7055 je jednou z nejpevnějších tvářených hliníkových slitin v komerční nabídce, postavená na vyšším obsahu zinku a mědi než okolní třídy 7xxx. Alcoa ji představila v roce 1991 — T7751 pro plechy, T77511 pro výlisky — zaměřenou přímo na konstrukce namáhané tlakem: horní potahy křídel, horizontální stabilizátory a kýlové nosníky.
Rozhodnutí, které vynucuje, je úzké. 7055 kupuje garantovanou pevnost v tlustém průřezu, kterou žádný standardní 7075 ani produkt 6061 nedosahuje, a výměnou přichází v krátkém seznamu forem a leteckých specifikací, není slitinou pro tavné svařování a stále vyžaduje navrženou protikorozní ochranu. Pokud je díl svařovaný nebo cenově srovnávaný s 7075, 7055 není odpovědí.
Co je slitina hliníku 7055?
7055 je tepelně zpracovatelná slitina Al-Zn-Mg-Cu, registrovaná asociací Aluminum Association a uvedená v systému UNS jako A97055. Zinek a hořčík tvoří zpevňující precipitát MgZn₂; měď zvyšuje pevnost a lomovou houževnatost; zirkon tvoří disperzoidy Al₃Zr, které zajišťují hranice zrn a brání rekrystalizaci během tváření za tepla.
| Prvek | Rozsah (% hmotnostní) | Role |
| Zinek (Zn) | 7.6–8.4 | Primární zpevňující prvek |
| Hořčík (Mg) | 1.8–2.3 | Tvoří zpevňující fázi MgZn₂ se zinkem |
| Měď (Cu) | 2.0–2.6 | Zvyšuje pevnost a lomovou houževnatost; hlavní faktor citlivosti na korozi |
| Zirkonium (Zr) | 0.08–0.25 | Zjemnění zrna; zlepšuje prokalitelnost v tlustém plechu |
| Křemík (Si) | ≤0,10 | Limit nečistot |
| Železo (Fe) | ≤0,15 | Limit nečistot |
| Titan (Ti) | ≤0,06 | Zjemňovač zrna |
| Chrom (Cr) | ≤0,04 | Řízení struktury zrn |
| Mangan (Mn) | ≤0,05 | Limit stopových prvků |
| Ostatní (každý / celkem) | ≤0,05 / ≤0,15 | Stopová množství |
| Hliník (Al) | Zůstatek (85,9–88,5) | Nobelmetal |
Meze se řídí registrací Aluminum Association. Hustota je 2,86 g/cm³ (0,103 lb/in³) oproti přibližně 2,81 g/cm³ u 7075 — slitina nese hustší nálož zinku a mědi výměnou za svou pevnost, což je důvod, proč se konstrukční srovnání provádějí na měrnou pevnost, nikoli na absolutní MPa.
Dva body týkající se formy jsou důležité především. 7055 není katalogová slitina a její letecké materiálové specifikace pokrývají pouze dvě rodiny: AMS 4206 pro plechy a AMS 4324, 4336 a 4337 pro lisované tyče, trubky a profily. Cokoli mimo tyto sekce a rozměry se vyrábí podle vašeho výkresu. Uveďte formu a její řídící specifikaci v poptávce, protože přípona stavu se mění s formou.
Tuhost se slitinou nezlepšuje. Modul pružnosti je 71,7 GPa (10,4 × 10³ ksi), v podstatě stejný jako u 6061 s 68,9 GPa, takže 7055 kupuje pevnost a hmotnost — nikdy tuhost. Díl, který se v 6061 prohýbá příliš, se bude příliš prohýbat i v 7055.
Stavy a způsoby stárnutí
7055 se v leteckých specifikacích nikdy nedodává ve špičkově vytvrzeném stavu. Každý publikovaný stav je úprava typu T7 a rozdíl mezi nimi spočívá v tom, jaké přestárnutí slitina dostane výměnou za korozní rezervu.
- Typ T74 — dvoustupňové přestárnutí. Nejvyšší odolnost proti koroznímu praskání pod napětím, nejnižší pevnost ze všech tří.
- Typ T76 — dvoustupňové přestárnutí, méně výrazné. Vyšší pevnost než T74, s odolností proti slupkovité korozi jako konstrukčním cílem.
- Typ T77 — retrogrese a opětovné stárnutí (RRA): slitina se špičkově vytvrdí, krátce retrogresuje při vysoké teplotě a poté znovu stárne. Tím se obnoví téměř špičková pevnost při zachování odolnosti proti slupkovité korozi třídy T76, a to je úprava, která učinila 7055 životaschopnou pro potahy křídel.
| Temperament | Formulář | Řídící specifikace | Způsob stárnutí | Konstrukční minimum, Rm / Rp0,2 (L) |
| T7751 | Deska | AMS 4206 | RRA | 614 / 593 MPa (0,5–1,5 in) |
| T77511 | Vytlačování | AMS 4337 | RRA | 648 / 620 MPa (0,5–1,5 in) |
| T76511 | Vytlačování | AMS 4336 | Dvoustupňové přestárnutí (T76) | 614 / 586 MPa (≤0,25 in) |
| T74511 | Vytlačování | AMS 4324 | Dvoustupňové přestárnutí (T74) | 572 / 524 MPa (≤0,25 in) |
Vybírejte podle průřezu a prostředí, nikoli podle sloupce pevnosti: stavy RRA, T7751 a T77511, jsou volbou pevnosti a T74511 je to, co specifikovat tam, kde je řídícím rizikem trvalé tahové napětí ve vlhkém prostředí nebo prostředí s obsahem chloridů. Čtěte každé minimum proti sloupci tloušťky vytištěnému vedle něj — údaje pro tenké výlisky a tlusté plechy jsou různá měření, nikoli žebříček stavů.
Jednoduchá a dvojitá přípona je forma. Podle ANSI H35.1 se úprava T_51 vztahuje na válcované plechy a úprava T_511 na lisované tyče, pruty, trubky a profily, což je důvod, proč plech je T7751 a výlisek je T77511. Výkres, který požaduje “7055-T7451” bez druhé 1, obvykle popisuje výlisek; před nabídkou potvrďte, která forma je míněna.
7055-T7751: Konstrukční minimum versus typické hodnoty
Minima řídí konstrukci; typické hodnoty říkají, co skutečně dorazí. Oba sloupce níže jsou pro směr L v plechu 7055-T7751.
| Majetek | Konstrukční minimum, AMS 4206 (0,5–1,5 in) | Typické, Alcoa (25,4 mm) |
| Tah, Rm | 614 MPa (L a LT) | 669 MPa (L) / 627 MPa (LT) |
| Mez kluzu, Rp0,2 | 593 MPa (L) / 586 MPa (LT) | 655 MPa (L) / 614 MPa (LT) |
| Mez kluzu v tlaku, Fcy | 593 MPa (L) / 614 MPa (LT) | 669 MPa (L) |
| Prodloužení | 7% (L) / 8% (LT) | 11% (L) / 10% (LT) |
Navrhujte podle minimálních hodnot sloupců a typické hodnoty považujte za plánovací vodítko: zárukou, která je závazná pro vaši šarži, je údaj uvedený na atestu z výroby, nikoli číslo na datovém listu výrobce. Všimněte si, kde se nachází hodnota v tlaku — ve směru LT je minimální mez kluzu v tlaku o 28 MPa vyšší než minimální mez kluzu v tahu, což je vlastnost, na níž je založeno dimenzování tlakově kritických křídel a nosníků.
7055 vs 7075 vs 6061
| Slitina / stav | Typická mez kluzu Rp0,2 (MPa) | Typická pevnost v tahu Rm (MPa) | Svařitelnost | Korozní odolnost bez povrchové úpravy | Kde se hodí |
| 6061-T6 | ~276 | ~310 | Vynikající | Dobrý | Všeobecné konstrukční a svařované práce, široce skladem |
| 7075-T6 | ~503 | ~572 | Špatný | Omezené | Díly draků letadel se složitou geometrií; nejširší výběr dodavatelů řady 7xxx |
| 7055-T7751 | ~655 | ~669 | Špatný | Omezené, ale lepší než typ T6 | Tlakově kritické silné plechy a výlisky |
Typické hodnoty jsou při tloušťce přibližně 25 mm ve směru L. Oproti tomuto základu je konstrukční minimum 7055-T7751 ve výši 593 MPa již nad typickou mezí kluzu 7075-T6 přibližně 503 MPa při podobné tloušťce, takže otázka pevnosti je vyřešena, nikoli těsná. Volba se přesouvá ke všemu ostatnímu: 7055 se dodává v mnohem méně formách a stavech, je dražší a nakupuje se podle letecké specifikace, nikoli ze skladu. Publikované přehledy vývoje leteckých slitin uvádějí přínos 7055-T77 přibližně 8–12% oproti 7150-T77, jakosti, pro jejíž zlepšení byl vyvinut.
Pokud je průřez tenký, tvar složitý nebo termín krátký, je 7075-T6 praktickou odpovědí. Pokud je rozhodujícím zatížením tlak v silném plechu, je 7055 důvodem, proč tato třída dílů existuje.
Kde se 7055 používá
7055 byl vyvinut pro horní křídlo Boeingu 777, kde se dosud používá jako plech T7751 a výlisek T77511. Potahy horního křídla, horizontální stabilizátor a kýlové nosníky patří do stejné rodiny dílů.
Pohlédněte za název letadla a každý z nich je stejným prvkem — silný, obráběný z plechu nebo řezaný z těžkého výlisku, zatížený především tlakem nebo ohybem a spojovaný spíše spojovacími prvky než svařováním.
Toto čtení podle typu dílu je to trvalé, protože programy rychle zastarávají: novější křídla širokotrupých letadel přešla z velké části na kompozity. Otázka, kterou stojí za to si položit, je, zda váš díl je silný, tlakem zatížený kovový prvek. Pokud ano, 7055 patří do srovnání; pokud ne, prémie nic nepřináší.
Práce s 7055
Svařování a spojování
7055 není slitinou pro tavné svařování. Obloukové svařování ničí strukturu precipitátů ve svaru a v tepelně ovlivněné zóně a vysoký obsah mědi zanechává tyto zóny jak slabé, tak náchylné k napěťové korozní prasklině, takže letecké specifikace se vyhýbají tavným svarům v kritických komponentech z 7055. Konstrukce se místo toho spojuje spojovacími prvky nebo lepením.
Třením mícháním svařování vytváří zdravé spoje 7xxx tam, kde se aplikuje po svařování stárnutí, a je výzkumnou cestou pro integrálně vyztužené panely. Není to proces, který může nabídnout běžná výrobní dílna, takže jej berte jako výrobní rozhodnutí, nikoli jako záložní řešení. Pokud je svařování primární metodou spojování, jakost je nesprávná: 7003 a 7005 svařujte s přídavným materiálem 5xxx a vzdejte se pevnosti, kterou možná nepotřebujete.
Obrábění a tváření
7055 se čistě obrábí ve stavech typu T7. Je tvrdý a produkuje krátké, dobře lámavé třísky namísto dlouhých vláken, které vrhá měkká jakost, takže povrchová úprava se snadno dodrží — za předpokladu, že upnutí je tuhé, nástroj je ostrý karbidový a chladicí kapalina dosáhne na řez pod tlakem.
Deformace je skutečným rizikem. Silné plechy a těžké výlisky nesou zbytkové napětí z kalení a rovnání a nerovnoměrně odebraný materiál se bude pohybovat. Udržujte odběr materiálu vyvážený napříč průřezem, dokončovací průchody provádějte lehce a očekávejte obrábění dílu, který musí zůstat plochý při dvou upnutích namísto jednoho.
Tváření je omezené. Stavy typu T7 nemají dostatečnou tažnost pro těsné ohyby, takže díl s tvarovanými detaily se obvykle obrábí z plechu. Navrhněte geometrii pro obráběcí cestu od začátku.
Meze korozní odolnosti a odolnosti proti koroznímu praskání za napětí
Korozní odolnost bez povrchové úpravy je omezená. S mědí při 2,0–2,6% je 7055 ve stejné rodině jako 7075 a vyžaduje anodizaci, základní nátěr a barvu nebo těsnicí hmoty v jakékoli vlhké nebo chloridové službě, plus izolaci všude, kde je přišroubován k odlišnému kovu.
Co stavy typu T7 přinášejí, je však skutečné. MIL-HDBK-5 uvádí, že stav typu T77 má odolnost proti exfoliaci srovnatelnou se stavy typu T76 jiných jakostí 7xxx, takže 7055-T7751 si v tomto ohledu vede lépe než 7075-T6 — srovnání, které tabulka pevnosti neukazuje.
Napěťová korozní prasklina zůstává konstrukčním limitem, nikoli okrajovým případem. Udržujte trvalé tahové napětí v rámci povolených hodnot pro stav a průřez, který nakupujete, a uveďte provozní prostředí v poptávce, aby doporučení stavu odpovídalo.
Provozní teplota
Považujte 7055 za konstrukční slitinu pro pokojovou teplotu. Jako každá jakost vytvrzovaná precipitací stárne a ztrácí pevnost, jak se provozní teplota zvyšuje, takže okolní povolené hodnoty nejsou správným základem pro horký díl. Pokud je provozní teplota zvýšená, vycházejte z dat pro zvýšené teploty pro stav a tloušťku, které používáte.
Kritéria použití / nepoužití
Jděte — specifikujte 7055, když:
- Rozhodující zatížení je tlak nebo ohyb v silném průřezu a díl je obráběn z plechu nebo řezán z těžkého výlisku.
- Výpočet pevnosti je omezen tloušťkou, takže vyšší mez kluzu v tlaku se promítá do skutečné úspory hmotnosti konstrukce.
- Spojování je pomocí spojovacích prvků nebo lepidla a sestava nikdy nevidí tavný svar.
- Korozní expozice je navržena, s povlakem, těsněním a izolací odlišných kovů zabudovanými do výkresu.
No-Go — hledejte jinde, když:
- Svařování je primární metodou spojování. Použijte místo toho 7003, 7005 nebo jakost řady 6000.
- Očekává se holá mořská voda, oblast šplouchání nebo chloridová služba bez povlaku. Použijte 5083 nebo chráněnou jakost 6xxx.
- Díl je tenký, geometricky složitý nebo potřebný na krátkou dobu — 7075-T6 je skladem v mnohem více formách, stavech a velikostech.
- Standardní pevnost se snadnou výrobou stačí. 6061-T6 stojí méně a zpracovává se mnohem snadněji.
- Výkres uvádí stav 7055 mimo rozsah AMS pro plech a výlisky. Před nabídkou potvrďte rozhodující specifikaci.
Poznámky k zásobování: Co potvrdit před objednávkou
7055 není katalogovým materiálem jako 7075, takže poptávka musí nést více informací než obvykle. Plech 7055 se dodává podle AMS 4206 a lisovaná tyč, trubka a profil podle AMS 4324, 4336 nebo 4337, a přípona stavu vám říká, kterou formu kupujete: T7751 je plech, T77511 je výlisek. Nabídka, která tiše převádí jedno na druhé, je nabídkou na jiný díl. Forma není omezením — průřezy, velikosti a profily mimo standardní rozsah se vyrábějí podle vašeho výkresu.
Čtyři řádky v poptávce odvedou většinu práce:
- Rozhodující specifikace a forma — AMS 4206 pro plech; AMS 4324, 4336 nebo 4337 pro výlisky.
- Temperament — T7751 nebo T77511 pro pevnost, T74511 nebo T76511 tam, kde volbu řídí rezerva proti SCC.
- Rozhodující tloušťka — publikovaná minima jsou tabelována podle sloupce tloušťky a silné průřezy nesou nižší hodnoty.
- Úroveň dokumentace — MTC jako standard, plus nezávislé zkušební zprávy tam, kde je program vyžaduje.
Co se týče dokumentů, MTC, které se přiloží ke každé objednávce, nese chemické a mechanické výsledky pro danou šarži, což je důkaz, který letecký nebo obranný kupující skutečně přezkoumává. Chemické, mechanické a ultrazvukové zprávy SGS jsou k dispozici na vyžádání za příplatek tam, kde je vyžadováno ověření třetí stranou. Pokud váš projekt pracuje s úrovněmi certifikátů, EN 10204 3.1 je podepsán vlastním inspekčním zástupcem výrobce, zatímco 3.2 přidává nezávislý spolupodpis.
Závěr
Hliník 7055 je pevnostní strop tvářeného hliníku v tlustém průřezu a cena tohoto stropu je konkrétní: krátký seznam forem a AMS stavů vytvrzení, žádné tavné svařování na nosné konstrukci a protikorozní ochrana, která musí být navržena, nikoli předpokládána. Je to volba řízená tlakem, nikoli univerzální upgrade.
Dodáváme plech 7055 a extrudované tyče, trubky a profily podle vašeho výkresu, včetně stavů vytvrzení typu T7 a nestandardních rozměrů, které spadají mimo standardní rozsah, s MTC ke každé objednávce.
Pošlete nám výkres s stavem vytvrzení a zatěžovacím případem pro posouzení vhodnosti jakosti.
Často kladené otázky
Je 7075 přímou náhradou za 7055?
Ne tam, kde design určuje tloušťka nebo tlakové zatížení. 7055 znatelně zvyšuje minimální mez kluzu v tlustém plechu, takže díl dimenzovaný na 7075-T6 může být předimenzovaný, nikoli bezpečný. Před přechodem kterýmkoli směrem znovu proveďte kontrolu pevnosti a houževnatosti vůči vašemu vlastnímu průřezu.
Kolik stojí 7055 a jaká je minimální objednávka?
Očekávejte prémii v letecké kvalitě oproti 7075, proto před porovnáváním nabídek stanovte stav vytvrzení a formu. Standardní rozměry expedujeme ze skladu; nestandardní stavy vytvrzení a rozměry se vyrábějí jako zakázková výroba s nízkým MOQ, obvykle 10–60 dní.
Jaké dokumenty doprovázejí objednávku 7055?
Ke každé objednávce je přiložen hutní osvědčení (mill test certificate) s uvedením chemického složení a mechanických výsledků pro danou šarži. Chemické, mechanické a ultrazvukové zprávy SGS jsou k dispozici na vyžádání za příplatek a EN 10204 3.2 přidává spolupodpis třetí strany.
Proč nelze 7055 svařovat?
Protože obsah mědi, který dává slitině její pevnost, je stejný prvek, který ničí tavný svar. Tepelně ovlivněná zóna se přestárne, ztratí pevnost a získá riziko napěťové koroze a žádné posvařovací ošetření to nenapraví. Konstrukci z 7055 místo toho spojujte mechanicky nebo lepením.
