Comparação de peças de alumínio estampadas 7050 e 7075 em estruturas de aeronaves

As ligas de alumínio desempenham um papel crucial na indústria aeroespacial, sendo conhecidas por suas altas relações resistência-peso, durabilidade e adaptabilidade. Entre as escolhas mais proeminentes para componentes estruturais em aeronaves estão as ligas de alumínio 7050 e 7075. Ambas as ligas são amplamente utilizadas na indústria para a produção de componentes essenciais. peças de alumínio estampadas devido às suas propriedades únicas e vantagens de desempenho. No entanto, 7050 e 7075 diferem significativamente em composição química, propriedades mecânicas, requisitos de tratamento térmico e adequação específica à aplicação. Este artigo explorará suas semelhanças e diferenças para fornecer uma compreensão abrangente de suas aplicações ideais em estruturas de aeronaves.

Semelhanças entre as ligas de alumínio 7050 e 7075 em aplicações aeronáuticas

Embora as ligas de alumínio 7050 e 7075 possam diferir em certos aspectos, elas compartilham semelhanças fundamentais que as tornam inestimáveis ​​para a indústria aeroespacial:

• Alta Resistência e Propriedades Mecânicas: Ambas as ligas são reconhecidas por sua resistência e propriedades mecânicas excepcionais. Elas podem suportar altas tensões e condições de carga complexas, garantindo a integridade estrutural dos componentes da aeronave.
• Ampla aplicação em estruturas de aeronaves: Ambas as ligas são amplamente utilizadas em componentes críticos de aeronaves, incluindo asas, fuselagem e trem de pouso. Sua combinação de resistência e leveza contribui para o melhor desempenho da aeronave e a eficiência de combustível.
• Excelente resistência à fadiga: A resistência à fadiga é crucial para componentes de aeronaves submetidos a cargas cíclicas durante o voo. As ligas 7050 e 7075 apresentam excelente desempenho em fadiga, reduzindo o risco de falhas.
• Tratabilidade Térmica: Os processos de tratamento térmico podem aprimorar ainda mais as propriedades mecânicas de ambas as ligas. Ao controlar cuidadosamente os ciclos de aquecimento e resfriamento, os fabricantes podem otimizar a resistência, a dureza e a ductilidade do material.
• Boa usinabilidade: Ambas as ligas são relativamente fáceis de usinar, permitindo a produção de formas complexas e tolerâncias precisas. Isso facilita a fabricação de componentes complexos para aeronaves.

Diferenças entre as ligas de alumínio 7050 e 7075 em aplicações aeronáuticas

1. Composição Química e Elementos de Liga

A principal diferença entre as ligas de alumínio 7050 e 7075 está na composição química, principalmente nas quantidades de elementos de liga como zinco, magnésio, cobre e zircônio, que afetam significativamente seu desempenho e adequação à aplicação.

• Alumínio 7050: Os principais elementos do alumínio 7050 incluem zinco (Zn), magnésio (Mg), cobre (Cu) e zircônio (Zr). A faixa típica é de 2.0% a 2.6% de Cu, 1.9% a 2.6% de Mg, 0.08% a 0.15% de Zr e 5.7% a 6.7% de Zn. Essa combinação confere ao alumínio 7050 uma relação resistência-peso equilibrada e excelente resistência à corrosão sob tensão.
• Alumínio 7075: Para o alumínio 7075, os principais elementos de liga são zinco (Zn), magnésio (Mg) e cobre (Cu), tipicamente 1.2-2.0% Cu, 2.1-2.9% Mg e 5.1-6.1% Zn. O maior teor de zinco no 7075 aumenta sua resistência, mas resulta em uma resistência ligeiramente menor à corrosão sob tensão em comparação ao 7050.

2. Força e Resistência

Embora ambas as ligas sejam conhecidas por sua alta resistência, a maneira como elas equilibram resistência e tenacidade é diferente, tornando cada uma adequada para aplicações específicas.

• 7050 Alumínio: Conhecido por sua resistência e tenacidade abrangentes, o alumínio 7050 é particularmente eficaz em aplicações que exigem resistência à corrosão sob tensão e alta tenacidade à fratura. Suas propriedades o tornam adequado para peças mais espessas que podem ser expostas a concentrações de tensão, como fuselagens e anteparas.
• 7075 Alumínio: Embora o alumínio 7075 atinja uma resistência extremamente alta, sua tenacidade e resistência à corrosão sob tensão são relativamente menores que as do 7050. Isso o torna ideal para componentes onde a resistência é primordial e seções mais finas são preferíveis. Aplicações comuns incluem revestimentos finos de aeronaves, asas e outras regiões de alta tensão que se beneficiam do perfil leve e de alta resistência da liga.

3. Desempenho do tratamento térmico

A resposta ao tratamento térmico também varia significativamente entre as duas ligas, especialmente em relação ao controle de temperatura e à suscetibilidade à corrosão sob tensão.

• 7050 Alumínio: A liga responde bem às condições de tratamento térmico, como T7451 e T7651, mantendo sua resistência em seções mais espessas e melhorando sua resistência à corrosão sob tensão. Seu processo de tratamento térmico é comparativamente menos exigente, permitindo que mantenha propriedades consistentes em várias dimensões.
• 7075 Alumínio: Com maior teor de zinco, o alumínio 7075 requer um controle mais preciso durante o tratamento térmico, especialmente no Têmperas T6 e T73Essas condições aumentam sua resistência, mas também aumentam a suscetibilidade da liga a trincas por corrosão sob tensão, se não forem gerenciadas adequadamente. Portanto, peças de alumínio 7075 podem exigir precauções adicionais ou métodos de processamento alternativos para determinadas aplicações.

4. Escopo da Aplicação

As diferenças na composição e nas propriedades também afetam as aplicações específicas em que cada liga tem melhor desempenho em estruturas de aeronaves.

• 7050 Alumínio: Utilizado principalmente em chapas de espessura média, extrusões, forjados livres e forjados em moldes, o alumínio 7050 é ideal para componentes estruturais que exigem alta resistência à tensão e à corrosão. Isso inclui componentes como fuselagens, anteparas e revestimentos de asas, onde maior tenacidade à fratura e resistência à tensão e à corrosão são essenciais.
• Alumínio 7075: Conhecido por sua altíssima resistência e leveza, o alumínio 7075 é usado em chapas finas e componentes com formatos complexos, como superfícies de asas, trens de pouso e coxins de motor. Essas peças se beneficiam da resistência da liga, mas são menos suscetíveis a trincas por corrosão sob tensão devido às suas seções transversais menores.

5. Custo e Disponibilidade

O custo e a disponibilidade de cada liga variam devido às diferenças nos processos de produção e na demanda do mercado.

• 7050 Alumínio: Devido aos seus complexos requisitos de produção e maior resistência à corrosão, o alumínio 7050 geralmente custa mais e é menos disponível. Sua produção exige um rigoroso controle de qualidade, limitando seu uso a aplicações específicas de alto estresse na indústria aeroespacial.
• 7075 Alumínio: Com processos de produção mais maduros e uma demanda de mercado mais ampla, o alumínio 7075 é relativamente acessível e amplamente disponível. É produzido em larga escala, tornando-o mais acessível para indústrias que exigem alumínio de alta resistência em quantidades significativas.

Em resumo, 7050 e 7075 peças de alumínio estampadas apresentam muitas semelhanças na aplicação em estruturas de aeronaves, como alta resistência, boas propriedades mecânicas e ampla gama de aplicações. No entanto, diferem significativamente em termos de composição química, resistência e tenacidade, tratabilidade térmica, gama de aplicações, custo e disponibilidade. Ao escolher a liga de alumínio a ser utilizada, considerações abrangentes precisam ser feitas com base nas necessidades específicas da aplicação e nas condições ambientais.