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T77鋁材助推我國躋身世界鋁加工業(yè)強國之列

2018年09月18日 10:25 9473次瀏覽 來源:   分類: 鋁資訊   作者:

 

    T77是一種美國鋁業(yè)公司有專利的熱處理工藝,它是變形鋁合金熱處理工藝中一顆燦爛的明珠。這種工藝名為回歸時效處理(Retrogression and Reaging Treatment),即RRT處理,也可以稱之為RRA處理,是R·M·Cina(西納)首先提出,由美國鋁業(yè)公司技術(shù)中心付諸工業(yè)化生產(chǎn)的,它適用于Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg-Cu系合金,現(xiàn)在多用于7075、7050、7055等合金。

    T77板材與擠壓材主要用于制造飛機,在ARJ21飛機中,鋁合金零部件質(zhì)量占飛機凈質(zhì)量的70%,而在用的鋁合金中,T77用得多,估計可達(dá)20%。

    在大飛機C919制造中也用了一些T77材料,如機翼上蒙皮為7055-T7751、中機身龍骨梁緣條為7150-T7511、機頭前壓力框加強件為7150-T77511合金制造。

    天津忠旺板帶有限公司從艾伯納工業(yè)爐有限公司引進(jìn)了一臺139m長的T77時效爐,2017年投產(chǎn),可處理板材尺寸(寬X厚X長):(1000~4300)mmX(4~250)mmX39m,單板最大質(zhì)量25噸,設(shè)定爐溫精度±1℃,爐氣溫度精度±2℃,板材溫度均勻性±1.5℃,單板溫度精度±1℃。這是到2018年為止中國引進(jìn)與投產(chǎn)的唯一的處理線,也可能是除美國以外僅有的一條T77處理線。未來中國南山集團(tuán)也可能引進(jìn)這類生產(chǎn)線。

    在當(dāng)今的大型航空航天器鋁材生產(chǎn)企業(yè)中,必須批量生產(chǎn)T77鋁材,否則就不是一個躋身世界先進(jìn)水平的航空航天器鋁材骨干供應(yīng)商。

    下面筆者簡要介紹一下鋁材的幾種基本狀態(tài)及經(jīng)過T77處理后的狀態(tài)。

    T3:固溶處理后(淬火)進(jìn)行冷加工或矯直、矯平以提高其強度性能,再進(jìn)行自然時效的狀態(tài),可簡單地表述為:固溶處理+冷加工+自然時效。

    T4:固溶處理后自然時效狀態(tài)到穩(wěn)定的狀態(tài),不過固溶處理后可對材料進(jìn)行矯直、矯平之類作業(yè),但對力學(xué)性能無可見的影響,可表述為固溶處理+矯直矯平+自然時效4天以上,90%以上的2XXX系合金都處于此狀態(tài)。

    T5:在高溫成形過程(擠壓)中對材料進(jìn)行固溶處理,然后進(jìn)行人工時效的狀態(tài),固溶處理后可進(jìn)行在線拉伸,可簡述為:在線固溶處理(風(fēng)冷或水冷或氣霧冷)+拉伸矯直+人工時效,建筑擠壓鋁材幾乎全是這種狀態(tài)。

    T6:固溶處理與矯直、矯平處理再進(jìn)行人工時效的狀態(tài),可表述為:固溶處理+矯直或矯平+在人工時效到最大強度的狀態(tài),所有熱處理可強化合金材料或工件都可以處理成這種狀態(tài)。在全世界生產(chǎn)的鋁材中,約有20%是在這種狀態(tài)下應(yīng)用的。

    T7:固溶處理+過時效的狀態(tài)。適用于7XXX系合金,在固溶處理后為獲得高的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能與抗剝落腐蝕而采取過時效處理,強度性能在時效曲線上越過了峰值點的產(chǎn)品。

    T7、T7X(T73、T74、T76、T77)、T77XXX(T77510、T77511)、T7XXX(T7451、T7351、T7452、T7751、T7651)都是為了7XXX合金具有高的抗應(yīng)力腐蝕開裂及抗剝落腐蝕性能而開發(fā)的熱處理工藝,同時都是美國鋁業(yè)公司(Alcoa)匹茲堡技術(shù)中心的科研成果,更具體地說,它們適用于近三四十年來注冊的新型高強韌合金,如7050、7150、7055等等。

    T73:固溶處理后進(jìn)行過時效處理的狀態(tài),這種狀態(tài)既有高的力學(xué)性能又有優(yōu)秀的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能,不過在T7X狀態(tài)材料中,它的強度雖最低,但抗腐蝕性能卻最高。

    T74:固溶處理+過時效處理狀態(tài)。該狀態(tài)材料的強度性能大于T73材料,但小于T76材料,不過它的抗腐蝕性能低于T73材料。

    T76:固溶處理+過時效處理狀態(tài)。它的強度性能小于T6材料,卻大于T73材料,其抗應(yīng)力腐蝕開裂性能不如T73、T74狀態(tài)材料,但仍有相當(dāng)強的抗剝落腐蝕性能。

    7150與7055合金有很好的綜合性能,是第四代超硬鋁的代表,7150合金1978年注冊,7055合金1999年注冊,它們的成分見表。

    7050型及7055型合金都是在T7X、T7XX、T7XXX等狀態(tài)下應(yīng)用的新型合金,是我們常說的高強韌合金的典型代表,它們在成分方面的特點是合金元素總含量高,雜質(zhì)含量低,生產(chǎn)技術(shù)難度大。

    RRA的處理工藝分4步:固溶處理約480℃,依具體合金而定,保溫時間決定于合金和材料尺寸,加熱速度可慢一些,但淬火速度(WQ),轉(zhuǎn)移時間宜快,水的溫度不宜>35℃,容量應(yīng)足夠大;第二步為約120℃進(jìn)行人工時效;第三步為在約200℃進(jìn)行回歸處理,這一步最關(guān)鍵,升溫與降溫速度宜快,同時保溫時間極短,以秒計,實現(xiàn)工業(yè)化處理實屬不易,需要專業(yè)設(shè)備;第四步為再時效。

    中國什么時候能商業(yè)化生產(chǎn)7050、7150、7055合金37.5m長的厚板,并進(jìn)入波音、空客、中國商飛公司等的鋁材供應(yīng)商名錄,并被長期使用之時,就是中國成為世界鋁加工產(chǎn)業(yè)強國之日。還將成為世界三大航空航天鋁材強國之一,并進(jìn)而與奧科寧克鋁業(yè)公司平分秋色。(王祝堂)

責(zé)任編輯:王慧

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