配件、阀门零件、各类五金电子配件等。 6063、6060、6463在6系中强度比较低。 6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。7系：Al – Mg – Zn - Cu 铝镁锌铜合金特点：以锌为主，少量添加镁、铜，属于航空系列，是铝镁锌铜合金，是可热处理合金，属于超硬铝合金，有良好的耐磨性，也有良好的焊接性，但耐腐蚀性较差。其中超硬铝合金接近钢材的硬度。挤压速度较6系合金慢，焊接性能好。应用范围：航空方面（飞机的承力构件、起落架）、火箭、螺旋桨、航空飞船。典型牌号：7050用于飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。7075用于制造飞机结构件，以及强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造等。
1、一,AA7055 铝合金材料性能摘要7055 铝合金是目前最先进的商用高强高韧铝合金，具备极高的强度、较好的韧性以及良好的抗应力腐蚀性， 具有广泛的应用前景。材料在复杂的服役环境中可能受到各种不同载荷的作用，对材料在不同加载条件下力学行为的研究是完善材料开发、应用以及进行新材料及结构设计的基础。目前，国内对7055 铝合金的研究尚处于起步阶段，对于这类新型高性能铝合金在不同加载条件下的力学行为研究仍然十分匮乏，同时，目前也没有一个被广泛接受的本构模型能对该类材料在大的温度和应变率范围内力学行为进行准确描述。另外，作为目前研究材料动态力学行为最为常用的实验设备分离式霍普金森压杆（ SHPB）和分2、离式霍普金森拉杆（ SHTB），在实验方法和实验技术上尚未形成完善、统一的标准，有待进一步的研究和发展， 譬如 SHPB实验中实现预定应变率的实验参数选取问题，以及 SHTB实验中的试样连接方式等。基于以上背景， 本文首先针对SHPB和 SHTB实验方法开展了研究和改进工作；然后，较为系统地研究了美国铝业公司生产的AA 7055-T77 铝合金在不同温度和应变率下的力学性能及行为，结合微观组织分析对其部分机理进行了初步研究，根据实验结果对Johnson-Cook 本构模型进行了修正，并对本构模型的适用性进行了检验和讨论；最后，为评估AA 7055 铝合金的高速撞击特性，对AA7055 铝合金和3、参考材料在高速撞击下的厚板成坑行为进行了研究和对比分析。本文主要的研究内容如下：第一， 基于一维应力波理论推导出一个应变率预估公式，以预估公式为核心， 提出了一种可方便实现预定应变率的SHPB实验方案设计方法，并通过数值仿真与实验对该方法进行了演示和验证。第二，设计了一种用于SHTB装置的楔形卡口式试样连接方式，并通过数值仿真及实验测试证明了这种卡口式连接方式是有效可行的。第三，利用Gleeble热模拟试验机对AA7055 铝合金在不同温度下的低应变率单轴压缩性能进行了测试， 温度范围为300750K，加载应变率分别为0.0005s-1 、0.01s-1和 1s-1 ；利用 SHPB及改进试样4、连接方式的 SHTB装置对其在常温下的动态压缩性能和动态拉伸性能进行了研究，应变率测试范围为：动态压缩时9005000s-1 ，动态拉伸时 5001600s-1 ；获得了AA 7055 铝合金在以上加载条件下的应力应变关系和力学行为。第四，基于 AA 7055 铝合金的实验结果，提出了一个包含临界转变温度哈尔滨工业大学工学博士学位论文的温度效应附加函数、 一个耦合温度的应变率效应函数和一个包含有效应变的分段应变硬化函数，综合以上结果，提出了一个具有上述特征的修正Johnson-Cook 模型。利用该修正模型对 7050-T7451 铝合金在较大的温度和应变率范围内的流动应力进行了预测，得到的结5、果与实验结果符合的较好；同时，该修正模型高温下简化形式对AA7055 铝合金在本文研究范围内的流动应力预测结果与实验结果符合得较好，得到的结果均优于Johnson-Cook 模型。说明本文提出的修正Johnson-Cook 模型对于铝合金材料具有较好的适用性。第五，对45%体积分数SiCp/2024Al复合材料、 2024 铝合金及2A12 铝合金也进行了部分测试，获得了这 3 种参考材料的部分力学性能和材料参数。 参考材料的实验结果以及文献中的实验数据表明，本文提出的温度效应附加函数同样适用于参考材料以及部分其它材料。第六，在单次动态压缩的基础上，利用 SHPB对 AA 7055 铝合金和 6、2024 铝合金进行不同次数的循环动态压缩测试，通过对宏观应力应变关系和微观组织变化综合分析，研究了AA 7055 铝合金动态压缩时剪切局部化的发展过程。发现了铝合金动态压缩时试样内部剪切局部化的形成机理和发展规律。最后，利用二级轻气炮系统研究了 AA 7055 铝合金、 45%体积分数 SiCp/2024Al 复合材料和 2A12 铝合金的厚板结构在高速撞击下的成坑行为， 撞击条件分别为： 4.76mm直径 2017 铝合金球形弹丸，速度范围为 1.404.47km/s ； 5mm 直径 GCr15 钢球弹丸，速度范围为1.562.36km/s 。并对 AA7055 铝合金和2A12 铝合金7、靶板上弹坑周围的微观组织进行了金相观察和分析。 结果表明， 靶板材料的力学性质对成坑的尺寸与形貌都有显著的影响， 成坑深度与材料强度成反比。本文发展和改进了SHPB和 SHTB实验方法；较系统地获得了AA7055-T77 铝合金的力学性能，并初步获得了其部分力学行为的微观机理，建立了表征该类材料在不同温度和应变率下力学行为的本构模型。本文取得的研究成果对动态力学性能测试方法和7055 铝合金等新型超高强铝合金的材料设计、开发以及工程应用具有一定的指导意义和参考价值。二，合金的显微组织及其演变喷射成形坯显微组织观察及其物相分析对喷射成形坯件不同部位的组织进行了显微观察，对比圆心处， 截面半径中点8、处和边缘处三处的金相组织可知，三处金相组织非常接近，晶粒均为等轴状，粒度宏观均匀，主要在2030 m，组织无明显宏观偏析。晶内弥散分布着大量细小的一次析出相，晶界上则析出不连续的条状相。喷射成形坯的XRD谱如图3 所示。经分析得知喷射成形坯组织主要由(Al)和 MgZn2组成，同时有少量的Al2Cu和Al2CuMg。挤压态显微组织观察所示为经过热挤压的金相组织。经过挤压后，等轴晶被破碎，组织明显的致密化，且第二相分布更加均匀，整体上孔隙基本消除。组织有明显的方向性，析出相沿挤压方向分布。三， 7055 铝合金的研究现状及展望高强铝合金具有密度低、强度高、加工性能好及焊接性能良好等特点空及民用等9、领域。 7055 铝合金是新型高强铝合金中的杰出代表, 被广泛应用于航天航, 它是在7050 铝合金基础上增加 Zn 和 Cu 的含量、降低Fe 和 Si 杂质的含量而开发出的一种新型铝合金。研究结果表明,7055铝合金比7050铝合金具有更高的强度, 同时具有较强的断裂韧性1 。美国铝业公司生产的7055T77合金板材强度比7150的高出10%,比7075的高出30%2。近年来,国内外正在大力开发强度更高、韧性及耐腐蚀性能更好的新一代7055 及7x55 铝合金, 其中在优化合金成分、改善合金组织结构、开发新的热处理制度方面研究较多四，热处理对 7055 铝合金的影响高强铝合金热处理的目的是10、通过选择合理的工艺参数,达到 MPt、 GBP、PFZ3 个组织参数间的最佳配合 , 使合金得到良好的综合性能。 超高强铝合金7055 的热处理主要包括均匀化、固溶淬火、时效等工艺 , 其中时效工艺又包括单级时效、双级时效、回归再时效和形变时效。1 均匀化众所周知 , 所有金属和合金凝固时都存在枝晶偏析, 必须通过均匀化处理消除或降低晶内化学成分和组织的不均匀性 , 消除或降低铸锭的内应力, 促使第二相溶解 , 减小第二相的体积分数, 并提高合金元素在基体中的固溶度, 从而增大合金的强度。然而7055 铝合金合金元素含量高 , 因此均匀化比较困难。400以下均匀化 , 半连续激冷铸造的过饱和固11、溶体分解析出平衡相 , 基体过饱和程度下降导致合金的硬度下降而电导率上升。400 以上均匀化 , 一方面 , 枝晶偏析逐渐消除 ; 另一方面 , 析出的平衡相又回溶到固溶体基体中, 基体过饱和程度增大 ,合金的硬度增加而电导率则随之下降16,25 。均匀化温度越高, 平衡相溶解越充分, 合金的电导率下降越多 , 同时 , 合金晶粒粗化 , 合金的硬度随之下降, 过饱和固溶体分解析出Al3Zr粒子16 。有研究表明 450 /24h是较为理想的均匀化条件16,252, 固溶淬火7055 铝合金为时效强化合金, 固溶处理是提高其性能的重要工序之一。合金元素的固溶程度、再结晶程度及晶粒尺寸对后续淬火及时效行为都将产生很大影响, 从而影响合金最终的强度、断裂韧性、抗应力腐蚀等性能17 。 固溶温度的升高可提高合金时效后的硬度和强度 , 这是因为固溶温度使合金淬火后得到更高的溶质和空位浓度, 有利于细小沉淀相均匀弥散析出 ; 但是温度太高会导致伪共晶组织熔化 , 产生过烧组织。 张新明等 18认为 ,7055 铝合金固溶时 , 粗大的初生AlZnMgCu相溶解缓慢 , 并逐渐球化 , 而初生 AlZnMgCuFeTi 相几乎不溶解。

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