QC-7铝合金圆棒的热处理工艺

　　QC-7圆棒铝合金全面解析

　　1. 基本介绍

　　QC-7是美国铝业公司(Alcoa)开发的一种高强高韧铝合金，属于Al-Zn-Mg-Cu系7000系列铝合金的改进型。该合金特别强调强度与韧性的平衡，在航空航天和军事领域有重要应用。

　　QC-7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%

　　QC-7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)

　　3. 核心特性

　　3.1 机械性能

　　超高强度：T6状态抗拉强度可达570-620MPa

　　优异韧性：断裂韧性KIC≥30MPa·m¹/²

　　良好疲劳性能：10⁷周次疲劳强度≥200MPa

　　高比强度：强度/重量比优于钛合金

　　3.2 物理特性

　　密度：2.82g/cm³

　　弹性模量：72GPa

　　热膨胀系数：23.2×10⁻⁶/°C(20-100°C)

　　导热系数：157W/(m·K)

　　3.3 特殊性能

　　优良的抗应力腐蚀性能

　　良好的高温稳定性(工作温度可达150°C)

　　优异的抗弹性能(用于装甲材料)

　　4. 热处理工艺

　　4.1 标准热处理流程

　　固溶处理：475±5°C/1-2小时(根据厚度)

　　淬火：水淬(20-30°C水温)

　　时效处理：

　　T6状态：120°C/24小时

　　T73状态：105°C/8h + 165°C/18h

　　4.2 特殊热处理

　　双级时效(T76)：改善应力腐蚀抗力

　　回归再时效(RRA)：同时提高强度和韧性

　　5. 主要应用领域

　　5.1 航空航天

　　飞机主承力结构件(机翼大梁、机身框架)

　　航天器燃料贮箱

　　直升机旋翼系统

　　5.2 军事装备

　　装甲车辆防护组件

　　导弹壳体结构

　　军用无人机承力部件

　　5.3 高端工业

　　大型精密模具

　　重型机械关键部件

　　海洋平台结构件

　　6. 加工技术要点

　　6.1 机加工参数

　　加工方式切削速度(m/min)进给量(mm/rev)切削深度(mm)

　　车削150-2500.1-0.31-5

　　铣削200-3500.05-0.151-3

　　钻孔30-500.1-0.2-

　　6.2 焊接工艺

　　摩擦焊(FSW)：佳焊接方式

　　电子束焊：用于精密部件

　　MIG焊：需专用焊丝(ER5356)

　　7. 与其他合金对比

　　特性QC-7707570502024

　　抗拉强度(MPa)570-620500-550520-570400-450

　　延伸率(%)10-128-1010-1212-18

　　断裂韧性(MPa·m¹/²)≥3022-2528-3225-28

　　应力腐蚀阈值(MPa)300250280150

　　切削加工性优良良好良好中等

　　8. 使用注意事项

　　应力消除：精密加工前需进行190°C/3h去应力处理

　　腐蚀防护：建议进行阳极氧化或喷涂处理

　　库存管理：应存放在干燥环境中，防止晶间腐蚀

　　热处理控制：严格遵循工艺曲线，防止过时效

　　废料回收：需单独分类回收，避免与其他铝合金混杂

　　9. 典型产品规格

　　直径(mm)长度(mm)公差等级供应状态

　　20-501000-3000h9T651

　　50-1001000-4000h10T7351

　　100-2001000-5000h11T7651

　　QC-7铝合金凭借其优异的综合性能，已成为航空航天和军事领域的关键材料，特别适用于对强度、韧性和可靠性要求极高的应用场景。