Piastra in alluminio 7075: caratteristiche della lega e meccanismo di rafforzamento
La piastra in alluminio 7075 appartiene allaSerie Al-Zn-Mg-Cu di leghe di alluminio ultra-ad alta-resistenza. La sua eccezionale resistenza deriva da una composizione chimica attentamente bilanciata combinata con precisi processi di trattamento termico.
Tra i suoi principali elementi di lega,zinco (Zn)svolge il ruolo dominante di rafforzamento. Insieme amagnesio (Mg)Erame (Cu), lo zinco forma composti intermetallici ad alta-resistenza comeMgZn₂EAl₂CuMg.
Dopo il solubilizzazione e l'invecchiamento, queste fasi di rinforzo vengono disperse finemente ed uniformemente all'interno della matrice di alluminio, migliorando notevolmente la resistenza meccanica. Inoltre, l'aggiunta controllata dicromo (Cr)affina la struttura del grano, potenziando ulteriormente le prestazioni meccaniche e migliorando la resistenza alla corrosione.
La lega di alluminio 7075 è caratterizzata da arapporto di rendimento elevato, il che significa che il suo limite di snervamento è vicino alla sua resistenza alla trazione, oltre che eccellenterapporto resistenza-rispetto-peso. Le sue proprietà meccaniche rimangono stabili a temperatura ambiente e a temperature inferiori120 gradi. Tuttavia, la lega presenta una duttilità relativamente bassa e una ridotta resistenza alle alte-temperature. Pertanto, sono necessarie specifiche condizioni di trattamento termico per ottenere un equilibrio ottimale tra resistenza e plasticità. Tra questi,T6 e T651sono le condizioni più diffuse e rappresentative.
Confronto delle proprietà meccaniche principali: 7075 T6 vs 7075 T651
Le differenze di prestazioni tra7075 T6EPiastra in alluminio 7075 T651provengono da sottili variazioni nei loro processi di trattamento termico. Il seguente confronto è basato suSpessore della lamiera 1–10 mm, una gamma commerciale comune, con riferimento a standard comeGB/T3190-2020EASTM B209, nonché dati di test pratici.
1. Resistenza alla trazione (σb)
7075 T6: Maggiore o uguale a540MPa
7075 T651: Maggiore o uguale a550MPa
Il T651 presenta una resistenza alla trazione leggermente superiore, principalmente grazie al processo di pre-allungamento, che perfeziona la distribuzione del precipitato e migliora la resistenza complessiva.
2. Limite di snervamento (sollecitazione di prova 0,2%, σs)
7075 T6: Maggiore o uguale a480MPa
7075 T651: Maggiore o uguale a485MPa
Entrambi gli stati mostrano valori di carico di snervamento molto simili. Tuttavia, il T651 offre una migliore coerenza del limite di snervamento, rendendolo più adatto alla produzione di precisione su larga-scala.
3. Allungamento dopo la frattura (δ)
7075 T6: Maggiore o uguale a8%
7075 T651: Maggiore o uguale a6%
L'allungamento è l'indicatore chiave della duttilità. T6 fornisce una migliore plasticità, mentre T651 sacrifica un po' di allungamento a causa del processo di allungamento-distensione.
4. Durezza (HBW)
7075 T6: 145-150 HBW
7075 T651: 150–155 HBW
I livelli di durezza complessivi sono comparabili. Il vantaggio di T651 risiede nella distribuzione più uniforme della durezza, che riduce il rischio di variazioni localizzate della durezza durante la lavorazione e il servizio.
5. Modulo elastico (E)
Entrambi i temperamenti:71 GPa
Poiché entrambi appartengono allo stesso sistema di lega di alluminio 7075, il loro modulo elastico è identico, garantendo un comportamento elastico costante sotto carico.
6. Resistenza alla fatica (σ₋₁)
7075 T6: ~ 155MPa
7075 T651: ~ 175MPa
Grazie alla minore tensione residua, T651 dimostra una resistenza alla fatica significativamente migliorata. Ciò lo rende particolarmente adatto per piastre strutturali sottoposte a carichi ciclici o ripetuti.
7. Resistenza alla tensocorrosione (SCC).
7075 T6: Resistenza moderata
7075 T651: Ottima resistenza
Il processo di distensione-di preallungamento-nel T651 migliora notevolmente la sua resistenza alla fessurazione da tensocorrosione, soprattutto in ambienti umidi, marini o con nebbia salina.
Nota:
Quando lo spessore della piastra supera10 mm, sia T6 che T651 subiscono una leggera riduzione della resistenza (ad esempio, la resistenza alla trazione diminuisce a Maggiore o uguale a530MPaper spessori 10–50 mm). Tuttavia, la differenza relativa di prestazioni tra i due temperamenti rimane costante. Per spessori superiori50 mm, sono necessari speciali processi di laminazione e trattamento termico, che comportano una riduzione più evidente della resistenza.
