ภาพรวมของแผ่นอะลูมิเนียม 7075
แผ่นอะลูมิเนียม 7075 เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียมความแข็งแรงสูงพิเศษในซีรีส์ Al-Zn-Mg-Cu นับตั้งแต่เริ่มมีการคิดค้นขึ้นในปี 1943 วัสดุนี้ได้กลายเป็นวัสดุหลักในภาคการผลิตระดับไฮเอนด์ เช่น อุตสาหกรรมอวกาศและการป้องกันประเทศ เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่โดดเด่น โดยให้ความแข็งแรงใกล้เคียงกับเหล็กกล้าแต่มีน้ำหนักเพียงหนึ่งในสามเท่านั้น
ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหลัก
- ความแข็งแรงสูงพิเศษ: ความต้านทานแรงดึง (Tensile strength) อยู่ในช่วง 540 ถึง 590 MPa ซึ่งใกล้เคียงกับเหล็กโครงสร้างทั่วไป
- น้ำหนักเบา: ความหนาแน่นคือ 2.81 g/cm³ ซึ่งคิดเป็นเพียง 36% ของน้ำหนักเหล็กกล้า
- ความแข็งแรงจำเพาะที่ยอดเยี่ยม: อัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่นสูงถึง 203 MPa·cm³/g ซึ่งเป็น 4.6 เท่าของเหล็กทั่วไป
ข้อมูลจำเพาะและพารามิเตอร์
ช่วงขนาดแผ่นมาตรฐาน
ซีรีส์ความหนา:
- แผ่นบางพิเศษ: 0.5 - 3.0 มม.
- แผ่นบาง: 3.0 - 6.0 มม.
- แผ่นหนาปานกลาง: 6.0 - 25 มม.
- แผ่นหนา: 25 - 100 มม.
- แผ่นหนาพิเศษ: 100 - 250 มม.
ข้อมูลจำเพาะด้านความกว้าง:
- ความกว้างมาตรฐาน: 1000, 1200, 1500, 2000 มม.
- แผ่นรูปแบบกว้าง: 2500, 3000, 4000 มม.
- ความกว้างแบบกำหนดเอง: มีให้บริการตามคำขอของลูกค้า
ข้อมูลจำเพาะด้านความยาว:
- ความยาวมาตรฐาน: 2000, 2500, 3000, 6000 มม.
- ตัดตามความยาว: จัดหาตามขนาดแบบแปลน (พร้อมเผื่อระยะการตัดเฉือน +30-50 มม.)
- แบบม้วน (Coils): มีให้สำหรับความหนา ≤6 มม.
พิกัดความเผื่อและมาตรฐานคุณภาพพื้นผิว
พิกัดความเผื่อความหนา (ASTM B209):
| ช่วงความหนา (มม.) | พิกัดความเผื่อ (มม.) |
| 0.5 - 3.0 | ±0.05 - 0.10 |
| 3.0 - 6.0 | ±0.10 - 0.15 |
| 6.0 - 25 | ±0.20 - 0.40 |
| 25 - 50 | ±0.50 - 0.80 |
| 50 - 100 | ±1.00 - 1.50 |
| พิกัดความเผื่อระดับความแม่นยำสูงสามารถทำได้ถึง 50% ของพิกัดความเผื่อมาตรฐาน (ต้องสั่งทำพิเศษ) |
ข้อกำหนดด้านความเรียบ:
- ระดับทั่วไป: ≤3 มม./ม.
- ระดับความแม่นยำสูง: ≤1 มม./ม.
- แผ่นเรียบพิเศษ: ≤0.1 มม./ม.² (ต้องผ่านการยืดปรับความเรียบ)
ระดับคุณภาพพื้นผิว:
- เกรด A: ไม่มีข้อบกพร่องที่มองเห็นได้; ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความสวยงามและการทำอโนไดซ์
- เกรด B: อนุญาตให้มีรอยขีดข่วนและรอยบุบเล็กน้อย; ใช้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างทั่วไป
- เกรด C: อนุญาตให้มีข้อบกพร่องบางประการ; ใช้สำหรับพื้นที่ที่ไม่เน้นความสวยงามและไม่สำคัญ
ผลิตภัณฑ์ข้อมูลจำเพาะพิเศษ
แผ่นยืดล่วงหน้าความหนาพิเศษ (6 - 250 มม.):
- คุณสมบัติ: ผ่านการยืดถาวร 1.5-3%; ความเค้นตกค้าง <30 MPa
- ความกว้าง: 1500 - 4000 มม.
- ความเรียบ: ≤0.5 มม./ม.
- การประยุกต์ใช้งาน: โครงสร้างปีกเครื่องบิน, แผ่นฐานแม่พิมพ์ขนาดใหญ่, โครงเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ
แผ่นบางเรียบพิเศษ (0.5 - 6 มม.):
- ความเรียบ: ≤0.1 มม./ม.²
- กระบวนการ: การรีดหลายขั้นตอน + การยืดปรับความเรียบ + การคลายความเค้น
- การประยุกต์ใช้งาน: โครงสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ, แผ่นฐานเครื่องมือออปติคอล
แผ่นกัดด้วยสารเคมี (Chemical milling plate):
- ความแม่นยำในการทำให้บาง: ±0.02 มม.
- ความขรุขระของพื้นผิว: Ra 0.4 - 0.8 μm
- กระบวนการ: ขจัดวัสดุด้วยการกัดกร่อนทางเคมีเพื่อหลีกเลี่ยงความเค้นทางกล
- การประยุกต์ใช้งาน: ผิวเครื่องบิน (การออกแบบความหนาแบบปรับได้), แผงยานอวกาศ
แผ่นคอมโพสิตเกราะทหาร:
- โครงสร้าง: 7075-T6 + เซรามิก/วัสดุคอมโพสิต
- ประสิทธิภาพด้านขีปนาวุธ: V50 ≥ 650 m/s
- การประยุกต์ใช้งาน: ยานยนต์หุ้มเกราะเบา, อุปกรณ์ป้องกัน
องค์ประกอบทางเคมีและกลไกการเสริมความแข็งแรง
ธาตุโลหะผสมหลัก
| ธาตุ | ปริมาณ (%) | ฟังก์ชัน |
| สังกะสี (Zn) | 5.1 - 6.1 | ธาตุเสริมความแข็งแรงหลัก; ก่อให้เกิดการตกตะกอนของ MgZn₂ ร่วมกับแมกนีเซียม |
| แมกนีเซียม (Mg) | 2.1 - 2.9 | ทำงานร่วมกับสังกะสีเพื่อสร้างการตกตะกอน; ปรับสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน |
| ทองแดง (Cu) | 1.2 - 2.0 | เพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานความร้อนต่ำกว่า 150°C |
| โครเมียม (Cr) | 0.18 - 0.28 | ปรับโครงสร้างเกรนให้ละเอียดขึ้น; เพิ่มความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนภายใต้ความเค้น (SCC) |
ข้อกำหนดระดับเกรดการบิน: มีการควบคุมองค์ประกอบด้วยความแม่นยำ ±0.1% เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพสม่ำเสมอในทุกแบตช์
กลไกการเสริมความแข็งแรง
การเสริมความแข็งแรงด้วยการตกตะกอน (กลไกหลัก):
- การอบละลาย (Solid solution treatment) (465-480°C) → การชุบแข็ง (Quenching) → การบ่มเทียม (Artificial aging) (120°C/24 ชม.)
- การตกตะกอนของเฟส η' (eta prime) (เส้นผ่านศูนย์กลาง 5-10 นาโนเมตร) ให้ผลการเสริมความแข็งแรงหลัก
- ความต้านทานแรงดึงจุดคราก (Yield strength) ของเทมเปอร์ T6 สามารถไปถึง 503 MPa
การเปรียบเทียบกับโลหะผสมอะลูมิเนียมทั่วไป
| วัสดุ | ความต้านทานแรงดึง (MPa) | ลักษณะเฉพาะ |
| 7075-T6 | 572 | ความแข็งแรงสูงสุด; เป็นโครงสร้างรับน้ำหนักหลักในอุตสาหกรรมอวกาศ |
| 2024-T3 | 470 | ความเหนียวที่ดี; เหมาะสำหรับผิวเปลือกลำตัวเครื่องบิน |
| 6061-T6 | 310 | ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี; ใช้งานได้หลากหลาย อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ความแตกต่างระหว่าง 6061 และ 7075 |
เทมเปอร์การอบชุบด้วยความร้อนและประสิทธิภาพ
เทมเปอร์ 7075-T6: สถานะความแข็งแรงสูงสุด
- กระบวนการ:
- การอบละลาย (Solid solution): 470±3°C, 1-2 ชั่วโมง
- การชุบแข็ง: เวลาถ่ายโอน ≤10 วินาที, อุณหภูมิน้ำ 20-40°C
- การบ่มเทียม: 120±3°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง
- ประสิทธิภาพ: ความต้านทานแรงดึง: 572 MPa / ความต้านทานแรงดึงจุดคราก: 503 MPa / การยืดตัว: 11% / ความแข็ง: 150 HB / ความแข็งแรงต่อความล้า: 160 MPa (ที่ 5×10⁸ รอบ)
- การประยุกต์ใช้งาน: โครงสร้างหลักของเครื่องบิน, ระบบกันสะเทือนของรถแข่งสมรรถนะสูง, โครงเครื่องมือวัดความแม่นยำ
- ข้อจำกัด: มีความอ่อนไหวสูงต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนภายใต้ความเค้น (SCC); ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือที่มีความชื้นสูง
เทมเปอร์ 7075-T651: ตัวเลือกแรกสำหรับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ
พื้นฐานมาจาก T6 โดยเพิ่มการยืด 1.5-3% เพื่อขจัดความเค้นตกค้าง
- ข้อได้เปรียบทางเทคนิค: ความเค้นตกค้างลดลงจาก 80-120 MPa เหลือ ≤30 MPa; การเสียรูปจากการตัดเฉือนลดลง 60-80%; ความเรียบสามารถไปถึง ≤0.1 มม./ม.²; สมบัติทางกลส่วนใหญ่ยังคงเหมือนกับ T6
- คุณค่าทางวิศวกรรม: เมื่อ 70% ของวัสดุถูกตัดออกด้วย CNC การเสียรูปจะถูกควบคุมอยู่ที่ 0.05-0.2 มม. (ลดลงจาก 0.5-2 มม.)
- การประยุกต์ใช้งาน: ชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องบินที่ผ่านการตัดเฉือน, ฐานแม่พิมพ์, โครงอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์
เทมเปอร์ 7075-T73/T7351: การเพิ่มประสิทธิภาพป้องกันการกัดกร่อน
- กระบวนการ: การบ่มแบบสองขั้นตอน (ขั้นที่ 1: 107°C × 8 ชม.; ขั้นที่ 2: 177°C × 8 ชม.)
- ความสมดุลด้านประสิทธิภาพ: ความต้านทานแรงดึงลดลงเหลือ ~505 MPa (ลดลง 12%), ความต้านทานแรงดึงจุดครากลดลงเหลือ ~435 MPa (ลดลง 15%) อย่างไรก็ตาม ค่าขีดจำกัด SCC เพิ่มขึ้นจาก 15-20 เป็น 24 MPa·m^0.5 ซึ่งช่วยปรับปรุงความต้านทาน SCC ได้ถึง 3-5 เท่า
- มาตรฐานการประยุกต์ใช้งาน: เป็นข้อบังคับสำหรับโครงสร้างรับน้ำหนักที่สัมผัสกับบรรยากาศโดยผู้ผลิต เช่น Boeing และ Airbus
คุณสมบัติทางกล
ความแข็งแรงและความสามารถในการรับน้ำหนัก
- การคำนวณการรับน้ำหนักจริง (หน้าตัด 7075-T6 ขนาด 10x10 มม.): ความสามารถในการรับน้ำหนักตามทฤษฎี = 572 MPa × 100 มม.² = 57,200 N ≈ 5.8 ตัน
- ความเค้นการออกแบบที่แนะนำ: ความเค้นที่ยอมรับได้ = ความต้านทานแรงดึงจุดคราก × 0.6 ถึง 0.7 (ปัจจัยด้านความปลอดภัย 1.5-1.67) สำหรับ 7075-T6 ความเค้นการออกแบบที่แนะนำคือ 300-350 MPa
ข้อมูลประสิทธิภาพความล้าที่สำคัญ
- ลักษณะเส้นโค้ง S-N (ไม่มีขีดจำกัดความล้าที่ชัดเจน): 10⁶ รอบ: 200 MPa; 10⁷ รอบ: 170 MPa; 10⁸ รอบ: 160 MPa
- ปัจจัยที่มีอิทธิพล: การกระจุกตัวของความเค้น (การลดรัศมีมุมจาก 2 มม. เป็น 0.5 มม. ทำให้ความทนทานลดลง 50-70%); ผิวสำเร็จ (การปรับปรุง Ra จาก 1.6μm เป็น 0.4μm เพิ่มความทนทานได้ 30-50%); สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน (ละอองเกลือลดความแข็งแรงต่อความล้าลง 40-60%)
ทิศทางของความทนทานต่อการแตกหัก (Fracture Toughness)
| ทิศทาง | ค่า KIC (MPa·m^0.5) | คำอธิบาย |
| L-T | 29 | รอยร้าวตั้งฉากกับทิศทางการรีด |
| T-L | 25 | รอยร้าวขนานกับทิศทางการรีด |
| S-L | 20 | ตามขวางสั้น (เสียเปรียบที่สุด) |
การเพิ่มประสิทธิภาพความทนทาน: เทมเปอร์ T73 สามารถผลักดันค่า KIC ให้อยู่ที่ 34-38 ซึ่งเป็นการปรับปรุงขึ้นถึง 40-50%
คุณสมบัติทางกายภาพและพารามิเตอร์การออกแบบ
แม้ว่าความต้านทานแรงดึงของ 7075-T6 (572 MPa) จะเหนือกว่าเหล็กเหนียว Q235 และเหล็กกล้าคาร์บอน Q345 บางประเภท แต่ความหนาแน่นของมันมีเพียง 2.81 g/cm³ (เมื่อเทียบกับเหล็ก 7.85 g/cm³)
- ความแข็งแรงจำเพาะ: 4-5 เท่าของเหล็กโครงสร้างมาตรฐาน ซึ่งเทียบเท่ากับโลหะผสมไทเทเนียมที่มีราคาแพง (Ti-6Al-4V)
- ความแข็ง/ความต้านทานการสึกหรอสูง: ความแข็งบริเนลล์ที่ 150 HB เป็นหนึ่งในระดับสูงสุดของอะลูมิเนียม เหมาะสำหรับรางนำทางและส่วนประกอบแบบเลื่อนที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอ
- การนำความร้อน: 130 W/(m·K); ต่ำกว่า 6061 แต่ดีกว่าเหล็กมาก
- โมดูลัสความยืดหยุ่น: 71.7 GPa ซึ่งเป็นเพียง 1/3 ของเหล็ก เมื่อออกแบบโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแกร่งสูง (การแอ่นตัวต่ำสุด) จะต้องชดเชยโดยการเพิ่มพื้นที่หน้าตัด หรือเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิต (เช่น ไอบีม)
คู่มือการตัดเฉือนและการแปรรูปเชิงปฏิบัติ
พารามิเตอร์ CNC ที่แนะนำ
| ประเภทการตัดเฉือน | ความเร็วในการตัด (ม./นาที) | อัตราป้อน (มม./ฟัน) | ความลึกในการตัด (มม.) |
| กัดหยาบ | 200 - 300 | 0.15 - 0.25 | 3 - 5 |
| กัดละเอียด | 300 - 400 | 0.08 - 0.15 | 0.5 - 2 |
| การเจาะ | 80 - 120 | 0.10 - 0.20 | - |
การเลือกเครื่องมือ: การกัดหยาบ (เครื่องมือเคลือบคาร์ไบด์ YG8); การกัดละเอียด (YG6 หรือ PCD - เพชรโพลีคริสตัลไลน์); การทำเกลียว (ต๊าปแบบฟอร์ม/รีด เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของเกลียว 30%)
เทคนิคการควบคุมการเสียรูป:
- การตัดเฉือนแบบสมมาตร: ตัดเฉือนสลับกันทั้งสองด้านเพื่อปรับสมดุลความเค้น
- การบ่มขั้นกลาง: ทิ้งระยะเผื่อไว้ แล้วเก็บที่อุณหภูมิ 150-180°C เป็นเวลา 2-4 ชั่วโมงหลังจากกัดหยาบ
- การจับยึดที่เหมาะสม: หลีกเลี่ยงการจับยึดที่แน่นเกินไปซึ่งอาจทำให้เกิดความเค้น
- การทำความเย็นที่สม่ำเสมอ: ฉีดพ่นน้ำหล่อเย็นในปริมาณมาก
การเชื่อมและการต่อ
เป็นโลหะที่เชื่อมได้ยากมากเนื่องจาก: อัตราการแตกร้าวขณะร้อนอยู่ที่ 30-60%; ความแข็งแรงของรอยเชื่อมคงไว้เพียง 25-35% ของโลหะฐาน; มีความเสี่ยงต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนภายใต้ความเค้นเพิ่มขึ้นอย่างรุนแรง (โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้การยึดด้วยกลไก)
ความต้านทานการกัดกร่อนและการป้องกัน
ระบบการป้องกันสี่ระดับ:
- การเลือกวัสดุ: สภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูงต้องใช้ T73/T7351
- การควบคุมความเค้น: รักษาความเค้นในการออกแบบให้อยู่ที่ ≤40% ของความต้านทานแรงดึงจุดคราก
- การป้องกันพื้นผิว: การทำอโนไดซ์ + การซีลปิดรูพรุน หรือการชุบผิว Alclad
- การจัดการสภาพแวดล้อม: หลีกเลี่ยงคลอไรด์ไอออน ควบคุมความชื้น <70% RH
อัตราการกัดกร่อนแบบหลุดร่อน (ASTM G34):
- EA (ไม่มีการหลุดร่อน): ลักษณะทั่วไปของเทมเปอร์ T76
- EB (มีการหลุดร่อนเล็กน้อย): ลักษณะทั่วไปของเทมเปอร์ T73
- EC-ED (มีการหลุดร่อนอย่างรุนแรง): ลักษณะทั่วไปของเทมเปอร์ T6
การควบคุมการกัดกร่อนแบบกัลวานิก:
- ใช้ปะเก็นฉนวน (PTFE) เมื่อสัมผัสกับสแตนเลสหรือไทเทเนียม
- ทาสารเคลือบป้องกันบนพื้นผิวสัมผัส
- ติดตั้งขั้วบวกเสียสละ (บล็อกสังกะสี/แมกนีเซียม)
พื้นที่การใช้งานทั่วไป
อุตสาหกรรมอวกาศ
- โครงปีก (Wing Spars): 7075-T7351 ความหนา 15-50 มม. ความยาวชิ้นเดียว >15 ม. (เช่น Boeing 737)
- ซี่โครงปีกและโครงถัก (Wing Ribs and Stringers): การออกแบบด้วย CNC แบบลดน้ำหนักช่วยลดน้ำหนักได้ 40-60%
- โครงลำตัวเครื่องบิน: ข้อต่อแบบตอกหมุดย้ำ ใช้สลักเกลียว Hi-Lok
การป้องกันประเทศและการทหาร
- โครงรถหุ้มเกราะ: 7075-T6 ความหนา 10-20 มม. เบากว่ารถที่เป็นเหล็กถึง 40%
- ส่วนโครงปืนไรเฟิล M16: น้ำหนักคิดเป็น 35% ของแบบเหล็กกล้า
- กระดูกงูเรือเร็ว: แผ่น 7075-T7351 Alclad ทนต่อการกัดกร่อนจากน้ำทะเลได้สูง
การผลิตแม่พิมพ์
- การนำความร้อนเป็นเลิศ: 130 W/(m·K) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการระบายความร้อนที่สม่ำเสมอ
- ความเร็วในการตัดเฉือนสูง: เร็วกว่าเหล็กกล้า 3-5 เท่า
- อายุการใช้งาน: สามารถใช้งานได้ 1 ถึง 3 ล้านรอบ
ยานยนต์พลังงานใหม่ (NEVs)
- ปีกนกระบบกันสะเทือน: น้ำหนักลดลง 40% นำไปสู่การตอบสนองในการควบคุมรถที่ดีขึ้น
- โครงถาดแบตเตอรี่: แข็งแรงทนทานและทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม
- ประโยชน์จากการลดน้ำหนัก: น้ำหนักที่ลดลงทุก 100 กก. จะเพิ่มระยะทางในการขับขี่ 8-12 กม.
คู่มือการตัดสินใจจัดซื้อ
ในการจัดซื้อวัสดุ 7075 ระบบการรับรองและประเภทของเทมเปอร์มีความสำคัญพอๆ กับราคา
1. การเลือกเทมเปอร์
- สภาพแวดล้อมที่แห้ง + ต้องการความแข็งแรงสุดขีด = เลือก T6
- ต้องการตัดเฉือนวัสดุออกเป็นจำนวนมาก (ชิ้นส่วน CNC) = ต้องเลือก T651
- สภาพแวดล้อมกลางแจ้ง/ทางทะเล + รับน้ำหนักสูง = เลือก T73 หรือ T7351
- ต้องมีการดัดเย็นหรืองานขึ้นรูปทรงลึก = เลือก เทมเปอร์ O (ต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อนใหม่หลังจากการขึ้นรูป)
2. เคล็ดลับด้านข้อมูลจำเพาะและพิกัดความเผื่อ
- ความหนา: แผ่นหนาปานกลางถึงหนามากแบบมาตรฐาน (6-100 มม.) เป็นที่นิยมมากที่สุด สำหรับแผ่นที่หนากว่า 100 มม. ความสามารถในการชุบแข็งของแกนกลางจะเป็นปัญหา; ควรขอรายงานการไล่ระดับความแข็ง (แผ่นที่มีคุณภาพสูงจะมีค่าความแข็งที่ลดลงจากพื้นผิวถึงแกนกลาง ≤5 HB)
- แผ่นเรียบพิเศษ: สำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และออปติคอล ให้ขอแผ่นแบบกำหนดเองที่เรียกว่า "แผ่นบางเรียบพิเศษ" (ความเรียบ ≤0.1 มม./ม.²)
3. รายการตรวจสอบซัพพลายเออร์ (เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด)
สำหรับการประยุกต์ใช้งานระดับไฮเอนด์ (โดยเฉพาะอุตสาหกรรมอวกาศ/กลาโหม) ให้กำหนดว่าซัพพลายเออร์ต้องส่งมอบสิ่งเหล่านี้:
- ใบรับรองจากโรงงาน (Mill Certificate): ตรวจสอบหมายเลขการหลอม/แบตช์
- รายงานการทดสอบฉบับเต็ม: องค์ประกอบทางเคมี (Spectroscopy) และสมบัติทางกล (การทดสอบแรงดึง)
- รายงาน NDT (การทดสอบแบบไม่ทำลาย): เกรดด้านอวกาศต้องผ่านการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) 100% เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีรูพรุนหรือรอยตำหนิภายใน
- การรับรอง QMS (ระบบการจัดการคุณภาพ): เช่น AS9100 (ระบบคุณภาพอุตสาหกรรมอวกาศ), Nadcap (กระบวนการพิเศษ) หรือคำประกาศการปฏิบัติตามมาตรฐาน ASTM B209
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
Q1: 7075 สามารถแทนที่เหล็กกล้า Q235 หรือ 45# โดยตรงได้หรือไม่?
A: ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น มันเป็นทางเลือกทดแทนที่สมบูรณ์แบบในสถานการณ์ที่ต้องการ "น้ำหนักเบา" ภายใต้แรงดึง/แรงอัด อย่างไรก็ตาม หากส่วนประกอบนั้นต้องการความแข็งแกร่งอย่างมาก (ทนทานต่อการดัดงอ) หรือความทนทานต่อการสึกหรอที่พื้นผิวอย่างรุนแรง การนำมาทดแทนโดยใช้ขนาดเดิมจะนำไปสู่การแอ่นตัวที่มากกว่า เนื่องจากโมดูลัสยืดหยุ่นของ 7075 มีเพียง 1/3 ของเหล็กกล้า
Q2: เหตุใดพื้นผิวของชิ้นงาน 7075 ที่ตัดเฉือนแล้วจึงดูมีรอยด่างและเป็นสีเทา?
A: 7075 มีสังกะสีและแมกนีเซียมในปริมาณสูง ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการทำอโนไดซ์เพื่อตกแต่งให้มีความมันวาวสูง หากรูปลักษณ์เป็นสิ่งสำคัญ ให้เปลี่ยนไปใช้ 6061 หรือใช้กระบวนการพ่นทราย + ฮาร์ดอโนไดซ์สีดำ/เทาเข้ม เพื่อบดบังสีธรรมชาติของวัสดุ
Q3: ฉันควรเลือก 7075 หรือ 7050 ดี?
A: หากแผ่นของคุณหนาต่ำกว่า 100 มม. 7075 จะมอบความคุ้มค่าสูงสุด หากคุณกำลังทำการตัดเฉือนชิ้นส่วนหล่อสำหรับการบินและอวกาศ หรือแผ่นที่หนาพิเศษถึง 150 มม. หรือ 200 มม. ความแข็งแรงของแกนกลางของ 7075 จะลดลงอย่างมาก ในกรณีเช่นนี้ คุณต้องเลือก 7050 ซึ่งมีคุณสมบัติความสามารถในการชุบแข็ง (ความลึกของการชุบแข็ง) ที่ดีกว่ามาก
Q4: ทำไมแผ่น T6 ที่ฉันเพิ่งซื้อมาจึงโค้งงอทันทีเมื่อวางบนเครื่อง CNC?
A: คุณซื้อเทมเปอร์ผิดประเภทแล้ว สำหรับการตัดเฉือน CNC (โดยเฉพาะการเอาวัสดุออกอย่างไม่สมมาตร) คุณต้องซื้อเทมเปอร์ T651 (ยืดล่วงหน้าเพื่อลดความเค้นภายใน) หากซัพพลายเออร์ส่งของโดยหลอกว่า T6 เป็น T651 มันก็จะโก่งงอทันทีที่ทำการตัดเฉือน ควรทำการตรวจสอบชิ้นแรกก่อนเริ่มดำเนินการผลิตเต็มรูปแบบเสมอ
พารามิเตอร์ทางเทคนิคสำหรับอ้างอิงอย่างรวดเร็ว
องค์ประกอบทางเคมีมาตรฐาน 7075 (GB/T 3190-2020 / ASTM B209)
| ธาตุ | Zn | Mg | Cu | Cr | Fe | Si | Al |
| ปริมาณ (%) | 5.1-6.1 | 2.1-2.9 | 1.2-2.0 | 0.18-0.28 | ≤0.50 | ≤0.40 | ส่วนที่เหลือ |
คุณสมบัติตามเทมเปอร์
| เทมเปอร์ | ความต้านทานแรงดึง (MPa) | ความต้านทานแรงดึงจุดคราก (MPa) | การยืดตัว (%) | ความแข็ง (HB) | ลักษณะเด่น |
| T6 | 572 | 503 | 11 | 150 | ความแข็งแรงสูงสุด |
| T651 | 550 | 460 | 11 | 150 | ตัดเฉือนแม่นยำ |
| T73 | 505 | 435 | 13 | 140 | ทนต่อการกัดกร่อน |
| T7351 | 510 | 435 | 10 | 140 | มาตรฐานการบิน |
สรุปคุณสมบัติทางกายภาพ
- ความหนาแน่น: 2.81 g/cm³
- จุดหลอมเหลว: 477 - 635°C
- การนำความร้อน: 130 W/(m·K)
- ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน: 23.6 × 10⁻⁶/K
- โมดูลัสความยืดหยุ่น: 71.7 GPa
- ค่าการนำไฟฟ้า: 33% IACS
เทียบเท่าเกรดระดับสากล
- จีน: 7075 / 7A09 (GB/T 3190)
- สหรัฐอเมริกา: 7075 (ASTM B209)
- สหภาพยุโรป: EN AW-7075 (EN 573-3)
- ญี่ปุ่น: A7075 (JIS H4000)
บทสรุป
แผ่นอะลูมิเนียม 7075 เป็นวัสดุความแข็งแรงสูงพิเศษที่มีประสิทธิภาพโดดเด่น ด้วยการเลือกเทมเปอร์ที่ถูกต้อง (T6 สำหรับความแข็งแรงล้วนๆ, T73 สำหรับความต้านทานการกัดกร่อน) ควบคุมกระบวนการตัดเฉือนอย่างเข้มงวด และใช้มาตรการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสม วิศวกรจะสามารถใช้ประโยชน์จากความเบาของมันได้อย่างเต็มที่ ซึ่งวัสดุชนิดนี้จะยังคงเป็นตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทหาร และการทำแม่พิมพ์ระดับไฮเอนด์ต่อไป