QC-7铝合金的疲劳寿命对比测试

　　QC-7铝合金：航空航天与专用高强度合金

　　一、基础介绍

　　QC-7是美国铝业公司(Alcoa)开发的一种超高强度铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系合金，专为航空航天和国防领域设计。

　　QC-7化学成分

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.50

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.8～5.5

　　锌 Zn：≤0.20

　　锰 Mn：0.30～0.6

　　铁 Fe： 0.000～ 0.500

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.10

　　QC-7力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥180

　　屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110

　　伸长率 δ5 (%)：≥14

　　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)≤150

　　三、力学性能

　　状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)断裂韧性(MPa√m)

　　T6580-620520-55010-1228-32

　　T73540-570480-51012-1435-38

　　四、突出特性

　　超高强度：强度接近某些钢材水平

　　优异韧性：KIC值高于同类铝合金15-20%

　　良好耐蚀性：特别是T73状态抗应力腐蚀性能突出

　　加工性能：

　　固溶状态成形性良好

　　机加工性能指数为2024合金的85%

　　五、典型应用

　　航空航天：

　　飞机机身框架和蒙皮

　　导弹壳体结构件

　　卫星支撑结构

　　装备：

　　装甲车辆部件

　　轻型火炮构件

　　单兵武器部件

　　特殊领域：

　　赛车底盘

　　高性能自行车车架

　　深海探测设备

　　六、热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：475±5°C

　　时间：1-2小时(根据厚度)

　　冷却：水淬(转移时间<15秒)

　　时效处理：

　　阶段：107°C×8h

　　第二阶段：163°C×16h

　　T6状态：120°C×24h

　　T73状态：

　　七、焊接特性

　　可焊性等级：B级(有限可焊)

　　推荐工艺：

　　变极性等离子弧焊(VPPAW)

　　搅拌摩擦焊(FSW)

　　焊后处理：

　　必须重新固溶+时效

　　焊接效率系数：0.7-0.8

　　八、使用注意事项

　　加工要点：

　　建议使用硬质合金刀具

　　切削速度：200-300m/min

　　进给量：0.1-0.2mm/r

　　防腐措施：

　　建议采用Alclad处理

　　铬酸阳极氧化优于阳极氧化

　　设计准则：

　　避免应力集中设计

　　小弯曲半径≥3t(板材厚度)

　　九、市场现状与发展

　　供应形式：

　　板材：0.5-150mm

　　锻件：大投影面积2.5m²

　　挤压型材：复杂截面可达

　　研发方向：

　　增材制造专用粉末开发

　　纳米晶化处理研究

　　复合材料界面优化

　　QC-7铝合金代表了当前铝合金材料的高强度水平之一，在需要极高强度重量比的领域具有的优势，但其较高的成本和复杂的加工工艺也限制了其更广泛的应用。