Nhôm 7020: Thành phần, Tính chất, Hướng dẫn nhiệt độ và Ứng dụng
Chia sẻ
Table Of Content
Table Of Content
Tổng Quan Toàn Diện
7020 là hợp kim nhôm thuộc dòng 7xxx (họ Al-Zn-Mg) được thiết kế cho độ bền cao với ưu điểm cải thiện độ dai va đập và khả năng chống ăn mòn ứng suất so với các hợp kim 7xxx truyền thống. Thành phần hóa học chính bao gồm kẽm làm yếu tố tăng cường chính, magiê là yếu tố phụ trợ và hàm lượng đồng cùng crôm thấp để kiểm soát cấu trúc hạt và quá trình tái kết tinh.
Hợp kim này có thể được xử lý nhiệt và tăng độ bền chủ yếu thông qua quá trình tôi dung dịch, làm nguội nhanh và lão hóa nhân tạo (tôi kết tủa các pha Zn-Mg), mặc dù ảnh hưởng của làm cứng biến dạng hạn chế so với các dòng không xử lý nhiệt. Các đặc tính chính bao gồm độ bền riêng cao, khả năng chống mỏi khá tốt cho hợp kim nhôm có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn ở mức trung bình (cải thiện so với hợp kim 7xxx có hàm lượng đồng cao), khả năng tạo hình ở nhiệt độ phòng hạn chế ở các trạng thái tôi đạt đỉnh và khả năng hàn cần được chú ý do vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) bị mềm hóa.
7020 thường được sử dụng trong phụ kiện hàng không vũ trụ, kết cấu chịu lực, vận tải và các ứng dụng hàng hải, nơi cần sự kết hợp của độ bền cao, độ dai va đập tốt và khả năng chống ăn mòn hợp lý. Kỹ sư lựa chọn 7020 khi cần tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao hơn và khả năng chống ăn mòn ứng suất tốt hơn so với hợp kim 6xxx truyền thống, hoặc khi cần độ bền của dòng 7xxx nhưng không chấp nhận được độ nhạy ăn mòn và độ dai va đập thấp của 7075.
7020 được ưu tiên hơn các hợp kim khác khi thiết kế yêu cầu sự cân bằng giữa độ bền tĩnh và độ bền mỏi cao với khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất được cải thiện và độ ổn định trong quá trình lão hóa tốt hơn. Nó cạnh tranh với 6061 và 7075 trong nhiều ứng dụng kết cấu, thường được chọn khi khả năng hàn hoặc độ dẻo dai cao hơn ở một số trạng thái tôi là yếu tố quan trọng. Sự có mặt dưới dạng đùn, tấm và tấm mỏng cùng các quy trình xử lý nhiệt đã được thiết lập làm cho 7020 trở nên hấp dẫn cho các chi tiết sản xuất với hiệu suất cơ học dự đoán được.
Các Loại Độ Ổn Định Cơ (Temper)
| Độ Ổn Định (Temper) | Cấp Độ Bền | Độ Dãn | Khả Năng Tạo Hình | Khả Năng Hàn | Ghi Chú |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Thấp | Cao | Xuất sắc | Xuất sắc | Hoàn toàn ủ mềm, độ dẻo dai cao nhất để tạo hình |
| T4 | Trung bình (lão hóa tự nhiên) | Trung bình - Cao | Khá | Khá | Tôi dung dịch và lão hóa tự nhiên; khả năng tạo hình tốt với độ bền vừa phải |
| T6 | Cao | Trung bình | Khá - Kém | Giới hạn | Tôi dung dịch và lão hóa nhân tạo; độ bền đỉnh cho tải tĩnh |
| T651 | Cao (giảm ứng suất) | Trung bình | Khá - Kém | Giới hạn | T6 với kéo giãn kiểm soát để giảm ứng suất dư |
| H14 | Trung bình - Cao | Thấp - Trung bình | Giới hạn | Khá | Làm cứng biến dạng bằng gia công nguội một phần; độ bền trung gian không cần xử lý nhiệt |
| T5 | Trung bình - Cao | Trung bình | Giới hạn | Giới hạn | Làm nguội từ nhiệt độ cao và lão hóa nhân tạo; dùng cho đùn ép |
Độ ổn định cơ ảnh hưởng đáng kể đến sự cân bằng giữa độ bền và độ dẻo của 7020. Trạng thái ủ mềm (O) hoặc T4 cho khả năng tạo hình tốt nhất cho các công đoạn dập hoặc tạo hình sâu, trong khi T6/T651 cung cấp độ bền tĩnh cao nhất nhưng khả năng uốn giảm và cần thận trọng để tránh hiện tượng hồi vị và nứt.
Các trạng thái có thể xử lý nhiệt có hiện tượng mềm hóa vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) rõ rệt ở vị trí mối hàn; do đó, các kỹ sư thường lựa chọn T651 cho các chi tiết kết cấu quan trọng nhằm kiểm soát ứng suất dư và ổn định. Các trạng thái trung gian H và T5 thường dùng khi làm cứng biến dạng một phần hoặc lão hóa trực tuyến đối với các chi tiết đùn ép để đạt độ bền đủ cao đồng thời vẫn giữ khả năng tạo hình hoặc liên kết thuận tiện.
Thành Phần Hóa Học
| Nguyên Tố | Phạm Vi % | Ghi Chú |
|---|---|---|
| Si | ≤ 0.12 | Tạp chất; giới hạn khuyết tật đúc và giảm ảnh hưởng lên độ bền |
| Fe | ≤ 0.50 | Tạp chất; hàm lượng cao làm giảm độ dai và khả năng gia công |
| Mn | 0.03 – 0.20 | Vi hợp kim điều khiển cấu trúc hạt và tái kết tinh |
| Mg | 1.0 – 1.8 | Yếu tố tăng cường chính cùng Zn (các pha MgZn2 kết tủa) |
| Cu | ≤ 0.10 – 0.25 | Hàm lượng thấp đến vừa phải; giảm nguy cơ nứt ăn mòn ứng suất so với các hợp kim 7xxx nhiều đồng |
| Zn | 3.8 – 4.8 | Yếu tố tăng cường chính; kiểm soát quá trình tôi kết tủa |
| Cr | 0.04 – 0.20 | Tinh chỉnh hạt; cải thiện độ dai và kiểm soát tái kết tinh |
| Ti | ≤ 0.05 | Chất kích hạt mịn trong quá trình luyện ingot |
| Khác (mỗi loại) | ≤ 0.05 | Bao gồm V, Zr vết; còn lại là Al |
Việc bổ sung các nguyên tố hợp kim điều chỉnh hành vi cơ học và khả năng chống ăn mòn của 7020: Zn và Mg tạo các pha kết tủa liên kết và bán liên kết trong quá trình lão hóa cung cấp cơ chế tăng cường chính. Crôm cùng các bổ sung nhỏ Mn/Ti tinh chỉnh cấu trúc hạt và giảm khả năng tái kết tinh cũng như gãy hạt, trong khi hàm lượng đồng thấp giảm thiểu nguy cơ nứt ăn mòn ứng suất so với các hợp kim 7xxx đồng cao.
Các nguyên tố tạp như Fe và Si được kiểm soát chặt chẽ vì chúng tạo các hạt hợp kim giữa các hạt làm giảm độ dai va đập và có thể là điểm bắt đầu nứt mỏi. Thành phần hóa học được kiểm soát giúp đáp ứng ổn định với xử lý nhiệt và hiệu suất cơ học đồng đều trên các dạng sản phẩm.
Đặc Tính Cơ Học
Ở trạng thái T6/T651, 7020 thể hiện độ bền kéo cao phù hợp cho các ứng dụng kết cấu, với sự kết hợp đặc trưng giữa giới hạn chảy và giới hạn bền kéo hỗ trợ các chi tiết chịu tải trọng lớn. Giới hạn chảy ở trạng thái đạt đỉnh cao hơn đáng kể so với các hợp kim 6xxx đồng thời cải thiện độ dai va đập so với các hợp kim 7xxx có độ bền cao hơn; độ dãn ở trạng thái đỉnh ở mức vừa phải đủ dùng cho nhiều chi tiết gia công và kết cấu.
Ở trạng thái ủ mềm (O) hoặc tôi dung dịch (T4), độ dãn tăng đáng kể và độ bền kéo giảm, khiến các trạng thái này phù hợp hơn cho các công đoạn tạo hình. Độ cứng có mối tương quan mạnh với lão hóa nhân tạo: T6 cho độ cứng và khả năng chịu tải tĩnh cao nhất, trong khi trạng thái ủ mềm có độ cứng thấp và khả năng chống lõm tốt hơn.
Hiệu suất mỏi của 7020 nói chung tốt đối với hợp kim nhôm có độ bền cao, nhờ cấu trúc hạt kiểm soát và hàm lượng đồng thấp; tuy nhiên tuổi thọ mỏi khá nhạy cảm với hoàn thiện bề mặt, ứng suất dư và các khuyết tật địa phương. Độ dày và dạng sản phẩm ảnh hưởng đến đặc tính cơ học do tốc độ làm nguội và tái kết tinh trong quá trình gia công thay đổi cơ chế kết tủa và hình thái hạt; tấm dày có thể có độ cứng đỉnh và độ dai va đập hơi thấp hơn so với chi tiết đùn mỏng làm nguội nhanh hơn.
| Đặc Tính | O/Ủ Mềm | Độ Ổn Định Chính (T6 / T651) | Ghi Chú |
|---|---|---|---|
| Độ Bền Kéo (MPa) | 160 – 240 | 360 – 420 | T6 cho độ bền gấp khoảng 2–2.5 lần so với O; giá trị phụ thuộc vào dạng sản phẩm và độ dày |
| Giới Hạn Chảy (MPa) | 55 – 110 | 320 – 370 | Giới hạn chảy tăng mạnh sau khi lão hóa; T651 bao gồm xử lý kéo giảm ứng suất |
| Độ Dãn (A%) | 18 – 30 | 8 – 14 | Độ dẻo giảm khi độ bền tăng; đánh đổi độ dai va đập |
| Độ Cứng (HB) | 40 – 70 | 110 – 140 | Độ cứng Brinell tăng theo lão hóa; độ cứng tương quan với độ bền và khả năng chống mòn |
Đặc Tính Vật Lý
| Đặc Tính | Giá Trị | Ghi Chú |
|---|---|---|
| Mật Độ | ~2.78 g/cm³ | Điển hình cho hợp kim Al-Zn-Mg; tỷ lệ bền trên trọng lượng tốt |
| Phạm Vi Nhiệt Độ Nóng Chảy | Solidus ~475–490°C; Liquidus ~635–645°C | Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc thành phần chính xác và tạp chất |
| Độ Dẫn Nhiệt | ~130 – 160 W/m·K | Thấp hơn nhôm tinh khiết nhưng đủ dùng cho tản nhiệt so với thép |
| Độ Dẫn Điện | ~28 – 36 % IACS | Thấp hơn so với dòng 1xxx và 6xxx do hợp kim; điển hình cho nhôm độ bền cao |
| Nhiệt Dung Riêng | ~880 J/kg·K | Hữu ích trong thiết kế nhiệt và tính toán nhiệt truyền nhiên liệu tạm thời |
| Hệ Số Giãn Nhiệt | ~23 – 24 µm/m·K (20–100°C) | Tương đương các hợp kim nhôm khác; quan trọng trong thiết kế giảm sai khác giãn nở |
7020 giữ được mật độ thấp và độ dẫn nhiệt thuận lợi của nhôm, làm cho nó trở nên hấp dẫn trong các ứng dụng cần tiết kiệm khối lượng và tản nhiệt tốt. Giảm độ dẫn điện và nhiệt so với nhôm tinh khiết là sự đánh đổi cho độ bền tăng lên nhờ các pha tôi kết tủa.
Đặc tính nhiệt ảnh hưởng đến phạm vi xử lý nhiệt và giới hạn sử dụng; các kỹ sư cần tính đến sự suy giảm đáng kể của sức bền do kết tủa khi các chi tiết hoạt động ở nhiệt độ cao gần hoặc vượt ngưỡng lão hóa tiêu chuẩn.
Dạng Sản Phẩm
| Dạng | Độ Dày/Kích Thước Tiêu Biểu | Đặc Tính Cơ Lý | Độ Cứng Thường Gặp | Ghi Chú |
|---|---|---|---|---|
| Tấm | 0.5 – 6 mm | Phản ứng tôi và làm già nhanh hơn tốt nhất ở các độ dày mỏng | O, T4, T6 | Phổ biến dùng cho các tấm kết cấu nhẹ và chi tiết gia công |
| Thép tấm dày | 6 – trên 100 mm | Phần dày có thể có giới hạn bền kéo tối đa giảm nhẹ | T6, T651 | Cần quá trình tôi kiểm soát để đạt tính chất đồng nhất |
| Đùn (Extrusion) | Biên dạng tới các mặt cắt lớn | Độ bền theo hướng tốt; có thể làm già trực tiếp trên dây chuyền | T5, T6, T651 | Phổ biến cho khung kết cấu và biên dạng phức tạp |
| Ống | Đường kính đa dạng; liền mối/ghép mối hàn | Tương tự đùn; độ dày thành ống ảnh hưởng quá trình làm già | T6, T651 | Dùng cho ống chịu lực cao và thành phần kết cấu |
| Thanh tròn/thanh đặc | Đường kính tối đa 200 mm | Khả năng gia công và tính đều phụ thuộc kích thước tiết diện đặc | O, T6 | Dùng cho phụ kiện, chi tiết gia công và rèn |
Tấm và các sản phẩm đùn mỏng thường đạt tính chất đỉnh điểm dễ dàng hơn nhờ tốc độ làm nguội nhanh, trong khi các tấm dày đòi hỏi quá trình gia công cẩn thận để tránh lõi vật liệu bị mềm. Các biên dạng đùn cho phép thiết kế tiết diện theo yêu cầu và có thể được tôi già ngay lập tức sau tôi (T5) hoặc sau khi xử lý ứng suất (T651) để ổn định kích thước.
Lựa chọn phương pháp sản xuất phụ thuộc vào yêu cầu hiệu năng cơ học và độ phức tạp hình học: chu trình xử lý nhiệt trước định hình phổ biến cho chi tiết cần uốn lớn, trong khi gia công trực tiếp từ thanh ưu tiên tình trạng T6 để kiểm soát kích thước và tăng khả năng chống mỏi.
Các Mác Tương Đương
| Tiêu Chuẩn | Mác | Khu Vực | Ghi Chú |
|---|---|---|---|
| AA | 7020 | Mỹ | Mác hợp kim phổ biến theo danh mục Hiệp hội Nhôm |
| EN AW | 7020 | Châu Âu | EN AW-7020 thường dùng; thành phần hóa học và đặc tính cơ học theo tiêu chuẩn EN |
| JIS | A7020 | Nhật Bản | Phiên bản JIS giữ giới hạn thành phần tương đương với dung sai theo khu vực |
| GB/T | 7020 | Trung Quốc | Mác GB/T của Trung Quốc tương ứng với 7020 quốc tế về thành phần hóa học và ứng dụng |
Thông số kỹ thuật vùng cho 7020 tương đối đồng nhất về phạm vi nguyên tố và định nghĩa độ cứng, tuy nhiên dung sai về tạp chất và các thử nghiệm cơ lý có thể khác nhau. Tiêu chuẩn EN AW-7020 của Châu Âu chú trọng kiểm soát nghiêm ngặt các nguyên tố ức chế kết tinh lại nhằm đảm bảo chất lượng tấm và đùn.
Người dùng nên tham khảo các tiêu chuẩn/chứng chỉ cụ thể về dung sai kích thước, tạp chất cho phép và kiểm soát quy trình nhà cung cấp nhằm đảm bảo tuổi thọ mỏi, khả năng chống nứt ứng suất SCC và mức độ lỗi cho các chi tiết quan trọng.
Khả Năng Chống Ăn Mòn
Trong môi trường khí quyển, hợp kim 7020 thể hiện khả năng chống ăn mòn vừa phải với hiệu suất tốt hơn các hợp kim 7xxx chứa đồng cao nhờ hàm lượng Cu thấp hơn. Việc anod tự nhiên và phủ chromate hoặc lớp phủ hữu cơ hiện đại giúp cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn cục bộ và ăn mòn tổng thể, làm cho 7020 phù hợp nhiều ứng dụng kết cấu ngoài trời.
Phơi nhiễm trong môi trường biển làm tăng tốc độ ăn mòn cục bộ; 7020 có thể sử dụng cho kết cấu biển khi có thêm lớp bảo vệ (anode hóa, phủ chuyển đổi, bịt mối nối và sơn bảo vệ). Thiết kế tránh tích nước biển tĩnh và cách điện các kim loại khác nhau là các biện pháp quan trọng giảm thiểu ăn mòn điện hóa.
Nguy cơ nứt ăn mòn ứng suất SCC ở 7020 thấp hơn hợp kim 7xxx đồng cao nhưng vẫn cần cân nhắc thiết kế cho các tình trạng làm cứng cao (T6). Thiết kế mối ghép, lựa chọn độ cứng (ưu tiên T4/T651 nếu có thể) và xử lý nhiệt sau hàn thường áp dụng để giảm thiểu rủi ro SCC.
Phản ứng điện hóa với thép, đồng hoặc hợp kim không gỉ có thể đáng kể trong môi trường có chloride; cần sử dụng lớp cách điện, lớp phủ hy sinh hoặc bảo vệ cathodic ở vị trí nối. So với nhóm hợp kim nhôm 5xxx (Mg) và 6xxx (Mg-Si), 7020 có độ bền cao hơn nhưng đòi hỏi kiểm soát chống ăn mòn hơi phức tạp hơn.
Đặc Tính Gia Công
Khả năng hàn
7020 có thể hàn bằng các kỹ thuật hàn nóng chảy phổ biến (TIG, MIG), tuy nhiên mối hàn ở tình trạng độ cứng cao thường bị làm mềm vùng chịu ảnh hưởng nhiệt HAZ; thường phải xử lý nhiệt sau hàn để phục hồi cơ tính cho các ứng dụng quan trọng. Các hợp kim điền đầy như 5356 hoặc các loại Al-Mg khác thường dùng để giảm nguy cơ nứt nóng và cải thiện độ dẻo của kim loại mối hàn. Thiết kế mối ghép cẩn thận, xử lý ứng suất trước và sau hàn cùng kiểm soát nhiệt đầu vào giúp giảm rỗ rỗng và vấn đề vùng HAZ; hàn nóng chảy các chi tiết chịu tải phải được cấp chứng nhận và thường kèm làm già tại chỗ.
Khả năng gia công cơ khí
Khả năng gia công của 7020 được đánh giá từ trung bình đến tốt đối với hợp kim nhôm có độ bền cao, với các tiết diện đặc tạo thành phoi ổn định khi sử dụng dao cắt carbide sắc bén. Nên dùng dao carbide phủ lớp với góc cắt dương cùng lượng chất làm mát hoặc bôi trơn dồi dào để kiểm soát lớp tích tụ mạt và cải thiện độ nhẵn bề mặt. Tốc độ cắt cao hơn thép nhưng thấp hơn các hợp kim nhôm dễ gia công; cần tối ưu tốc độ chạy dao và chiều sâu cắt để tránh rung và kiểm soát nhiệt vùng cắt.
Khả năng tạo hình
Khả năng tạo hình phụ thuộc nhiều vào độ cứng: tình trạng O và T4 cho khả năng uốn, dập sâu và dập khuôn tốt nhất, trong khi T6 và T651 giảm đáng kể độ dẻo và dễ nứt gãy ở bán kính uốn nhỏ. Bán kính uốn tối thiểu bên trong của tấm 7020 tôi mềm thường khoảng 1 lần độ dày, còn các chi tiết T6 thường yêu cầu bán kính 2–4 lần độ dày hoặc sử dụng dụng cụ chuyên biệt và tạo hình ở nhiệt độ cao để tránh gãy. Hiện tượng hồi đàn (springback) rõ rệt ở các độ cứng cao nên phải bù trừ dụng cụ và thử nghiệm kỹ để đạt độ chính xác cao.
Đặc Tính Xử Lý Nhiệt
7020 là hợp kim có thể xử lý nhiệt cổ điển: tôi dung dịch thường thực hiện ở nhiệt độ khoảng 470–480°C để hòa tan các pha giàu Zn-Mg vào dung dịch đặc, sau đó làm nguội nhanh để giữ trạng thái quá bão hòa. Làm già nhân tạo (T6) thường tiến hành ở nhiệt độ 120–160°C trong vài giờ để hình thành các pha làm tăng cường độ cứng và đạt độ cứng tối đa; các biểu đồ già cần điều chỉnh phù hợp với kích thước tiết diện và cân bằng mong muốn giữa độ bền và độ dai.
Độ cứng T651 biểu thị T6 có thêm bước kéo căng kiểm soát nhằm giảm ứng suất còn lại và hạn chế biến dạng; loại này ưu tiên cho các chi tiết kết cấu cần ổn định kích thước và khả năng chống mỏi. Khác với hợp kim không xử lý nhiệt, độ bền của 7020 chủ yếu phụ thuộc vào kích thước và phân bố pha kết tủa hơn là biến dạng nguội, nên kiểm soát cẩn thận chu trình nhiệt độ-thời gian và tốc độ làm nguội là rất quan trọng để đạt thông số cơ học theo yêu cầu.
Hiệu Suất Ở Nhiệt Độ Cao
7020 mất phần lớn độ bền do pha kết tủa ở nhiệt độ sử dụng cao; phơi nhiễm lâu dài trên khoảng 120°C làm pha kết tủa to ra và giảm giới hạn chảy cũng như giới hạn bền kéo. Tăng nhiệt ngắn hạn lên mức trung bình có thể chịu được, nhưng lặp đi lặp lại hoặc phơi nhiễm lâu sẽ rút ngắn tuổi thọ mỏi và giảm khả năng chịu tải. Quá trình oxy hóa đối với nhôm ở nhiệt độ làm việc thông thường là tối thiểu, nhưng lớp phủ bảo vệ có thể bị suy giảm ở nhiệt độ cao và làm lộ kim loại nền ra môi trường ăn mòn.
Vùng ảnh hưởng nhiệt gần mối hàn đặc biệt nhạy cảm do nhiệt độ tại chỗ làm thay đổi phân bố pha kết tủa và tạo ra các vùng yếu tập trung biến dạng khi chịu dao động cơ học hoặc nhiệt. Với ứng dụng đòi hỏi giữ cơ tính ở nhiệt độ cao, cần xem xét dùng các hợp kim khác được thiết kế cho nhiệt độ bền cao dài hạn.
Ứng Dụng
| Ngành Công Nghiệp | Chi Tiết Ví Dụ | Lý Do Dùng 7020 |
|---|---|---|
| Hàng Không Vũ Trụ | Phụ kiện kết cấu, bộ phận vách ngăn | Độ bền trên trọng lượng cao cùng độ dai gãy và khả năng chống SCC tốt |
| Hàng Hải | Thanh đỡ sàn, khung kết cấu | Khả năng chống ăn mòn cải tiến so với hợp kim 7xxx đồng cao và độ bền tốt |
| Ô tô / Đường sắt | Biên dạng đùn chịu lực, chi tiết khung xe | Hiệu suất độ bền và chống mỏi cho kết cấu nhẹ |
| Thể Thao / Giải Trí | Khung xe đạp hiệu suất cao, ống kết cấu | Độ bền trên trọng lượng tốt và tính gia công cao cho chi tiết chính xác |
| Điện tử / Tản nhiệt | Bộ tản nhiệt kết cấu, vỏ thiết bị | Cân bằng giữa độ cứng, dẫn nhiệt và khả năng gia công |
7020 được sử dụng khi nhà thiết kế cần sự kết hợp ưu việt giữa độ bền, độ dai và khả năng chống ăn mòn tương đối tốt cả ở chi tiết gia công và thành phẩm. Sự đa dạng về dạng sản phẩm và các quy trình xử lý nhiệt chuẩn xác khiến hợp kim này là lựa chọn linh hoạt cho các chi tiết kỹ thuật đòi hỏi độ ổn định hiệu suất và bền vững trong suốt vòng đời sử dụng.
Những điều cần biết khi lựa chọn
Chọn hợp kim 7020 khi yêu cầu cường độ tĩnh và mỏi cao cùng với độ dai vỡ cải thiện và giảm thiểu nguy cơ nứt ăn mòn ứng suất (SCC) so với các hợp kim nhóm 7xxx có hàm lượng đồng cao hơn. 7020 phù hợp cho các chi tiết kết cấu, hàng không và hàng hải, nơi ưu tiên tiết kiệm trọng lượng và tính ổn định trong quá trình già hóa.
So với nhôm tinh khiết thương mại (ví dụ: 1100), 7020 đánh đổi khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt cũng như tính dẻo để đạt cường độ tăng lên đáng kể; sử dụng 1100 khi ưu tiên khả năng dẫn điện hoặc dễ tạo hình, và dùng 7020 khi khả năng chịu tải là yếu tố thiết yếu. So với các hợp kim đã qua làm cứng như 3003 hoặc 5052, 7020 có cường độ cao hơn nhiều nhưng đòi hỏi kiểm soát xử lý nhiệt và bảo vệ chống ăn mòn; chọn 3003/5052 khi việc tạo hình hoặc khả năng chống ăn mòn trong môi trường chloride mà không cần xử lý nhiệt là yếu tố chính. So với các hợp kim nhóm 6xxx phổ biến có thể xử lý nhiệt (6061/6063), 7020 thường cung cấp độ bền cao hơn và hiệu suất mỏi tốt hơn nhưng có thể có chi phí vật liệu cao hơn và yêu cầu nghiêm ngặt hơn về hàn/xử lý nhiệt; ưu tiên 7020 khi hiệu suất tỉ lệ cường độ/trọng lượng vượt trội và độ dai tốt hơn bù đắp cho các hạn chế trong gia công.
Tóm tắt cuối cùng
7020 vẫn là một hợp kim nhôm cường độ cao phù hợp với kỹ thuật hiện đại nhờ sự cân bằng thuận lợi giữa cường độ, độ dai và kiểm soát ăn mòn, kết hợp với đa dạng dạng sản phẩm và quy trình xử lý nhiệt được hiểu rõ. Vị trí của nó nằm giữa các hợp kim 6xxx truyền thống và các hợp kim 7xxx có cường độ cao hơn nhưng dễ bị ăn mòn hơn khiến nó trở thành lựa chọn thực tiễn cho các ứng dụng kết cấu yêu cầu hiệu suất đáng tin cậy và khả năng lặp lại.