第二代超硬鋁的精英7475合金

西鋁—西鋁鋁產業電訊：在7XXX系合金中，如果7075合金是第 一代，那么7175、7475合金可認為是第二代。7175合金1957年11月在美國鋁業協會注冊，而7475合金的注冊日期為1969年9月，它們的成形相差12年，都是美國鋁業公司（現名奧科寧克鋁業公司）研發的。

在7XXX系合金中，雜質Fe和Si不僅對強度和抗蝕性有害，還能與Mn、Cu形成有害于KIC(斷裂韌性)的夾雜相Al7Cu2Fe、Al2(FeMn)3Cu2、Al6(FeMn)和Al3（FeMn）等，因此，近30多年來硬鋁與超硬鋁的發展路線是向著高純的目標大步邁進，雜質含量一代比一代的少，同時還大幅度地降低了可形成脆性夾雜相的Mn，這就保證了合金有高的塑性和斷裂韌性，例如7075合金的Mn含量為≤0.30%，而7475合金的為≤0.06%，下降了0.24個百分點，即下降了76%，因而7475合金在斷裂韌性方面成為超硬鋁中的一代天驕，它的強度與斷裂韌性的zui佳匹配是現有鋁合金從未達到過的。

7475合金薄板供應狀態為O、T6和T76，厚板以T651、T7651、T7351狀態供應。T76狀態材料和T6材料相比，提高了抗腐蝕性能特別是抗剝落腐蝕性能，斷裂韌性也提高了16%——33%，但抗拉強度Rm 卻下降了4%——6%；T7651材料的抗剝落腐蝕性能和抗應力腐蝕開裂性能比T651材料的高，同時斷裂韌性KIC高7%——10%，但是抗拉強度Rm卻相應地下降了約10%；T7351材料的抗應力腐蝕開裂性能比T651材料的高得多，同時斷裂韌性也高了13%——27%，不過抗拉強度Rm卻下降了約12%。

7475合金主要用于制造航空器的高強度、中等疲勞強度和高斷裂韌性結構件如機翼蒙皮、機身蒙皮、隔框等，大大提高了飛機的安全性，延長了服役年限。7475合金也是一種溫室超硬鋁，其強度性能也會隨著溫度升高而下降，因此不可以在＞125℃的場合長期使用。

7475合金有良好的工藝塑性，還有超塑性，薄板在退火狀態O和固溶處理狀態W具有相當好的成形性能。對合金可采用常規熔煉鑄造設備生產。應根據零件的工作條件和受力情況選用不同狀態的材料制造；T6和T651材料適于制造對抗應力腐蝕開裂性能無特殊要求的高強度高斷裂韌性的結構件即高強度韌零部件；T76和T7651材料適于制造耐剝腐蝕的高強韌零部件；T7351狀態材料適用于制造耐應力腐蝕開裂的高強韌結構件。

對于形狀復雜的零件zui好用細晶粒組 織的7475合金薄板超塑工藝成形。7475-T76包鋁薄板已用于制造飛機機翼蒙皮，O狀態薄板成形后再淬火過時效成T76狀態是制造飛機機身加強版的材料，T7351厚板是制造飛機接頭和機身梁等的好材料。

7475合金的熔化溫度477℃——638℃，有良好的抗氧化性能，它的耐一般腐蝕性能與7075合金的相當。T76和T7651狀態板材有高的抗剝落腐蝕性能，T7351狀態材料有好的耐應力腐蝕開裂性能。

7475合金的組 織由3類粒子組成：

粗大的難熔的第二相質點，在鑄造過程中形成，促進材料斷裂，在拉應力作用下，容易形成裂紋。在這些粗大的相中，zui主要的是呈桿狀的Al7Cu2Fe，屬簡單的四方結構；在均勻化退火過程中形成的中等尺寸彌散相，能提高合金的再結晶溫度，并能阻礙晶粒長大，它們是Al18Mg3Cr2，呈三角桿狀、球狀，還有針狀的，面心立方結構；第三類是尺寸細小的時效強化相，形成于時效過程中，對合金強化起著重要的作用。時效溫度＜200℃時，強化相析出序列：GP區→η'相 →η相，不出現T相。η相還可以沿E相形核長大。晶界內析出的η相與基地無取向關系。大角晶界處析出的η相尺寸細小，量多且聚于一體；小角晶界處η相的尺寸大，不均勻地疏散地分布著。

7475-O材料有良好的成形性，與2024-O合金的相當。7475-W材有良好的成形性，但停放過程中會產生時效硬化作用，降低可成形性，若保持在-18℃以下的環境中，可在15d內保持著與O狀態材料等同的可成形性。T6與T76材料的可成形性低，若加熱到一定溫度可顯著改善其成形性。7475合金僅適于電阻焊，不可以熔焊。7475合金的表面處理工藝與其他鋁合金的大體相同。固溶與時效處理材料有良好的可切削性能

（重慶西鋁信達鋁產業股份有限公司宣傳部整理供稿）

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