7075 Aluminiumrohr

Da es sich um ein ultrahochfestes Rohr aus Aluminiumlegierung in Luft- und Raumfahrtqualität handelt, sind die Auswahl des thermischen Zustands, die Korrosionsbeständigkeit und die Preislogik zentrale Überlegungen bei Beschaffungsentscheidungen für 7075. Diese werden im Folgenden detailliert beschrieben.

Bei der Auswahl zwischen T6 und T651 liegt der Hauptunterschied in der Eigenspannung und der Dimensionsstabilität. T6 verwendet eine Standardlösungsbehandlung + einen künstlichen Alterungsprozess. Durch die Hochtemperatur-Lösungsbehandlung werden die Verstärkungsphasen von Zink und Magnesium vollständig aufgelöst, gefolgt von einer gleichmäßigen Ausfällung während der Alterung bei niedriger Temperatur, was zu einer maximalen Materialfestigkeit führt. Die Zugfestigkeit von T6 kann über 540 MPa erreichen und weist eine hervorragende Tragfähigkeit auf. Durch das Abschrecken und Abkühlen können jedoch interne Restspannungen entstehen, wodurch es nach der Bearbeitung zu Verformungen und Verwerfungen kommt und es schwierig wird, die Maßhaltigkeit aufrechtzuerhalten. Es eignet sich für gewöhnliche hochbelastbare Strukturteile und tragende Stützen, bei denen keine hohe Präzision erforderlich ist, und die Kosten sind relativ geringer. T651 basiert auf dem T6-Prozess und fügt 1–3 % eines gerichteten permanenten Zugprozesses hinzu, wodurch interne Restspannungen vollständig eliminiert werden. Seine Festigkeit entspricht im Wesentlichen der von T6, verformt sich jedoch nach der Bearbeitung kaum und weist eine hervorragende Dimensionsstabilität auf. Für Anwendungen mit strengen Toleranzanforderungen, wie z. B. präzisionsbearbeitete Teile, Hochpräzisionswerkzeuge und Präzisionsstrukturteile für die Luft- und Raumfahrt, empfehlen Hersteller von 7075-Aluminiumrohren, den Zustand T651 zu priorisieren, obwohl der Stückpreis etwas höher als der von T6 ist.

Korrosionsbeständigkeit ist eine wesentliche Schwäche von 7075. Es gehört zur Familie der Aluminium-Zink-Magnesium-Kupfer-Legierungen mit einem hohen Anteil an Zink und Kupfer. In korrosiven Umgebungen scheiden sich intermetallische Verbindungen leicht an Korngrenzen aus, bilden eine Potenzialdifferenz zur Matrix und lösen interkristalline Korrosion und Spannungsrisskorrosion aus. Die Korrosionsrate von blankem Material in feuchter, Salznebel- und industrieller Säure-/Laugenumgebung ist viel schneller als die von reinem Aluminium und rostbeständigem Aluminium der 5er-Serie. Während sie für den kurzfristigen Einsatz in trockenen Innenräumen geeignet sind, erfordern langfristige Außen-, Küsten- und chemische Anwendungen Schutzmaßnahmen. Zu den gängigen Lösungen gehören Hartanodisierung, elektrostatisches Spritzen und Aluminiumverkleidung, um korrosive Medien zu isolieren und die Lebensdauer zu verlängern.

Der Preis von 7075-Aluminiumrohren ist aus drei Hauptgründen deutlich höher als der von gewöhnlichen Aluminiumrohren. Erstens sind die Rohstoffkosten hoch. 7075-Legierungselemente machen über 10 % seiner Zusammensetzung aus, wobei Zink-, Magnesium- und Kupferlegierungen sogar noch höhere Stückpreise haben. Eine strengere Kontrolle der Zusammensetzung führt zu Rohstoffkosten von über 30 % im Vergleich zu 6061. Zweitens ist die Produktionsschwelle hoch. 7075 hat eine hohe Verformungsbeständigkeit, was zu einem schnellen Formverschleiß führt und eine Wärmebehandlungsgenauigkeit von ±1℃ erfordert. T651 erfordert außerdem eine spezielle Streckausrüstung, was zu mehr Prozessen, längeren Zyklen und geringeren Erträgen führt, was die Verarbeitungskosten erheblich erhöht. Drittens gibt es einen Unterschied in der Positionierung der Produktionskapazität. 7075 zielt auf den High-End-Markt mit hohen Anforderungen an die Produktionsqualifikation ab. Seine effektive Produktionskapazität ist weitaus geringer als die von Allzweck-Aluminiummaterialien der 6er-Serie. In Kombination mit hohen Prüfkosten beträgt der endgültige Stückpreis in der Regel das Zwei- bis Dreifache des Preises für 6061-Aluminiumrohre.