Introduction
Dans les domaines de l'aérospatiale, des équipements de défense et de la fabrication de moules haut de gamme, les exigences relatives aux matériaux ne se limitent jamais à « assez bien », mais plutôt à « l'ultime ».
La plaque d'aluminium 7050 est exactement le matériau né pour cette demande « extrême ».
En tant qu'alliage d'aluminium ultra-dur de troisième génération de la série Al-Zn-Mg-Cu, le 7050 est devenu l'une des plaques d'alliage d'aluminium les plus fiables dans le domaine des composants structurels aérospatiaux mondiaux depuis son enregistrement par l'Aluminum Association (AA) aux États-Unis en 1971. Il est non seulement réputé pour sa résistance élevée à la traction pouvant atteindre 552 MPa, mais s'appuie également sur sa résistance exceptionnelle à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) et son excellente ténacité à la rupture pour devenir le matériau de base des composants porteurs clés, tels que les longerons d'aile et les cadres de fuselage du gros avion de passagers C919.
Introduction à la plaque d'aluminium 7050
La plaque d'aluminium 7050 est un alliage d'aluminium corroyé à haute résistance et pouvant être traité thermiquement, appartenant à la série 7000 (série Al-Zn-Mg-Cu) des alliages d'aluminium ultra-durs.
Sa désignation standard a été officiellement enregistrée auprès de l'Aluminum Association (AA) en 1971. La norme nationale chinoise GB/T 3190 l'a également incluse, avec le code standard général international ISO AlZn6CuMgZr et le numéro UNS A97050.
L'alliage d'aluminium 7050 possède quatre propriétés fondamentales qui le rendent irremplaçable dans les domaines industriels haut de gamme :
- Haute résistance
- Haute ténacité à la rupture
- Excellente résistance à la corrosion sous contrainte
- Faible sensibilité à la trempe
Plaques d'aluminium 7050 les plus vendues
L'état de livraison de la plaque d'aluminium 7050 détermine directement ses propriétés mécaniques et ses scénarios d'application. Choisir le bon état (temper) est la clé des décisions d'achat.
Plaque d'aluminium 7050 état O
Entièrement recuit, dureté la plus faible, avec une résistance généralement inférieure à 280 MPa. Convient aux pièces nécessitant un formage et un traitement complexes.
Plaque d'aluminium 7050 état T6
Traité thermiquement par mise en solution + vieilli artificiellement. Possède la résistance la plus élevée, avec une résistance à la traction dépassant 570 MPa, mais sa résistance à la corrosion sous contrainte est plus faible que la série T7. Convient aux occasions nécessitant une résistance extrêmement élevée mais dans des environnements corrosifs relativement doux.
Plaque d'aluminium 7050 état T7451
Traité thermiquement par mise en solution + détensionné par étirement + survieilli en deux étapes. Offre les performances globales optimales, équilibrant la résistance, la ténacité à la rupture et les propriétés anti-SCC. Correspondant à l'AMS 4050, c'est l'état préféré pour les plaques épaisses aérospatiales.
Plaque d'aluminium 7050 état T7651
Traité thermiquement par mise en solution + détensionné par étirement + survieilli. Se concentre sur la résistance à la corrosion exfoliante. C'est l'état survieilli le plus résistant avec d'excellentes propriétés anti-corrosion exfoliante, correspondant à l'AMS 4201. Convient aux pièces structurelles nécessitant une résistance supérieure à la corrosion de surface.
Plaque d'aluminium 7050 état T74
Traité thermiquement par mise en solution + survieilli. Une plaque équilibrée qui atteint un équilibre efficace entre résistance, ténacité, performances de fatigue et résistance SCC, particulièrement adaptée aux pièces structurelles épaisses et de grande section. Principalement utilisée pour les pièces forgées à matrice fermée.
Plaque d'aluminium 7050 état T7452
Traité thermiquement par mise en solution + détensionné par compression + survieilli. Soulage les contraintes internes grâce à une déformation en compression de 1 à 5 %. Adapté aux pièces forgées à matrice ouverte (forgeage à la main), il est l'équivalent de forgeage du T7451.
Spécifications de la plaque d'aluminium 7050
Tailles personnalisables
Les plaques d'aluminium 7050 fournies par Worthwill couvrent une gamme complète d'épaisseurs, des tôles fines aux plaques ultra-épaisses, répondant à divers besoins allant de l'usinage de pièces de précision aux plaques épaisses de qualité aérospatiale.
| Dimension | Plage de spécifications |
|---|---|
| Épaisseur | 1 mm - 600 mm |
| Largeur | Max. 2 500 mm |
| Longueur | Max. 10 000 mm |
Tailles de stock courantes
Voici les tailles de stock standard les plus courantes de plaques d'aluminium 7050 sur le marché, qui peuvent être commandées directement sans attendre un cycle de personnalisation :
| Taille standard (Longueur × Largeur) | Plage d'épaisseur applicable |
|---|---|
| 2 000 mm × 1 000 mm | 1 mm - 150 mm |
| 2 500 mm × 1 250 mm | 1 mm - 150 mm |
Pour des spécifications spéciales au-delà des plages de tailles ci-dessus, Worthwill prend en charge la production personnalisée sur demande. Vous êtes invités à fournir des dessins ou des exigences spécifiques.
Tolérances d'épaisseur
Les tolérances d'épaisseur des plaques d'aluminium 7050 sont mises en œuvre conformément à la norme ASTM B209 et aux normes AMS correspondantes. Voici des valeurs de référence typiques :
| Plage d'épaisseur (mm) | Tolérance standard (mm) | Tolérance de précision (mm) |
|---|---|---|
| 1.0 - 3.0 | ±0.13 | ±0.08 |
| 3.0 - 6.0 | ±0.15 | ±0.10 |
| 6.0 - 12.5 | ±0.20 | ±0.13 |
| 12.5 - 25.0 | ±0.30 | ±0.18 |
| 25.0 - 50.0 | ±0.40 | ±0.25 |
| 50.0 - 100.0 | ±0.50 | ±0.38 |
| 100.0 - 200.0 | ±0.80 | ±0.50 |
| Plus de 200.0 | ±1.00 | Sur demande |
Si des tolérances personnalisées plus strictes sont requises (par exemple, pour les plaques d'usinage de précision CNC), veuillez contacter l'équipe technique de Worthwill pour confirmation.
Tolérances de planéité
La planéité est un indicateur crucial affectant la précision de l'usinage, en particulier pour les plaques épaisses et les pièces structurelles de précision :
| Plage d'épaisseur (mm) | Écart de planéité autorisé (mm/m) |
|---|---|
| 6.0 - 12.5 | ≤ 6 |
| 12.5 - 25.0 | ≤ 5 |
| 25.0 - 50.0 | ≤ 4 |
| Plus de 50.0 | ≤ 3 |
Les plaques aux états T7451 et T7651 subissent un processus de pré-étirement. Leur planéité et la libération de leurs contraintes internes sont supérieures à celles des produits non pré-étirés, ce qui en fait le choix préféré pour l'usinage de précision.
États de surface
| État de surface | Description |
|---|---|
| Finition brute de laminage | Surface laminée d'origine, sans traitement supplémentaire |
| Polie | Surface brillante, faible valeur Ra |
| Brossée | Texture unidirectionnelle, finition mate |
| Sablée | Surface de sable uniforme, adhérence de surface accrue |
| Intercalée avec du papier | Papier intercalé entre les plaques pour la protection |
| Film simple face | Film protecteur appliqué sur un côté |
| Film double face | Film protecteur appliqué des deux côtés |
Options de traitement de surface
Après l'expédition, les plaques d'aluminium 7050 peuvent subir divers post-traitements en fonction des exigences du client pour améliorer la dureté, la résistance à l'usure ou l'esthétique.
Anodisation
L'alliage d'aluminium 7050 a une bonne réactivité à l'anodisation et peut subir une anodisation régulière ou une anodisation dure. L'épaisseur du revêtement anodique est généralement de 5 à 25 μm (régulier) ou de 25 à 100 μm (dur), ce qui améliore considérablement la dureté de la surface, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion.
Revêtement
| Type de revêtement | Épaisseur min. | Caractéristiques |
|---|---|---|
| PVDF (Fluorocarbone) | 25 μm | Excellente résistance aux intempéries, convient aux environnements extérieurs et difficiles |
| Polyester (PE) | 18 μm | Très rentable, convient à un usage industriel général |
| Époxy | Sur demande | Forte résistance chimique, convient aux applications anticorrosion |
| Polyuréthane (PU) | Sur demande | Bonne élasticité, convient aux applications nécessitant une résistance aux chocs |
Placage et peinture
Des traitements de placage tels que le nickelage chimique et le chrome dur peuvent être appliqués sur demande pour améliorer encore la dureté de la surface et la résistance à l'usure. Nous prenons également en charge les traitements de peinture/pulvérisation selon les couleurs spécifiées par le client. La dureté du revêtement (dureté au crayon) est ≥2H et l'adhérence n'est pas inférieure au grade 1.
Avantages de la plaque d'aluminium 7050
- Les plaques épaisses ne se déforment pas (avantage exclusif) : Personnalisé pour les grandes pièces épaisses (75-150 mm). La contrainte interne pendant le refroidissement est extrêmement faible, assurant une résistance constante à l'intérieur et à l'extérieur des plaques ultra-épaisses, et garantissant l'absence de gauchissement ou de déformation pendant l'usinage.
- Sécurité et ténacité ultimes : La ténacité dépasse de loin celle de matériaux similaires. Même sous de lourdes charges et des vibrations à haute fréquence, elle peut empêcher efficacement la propagation de micro-fissures, garantissant que les pièces structurelles de base « plient plutôt que de se casser » pour une sécurité absolue.
- Intrépide dans les environnements difficiles : Possède une résistance extrêmement excellente à la rouille et à la corrosion. Même lors d'un service à long terme dans des environnements extrêmes et difficiles comme les conditions marines ou chaudes et humides, elle reste très fiable, réduisant les coûts de maintenance en fin de cycle.
- Taux de rendement d'usinage de très haute précision : Les contraintes résiduelles sont éliminées avant que le matériau ne quitte l'usine. Lors d'usinages complexes tels que le fraisage et la rectification de haute précision, les dimensions sont extrêmement stables, ce qui réduit considérablement le taux de rebut.
- Compatibilité complète des processus : « Pas difficile sur les processus ». Qu'il s'agisse de plaques laminées, de profilés extrudés ou de diverses pièces forgées complexes, elle peut être facilement façonnée pour répondre à divers besoins de production.
Principales différences entre l'aluminium 7050 et aluminium 7075
Le principal élément d'alliage de l'alliage d'aluminium de la série 7000 est le zinc. L'ajout de magnésium (Mg) à un alliage contenant 3 % à 7,5 % de zinc forme la phase MgZn₂, ce qui procure un effet de renforcement significatif. Par rapport au 7075, le 7050 augmente la teneur en Zn et Cu ainsi que le rapport Cu/Mg, et remplace le Cr par du Zr. En conséquence, il possède une résistance, une ténacité à la rupture et une résistance à la corrosion sous contrainte plus élevées.
Parmi les alliages d'aluminium de la série 7000, l'état 7050-T7451 offre d'excellentes performances globales et une résistance élevée. Dans le même temps, en raison de la teneur élevée en éléments d'alliage, cet alliage est sujet à la fissuration lors de la coulée et est largement reconnu dans l'industrie comme l'un des alliages d'aluminium les plus difficiles à couler.
Composition chimique de la plaque d'aluminium 7050
| Élément | Symbole | Min (%) | Max (%) |
|---|---|---|---|
| Aluminium | Al | 87.3 | 90.3 (Reste) |
| Zinc | Zn | 5.70 | 6.70 |
| Cuivre | Cu | 2.00 | 2.60 |
| Magnésium | Mg | 1.90 | 2.60 |
| Zirconium | Zr | 0.08 | 0.15 |
| Fer | Fe | — | 0.15 |
| Silicium | Si | — | 0.12 |
| Manganèse | Mn | — | 0.10 |
| Titane | Ti | — | 0.06 |
| Chrome | Cr | — | 0.04 |
| Autres (Chacun) | — | — | 0.05 |
| Autres (Total) | — | — | 0.15 |
En termes simples, le 7050 est la mise à niveau commerciale parfaite du 7075. En optimisant la formule, il résout à la fois trois problèmes majeurs de la fabrication haut de gamme : « les grandes pièces se déforment facilement, les pièces porteuses se fracturent facilement et une utilisation à long terme entraîne de la corrosion ».
Propriétés de la plaque d'aluminium 7050
Propriétés physiques
| Propriété | Valeur | Unité |
|---|---|---|
| Densité (20℃) | 2.83 | g/cm³ |
| Plage de fusion (Liquidus) | 629 | ℃ |
| Plage de fusion (Solidus) | 488 | ℃ |
| Coefficient de dilatation thermique (20-100℃) | 23.5 | μm/m·K |
| Coefficient de dilatation thermique (20-300℃) | 25.4 | μm/m·K |
| Conductivité thermique (20℃, état T76) | 153-155 | W/m·K |
| Module d'élasticité | 70-71.7 | GPa |
| Coefficient de Poisson | 0.33 | — |
| Conductivité électrique (20℃) | Env. 40-41 | %IACS |
Comparaison des propriétés mécaniques
| État | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) | Allongement (%) | Dureté (HB) | Résistance au cisaillement (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| T73510 / T73511 | 496 | 434 | 12 | 132 | 300 |
| T74 | 530 | 440 | 4.5 | 150 | 310 |
| T7451 | 524-540 | 469-480 | 10-11 | 135 | 310 |
| T7452 | 490 | 390 | 2.2 | — | 280 |
| T7651 | 552-570 | 490-500 | 10-11 | 147 | 324-330 |
Ténacité à la rupture et soudage
Ténacité à la rupture (7050-T7651) : Direction L-T 34 MPa·m½, Direction T-L 31 MPa·m½, Direction S-L 26 MPa·m½.
Propriétés de soudage : Le 7050 ne convient pas au soudage par fusion. Le soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW) ou le soudage à l'arc au gaz métal (GMAW) ne s'appliquent pas à cet alliage, car le soudage provoque généralement une fissuration à chaud. Les connexions structurelles doivent privilégier la fixation mécanique (rivetage, boulonnage) ou le soudage par friction malaxage (FSW).
Principaux domaines d'application
S'appuyant sur ses performances globales exceptionnelles, la plaque d'aluminium 7050 est largement active dans les domaines industriels haut de gamme suivants :
Aérospatiale
- Avions commerciaux et militaires : Largement utilisée dans les composants porteurs clés tels que les longerons d'aile, les cadres de fuselage, les composants de train d'atterrissage.
- Aérospatiale et missiles : Utilisée pour les anneaux forgés de fusées, les principales structures porteuses de satellites et les enveloppes de missiles.
Fabrication de moules
Étant donné que ses performances internes dans les plaques épaisses sont uniformes et que sa capacité anti-déformation et sa stabilité dimensionnelle sont supérieures à celles du 7075, elle est extrêmement adaptée à la fabrication de grands moules de précision (tels que les moules d'injection automobile, les moules de soufflage, les moules à chaussures et les moules de soudage plastique par ultrasons).
Équipement mécanique
Convient aux scénarios nécessitant une résistance élevée, une grande précision et une résistance à la corrosion, notamment : les pièces d'équipement de semi-conducteurs, les roulements de précision, les engrenages, les tables de fraiseuses CNC et divers montages de contrôle.
Autres domaines haut de gamme
- Équipements sportifs : Têtes de clubs de golf et cadres de vélos haut de gamme.
- Automobile et médical : Pièces de structure de carrosserie automobile légères, instruments médicaux à haute résistance.
- Électronique grand public : Boîtiers de produits numériques de précision s'adaptant aux besoins de fabrication de précision.
Normes et spécifications internationales
| N° de spécification AMS | Produit correspondant |
|---|---|
| AMS 4050 | Plaque épaisse 7050-T7451 |
| AMS 4201 | Plaque épaisse 7050-T7651 |
| AMS 4107 | Pièces forgées à matrice fermée 7050-T74 |
| AMS 4108 / AMS 4333 | Pièces forgées 7050-T7452 |
| AMS 4340 / 4341 / 4342 | Extrusions |
Comment choisir la bonne plaque d'aluminium 7050 ?
-
1. Faire correspondre l'état du traitement thermique :
- T7451 (Préféré) : Meilleures performances globales et pré-étiré (détensionné), adapté aux pièces porteuses aérospatiales et aux opérations de fraisage massives.
- T7651 : Convient aux scénarios présentant des exigences extrêmement élevées en matière de résistance à la corrosion exfoliante.
- T74 / T7452 : Convient aux pièces forgées à section épaisse et large.
- 2. Confirmer l'épaisseur de la section transversale : L'avantage principal du 7050 réside dans les plaques épaisses (environ 75-150 mm) ; si des plaques fines sont nécessaires, il est recommandé d'envisager le 7075-T6.
- 3. Vérifier les qualifications : Pour des applications rigoureuses comme l'aérospatiale, confirmez la conformité aux normes correspondantes (par exemple, AMS 4050/4201) et exigez des rapports de test de matériaux traçables (MTR).
Emballage et livraison
Méthode d'emballage standard
- Un matériau protecteur en polyester (≥6 μm) est posé au fond des plaques.
- Des intercalaires en papier ou des films protecteurs sont appliqués entre les plaques.
- Fixé avec des sangles en acier (2 sur la largeur, 3 sur la longueur).
- Poids par palette : Env. 2-3 tonnes.
- Chargement : Conteneur 20GP (18-20 tonnes), conteneur 40GP (24 tonnes).
Foire aux questions (FAQ)
- Q1 : Quelle est la meilleure, la plaque d'aluminium 7050 ou la plaque d'aluminium 7075 ?
- Les deux ont leurs propres avantages. Le 7050 surpasse le 7075 en termes de maintien de la résistance des sections épaisses, de ténacité à la rupture et de performances anti-SCC ; le 7075 a un léger avantage en termes de résistance à la traction brute. Le choix dépend du scénario d'application spécifique.
- Q2 : La plaque d'aluminium 7050 peut-elle être soudée ?
- Les procédés de soudage par fusion comme le GTAW ou le GMAW ne sont pas recommandés car ils provoquent des fissures et de la porosité. Le soudage par friction malaxage (FSW) ou la fixation mécanique sont fortement recommandés.
- Q3 : Quelle est la différence entre le 7050 T7451 et T7651 ?
- Le T7451 équilibre de manière globale la résistance, la ténacité à la rupture et les propriétés anti-SCC, ce qui en fait le choix préféré pour les plaques épaisses ; le T7651 a une résistance légèrement plus élevée et une meilleure résistance à la corrosion exfoliante, mais des performances anti-SCC légèrement inférieures.
- Q4 : La plaque d'aluminium 7050 peut-elle être anodisée ?
- Oui. L'alliage d'aluminium 7050 a une bonne réponse à l'anodisation et peut subir une anodisation dure et une anodisation décorative pour améliorer l'usure de la surface et la résistance à la corrosion.
Pourquoi choisir Worthwill ?
Henan Worthwill Industry Co., Ltd. est un fournisseur professionnel de matériaux en alliage d'aluminium dédié à la fourniture de plaques d'aluminium 7050 de haute qualité et d'autres produits en alliage d'aluminium à haute résistance à des clients du monde entier.
- Couverture complète des spécifications : L'épaisseur de la plaque va de 1 à 250 mm, largeur ≤2500 mm, avec une quantité minimum de commande aussi faible que 1 pièce (si en stock).
- Fourniture multi-états : T6, T651, T6511, T7451, H112, O, etc., disponibles en stock ou produits sur demande, conformes à l'AMS, l'ASTM et la GB/T.
- Contrôle qualité strict : Les produits passent des inspections de composition chimique, des tests mécaniques et une détection des défauts par ultrasons. Rapports complets de test de matériaux (MTR) fournis.
- Support technique : Une équipe professionnelle fournit des conseils sur le choix des matériaux, la confirmation des spécifications et des consultations sur le traitement.
Si vous avez besoin d'un devis ou de données techniques pour les plaques d'aluminium 7050, n'hésitez pas à contacter l'équipe commerciale de Worthwill à tout moment.
