表一 3個常用合金的化學(xué)成分


表二 7075合金的時效制度

7075合金是最典型的航空超硬鋁，既是一個“古老”的AL-Zn-Mg-Cu系合金，又是一“精力”旺盛的年輕合金，說它“古老”是因?yàn)樗鞘讉€定型的超硬鋁，1944年定型，當(dāng)時在美國、日本、前蘇聯(lián)就用于制造飛機(jī)，至今只不過74“歲”，還處于“中老年”階段，說它“年輕”，是因?yàn)楝F(xiàn)在它還是航空航天器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的主要材料，看來只有在復(fù)合材料可以大批量工業(yè)化生產(chǎn)且價格降低到與超硬鋁有競爭力時，超硬鋁才會退出歷史舞臺，讓位給復(fù)合材料。
經(jīng)過70余年的發(fā)展，7075合金已形成一個相當(dāng)大的家族，現(xiàn)在常用的合金有7075/7175/7475合金，7275合金因性能不盡如人意，成為一個非常用合金，7375合金則被徹底淘汰，再也不用它了。3個常用合金的化學(xué)成分見表一：
由表一中的數(shù)據(jù)可見，7175合金比7075合金干凈，而7475合金則更干凈，即它們的雜質(zhì)含量一個比一個低，例如7475合金的硅含量僅為7075合金的25%，即比7075合金的小0.30個百分點(diǎn)，因而7475合金有更高的韌性與更好的綜合性能。
7075合金是鋁-鋅-鎂-銅系可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度變形鋁合金，是超硬鋁中的元老，但還不是大佬，因?yàn)檫€有強(qiáng)度性能更大的，可用它加工所有的半成品，用于制造各種各樣的結(jié)構(gòu)件，特別是航空航天器結(jié)構(gòu)件，是當(dāng)今使用最廣泛的高強(qiáng)度鋁合金，大到C919大飛機(jī)前機(jī)身長桁、旅客觀察窗框鍛件，中機(jī)身鈑彎和長桁、龍骨梁腹板、地板轉(zhuǎn)折梁，中后機(jī)身長桁、旅客觀察窗框鍛件、貨艙門框，機(jī)頭前壓力框緣頭、艙門框等等；小到手機(jī)外殼。它有多種熱處理狀態(tài)：T6、T73、T76、T77。T6狀態(tài)材料有最高的力學(xué)強(qiáng)度性能，但斷裂韌性偏低，對應(yīng)力腐蝕敏感，且因其韌性隨溫度降低而下降，因此，T6 狀態(tài)材料不宜用于制造低溫結(jié)構(gòu)件與工件；T73材料強(qiáng)度最低，但有相當(dāng)高的斷裂韌性、良好的抗應(yīng)力開裂性能和抗剝落腐蝕性能；T76材料的強(qiáng)度比T73材料高，比T6材料抗應(yīng)力腐蝕開裂性能高。7075合金的靜態(tài)強(qiáng)度性能比2024和2124合金的高，疲勞性能與其相當(dāng)。O狀態(tài)和W狀態(tài)材料具有良好的室溫成型性能。
7075合金可以電阻焊，工件的長期工作溫度≤125℃。材料或工件的不完全退火規(guī)范290℃~320℃，保溫2h~4h后，出爐空冷；完全退火規(guī)范（390~430）℃/（0.5~1.5）h,以不大于30℃/h的降溫速度冷至≤200℃，然后空冷。
7075合金板材的固溶處理溫度460℃~490℃，其中鋁板材的處理溫度宜接近下限，且重復(fù)處理次數(shù)不得多于2次，以免合金元素擴(kuò)散穿透包鋁層，降低材料的抗腐蝕性能；擠壓材的加熱溫度460℃~471℃。保溫后在室溫水或溫水或其他適宜的冷卻介質(zhì)中淬火，轉(zhuǎn)移時間應(yīng)＜15s。
厚板和擠壓型材在淬火后會產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，在時效處理前必須進(jìn)行拉伸，使其降低到允許的范圍內(nèi)，因此把這種拉伸稱為預(yù)拉伸，預(yù)拉伸量為1.5%~3%，否則會發(fā)生嚴(yán)重的變形。7075合金的時效制度見表二。（王祝堂）