La aleación de aluminio 7075 ( AA7075 ) es una aleación de aluminio cuyo elemento de aleación principal es el zinc. Tiene excelentes propiedades mecánicas y exhibe buena ductilidad, alta resistencia, tenacidad y buena resistencia a la fatiga. Es más susceptible a la fragilización que muchas otras aleaciones de aluminio debido a la microsegregación , pero tiene una resistencia a la corrosión significativamente mejor que las aleaciones de la serie 2000. Es una de las aleaciones de aluminio más utilizadas para aplicaciones estructurales altamente estresadas y se ha utilizado ampliamente en piezas estructurales de aeronaves. [2]
La aleación de aluminio 7075 contiene aproximadamente entre un 5,6 y un 6,1 % de zinc , entre un 2,1 y un 2,5 % de magnesio , entre un 1,2 y un 1,6 % de cobre y menos de un medio por ciento de silicio, hierro, manganeso, titanio, cromo y otros metales. Se produce en muchos temples , algunos de los cuales son 7075-0 , 7075-T6 y 7075-T651 .
El primer 7075 fue desarrollado en secreto por una empresa japonesa, Sumitomo Metal , en 1935, [3] pero Alcoa lo modificó en 1943, después de examinar un avión japonés capturado. [4] El 7075 se estandarizó para uso aeroespacial en 1945. [5] El 7075 finalmente se utilizó para la producción de fuselajes en la Armada Imperial Japonesa .
El aluminio 7075A tiene una densidad de 2,810 g/cm 3 . [6]
Las propiedades mecánicas del 7075 dependen en gran medida del templado del material. [7]
El 7075 sin tratamiento térmico (templado 7075-0) tiene una resistencia máxima a la tracción de no más de 280 MPa (40 000 psi) y una resistencia máxima a la fluencia de no más de 140 MPa (21 000 psi). El material tiene una elongación (estiramiento antes de la falla máxima) de 9 a 10 %. Como es el caso de todas las aleaciones de aluminio 7075, el 7075-0 es altamente resistente a la corrosión combinado con un perfil de resistencia generalmente aceptable.
El temple T6 7075 tiene una resistencia máxima a la tracción de 510 a 540 MPa (74 000 a 78 000 psi) y un límite elástico de al menos 430 a 480 MPa (63 000 a 69 000 psi). Tiene un alargamiento de rotura del 5 al 11 %. [8]
El temple T6 se logra generalmente homogeneizando el 7075 fundido a 450 °C durante varias horas, enfriándolo y luego envejeciéndolo a 120 °C durante 24 horas. Esto produce la resistencia máxima de las aleaciones 7075. La resistencia se deriva principalmente de precipitados eta y eta' finamente dispersos tanto dentro de los granos como a lo largo de los límites de grano. [9]
El temple T651 7075 tiene una resistencia máxima a la tracción de 570 MPa (83 000 psi) y un límite elástico de 500 MPa (73 000 psi). Tiene un alargamiento de rotura del 3 al 9 %. Estas propiedades pueden cambiar según la forma del material utilizado. Las placas más gruesas pueden presentar resistencias y alargamientos inferiores a los indicados anteriormente.
El temple T7 tiene una resistencia máxima a la tracción de 505 MPa (73 200 psi) y un límite elástico de 435 MPa (63 100 psi). Tiene un alargamiento de rotura del 13 %. [10] El temple T7 se consigue envejeciendo el material (es decir, más allá de la dureza máxima). Esto se consigue a menudo envejeciéndolo a 100–120 °C durante varias horas y luego a 160–180 °C durante 24 horas o más. El temple T7 produce una microestructura de precipitados principalmente eta. A diferencia del temple T6, estas partículas eta son mucho más grandes y prefieren crecer a lo largo de los límites de grano. Esto reduce la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión . El temple T7 es equivalente al temple T73. [9]
El revenido de regresión y reenvejecimiento (RRA) es un revenido de tratamiento térmico de varias etapas. Se comienza con una lámina en el revenido T6 y se la somete a un revenido que pasa de la dureza máxima (revenido T6) hasta cerca del revenido T7. Un revendedor posterior a 120 °C durante 24 horas devuelve la dureza y la resistencia a los niveles del revenido T6 o casi a ellos. [9]
Los tratamientos RRA se pueden realizar con muchos procedimientos diferentes. Las pautas generales son retroceder entre 180 y 240 °C durante 15 min 10 s. [11]
El primer uso de la aleación de aluminio 7075 en la producción en serie del mundo fue para el caza Mitsubishi A6M Zero . El avión era conocido por su excelente maniobrabilidad, facilitada por la mayor resistencia del 7075 en comparación con las aleaciones de aluminio anteriores.
Las aleaciones de la serie 7000, como la 7075, se utilizan a menudo en aplicaciones de transporte debido a su alta resistencia específica , incluidas las aplicaciones marinas, automotrices y de aviación. [7] [13] Estas mismas propiedades conducen a su uso en equipos de escalada en roca, componentes de bicicletas, marcos de patinaje en línea y fuselajes de ala delta que se fabrican comúnmente con aleación de aluminio 7075. Los modelos RC de grado aficionado suelen utilizar 7075 y 6061 para las placas del chasis. El 7075 se utiliza en la fabricación de rifles M16 para el ejército de EE. UU., así como rifles estilo AR-15 para el mercado civil. En particular, los receptores inferiores y superiores de rifle M16 de alta calidad, así como los tubos de extensión, suelen estar hechos de aleación 7075-T6. Desert Tactical Arms, SIG Sauer y la empresa de armamento francesa PGM lo utilizan para sus rifles de precisión. También se utiliza comúnmente en los ejes de los palos de lacrosse , como el sable STX, y en los juegos de cuchillos y tenedores para acampar. También es un material común utilizado en yoyos de competición.
Otra aplicación de la aleación de la serie 7075 ha sido en las bielas utilizadas en los motores de carreras de aceleración . Las bielas de aluminio no tienen la resistencia a la fatiga de las bielas de acero forjado, pero tienen menos masa que sus contrapartes de acero, lo que da como resultado una menor tensión mecánica durante los períodos en los que un motor funciona a máxima potencia y a altas RPM.
También ha sido el material estándar para los protectores del cárter de las motocicletas todoterreno.
Debido a su alta resistencia, baja densidad, propiedades térmicas y su capacidad para ser muy pulida, la aleación 7075 se utiliza ampliamente en la fabricación de herramientas de moldeo. Esta aleación se ha refinado aún más para obtener otras aleaciones de la serie 7000 para esta aplicación, a saber, 7050 y 7020.
El 7075 se utilizó en las toberas del transbordador espacial SRB y en la viga del tanque externo SRB en la sección entre tanques. El faldón delantero y trasero, así como la etapa intermedia del S-II , la segunda etapa del Saturno V, se fabricaron con 7075. [14]
El 7075 se ha vendido bajo varios nombres comerciales, entre ellos Zicral, Ergal y Fortal Constructal. Algunas aleaciones de la serie 7000 que se venden bajo marcas comerciales para fabricar moldes incluyen Alumec 79, Alumec 89, Contal, Certal, Alumould y Hokotol.