CN108884526B - 具有高强度和美观吸引力的铝合金 - Google Patents

具有高强度和美观吸引力的铝合金 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种铝合金，该铝合金具有变化范围的合金元素和属性。

Description

具有高强度和美观吸引力的铝合金
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求于2016年7月13日提交的题为“Aluminum Alloys with HighStrength and Cosmetic Appeal”的美国专利申请62/361,675以及题为“Aluminum Alloyswith High Strength and Cosmetic Appeal”的美国专利申请15/406,153的优先权，这两篇文献都通过引用整体并入本文。
技术领域
本文所描述的实施方案总体涉及具有高强度和美观吸引力的铝合金，用于包括用于电子设备的壳体的应用。
背景技术
商业铝合金，诸如6063铝(Al)合金已经用于制造电子设备的壳体。然而，6063铝合金具有相对低的屈服强度，例如，约214MPa，当用作电子设备的壳体时可能容易凹陷。可能希望生产具有高屈服强度的铝合金，使得该合金不容易凹陷。电子设备可包括移动电话、平板电脑、笔记本电脑、器械窗口、电器屏幕等。
许多商用7000系列铝合金已经被开发用于航空航天应用。一般来讲，7000系列铝合金具有高屈服强度。然而，商用7000系列铝合金在用于制造电子设备的壳体时并不美观吸引。
仍然需要开发具有高强度和改进的美观性的铝合金。
发明内容
另外的实施方案和特征结构在下面的描述中部分地阐述，并且对于本领域技术人员在阅读说明书后将部分地变得显而易见，或者可通过本文讨论的实施方案的实践来学习。通过参考说明书的剩余部分和附图可实现对某些实施方案的本质和优点的进一步理解，这些附图形成本公开的一部分。
在一个方面，本公开涉及一种铝合金，其包含介于3.4重量百分比至4.9重量百分比的Zn，介于1.3重量百分比至2.1重量百分比的Mg，不大于0.06重量百分比的Cu，不大于0.06重量百分比的Zr，不大于0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.0重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr、Ti、Ga、Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，不大于0.02重量百分比的任何一种另外的元素，并且不大于0.10重量百分比的另外的元素，其中余量为铝。
在另一方面，铝合金的Zn与Mg的重量百分比比率为介于1.8-3.5wt％。
在另一方面，铝合金具有介于4.7–4.9重量百分比的Zn和介于1.75-1.85重量百分比的Mg。在另一方面，合金具有介于4.3-4.重量百分比的Zn和介于1.45-1.55重量百分比的Mg。在另一方面，合金具有介于3.9-4.1重量百分比的Zn和介于1.55-1.65重量百分比的Mg。在另一方面，合金具有介于4.3-4.5重量百分比的Zn和介于1.35-1.45重量百分比的Mg。在另一方面，合金具有介于3.5-3.7重量百分比的Zn和介于1.95-2.05重量百分比的Mg。在另一方面，合金具有介于4.2-4.4重量百分比的Zn和介于1.85-1.95重量百分比的Mg。
在另一方面，合金具有介于0.03-0.06重量百分比的Zr。在另一方面，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Zr。在另一方面，合金具有0.01重量百分比的Zr。
在另一方面，合金具有介于0.025-0.06重量百分比的Cu。在另一方面，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Cu。
在另一方面，合金具有介于0.06重量百分比至0.08重量百分比的Fe。在另一方面，合金具有0重量百分比和0.0重量百分比的Fe。
在另一方面，合金具有介于0-0.0重量百分比的Cr和0.01重量百分比的Mn。
在另一方面，根据G30/G44ASTM标准测量，合金的应力腐蚀断裂超过12天失效。在另一方面，根据G30/G44ASTM标准测量，合金的应力腐蚀断裂大于18天。
在另一方面，L-T取向的合金的夏比冲击能量大于或等于11J/cm2。
在各种方面，该合金的屈服强度至少约为350MPa。
附图说明
通过参考附图和说明书来描述本公开的其他非限制性方面。
图1示出了某些代表性合金的屈服强度与应力腐蚀断裂(SCC)失效的平均时间的曲线图。
图2示出了针对有和没有Cu和Zr的代表性合金的不同比例的Zn：Mg的平均失效天数作为屈服强度的函数。
图3示出了针对具有和不具有Cu和Zr的代表性合金的不同比率的Zn：Mg的夏比冲击能量作为屈服强度的函数。
图4示出了与参考合金1和2以及合金6063和5050相比的合金9和10的腐蚀电流密度。
图5示出了与参考合金1和2以及合金6063和5050相比，合金9和10的临界点蚀电位和开路电位(Epit-Eocp)的差值所描绘的阈值无源性。
具体实施方式
通过参考以下详细描述并结合如下所述的附图可理解本公开。应注意，出于说明清楚的目的，各种附图中的某些元件可能未按比例绘制，可示意性地或概念性地表示，或者可不完全对应于实施方案的某些物理配置。
本公开提供了7xxx系列铝合金，其具有比已知合金更高的能力。在各个方面，本文公开的合金可同时满足一种或多种属性和/或加工变量。这些属性可包括作为屈服强度的函数的SCC抗性的降低、较高的Scheil和/或较低的固溶温度(在挤出压力的工作公差范围内)、改善的延展性和仅使用硫酸进行阳极氧化的能力。改善的属性不会导致屈服强度的显著降低。
在各种方面，本文所述的Al合金可提供比传统7xxx系列Al合金更快的加工参数，同时保持诸如颜色、硬度和/或强度的属性。在一些方面，具有高挤出产量和低淬火敏感性可允许减少Zr晶粒细化，从而减少或消除对后续热处理的需要。
在另外的各个方面，该合金的拉伸屈服强度不小于300MPa，同时还具有如本文所述的挤出速度和/或中性色。
Al合金可通过各元素的重量百分比以及特定的属性来描述。在本文所述合金的所有描述中，应理解合金的重量百分比余量是Al和附带杂质。在各种实施方案中，附带杂质可不大于任何一种另外元素的0.05重量百分比(即，单一杂质)，并且不大于所有另外元素的0.10重量百分比(即，总杂质)。
在一些方面，合金组合物可包含少量附带杂质。杂质元素可存在，例如，作为加工和制造的副产物。
锌和镁析出物
合金可通过固溶体强化。Zn和Mg可溶于合金中。固溶体强化可改善纯金属的强度。在这种合金化技术中，一种元素的原子，例如，合金元素可添加到另一元素(例如，基础金属)的晶格中。合金元素可包含在基质中，形成固溶体。
Zn和Mg析出物为MgxZny(例如MgZn2)以在合金中形成第二MgxZny相。该第二MgxZny相可通过析出强化来增加合金的强度。在各个方面，如本文所述，MgxZny析出物可由包括快速淬火和随后的热处理的方法生产。
在各个方面，Zn/Mg(重量百分比)比率为介于1.7-3.2。在一些变型中，Zn/Mg(重量百分比)比率为介于1.7-3.0。在一些变型中，Zn/Mg(重量百分比)比率为介于2.5-3.2。
可形成MgxZny(例如，MgZn2)颗粒或析出物并将其分布在Al中。在一些方面，合金可具有介于1.7-3.2的Zn：Mg(重量百分比)的比率。在一些方面，Zn/Mg(重量百分比)的比率为介于2.0至3.5。在一些方面，Zn/Mg(重量百分比)的比率为介于2.5至3.5。在一些方面，Zn/Mg(重量百分比)的比率为介于2.0至3.2。在一些方面，Zn/Mg(重量百分比)的比率为介于2.5至3.0。在一些实施方案中，合金的Zn与Mg(Zn/Mg)重量比为2.5<Zn：Mg<3.2。在各个方面，合金具有改善的应力腐蚀断裂抗性。
不限于特定的作用机制，变化或改变合金中Zn：Mg的比率可增强合金和/或降低SCC抗性。合金中Zn和Mg的量可以化学计量选择，使得所有可用的Mg和Zn用于在合金中形成MgxZny。在一些实施方案中，Zn和Mg的摩尔比使得在MgxZny之外存在一些或者不存在过量的Mg或Zn。不希望保持于特定机制或作用模式，减少铝合金基质中的游离Zn可减少不希望的美观属性，诸如合金中的斑点。此外，减少游离Zn可减少阳极化层的分层。另选地，在各种实施方案中，可能存在一些过量的Zn或Mg。
在一些变型中，合金具有介于3.4-4.9重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于3.4重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于3.4重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于3.6重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于3.8重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于4.0重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于4.2重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有等于或大于4.4重量百分比的Zn。
在一些变型中，合金具有等于或大于4.6重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于4.9重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于4.7重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于4.5重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于4.3重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于4.1重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于3.9重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于3.7重量百分比的Zn。在一些变型中，合金具有小于或等于3.5重量百分比的Zn。
在一些变型中，合金具有等于或大于1.3重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有等于或大于1.5重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有等于或大于1.7重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有小于或等于2.1重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有小于或等于1.9重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有小于或等于1.7重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有小于或等于1.5重量百分比的Mg。在一些变型中，合金具有介于1.3至2.1重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于4.7-4.9重量百分比的Zn和介于1.75-1.85重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于4.3-4.5重量百分比的Zn和介于1.45-1.65重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于3.9-4.1重量百分比的Zn和介于1.55-1.65重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于4.3-4.5重量百分比的Zn和介于1.35-1.45重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于3.5-3.7重量百分比的Zn和介于1.95-2.05重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于3.5-3.7重量百分比的Zn和介于1.95-2.05重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于4.2-4.4重量百分比的Zn和介于1.85-1.95重量百分比的Mg。
在某些变型中，合金具有介于4.2-4.4重量百分比的Zn和介于1.85-1.95重量百分比的Mg。
在一些变型中，该合金具有介于3.4-4.9重量百分比的锌，介于1.3-2.1重量百分比的Mg，不大于0.05重量百分比的Cu，不大于0.06重量百分比的Zr，不高于0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不超过0.02重量百分比的Ti，不超过0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，总量不大于0.03重量百分比的Mn和Cr，上面没有叙述的任何单一另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于4.7-4.9重量百分比的锌，介于1.75-1.85重量百分比的Mg，介于0.025-0.06重量百分比的Cu，介于0.03-0.06重量百分比的Zr，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何单一另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在一些另外的变型中，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Cu和/或介于0.04-0.05重量百分比的Zr。例如，本文所描述的合金1具有4.8重量百分比的Zn，1.8重量百分比的Mg，0.05重量百分比的Cu，0.05重量百分比的Zr，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不超过0.02瓦％的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在另一示例中，本文所描述的合金9具有4.8重量百分比的Zn，1.8重量百分比的Mg，0.04重量百分比的Cu，0.04重量百分比的Zr，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于4.3-4.5重量百分比的Zn，介于1.45-1.75重量百分比的Mg，介于0.025-0.06重量百分比的Cu，介于0.03-0.06重量百分比的Zr，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在一些另外的变型中，合金具有介于1.45-1.55重量百分比的Mg。在一些另外的变型中，合金具有介于1.55-1.65重量百分比的Mg。在一些另外的变型中，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Cu和/或介于0.04-0.05重量百分比的Zr。在一些另外的变型中，合金具有介于0.03-0.05重量百分比的Cu和/或介于0.03-0.05重量百分比的Zr。在一些另外的变型中，合金具有介于0.05-0.06重量百分比的Cu和/或介于0.05-0.06重量百分比的Zr。例如，如本文所描述的合金2具有4.4重量百分比的Zn，1.6重量百分比的Mg，0.05重量百分比的Cu，0.05重量百分比的Zr，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在另一示例中，如本文所描述的合金10具有4.4重量百分比的Zn，1.5重量百分比的Mg，0.04重量百分比的Cu，0.04重量百分比的Zr，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于3.9-4.1重量百分比的Zn，介于1.55-1.65重量百分比的Mg，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。例如，如本文所述的合金3具有4.0重量百分比的Zn，1.6重量百分比的Mg，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于4.3-4.5重量百分比的Zn，介于1.35-1.45重量百分比的Mg，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。例如，本文所描述的合金4具有4.4重量百分比的Zn，1.4重量百分比的Mg，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一些变型中，该合金具有介于3.5-3.7重量百分比的Zn，介于1.95-2.05重量百分比的Mg，任选地介于0.025-0.06重量百分比的Cu，任选地介于0.03-0.06重量百分比的Zr，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在一些另外的变型中，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Cu和/或介于0.04-0.05重量百分比的Zr。
在一个变型中，该合金具有介于3.5-3.7重量百分比的Zn，介于1.95-2.05重量百分比的Mg，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。例如，本文所述的合金5具有3.6重量百分比的Zn，2.0重量百分比的Mg，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于3.5-3.7重量百分比的Zn，介于1.95-2.05重量百分比的Mg，介于0.025-0.06重量百分比的Cu，介于0.03-0.06重量百分比的Zr，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在一些另外的变型中，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Cu和/或介于0.04-0.05重量百分比的Zr。例如，本文所述的合金6具有3.6重量百分比的Zn，2.0重量百分比的Mg，0.05重量百分比的Cu，0.05重量百分比的Zr，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一些变型中，该合金具有介于4.2-4.4重量百分比的Zn，介于1.85-1.95重量百分比的Mg，任选地介于0.025-0.06重量百分比的Cu，任选地介于0.03-0.06重量百分比的Zr，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于4.2-4.4重量百分比的Zn，介于1.85-1.95重量百分比的Mg，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。例如，本文所描述的合金7具有4.3重量百分比的Zn，1.9重量百分比的Mg，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
在一个变型中，该合金具有介于4.2-4.4重量百分比的Zn，介于1.85-1.95重量百分比的Mg，介于0.025-0.06重量百分比的Cu，介于0.03-0.06重量百分比的Zr，介于0.06-0.08重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。在一些另外的变型中，合金具有介于0.04-0.05重量百分比的Cu和/或介于0.04-0.05重量百分比的Zr。例如，本文所描述的合金8具有4.3重量百分比的Zn，1.9重量百分比的Mg，0.05重量百分比的Cu，0.05重量百分比的Zr，0.07重量百分比的Fe，不大于0.05重量百分比的Si，不大于0.02重量百分比的Mn，不大于0.02重量百分比的Cr，不大于0.02重量百分比的Ti，不大于0.02重量百分比的Ga，不大于0.02重量百分比的Sn，不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，上面没有叙述的任何另外元素(即，单一杂质)不大于0.02重量百分比，以及上面没有描述的所有另外元素的总量(即，总杂质)不大于0.10重量百分比，余量为铝。
应力腐蚀断裂抗性
与其他铝合金相比，本文公开的合金可具有增加的应力腐蚀断裂(SCC)时间。在常规的铝合金中，屈服强度和SCC失效时间成反比关系。具有较高屈服强度的合金往往具有较短的SCC失效时间，反之亦然。本文所公开的合金具有增加的SCC失效时间，而不会显着降低诸如屈服强度的属性。
可通过ASTMG30/G44对合金进行应力腐蚀测试，该测试涵盖取样的测试方法、标本类型、标本制备、测试环境和用于确定铝合金对SCC敏感性的暴露方法。
参考合金1和2是Gable等人的PCT/US2014/058427的代表性合金，公布为WO 2015/048788，并且其全部内容通过引用并入本文。本文公开的合金具有比参考合金1和2更高的SCC抗性。在各个方面，本文所述的合金比参考合金1和2更耐腐蚀，这可通过降低的腐蚀电流密度和增加的阈值无源性来证明。在一些方面，用伸长百分比(％EI)和面积减少百分比(％RA)测量，合金可具有比参考合金1和2更高的延展性。在一些方面，用夏比冲击能量测量，合金可具有比参考合金1和2更高的韧性。在各个方面，如本文进一步所描述的，与参考合金1和2相比，诸如屈服强度、可挤出性(包括Scheil和Solvus温度)、硬度、挤出压力、夏比冲击能量和/或极限拉伸强度等等属性没有显著降低。
在一些变型中，与代表性合金1和2相比，本文所述的合金具有至少1.5倍的SCC失效时间。
图1示出了代表性合金的屈服强度和SCC失效的平均时间的比较。从两种不同的回火条件测试合金：T6和A76。不同的回火条件导致SCC失效的平均时间与屈服强度逆相关。T6是指对合金的峰值时效热处理，使得合金具有最大的强度。具体地，T6处理包括挤出后的水淬和通过两步热处理的时效处理，包括在100℃下加热5小时，然后在150℃下加热15小时。A76是指对合金的过时效热处理。用SCC失效的平均时间测量，A76处理可增加对SCC的抗性。A76处理包括挤出后强制空气冷却和通过两步热处理的时效处理，包括在100℃加热5小时，然后在165℃加热12小时。
图2示出了与不同回火条件下的代表性合金的屈服强度相比的平均失效天数。Y轴表示每种合金在对数标度上的失效天数，而X轴表示屈服强度。与具有较低Zn：Mg比的所有参考合金相比，具有Zn：Mg>5的参考合金1具有较低的强度和较低的失效天数。合金1和2，其中2.5<Zn：Mg<3.2，具有显著增加的屈服强度，显示出增加的屈服强度。尽管这些合金的屈服强度降低，但在没有Cu或Zr的情况下，失效的天数显着增加。
测量合金1-4中每者的电导率。因此，与参考合金1相比，实现了针对合金1-4观察的各种性能，而没有任何可测量的电导率(％IACS)降低。在一些方面，电导率可为热导率的代理。
表1A描述了在不同条件下合金1-4与参考合金1相比的屈服强度和相对平均失效时间。在每种情况下，屈服强度都保持在参考合金1的范围内，而无论合金是峰值时效(T6)还是过时效(A76)，在两种不同的ASTM标准ASTM G30和ASTM G44下，SCC失效时间远远大于参考合金1的SCC失效时间。在两种不同情况中在G30/65℃/90％RH条件下测试合金。在每种情况下，测量的SCC失效时间增加数天，同时保持合金的屈服强度在参考合金1和2的10％之内。
表1A
Figure BDA0001816336680000131
在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于1.3x(即1.3倍)。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于1.3x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于1.3x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于1.3x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于1.4x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于1.5x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于2x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于5x。在一些情况下，在相同的回火条件下，与参考合金1相比，SCC失效时间大于15x。在各个方面，屈服强度不会降低参考合金1的10％以上。
参考合金1是峰值时效的。当合金1-4是峰值时效的时，在G30/G44条件下相对于参考合金1合金1-4显示出从3x到6.7x增加的失效时间。在G30/65℃/90％RH条件下进行测试时，合金1在参考合金1上的SCC失效天数至少增加1.4x，但是合金3和4相对于参考合金1分别显示出相当大的16.8x和20.4x的增长。虽然过时效(A76)合金1和2的屈服强度保持在峰值时效参考合金1的屈服强度的5％以内，但在G30/G44条件下，SCC失效时间增加了3.7x以上，以及在G30/65℃/90％RH测试条件下分别为1.8x和8.4x。
表1B示出了在峰值时效和过时效条件下，合金1-4与参考合金1相比的平均失效时间(以天为单位)。SCC失效时间远远大于参考合金1的SCC失效时间。
表1B
Figure BDA0001816336680000141
在一些情况下，在G30/G44ASTM标准下测试时，SCC失效时间至少为12天。在一些情况下，在G30/G44ASTM标准下测试时，SCC失效时间至少为18天。在一些情况下，在G30/G44ASTM标准下测试时，SCC失效时间至少为20天。当经受过时效条件时，在某些情况下，当在G30/G44ASTM标准下测试时，SCC失效时间至少为19天，或者至少为24天。
挤出属性
在其他方面，合金可在保持温度的挤出温度范围内挤出，并允许所公开的合金可压淬。较高强度的合金(诸如7000系列合金)在较高压力下挤出。如本文所述，在挤出过程中，合金温度保持低于Scheil温度并高于固溶温度。合金越冷，挤出合金的挤出压力越高。因此，提高合金的温度，同时保持合金低于Scheil温度，在处理过程中提供改善的挤出。Scheil温度和固溶温度所界定的温度窗口越大，挤出处理就越灵活。在挤出过程中发生一些绝热加热，然而，可考虑和控制所产生的温度升高。
在各个方面，与参考合金1和2相比，合金的SCC抗性增加，同时保持可挤出性。此外，本文公开的合金是可压淬的，并且在挤出后不需要额外的加热步骤。合金处于足够的温度，使得颗粒保留在溶液中而无需单独的热处理。
Scheil温度
在另一方面，该合金的Scheil温度与参考合金1的温度没有显著差异。Scheil温度对应于合金熔融温度。在合金挤出过程中，合金被加热到尽可能高的温度，同时保持低于Scheil温度。与其他7xxx系列铝合金相比，所公开的合金具有增加的Scheil温度，从而允许在更高温度下均化。
表2
参考合金1 合金1 合金2 合金5
Scheil温度 579℃ 564℃ 588℃ 539℃
表2描述四种代表性合金的测量的Scheil温度。在一些变型中，合金的Scheil温度大于540℃。在一些变型中，合金的Scheil温度大于560℃。在其他变型中，合金的Scheil温度大于580℃。
在各个方面，该合金的Scheil温度比参考合金1和2低20℃以上。在各个方面，合金的Scheil温度比参考合金1和2低30℃以上。在各个方面，合金的Scheil温度比参考合金1和2低40℃以上。在各个方面，合金的Scheil温度比参考合金1和2低50℃以上。在各个方面，合金的Scheil温度比参考合金1和2低60℃以上。
固溶温度
固溶温度是强化颗粒MgxZny(例如Mg2Zn)析出的温度。强化颗粒保留在溶液中，合金被挤出。在时效期间，颗粒从溶液中沉淀出来。使用具有低固溶温度的合金会增加挤出温度窗口。
表3
参考合金 合金1 合金2 合金7 合金8 合金5 合金6
338℃ 355℃ 343℃ 344℃ 348℃ 338℃ 338℃
表3描述了六种代表性合金的预测的固溶温度。在一些变型中，合金的固溶温度小于360℃。在一些变型中，合金的固溶温度小于350℃。在一些变型中，合金的固溶温度小于345℃。在一些变型中，合金的固溶温度小于340℃。
在各个方面，合金的固溶温度比参考合金1和2高10℃以上。在各种方面，合金的固溶温度比参考合金1和2高15℃以上。在各种方面，合金的固溶温度比参考合金1和2高20℃以上。在各个方面，合金的固溶温度高于参考合金1和2的固溶温度。
表4
Figure BDA0001816336680000161
在各种实施方案中，合金的挤出压力小于250MPa。应当认识到，对于一些合金，挤出压力低于150MPa。因此，本文公开的合金在易于实现的挤出压力下具有增加的挤出温度范围。
表5
Figure BDA0001816336680000171
表6
Figure BDA0001816336680000172
Figure BDA0001816336680000181
表5描述了合金1-4的若干属性。在峰值时效处理(T6)和过时效处理(A76)之后测试合金1和2。在峰值时效处理(T6)后测试合金3。在过时效处理(A76)后测试合金4。
同样，表6描述了合金9和10的几种属性。在峰值时效处理(T6)和过时效处理(A76)之后测试合金9和10。可在峰值时效处理(T6)后将它们与参考合金2和参考合金1进行比较，并且在峰值时效处理(T6)和过时效处理(A76)之后进行测试。
硬度
在本文所述的合金中，本文所述合金的典型硬度不小于具有相同时效处理(回火)的参考合金1和参考合金2的硬度的10％。在一些变型中，本文所述合金的典型硬度不低于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的硬度的5％。在一些变型中，本文所述合金的典型硬度大于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的硬度。具体地讲，表5显示，在T6时效处理条件下，合金1和2的典型硬度大于参考合金1的硬度。合金3和4的典型硬度比参考合金1的硬度低不到10％。表6显示了在T6时效处理条件下合金9和10的硬度等于或大于参考合金1和2的硬度，并且在A76过时效处理条件下大于或等于参考合金1的硬度。
极限拉伸强度
在本文所述的合金中，纵向极限抗拉强度和横向极限抗拉强度不小于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的相应纵向极限抗拉强度和横向极限抗拉强度的10％。在一些变型中，纵向极限抗拉强度和横向极限抗拉强度不小于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的相应纵向极限抗拉强度和横向极限抗拉强度的5％。在一些变型中，纵向极限拉伸强度和横向极限拉伸强度大于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的相应纵向极限拉伸强度和横向极限拉伸强度。
表5显示，在T6过时效处理条件下，合金1和2在纵向和横向上的极限拉伸强度大于参考合金1的极限拉伸强度。合金3和4在纵向上的极限拉伸强度不大于参考合金1的10％。表6显示了在相同的过时效处理条件下，合金9和10的极限拉伸强度均大于参考合金1和2的极限拉伸强度。
峰值时效合金1的纵向极限抗拉强度和屈服强度均高于参考合金1。峰值时效合金2的极限拉伸强度和屈服强度约等于参考合金1的拉伸强度和屈服强度。
屈服强度
合金的屈服强度可通过ASTM E8测定，其涵盖测试设备、测试标本和拉伸测试的测试程序。
在本文所述的合金中，纵向屈服强度和横向屈服强度不小于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的相应纵向屈服强度和横向屈服强度的10％。在一些变型中，纵向屈服强度和横向屈服强度不小于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的相应纵向屈服强度和横向屈服强度的5％。在一些变型中，纵向屈服强度和横向屈服强度大于具有相同时效处理的参考合金1和参考合金2的相应纵向屈服强度和横向屈服强度。
表5示出在T6时效处理条件下，合金1和2在纵向和横向上的屈服强度均大于参考合金1的屈服强度。合金3和4的屈服强度不超过参考合金1的10％。表6示出在相同的时效处理条件下，合金9的屈服强度大于参考合金1和2的屈服强度。合金10的屈服强度不低于参考合金1和2的屈服强度的5％。
延展性
本文所述合金的延展性大于参考合金的延展性。如表5中所示，用伸长百分比(％EI)和面积减少百分比(％RA)测量的峰值时效的合金1和2的延展性高于峰值时效的参考合金1的延展性。因此，与参考合金相比，合金具有改善的延展性。在一些情况下，合金的伸长百分比为至少14％。在一些情况下，合金的伸长百分比为至少15％。在一些情况下，合金的伸长百分比为至少16％。在一些情况下，合金的伸长百分比为至少17％。在一些情况下，合金的伸长百分比为至少18％。在一些情况下，合金的伸长百分比为至少19％。在一些情况下，合金的面积减少百分比为至少40％。
在一些情况下，合金的面积减少百分比为至少43％。在一些情况下，合金的面积减少百分比为至少50％。在一些情况下，合金的面积减少百分比为至少60％。在一些情况下，合金的面积减少百分比为至少64％。
韧性
在其他方面，峰值时效合金的韧性在几个取向上比着参考合金1的韧性增加。如表5中所示，合金1-4显示出比参考合金1更好的夏比冲击能量。在L-T、T-L、L-S和T-S取向中的每一者中，合金1-4中的每者每平方单位面积比参考合金1吸收更多的冲击能量。对于合金1-4中的每者以及对于峰值时效(T6)和过时效(A76)合金，针对每种取向保持这种观察到的效果。
同样，如表6所示，在L-T、T-L、L-S和T-S取向的每者中，合金9和10比参考合金1每平方单位面积吸收更多的冲击能量。对于合金9和10中的每者以及对于峰值时效(T6)和过时效(A76)合金，针对每种取向保持这种观察到的效果。在一些方面，L-T取向的夏比参考能量不小于参考合金1和参考合金2的10％。
在各个方面，在A76回火条件下，L-T取向的夏比参考能量大于或等于10J/cm2。在各个方面，在T6回火条件下，L-T取向的夏比参考能量大于或等于12J/cm2。
图3描绘了与参考合金相比，某些代表性合金的夏比冲击能量与屈服强度之间的关系。在含有及不含有Cu的情况下，将2.5<Zn：Mg<3.2的合金与Zn：Mg>5.0的合金进行比较。对于Zn：Mg比率较低的合金，夏比冲击能量较高，而屈服强度保持相当。其中2.5<Zn：Mg<3.2具有Cu和Zr(合金1和2)以及没有Cu和Zr(合金3和4)的合金具有比Zn：Mg比率大于5的合金高得多的夏比冲击能量。
耐腐蚀性
合金9和10表现出比参考合金1和2更低的腐蚀电流密度。图4描绘了一系列铝合金在对数标度上的腐蚀电流密度。使用裸铝板(未阳极氧化)和在中性pH下具有3.5重量百分比的NaCl的电解质，相对于饱和甘汞电极(SCE)的所有电位。合金9和10的腐蚀电流密度低于参考合金1和2中的每者。合金9和10的较低腐蚀电流密度对应于改善的耐腐蚀性。
同样，合金9和10具有更高的点蚀临界电位。图5描绘了合金9和10的临界点蚀电位和开路电位(Epit-Eocp)的差值。与参考合金1和2相比，增加的电位差对应于改善的耐腐蚀性。
铜
大多数样品合金显示中性色。中性色可能是由于限制合金中Cu的存在。
在一些方面，合金没有那么多的铜，它们呈现黄色。因此，通过在阳极氧化之后具有中性色，合金更具美观吸引力。
7xxx Al合金中Cu的存在可提高合金的屈服强度，但也会对美观吸引力产生有害影响。不希望受限于特定的机制或作用模式，Cu可为MgxZny颗粒提供稳定性。
在一些变型中，合金包含介于0重量百分比至0.01重量百分比的Cu。在其他变型中，合金包含介于0.025重量百分比至0.055重量百分比的Cu。在其他变型中，合金包含介于0.040重量百分比至0.050重量百分比的Cu。在一些变型中，合金包含0.040重量百分比的Cu。在一些变型中，合金包含0.050重量百分比Cu。Cu的存在提供了增加的屈服强度而不损失L*a*b*标度上的中性色，如后面详细描述的。不希望受限于任何理论或作用模式，本公开的合金中Cu的存在提供了增加的稳定性MgxZny。
锆
常规的7xxx系列铝合金可包含Zr以增加合金的硬度。常规7xxx系列合金中Zr的存在在合金中产生纤维状晶粒结构，并允许合金再加热而不会使合金的晶粒结构膨胀。在本文公开的合金中，Zr的减少或不存在允许在样品与样品之间以低平均晶粒纵横比控制令人惊讶的晶粒结构。此外，合金中Zr的减少或消除可减少成品中的细长晶粒结构和/或条纹线。
不希望受到特定机制或作用方式的影响，在某些变型中，添加到合金中的Zr可抑制再结晶并产生长晶粒结构，这可能导致不希望的阳极氧化外观。合金中没有Zr可有助于形成等轴晶粒。
在一些实施方案中，合金可具有介于0.03-0.06重量百分比的Zr。在一些实施方案中，合金可具有介于0.04-0.05重量百分比的Zr。在一些实施方案中，合金可具有介于0.04-0.06重量百分比的Zr。在一些实施方案中，合金可具有介于0.03-0.05重量百分比的Zr。在另外的实施方案中，合金可具有约0.04重量百分比的Zr。在另外的实施方案中，合金可具有约0.05重量百分比的Zr。
在一些实施方案中，合金包含介于0至0.01重量百分比的Zr。在一些实施方案中，合金包含小于0.001重量百分比的Zr。在一些实施方案中，合金包含大于0重量百分比的Zr。
铁
在各个方面，本文所述合金中Fe的重量百分比可低于常规7xxx系列铝合金中Fe的重量百分比。通过将Fe含量控制在公开的量，在阳极氧化处理后，合金可看起来较暗，即具有较浅的颜色，并且具有较少的粗颗粒缺陷。如本文所述，Fe的减少可降低粗颗粒的体积分数，这可改善美观质量，诸如阳极氧化后的鲜映度(“DOI”)和雾度。
与商业7000系列铝合金相比，该合金还可具有更低的Fe杂质水平。不希望受到特定机制或作用模式的影响，合金中降低的Fe含量可有助于减少在阳极氧化之前和之后可能损害美观的粗次生颗粒的数量。相反，商业合金具有比本公开的合金更高的Fe杂质。所得的DOI和Log雾度在本文所述的合金中可得到显着改善。
Fe的重量百分比可帮助合金保持细晶粒结构。具有少量Fe的合金在阳极氧化后也可具有中性色。在一些变型中，合金含有0.06重量百分比-0.08重量百分比的Fe。在一些变型中，合金具有不大于0.08重量百分比的Fe。
在各种公开的合金中，减少或消除Zr与低重量百分比的Fe的结合可控制晶粒尺寸。
硅树脂
如本文所述，Si的减少可降低粗颗粒的体积分数，这可改善美观质量，诸如阳极氧化后的鲜映度(“DOI”)和雾度。
在各个方面，本文所公开的合金可包含小于0.05重量百分比的Si。在一些实施方案中，合金包含小于0.04重量百分比的Si。在一些实施方案中，合金包含大于0.03重量百分比的Si。在一些实施方案中，合金包含大于0.04重量百分比的Si。
在各种另外的实施方案中，附加的元素可以每种元素不超过0.050重量百分比的量加入到合金中。这些元素的示例包括Ca、Sr、Sc、Y、La、Ni、Ta、Mo、W和Co中的一种或多种。每种元素不超过0.050重量百分比，或者另选地每种元素0.10重量百分比的附加的元素包括Li、Cr、Ti、Mn、Ni、Ge、Sn、In、V、Ga和Hf。
晶粒尺寸
在本文公开的合金中，Zr的减少或不存在允许在样品与样品之间以低平均晶粒纵横比控制令人惊讶的晶粒结构。此外，减少或消除合金中的Zr可减少成品中的细长晶粒结构和/或条纹线。
晶粒具有在本文公开的各种合金的范围之外的纵横比(例如在1.0：0.80和1.0：1.2之间)。此外，所得的合金可具有屈服强度、硬度和/或美观的缺陷。
在一些情况下，本文公开的合金中的Zr和Fe的重量百分比浓度用于控制晶粒结构。在常规7xxx系列Al合金中，挤出后热处理过程中晶粒尺寸会增加。在具有较大Zr浓度的常规7xxx合金中，晶粒膨胀可产生更纤维和可见的晶粒，产生在美观上不可接受的不协调性。在各种公开的合金中，减少或消除Zr与低重量百分比的Fe的结合可控制晶粒尺寸。
本文公开的合金中Zr和Fe的重量百分比浓度提供了对晶粒结构的控制。在常规7xxx系列Al合金中，挤出后热处理过程中晶粒尺寸会增加。在具有较大Zr浓度的常规7xxx合金中，晶粒膨胀可产生更纤维化和可见的晶粒，产生在美观上不可接受的不协调性。此类晶粒具有本文所公开的各种合金范围之外的纵横比(例如介于1.0：0.80和1.0：1.2之间)。此外，所得的合金可具有屈服强度、硬度和/或美观缺陷。在本发明所公开的合金中，降低或消除的Zr与低重量百分比的Fe结合可允许晶粒尺寸控制。
美观性
与常规合金相比，所公开的合金提供改善的亮度和透明度以及增加的屈服强度和硬度。在常规的Al合金中，高重量百分比的Fe和/或Si会导致差的阳极氧化和美观性。在本文所公开的合金中，低的Fe和Si导致较少的夹杂物，在阳极氧化后破坏透明度。因此，本文所述的合金具有改善的清晰度。
标准方法可用于评价美观性，包括颜色、光泽度和雾度。光泽度描述了当光被反射时表面看起来“有光泽”的感觉。光泽度单位(GU)定义于包括ISO 2813和ASTM D523的国际标准中。它由来自已知折射率为1.567的高度抛光的黑色玻璃标准的反射光量决定。该标准被分配有镜面光泽度值100。雾度描述了在高光泽表面上看到的乳状光晕或浓郁度。使用ASTME430中描述的角度公差计算雾度。仪器可显示自然雾度值(HU)或对数雾度值(HULOG)。具有零雾度的高光泽表面具有高对比度的深反射图像。顾名思义，DOI(鲜映度)是基于ASTMD5767的涂层表面中反射图像的锐度的函数。在高光泽度质量变得越来越重要的涂料应用中，可评估桔皮、质地、流出物和其他参数。光泽度、雾度和DOI的测量可通过测试设备诸如Rhopoint IQ进行。
通过使用本公开的铝合金，通过阳极氧化层观察到的缺陷减少，同时保持屈服强度和硬度，从而提供具有令人惊讶的低雾度的高光泽度和高鲜映度的图像。
热导率
对于本文所述的Al合金，高屈服强度也可用较低的导热率进行权衡。一般来讲，铝合金的热导率低于纯铝。具有较高合金含量以更加强化的合金可具有比具有降低的合金含量以更少强化的合金更低的热导率。合金可具有至少130W/mK的热导率，这可帮助电子设备的散热。例如，本文所述的7xxx系列合金可具有大于130W/mK的热导率。在一些实施方案中，改性的7xxx合金可具有大于或等于140W/mK的热导率。在一些实施方案中，改性的7xxx合金可具有大于或等于150W/mK的热导率。在一些实施方案中，改性的7xxx合金可具有大于或等于160W/mK的热导率。在一些实施方案中，改性的7xxx合金可具有大于或等于170W/mK的热导率。在一些实施方案中，改性的7xxx合金可具有大于或等于80W/mK的热导率。在一些实施方案中，改性的7xxx合金可具有小于140W/mK的热导率。在各种实施方案中，合金可具有介于190—200W/mK的热导率。合金可具有介于约130–200W/mK的热导率。在各种实施方案中，合金可具有介于约150–180W/mK的热导率。对于不同的电子设备，所设计的热导率和所设计的屈服强度可根据设备的类型而变化，诸如手持设备、便携式设备或台式设备。
晶粒纵横比
在各个方面，合金有等轴晶粒。较长的非等轴晶粒往往具有较高的SCC抗性。因此，如本文所述的等轴晶粒和高SCC抗性的组合提供了意想不到的益处。
在一些方面，合金具有小于或等于1:1.3的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.2的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.05的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.04的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.03的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.02的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.01的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有等于1:1的平均晶粒纵横比。
在一些方面，合金具有至少0.8:1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有至少0.9:1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有至少0.95:1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有至少0.96:1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有至少0.97:1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有至少0.98:1的平均晶粒纵横比。在一些方面，合金具有至少0.99:1的平均晶粒纵横比。
处理
在一些实施方案中，可通过加热合金(包括组合物)来制备合金熔体。在将熔体冷却至室温后，可对合金进行各种热处理，诸如均质化、挤出、锻造、时效和/或其他成形或固溶热处理技术。
本文所述合金中的MgxZny相可在晶粒内和晶体边界处。MgxZny相可占合金的约3体积百分比至约6体积百分比。MgxZny可形成为离散颗粒和/或链接颗粒。可使用各种热处理来引导MgxZny形成为离散颗粒而不是链接颗粒。在各个方面，离散颗粒可得到比链接颗粒更好的强化。
在一些实施方案中，冷却的合金可通过加热到高温(诸如500℃)而均化，并在高温下保持一段时间，诸如约8小时。本领域技术人员将理解，热处理条件(例如，温度和时间)可变化。均质化是指在高温下使用高温浸泡一段时间的过程。均质化可减少化学离析或冶金离析，其可是一些合金凝固的自然结果。在一些实施方案中，高温浸泡进行一段停留时间，例如，从约4小时到约48小时。本领域的技术人员应当理解，热处理条件(例如温度和时间)可变化。
在一些实施方案中，均质合金可热加工，例如挤出。挤压是通过迫使金属塑性流过模孔而将金属铸块或金属锭料转变成均匀横截面的长度的过程。
在一些实施方案中，热加工的合金可在高于450℃的高温下进行固溶热处理一段时间，例如，2小时。固溶热处理可改变合金的强度。
在固溶热处理之后，合金可在第一温度和时间下时效，例如，在100℃下保持约5小时，然后加热到第二温度保持第二时间段，例如，在150℃下保持约9小时，然后用水淬灭。时效(或回火)是在升高的温度下的热处理，并且可引起析出反应以形成MgxZny沉淀物。在一些实施方案中，时效可在第一温度下进行第一时间段，然后在第二温度下进行第二时间段。也可使用单温热处理，例如，在120℃下24小时。本领域的技术人员应当理解，热处理条件(例如温度和时间)可变化。
在另外的实施方案中，合金可任选地在固溶热处理和时效热处理之间进行应力消除处理。应力消除处理可包括拉伸合金、压缩合金或其组合。
阳极化和喷砂
在一些实施方案中，合金可被阳极氧化。阳极氧化是一种金属表面处理工艺，最常用于保护铝合金。阳极氧化使用电解钝化来增加金属部件表面上的自然氧化层的厚度。阳极氧化可提高耐腐蚀性和耐磨性，并且还可为油漆底漆和胶水提供比裸金属更好的粘附性。阳极氧化膜也可用于美观效果，例如，它可增加对反射光的干涉效果。
本文所述的合金可仅使用硫酸在20℃和1.5ASD下进行阳极氧化。
不希望受到特定机制或作用模式的影响，减少游离Zn可减少阳极氧化分层。另选地，在各种实施方案中，可能存在一些过量的Zn或Mg。
在一些实施方案中，合金可形成电子设备的外壳。外壳可设计成具有喷砂表面光洁度，或者没有条纹线。喷砂是一种表面修整工艺，例如，使粗糙表面平滑或使光滑表面粗糙化。通过在高压下强制推动研磨材料流抵靠表面，喷射可去除表面材料。
颜色
标准方法可用于评价美观性，包括颜色、光泽度和雾度。假设入射光是白光，物体的颜色可由被反射或透射而不被吸收的光的波长确定。物体的视觉外观可能随光反射或透射而变化。附加的外观属性可基于反射光或透射光的定向亮度分布，通常指光泽、明亮、暗淡、清晰、雾度等。定量评估可基于ASTM标准颜色及外观测量或ASTM E-430高光泽表面光泽度测量的标准测试方法(包括ASTM D523(光泽度)、ASTM D2457(塑料光泽度)、ASTM E430(高光泽表面上的光泽，雾度)和ASTM D5767(DOI)等等)来执行。光泽度、雾度和DOI的测量可通过测试设备诸如Rhopoint IQ进行。
在一些实施方案中，颜色可通过参数L*，a*和b*来量化，其中L*代表光亮度，a*代表红色和绿色之间的颜色，以及b*代表蓝色和黄色之间的颜色。例如，高b*值表明淡黄色的颜色，而不是金色黄色。a*和b*中接近零的值显示中性色。低L*值表示暗亮度，而高L*值表示亮度很高。对于颜色测量，可使用诸如X-Rite Color i7 XTH、X-Rite Coloreye 7000的测试设备。这些测量符合用于发光体、观察者和L*a*b*色标的CIE/ISO标准，。例如，标准包括：(a)ISO 11664-1：2007(E)/CIE S 014-1/E：2006：联合ISO/CIE标准：比色法-第1部分：CIE标准比色观察者；(b)ISO 11664-2：2007(E)/CIE S 014-2/E：2006：联合ISO/CIE标准：比色法-第2部分：用于比色法的CIE标准光源，(c)ISO 11664-3：2012(E)/CIE S 014-3/E：2011：联合ISO/CIE标准：比色法-第3部分：CIE三色激励值；以及(d)ISO 11664-4：2008(E)/CIE S 014-4/E：2007：联合ISO /CIE标准：比色法-第4部分：CIE 1976L*a*b*颜色空间。
如本文所述，减少或消除合金中的Cu使合金具有中性色。如本文所述，合金具有中性色和0.8-1.2范围中的低纵横比。本文描述了至少部分地由本文所述的合金组合物产生的L*a*b*对应的中性色。
在各个方面，本文公开的合金的L*为至少85。在一些情况下，合金的L*为至少90。
本文所公开的合金可具有中性色。中性色是指不偏离接近0的某些值的a*和b*。在各个方面，a*不小于-0.5。在各个方面，a*不小于-0.25。在各个方面，a*不大于0.25。在各个方面，a*不大于0.5。在另外的方面，a*不小于-0.5并且不大于0.5。在另外的方面，a*不小于-0.25并且不大于0.25。
在各个方面，b*不小于-2.0。在各个方面，b*不小于-1.75。在各个方面，b*不小于-1.50。在各个方面，b*不小于-1.25。在各个方面，b*不小于-1.0。在各个方面，b*不小于-0.5。在各个方面，b*不小于-0.25。在各个方面，b*不大于1.0。在各个方面，b*不大于1.25。在各个方面，b*不大于1.50。在各个方面，b*不大于1.75。在各个方面，b*不大于2.0。在各个方面，b*不大于0.5。在各个方面，b*不大于0.25。在另外的方面，b*不小于-1.0并且不大于1.0。在另外的方面，b*不小于-0.5并且不大于0.5。
在各种实施方案中，合金可用作电子设备的外壳或其他部分，例如，设备的壳体或外壳的一部分。设备可包括任何消费类电子设备，诸如手机、台式计算机、膝上型计算机和/或便携式音乐播放器。该设备可是显示器的一部分，诸如数字显示器、监视器、电子书阅读器、便携式网络浏览器和计算机监视器。该设备也可以是娱乐设备，包括便携式DVD播放器、DVD播放器、蓝光盘播放器、视频游戏控制台或音乐播放器，诸如便携式音乐播放器。该设备还可是提供控制的设备的一部分，诸如控制图像、视频、声音的流式传输，或者它可是电子设备的遥控器。合金可是计算机或其附件的一部分，诸如硬驱动器塔外壳或壳体、笔记本电脑外壳、笔记本电脑键盘、笔记本电脑轨道板、桌面键盘、鼠标和扬声器。合金也可应用于诸如手表或钟表之类的设备。
在各种另外的实施方案中，一种以上的合金可用于设备壳体中。例如，具有增加的SCC抗性的合金可放置在壳体的边缘上，而没有这种差异的合金则位于壳体的中间。
已经描述了若干实施方案，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等同物。另外，尚未描述许多众所周知的过程和元件，以避免不必要地模糊本文公开的实施方案。因此，以上描述不应视为限制文件的范围。
本领域技术人员将理解，本发明公开的实施方案通过举例而非限制的方式教导。因此，包含在上面的描述中或者在附图中示出的内容应该被解释为说明性的而不是限制性的。以下权利要求旨在涵盖本文描述的所有通用特征结构和特定特征结构，以及所有方法和***范围的陈述，作为语言问题，可以说是介于两者之间。

Claims (17)

1.一种铝合金，包含：
至少3.4重量百分比的Zn；
介于1.3重量百分比至1.9重量百分比的Mg；
不大于0.06重量百分比的Cu；
不大于0.06重量百分比的Zr；
介于0.06重量百分比至0.08重量百分比的Fe；
不大于0.05重量百分比的Si；并且
余量为铝和附带杂质；并且
其中所述合金的Zn与Mg的重量百分比比率介于2.5-3.2，
其中所述合金的屈服强度为至少300MPa。
2.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于4.7-4.9重量百分比的Zn和介于1.75-1.85重量百分比的Mg。
3.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于4.3-4.5重量百分比的Zn和介于1.45-1.55重量百分比的Mg。
4.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于3.9-4.1重量百分比的Zn和介于1.55-1.65重量百分比的Mg。
5.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于4.3-4.5重量百分比的Zn和介于1.35-1.45重量百分比的Mg。
6.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于4.2-4.4重量百分比的Zn和介于1.85-1.95重量百分比的Mg。
7.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于0.03-0.06重量百分比的Zr。
8.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于0.04-0.05重量百分比的Zr。
9.根据权利要求1所述的铝合金，包含小于0.01重量百分比的Zr。
10.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于0.025-0.06重量百分比的Cu。
11.根据权利要求1所述的铝合金，包含介于0.04-0.05重量百分比的Cu。
12.根据权利要求1所述的合金，包含：
不大于0.02重量百分比的Mn，
不大于0.02重量百分比的Cr，
不大于0.02重量百分比的Ti，
不大于0.02重量百分比的Ga，
不大于0.02重量百分比的Sn，
不大于0.03重量百分比的Mn和Cr的总量，
不大于0.02重量百分比的任何一种附加元素，以及
不大于0.10重量百分比的附加元素的总量。
13.根据权利要求1所述的合金，其中根据G30/G44 ASTM标准测量的所述合金的应力腐蚀断裂超过12天失效。
14.根据权利要求1所述的合金，其中所述合金包含等轴晶粒，其中所述合金的平均晶粒纵横比小于或等于1:1.2。
15.根据权利要求1所述的合金，其中L-T取向的夏比冲击能量大于或等于11J/cm2。
16.一种用于生产铝合金的方法，所述方法包括：
形成包含合金的熔体，所述合金包含：
至少3.4重量百分比的Zn；
介于1.3重量百分比至1.9重量百分比的Mg；
不大于0.06重量百分比的Cu；
不大于0.06重量百分比的Zr；
介于0.06至0.08重量百分比的Fe；
不大于0.05重量百分比的Si；并且
余量是铝和附带杂质，其中所述合金的Zn与Mg的重量百分比比率介于2.5-3.2；
将所述熔体冷却至室温；
通过加热至第一高温使所述经冷却的合金均质化；
热加工所述均质化的合金；
在第二高温下固溶处理所述经热加工的合金；以及
在第三高温下时效经固溶处理的合金一段时间，其中所述铝合金的屈服强度为至少300MPa。
17.一种制品，所述制品包含权利要求1所述的合金。
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