(1) Карактеристике алуминијумских легура серије 7ккк
Легуре алуминијума серије 7КСКСк су легуре алуминијума са Зн као главним легирајућим елементом и алуминијумске легуре које се могу термички обрађивати. Када се легури дода Мг, она постаје Ал-Зн-Мг легура. Легура има добра својства термичке деформације и широк опсег гашења. Под одговарајућим условима топлотне обраде, може добити високу чврстоћу и добра својства заваривања. Генерално има добру отпорност на корозију и одређену тенденцију корозије под стресом. То је заварљива легура алуминијума високе чврстоће. Ал-Зн-Мг-Цу легура је развијена на бази легуре Ал-Зн-Мг додавањем Цу. Његова снага је већа од јачине алуминијумских легура серије 2Кс. Обично се назива легура алуминијума ултра-високе чврстоће. Јачина течења легуре је близу затезне чврстоће, однос чврстоће течења је висок, а специфична чврстоћа је такође висока, али су пластичност и чврстоћа на високој температури ниске. Погодан је за носеће конструкцијске делове који се користе на собној температури и испод 120 степени. Легура је лака за обраду и има добру отпорност на корозију и високу жилавост. Ова серија легура има широку примену у областима ваздухопловства и ваздухопловства и постала је један од најважнијих конструктивних материјала у овој области.
(2) Легирајући елементи и елементи примеса и њихове функције
① Ал-Зн-Мг легура Зн и Мг су главни легирајући елементи у Ал-Зн-Мг легури, а њихов садржај углавном није већи од 7,5%.
Зн и Мг: Како се садржај Зн и Мг у легури повећава, њена затезна чврстоћа и ефекат топлотне обраде генерално се повећавају у складу са тим. Склоност легуре корозији под напоном је повезана са збиром садржаја Зн и Мг. За легуре са високим Мг и ниским Зн или високим Зн и малим Мг, све док збир садржаја Зн и Мг није већи од 7%, легура има добру отпорност на корозију под напоном. Склоност легуре за заваривање опада са повећањем садржаја Мг.
Количине у траговима додатих елемената у Ал-Зн-Мг легурама укључују Мн, Цр, Цу, Зр и Ти, а главне нечистоће укључују Фе и Си.
Мн и Цр: Додавање Мн и Цр може побољшати отпорност легуре на корозију под напоном. Садржај Мн је 0.2%~
На {{0}}.4%, ефекат је значајан. Ефекат додавања Цр је већи од додавања Мн. Ако се Мн и Цр додају истовремено, ефекат смањења склоности корозији под напоном биће бољи. Одговарајућа количина доданог Цр је 0.1%~0.2%.
Зр: Зр може значајно побољшати заварљивост А{{0}}Зн-Мг легура. Када се 0.2% Зр дода легури АлЗн5Мг3Цу0.35Цр0.35, пукотине од заваривања се значајно смањују. Зр такође може повећати коначну температуру рекристализације легуре. У легури АлЗн4.5Мг1.8Мн0.6, када је садржај Зр већи од 0.2%, коначна температура рекристализације легуре је изнад 500 степени. Стога, материјал и даље задржава своју снагу након гашења. Деформисано ткиво. Додавање 0,1% до 0,2% Зр легурама Ал-Зн-Мг које садрже Мн такође може побољшати отпорност легуре на корозију под напоном, али Зр има мањи ефекат од Цр.
Ти: Додавање Ти легури може побољшати величину зрна легуре у ливеном стању и побољшати заварљивост легуре, али је његов ефекат мањи од ефекта Зр. Ако се Ти и Зр додају истовремено, ефекат је бољи. У легури АлЗн5Мг3Цр0.3Цу0.3 са садржајем Ти од 0.12%, када садржај Зр прелази 0.15%, легура има добар заварљивост и издужење, и може постићи исти ефекат као када се само дода више од 0.2% Зр. Ти такође може повећати температуру рекристализације легуре.
Цу: Додавање мале количине Цу легурама Ал-Зн-Мг може побољшати отпорност на корозију под напоном и затезну чврстоћу. Међутим, заварљивост легуре је смањена.
Фе: Фе може смањити отпорност легуре на корозију и механичка својства, посебно за легуре са високим садржајем Мн. Према томе, садржај Фе треба да буде што је могуће нижи, а његов садржај треба да буде ограничен на мање од 0,3%.
Си: Си може смањити чврстоћу легуре, мало смањити перформансе савијања и повећати тенденцију пукотина од заваривања. Садржај Си у легури треба да буде ограничен на мање од 0.3%.
② Ал-Зн-Мг-Цу легура Ал-Зн-Мг-Цу легура је легура која се обрађује топлотом. Главни елементи за јачање су Зн и Мг. Цу такође има одређени ефекат јачања, али његова главна функција је да побољша отпорност материјала на корозију.
Зн и Мг: Зн и Мг су главни елементи за јачање. Када коегзистирају, формираће η (МгЗн2) и Т (Ал2Мг2Зн3) фазе. η фаза и Т фаза имају велику растворљивост у АИ и драматично се мењају са порастом и падом температуре. Растворљивост МгЗн₂ на еутектичкој температури је 28%, што је смањено на 4%~5% на собној температури. Има снажан ефекат јачања старења. Повећање садржаја Зн и Мг може значајно побољшати снагу и тврдоћу, али ће смањити пластичност, отпорност на корозију под напоном и жилавост лома.
Цу: Када је Зн/Мг већи од 2,2 и садржај Цу већи од Мг, Цу и други елементи могу произвести ојачану С (ЦуМгАлз) фазу како би повећали чврстоћу легуре, али у супротном случају, могућност постојање С фазе је веома мало. Цу може смањити потенцијалну разлику између границе зрна и интрагрануларног, а такође може променити структуру фазе преципитата и побољшати фазу преципитата на граници зрна, али има мали утицај на ширину зоне неталожења границе зрна. Може инхибирати тенденцију интергрануларног пуцања, чиме се побољшава отпорност легуре на корозију под напоном. Међутим, када је садржај Цу већи од 3%, отпорност легуре на корозију се погоршава. Цу може повећати презасићеност легуре, убрзати процес вештачког старења легуре између 100 и 200 степени Ц, проширити стабилан температурни опсег ГП зоне и побољшати затезну чврстоћу, пластичност и чврстоћу на замор. У опсегу где садржај Цу није превисок, отпорност на замор од цикличког деформисања и жилавост лома се повећавају са повећањем садржаја Цу, а брзина раста прслина се смањује у корозивном медију, али додавање Цу има тенденцију за производњу интергрануларне корозије и јамичасте корозије. Утицај Цу на жилавост лома повезан је са односом Зн/Мг. Када је однос мали, што је већи садржај Цу, то је лошија жилавост; када је однос велики, чак и ако је садржај Цу висок, жилавост је и даље веома добра.
У легури постоји и мала количина елемената у траговима као што су Мн, Цр, Зр, В, Ти, Б. Фе и Си су штетне нечистоће у легури, а њихове интеракције су следеће.
Мн, Цр: Додавање мале количине прелазних елемената као што су Мн и Цр има значајан утицај на структуру и својства легуре. Ови елементи могу произвести дисперговане честице током хомогенизационог жарења ингота, спречити миграцију дислокација и граница зрна, чиме се повећава температура рекристализације, ефикасно спречава раст зрна, рафинирање зрна и осигурава да структура остане нерекристализована или делимично рекристализована након топлотна обрада и термичка обрада, тако да је побољшана чврстоћа уз бољу отпорност на корозију. У смислу побољшања отпорности на корозију под напоном, додавање Цр је боље од додавања Мн.
Зр: Недавно је постојао тренд замене Цр и Мн са Зр. Зр може значајно повећати температуру рекристализације легуре. Било да се ради о топлој деформацији или хладној деформацији, нерекристализована структура се може добити након топлотне обраде. Зр такође може побољшати каљивост легуре, заварљивост, жилавост на лом, отпорност на корозију, итд. Зр је врло обећавајући адитивни елемент у траговима у Ал-Зн-Мг-Цу легурама.
Ти и Б: Ти и Б могу да рафинишу зрна легуре у ливеном стању и да повећају температуру рекристализације легуре.
Фе и Си: Фе и Си су незаобилазне штетне нечистоће у легурама алуминијума 7КскКс, које углавном потичу од сировина, као и алата и опреме који се користе за топљење и ливење. Ове нечистоће углавном постоје у облику тврдог и крхког ФеАл: и слободног Си. Ове нечистоће такође могу да формирају груба једињења као што су (ФеМн)Алс, (ФеМн)Си2Алс, Ал(ФеМнЦр) са Мн и Цр. ФеАл3 има ефекат рафинирања зрна, али има већи утицај на отпорност на корозију. Како се садржај нерастворне фазе повећава, повећава се и запремински удео нерастворне фазе. Ове нерастворљиве друге фазе ће се сломити и издужити током деформације, што ће резултирати тракастом структуром, а честице су распоређене у правој линији дуж правца деформације. Пошто су честице нечистоћа распоређене унутар зрна или на границама зрна, током пластичне деформације на неким границама честица-матрица настају поре, што резултира микропукотинама, које постају извор макропрслина. Поред тога, има велики утицај на брзину раста заморних пукотина. Има одређени ефекат смањења локалне пластичности током уништавања. Повећање броја нечистоћа скраћује растојање између честица, чиме се смањује флуидност пластичне деформације око врха прслине. Пошто је фазу која садржи Фе и Си тешко растворити на собној температури, она игра улогу зареза и лако постаје извор пукотина, узрокујући ломљење материјала, што има веома негативан утицај на издужење, посебно на жилавост лома. легура. Због тога се при пројектовању и производњи нових легура строго контролише садржај Фе и Си. Поред употребе металних сировина високе чистоће, током процеса топљења и ливења се предузимају и неке мере како би се спречило мешање ова два елемента у легуру.