7003 to spawalniczy stop do wyciskania z serii 7xxx. Został opracowany tak, aby złącze spawane odzyskiwało większość swojej wytrzymałości podczas starzenia eksploatacyjnego, zamiast być skreślane w strefie wpływu ciepła — problem, który wyklucza 7075 ze spawanych konstrukcji.
Osiąga to poprzez rezygnację z miedzi. Miedź jest tym, co podnosi 7075 i 7001 do ich szczytowej wytrzymałości, a jednocześnie czyni je niespawalnymi i podatnymi na pękanie korozyjne naprężeniowe; 7003 ogranicza ją do 0,20% i opiera się na cynku, magnezie i cyrkonie. Jego klasa wytrzymałości znajduje się poniżej 7075 i powyżej 6061 — sensem tego kompromisu jest to, że złącze przetrwa.
Czym jest stop aluminium 7003?
7003 to stop poddawany obróbce cieplnej z serii 7000. Cynk jest głównym pierwiastkiem stopowym, a magnez tworzy fazę umacniającą MgZn₂, przy czym miedź jest utrzymywana na wystarczająco niskim poziomie, aby stop mógł być spawany konwencjonalnymi metodami.
Cyrkon jest kluczowym dodatkiem. Przy 0,05–0,25% podnosi temperaturę rekrystalizacji i utrzymuje drobną strukturę ziaren podczas wyciskania, co tłumi pękanie na gorąco w jeziorku spawalniczym i pomaga wyciskanym profilom zachować wytrzymałość po starzeniu. Brak miedzi plus kontrolowana struktura ziaren to cechy odróżniające 7003 od gatunków 7xxx zawierających miedź.
| Element | Zakres (% mas.) | Rola |
| Cynk (Zn) | 5.0–6.5 | Główny pierwiastek wzmacniający |
| Magnez (Mg) | 0.5–1.0 | Tworzy fazę umacniającą MgZn₂ |
| Cyrkon (Zr) | 0.05–0.25 | Rozdrobnienie ziarna; odporność na pękanie na gorąco przy spawaniu |
| Chrom (Cr) | ≤0.20 | Kontrola struktury ziarna |
| Mangan (Mn) | ≤0,30 | Kontrola pierwiastków śladowych |
| Miedź (Cu) | ≤0.20 | Utrzymywana na niskim poziomie dla spawalności i odporności korozyjnej |
| Żelazo (Fe) | ≤0,35 | Limit zanieczyszczeń |
| Krzem (Si) | ≤0,30 | Limit zanieczyszczeń |
| Tytan (Ti) | ≤0.20 | Rafinator ziarna |
| Inne (każdy / łącznie) | ≤0,05 / ≤0,15 | Limity śladowe |
| Aluminium (Al) | Równowaga | Metal nieszlachetny |
Zakresy zgodne z EN 573-3 i rejestracją AA — EN AW-7003, oznaczenie chemiczne AlZn6Mg0,8Zr, UNS A97003. Gęstość wynosi około 2,78 g/cm³.
Jedna kwestia dotycząca formy wyrobu ma znaczenie przede wszystkim: 7003 to przede wszystkim stop do wyciskania. Pręty, rury i profile to standardowy zakres produktów według ASTM B221 i EN 755-2, i nie jest to rutynowe oznaczenie dla wyrobów płaskich walcowanych. Blachy grube i cienkie podlegają innej specyfikacji, więc należy podać formę wyrobu i obowiązującą normę w zapytaniu — a jeśli przekrój lub rozmiar wykracza poza zakres standardowy, jest produkowany na podstawie rysunku.
Stany utwardzenia i typowe właściwości mechaniczne
Stan dostawy zmienia dostarczoną część bardziej niż wybór stopu.
- T5 — chłodzony po prasie do wyciskania, a następnie sztucznie starzony. Jest to zwykły i najbardziej ekonomiczny stan dla profili 7003.
- T6 — przesycany, hartowany i sztucznie starzony. Jeden dodatkowy krok procesowy zapewnia wyższą wytrzymałość; hartowanie prasowe może to osiągnąć na odpowiednich przekrojach.
- T651 — starzony, a następnie odprężany przez rozciąganie. Znajduje się po stronie ASTM dla części, które będą obrabiane mechanicznie z wąskimi tolerancjami.
| Temperament | Wytrzymałość na rozciąganie, Rm (MPa) | Granica plastyczności, Rp0,2 (MPa) | Wydłużenie (%) | Podstawa |
| T5 | ~350 typowo / 310 min | ~300 typowo / 260 min | 10 (A50) | Wartości minimalne wg EN 755-2; typowe wartości producenta |
| T6 | ~370–390 | ~300–320 | 8–12 | Dane producenta; potwierdzić z obowiązującą normą |
| T651 | ~370–390 | ~300–320 | 8–12 | Dane producenta; stan po stronie ASTM |
Należy czytać kolumnę minimalną do projektowania, a kolumnę typową do planowania. EN 755-2 ustala dolną granicę dla T5 na 260 MPa granicy plastyczności i 310 MPa wytrzymałości na rozciąganie, tabelarycznie według klas grubości ścianki, a typowy materiał wyciskany osiąga wyniki znacznie powyżej tej granicy. Wartości, które nabywca może wpisać na rysunek, to minima dla odpowiedniej klasy grubości, potwierdzone w MTC.
7003 vs 6061, 7005 i 7075
| Stop / stan utwardzenia | Wytrzymałość na rozciąganie, Rm (MPa) | Granica plastyczności, Rp0,2 (MPa) | Spawalność | Odporność korozyjna | Najlepsze dopasowanie |
| 6061-T6 | ~310 | ~276 | Doskonały | Dobry | Ogólne konstrukcje; łatwe formowanie i anodowanie |
| 7003-T5 | ~350 | ~300 | Dobra; ponownie starzeje się po spawaniu | Umiarkowana; wrażliwy na korozję naprężeniową | Wyciskane spawane ramy i profile |
| 7005-T5 | ~345 | ~290 | Doskonały | Umiarkowany | Spawane ramy o wysokiej wytrzymałości |
| 7075-T6 | ~572 | ~503 | Słaby | Ograniczona | Części lotnicze i inne o szczytowej wytrzymałości |
Najpierw należy zadać jedno pytanie: czy część będzie spawana? Jeśli tak, 7075 odpada, ponieważ w praktyce nie jest spawalny metodami topieniowymi, a wybór zawęża się do 7003, 7005 lub 6061.
Między dwiema opcjami z serii 7000 typowe wartości granicy plastyczności w T5 mieszczą się w granicach około 15 MPa od siebie, więc rozstrzygnięcie zależy od procesu, a nie od wytrzymałości. 7003 łatwiej wyciska cienkie, złożone profile i lepiej tam utrzymuje strukturę ziaren; 7005 zawiera mangan i jest częstszym wyborem, gdy spawana rama wymaga najwyższej wytrzymałości złącza. Jeśli część jest obrabiana mechanicznie i nigdy nie jest spawana, 6061-T6 pozostaje tańszy, łatwiej się formuje i jest znacznie szerzej dostępny.
Praca z 7003
Spawanie
7003 spawa się drutem dodatkowym z serii 5xxx. ER5356 (EN ISO 18273 AlMg5Cr(A)) jest domyślnym wyborem, ER5183 (AlMg4,5Mn0,7(A)) pasuje do złączy wymagających większej wytrzymałości w stanie spawanym, a ER5556 (AlMg4,5MnZr) pojawia się w cięższych konstrukcjach nośnych. Miedź jest utrzymywana na niskim poziomie właśnie po to, aby te dodatki działały prawidłowo.
Spawanie nadal zmiękcza strefę wpływu ciepła, ale 7003 odzyskuje jej więcej niż gatunek 7xxx zawierający miedź. Publikowane dane dla stopu 7003 wskazują, że złącza odzyskują do około 90% właściwości materiału rodzimego po starzeniu spoiny — przez starzenie naturalne w czasie lub przez dodatkowe starzenie sztuczne. Należy projektować złącze na podstawie tych wartości po starzeniu, w stanie spawanym, a nie na podstawie kolumny T6 materiału rodzimego.
Obróbka skrawaniem
7003 tnie się trudniej niż 6061, więc należy oczekiwać większego zużycia narzędzi i zaplanować ostre narzędzia o dużym kącie natarcia oraz sztywne mocowanie. T5 i T6 dają czystsze wykończenie powierzchni niż miększe stany. Naprężenia resztkowe w materiale wyciskanym mogą ujawnić się jako odkształcenia podczas obróbki mechanicznej lub później podczas spawania, więc należy utrzymywać równomierny naddatek na obróbkę na całym przekroju. Te stany dostawy są również wrażliwe na działanie karbu, co oznacza, że część należy uformować przed starzeniem, a obróbkę cieplną przeprowadzić po — nie odwrotnie.
Ograniczenia dotyczące korozji i korozji naprężeniowej
Ogólna odporność na korozję atmosferyczną jest dobra jak na gatunek 7xxx: znacznie lepsza niż zawierającego miedź 7075, gorsza niż rodziny 6xxx. Eksploatacja morska jest słabym punktem, a dane dla stopu 7003 oceniają odporność morską nisko, więc bezpośrednie zanurzenie w słonej wodzie lub chlorkach nie jest jego zadaniem. Anodowanie, malowanie lub folia ochronna pokrywają większość ekspozycji zewnętrznej i przybrzeżnej.
Pękanie korozyjne naprężeniowe wymaga osobnej uwagi. 7003 jest podatny na SCC pod działaniem trwałych naprężeń rozciągających w wilgotnym środowisku lub zawierającym chlorki, więc należy traktować to jako ograniczenie projektowe, a nie przypadek brzegowy: utrzymywać trwałe naprężenia w zakresie dozwolonym przez dane dostawcy dla danego stanu i przekroju oraz chronić powierzchnię wszędzie tam, gdzie występuje wilgoć.
Temperatura eksploatacji
7003 należy traktować jako stop konstrukcyjny do pracy w temperaturze pokojowej. Jak każdy gatunek utwardzany wydzieleniowo, przestarza się i traci wytrzymałość wraz ze wzrostem temperatury eksploatacji, więc każde zastosowanie w podwyższonej temperaturze należy sprawdzić z danymi projektowymi dla konkretnego stanu, zamiast zakładać, że wartości w temperaturze pokojowej pozostają aktualne.
Zastosowania
- Rusztowania, pomosty i elementy platform dostępu
- Żurawie mobilne, podnośniki i inne spawane konstrukcje nośne
- Nadwozia kolejowe i metra oraz elementy konstrukcyjne
- Ramy rowerów i motocykli oraz sprzęt sportowy
- Kontenery lotnicze, ramy ciężarówek i przyczep
- Ramy baterii do pojazdów elektrycznych i lekkie wyciskania konstrukcyjne
Kryteria kwalifikacji (Go/No-Go)
Wybierz — określ 7003, gdy:
- Część wymaga większej wytrzymałości niż zapewnia 6061-T6 i będzie spawana, ponieważ 7003 ponownie starzeje się w kierunku wartości materiału rodzimego, podczas gdy 7075 nie można w ogóle spawać.
- Część jest wyciskanym profilem lub rurą, a przekrój jest cienki lub złożony, gdzie właściwości wyciskania 7003 się opłacają.
- Eksploatacja odbywa się wewnątrz pomieszczeń lub powierzchnia będzie anodowana, malowana lub pokryta folią.
- Trwałe naprężenia pozostają w granicach SCC dozwolonych przez dane dostawcy dla danego stanu i przekroju.
No-Go — szukaj gdzie indziej, gdy:
- Wymagana jest szczytowa wytrzymałość lotnicza powyżej około 500 MPa granicy plastyczności. To obszar 7075 lub 7055.
- Oczekuje się bezpośredniego zanurzenia w słonej wodzie lub chlorkach bez powłoki. Należy użyć 5083 lub gatunku z serii 6xxx.
- Część jest obrabiana mechanicznie i nigdy nie jest spawana. 6061-T6 jest tańszy, łatwiej się formuje i jest szerzej dostępny.
- Planowane jest intensywne formowanie na zimno po starzeniu. Najpierw uformować część, a następnie przeprowadzić obróbkę cieplną.
- Rysunek wymaga 7003 jako blachy walcowanej według normy dla wyrobów płaskich walcowanych. Potwierdzić formę wyrobu i jego specyfikację przed wyceną.
Uwagi dotyczące zaopatrzenia: Co potwierdzić przed złożeniem zamówienia
7003 to przede wszystkim stop do wyciskania. Pręty, rury i profile według ASTM B221 lub EN 755-2 stanowią standardowy zakres, a wyroby płasko walcowane 7003 podlegają innej specyfikacji — dlatego należy podać formę wyrobu i obowiązującą normę w zapytaniu. Kształt nie jest ograniczeniem: niestandardowe przekroje, rozmiary i kształty wyrobów są produkowane zgodnie z rysunkiem.
Cztery pozycje w zapytaniu wykonują większość pracy:
- Obowiązująca norma — ASTM B221 lub EN 755-2.
- Temperament — T5, T6 lub T651, a także sposób starzenia dla każdego zespawanyego elementu.
- Decydująca grubość ścianki — minimalne wartości mechaniczne w EN 755-2 są zestawione tabelarycznie według klas grubości.
- Poziom dokumentacji — MTC jako standard; EN 10204 3.1 lub raporty SGS, gdy projekt wymaga niezależnej weryfikacji.
W dokumentach MTC dostarczany z każdym zamówieniem zawiera skład chemiczny i wyniki mechaniczne dla danej partii. Poziomy certyfikatów warto ustalić prawidłowo: EN 10204 3.1 jest podpisywany przez upoważnionego przedstawiciela kontroli producenta, natomiast 3.2 dodaje niezależną stronę trzecią, taką jak przedstawiciel klienta lub jednostka taka jak TÜV, BV, SGS lub DNV.
Wnioski
Aluminium 7003 daje większość przewagi wytrzymałościowej serii 7xxx w formie, która dobrze się wyciska i faktycznie może być spawana, ale kompromisy są realne: odporność na korozję jest umiarkowana, pękanie naprężeniowo-korozyjne stanowi rzeczywiste ograniczenie projektowe, a wyroby płasko walcowane podlegają innej specyfikacji niż zakres wyciskanych.
Dostarczamy 7003 w postaci wyciskanych profili, prętów i rur, a także produkujemy niestandardowe kształty, rozmiary i stany dostawy zgodnie z rysunkiem w ramach produkcji o niskim MOQ z czasami realizacji 10–60 dni. Każde zamówienie jest dostarczane z MTC.
Prześlij nam rysunek z stanem dostawy i sposobem spawania dla sprawdzenia formy, stanu dostawy i dostępności.
Często zadawane pytania
Jaka jest minimalna wielkość zamówienia i czas realizacji dla 7003?
Standardowe stany obróbki cieplnej i rozmiary są wysyłane z magazynu. Niestandardowe stany obróbki cieplnej i wymiary niestandardowe są realizowane jako produkcja o niskim MOQ, zazwyczaj 10–60 dni, w zależności od stopu, rozmiaru i obróbki. Prześlij rysunek i ilość, aby oba mogły zostać potwierdzone.
Jakie dokumenty są dostarczane z zamówieniem 7003?
Świadectwo kontroli wyrobu (mill test certificate) zawierające skład chemiczny i wyniki mechaniczne dla partii, dołączane do każdego zamówienia. Raporty chemiczne, mechaniczne lub ultradźwiękowe SGS są dostępne na życzenie za dodatkową opłatą, a EN 10204 3.2 dodaje niezależny kontrasygnat.
Czy mogą Państwo dostarczyć 7003 cięty na wymiar lub obrobiony maszynowo zgodnie z rysunkiem?
Tak. Wyciskane pręty, rury i profile są cięte na gotowe długości, a obróbka CNC na miejscu obejmuje wiercenie, gwintowanie i frezowanie. Prosimy przesłać rysunek z wykończeniami i tolerancjami, aby materiał i obróbka mogły być wycenione łącznie.
Czy 7003 może zastąpić 6061 w spawanej ramie?
Może, i zapewnia wytrzymałość, a nie oszczędność kosztów. 7003 spawa się z dodatkiem spawalniczym 5xxx i po spawaniu ponownie starzeje się w kierunku wartości materiału rodzimego, podczas gdy 6061 trwale traci wytrzymałość w strefie wpływu ciepła. Tam, gdzie rama nie wymaga dodatkowej wytrzymałości, 6061 pozostaje tańszym rozwiązaniem.
