铝云汇 铝业资讯 正文
广告

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

2019年07月05日 08:37:09 中国有色金属报

  2018年12月26日,为进一步做好重点新材料首批次应用保险补偿试点工作,工信部发布了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2018年版)》的通告。通告表示,该目录自发布之日起实施,原《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》(工信部原(2017)(68号)同时废止。

  列入示范目录的8种铝材是:7050合金大规格预拉伸厚板、7B50合金大规模预拉伸板、含Sc铝合金加工材、航空支撑骨架用型材、耐损伤铝合金预拉伸板、高性能车用铝合金薄板、Al-Si-Sc焊丝、铝-锂合金焊丝。

  此外,在目录中还收录了2种镁材、8种钛材、2种铜材,多种有色金属复合材料、高温合金及有色金属新材料。

  7050合金

  7050合金是一种美国合金,1971年在美国铝业协会公司注册,注册成分(质量%):0.12Si、0.15Fe、2.0Cu~2.6Cu、0.10Mn、1.9Mg~2.6Mg、0.04Cr、5.7Zn~6.7Zn、0.06Ti、0.08Zr~0.15Zr,其他杂质单个0.05、总计0.15,其余为Al。它是一种第三代Al-Zn-Mg-Cu系合金,中国标准GB/T 3190已将此合金纳入,所以它既是一种广为应用的国际合金,也是一种纳入中国国家标准的合金。

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

  7050合金是一种Al-Zn-Mg-Cu系的高强度可热处理强化的变形铝合金,又称超硬铝,可生产厚板、型材、锻件和线材等,不用于轧制薄板。与第一个该系合金7075的成分比较,增加了锌、铜含量,增大了锌镁比,并用锆取代铬作为晶粒细化剂,增加了锌、铜含量,增大了锌镁比,并用锆取代铬作为晶粒细化剂,而大大减少了铁、硅含量。由于这些成分的改进以及采用过时效处理,使7050合金在保持较高强度水平下,具有韧性好、疲劳强度高与淬火敏感性低特点。

  成分的优化与组织

  7050合金是在铝-锌-镁系合金的基础上发展起来的。要提高合金的强度,只有提高锌和镁的浓度,但Zn+Mg的含量≥(8~9)%以后,强度虽然可以提高到600N/mm2以上,而塑性和抗应力腐蚀性能却强烈下降,失去了使用价值。后来发现铜能有效改善高浓度铝-锌-镁合金的塑性和抗蚀性,特别是铬能显著提高抗应力腐蚀性能以后,铝-锌-镁-铜系合金才得到发展,也为7050合金的诞生创造了条件。

  由Al-Zn-Mg-Cu系相图可知,工业用此类合金的主要相组成为α+η(MgZn2)+T(Al2Mg3Zn3)+S(Al2CuMg),但因Cu含量不同而稍有变化。当含(5%~7%)Zn和(1%~3%)Mg时,若Cu>0.7%即会出现S相,Cu>2%还会出现θ相。但超硬铝的主要强化相是η相。η相在470℃的最大溶解度可达28%,而室温时仅4%,所以有极高的时效强化作用。

  Al-Zn-Mg-Cu系合金的时效过程与Al-Zn-Mg合金的一样,也是:GB区→η'→η→T相,但在100℃~160℃时效,只发生η相的沉淀过程,只有当Ta(时效温度)>270℃后才能出现η→T的沉淀过程。这是因为Zn的扩散系数比Mg的高,低温时效只能发生富Zn相MgZn2的沉淀过程,高温时效才能发生富Mg相T的沉淀过程。

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

  超硬铝的含Cu>0.7%后,在125℃~150℃时效,可以认为是在Al-Zn-Mg系沉淀过程(GP区→η'→η→T)的基础上,又出现了Al-Cu-Mg系的沉淀过程(GP区→S'→S)。

  超硬铝的显微组织随着温度的升高而向更高的时效阶段发展,即GBP(晶界沉淀相)和MPT(基体沉淀相)变粗,PFZ(晶间无沉淀带)变宽。这种过时效组织对抗应力腐蚀和断裂韧性有利,但却使强度性能降低15%~20%。

  Mn、Cr、Zr、Ti对超硬铝的影响与对Al-Zn-Mg合金一样,也是为了改善加工塑性和抗蚀性。Zn+Mg含量≥9%的合金,在淬火和时效后有严重的沿晶脆性断裂现象,伸长率很低。加入上述微量元素后,由于形成了不易被位错切割的化合物AlMgMn、Al(FeMn)Si、Al12Cr2Mg、Al20Cu2Mn、Al3Zr,并且改变了GB区、η'和η相的性质、尺寸和分布状态,因而改变了位错的运动方式,位错分布也均匀,不会在晶界形成应力高度集中点,结果改善了塑性和SCR。Mn和Cr能增加超硬铝的淬火敏感性,Cr的影响比Mn的还大,必须用高的淬火冷却速度才能保证时效后强度,但厚板和大型锻件即使采用高速淬火也淬不透,而且会产生严重的变形。因此,7050合金不含Mn和Cr,而且微量Zr(0.08%~0.25%)作为再结晶抑制剂,可在热水中淬火,不仅能降低淬火应力,而且大截面的厚板和锻件能获得高的强度,因为Zr能形成微细的不溶解质点Al3Zr,对淬火敏感性影响,Mn和Cr则不同,能同主要元素形成粗大的Al12CrMg2、Al26Cu2Mn化合物,不仅降低了Cu和Mg在α固溶体中的过饱和度,而且在淬火冷却过程中或时效初期还能沿这些质点析出粗大的η'或η相,使合金强度大幅降低。

  7050合金是一种高纯度合金,≤0.12%Si、≤0.15%Fe、≤0.10%Mn、Fe和Si不仅对强度和抗蚀性有害,还能同Mn和Cu形成有害于平面应变断裂韧度KIC的夹杂相Al7Cu2Fe、Al17Cu2(FeMn)2、Al6(FeMn)和Al(FeMn)等,这就保证了7050合金有高的塑性和平面应变断裂韧度、强度,而且有低的淬火敏感性,成为一种综合性能最佳的航空航天厚板与锻件铝合金。

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

  热处理与物理化学性能

  7050合金锻件的固溶处理温度468℃~474℃,在54℃~66℃温水中淬火(按Q/6SZ925);厚板固溶处理温度471℃~482℃,在室温凉水中淬火,转移时间≤15S,最好在辊底式炉内固溶炉内处理,人工时效制度见表1。

  厚板在固溶处理后与时效处理前应进行预拉伸变形,因是在下一道工序(时效处理)之前进行故称预拉伸,其永久变形量为1.5%~3%,以消除其中的淬火内应力。对于自由锻件(T7452)在固溶处理后时效处理前可进行压缩变形,其永久变形量为1%~3%,以消除内应力。

  淬火内应力如不消除,在锯切、铣削加工等机械加工时,板材会发生严重变形或甚致断裂,另外残余应力虽对材料拉伸性能的影响很小,但对应力腐蚀开裂、疲劳特性及断裂韧度有明显影响。消除或减轻残余应力可用加热法与机械法,前者是采用单独加热或与热处理同时进行如退火等,后者为拉伸、压缩、喷丸等。这些方法都得到了应用。

  对7075、7050合金厚板用拉伸消除残余应力时,永久变形量达到0.5%,可消除75%~80%的残余应力,再增加拉伸量,残余应力的下降非常缓慢,即使永久变形量达到3.5%,板中仍保留着约4.5%的残余应力,故拉伸变形量定为1%~3%,实际生产中的永久拉伸变形量大都在2%左右。中国供应的7050合金半成品的状态与规格见表2。

  7050合金可用传统的铝合金熔炼与铸造设备,但熔炼时不要混入杂质,因为它的纯度相当高。它的熔化温度为488℃~630℃,铸造温度700℃~730℃,铸锭尺寸较小时铸造温度可适当降低。25℃时7050-T7651合金的热导率154W/(m·℃),7050-T74、-T7452、-T7451合金的157W/(m·℃);在100℃时7050合金的比热容963J/(kg·C)。

  7050合金的密度2.82g/cm3;室温时的电阻率40.9nΩ·m;7050-T7651材料的电导率≥21.5Ms/m,-T74、-T7452、-T7451材料的≥22.0Ms/m;7050合金无磁性。

  7050合金有良好的抗氧化性能,但抗一般腐蚀的性能还不如7075合金的,不过却具有相当强的抗剥落腐蚀和应力腐蚀性能,C形试样的应力腐蚀试验结果见表3。

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

  力学性能

  技术标准规定的7050合金力学性能见表3~4,材料的断裂韧性见表5~6,其他力学性能可查阅有关手册。

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

工信部8种重点发展新铝材(一)话说7050合金的组织性能与生产应用

  7050-T74合金厚50mm~60mm的模锻件S-L方向试样的应力腐蚀断裂韧度为22.2(N/mm2)·√m,疲劳裂纹扩张速率(da/dt)为3.68×10-8m·/s。

  组织结构、工艺性能与应用

  7050合金基本相组成为α-Al和MgZn2,次要的相为Al3Zr、Al7Cu2Fe、Mg2Si和Al13CuMg4等。Al3Zr呈弥散球形状,一般以亚稳态形式存在,具有体心立方晶格,只有长时间高温退火,才会形成稳态的密集六方晶格。

  7050合金的形成性能与7075合金的差不多,成形工艺、加热温度与时间均大体相当,开锻温度不宜大于420℃,否则会产生热脆,锤锻时更应注意,终锻温度应≥280℃。7050合金的可焊性不佳,不宜熔焊,可进行电阻焊,当然摩擦搅拌焊(FSW)最佳。锻件固溶处理时,为了避免淬火变形和降低残余应力,最好尽可能地采用较缓慢的冷却速度,如淬火水温可控制在54℃~66℃,板材应在辊底式炉内淬火,中国拥有全世界最多的先进辊底式固溶处理炉,可处理板材的最大厚度可达250mm,全国有7家轧制厂拥有这种处理炉。

  7075合金的表面处理与其他7XXX系合金的相同。有良好的可切削加工性能与磨削性能,为防止锻件切削温度过高引起变形,切削区温度应

未经许可,不得转载或以其他方式使用本网的原创内容。来源未注明或非铝云汇的文章,刊载此文出于传递更多信息之目的,不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。所有文章内容仅供参考,不构成决策建议。
铝材 相关的信息

中国1-11月未锻轧铝及铝材出口量为615.9吨,同比增长18.8%—海关总署

海关总署12月10日数据显示,中国11月未锻轧铝及铝材出口量66.9万吨,111月未锻轧铝及铝材出口量为615.9万吨,同比增长18.8%.
2024-12-10 11:54:45

天山铝业:公司主要面向国内市场,目前不涉及铝材出口业务

有投资者向天山铝业(002532)提问, 取消铝产品的出口退税是否会影响公司利润和出货量?公司回答表示,尊敬的投资者您好。公司主要对外销售产品包括氧化铝、电解铝、高纯铝及铝箔,主要面向国内市场,目前不涉及铝材出口业务。感谢您的关注。点击进入交易所官方互动平台查看更多
2024-12-04 21:29:10

深圳新星:铝晶粒细化剂是航空航天、汽车、船舶、高铁建设及军工等领域铝材制造中关健添加材料

有投资者向深圳新星(603978)提问, 请问公司的产品主要用于那些领域?公司回答表示,铝晶粒细化剂是航空航天、汽车、船舶、高铁建设及军工等领域铝材制造中关健添加材料;电池铝箔坯料主要用于生产电池铝箔,产品主要应用于动力、储能、消费等电池的正负极集流体材料;六氟磷酸锂主要用于锂电池电解液;三氟化硼主要用于医药、火箭高能燃料的生产及高端芯片蚀刻、军民核工业等领域。点击进入交易所官方互动平台查看更多
2024-11-25 17:29:55

鼎胜新材:公司将积极与海外客户沟通协商提高铝材加工费

有投资者向鼎胜新材(603876)提问, 董秘您好:请问取消铝材产品出口退税对贵公司经营和利润有影响么公司回答表示,您好,感谢您的提问。首先,公司已做出多种应对预案,结合中国铝材占据了全球主要产能,国外市场对中国铝材出口有较大的依赖性,公司将积极与海外客户沟通协商提高铝材加工费等,同时不断优化公司海外生产基地产品结构,提升公司国际竞争力。点击进入交易所官方互动平台查看更多
2024-11-22 17:02:41

取消铝材出口退税政策对铝市场的影响

11月15日,财政部、税务总局发布《关于调整出口退税政策的公告》,自2024年12月1日起,铝材产品出口退税取消,涉及铝板带、铝箔、铝管、铝管附件及部分铝条杆型材等24个税号。据海关数据,2024年1—9月,我国24个相关铝材产品的出口总量达到了约462万吨,占国内铝材出口总量的99%份额。2023年,我国相关铝材产品的出口量约为516.6万吨,出口金额高达177.4亿美元,占出口总量
2024-11-21 11:51:00 取消 铝材 出口 退税

财政部、税务总局:取消铝材、铜材等59种产品出口退税

11月15日,财政部、税务总局发布调整出口退税政策的公告。公告内容显示,取消铝材、铜材等59种产品出口退税。将光伏、电池、部分非金属矿物制品等209种产品的出口退税率由13%下调至9%。针对此次退税,浙江海亮股份有限公司(以下简称海亮股份)11月18日发布《关于出口退税率调整对公司影响事宜的提示性公告》称,此次出口退税政策的调整,取消铝材、铜材等产品出口退税,主要涉及公司的铜管产品出口,且公司产品
2024-11-19 11:36:00 财政部 税务 总局 取消

中铝材料院2024年标准研制工作取得显著成果

10月30—31日,全国有色金属标准化技术委员会召开换届大会及年会。会议对有色标委第五届(2019-2024)标准工作进行了总结,对优秀组织、优秀标准、先进个人进行了表彰。中铝材料院和重庆国创院相关专家和科研人员参加会议。中铝材料院和重庆国创院参编的标准《汽车覆盖件用铝合金板带、材》获得有色金属技术标准一等奖,参编的标准《一般工业用铝及铝合金板、带材》获得二等奖,参编《铝及铝合金晶粒细
2024-11-18 10:41:00 材料 2024年 标准 研制

闽发铝业:我司生产的电池托盘铝材等新能源汽车配件没有直接供给汽车生产厂家

有投资者向闽发铝业(002578)提问, 请问贵公司新能源汽车产品有供货哪些企业?比如说特斯拉,问界等等。公司回答表示,您好!我司生产的电池托盘铝材等新能源汽车配件没有直接供给汽车生产厂家,感谢您的关注!点击进入交易所官方互动平台查看更多
2024-10-18 17:00:03
更多与 铝材 相关的信息
微信免费铝价推送
关注九商云汇回复铝价格
微信扫码