Aluminiumlegierung 7075 war in den 1940er Jahren ein Star und das auch aus gutem Grund. Für die nicht eingeweihte Aluminiumlegierung 7075 hat sie eine Festigkeit, die mit vielen gängigen Stahlplatten vergleichbar ist, die heute auf dem Markt sind, und eine hohe Dauerfestigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegenKorrosion und durchschnittliche Bearbeitbarkeit. Ganz zu schweigen davon, dass es ein Drittel des Gewichts von Stahl beträgt.
Mit Zink als primärem Legierungselement war die Legierung in den frühen Tagen der Herstellung vielversprechend. Was ist also passiert?
Der Prozess von Schweißen Die Aluminiumlegierung 7075 ist keine leichte Aufgabe und fast unmöglich zu verwenden, um einige der Teile herzustellen, die Sie möglicherweise in einer Fabrik finden. Dennoch hat das Forscherteam von UCLA Samueli School of Engineering kann gerade haben entwickelte einen Weg zum Schweißen von AA 7075 .
Nanopartikel sind das Geheimnis
Wenn AA 7075 zum Schweißen auf Temperaturen erhitzt wird, erzeugt die Molekülstruktur der Legierung einen ungleichmäßigen Fluss der Elemente, aus denen sie besteht, was dazu führt, dass die Festigkeit der Legierung beeinträchtigt wird und sogar unter Hitze reißt.
Aluminiumlegierung 7075 besteht aus 5,6–6,1% Zink, 2,1–2,5% Magnesium, 1,2–1,6% Kupfer und weniger als ein halbes Prozent Silizium, Eisen, Mangan, Titan, Chrom und andere Metalle.
Um dieses Problem anzugehen, hat das UCLA-Team Nanopartikel verwendet, um dieses Problem zu beheben. Titan Carbid-Nanopartikel wurden in die Legierung infundiert, wobei die Nanopartikel als Füllmaterial zwischen zwei separaten AA 7075-Schweißdrähten verwendet wurden.
Das neue geschweißte Material wurde überhaupt nicht durch Risse oder geschwächte Elemente beeinträchtigt. Tatsächlich ergab die neue Schweißnaht aus AA 7075 eine Zugfestigkeit von etwa 392 Megapascal . Als Referenz entspricht dies einigen der heute verwendeten Materialien in Flugzeugen.
Das UCLA-Team glaubt, dass es mit ein wenig Experimentieren die Zugfestigkeit der AA 7075-Gelenke so hoch wie möglich erhöhen könnte. 551 Megapascal konkurrierender Stahl.
Mit einem Material, das so stark wie Stahl, aber leichter als Stahl ist, könnten Hersteller schnellere und sparsamere Fahrzeuge herstellen, und die Nützlichkeit hört hier nicht auf.
entsprechend an Xiaochun Li, Raytheon-Professor für Fertigung an der UCLA und Hauptforscher der Studie: „Unternehmen könnten dieselben Verfahren und Geräte verwenden, die sie bereits benötigen, um diese superstarke Aluminiumlegierung in ihre Herstellungsprozesse einzubeziehen, und ihre Produkte könnten leichter und leichter seinenergieeffizient und dabei ihre Stärke behalten. “