Placa de aluminio 7075: características de la aleación y mecanismo de refuerzo
La placa de aluminio 7075 pertenece a laSerie Al-Zn-Mg-Cu de aleaciones de aluminio de ultra-alta-resistencia. Su resistencia excepcional se deriva de una composición química cuidadosamente equilibrada combinada con procesos precisos de tratamiento térmico.
Entre sus principales elementos de aleación,zinc (Zn)desempeña el papel dominante de fortalecimiento. Junto conmagnesio (Mg)ycobre (Cu), el zinc forma compuestos intermetálicos de alta-resistencia, comoMgZn₂yAl₂CuMg.
Después del tratamiento térmico de la solución y el envejecimiento, estas fases de refuerzo se dispersan fina y uniformemente dentro de la matriz de aluminio, mejorando significativamente la resistencia mecánica. Además, la adición controlada decromo (Cr)refina la estructura del grano, mejorando aún más el rendimiento mecánico y mejorando la resistencia a la corrosión.
La aleación de aluminio 7075 se caracteriza por unaalto ratio de rendimiento, lo que significa que su límite elástico está cerca de su resistencia a la tracción, así como un excelenterelación fuerza-a-peso. Sus propiedades mecánicas permanecen estables a temperatura ambiente y a temperaturas inferiores.120 grados. Sin embargo, la aleación exhibe una ductilidad relativamente baja y una resistencia reducida a las altas-temperaturas. Por lo tanto, se requieren tratamientos térmicos específicos para lograr un equilibrio óptimo entre resistencia y plasticidad. Entre estos,T6 y T651son las condiciones más utilizadas y representativas.
Comparación de las propiedades mecánicas principales: 7075 T6 frente a 7075 T651
Las diferencias de rendimiento entre7075 T6yPlaca de aluminio 7075 T651originan de variaciones sutiles en sus procesos de tratamiento térmico. La siguiente comparación se basa enEspesor de chapa de 1 a 10 mm, una gama comercial común, con referencia a estándares comoGB/T 3190-2020yASTM B209, así como datos de pruebas prácticas.
1. Resistencia a la tracción (σb)
7075 T6: Mayor o igual que540MPa
7075 T651: Mayor o igual que550MPa
T651 exhibe una resistencia a la tracción ligeramente mayor, principalmente debido al proceso de preestiramiento, que refina la distribución del precipitado y mejora la resistencia general.
2. Límite elástico (0,2% de tensión de prueba, σs)
7075 T6: Mayor o igual que480 MPa
7075 T651: Mayor o igual que485 MPa
Ambos templados muestran valores de límite elástico muy similares. Sin embargo, T651 ofrece una mejor consistencia en el límite elástico, lo que lo hace más adecuado para la fabricación de precisión a gran-escala.
3. Elongación después de la fractura (δ)
7075 T6: Mayor o igual que8%
7075 T651: Mayor o igual que6%
El alargamiento es el indicador clave de la ductilidad. T6 proporciona una mejor plasticidad, mientras que T651 sacrifica algo de alargamiento debido al proceso de estiramiento de alivio de tensión-.
4. Dureza (HBW)
7075 T6: 145-150 HBW
7075 T651: 150–155 HBW
Los niveles generales de dureza son comparables. La ventaja del T651 radica en su distribución de dureza más uniforme, lo que reduce el riesgo de variaciones de dureza localizadas durante el mecanizado y el servicio.
5. Módulo elástico (E)
Ambos temperamentos:71 GPa
Como ambos pertenecen al mismo sistema de aleación de aluminio 7075, su módulo elástico es idéntico, lo que garantiza un comportamiento elástico constante bajo carga.
6. Resistencia a la fatiga (σ₋₁)
7075 T6: ~ 155 MPa
7075 T651: ~ 175 MPa
Gracias a una menor tensión residual, T651 demuestra una resistencia a la fatiga significativamente mejorada. Esto lo hace particularmente adecuado para placas estructurales sometidas a cargas cíclicas o repetidas.
7. Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
7075 T6: Resistencia moderada
7075 T651: Excelente resistencia
El proceso de alivio de tensión de pre-estiramiento-en T651 mejora en gran medida su resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión, especialmente en ambientes húmedos, marinos o con rocío de sal-.
Nota:
Cuando el espesor de la placa excede10 milímetros, tanto T6 como T651 experimentan una ligera reducción en la resistencia (por ejemplo, la resistencia a la tracción disminuye a Mayor o igual a530MPapara espesores de 10 a 50 mm). Sin embargo, la diferencia relativa de rendimiento entre los dos temperamentos sigue siendo constante. Para espesores superiores50mm, se requieren procesos especiales de laminación y tratamiento térmico, lo que da como resultado una reducción más notable de la resistencia.
