第二代超硬铝的精英7475合金

西铝—西铝铝产业电讯：在7XXX系合金中，如果7075合金是第 一代，那么7175、7475合金可认为是第二代。7175合金1957年11月在美国铝业协会注册，而7475合金的注册日期为1969年9月，它们的成形相差12年，都是美国铝业公司（现名奥科宁克铝业公司）研发的。

在7XXX系合金中，杂质Fe和Si不仅对强度和抗蚀性有害，还能与Mn、Cu形成有害于KIC(断裂韧性)的夹杂相Al7Cu2Fe、Al2(FeMn)3Cu2、Al6(FeMn)和Al3（FeMn）等，因此，近30多年来硬铝与超硬铝的发展路线是向着高纯的目标大步迈进，杂质含量一代比一代的少，同时还大幅度地降低了可形成脆性夹杂相的Mn，这就保证了合金有高的塑性和断裂韧性，例如7075合金的Mn含量为≤0.30%，而7475合金的为≤0.06%，下降了0.24个百分点，即下降了76%，因而7475合金在断裂韧性方面成为超硬铝中的一代天骄，它的强度与断裂韧性的zui佳匹配是现有铝合金从未达到过的。

7475合金薄板供应状态为O、T6和T76，厚板以T651、T7651、T7351状态供应。T76状态材料和T6材料相比，提高了抗腐蚀性能特别是抗剥落腐蚀性能，断裂韧性也提高了16%——33%，但抗拉强度Rm 却下降了4%——6%；T7651材料的抗剥落腐蚀性能和抗应力腐蚀开裂性能比T651材料的高，同时断裂韧性KIC高7%——10%，但是抗拉强度Rm却相应地下降了约10%；T7351材料的抗应力腐蚀开裂性能比T651材料的高得多，同时断裂韧性也高了13%——27%，不过抗拉强度Rm却下降了约12%。

7475合金主要用于制造航空器的高强度、中等疲劳强度和高断裂韧性结构件如机翼蒙皮、机身蒙皮、隔框等，大大提高了飞机的安全性，延长了服役年限。7475合金也是一种温室超硬铝，其强度性能也会随着温度升高而下降，因此不可以在＞125℃的场合长期使用。

7475合金有良好的工艺塑性，还有超塑性，薄板在退火状态O和固溶处理状态W具有相当好的成形性能。对合金可采用常规熔炼铸造设备生产。应根据零件的工作条件和受力情况选用不同状态的材料制造；T6和T651材料适于制造对抗应力腐蚀开裂性能无特殊要求的高强度高断裂韧性的结构件即高强度韧零部件；T76和T7651材料适于制造耐剥腐蚀的高强韧零部件；T7351状态材料适用于制造耐应力腐蚀开裂的高强韧结构件。

对于形状复杂的零件zui好用细晶粒组 织的7475合金薄板超塑工艺成形。7475-T76包铝薄板已用于制造飞机机翼蒙皮，O状态薄板成形后再淬火过时效成T76状态是制造飞机机身加强版的材料，T7351厚板是制造飞机接头和机身梁等的好材料。

7475合金的熔化温度477℃——638℃，有良好的抗氧化性能，它的耐一般腐蚀性能与7075合金的相当。T76和T7651状态板材有高的抗剥落腐蚀性能，T7351状态材料有好的耐应力腐蚀开裂性能。

7475合金的组 织由3类粒子组成：

粗大的难熔的第二相质点，在铸造过程中形成，促进材料断裂，在拉应力作用下，容易形成裂纹。在这些粗大的相中，zui主要的是呈杆状的Al7Cu2Fe，属简单的四方结构；在均匀化退火过程中形成的中等尺寸弥散相，能提高合金的再结晶温度，并能阻碍晶粒长大，它们是Al18Mg3Cr2，呈三角杆状、球状，还有针状的，面心立方结构；第三类是尺寸细小的时效强化相，形成于时效过程中，对合金强化起着重要的作用。时效温度＜200℃时，强化相析出序列：GP区→η'相 →η相，不出现T相。η相还可以沿E相形核长大。晶界内析出的η相与基地无取向关系。大角晶界处析出的η相尺寸细小，量多且聚于一体；小角晶界处η相的尺寸大，不均匀地疏散地分布着。

7475-O材料有良好的成形性，与2024-O合金的相当。7475-W材有良好的成形性，但停放过程中会产生时效硬化作用，降低可成形性，若保持在-18℃以下的环境中，可在15d内保持着与O状态材料等同的可成形性。T6与T76材料的可成形性低，若加热到一定温度可显著改善其成形性。7475合金仅适于电阻焊，不可以熔焊。7475合金的表面处理工艺与其他铝合金的大体相同。固溶与时效处理材料有良好的可切削性能

（重庆西铝信达铝产业股份有限公司宣传部整理供稿）

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