7005 je z těchto dvou bezměděných 7xxx svařovacích slitin ta široce používaná: jakost Al-Zn-Mg s obsahem mědi omezeným na 0,10 % a s cíleným přídavkem zirkonia, dodávaná především jako výlisek pro svařované rámy a dopravní konstrukce.
Právě nízký obsah mědi je tím rozhodujícím rozdílem. Umožňuje, aby svařovaný spoj po stárnutí dosáhl pevnosti blízké základnímu materiálu, místo aby byl v tepelně ovlivněné zóně odepsán — ze stejného důvodu se 7075 s obsahem mědi 1,2–2,0 % spojuje mechanicky, nikoli svařuje. Slitina 7005 se vzdává špičkové pevnosti ve prospěch 7075, aby si tuto vlastnost zachovala.
Co je hliníková slitina 7005?
Jedná se o vytvrditelnou slitinu ze série 7000. Hlavním legujícím prvkem je zinek, hořčík tvoří zpevňující fázi a mangan s chromem podporují pevnost a korozní chování.
Zirkonium (0,08–0,20 %) je tím, co odlišuje 7005 od prosté směsi Al-Zn-Mg. Zvyšuje teplotu rekrystalizace a udržuje jemnou strukturu zrn, což potlačuje vznik horkých trhlin ve svarové lázni. To je důvod, proč se 7005 a její blízcí příbuzní, 7003 a 7020, svařují tam, kde 7075 nikoli.
| Prvek | Rozsah (% hmotnostní) | Role |
| Zinek (Zn) | 4.0-5.0 | Primární zpevňující prvek |
| Hořčík (Mg) | 1.0–1.8 | Tvoří zpevňující fázi MgZn₂ |
| Mangan (Mn) | 0.20–0.70 | Pevnost, korozní odolnost, řízení struktury zrn |
| Chrom (Cr) | 0.06–0.20 | Stabilizace hranic zrn |
| Zirkonium (Zr) | 0.08–0.20 | Zjemnění zrn; odolnost vůči vzniku horkých trhlin ve svaru |
| Měď (Cu) | ≤0,10 | Udržováno na nízké úrovni kvůli svařitelnosti a korozní odolnosti |
| Železo (Fe) | ≤0,40 | Limit nečistot |
| Křemík (Si) | ≤0,35 | Limit nečistot |
| Titan (Ti) | 0.01–0.06 | Zjemňovač zrna |
| Ostatní (každý / celkem) | ≤0,05 / ≤0,15 | Stopová množství |
| Hliník (Al) | Bilance | Nobelmetal |
Hustota je přibližně 2,78 g/cm³. Rozsahy odpovídají EN 573-3 (označení EN AW-7005 / AlZn4.5Mg1.5Mn) a ASTM B221. Slitina 7005 se dodává především jako výlisek, takže rozhodujícími výrobkovými normami jsou ASTM B221 a EN 755-2, nikoli označení pro ploché válcované plechy.
Označení stavu: O, T5, T53 a T6
Stav (temper) je tepelné zpracování a stav zpracování, v němž je kov dodáván, a mění pevnost a tvařitelnost mnohem více než samotná slitina. Pro 7005 jsou obvyklé čtyři.
- O — žíhaný, nejměkčí stav. Používá se, když musí být díl před jakýmkoli tepelným zpracováním výrazně tvářen.
- T5 — ochlazený z lisovacího stroje a poté uměle stárnutý. Ekonomická volba pro profily, které nevyžadují dodatečné odstranění vnitřního pnutí.
- T53 — lisovací ochlazení, přirozené stárnutí po dobu přibližně 72 hodin při pokojové teplotě, poté dvoustupňové umělé stárnutí. Jedná se o obvyklý hutní stav pro výlisky z 7005 a postup, který následují svařované konstrukce.
- T6 / T63 — rozpouštěcí tepelné zpracování a umělé stárnutí na nejvyšší pevnost. O jeden procesní krok navíc, proto je oproti T5 dražší.
Jedno upřesnění, které stojí za to mít na paměti: T53 je dodávaný stav, nikoli popis svařované součásti. V praxi se oba shodují, protože svařenec z 7005 se po svařování nechává stárnout a dosahuje stejného pásma vlastností.
Typické mechanické vlastnosti podle stavu
| Temperament | Pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu, 0,2 % (MPa) | Prodloužení (%) | Stav |
| O | ~190 | ~80 | ~20 | Žíhaný; těžké tváření |
| T5 | ~345 | ~290 | ~12 | Lisovací ochlazení a stárnutí |
| T53 | ~350–390 | ~300–345 | ~10–15 | Lisovací ochlazení, přirozené plus dvoustupňové umělé stárnutí |
| T6 / T63 | ~370–390 | ~310–345 | ~10-12 | Roztokové tepelné zpracování a umělé stárnutí |
Jedná se o typické hodnoty pro výlisky, převzaté z tabulek vlastností ASTM B221 a EN 755-2 a z údajů výrobců. Publikované hodnoty pro 7005 se liší podle zdroje a podle tvaru výrobku, proto tabulku berte jako plánovací referenci, nikoli jako specifikaci. Zaručené minimum pro vaši objednávku je stanoveno rozhodující normou, ASTM B221 nebo EN 755-2, a uvedeno na MTC.
7005 vs. 6061 vs. 7075
| Slitina / stav | Pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu (MPa) | Svařitelnost | Koroze | Nejvhodnější použití |
| 6061-T6 | ~310 | ~276 | Vynikající | Dobrý | Univerzální konstrukční práce; snadné tváření a eloxování |
| 7005-T5 | ~345 | ~290 | Vynikající | Dobré pro 7xxx | Svařované vysokopevnostní rámy a profily |
| 7075-T6 | ~572 | ~503 | Špatný | Omezené | Letecké a jiné díly s maximální pevností |
Při čtení tabulky si nejprve položte jednu otázku: bude součást svařována? Pokud ano, 7075 ze seznamu vypadává, protože není tavně svařitelná, a 7005 je silnější ze dvou zbývajících možností — přibližně o 11 % vyšší pevnost v tahu než 6061-T6 v základním materiálu a ještě mnohem větší rozdíl po vytvoření spoje. Pokud je součást obráběna a nikdy se nesvařuje, nižší cena, snadnější tváření a širší dostupnost materiálu u 6061 obvykle převáží nad mírnou pevnostní výhodou 7005.
Práce s 7005
Svařování
7005 je nejlépe svařitelná z běžných slitin 7xxx, a důvodem je výše uvedená chemie: žádná měď, která by způsobovala horké trhliny, a zirkonium udržující jemnou strukturu zrn. Svařujte ji přídavným materiálem 5356 (ER5356 / EN ISO 18273 S Al 5356). Tam, kde záleží na vyšší pevnosti ve stavu po svařování, je alternativou 5183.
Svařování stále změkčuje tepelně ovlivněnou zónu. Co však 7005 odlišuje, je způsob, jakým se obnovuje. Cyklus stárnutí po svařování znovu vysráží zpevňující fázi a pozvedne spoj zpět směrem k pevnosti základního materiálu, bez nutnosti úplného nového rozpouštěcího zpracování a kalení. Proto se rámy a kolejové konstrukce z 7005 svařují, nechávají stárnout a expedují, místo aby se jako hotový celek znovu tepelně zpracovávaly.
Navrhujte podle hodnot ve stavu po svařování a po stárnutí, nikoli podle sloupce pro základní materiál T6. Před vydáním výkresu si čísla ověřte proti MTC.
Obrábění
7005 se obrábí obtížněji než 6061, proto počítejte s větším opotřebením nástrojů a s vyšší potřebou ostrého nástroje s velkým úhlem čela a tuhého upnutí. T53 a T6 dosahují čistšího povrchu než O. Protože stavy 7xxx jsou citlivé na vruby, vyhněte se výraznému tváření za studena po stárnutí — tvařte ve stavu O a poté tepelně zpracujte.
Korozní ochrana
Měď je tím, co činí 7075 citlivou na korozi, a 7005 ji udržuje na maximu 0,10 %, takže její korozní odolnost je na slitinu 7xxx dobrá. Stále však zaostává za rodinou 6xxx. Pro mořské, pobřežní nebo vlhké prostředí ji eloxujte nebo natřete; přímé ponoření do chloridového prostředí není její úlohou. Tam, kde se trvalé napětí setkává s teplými a vlhkými podmínkami, dejte přednost T53 před maximálně vytvrzeným T6 — vymění trochu pevnosti za lepší odolnost proti koroznímu praskání za napětí.
Provozní teplota
Berte 7005 jako konstrukční slitinu pro pokojovou teplotu. Jako každá precipitačně vytvrzovaná jakost i ona při rostoucí provozní teplotě přestárne a ztrácí pevnost, proto u každé horké aplikace ověřte údaje podle konstrukčních dat specifických pro daný stav, místo abyste předpokládali, že hodnoty pro pokojovou teplotu platí.
Aplikace
- Rámy jízdních kol a svařované sportovní vybavení, jako jsou rakety a pálky
- Skříně kolejových a metrových vozů a svařované konstrukční prvky
- Rámy nákladních automobilů, přívěsů a kontejnerů — příčníky, boční sloupky a výztuhy
- Mosty a architektonické svařované rámy
- Tepelné výměníky a svařované sestavy, kde je opětovné rozpouštěcí žíhání po svařování nepraktické
Kritéria použití / nepoužití
Go — specifikujte 7005, když:
- Svařovaná sestava potřebuje více než přibližně 290 MPa meze kluzu a stárnutí po svařování může obnovit spoj.
- Svařitelnost je důležitější než špičková pevnost, protože 7005 se svařuje a znovu stárne tam, kde 7075 nemůže.
- Díl je výlisek a mírný nárůst pevnosti oproti 6061 stojí za malý kompromis v korozní odolnosti.
- Je plánováno povlakování nebo eloxování pro venkovní použití.
No-Go — hledejte jinde, když:
- Je požadována špičková letecká pevnost nad přibližně 500 MPa meze kluzu. To je 7075 nebo teritorium 7055.
- Díl je silně obráběný a nikdy se nesvařuje. 6061 je levnější, lépe se tváří a je široce skladem.
- Očekává se přímé ponoření do slané vody bez povlaku. Použijte 5083 nebo stupeň 6xxx.
- Je plánováno silné tváření za studena po stárnutí. Tvařte v O, poté tepelně zpracujte.
Poznámky k zásobování: Co potvrdit před objednávkou
7005 je především výlisková slitina. Tyče, trubky a profily dle ASTM B221 nebo EN 755-2 jsou standardní rozsah a plechy nebo pásy spadají pod jinou specifikaci — proto v poptávce uveďte formu a její řídící normu. Cokoli mimo tento rozsah, od nestandardního průřezu po zakázkový profil, se vyrábí podle výkresu.
Čtyři řádky ve specifikaci odvedou většinu práce: řídící norma, stav (T5, T53 nebo T6), řídící tloušťka stěny — minimální mechanické hodnoty závisí na tloušťce — a úroveň dokumentace.
Co se týče dokumentů, MTC, které se přiloží ke každé objednávce, uvádí skutečné chemické složení a výsledky mechanických zkoušek pro danou šarži. Pokud projekt vyžaduje nezávislé ověření, vyžádejte si zprávy SGS. Všimněte si rozdílu mezi úrovněmi certifikátů: EN 10204 3.1 je podepsán vlastním autorizovaným inspekčním zástupcem výrobce, zatímco 3.2 přidává nezávislou třetí stranu, jako je zástupce zákazníka nebo orgán jako TÜV, BV, SGS nebo DNV.
Závěr
hliníku 7005 je svařitelný vysokopevnostní stupeň 7xxx — pevnější než 6061 a mnohem svařitelnější než 7075 — ale stále ztrácí část korozní odolnosti ve prospěch rodiny 6xxx a ploché válcované formy spadají pod jinou specifikaci než rozsah výlisků.
Dodáváme 7005 jako výliskový profil, tyč a trubku a vyrábíme zakázkové tvary, rozměry a stavy podle vašeho výkresu prostřednictvím výroby s nízkým MOQ s dodacími lhůtami 10–60 dní. Ke každé objednávce se přikládá MTC.
Pošlete nám výkres s stavem a svařovacím postupem pro kontrolu formy, stavu a dostupnosti.
Často kladené otázky
Jaké je minimální množství objednávky a dodací lhůta pro 7005?
Standardní stavy a rozměry se dodávají ze skladu. Nestandardní stavy a zakázkové rozměry se vyrábějí jako výroba s nízkým MOQ, obvykle 10–60 dní, v závislosti na slitině, rozměru a zpracování. Pošlete výkres a množství, aby obojí mohlo být potvrzeno.
Jaké dokumenty se dodávají s objednávkou 7005?
Ke každé objednávce se přikládá MTC a nese chemické a mechanické výsledky pro danou šarži. Nezávislé ověření je k dispozici na vyžádání prostřednictvím chemických, mechanických nebo ultrazvukových zpráv SGS za příplatek. EN 10204 3.2 přidává spolupodpis třetí strany.
Dodáváte 7005 ve stavu T53 a v nestandardních průřezech?
Ano. Tyč, trubka a profil se dodávají dle ASTM B221 nebo EN 755-2 a průřezy, rozměry nebo stavy mimo tento rozsah se vyrábějí podle vašeho výkresu na bázi nízkého MOQ, obvykle 10–60 dní. Pošlete výkres s uvedením řídící normy.
