7075 铝合金因其优异的强度和可预测的弹性行为，在航空航天、国防以及高性能运动器材中被广泛应用。其中两个关键的弹性参数——杨氏模量（Young’s Modulus, E）和泊松比（Poisson’s Ratio, ν）——决定了材料在载荷作用下的变形方式及其横向应变响应。杨氏模量衡量的是线性弹性区内应力与应变的比例，而泊松比则描述了材料在拉伸时横向收缩与轴向伸长之间的比值。
在常温下和常见热处理状态（如 T6、T651、T73、T74）下，7075 的杨氏模量约为 71 GPa（10.3 Msi），具有较高的刚度。再加上其较低的密度（2.81 g/cm³），7075 拥有出色的刚度‑重量比，特别适用于对重量和刚性要求严格的结构，如飞机翼梁、自行车车架等。泊松比稳定在约 0.33，意味着材料在纵向拉伸时，每产生一个单位的轴向应变，便会有约 0.33 个单位的横向收缩应变。这一参数在应力分布、挠度预测和壳体稳定性分析中起着关键作用。
在高温（如 150 °C）或不同加工工艺（如轧制、挤压）条件下，这两个弹性常数会出现一定波动。高温下，杨氏模量可能下降 5–10%，而泊松比可能略微上升至约 0.34。由加工引起的各向异性也会导致 E 出现 ±2 GPa，泊松比出现 ±0.01 的轻微变化，但对大多数工程设计影响不大。
以下为 7075 铝合金在不同状态下的典型杨氏模量与泊松比汇总表：
| 状况／因素 | 杨氏模量（E） | 泊松比（ν） | 说明 |
|---|---|---|---|
| 7075‑T6（室温） | ~71 GPa（10.3 Msi） | ~0.33 | 标准峰时效状态 |
| 7075‑T651（室温） | ~71 GPa（10.3 Msi） | ~0.33 | T6 + 应力消除拉伸；E 和 ν 基本不变 |
| 7075‑T73（室温） | ~70 GPa（10.2 Msi） | ~0.33 | 轻微过时效；E 在误差范围内变化，ν 基本稳定 |
| 7075‑T74（室温） | ~70 GPa（10.2 Msi） | ~0.33 | 高温过时效；弹性常数仍具良好一致性 |
| 高温（150 °C） | ~64–67 GPa | ~0.34 | E 降低约 5–10%；ν 上升约 0.01 |
| 加工各向异性（轧制／挤压） | 69–73 GPa | 0.32–0.34 | 方向性差异引起的 ±2 GPa 和 ±0.01 的轻微变化 |
设计应用中的关键考量
结构分析：使用 E = 71 GPa 和 ν = 0.33 可确保在有限元分析（FEA）或手工计算中准确预测梁、板的挠度及壳体稳定性。
振动特性：固有频率与 √(E/ρ) 成正比；7075 的高 E 与低密度使模态分析更可靠，利于避免共振问题。
热效应：高温下可取 E = 65 GPa，ν = 0.34 进行热软化调整，适用于发动机、热端构件等场合。
各向异性影响：对高精度夹具等应用，需考虑方向性弹性变化，以确保公差控制在极小范围内。
总结而言，7075 铝合金在常温下的杨氏模量稳定在约 71 GPa，泊松比稳定在约 0.33。它们在不同热处理状态、温度或加工方向下的波动幅度较小，为结构刚度、应变分析与热环境应用提供了可靠、可预测的设计参数。因此，“7075 铝合金的弹性模量与泊松比”是实现轻量化与高刚性设计目标的重要基础。
