最典型的超硬鋁7075合金

西鋁-西鋁鋁產業電訊：7075合金是最典型的航空超硬鋁，既是一個“古老”的AL-Zn-Mg-Cu系合金，又是一“精力”旺盛的年輕合金，說它“古老”是因為它是首個定型的超硬鋁，1944年定型，當時在美國、日本、前蘇聯就用于制造飛機，至今只不過74“歲”，還處于“中老年”階段，說它“年輕”，是因為現在它還是航空航天器關鍵結構的主要材料，看來只有在復合材料可以大批量工業化生產且價格降低到與超硬鋁有競爭力時，超硬鋁才會退出歷史舞臺，讓位給復合材料。

經過70余年的發展，7075合金已形成一個相當大的家族，現在常用的合金有7075/7175/7475合金，7275合金因性能不盡如人意，成為一個非常用合金，7375合金則被徹底淘汰，再也不用它了。3個常用合金的化學成分見表一：
    由表一中的數據可見，7175合金比7075合金干凈，而7475合金則更干凈，即它們的雜質含量一個比一個低，例如7475合金的硅含量僅為7075合金的25%，即比7075合金的小0.30個百分點，因而7475合金有更高的韌性與更好的綜合性能。
   7075合金是鋁-鋅-鎂-銅系可熱處理強化的高強度變形鋁合金，是超硬鋁中的元老，但還不是大佬，因為還有強度性能更大的，可用它加工所有的半成品，用于制造各種各樣的結構件，特別是航空航天器結構件，是當今使用最廣泛的高強度鋁合金，大到C919大飛機前機身長桁、旅客觀察窗框鍛件，中機身鈑彎和長桁、龍骨梁腹板、地板轉折梁，中后機身長桁、旅客觀察窗框鍛件、貨艙門框，機頭前壓力框緣頭、艙門框等等；小到手機外殼。它有多種熱處理狀態：T6、T73、T76、T77。T6狀態材料有最高的力學強度性能，但斷裂韌性偏低，對應力腐蝕敏感，且因其韌性隨溫度降低而下降，因此，T6 狀態材料不宜用于制造低溫結構件與工件；T73材料強度最低，但有相當高的斷裂韌性、良好的抗應力開裂性能和抗剝落腐蝕性能；T76材料的強度比T73材料高，比T6材料抗應力腐蝕開裂性能高。7075合金的靜態強度性能比2024和2124合金的高，疲勞性能與其相當。O狀態和W狀態材料具有良好的室溫成型性能。
   7075合金可以電阻焊，工件的長期工作溫度≤125℃。材料或工件的不完全退火規范290℃~320℃，保溫2h~4h后，出爐空冷；完全退火規范（390~430）℃/（0.5~1.5）h,以不大于30℃/h的降溫速度冷至≤200℃，然后空冷。
    7075合金板材的固溶處理溫度460℃~490℃，其中鋁板材的處理溫度宜接近下限，且重復處理次數不得多于2次，以免合金元素擴散穿透包鋁層，降低材料的抗腐蝕性能；擠壓材的加熱溫度460℃~471℃。保溫后在室溫水或溫水或其他適宜的冷卻介質中淬火，轉移時間應＜15s。
厚板和擠壓型材在淬火后會產生很大的內應力，在時效處理前必須進行拉伸，使其降低到允許的范圍內，因此把這種拉伸稱為預拉伸，預拉伸量為1.5%~3%，否則會發生嚴重的變形。7075合金的時效制度見表二。

表一 3個常用合金的化學成分


表二 7075合金的時效制度

 (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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