AlZn5.5MgCu铝合金在汽车轻量化部件制造的应用

　　AlZn5.5MgCu铝合金(7000系)的用途及特性分析

　　AlZn5.5MgCu是一种高强度的7000系铝合金，也称为航空铝或超硬铝，以其zhuoyue的强度/重量比著称。

　　AlZn5.5MgCu实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　AlZn5.5MgCu铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/cm3

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　核心特性

　　机械性能

　　超高强度: 经T6热处理后抗拉强度可达500-570MPa

　　高屈服强度: 通常可达450-500MPa

　　良好韧性: 断裂伸长率约8-12%

　　高硬度: 可达HB150-170

　　物理特性

　　密度: 约2.8g/cm³

　　导热系数: 约130W/(m·K)

　　热膨胀系数: 23.6×10⁻⁶/°C(20-100°C)

　　电导率: 约30-35%IACS

　　特殊性能

　　优良的疲劳强度: 适合承受循环载荷

　　应力腐蚀敏感性: 需注意热处理工艺控制

　　可加工性: 切削性能良好但刀具磨损较快

　　主要应用领域

　　1. 航空航天工业

　　飞机结构件: 机身框架、翼肋、桁条等

　　航天器部件: 火箭燃料箱、卫星结构件

　　直升机部件: 旋翼系统组件

　　2. 交通运输

　　高铁车身结构: 用于强度要求高的部位

　　赛车零部件: 悬挂部件、底盘构件

　　重型卡车: 轻量化结构件

　　3. 装备

　　装甲车辆: 轻型装甲结构

　　导弹壳体: 弹体结构件

　　军用设备支架

　　4. 高端工业

　　模具制造: 高强度塑料模具

　　机械零件: 需要高强轻质的部件

　　运动器材: 高端自行车架、登山装备

　　热处理工艺

　　固溶处理(T4):

　　温度: 465-480°C

　　保温时间: 1小时/25mm厚度

　　快速淬火(水冷)

　　人工时效(T6):

　　单级时效: 120°C×24小时

　　双级时效: 105°C×8h + 165°C×8h(改善抗应力腐蚀性)

　　回归再时效(RRA):

　　特殊工艺可进一步提高性能

　　加工注意事项

　　1. 切削加工

　　推荐使用金刚石涂层刀具

　　切削速度: 200-300m/min

　　进给量: 0.1-0.2mm/rev

　　使用切削液延长刀具寿命

　　2. 焊接工艺

　　可焊性一般，推荐使用:

　　摩擦搅拌焊(FSW)

　　变极性TIG焊

　　需使用ER5356或ER5183焊丝

　　焊后需重新热处理

　　3. 表面处理

　　阳极氧化: 可提高耐蚀性

　　化学转化膜: 铬酸盐处理

　　喷涂: 需特殊前处理

　　典型牌号对照

　　标准对应牌号

　　ISOAlZn5.5MgCu

　　EN AWEN AW-7075

　　ASTMAA7075

　　GB7A09(原LC9)

　　与常用铝合金对比

　　特性AlZn5.5MgCu60612024

　　抗拉强度(MPa)500-570310470

　　屈服强度(MPa)450-500275325

　　伸长率(%)8-1212-1710-12

　　主要优点超高强度综合性能好耐疲劳

　　主要缺点耐蚀性一般强度较低难焊接

　　使用限制

　　不推荐用于:

　　长期暴露于腐蚀环境

　　温度超过120°C的场合

　　未经保护的海水环境

　　设计注意:

　　避免应力集中

　　考虑疲劳因素

　　厚度方向性能差异