La lámina y placa 7075 es la aleación de aluminio con soporte de cobre-de alta resistencia- que la mayoría de los ingenieros utilizan cuando una pieza debe ser liviana y estar muy cargada al mismo tiempo. Su resistencia se acerca a la de algunos aceros con aproximadamente un tercio del peso, pero también es la familia de aleaciones en la que la selección del temple tiene las mayores consecuencias, porque los temples más fuertes son los menos resistentes al agrietamiento por corrosión bajo tensión-. Por lo tanto, comprender lo que realmente significan T6, T651 y T7351 es una decisión de diseño, no un detalle de compra.
Designaciones de temperamento decodificadas
Las designaciones siguen el sistema de templado del Estándar Nacional Estadounidense, ANSI H35.1, y son las mismas que figuran en ASTM B209/B209M. T6 significa solución tratada térmicamente y luego envejecida artificialmente hasta alcanzar su máxima resistencia. T651 agrega un paso-de alivio de tensión: después del enfriamiento, el producto se estira en una cantidad controlada para introducir una deformación permanente, lo que alivia la tensión interna y reduce en gran medida la distorsión cuando una pieza se mecaniza a partir de una placa gruesa. T7351 es la misma ruta de procesamiento con una condición deliberadamente sobreenvejecida, intercambiando una cantidad modesta de resistencia por una resistencia mucho mejor al agrietamiento por corrosión bajo tensión y a la exfoliación. La placa pesada casi siempre se pide en T651 o T7351, porque la placa T6 no tiene alivio de tensión y se moverá durante el mecanizado.
Límites de composición
| Elemento | Límite (% de masa) | Función |
|---|---|---|
| zinc | 5.1-6.1 | Adición de refuerzo principal |
| magnesio | 2.1-2.9 | Forma el precipitado que refuerza con el zinc. |
| Cu | 1.2-2.0 | Aumenta la fuerza, reduce la resistencia a la corrosión. |
| cr | 0.18-0.28 | Estructura del grano, mejora el comportamiento de corrosión-estrés |
| fe | 0,50 máximo | Impureza, controlada por dureza. |
| Si | 0,40 máx. | Impureza |
| Minnesota | 0,30 máx. | Impureza |
| Ti | 0,20 máx. | refinador de granos |
| Otros | Cada 0,05 máx., total 0,15 máx. | - |
| Alabama | Resto | Balance |
Fuerza y propiedades físicas
| Propiedad, temperatura ambiente | 7075-T6 / T651 | 7075-T7351 |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción típica | aproximadamente. 572 MPa (83 ksi) | aproximadamente. 505 MPa (73 ksi) |
| Límite elástico típico del 0,2 % | aproximadamente. 503 MPa (73 ksi) | aproximadamente. 435 MPa (63 ksi) |
| Alargamiento típico, 2 pulg. | aproximadamente. 11 % | aproximadamente. 10 % |
| Densidad | 2,81 g/cm3 | 2,81 g/cm3 |
| módulo elástico | aproximadamente. 71.7 GPa | aproximadamente. 71.7 GPa |
Estos son valores típicos publicados para los temperamentos. Los valores mínimos garantizados dependen de la forma, el espesor y la dirección del producto y están tabulados en ASTM B209/B209M; un certificado de conformidad debe leerse respecto de esos mínimos y no de cifras típicas. El tratamiento térmico en sí está sujeto a la práctica aeroespacial, para la cual la especificación de tratamiento térmico AMS para materias primas de aleaciones de aluminio es la referencia contractual habitual.
Estrés-Comportamiento de corrosión y exfoliación
7075 en el temple T6 es el ejemplo clásico de una aleación de alta-resistencia que no es adecuada para tensiones de tracción sostenidas en un ambiente corrosivo, especialmente cuando la tensión actúa a través de la dirección transversal corta-de una sección gruesa. El sobreenvejecimiento para T73 y el producto estirado T7351 asociado se desarrolló específicamente para eliminar esa limitación a un costo de aproximadamente el diez por ciento de la resistencia a la tracción. Las pruebas que deciden la aceptación son ASTM G47 para susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión-, ASTM G34, la prueba de corrosión por exfoliación conocida como EXCO y ASTM G44 para exposición por inmersión alternativa. En la producción, el temperamento también se verifica de forma no-destructiva mediante la medición de la conductividad eléctrica utilizando el método de corrientes parásitas-de ASTM E1004, porque la condición T73 sobreenvejecida tiene una conductividad claramente más alta que la condición T6. Esa verificación de conductividad es una útil herramienta de inspección entrante-para cualquier taller que mecanice 7075.
Mecanizado, conformado y acabado
La aleación se mecaniza bien y es un pilar del mecanizado de piezas estructurales a alta-velocidad, con herramientas de carburo, abundante refrigerante y atención a la evacuación de virutas. El control de la distorsión es más importante que los parámetros de corte: la placa T651 o T7351 con alivio de estiramiento-, la eliminación simétrica de material y el alivio de tensión-intermedio donde se eliminan grandes cantidades de material. 7075 normalmente no se suelda por fusión; el contenido de cobre hace que la aleación sea propensa a agrietarse y la zona afectada por el calor-pierde resistencia, por lo que las piezas se unen mecánicamente o, cuando la soldadura es inevitable, se selecciona una familia de aleaciones completamente diferente. El conformado en los temples envejecidos se limita a radios suaves, y las piezas que deben doblarse mucho generalmente se moldean en una condición más blanda y se tratan térmicamente después. Los recubrimientos anódicos duros según MIL-A-8625 Tipo III se aplican de forma rutinaria y brindan una excelente resistencia al desgaste; Se utiliza un recubrimiento de conversión sin cromato-donde se requiere protección contra la corrosión sin acumulación.
Aplicaciones típicas
Las aplicaciones incluyen accesorios para aeronaves, soportes y clips estructurales, componentes de accionamiento, engranajes y ejes, cuerpos de herramientas y accesorios, cavidades de moldes, estructuras de aviones de drones y vehículos-no tripulados, componentes de alto-rendimiento para bicicletas y motocicletas, y cualquier pieza mecanizada sometida a grandes esfuerzos donde el ahorro de peso tiene valor. En todos ellos, la decisión sobre el temperamento se deriva del estado de tensión y del entorno, más que de la resistencia únicamente: las piezas cargadas continuamente en tensión en una atmósfera corrosiva deben especificarse en la placa T7351, mientras que las piezas que están protegidas, cargadas en compresión o cargadas solo a corto plazo pueden usar T6 o T651.
Preguntas frecuentes
Q:¿Cuál es la diferencia entre 7075-T6 y 7075-T651?
R: Tienen esencialmente la misma fuerza. El producto T651 alivia la tensión mediante el estiramiento después del enfriamiento, lo que reduce la tensión interna y la distorsión durante el mecanizado. La placa gruesa para piezas de precisión normalmente se especifica como T651.
Q:¿Por qué elegir el T7351 cuando es más débil que el T6?
R: Porque el T7351 es mucho más resistente al agrietamiento por corrosión bajo tensión-y a la exfoliación. En secciones gruesas bajo tensión de tracción sostenida en un ambiente corrosivo, el temple sobreenvejecido es la elección de ingeniería correcta a pesar de perder aproximadamente el diez por ciento de la resistencia a la tracción.
Q:¿Se puede soldar el 7075?
R: Normalmente no se suelda por fusión. La aleación es sensible a las grietas y la zona afectada por el calor-está gravemente debilitada. Se prefiere la fijación mecánica o se selecciona una familia de aleaciones diferente para los conjuntos soldados.
Q:¿Cómo puedo verificar el temperamento de la placa entregada?
R: Midiendo la conductividad eléctrica con el método de corrientes parásitas-de ASTM E1004. La condición T73 sobreenvejecida se distingue claramente de la condición T6, y las comprobaciones de conductividad se utilizan ampliamente como una pantalla de inspección-de entrada rápida.
Q:¿Qué pruebas de corrosión se aplican a los templados 7075?
R: ASTM G47 para fisuración por corrosión bajo tensión-, ASTM G34 para corrosión por exfoliación y ASTM G44 para exposición por inmersión alternativa son los métodos estándar a los que se hace referencia cuando se debe demostrar el comportamiento corrosivo del templado.
Q:¿Qué temples están disponibles tanto en chapa como en chapa?
R: Las láminas delgadas se suministran comúnmente en T6, mientras que las placas de aproximadamente 0,250 pulgadas (6,35 mm) en adelante se almacenan principalmente en los temples estirados T651 y T7351, porque esas son las formas en las que se requiere estabilidad dimensional después del mecanizado.
