Aluminium 7077: Zusammensetzung, Eigenschaften, Zustandsübersicht & Anwendungsgebiete
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Umfassender Überblick
Legierung 7077 gehört zur 7xxx-Serie der Aluminiumlegierungen, einer Familie, die hauptsächlich durch Zink, mit bedeutendem Anteil von Magnesium und Kupfer, gehärtet wird. Sie zählt zur Gruppe der ausscheidungshärtbaren, wärmebehandelbaren Al‑Zn‑Mg‑Cu-Legierungen und ist so konzipiert, dass sie sehr hohe Festigkeit mit angemessener Zähigkeit für anspruchsvolle Strukturbauteile kombiniert.
Die primäre Legierungsstrategie bei 7077 ist das Altern (Lösungswärmebehandlung, Abschrecken und künstliches Altern), wodurch eine feine Verteilung von Guinier‑Preston-Zonen und eta (MgZn2)-artigen Ausscheidungen entsteht. Mikrolegierungselemente sowie kontrollierte thermische und mechanische Prozesse werden eingesetzt, um Zähigkeit und Rissbeständigkeit zu optimieren, während Zug- und Streckfestigkeit viele konkurrierende Legierungen übertreffen.
Charakteristische Eigenschaften von 7077 sind sehr hohe statische Festigkeiten, gute Dauerfestigkeit bei entsprechender Verarbeitung sowie moderate Korrosionsbeständigkeit, die durch Wahl des Härtezustands und Oberflächenbehandlungen verbessert werden kann. Die Schweißbarkeit und Kaltumformbarkeit sind im Vergleich zu weicheren Aluminiumlegierungen eingeschränkt, weshalb die Legierung typischerweise dort eingesetzt wird, wo das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht in Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Hochleistungsfahrzeugen und Spezialindustriestrukturen von vorrangiger Bedeutung ist.
Ingenieure wählen 7077, wenn höchste Festigkeit und Dauerfestigkeit bei dünnen Bauteilen oder Schmiedestücken gefordert sind und Gewichtseinsparungen höhere Material- und Bearbeitungskosten rechtfertigen. Sie wird gegenüber Legierungen der 6xxx-Serie bevorzugt, wenn höhere statische und Dauerfestigkeit essentiell sind, sowie in bestimmten Anwendungen vor 7075, bei denen angepasste chemische Zusammensetzungen oder ein besseres Gleichgewicht zwischen Spannungsrisskorrosion (SCC) und Dauerfestigkeit benötigt werden.
Härtezustände (Tempers)
| Härtegrad | Festigkeitsniveau | Dehnung | Umformbarkeit | Schweißbarkeit | Hinweise |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Niedrig | Hoch | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Vollständig geglüht für Umformung und Zerspanung |
| H14 | Mittel | Moderat | Ausreichend | Schlecht | Verfestigt durch Kaltverformung, nicht wärmebehandelt; eingeschränkte Anwendung bei 7xxx-Legierungen |
| T5 | Hoch | Gering–Moderat | Begrenzt | Schlecht | Abgekühlt von erhöhter Umformtemperatur und künstlich gealtert |
| T6 | Hoch | Gering | Begrenzt | Schlecht | Lösungswärmebehandelt und künstlich gealtert; üblicher hochfester Härtezustand |
| T651 | Hoch | Gering | Begrenzt | Schlecht | T6 mit Spannungsabbau durch Dehnung; gebräuchlich für Luftfahrtschmiedeteile |
| T7651 / T77x | Hoch | Gering–Moderat | Begrenzt | Schlecht | Überalterte oder speziell gealterte Zustände zur Verbesserung von SCC- und Bruchzähigkeit |
Der Härtezustand beeinflusst hauptsächlich Festigkeit, Duktilität und Restspannungszustand von 7077. Die weichgeglühten O-Zustände bieten die beste Umformbarkeit für Stanzen und Tiefziehen, während T6/T651 die höchsten statischen Festigkeiten bei Abstrichen bei Dehnung und Kaltumformbarkeit liefern.
Gealterte und überalterte Zustände (z. B. T7651) werden häufig dort spezifiziert, wo Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und Bruchzähigkeit kritisch sind, wobei dafür Spitzenwerte bei Streck- und Zugfestigkeit leicht reduziert werden. Schweißen wirkt sich in der Regel nachteilig auf ausscheidungshärtbare Zustände aus, da die Wärmeeinflusszone (WEZ) ohne spezielle Schweißverfahren und Nachbehandlungen aufweicht.
Chemische Zusammensetzung
| Element | % Bereich | Hinweise |
|---|---|---|
| Si | max. 0,10 | Typische Verunreinigung, die Gießeigenschaften und Korngröße beeinflusst |
| Fe | max. 0,30 | Verunreinigung, bildet Intermetallische Phasen und kann Duktilität verringern |
| Mn | max. 0,05 | Geringe Legierung zur Steuerung der Korngröße und Verbesserung der Zähigkeit |
| Mg | 2,0–3,5 | Hauptstärkungselement, bildet MgZn2-Ausscheidungen mit Zn |
| Cu | 1,2–2,2 | Steigert die Festigkeit, erhöht aber die Anfälligkeit für Korrosion und SCC |
| Zn | 5,5–8,5 | Wesentliches Stärkungselement, bestimmt die maximale Alterungshärtung |
| Cr | 0,05–0,25 | Mikrolegierung zur Kontrolle der Rekristallisation und Kornfeinung |
| Ti | 0,02–0,10 | Kornfeiner für verbesserte Block- und Gusstruktur |
| Andere | Rest / Spuren | Spuren von z. B. Zr, Ni können zur Eigenschaftsanpassung eingesetzt werden |
Die Legierungschemie von 7077 ordnet sie in die hoch-Zn, Mg-Cu ausscheidungshärtbaren Familien ein, bei denen Zn- und Mg-Gehalte die erreichbaren Spitzenfestigkeiten durch kontrollierte Ausscheidung von Mg-Zn-Phasen bestimmen. Kupfer erhöht die Festigkeit und kompensiert teilweise den Duktilitätsverlust, neigt jedoch dazu, die Anfälligkeit für lokale Korrosion und Spannungsrisskorrosion (SCC) zu erhöhen, sofern dies nicht durch Härtezustand und Mikrolegierungsmaßnahmen gemindert wird.
Geringe Zusätze wie Cr, Ti, Zr oder andere Mikrolegierungselemente werden verwendet, um die Rekristallisation zu hemmen, das Kornwachstum während der thermomechanischen Verarbeitung zu steuern sowie Bruchzähigkeit und Widerstand gegen Ermüdungsrisswachstum zu verbessern. Fertigungstoleranzen und nationale Normen geben Bereichsgrenzen vor, die das optimale Alterungsverhalten zwischen Lieferanten leicht variieren lassen können.
Mechanische Eigenschaften
7077 zeigt je nach Härtezustand und Verarbeitung ein breites mechanisches Eigenschaftsspektrum, von relativ weichem, duktilen Material im O-Zustand bis hin zu sehr hochfestem T6/T651 und speziellen überalterten Zuständen. Im T6/T651-Zustand liegen die Zugfestigkeiten typischerweise bei 500–650 MPa und die Streckgrenzen bei 450–600 MPa, bei entsprechend geringerer gleichmäßiger Dehnung. Im geglühten (O) Zustand sind Zugfestigkeiten im Bereich von 180–300 MPa mit Dehnungen über 10–20 % üblich.
Die Härte in peak-gealterten Zuständen ist deutlich höher als im geglühten Zustand; typische Brinell- oder Vickershärtewerte korrelieren mit dem Ausscheidungszustand und fallen in der Wärmeeinflusszone beim Schweißen stark ab. Die Ermüdungsfestigkeit von 7077 kann bei kontrollierter Mikrostruktur und Oberflächenqualität ausgezeichnet sein; die Lebensdauer ist empfindlich gegenüber Oberflächendefekten, Rest-Zugspannungen und fertigungsbedingten Mikrostruktureigenschaften.
Dicke und Bauteilgeometrie beeinflussen die erzielbaren Eigenschaften, da Lösungswärmebehandlung und Abschreckraten mit Querschnittsgröße variieren, und grobe Körner bzw. gelöster Reststoffe in dicken Teilen die Spitzenhärte und Festigkeit vermindern können. Schmiedeteile und dicke Bleche erfordern kontrollierte Lösungsglühtemperaturen und Abschreckverfahren, um die in dünneren Strangpress- oder Walzprodukten erreichten Eigenschaften zu erreichen.
| Eigenschaft | O/Geglüht | Hauptzustand (z. B. T6/T651) | Hinweise |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | 180–300 MPa | 520–680 MPa | Großer Bereich, abhängig von Alterung, Querschnitt und Lieferantenprozess |
| Streckgrenze | 80–180 MPa | 450–600 MPa | Streckgrenze stark abhängig vom Härtezustand; T651 häufig für die Luftfahrt spezifiziert |
| Dehnung | 12–25 % | 5–12 % | Duktilität nimmt mit Festigkeit ab; Dicke beeinflusst ebenfalls die Dehnung |
| Härte | 40–70 HB | 150–190 HV (~150–180 HB) | Härte korreliert mit dem Ausscheidungszustand, im WEZ reduziert |
Physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert | Hinweise |
|---|---|---|
| Dichte | ~2,78–2,81 g/cm³ | Typisch für hochfeste Al-Zn-Mg-Cu Legierungen; leichter als Stähle |
| Schmelzbereich | ~500–640 °C | Solidus/Liquidus variiert mit Chemie; Grundaluminium schmilzt bei ca. 660 °C |
| Wärmeleitfähigkeit | ~120–160 W/(m·K) | Geringer als bei reinem Al durch Legierungselemente; gut zur Wärmeableitung gegenüber Stählen |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~30–45 % IACS | Reduziert gegenüber handelsüblichem Reinaluminium durch Legierungselemente |
| Spezifische Wärmekapazität | ~875–910 J/(kg·K) | Typische spezifische Wärmekapazität von Aluminiumlegierungen bei Raumtemperatur |
| Wärmeausdehnung | ~23–24 ×10⁻⁶ /K | Ähnlich wie bei anderen Aluminiumlegierungen; wichtig für thermisches Design |
Dichte und thermische Eigenschaften machen 7077 attraktiv, wenn hohe spezifische Festigkeit und angemessene Wärmeleitung gefordert sind. Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität sind ausreichend für viele Struktur- und Wärmemanagement-Anwendungen, jedoch wesentlich niedriger als bei nahezu reinem Aluminium oder niedriglegierten Serien.
Die elektrische Leitfähigkeit ist durch den hohen Legierungsgehalt reduziert und sollte bei elektrischen Anwendungen berücksichtigt werden; Designer wählen häufig Legierungen niedrigerer Reihen, wenn elektrische Leitfähigkeit kritisch ist. Die Wärmeausdehnung entspricht der anderer Aluminiumlegierungen und muss bei Baugruppen aus verschiedenen Werkstoffen beachtet werden, um thermisch bedingte Spannungen zu vermeiden.
Produktformen
| Form | Typische Dicke/Größe | Festigkeitsverhalten | Gängige Zustände | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Blech | 0,5–6,0 mm | Gute Festigkeit in dünnen Stärken bei entsprechender Alterung | O, T5, T6, T651 | Verwendet für Luftfahrtbeplankungen und hochfeste Paneele |
| Platte | 6–150+ mm | Festigkeit bei dicken Platten durch Abschreckempfindlichkeit reduziert | T6, T651, überaltert | Dicke Querschnitte erfordern spezielle Abschreckpraktiken und können für Schmiedestücke genutzt werden |
| Pressprofil | Variable Querschnitte | Eigenschaftskontrolle abhängig vom T-Zustand und Abschreckung | T6, T5 | Komplexe Profile möglich, dabei Abschreckgeschwindigkeiten beachten |
| Rohr | 1–25 mm Wandstärke | Ähnliches Verhalten wie Blech bei dünnen Wandstärken | T6/T651, O | Oft verwendet in tragenden Strukturen und Luftfahrtrohren |
| Stab/Rundstahl | Durchmesser bis 200+ mm | Geschmiedete Stäbe erhalten gute durchgehende Eigenschaften bei richtiger Verarbeitung | T6, T651 | Für bearbeitete Strukturbauteile und hochfeste Komponenten |
Bleche und dünne Pressprofile können aufgrund günstiger Abschreckraten nahezu die maximale Alterungshärtung erreichen, was sie für Luftfahrtbeplankungen und Paneele geeignet macht. Platten und große Schmiedestücke sind anspruchsvoller, da langsameres Abkühlen lokale Weichstellen und heterogene Ausscheidungsverteilungen begünstigt; dies erfordert strenge Prozesskontrolle.
Die handelsüblichen Formen werden entsprechend der Endverwendung gewählt: Blech für Umformung und leichte Strukturen, Platte und geschmiedeter Stab für hochbelastete Verbindungselemente sowie Pressprofile für tragende Bauteile mit komplexen Querschnitten. Jede Form erfordert angepasste Wärmebehandlung und möglicherweise eine Nachalterung nach der Bearbeitung, um die geforderten Maß- und mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Äquivalente Werkstoffbezeichnungen
| Norm | Bezeichnung | Region | Hinweise |
|---|---|---|---|
| AA | 7077 | USA | Aluminum Association Bezeichnung für die Legierungsfamilie |
| EN AW | 7077 | Europa | EN AW‑7077 gebräuchlich; chemische Toleranzen und Zustände können variieren |
| JIS | A7077 | Japan | JIS-Bezeichnung; Verarbeitung und Zustandskennzeichen folgen JIS-Konventionen |
| GB/T | 7077 | China | GB/T-Werkstoffe orientieren sich oft an AA-Chemien, können aber lieferantenspezifische Grenzwerte aufweisen |
Nationale und regionale Normen übernehmen meist die 7077-Bezeichnung, jedoch können chemische Toleranzen, Verunreinigungsgrenzen und Zustandsdefinitionen zwischen den Normen leicht abweichen. Für kritische Luftfahrt- oder Sicherheitsbauteile müssen Ingenieure die genaue Norm, Werkszeugnisse und Prüfergebnisse mechanischer Eigenschaften beim Lieferanten verifizieren.
Die Querverweise müssen die Zustandskennzeichen und zusätzliche Verarbeitungshinweise (z. B. T651 vs. T6511) beinhalten, da kleine Unterschiede im Spannungsabbau durch Dehnung, Alterungszeiten oder zulässige Verunreinigungen signifikante Auswirkungen auf Spannungskorrosionsbeständigkeit (SCC), Dauerfestigkeit und Bruchzähigkeit haben können.
Korrosionsbeständigkeit
Die atmosphärische Korrosionsbeständigkeit von 7077 ist moderat und schlechter als bei vielen Legierungen der 5xxx- und 6xxx-Serie aufgrund des hohen Zn- und Cu-Gehalts, die lokale Korrosionsmechanismen begünstigen. Übliche Oberflächenschutzmaßnahmen wie Umwandlungsbeschichtungen, Eloxalverfahren oder Lacksysteme werden für den Außeneinsatz oder aggressive Umgebungen empfohlen, um Lochfraß und Abblättern zu verhindern.
In maritimen oder chloridreichen Umgebungen ist 7077 anfälliger für Lochfraß und Spannungskorrosionsrisse im Vergleich zu Al‑Mg‑Legierungen (5xxx) und einigen 6xxx‑Legierungen, sofern kein überalterter Zustand mit verbesserter SCC-Beständigkeit verwendet wird. Überalterung und gezielte Mikrozusatzlegierungen können die SCC-Anfälligkeit verringern, jedoch sind Schutzbeschichtungen und kathodische Isolation für Langzeitgebrauch im Meerwasser häufig notwendig.
Spannungskorrosionsrisse bleiben eine Herausforderung bei hochfesten 7xxx-Legierungen und können durch Zug-Restspannungen in Kombination mit korrosiven Medien ausgelöst werden; Konstruktion und Fertigung verwenden vorbeugend kontrollierte Alterung, Spannungsabbau durch Dehnung und vermeiden Zugspannungen an der Oberfläche. Galvanische Wechselwirkungen mit edleren Materialien (z. B. Edelstahl) können lokale Korrosion beschleunigen; daher empfehlen sich isolierende Trennschichten und sorgfältige Schraubenauswahl.
Im Vergleich zu 6xxx- und 5xxx-Familien tauscht 7077 Korrosionsbeständigkeit gegen deutlich höhere Festigkeit und Ermüdungsfähigkeit ein. Ingenieure müssen Schutzmaßnahmen und Zustandswahl gegen die geforderte mechanische Leistung und Lebenszykluserwartungen abwägen.
Fertigungseigenschaften
Schweißbarkeit
Das Schweißen von 7077 mit Lichtbogenverfahren ist anspruchsvoll, da im Wärmeeinflussbereich (WEZ) eine deutliche Erweichung auftritt und die Legierungsfamilie zu Heißrissen und Festigkeitsverlust in Schweißnähten neigt. Konventionelles TIG/MIG-Schweißen führt meist zu signifikant geringerer Festigkeit als im Grundwerkstoff, weshalb für kritische Strukturbauteile häufig auf Schmelzschweißen verzichtet wird. Reibschweißen und Festphasenschweißverfahren sind bevorzugt, wenn Schweißen erforderlich ist, und Prüffülllegierungen (z. B. aus 5xxx- oder 6xxx-Serie) werden gewählt, um Heißrisse zu minimieren und Korrosionsverhalten anzupassen.
Mechanische Bearbeitbarkeit
Die Bearbeitbarkeit von 7077 ist im peak-gealterten Zustand grundsätzlich gut aufgrund hoher Festigkeit und stabiler Spanbildung, jedoch kann der Werkzeugverschleiß höher sein als bei weicheren Legierungen wegen abrasiver Bestandteile und höherer Schnittkräfte. Hartmetallwerkzeuge mit positivem Spanwinkel und guter Kühlung sind empfehlenswert, um Aufbauschneiden zu vermeiden und Oberflächenqualität zu sichern. Vorschub und Schnittgeschwindigkeit sind abhängig vom Zustand zu wählen; größere Schnitte benötigen konservative Parameter, um Vibrationen und Verformungen zu vermeiden.
Umformbarkeit
Die Kaltumformbarkeit ist in alterungsgehärteten Zuständen eingeschränkt; Umformungen sind am besten im O-Zustand oder in speziell lösungsgeglühten und teilweise gealterten Zuständen durchzuführen, um Risse zu vermeiden. Typische Mindest-Biegeinnendurchmesser hängen vom Zustand und der Dicke ab, jedoch sind größere Biegeradien als bei 5xxx- und 3xxx‑Legierungen üblich, um Brüche zu verhindern. Werden enge Biegungen benötigt, sollte im geglühten Zustand umgeformt, anschließend Lösungsglühen und Altern durchgeführt werden, oder inkrementelles bzw. Warmumformen in Betracht gezogen werden.
Wärmebehandlungsverhalten
Als wärmebehandelbare Legierung spricht 7077 auf Lösungsglühen mit anschließender schneller Abschreckung und kontrollierter künstlicher Alterung an, um ausscheidungshärtende Phasen zu bilden. Typische Lösungsglühtemperaturen für Al‑Zn‑Mg‑Cu-Legierungen liegen im Bereich 470–500 °C, gefolgt von Wasserabschreckung; genaue Temperaturen und Zeiten sind abhängig von Bauteilgröße und Lieferantenempfehlungen, um Schmelzansätze oder Überalterung zu vermeiden.
Künstliche Alterung (T6-Zustand) erfolgt bei mittleren Temperaturen (z. B. 120–180 °C) über mehrere Stunden zur Erreichung höchster Festigkeit, während Überalterung (T7x-Zustände) höhere Temperaturen oder längere Zeiten nutzt, um Ausscheidungen zu vergrößern und SCC-Beständigkeit sowie Zähigkeit auf Kosten der Maximalhärte zu verbessern. Übergänge zwischen T-Zuständen dienen der Feinabstimmung zwischen Streckgrenze, Zähigkeit und Umgebungsrissbeständigkeit; Nachalterungen nach Schweißen oder Umformung können Eigenschaften teilweise wiederherstellen, wenn Abschreckung und Alterung kontrolliert sind.
Bei nicht wärmebehandelbaren Prozessen wie Endformgebung ohne Alterung ist Kaltverfestigung kein praktikabler Weg zur hohen Festigkeit bei 7077; hierfür wird zur Umformung und Bearbeitung der O-Zustand genutzt und anschließend die Wärmebehandlung zur Erreichung der Designparameter angewendet. Kontrolle der Abschreckraten und sofortiges Wasserabschrecken sind bei dicken Querschnitten entscheidend, um Weichzonen und heterogene Mikrostrukturen zu vermeiden.
Hochtemperatureigenschaften
7077 verliert mit steigender Temperatur einen erheblichen Anteil seiner Festigkeit bei Raumtemperatur; Einsatztemperaturen über etwa 120 °C beeinträchtigen langfristig mechanische Stabilität und Ausscheidungsverteilung. Die Kriechfestigkeit bei erhöhten Temperaturen ist begrenzt, weshalb 7077 nicht für dauerhafte Hochtemperatureinsätze mit Belastung empfohlen wird; thermische Belastung fördert Überalterung und Festigkeitsabbau.
Die Oxidation von Aluminium ist selbstlimitierend und bildet eine schützende Al2O3-Schicht, daher ist die oberflächenbedingte Korrosion durch Oxidation meist gering im Vergleich zu anderen Mechanismen; jedoch können hohe Temperaturen in Kombination mit Spannungen Umweltschäden beschleunigen. Im Wärmeeinflussgebiet bei Hochtemperaturprozessen (z. B. Schweißen, Löten) treten deutliche Erweichung und vergrößerte Ausscheidungsstrukturen auf, was Design und Nachbehandlung beeinflusst.
Konstrukteure sollten Dauerbelastungen bei hohen Temperaturen begrenzen und alternative Legierungen oder Schutzschichten in Betracht ziehen, wenn die Einsatzumgebung Grenze der Alterungs- oder Überalterungswerte erreicht. Bei intermittierenden Hochtemperatureinsätzen können Wiederalterungsbehandlungen mechanische Eigenschaften teilweise zurückgewinnen, jedoch wird die ursprüngliche Mikrostruktur nicht in allen Fällen vollständig wiederhergestellt.
Anwendungen
| Branche | Beispielkomponente | Warum 7077 verwendet wird |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Strukturelle Beschläge, Schmiedeteile, Stringer | Sehr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und gute Ermüdungsfestigkeit |
| Verteidigung | Bauteile für Raketen und Trägerraketen | Festigkeit, enge Toleranzen und Gewichtskritikalität |
| Hochleistungs-Automobilbau | Fahrwerkskomponenten, Überrollkäfige | Reduziertes Gewicht bei hoher statischer und Ermüdungsfestigkeit |
| Industrie / Maschinenbau | Hochbelastete Wellen und Stäbe | Bearbeitbarkeit mit engen Toleranzen bei hoher Festigkeit |
| Elektronik / Wärmemanagement | Strukturelle Wärmeverteiler (begrenzt) | Angemessene Wärmeleitfähigkeit und Steifigkeit |
7077 wird eingesetzt, wenn strukturelle Gewichtseinsparungen und hohe Tragfähigkeit entscheidend sind, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigung, wo die Fertigungskosten durch Leistungssteigerungen gerechtfertigt sind. Die Kombination aus hoher statischer Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit sowie der Möglichkeit, Schmiedeteile und präzisionsbearbeitete Komponenten herzustellen, macht die Legierung attraktiv für Beschläge und hochbelastete Bauteile.
Aufgrund der begrenzten Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit wird 7077 mit schützenden Oberflächen versehen und durch kontrollierte Verbindungstechniken verarbeitet. Die Legierung wird oft gewählt, wenn alternative Werkstoffe die Belastungs- oder Ermüdungsanforderungen ohne Gewichtsnachteil nicht erfüllen können.
Auswahlhinweise
Verwenden Sie 7077, wenn maximale statische und Ermüdungsfestigkeit pro Gewichtseinheit die Hauptanforderung ist und die Lieferkette eine kontrollierte Wärmebehandlung sowie Oberflächenschutz gewährleisten kann. Die Legierung eignet sich besonders für strukturelle Schmiedeteile, hochbelastete Beschläge und dünnwandige Luftfahrtkomponenten, bei denen die Leistungsfähigkeit höhere Material- und Verarbeitungskosten rechtfertigt.
Im Vergleich zu reinem Aluminium (z. B. 1100) opfert 7077 elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Umformbarkeit zugunsten einer deutlich höheren Festigkeit. Gegenüber kaltverfestigten Legierungen wie 3003 oder 5052 bietet 7077 wesentlich höhere Festigkeiten, jedoch in der Regel schlechtere Korrosionsbeständigkeit und Umformbarkeit; wählen Sie 7077 für strukturelle Festigkeit, nicht für einfache Umformung oder marinen Korrosionsschutz ohne Beschichtungen.
Im Vergleich zu gängigen wärmebehandelbaren Legierungen wie 6061 oder 6063 bietet 7077 deutlich höhere Höchstfestigkeit und oft bessere Ermüdungsfestigkeit, geht jedoch mit schwierigerer Fertigung, erhöhter Empfindlichkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion (SCC) und üblicherweise höheren Materialkosten einher. Entscheiden Sie sich für 7077, wenn Lastaufnahme, Gewicht und Ermüdungsleistung entscheidende Kriterien sind und das Design temperspezifische Einschränkungen zulässt.
Abschließende Zusammenfassung
Die Legierung 7077 bleibt ein Nischenwerkstoff, jedoch ein kritisches Material für hochleistungsfähige Strukturbauteile, bei denen ein außergewöhnlich gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und gezieltes Ermüdungsverhalten erforderlich sind. Mit sorgfältiger Auswahl des Temperzustands, präziser Prozesskontrolle und Korrosionsschutz ermöglicht 7077 Bauteile, die mit niedrigfesteren Aluminiumlegierungen nicht realisierbar wären, wodurch die Legierung in der Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und anderen anspruchsvollen Ingenieuranwendungen relevant bleibt.