CN115298336A - 生产具有改善的可成形性和可回收性的铝合金产品的技术 - Google Patents
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Abstract
描述了铝合金产品和制造铝合金产品的方法,其中铝合金产品具有仔细控制的金属间颗粒密度和颗粒尺寸。这类铝合金产品可表现出有利的可成形性。对金属间颗粒尺寸和密度的控制可允许在铝合金产品中使用大量的回收源含量。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年1月21日提交的第62/963,816号美国临时申请的权益和优先权,该临时申请特此以引用的方式全文并入。
技术领域
本公开大体上涉及冶金学,更具体地涉及铝合金产品以及改善铝合金产品,特别是含有大量回收源含量的那些铝合金产品的可成形性的技术。本公开还涉及可用于饮料容器及其它铝合金产品的铝合金产品,以及制备铝合金产品的方法。
背景技术
可成形性是铝合金产品的重要机械性能。在一些情况下,减小铝合金微结构内的组分颗粒尺寸旨在改善可成形性。同时,环境问题要求提高铝合金产品内的回收源含量。然而,提高铝合金产品的回收源含量可能会降低铝合金产品的可成形性。
可受益于提高可成形性和提高回收源含量的一个行业是饮料容器行业。然而,在含饮料的行业内使用的铝合金的组成可能会影响饮料产品的可成形性和回收源含量。例如,含有锰的AA3104合金常用于饮料罐主体原料,而含有镁的铝合金(例如,AA5182)已经用于饮料罐端部原料。不同的铝合金可用于满足不同的饮料容器技术的需求。
发明内容
术语实施方案及类似的术语意图泛指本公开及下面的权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述应被理解为不限制本文所述的主题或限制下面的权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本公开的实施方案由下面的权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是本公开的各方面的高度概述,并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本发明内容并不意图确认要求保护的主题的关键或必要特征,也不意图孤立地用于确定要求保护的主题的范围。应通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解所述主题。
本文描述了铝合金产品和制造铝合金产品的方法,其中所述铝合金产品已经被加工成具有有利的金属间颗粒的分布、颗粒密度和/或颗粒之间的间距(颗粒间间距),这些对于铝饮料容器制造过程和/或对于在铝合金产品的成形期间(例如,在制造铝饮料容器的过程中)在拉拔、冲薄和/或缩颈期间最大限度地减少和减少毛边和撕裂可能是有益的。此外,将颗粒密度和颗粒间间距控制为有利值的能力可允许提高回收源含量,有益于铝合金产品生产的环境和经济成本。任选地,所述铝合金包括许多颗粒,包括包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒。任选地,所述铝合金包括许多颗粒,包括包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒。任选地,所述铝合金来自回收源或至少部分地来自回收源。
一些实施方案的铝合金可显示出铁与硅的比率(例如,重量%的比率)可大于饮料容器制造过程中常规使用的一些合金中的铁与硅的比率。例如,本文所述的铝合金中铁重量%与硅重量%的比率可在约0.5至约5.0的范围内,或者可以为例如约0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9和/或5.0。一些实施方案所公开的铝合金可替代地显示出硅与铁的比率(例如,重量%的比率)大于饮料容器制造过程中常规使用的合金中的硅与铁的比率。例如,本文所述的铝合金中硅重量%与铁重量%的比率可以在约0.5至约1.0的范围内,如0.5至1.0,如0.5至0.6、0.5至0.7、0.5至0.8、0.5至0.9、0.6至07、0.6至0.8、0.6至0.9、0.6至1.0、0.7至0.8、0.7至0.9、0.7至1.0、0.8至0.9、0.8至1.0或0.9至1.0,或例如约0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.7、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99或1。在铝合金中相对于硅的量增加铁的量或相对于铁的量增加硅的量可用于控制铝合金中金属间颗粒的颗粒尺寸、浓度、分布、颗粒密度、颗粒间间距和/或组成。另外,在铝合金中使用增加量的铁可允许使用较大量的回收源含量。
铝合金中金属间颗粒的尺寸、浓度、密度、颗粒间间距、颗粒组成和/或分布可替代地或另外地通过在铸造后使铝合金经受合适的均化条件来控制。例如,通过以相对长的持续时间(例如,超过约12小时或超过约24小时)均化(均热)铝合金,不太有利的金属间颗粒可以被转化成更有利的颗粒。这类转化在短持续时间(例如,不到约24小时或不到约12小时)均化期间可能不会发生,或者不会以足够显著的程度发生,以合适地影响足够数量的颗粒的尺寸、浓度、颗粒间间距、金属间颗粒的分布和/或组成。例如,通过使铝合金经受长时间的高温均化,不太可取的金属间颗粒的化学和晶体结构可通过硅扩散到颗粒中和/或铁扩散出颗粒而改变。
任选地,铝合金产品包括包含铝、铁、镁、锰和硅的铝合金。任选地,铝合金中的铁重量%与铝合金中的硅重量%的比率为0.5至5.0,如0.5至1.0、0.5至1.1、0.5至1.5、0.5至1.8、0.5至2.0、0.5至2.5、0.5至3.0、0.5至3.5、0.5至4.0、0.5至4.5、1.0至1.1、1.0至1.5、1.0至1.8、1.0至2.0、1.0至2.5、1.0至3.0、1.0至3.5、1.0至4.0、1.0至4.5、1.0至5.0、1.1至1.5、1.1至1.8、1.1至2.0、1.1至2.5、1.1至3.0、1.1至3.5、1.1至4.0、1.1至4.5、1.1至5.0、1.5至1.8、1.5至2.0、1.5至2.5、1.5至3.0、1.5至3.5、1.5至4.0、1.5至4.5、1.5至5.0、1.8至2.0、1.8至2.5、1.8至3.0、1.8至3.5、1.8至4.0、1.8至4.5、1.8至5.0、2.0至2.5、2.0至3.0、2.0至3.5、2.0至4.0、2.0至4.5、2.0至5.0、2.5至3.0、2.5至3.5、2.5至4.0、2.5至4.5、2.5至5.0、3.0至3.5、3.0至4.0、3.0至4.5、3.0至5.0、3.5至4.0、3.5至4.5、3.5至5.0、4.0至4.5、4.0至5.0或4.5至5.0。任选地,铝合金产品(如包含3xxx系列铝合金)中硅重量%与铁重量%的比率可以为0.5至1.0,如0.5至0.55、0.5至0.6、0.5至0.65、0.5至0.7、0.5至0.75、0.5至0.8、0.5至0.85、0.5至0.9、0.5至0.95、0.55至0.6、0.55至0.65、0.55至0.7、0.55至0.75、0.55至0.8、0.55至0.85、0.55至0.9、0.55至0.95、0.55至1.0、0.6至0.65、0.6至0.7、0.6至0.75、0.6至0.8、0.6至0.85、0.6至0.9、0.6至0.95、0.6至1、0.65至0.65、0.65至0.7、0.65至0.75、0.65至0.8、0.65至0.85、0.65至0.9、0.65至0.95、0.65至1.0、0.7至0.75、0.7至0.8、0.7至0.85、0.7至0.95、0.7至1、0.75至0.8、0.75至0.85、0.75至0.9、0.75至0.95、0.75至1.0、0.8至0.85、0.8至0.9、0.8至0.95、0.8至1、0.85至0.9、0.85至0.95、0.85至1.0、0.9至0.95、0.9至1或0.95至1.0。一种示例的3xxx系列铝合金可包含0.8-1.4重量%的镁;0.8-1.3重量%的锰;最多0.25重量%的铜;0.4-0.7重量%的硅;最多0.7重量%的铁;最多0.25重量%的锌;和铝。
在实施方案中,铸造铝合金产品包括β相金属间颗粒和/或α相金属间颗粒,前者包含铝以及铁或锰中的一者或多者,后者包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者。任选地,颗粒密度(如β相金属间颗粒和/或α相金属间颗粒的颗粒密度)可以为每μm2为5至30,000个颗粒,如10至25,000、10至20,000、10至15,000、10至10,000、10至9,500、10至9,000、10至8,500、10至8,000、10至7,500、10至7,000、10至6,500、10至6,000、10至5,500、10至5,000、10至4,500、10至4,000、10至3,500、10至3,000、10至2,500、10至2,000、10至1,500、10至1,000、10至950、10至900、10至850、10至800、10至750、10至700、10至650、10至600、10至550、10至500、10至450、10至400、10至350、10至300、10至250、10至200、10至150、10至100、10至75、10至50、10至25、25至30,000、25至25,000、25至20,000、25至15,000、25至10,000、25至9,500、25至9,000、25至8,500、25至8,000、25至7,500、25至7,000、25至6,500、25至6,000、25至5,500、25至5,000、25至4,500、25至4,000、25至3,500、25至3,000、25至2,500、25至2,000、25至1,500、25至1,000、25至950、25至900、25至850、25至800、25至750、25至700、25至650、25至600、25至550、25至500、25至450、25至400、25至350、25至300、25至250、25至200、25至150、25至100、25至75、25至50、50至30,000、50至25,000、50至20,000、50至15,000、50至10,000、50至9,500、50至9,000、50至8,500、50至8,000、50至7,500、50至7,000、50至6,500、50至6,000、50至5,500、50至5,000、50至4,500、50至4,000、50至3,500、50至3,000、50至2,500、50至2,000、50至1,500、50至1,000、50至950、50至900、50至850、50至800、50至750、50至700、50至650、50至600、50至550、50至500、50至450、50至400、50至350、50至300、50至250、50至200、50至150、50至100、50至75、75至30,000、75至25,000、75至20,000、75至15,000、75至10,000、75至9,500、75至9,000、75至8,500、75至8,000、75至7,500、75至7,000、75至6,500、75至6,000、75至5,500、75至5,000、75至4,500、75至4,000、75至3,500、75至3,000、75至2,500、75至2,000、75至1,500、75至1,000、75至950、75至900、75至850、75至800、75至750、75至700、75至650、75至600、75至550、75至500、75至450、75至400、75至350、75至300、75至250、75至200、75至150、75至100、100至30,000、100至25,000、100至20,000、100至15,000、100至10,000、100至9,500、100至9,000、100至8,500、100至8,000、100至7,500、100至7,000、100至6,500、100至6,000、100至5,500、100至5,000、100至4,500、100至4,000、100至3,500、100至3,000、100至2,500、100至2,000、100至1,500、100至1,000、100至950、100至900、100至850、100至800、100至750、100至700、100至650、100至600、100至550、100至500、100至450、100至400、100至350、100至300、100至250、100至200、100至150、150至30,000、150至25,000、150至20,000、150至15,000、150至10,000、150至9,500、150至9,000、150至8,500、150至8,000、150至7,500、150至7,000、150至6,500、150至6,000、150至5,500、150至5,000、150至4,500、150至4,000、150至3,500、150至3,000、150至2,500、150至2,000、150至1,500、150至1,000、150至950、150至900、150至850、150至800、150至750、150至700、150至650、150至600、150至550、150至500、150至450、150至400、150至350、150至300、150至250、150至200、200至30,000、200至25,000、200至20,000、200至15,000、200至10,000、200至9,500、200至9,000、200至8,500、200至8,000、200至7,500、200至7,000、200至6,500、200至6,000、200至5,500、200至5,000、200至4,500、200至4,000、200至3,500、200至3,000、200至2,500、200至2,000、200至1,500、200至1,000、200至950、200至900、200至850、200至800、200至750、200至700、200至650、200至600、200至550、200至500、200至450、200至400、200至350、200至300、200至250、250至30,000、250至25,000、250至20,000、250至15,000、250至10,000、250至9,500、250至9,000、250至8,500、250至8,000、250至7,500、250至7,000、250至6,500、250至6,000、250至5,500、250至5,000、250至4,500、250至4,000、250至3,500、250至3,000、250至2,500、250至2,000、250至1,500、250至1,000、250至950、250至900、250至850、250至800、250至750、250至700、250至650、250至600、250至550、250至500、250至450、250至400、250至350、250至300、300至30,000、300至25,000、300至20,000、300至15,000、300至10,000、300至9,500、300至9,000、300至8,500、300至8,000、300至7,500、300至7,000、300至6,500、300至6,000、300至5,500、300至5,000、300至4,500、300至4,000、300至3,500、300至3,000、300至2,500、300至2,000、300至1,500、300至1,000、300至950、300至900、300至850、300至800、300至750、300至700、300至650、300至600、300至550、300至500、300至450、300至400、300至350、350至30,000、350至25,000、350至20,000、350至15,000、350至10,000、350至9,500、350至9,000、350至8,500、350至8,000、350至7,500、350至7,000、350至6,500、350至6,000、350至5,500、350至5,000、350至4,500、350至4,000、350至3,500、350至3,000、350至2,500、350至2,000、350至1,500、350至1,000、350至950、350至900、350至850、350至800、350至750、350至700、350至650、350至600、350至550、350至500、350至450、350至400、400至30,000、400至25,000、400至20,000、400至15,000、400至10,000、400至9,500、400至9,000、400至8,500、400至8,000、400至7,500、400至7,000、400至6,500、400至6,000、400至5,500、400至5,000、400至4,500、400至4,000、400至3,500、400至3,000、400至2,500、400至2,000、400至1,500、400至1,000、400至950、400至900、400至850、400至800、400至750、400至700、400至650、400至600、400至550、400至500、400至450、450至30,000、450至25,000、450至20,000、450至15,000、450至10,000、450至9,500、450至9,000、450至8,500、450至8,000、450至7,500、450至7,000、450至6,500、450至6,000、450至5,500、450至5,000、450至4,500、450至4,000、450至3,500、450至3,000、450至2,500、450至2,000、450至1,500、450至1,000、450至950、450至900、450至850、450至800、450至750、450至700、450至650、450至600、450至550、450至500、500至30,000、500至25,000、500至20,000、500至15,000、500至10,000、500至9,500、500至9,000、500至8,500、500至8,000、500至7,500、500至7,000、500至6,500、500至6,000、500至5,500、500至5,000、500至4,500、500至4,000、500至3,500、500至3,000、500至2,500、500至2,000、500至1,500、500至1,000、500至950、500至900、500至850、500至800、500至750、500至700、500至650、500至600、500至550、600至30,000、600至25,000、600至20,000、600至15,000、600至10,000、600至9,500、600至9,000、600至8,500、600至8,000、600至7,500、600至7,000、600至6,500、600至6,000、600至5,500、600至5,000、600至4,500、600至4,000、600至3,500、600至3,000、600至2,500、600至2,000、600至1,500、600至1,000、600至950、600至900、600至850、600至800、600至750、600至700、600至650、700至30,000、700至25,000、700至20,000、700至15,000、700至10,000、700至9,500、700至9,000、700至8,500、700至8,000、700至7,500、700至7,000、700至6,500、700至6,000、700至5,500、700至5,000、700至4,500、700至4,000、700至3,500、700至3,000、700至2,500、700至2,000、700至1,500、700至1,000、700至950、700至900、700至850、700至800、700至750、800至30,000、800至25,000、800至20,000、800至15,000、800至10,000、800至9,500、800至9,000、800至8,500、800至8,000、800至7,500、800至7,000、800至6,500、800至6,000、800至5,500、800至5,000、800至4,500、800至4,000、800至3,500、800至3,000、800至2,500、800至2,000、800至1,500、800至1,000、800至950、800至900、800至850、900至30,000、900至25,000、900至20,000、900至15,000、900至10,000、900至9,500、900至9,000、900至8,500、900至8,000、900至7,500、900至7,000、900至6,500、900至6,000、900至5,500、900至5,000、900至4,500、900至4,000、900至3,500、900至3,000、900至2,500、900至2,000、900至1,500、900至1,000、900至950、1,000至30,000、1,000至25,000、1,000至20,000、1,000至15,000、1,000至10,000、1,000至9,500、1,000至9,000、1,000至8,500、1,000至8,000、1,000至7,500、1,000至7,000、1,000至6,500、1,000至6,000、1,000至5,500、1,000至5,000、1,000至4,500、1,000至4,000、1,000至3,500、1,000至3,000、1,000至2,500、1,000至2,000、1,000至1,500、2,000至30,000、2,000至25,000、2,000至20,000、2,000至15,000、2,000至10,000、2,000至9,500、2,000至9,000、2,000至8,500、2,000至8,000、2,000至7,500、2,000至7,000、2,000至6,500、2,000至6,000、2,000至5,500、2,000至5,000、2,000至4,500、2,000至4,000、2,000至3,500、2,000至3,000、2,000至2,500、3,000至30,000、3,000至25,000、3,000至20,000、3,000至15,000、3,000至10,000、3,000至9,500、3,000至9,000、3,000至8,500、3,000至8,000、3,000至7,500、3,000至7,000、3,000至6,500、3,000至6,000、3,000至5,500、3,000至5,000、3,000至4,500、3,000至4,000、3,000至3,500、4,000至30,000、4,000至25,000、4,000至20,000、4,000至15,000、4,000至10,000、4,000至9,500、4,000至9,000、4,000至8,500、4,000至8,000、4,000至7,500、4,000至7,000、4,000至6,500、4,000至6,000、4,000至5,500、4,000至5,000、4,000至4,500、5,000至30,000、5,000至25,000、5,000至20,000、5,000至15,000、5,000至10,000、5,000至9,500、5,000至9,000、5,000至8,500、5,000至8,000、5,000至7,500、5,000至7,000、5,000至6,500、5,000至6,000、5,000至5,500、6,000至30,000、6,000至25,000、6,000至20,000、6,000至15,000、6,000至10,000、6,000至9,500、6,000至9,000、6,000至8,500、6,000至8,000、6,000至7,500、6,000至7,000、6,000至6,500、7,000至30,000、7,000至25,000、7,000至20,000、7,000至15,000、7,000至10,000、7,000至9,500、7,000至9,000、7,000至8,500、7,000至8,000、7,000至7,500、8,000至30,000、8,000至25,000、8,000至20,000、8,000至15,000、8,000至10,000、8,000至9,500、8,000至9,000、8,000至8,500、9,000至30,000、9,000至25,000、9,000至20,000、9,000至15,000、9,000至10,000、9,000至9,500、10,000至30,000、10,000至25,000、10,000至20,000、10,000至15,000、15,000至30,000、15,000至25,000、15,000至20,000、20,000至30,000、20,000至25,000或25,000至30,000个颗粒。
任选地,所述许多颗粒的颗粒间间距可以为1μm至25μm,如1μm至2μm、1μm至3μm、1μm至4μm、1μm至5μm、1μm至6μm、1μm至7μm、1μm至8μm、1μm至9μm、1μm至10μm、1μm至11μm、1μm至12μm、1μm至13μm、1μm至14μm、1μm至15μm、1μm至16μm、1μm至17μm、1μm至18μm、1μm至19μm、1μm至20μm、1μm至21μm、1μm至22μm、1μm至23μm、1μm至24μm、2μm至3μm、2μm至4μm、2μm至5μm、2μm至6μm、2μm至7μm、2μm至8μm、2μm至9μm、2μm至10μm、2μm至11μm、2μm至12μm、2μm至13μm、2μm至14μm、2μm至15μm、2μm至16μm、2μm至17μm、2μm至18μm、2μm至19μm、2μm至20μm、2μm至21μm、2μm至22μm、2μm至23μm、2μm至24μm、2μm至25μm、3μm至4μm、3μm至5μm、3μm至6μm、3μm至7μm、3μm至8μm、3μm至9μm、3μm至10μm、3μm至11μm、3μm至12μm、3μm至13μm、3μm至14μm、3μm至15μm、3μm至16μm、3μm至17μm、3μm至18μm、3μm至19μm、3μm至20μm、3μm至21μm、3μm至22μm、3μm至23μm、3μm至24μm、3μm至25μm、4μm至5μm、4μm至6μm、4μm至7μm、4μm至8μm、4μm至9μm、4μm至10μm、4μm至11μm、4μm至12μm、4μm至13μm、4μm至14μm、4μm至15μm、4μm至16μm、4μm至17μm、4μm至18μm、4μm至19μm、4μm至20μm、4μm至21μm、4μm至22μm、4μm至23μm、4μm至24μm、4μm至25μm、5μm至6μm、5μm至7μm、5μm至8μm、5μm至9μm、5μm至10μm、5μm至11μm、5μm至12μm、5μm至13μm、5μm至14μm、5μm至15μm、5μm至16μm、5μm至17μm、5μm至18μm、5μm至19μm、5μm至20μm、5μm至21μm、5μm至22μm、5μm至23μm、5μm至24μm、5μm至25μm、6μm至7μm、6μm至8μm、6μm至9μm、6μm至10μm、6μm至11μm、6μm至12μm、6μm至13μm、6μm至14μm、6μm至15μm、6μm至16μm、6μm至17μm、6μm至18μm、6μm至19μm、6μm至20μm、6μm至21μm、6μm至22μm、6μm至23μm、6μm至24μm、6μm至25μm、7μm至8μm、7μm至9μm、7μm至10μm、7μm至11μm、7μm至12μm、7μm至13μm、7μm至14μm、7μm至15μm、7μm至16μm、7μm至17μm、7μm至18μm、7μm至19μm、7μm至20μm、7μm至21μm、7μm至22μm、7μm至23μm、7μm至24μm、7μm至25μm、8μm至9μm、8μm至10μm、8μm至11μm、8μm至12μm、8μm至13μm、8μm至14μm、8μm至15μm、8μm至16μm、8μm至17μm、8μm至18μm、8μm至19μm、8μm至20μm、8μm至21μm、8μm至22μm、8μm至23μm、8μm至24μm、8μm至25μm、9μm至10μm、9μm至11μm、9μm至12μm、9μm至13μm、9μm至14μm、9μm至15μm、9μm至16μm、9μm至17μm、9μm至18μm、9μm至19μm、9μm至20μm、9μm至21μm、9μm至22μm、9μm至23μm、9μm至24μm、9μm至25μm、10μm至11μm、10μm至12μm、10μm至13μm、10μm至14μm、10μm至15μm、10μm至16μm、10μm至17μm、10μm至18μm、10μm至19μm、10μm至20μm、10μm至21μm、10μm至22μm、10μm至23μm、10μm至24μm、10μm至25μm、11μm至12μm、11μm至13μm、11μm至14μm、11μm至15μm、11μm至16μm、11μm至17μm、11μm至18μm、11μm至19μm、11μm至20μm、11μm至21μm、11μm至22μm、11μm至23μm、11μm至24μm、11μm至25μm、12μm至13μm、12μm至14μm、12μm至15μm、12μm至16μm、12μm至17μm、12μm至18μm、12μm至19μm、12μm至20μm、12μm至21μm、12μm至22μm、12μm至23μm、12μm至24μm、12μm至25μm、13μm至14μm、13μm至15μm、13μm至16μm、13μm至17μm、13μm至18μm、13μm至19μm、13μm至20μm、13μm至21μm、13μm至22μm、13μm至23μm、13μm至24μm、13μm至25μm、14μm至15μm、14μm至16μm、14μm至17μm、14μm至18μm、14μm至19μm、14μm至20μm、14μm至21μm、14μm至22μm、14μm至23μm、14μm至24μm、14μm至25μm、15μm至16μm、15μm至17μm、15μm至18μm、15μm至19μm、15μm至20μm、15μm至21μm、15μm至22μm、15μm至23μm、15μm至24μm、15μm至25μm、16μm至17μm、16μm至18μm、16μm至19μm、16μm至20μm、16μm至21μm、16μm至22μm、16μm至23μm、16μm至24μm、16μm至25μm、17μm至18μm、17μm至19μm、17μm至20μm、17μm至21μm、17μm至22μm、17μm至23μm、17μm至24μm、17μm至25μm、18μm至19μm、18μm至20μm、18μm至21μm、18μm至22μm、18μm至23μm、18μm至24μm、18μm至25μm、19μm至20μm、19μm至21μm、19μm至22μm、19μm至23μm、19μm至24μm、19μm至25μm、20μm至21μm、20μm至22μm、20μm至23μm、20μm至24μm、20μm至25μm、21μm至22μm、21μm至23μm、21μm至24μm、21μm至25μm、22μm至23μm、22μm至24μm、22μm至25μm、23μm至24μm、23μm至25μm或24μm至25μm。
任选地,所述许多颗粒的直径可以为100nm至50μm或500nm至10μm或100nm至1μm,如100nm至200nm、100nm至300nm、100nm至400nm、100nm至500nm、100nm至600nm、100nm至700nm、100nm至800nm、100nm至900nm、200nm至300nm、200nm至400nm、200nm至500nm、200nm至600nm、200nm至700nm、200nm至800nm、200nm至900nm、200nm至1μm、300nm至400nm、300nm至500nm、300nm至600nm、300nm至700nm、300nm至800nm、300nm至900nm、300nm至1μm、400nm至500nm、400nm至600nm、400nm至700nm、400nm至800nm、400nm至900nm、400nm至1μm、500nm至600nm、500nm至700nm、500nm至800nm、500nm至900nm、500nm至1μm、600nm至700nm、600nm至800nm、600nm至900nm、600nm至1μm、700nm至800nm、700nm至900nm、700nm至1μm、800nm至900nm、800nm至1μm或900nm至1μm。任选地,所述许多颗粒可具有500nm至50μm的直径。
用于上述铝合金产品的铝合金的组成可任选包含0.1重量%至1.0重量%的铁(Fe)、0.05重量%至0.8重量%的硅(Si)、0.2重量%至2.0重量%的锰(Mn)、0.2重量%至2.0重量%的镁(Mg)、最多0.5重量%的铜(Cu)、最多0.05重量%的锌(Zn),和铝(Al)。用于上述铝合金产品的铝合金的组成可包含最多0.15重量%的杂质。任选地,可以是铝。任选地,用于上述铝合金产品的铝合金的组成可包含0.2重量%至0.8重量%的铁、0.10重量%至0.7重量%的硅、0.6重量%至1.0重量%的锰、0.7重量%至1.0重量%的镁、最多0.25重量%的铜、最多0.2重量%的锌、最多0.10重量%的钛(Ti)、最多0.10重量%的铬(Cr)、最多0.10重量%的锆(Zr)、最多0.10重量%的钒(V),和铝。任选地,用于上述铝合金产品的铝合金的组成可包含0.3重量%至0.7重量%的铁、0.15重量%至0.5重量%的硅、0.8重量%至1.2重量%的锰、0.9重量%至1.2重量%的镁、0.1重量%至0.2重量%的铜、最多0.15重量%的锌、最多0.08重量%的钛、最多0.05重量%的铬、最多0.05重量%的锆、最多0.05重量%的钒,和铝。
在一些实施方案中,所述铝合金可包括3xxx系列铝合金。在这类实施方案中,所述铝合金可任选包含0.8重量%至1.4重量%的镁、0.8重量%至1.3重量%的锰、最多0.25重量%的铜、0.25重量%至0.7重量%的铁、最多0.7重量%的和最多0.25重量%的锌。余者可以是铝。
用于上述铝合金产品的铝合金可任选包括以体积计占所述铝合金的0.5%至4.0%的α相金属间颗粒,如占0.5%至1.0%、0.5%至1.5%、0.5%至2.0%、0.5%至2.5%、0.5%至3.0%、0.5%至3.5%、1.0%至1.5%、1.0%至2.0%、1.0%至2.5%、1.0%至3.0%、1.0%至3.5%、1.0%至4.0%、1.5%至2.0%、1.5%至2.5%、1.5%至3.0%、1.5%至3.5%、1.5%至4.0%、2.0%至2.5%、2.0%至3.0%、2.0%至3.5%、2.0%至4.0%、2.5%至3.0%、2.5%至3.5%、2.5%至4.0%、3.0%至3.5%、3.0%至4.0%或3.5%至4.0%。用于上述铝合金产品的铝合金可包括以体积计占所述铝合金的0%至2.0%的β相金属间颗粒,如0%至0.5%、0%至1.0%、0%至1.5%、0.5%至1.0%、0.5%至1.5%、0.5%至2.0%、1.0%至1.5%、1.0%至2.0%或1.5%至2.0%。任选地,用于上述铝合金产品的铝合金可包括包含Al15(Fe,Mn)3Si2的α相金属间颗粒。任选地,用于上述铝合金产品的铝合金可包括包含Al6(Fe,Mn)的β相金属间颗粒。
任选地,用于上述铝合金产品的铝合金可包括的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.2至1,000,或者α相金属间颗粒的体积%与β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1,000。
任选地,用于上述铝合金产品的铝合金可包括的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.3至3,如0.3至0.4、0.3至0.5、0.3至0.6、0.3至0.7、0.3至0.8、0.3至0.9、0.3至1.0、0.3至1.1、0.3至1.2、0.3至1.3、0.3至1.4、0.3至1.5、0.3至1.6、0.3至1.7、0.3至1.8、0.3至1.9、0.3至2.0、0.3至2.1、0.3至2.2、0.3至2.3、0.3至2.4、0.3至2.5、0.3至2.6、0.3至2.7、0.3至2.8、0.3至2.9、0.4至0.5、0.4至0.6、0.4至0.7、0.4至0.8、0.4至0.9、0.4至1.0、0.4至1.1、0.4至1.2、0.4至1.3、0.4至1.4、0.4至1.5、0.4至1.6、0.4至1.7、0.4至1.8、0.4至1.9、0.4至2.0、0.4至2.1、0.4至2.2、0.4至2.3、0.4至2.4、0.4至2.5、0.4至2.6、0.4至2.7、0.4至2.8、0.4至2.9、0.4至3、0.5至0.6、0.5至0.7、0.5至0.8、0.5至0.9、0.5至1.0、0.5至1.1、0.5至1.2、0.5至1.3、0.5至1.4、0.5至1.5、0.5至1.6、0.5至1.7、0.5至1.8、0.5至1.9、0.5至2.0、0.5至2.1、0.5至2.2、0.5至2.3、0.5至2.4、0.5至2.5、0.5至2.6、0.5至2.7、0.5至2.8、0.5至2.9、0.5至3、0.6至0.7、0.6至0.8、0.6至0.9、0.6至1.0、0.6至1.1、0.6至1.2、0.6至1.3、0.6至1.4、0.6至1.5、0.6至1.6、0.6至1.7、0.6至1.8、0.6至1.9、0.6至2.0、0.6至2.1、0.6至2.2、0.6至2.3、0.6至2.4、0.6至2.5、0.6至2.6、0.6至2.7、0.6至2.8、0.6至2.9、0.6至3、0.7至0.8、0.7至0.9、0.7至1.0、0.7至1.1、0.7至1.2、0.7至1.3、0.7至1.4、0.7至1.5、0.7至1.6、0.7至1.7、0.7至1.8、0.7至1.9、0.7至2.0、0.7至2.1、0.7至2.2、0.7至2.3、0.7至2.4、0.7至2.5、0.7至2.6、0.7至2.7、0.7至2.8、0.7至2.9、0.7至3、0.8至0.9、0.8至1.0、0.8至1.1、0.8至1.2、0.8至1.3、0.8至1.4、0.8至1.5、0.8至1.6、0.8至1.7、0.8至1.8、0.8至1.9、0.8至2.0、0.8至2.1、0.8至2.2、0.8至2.3、0.8至2.4、0.8至2.5、0.8至2.6、0.8至2.7、0.8至2.8、0.8至2.9、0.8至3、0.9至1.0、0.9至1.1、0.9至1.2、0.9至1.3、0.9至1.4、0.9至1.5、0.9至1.6、0.9至1.7、0.9至1.8、0.9至1.9、0.9至2.0、0.9至2.1、0.9至2.2、0.9至2.3、0.9至2.4、0.9至2.5、0.9至2.6、0.9至2.7、0.9至2.8、0.9至2.9、0.9至3、1.0至1.1、1.0至1.2、1.0至1.3、1.0至1.4、1.0至1.5、1.0至1.6、1.0至1.7、1.0至1.8、1.0至1.9、1.0至2.0、1.0至2.1、1.0至2.2、1.0至2.3、1.0至2.4、1.0至2.5、1.0至2.6、1.0至2.7、1.0至2.8、1.0至2.9、1.0至3、1.1至1.2、1.1至1.3、1.1至1.4、1.1至1.5、1.1至1.6、1.1至1.7、1.1至1.8、1.1至1.9、1.1至2.0、1.1至2.1、1.1至2.2、1.1至2.3、1.1至2.4、1.1至2.5、1.1至2.6、1.1至2.7、1.1至2.8、1.1至2.9、1.1至3、1.2至1.3、1.2至1.4、1.2至1.5、1.2至1.6、1.2至1.7、1.2至1.8、1.2至1.9、1.2至2.0、1.2至2.1、1.2至2.2、1.2至2.3、1.2至2.4、1.2至2.5、1.2至2.6、1.2至2.7、1.2至2.8、1.2至2.9、1.2至3、1.3至1.4、1.3至1.5、1.3至1.6、1.3至1.7、1.3至1.8、1.3至1.9、1.3至2.0、1.3至2.1、1.3至2.2、1.3至2.3、1.3至2.4、1.3至2.5、1.3至2.6、1.3至2.7、1.3至2.8、1.3至2.9、1.3至3、1.4至1.5、1.4至1.6、1.4至1.7、1.4至1.8、1.4至1.9、1.4至2.0、1.4至2.1、1.4至2.2、1.4至2.3、1.4至2.4、1.4至2.5、1.4至2.6、1.4至2.7、1.4至2.8、1.4至2.9、1.4至3、1.5至1.6、1.5至1.7、1.5至1.8、1.5至1.9、1.5至2.0、1.5至2.1、1.5至2.2、1.5至2.3、1.5至2.4、1.5至2.5、1.5至2.6、1.5至2.7、1.5至2.8、1.5至2.9、1.5至3、1.6至1.7、1.6至1.8、1.6至1.9、1.6至2.0、1.6至2.1、1.6至2.2、1.6至2.3、1.6至2.4、1.6至2.5、1.6至2.6、1.6至2.7、1.6至2.8、1.6至2.9、1.6至3、1.7至1.8、1.7至1.9、1.7至2.0、1.7至2.1、1.7至2.2、1.7至2.3、1.7至2.4、1.7至2.5、1.7至2.6、1.7至2.7、1.7至2.8、1.7至2.9、1.7至3、1.8至1.9、1.8至2.0、1.8至2.1、1.8至2.2、1.8至2.3、1.8至2.4、1.8至2.5、1.8至2.6、1.8至2.7、1.8至2.8、1.8至2.9、1.8至3、1.9至2.0、1.9至2.1、1.9至2.2、1.9至2.3、1.9至2.4、1.9至2.5、1.9至2.6、1.9至2.7、1.9至2.8、1.9至2.9、1.9至3、2.0至2.1、2.0至2.2、2.0至2.3、2.0至2.4、2.0至2.5、2.0至2.6、2.0至2.7、2.0至2.8、2.0至2.9、2.0至3、2.1至2.2、2.1至2.3、2.1至2.4、2.1至2.5、2.1至2.6、2.1至2.7、2.1至2.8、2.1至2.9、2.1至3、2.2至2.3、2.2至2.4、2.2至2.5、2.2至2.6、2.2至2.7、2.2至2.8、2.2至2.9、2.2至3、2.3至2.4、2.3至2.5、2.3至2.6、2.3至2.7、2.3至2.8、2.3至2.9、2.3至3、2.4至2.5、2.4至2.6、2.4至2.7、2.4至2.8、2.4至2.9、2.4至3、2.5至2.6、2.5至2.6、2.5至2.7、2.5至2.8、2.5至2.9、2.5至3、2.6至2.7、2.6至2.8、2.6至2.9、2.6至3、2.7至2.8、2.7至2.9、2.7至3、2.8至2.9、2.8至3或2.9至3。
任选地,上述铝合金产品可包括许多颗粒,其中颗粒之间的颗粒间间距的80%或更多为5μm至15μm。任选地,所述许多颗粒可包括含铁颗粒,如大多数具有1μm至40μm的直径的含铁颗粒。任选地,含铁颗粒可占所述铝合金的总体积的1%至4%。
任选地,用于上述铝合金产品的铝合金可包含或进一步包含含锰分散胶体,如其中大部分含锰分散胶体具有10nm至1.5μm的直径。任选地,含锰分散胶体可占所述铝合金的总体积的最多1%。在一些情况下,分散胶体不包括在其它类型的颗粒如α相颗粒和/或β相颗粒的计数中,和/或可任选与其它类型的颗粒分开计数。
本文还描述了金属产品,如铝合金产品。在一些实施方案中,可通过本文所述的任何方法制备金属产品。在一些具体实施方案中,金属产品包含均化3xxx系列铝合金,该系列铝合金包括铝、铁、镁、锰和硅,如均化3xxx系列铝合金中的硅重量%与均化3xxx系列铝合金中的铁重量%的比率为0.5至1.0,并且包括α相金属间颗粒和任选β相金属间颗粒,所述α相金属间颗粒包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者,所述β相金属间颗粒包含铝以及铁或锰中的一者或多者,其中对应于β相金属间颗粒的至少一部分α相金属间颗粒在均化3xxx系列铝合金的均化期间转化。任选地,α相金属间颗粒的体积%和/或数密度与β相金属间颗粒的体积%或数密度的比率为0.6至1000或更大。
另一方面,描述了制造铝合金产品的方法。这方面的示例方法包括制备包含铝合金的铸造铝合金产品,所述铝合金如包含铝、铁、镁、锰和硅的铝合金;并均化所述铸造铝合金产品以形成均化铝合金产品。本文所述的方法可采用各种均化条件。任选地,均化可包括将铸造铝合金产品加热到均化温度,如500℃至650℃之间的均化温度,如500℃至510℃、500℃至520℃、500℃至530℃、500℃至540℃、500℃至550℃、500℃至560℃、500℃至570℃、500℃至575℃、500℃至580℃、500℃至585℃、500℃至590℃、500℃至600℃、500℃至610℃、500℃至615℃、500℃至620℃、500℃至630℃、500℃至640℃、510℃至520℃、510℃至530℃、510℃至540℃、510℃至550℃、510℃至560℃、510℃至570℃、510℃至575℃、510℃至580℃、510℃至585℃、510℃至590℃、510℃至600℃、510℃至610℃、510℃至615℃、510℃至620℃、510℃至630℃、510℃至640℃、510℃至650℃、520℃至530℃、520℃至540℃、520℃至550℃、520℃至560℃、520℃至570℃、520℃至575℃、520℃至580℃、520℃至585℃、520℃至590℃、520℃至600℃、520℃至610℃、520℃至615℃、520℃至620℃、520℃至630℃、520℃至640℃、520℃至650℃、530℃至540℃、530℃至550℃、530℃至560℃、530℃至570℃、530℃至575℃、530℃至580℃、530℃至585℃、530℃至590℃、530℃至600℃、530℃至610℃、530℃至615℃、530℃至620℃、530℃至630℃、530℃至640℃、530℃至650℃、540℃至550℃、540℃至560℃、540℃至570℃、540℃至575℃、540℃至580℃、540℃至585℃、540℃至590℃、540℃至600℃、540℃至610℃、540℃至615℃、540℃至620℃、540℃至630℃、540℃至640℃、540℃至650℃、550℃至560℃、550℃至570℃、550℃至575℃、550℃至580℃、550℃至585℃、550℃至590℃、550℃至600℃、550℃至610℃、550℃至615℃、550℃至620℃、550℃至630℃、550℃至640℃、550℃至650℃、560℃至570℃、560℃至575℃、560℃至580℃、560℃至585℃、560℃至590℃、560℃至600℃、560℃至610℃、560℃至615℃、560℃至620℃、560℃至630℃、560℃至640℃、560℃至650℃、570℃至575℃、570℃至580℃、570℃至585℃、570℃至590℃、570℃至600℃、570℃至610℃、570℃至615℃、570℃至620℃、570℃至630℃、570℃至640℃、570℃至650℃、575℃至580℃、575℃至585℃、575℃至590℃、575℃至600℃、575℃至610℃、575℃至615℃、575℃至620℃、575℃至630℃、575℃至640℃、575℃至650℃、580℃至585℃、580℃至590℃、580℃至600℃、580℃至610℃、580℃至615℃、580℃至620℃、580℃至630℃、580℃至640℃、580℃至650℃、585℃至590℃、585℃至600℃、585℃至610℃、585℃至615℃、585℃至620℃、585℃至630℃、585℃至640℃、585℃至650℃、590℃至600℃、590℃至610℃、590℃至615℃、590℃至620℃、590℃至630℃、590℃至640℃、590℃至650℃、600℃至610℃、600℃至615℃、600℃至620℃、600℃至630℃、600℃至640℃、600℃至650℃、610℃至615℃、610℃至620℃、610℃至630℃、610℃至640℃、610℃至650℃、615℃至620℃、615℃至630℃、615℃至640℃、615℃至650℃、620℃至630℃、620℃至640℃、620℃至650℃、630℃至640℃、630℃至650℃或640℃至650℃。均化温度可任选在所述铝合金的固相线温度的75℃以内,如在所述铝合金的固相线温度的70℃以内、在所述铝合金的固相线温度的65℃以内、在所述铝合金的固相线温度的60℃以内、在所述铝合金的固相线温度的55℃以内、在所述铝合金的固相线温度的50℃以内、在所述铝合金的固相线温度的45℃以内、在所述铝合金的固相线温度的40℃以内、在所述铝合金的固相线温度的35℃以内、在所述铝合金的固相线温度的30℃以内、在所述铝合金的固相线温度的25℃以内、在所述铝合金的固相线温度的20℃以内、在所述铝合金的固相线温度的15℃以内、在所述铝合金的固相线温度的10℃以内或在所述铝合金的固相线温度的5℃以内。
在均热期间,所述铸造铝合金产品可任选在均化温度(即,均热)下的持续时间为0.1小时至36小时或12小时至36小时,如0.1小时至0.5小时、0.1小时至1小时、0.1小时至1.5小时、0.1小时至2小时、0.1小时至2.5小时、0.1小时至3小时、0.1小时至3.5小时、0.1小时至4小时、0.1小时至4.5小时、0.1小时至5小时、0.1小时至5.5小时、0.1小时至6小时、0.1小时至6.5小时、0.1小时至7小时、0.1小时至7.5小时、0.1小时至8小时、0.1小时至8.5小时、0.1小时至9小时、0.1小时至9.5小时、0.1小时至10小时、0.1小时至10.5小时、0.1小时至11小时、0.1小时至11.5小时、0.1小时至12小时、0.1小时至12.5小时、0.1小时至13小时、0.1小时至13.5小时、0.1小时至14小时、0.1小时至14.5小时、0.1小时至15小时、0.1小时至15.5小时、0.1小时至16小时、0.1小时至16.5小时、0.1小时至17小时、0.1小时至17.5小时、0.1小时至18小时、0.1小时至18.5小时、0.1小时至19小时、0.1小时至19.5小时、0.1小时至20小时、0.1小时至20.5小时、0.1小时至21小时、0.1小时至21.5小时、0.1小时至22小时、0.1小时至22.5小时、0.1小时至23小时、0.1小时至23.5小时、0.1小时至24小时、0.1小时至25小时、0.1小时至26小时、0.1小时至27小时、0.1小时至28小时、0.1小时至29小时、0.1小时至30小时、0.1小时至31小时、0.1小时至32小时、0.1小时至33小时、0.1小时至34小时、0.1小时至35小时、0.1小时至36小时、0.5小时至1小时、0.5小时至1.5小时、0.5小时至2小时、0.5小时至2.5小时、0.5小时至3小时、0.5小时至3.5小时、0.5小时至4小时、0.5小时至4.5小时、0.5小时至5小时、0.5小时至5.5小时、0.5小时至6小时、0.5小时至6.5小时、0.5小时至7小时、0.5小时至7.5小时、0.5小时至8小时、0.5小时至8.5小时、0.5小时至9小时、0.5小时至9.5小时、0.5小时至10小时、0.5小时至10.5小时、0.5小时至11小时、0.5小时至11.5小时、0.5小时至12小时、0.5小时至12.5小时、0.5小时至13小时、0.5小时至13.5小时、0.5小时至14小时、0.5小时至14.5小时、0.5小时至15小时、0.5小时至15.5小时、0.5小时至16小时、0.5小时至16.5小时、0.5小时至17小时、0.5小时至17.5小时、0.5小时至18小时、0.5小时至18.5小时、0.5小时至19小时、0.5小时至19.5小时、0.5小时至20小时、0.5小时至20.5小时、0.5小时至21小时、0.5小时至21.5小时、0.5小时至22小时、0.5小时至22.5小时、0.5小时至23小时、0.5小时至23.5小时、0.5小时至24小时、0.5小时至25小时、0.5小时至26小时、0.5小时至27小时、0.5小时至28小时、0.5小时至29小时、0.5小时至30小时、0.5小时至31小时、0.5小时至32小时、0.5小时至33小时、0.5小时至34小时、0.5小时至35小时、0.5小时至36小时、1小时至1.5小时、1小时至2小时、1小时至2.5小时、1小时至3小时、1小时至3.5小时、1小时至4小时、1小时至4.5小时、1小时至5小时、1小时至5.5小时、1小时至6小时、1小时至6.5小时、1小时至7小时、1小时至7.5小时、1小时至8小时、1小时至8.5小时、1小时至9小时、1小时至9.5小时、1小时至10小时、1小时至10.5小时、1小时至11小时、1小时至11.5小时、1小时至12小时、1小时至12.5小时、1小时至13小时、1小时至13.5小时、1小时至14小时、1小时至14.5小时、1小时至15小时、1小时至15.5小时、1小时至16小时、1小时至16.5小时、1小时至17小时、1小时至17.5小时、1小时至18小时、1小时至18.5小时、1小时至19小时、1小时至19.5小时、1小时至20小时、1小时至20.5小时、1小时至21小时、1小时至21.5小时、1小时至22小时、1小时至22.5小时、1小时至23小时、1小时至23.5小时、1小时至24小时、1小时至25小时、1小时至26小时、1小时至27小时、1小时至28小时、1小时至29小时、1小时至30小时、1小时至31小时、1小时至32小时、1小时至33小时、1小时至34小时、1小时至35小时、1小时至36小时、1.5小时至2小时、1.5小时至2.5小时、1.5小时至3小时、1.5小时至3.5小时、1.5小时至4小时、1.5小时至4.5小时、1.5小时至5小时、1.5小时至5.5小时、1.5小时至6小时、1.5小时至6.5小时、1.5小时至7小时、1.5小时至7.5小时、1.5小时至8小时、1.5小时至8.5小时、1.5小时至9小时、1.5小时至9.5小时、1.5小时至10小时、1.5小时至10.5小时、1.5小时至11小时、1.5小时至11.5小时、1.5小时至12小时、1.5小时至12.5小时、1.5小时至13小时、1.5小时至13.5小时、1.5小时至14小时、1.5小时至14.5小时、1.5小时至15小时、1.5小时至15.5小时、1.5小时至16小时、1.5小时至16.5小时、1.5小时至17小时、1.5小时至17.5小时、1.5小时至18小时、1.5小时至18.5小时、1.5小时至19小时、1.5小时至19.5小时、1.5小时至20小时、1.5小时至20.5小时、1.5小时至21小时、1.5小时至21.5小时、1.5小时至22小时、1.5小时至22.5小时、1.5小时至23小时、1.5小时至23.5小时、1.5小时至24小时、1.5小时至25小时、1.5小时至26小时、1.5小时至27小时、1.5小时至28小时、1.5小时至29小时、1.5小时至30小时、1.5小时至31小时、1.5小时至32小时、1.5小时至33小时、1.5小时至34小时、1.5小时至35小时、1.5小时至36小时、2小时至2.5小时、2小时至3小时、2小时至3.5小时、2小时至4小时、2小时至4.5小时、2小时至5小时、2小时至5.5小时、2小时至6小时、2小时至6.5小时、2小时至7小时、2小时至7.5小时、2小时至8小时、2小时至8.5小时、2小时至9小时、2小时至9.5小时、2小时至10小时、2小时至10.5小时、2小时至11小时、2小时至11.5小时、2小时至12小时、2小时至12.5小时、2小时至13小时、2小时至13.5小时、2小时至14小时、2小时至14.5小时、2小时至15小时、2小时至15.5小时、2小时至16小时、2小时至16.5小时、2小时至17小时、2小时至17.5小时、2小时至18小时、2小时至18.5小时、2小时至19小时、2小时至19.5小时、2小时至20小时、2小时至20.5小时、2小时至21小时、2小时至21.5小时、2小时至22小时、2小时至22.5小时、2小时至23小时、2小时至23.5小时、2小时至24小时、2小时至25小时、2小时至26小时、2小时至27小时、2小时至28小时、2小时至29小时、2小时至30小时、2小时至31小时、2小时至32小时、2小时至33小时、2小时至34小时、2小时至35小时、2小时至36小时、2.5小时至3小时、2.5小时至3.5小时、2.5小时至4小时、2.5小时至4.5小时、2.5小时至5小时、2.5小时至5.5小时、2.5小时至6小时、2.5小时至6.5小时、2.5小时至7小时、2.5小时至7.5小时、2.5小时至8小时、2.5小时至8.5小时、2.5小时至9小时、2.5小时至9.5小时、2.5小时至10小时、2.5小时至10.5小时、2.5小时至11小时、2.5小时至11.5小时、2.5小时至12小时、2.5小时至12.5小时、2.5小时至13小时、2.5小时至13.5小时、2.5小时至14小时、2.5小时至14.5小时、2.5小时至15小时、2.5小时至15.5小时、2.5小时至16小时、2.5小时至16.5小时、2.5小时至17小时、2.5小时至17.5小时、2.5小时至18小时、2.5小时至18.5小时、2.5小时至19小时、2.5小时至19.5小时、2.5小时至20小时、2.5小时至20.5小时、2.5小时至21小时、2.5小时至21.5小时、2.5小时至22小时、2.5小时至22.5小时、2.5小时至23小时、2.5小时至23.5小时、2.5小时至24小时、2.5小时至25小时、2.5小时至26小时、2.5小时至27小时、2.5小时至28小时、2.5小时至29小时、2.5小时至30小时、2.5小时至31小时、2.5小时至32小时、2.5小时至33小时、2.5小时至34小时、2.5小时至35小时、2.5小时至36小时、3小时至3.5小时、3小时至4小时、3小时至4.5小时、3小时至5小时、3小时至5.5小时、3小时至6小时、3小时至6.5小时、3小时至7小时、3小时至7.5小时、3小时至8小时、3小时至8.5小时、3小时至9小时、3小时至9.5小时、3小时至10小时、3小时至10.5小时、3小时至11小时、3小时至11.5小时、3小时至12小时、3小时至12.5小时、3小时至13小时、3小时至13.5小时、3小时至14小时、3小时至14.5小时、3小时至15小时、3小时至15.5小时、3小时至16小时、3小时至16.5小时、3小时至17小时、3小时至17.5小时、3小时至18小时、3小时至18.5小时、3小时至19小时、3小时至19.5小时、3小时至20小时、3小时至20.5小时、3小时至21小时、3小时至21.5小时、3小时至22小时、3小时至22.5小时、3小时至23小时、3小时至23.5小时、3小时至24小时、3小时至25小时、3小时至26小时、3小时至27小时、3小时至28小时、3小时至29小时、3小时至30小时、3小时至31小时、3小时至32小时、3小时至33小时、3小时至34小时、3小时至35小时、3小时至36小时、3.5小时至4小时、3.5小时至4.5小时、3.5小时至5小时、3.5小时至5.5小时、3.5小时至6小时、3.5小时至6.5小时、3.5小时至7小时、3.5小时至7.5小时、3.5小时至8小时、3.5小时至8.5小时、3.5小时至9小时、3.5小时至9.5小时、3.5小时至10小时、3.5小时至10.5小时、3.5小时至11小时、3.5小时至11.5小时、3.5小时至12小时、3.5小时至12.5小时、3.5小时至13小时、3.5小时至13.5小时、3.5小时至14小时、3.5小时至14.5小时、3.5小时至15小时、3.5小时至15.5小时、3.5小时至16小时、3.5小时至16.5小时、3.5小时至17小时、3.5小时至17.5小时、3.5小时至18小时、3.5小时至18.5小时、3.5小时至19小时、3.5小时至19.5小时、3.5小时至20小时、3.5小时至20.5小时、3.5小时至21小时、3.5小时至21.5小时、3.5小时至22小时、3.5小时至22.5小时、3.5小时至23小时、3.5小时至23.5小时、3.5小时至24小时、3.5小时至25小时、3.5小时至26小时、3.5小时至27小时、3.5小时至28小时、3.5小时至29小时、3.5小时至30小时、3.5小时至31小时、3.5小时至32小时、3.5小时至33小时、3.5小时至34小时、3.5小时至35小时、3.5小时至36小时、4小时至4.5小时、4小时至5小时、4小时至5.5小时、4小时至6小时、4小时至6.5小时、4小时至7小时、4小时至7.5小时、4小时至8小时、4小时至8.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时、15小时至17小时、15小时至17.5小时、15小时至18小时、15小时至18.5小时、15小时至19小时、15小时至19.5小时、15小时至20小时、15小时至20.5小时、15小时至21小时、15小时至21.5小时、15小时至22小时、15小时至22.5小时、15小时至23小时、15小时至23.5小时、15小时至24小时、15小时至25小时、15小时至26小时、15小时至27小时、15小时至28小时、15小时至29小时、15小时至30小时、15小时至31小时、15小时至32小时、15小时至33小时、15小时至34小时、15小时至35小时、15小时至36小时、15.5小时至16小时、15.5小时至16.5小时、15.5小时至17小时、15.5小时至17.5小时、15.5小时至18小时、15.5小时至18.5小时、15.5小时至19小时、15.5小时至19.5小时、15.5小时至20小时、15.5小时至20.5小时、15.5小时至21小时、15.5小时至21.5小时、15.5小时至22小时、15.5小时至22.5小时、15.5小时至23小时、15.5小时至23.5小时、15.5小时至24小时、15.5小时至25小时、15.5小时至26小时、15.5小时至27小时、15.5小时至28小时、15.5小时至29小时、15.5小时至30小时、15.5小时至31小时、15.5小时至32小时、15.5小时至33小时、15.5小时至34小时、15.5小时至35小时、15.5小时至36小时、16小时至16.5小时、16小时至17小时、16小时至17.5小时、16小时至18小时、16小时至18.5小时、16小时至19小时、16小时至19.5小时、16小时至20小时、16小时至20.5小时、16小时至21小时、16小时至21.5小时、16小时至22小时、16小时至22.5小时、16小时至23小时、16小时至23.5小时、16小时至24小时、16小时至25小时、16小时至26小时、16小时至27小时、16小时至28小时、16小时至29小时、16小时至30小时、16小时至31小时、16小时至32小时、16小时至33小时、16小时至34小时、16小时至35小时、16小时至36小时、16.5小时至17小时、16.5小时至17.5小时、16.5小时至18小时、16.5小时至18.5小时、16.5小时至19小时、16.5小时至19.5小时、16.5小时至20小时、16.5小时至20.5小时、16.5小时至21小时、16.5小时至21.5小时、16.5小时至22小时、16.5小时至22.5小时、16.5小时至23小时、16.5小时至23.5小时、16.5小时至24小时、16.5小时至25小时、16.5小时至26小时、16.5小时至27小时、16.5小时至28小时、16.5小时至29小时、16.5小时至30小时、16.5小时至31小时、16.5小时至32小时、16.5小时至33小时、16.5小时至34小时、16.5小时至35小时、16.5小时至36小时、17小时至17.5小时、17小时至18小时、17小时至18.5小时、17小时至19小时、17小时至19.5小时、17小时至20小时、17小时至20.5小时、17小时至21小时、17小时至21.5小时、17小时至22小时、17小时至22.5小时、17小时至23小时、17小时至23.5小时、17小时至24小时、17小时至25小时、17小时至26小时、17小时至27小时、17小时至28小时、17小时至29小时、17小时至30小时、17小时至31小时、17小时至32小时、17小时至33小时、17小时至34小时、17小时至35小时、17小时至36小时、17.5小时至18小时、17.5小时至18.5小时、17.5小时至19小时、17.5小时至19.5小时、17.5小时至20小时、17.5小时至20.5小时、17.5小时至21小时、17.5小时至21.5小时、17.5小时至22小时、17.5小时至22.5小时、17.5小时至23小时、17.5小时至23.5小时、17.5小时至24小时、17.5小时至25小时、17.5小时至26小时、17.5小时至27小时、17.5小时至28小时、17.5小时至29小时、17.5小时至30小时、17.5小时至31小时、17.5小时至32小时、17.5小时至33小时、17.5小时至34小时、17.5小时至35小时、17.5小时至36小时、18小时至18.5小时、18小时至19小时、18小时至19.5小时、18小时至20小时、18小时至20.5小时、18小时至21小时、18小时至21.5小时、18小时至22小时、18小时至22.5小时、18小时至23小时、18小时至23.5小时、18小时至24小时、18小时至25小时、18小时至26小时、18小时至27小时、18小时至28小时、18小时至29小时、18小时至30小时、18小时至31小时、18小时至32小时、18小时至33小时、18小时至34小时、18小时至35小时、18小时至36小时、18.5小时至19小时、18.5小时至19.5小时、18.5小时至20小时、18.5小时至20.5小时、18.5小时至21小时、18.5小时至21.5小时、18.5小时至22小时、18.5小时至22.5小时、18.5小时至23小时、18.5小时至23.5小时、18.5小时至24小时、18.5小时至25小时、18.5小时至26小时、18.5小时至27小时、18.5小时至28小时、18.5小时至29小时、18.5小时至30小时、18.5小时至31小时、18.5小时至32小时、18.5小时至33小时、18.5小时至34小时、18.5小时至35小时、18.5小时至36小时、19小时至19.5小时、19小时至20小时、19小时至20.5小时、19小时至21小时、19小时至21.5小时、19小时至22小时、19小时至22.5小时、19小时至23小时、19小时至23.5小时、19小时至24小时、19小时至25小时、19小时至26小时、19小时至27小时、19小时至28小时、19小时至29小时、19小时至30小时、19小时至31小时、19小时至32小时、19小时至33小时、19小时至34小时、19小时至35小时、19小时至36小时、19.5小时至20小时、19.5小时至20.5小时、19.5小时至21小时、19.5小时至21.5小时、19.5小时至22小时、19.5小时至22.5小时、19.5小时至23小时、19.5小时至23.5小时、19.5小时至24小时、19.5小时至25小时、19.5小时至26小时、19.5小时至27小时、19.5小时至28小时、19.5小时至29小时、19.5小时至30小时、19.5小时至31小时、19.5小时至32小时、19.5小时至33小时、19.5小时至34小时、19.5小时至35小时、19.5小时至36小时、20小时至20.5小时、20小时至21小时、20小时至21.5小时、20小时至22小时、20小时至22.5小时、20小时至23小时、20小时至23.5小时、20小时至24小时、20小时至25小时、20小时至26小时、20小时至27小时、20小时至28小时、20小时至29小时、20小时至30小时、20小时至31小时、20小时至32小时、20小时至33小时、20小时至34小时、20小时至35小时、20小时至36小时、20.5小时至21小时、20.5小时至21.5小时、20.5小时至22小时、20.5小时至22.5小时、20.5小时至23小时、20.5小时至23.5小时、20.5小时至24小时、20.5小时至25小时、20.5小时至26小时、20.5小时至27小时、20.5小时至28小时、20.5小时至29小时、20.5小时至30小时、20.5小时至31小时、20.5小时至32小时、20.5小时至33小时、20.5小时至34小时、20.5小时至35小时、20.5小时至36小时、21小时至21.5小时、21小时至22小时、21小时至22.5小时、21小时至23小时、21小时至23.5小时、21小时至24小时、21小时至25小时、21小时至26小时、21小时至27小时、21小时至28小时、21小时至29小时、21小时至30小时、21小时至31小时、21小时至32小时、21小时至33小时、21小时至34小时、21小时至35小时、21小时至36小时、21.5小时至22小时、21.5小时至22.5小时、21.5小时至23小时、21.5小时至23.5小时、21.5小时至24小时、21.5小时至25小时、21.5小时至26小时、21.5小时至27小时、21.5小时至28小时、21.5小时至29小时、21.5小时至30小时、21.5小时至31小时、21.5小时至32小时、21.5小时至33小时、21.5小时至34小时、21.5小时至35小时、21.5小时至36小时、22小时至22.5小时、22小时至23小时、22小时至23.5小时、22小时至24小时、22小时至25小时、22小时至26小时、22小时至27小时、22小时至28小时、22小时至29小时、22小时至30小时、22小时至31小时、22小时至32小时、22小时至33小时、22小时至34小时、22小时至35小时、22小时至36小时、22.5小时至23小时、22.5小时至23.5小时、22.5小时至24小时、22.5小时至25小时、22.5小时至26小时、22.5小时至27小时、22.5小时至28小时、22.5小时至29小时、22.5小时至30小时、22.5小时至31小时、22.5小时至32小时、22.5小时至33小时、22.5小时至34小时、22.5小时至35小时、22.5小时至36小时、23小时至23.5小时、23小时至24小时、23小时至25小时、23小时至26小时、23小时至27小时、23小时至28小时、23小时至29小时、23小时至30小时、23小时至31小时、23小时至32小时、23小时至33小时、23小时至34小时、23小时至35小时、23小时至36小时、23.5小时至24小时、23.5小时至25小时、23.5小时至26小时、23.5小时至27小时、23.5小时至28小时、23.5小时至29小时、23.5小时至30小时、23.5小时至31小时、23.5小时至32小时、23.5小时至33小时、23.5小时至34小时、23.5小时至35小时、23.5小时至36小时、24小时至25小时、24小时至26小时、24小时至27小时、24小时至28小时、24小时至29小时、24小时至30小时、24小时至31小时、24小时至32小时、24小时至33小时、24小时至34小时、24小时至35小时、24小时至36小时、25小时至26小时、25小时至27小时、25小时至28小时、25小时至29小时、25小时至30小时、25小时至31小时、25小时至32小时、25小时至33小时、25小时至34小时、25小时至35小时、25小时至36小时、26小时至27小时、26小时至28小时、26小时至29小时、26小时至30小时、26小时至31小时、26小时至32小时、26小时至33小时、26小时至34小时、26小时至35小时、26小时至36小时、27小时至28小时、27小时至29小时、27小时至30小时、27小时至31小时、27小时至32小时、27小时至33小时、27小时至34小时、27小时至35小时、27小时至36小时、28小时至29小时、28小时至30小时、28小时至31小时、28小时至32小时、28小时至33小时、28小时至34小时、28小时至35小时、28小时至36小时、29小时至30小时、29小时至31小时、29小时至32小时、29小时至33小时、29小时至34小时、29小时至35小时、29小时至36小时、30小时至31小时、30小时至32小时、30小时至33小时、30小时至34小时、30小时至35小时、30小时至36小时、31小时至32小时、31小时至33小时、31小时至34小时、31小时至35小时、31小时至36小时、32小时至33小时、32小时至34小时、32小时至35小时、32小时至36小时、33小时至34小时、33小时至35小时、33小时至36小时、34小时至35小时、34小时至36小时或35小时至36小时。
在一些实施方案中,与在均热之前β相金属间颗粒的尺寸相比,在均热期间,β相金属间颗粒的尺寸减小。在一些实施方案中,与在均热之前铸造铝合金产品中的β相金属间颗粒的数密度相比,在均热期间,铸造铝合金产品中的β相金属间颗粒的数密度降低。
这方面的方法可任选进一步包括使均化铝合金产品经受一个或多个轧制工艺以生产轧制铝合金产品。任选地,一种或多种轧制工艺包括热轧工艺或冷轧工艺中的至少一者。任选地,热轧工艺可包括100℃至500℃的出口温度,如100℃至150℃、100℃至200℃、100℃至250℃、100℃至300℃、100℃至350℃、100℃至400℃、100℃至450℃、150℃至200℃、150℃至250℃、150℃至300℃、150℃至350℃、150℃至400℃、150℃至450℃、150℃至500℃、200℃至250℃、200℃至300℃、200℃至350℃、200℃至400℃、200℃至450℃、200℃至500℃、250℃至300℃、250℃至350℃、250℃至400℃、250℃至450℃、250℃至500℃、300℃至350℃、300℃至400℃、300℃至450℃、300℃至500℃、350℃至400℃、350℃至450℃、350℃至500℃、400℃至450℃、400℃至500℃或450℃至500℃。任选地,通过热轧工艺生产的轧制铝合金产品的厚度为1mm至8mm,如1mm至2mm、1mm至3mm、1mm至4mm、1mm至5mm、1mm至6mm、1mm至7mm、2mm至3mm、2mm至4mm、2mm至5mm、2mm至6mm、2mm至7mm、2mm至8mm、3mm至4mm、3mm至5mm、3mm至6mm、3mm至7mm、3mm至8mm、4mm至5mm、4mm至6mm、4mm至7mm、4mm至8mm、5mm至6mm、5mm至7mm、5mm至8mm、6mm至7mm、6mm至8mm或7mm至8mm。
任选地,冷轧工艺可包括50℃至250℃的出口温度,如50℃至100℃、50℃至150℃、50℃至200℃、100℃至150℃、100℃至200℃、100℃至250℃、150℃至200℃、150℃至250℃或200℃至250℃。任选地,通过冷轧工艺生产的轧制铝合金产品的厚度为0.15mm至0.50mm,如0.15mm至0.20mm、0.15mm至0.25mm,、0.15mm至0.30mm、0.15mm至0.35mm、0.15mm至0.40mm、0.15mm至0.45mm、0.15mm至0.50mm、0.20mm至0.25mm、0.20mm至0.30mm、0.20mm至0.35mm、0.20mm至0.40mm、0.20mm至0.45mm、0.20mm至0.50mm、0.25mm至0.30mm、0.25mm至0.35mm、0.25mm至0.40mm、0.25mm至0.45mm、0.25mm至0.50mm、0.30mm至0.35mm、0.30mm至0.40mm、0.30mm至0.50mm、0.35mm至0.40mm、0.35mm至0.45mm、0.35mm至0.50mm、0.40mm至0.45mm、0.40mm至0.50mm或0.45mm至0.50mm。
另一方面,提供了改善金属产品的可成形性的方法。这方面的示例方法包括提供包含金属复合材料的铸造金属产品,其中所述金属复合材料包含铁、镁、锰和硅,其中所述金属复合材料中的硅重量%与所述金属复合材料中的铁重量%的比率为0.5至1.0,并均化所述铸造金属产品以控制所述许多颗粒的颗粒间间距并控制所述许多颗粒的颗粒密度,从而实现峰值颗粒间间距与颗粒数密度的比率为0.0003/μm至0.0006/μm。任选地,所述金属复合材料包括许多颗粒,所述颗粒包括α相金属间颗粒和β相金属间颗粒,前者包含硅以及铁或锰中的一者或多者,后者包含铁或锰中的一者或多者。
在一些实施方案中,所述方法的金属复合材料包括1μm至25μm的颗粒间间距。在一些实施方案中,所述方法的金属复合材料包括5至30,000个颗粒/μm2的颗粒密度。
在一些实施方案中,所述方法的金属复合材料包括50至1,000个颗粒/μm2的颗粒密度。在一些实施方案中,所述方法的金属复合材料包括粒径为1μm至50μm的许多颗粒。任选地,所述许多颗粒可具有500nm至50μm的直径。
本文所述的方法可采用各种均化条件。例如,均化温度可以为400℃至低于铝的熔点(例如,660℃)或至低于特定合金的固相线点。例如,均热的示例持续时间可以为0.1小时至48小时。任选地,均化温度在铸造金属产品的固相线温度的25℃以内。
根据上述方法制备的铝合金产品的源铝合金可对应于相同系列的铝合金或不同系列铝合金的混合物。任选地,制备铸造铝合金产品包括制备熔融的3xxx系列铝合金并铸造所述熔融的3xxx系列铝合金。任选地,制备熔融的3xxx系列铝合金包括熔化3xxx系列源铝合金和5xxx系列源铝合金两者。任选地,所述3xxx系列源铝合金和所述5xxx系列源铝合金来自回收源。在一些实施方案中,包括较高百分比硅的铝合金可用于实现目标硅与铁的比率。例如,制备熔融铝合金任选进一步包括连同3xxx系列源铝合金和5xxx系列源铝合金一起熔化4xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金。
在一些实施方案中,多个均化步骤可能是有用的。例如,在第一较高温度和/或长持续时间均化之后的二次较低温度均化可用于制备铝合金产品,如用于轧制或其它加工。多步均化过程可包括将均化铝合金产品的温度降低到低于第一均化温度的第二均化温度;并将均化铝合金产品在第二均化温度下均热第二持续时间,如短于初始长持续时间均热的持续时间的第二持续时间。例如,第二持续时间可以为1小时至24小时,如1小时至2小时、1小时至3小时、1小时至4小时、1小时至5小时、1小时至6小时、1小时至7小时、1小时至8小时、1小时至9小时、1小时至10小时、1小时至11小时、1小时至12小时、1小时至13小时、1小时至14小时、1小时至15小时、1小时至16小时、1小时至17小时、1小时至18小时、1小时至19小时、1小时至20小时、1小时至21小时、1小时至22小时、1小时至23小时、2小时至3小时、2小时至4小时、2小时至5小时、2小时至6小时、2小时至7小时、2小时至8小时、2小时至9小时、2小时至10小时、2小时至11小时、2小时至12小时、2小时至13小时、2小时至14小时、2小时至15小时、2小时至16小时、2小时至17小时、2小时至18小时、2小时至19小时、2小时至20小时、2小时至21小时、2小时至22小时、2小时至23小时、2小时至24小时、3小时至4小时、3小时至5小时、3小时至6小时、3小时至7小时、3小时至8小时、3小时至9小时、3小时至10小时、3小时至11小时、3小时至12小时、3小时至13小时、3小时至14小时、3小时至15小时、3小时至16小时、3小时至17小时、3小时至18小时、3小时至19小时、3小时至20小时、3小时至21小时、3小时至22小时、3小时至23小时、3小时至24小时、4小时至5小时、4小时至6小时、4小时至7小时、4小时至8小时、4小时至9小时、4小时至10小时、4小时至11小时、4小时至12小时、4小时至13小时、4小时至14小时、4小时至15小时、4小时至16小时、4小时至17小时、4小时至18小时、4小时至19小时、4小时至20小时、4小时至21小时、4小时至22小时、4小时至23小时、4小时至24小时、5小时至6小时、5小时至7小时、5小时至8小时、5小时至9小时、5小时至10小时、5小时至11小时、5小时至12小时、5小时至13小时、5小时至14小时、5小时至15小时、5小时至16小时、5小时至17小时、5小时至18小时、5小时至19小时、5小时至20小时、5小时至21小时、5小时至22小时、5小时至23小时、5小时至24小时、6小时至7小时、6小时至8小时、6小时至9小时、6小时至10小时、6小时至11小时、6小时至12小时、6小时至13小时、6小时至14小时、6小时至15小时、6小时至16小时、6小时至17小时、6小时至18小时、6小时至19小时、6小时至20小时、6小时至21小时、6小时至22小时、6小时至23小时、6小时至24小时、7小时至8小时、7小时至9小时、7小时至10小时、7小时至11小时、7小时至12小时、7小时至13小时、7小时至14小时、7小时至15小时、7小时至16小时、7小时至17小时、7小时至18小时、7小时至19小时、7小时至20小时、7小时至21小时、7小时至22小时、7小时至23小时、7小时至24小时、8小时至9小时、8小时至10小时、8小时至11小时、8小时至12小时、8小时至13小时、8小时至14小时、8小时至15小时、8小时至16小时、8小时至17小时、8小时至18小时、8小时至19小时、8小时至20小时、8小时至21小时、8小时至22小时、8小时至23小时、8小时至24小时、9小时至10小时、9小时至11小时、9小时至12小时、9小时至13小时、9小时至14小时、9小时至15小时、9小时至16小时、9小时至17小时、9小时至18小时、9小时至19小时、9小时至20小时、9小时至21小时、9小时至22小时、9小时至23小时、9小时至24小时、10小时至11小时、10小时至12小时、10小时至13小时、10小时至14小时、10小时至15小时、10小时至16小时、10小时至17小时、10小时至18小时、10小时至19小时、10小时至20小时、10小时至21小时、10小时至22小时、10小时至23小时、10小时至24小时、11小时至12小时、11小时至13小时、11小时至14小时、11小时至15小时、11小时至16小时、11小时至17小时、11小时至18小时、11小时至19小时、11小时至20小时、11小时至21小时、11小时至22小时、11小时至23小时、11小时至24小时、12小时至13小时、12小时至14小时、12小时至15小时、12小时至16小时、12小时至17小时、12小时至18小时、12小时至19小时、12小时至20小时、12小时至21小时、12小时至22小时、12小时至23小时、12小时至24小时、13小时至14小时、13小时至15小时、13小时至16小时、13小时至17小时、13小时至18小时、13小时至19小时、13小时至20小时、13小时至21小时、13小时至22小时、13小时至23小时、13小时至24小时、14小时至16小时、14小时至17小时、14小时至18小时、14小时至19小时、14小时至20小时、14小时至21小时、14小时至22小时、14小时至23小时、14小时至24小时、15小时至16小时、15小时至17小时、15小时至18小时、15小时至19小时、15小时至20小时、15小时至21小时、15小时至22小时、15小时至23小时、15小时至24小时、16小时至17小时、16小时至18小时、16小时至19小时、16小时至20小时、16小时至21小时、16小时至22小时、16小时至23小时、16小时至24小时、17小时至18小时、17小时至19小时、17小时至20小时、17小时至21小时、17小时至22小时、17小时至23小时、17小时至24小时、18小时至19小时、18小时至20小时、18小时至21小时、18小时至22小时、18小时至23小时、18小时至24小时、19小时至20小时、19小时至21小时、19小时至22小时、19小时至23小时、19小时至24小时、20小时至21小时、20小时至22小时、20小时至23小时、20小时至24小时、21小时至22小时、21小时至23小时、21小时至24小时、22小时至23小时、22小时至24小时或23小时至24小时。
任选地,在较高温度下初始均化之后用于均化的二次较低温度为500℃至580℃,如500℃至505℃、500℃至510℃、500℃至515℃、500℃至520℃、500℃至525℃、500℃至530℃、500℃至535℃、500℃至540℃、500℃至545℃、500℃至550℃、500℃至555℃、500℃至560℃、500℃至565℃、500℃至570℃、500℃至575℃、505℃至510℃、505℃至515℃、505℃至520℃、505℃至525℃、505℃至530℃、505℃至535℃、505℃至540℃、505℃至545℃、505℃至550℃、505℃至555℃、505℃至560℃、505℃至565℃、505℃至570℃、505℃至575℃、510℃至515℃、510℃至520℃、510℃至525℃、510℃至530℃、510℃至535℃、510℃至540℃、510℃至545℃、510℃至550℃、510℃至555℃、510℃至560℃、510℃至565℃、510℃至570℃、510℃至575℃、510℃至580℃、515℃至520℃、515℃至525℃、515℃至530℃、515℃至535℃、515℃至540℃、515℃至545℃、515℃至550℃、515℃至555℃、515℃至560℃、515℃至565℃、515℃至570℃、515℃至575℃、515℃至580℃、520℃至525℃、520℃至530℃、520℃至535℃、520℃至540℃、520℃至545℃、520℃至550℃、520℃至555℃、520℃至560℃、520℃至565℃、520℃至570℃、520℃至575℃、520℃至580℃、525℃至530℃、525℃至535℃、525℃至540℃、525℃至545℃、525℃至550℃、525℃至555℃、525℃至560℃、525℃至565℃、525℃至570℃、525℃至575℃、525℃至580℃、530℃至535℃、530℃至540℃、530℃至545℃、530℃至550℃、530℃至555℃、530℃至560℃、530℃至565℃、530℃至570℃、530℃至575℃、530℃至580℃、535℃至540℃、535℃至545℃、535℃至550℃、535℃至555℃、535℃至560℃、535℃至565℃、535℃至570℃、535℃至575℃、535℃至580℃、540℃至545℃、540℃至550℃、540℃至555℃、540℃至560℃、540℃至565℃、540℃至570℃、540℃至575℃、540℃至580℃、545℃至550℃、545℃至555℃、545℃至560℃、545℃至565℃、545℃至570℃、545℃至575℃、545℃至580℃、550℃至555℃、550℃至560℃、550℃至565℃、550℃至570℃、550℃至575℃、550℃至580℃、555℃至560℃、555℃至565℃、555℃至570℃、555℃至575℃、555℃至580℃、560℃至565℃、560℃至570℃、560℃至575℃、560℃至580℃、565℃至570℃、565℃至575℃、565℃至580℃、570℃至575℃、570℃至580℃或575℃至580℃。在一些实施方案中,将均化铝合金产品在第二均化温度下均热控制均化铝合金产品的表面质量或特性。任选地,将均化铝合金产品在第二均化温度下均热使均化铝合金产品的温度达到足以用于轧制工艺的温度。所公开的方法可任选包括使均化铝合金产品经受一个或多个轧制工艺以生产轧制铝合金产品。
由以下对非限制性实施例的详细描述将显而易见其它目的和优点。
附图说明
本说明书参考以下附图,其中在不同的图中使用同样的附图标记意图说明同样或相似的部件。
图1提供显示根据一些实施方案的铝合金的可成形性与平均颗粒尺寸之间的关系的说明性曲线图。
图2A提供根据一些实施方案的具有颗粒的铝合金样品的示意图。
图2B提供根据一些实施方案施加在具有颗粒的铝合金样品上的力的示意图。
图2C提供根据一些实施方案的具有颗粒的铝合金样品中的裂纹扩展的示意图。
图2D提供根据一些实施方案的具有颗粒的铝合金样品的开裂的示意图。
图3提供根据一些实施方案的扩展通过具有颗粒的铝合金的裂纹的光学显微照片图像。
图4提供制造铝合金产品的示例方法的示意概括图。
图5提供显示用于制造铝合金产品的示例均化条件的图示。
图6提供根据一些实施方案制造具有有利的颗粒密度和颗粒间间距的铝合金的方法。
图7A和图7B提供显示两种示例3xxx系列铝合金的预测平衡相图的图示。
图8提供两种示例3xxx系列铝合金在铸态和在根据两种不同加工方案加工后的电子显微照片图像。
图9提供根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的电导率数据。
图10提供根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的电子显微照片图像。
图11提供根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的电子显微照片图像。
图12提供根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的颗粒尺寸分布。
图13提供根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的图像。
图14提供根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的图像。
图15A和图15B提供显示根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的拉伸性能的图表。
图16A和图16B提供显示根据两种不同加工方案加工的两种示例3xxx系列铝合金的样品的弯曲性测试结果的图形。
具体实施方式
本公开提供铝合金产品以及制造和处理铝合金及铝合金产品的方法。在一些实施例中,本文所述的方法和产品中使用的铝合金包括例如3xxx系列铝合金、4xxx系列铝合金、5xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金。在一些实施例中,所述铝合金可包括包含铝、镁、锰、硅、铁和任选铜的合金基体。作为非限制性实例,3xxx系列铝合金可能特别适用于所公开的方法和产品。用于本文所述的方法和产品的示例性3xxx系列(本文中也称为AA3xxx系列)铝合金可包括AA3002、AA3102、AA3003、AA3103、AA3103A、AA3103B、AA3203、AA3403、AA3004、AA3004A、AA3104、AA3204、AA3304、AA3005、AA3005A、AA3405、AA3405A、AA3405B、AA3007、AA3407、AA3207、AA3207A、AA3307、AA3009、AA3010、AA3410、AA3011、AA3012、AA3012A、AA3013、AA3014、AA3015、AA3016、AA3017、AA3019、AA3020、AA3021、AA3025、AA3026、AA3030、AA3130或AA3065。
具体地,本公开涉及具有改善的可成形性的铝合金产品。在铝合金产品内形成的大颗粒会降低铝合金产品的可成形性,因为大颗粒会增加开裂敏感性,并且会降低铝合金产品的总强度。空隙可能会形成在铝合金材料内的颗粒周围,特别是大的颗粒。大颗粒往往具有增加的孔隙率、降低的延展性,并且可能比围绕颗粒的铝合金材料更脆。颗粒与铝合金基体之间的材料性质的差异可能会使施加于铝合金产品的应力或应变集中在颗粒周围。颗粒越大,应力或应变集中在颗粒周围的倾向越大。例如,由于在颗粒周围形成的薄弱点的原因,过多或过大的颗粒可能会导致在制造过程期间如在铝合金的拉拔或颈缩期间发生撕扯。在其它情况下,大颗粒可能会导致铝合金产品在使用期间裂开或断裂。
增加可成形性的一般方法是减小颗粒尺寸。然而,当在固定合金组成而减小颗粒尺寸时,设定体积的铝合金内的颗粒的密度增加,因为颗粒可以简单地通过破碎成多个更小的颗粒而减小尺寸。增加的颗粒密度也可能对铝合金产品的可成形性不利。随着颗粒密度增加,颗粒变得更紧密,平均来说减小了邻近颗粒之间的间距(颗粒间间距)。减小的或低的颗粒间间距可能是有问题的,因为当颗粒紧密间隔时,裂纹扩展可能需要较少的能量,这是由于裂纹可能会优先在颗粒之间延伸。例如,当铝合金由于使用或在制造过程期间(即,被拉伸或拉拽)而处于应力或应变时,裂纹可能会由铝合金内的颗粒周围存在的空隙或薄弱点形成。颗粒间间距的减小可能会增加来自颗粒周围的薄弱点的裂纹扩展,因为裂纹到达下一个最近的颗粒可能需要较少的能量。因此,在一些情况下,减小颗粒尺寸实际上可能对铝合金产品的可成形性不利。
因此,控制颗粒尺寸和颗粒间间距对于制造具有改善的或最佳的可成形性的铝合金产品可能是有用的。有利地,目前描述的铝合金产品可表现出限制或减少撕扯和/或应力诱导的开裂(即,改善可成形性)的颗粒尺寸和颗粒间间距。具体地,本文公开的铝合金可包括允许形成有利的颗粒尺寸和有利的颗粒间间距的元素组成。
本文公开的铝合金还可允许增加回收源含量。增加铝合金的回收源含量可能会降低铝合金产品的可成形性,因为回收源含量之内存在某些较高的合金化组分。回收源含量通常是多种不同类型材料的混合物。因此,回收源含量的组成有时可包括非期望量的非期望组分。一般地,混合的组成在浇铸和/或加工时可能会产生非期望的颗粒。例如,颗粒可表现出非期望的组成、尺寸和/或间距。因此,通过采用所公开的技术,可以将颗粒尺寸和颗粒密度控制为这样的水平,即能够补偿混合组成,并因此与大量的回收源含量相容,而不影响所得铝合金产品的可成形性特征。
可通过如下方式制备铝合金产品,即铸造铝合金以形成铸造铝合金产品,并将铸造铝合金产品均化以形成均化铝合金产品。在铸造过程期间,含有铁和锰的铝合金产品可在铸造铝合金产品内产生包含Al以及Fe或Mn中的一者或多者的金属间颗粒,其在本文中可以被称为Al-(Fe,Mn)金属间颗粒或β相金属间颗粒。当存在硅时,也可产生包含Al、Si以及Fe或Mn中的一者或多者的金属间颗粒,在本文中也称为Al-(Fe,Mn)-Si金属间颗粒或α相金属间颗粒。由于在几乎所有的铝合金中通常都存在一些量的铁和硅,因此许多铝合金在铸造时可包括这类金属间颗粒。
这些颗粒类型中的每一者表现出不同的特性,并且以不同的方式对铝合金的结构做出贡献。例如,一般来说,β相颗粒往往比α相颗粒更大、更呈现块状或几何形状,而α相颗粒比β相颗粒更硬且往往更小。在热轧和冷轧期间,金属间颗粒可能破碎,例如影响它们的尺寸、分布和数密度。
铸造铝合金产品中存在金属间颗粒可能是有益的。例如,包括金属间颗粒的铝合金可有益于形成铝饮料容器,因为金属间颗粒可能比铝合金产品的其它部分显著更硬。在拉拔、冲薄和颈缩期间,硬金属间颗粒可通过清洁模具表面来减少毛边。例如,金属间颗粒可磨损拉拔、冲薄和颈缩模具,并减少或去除模具表面上的金属积聚。
随着饮料容器制造工艺通过各种拉拔、冲薄和颈缩过程进行,壁厚减小。然而,如果β相颗粒太大或存在的量太高,则当在这些过程期间壁厚减小时,β相金属间颗粒的存在可能是不利的。过多或过大的β相颗粒可导致在拉拔或颈缩期间发生撕扯,其中饮料容器壁裂开或断裂,损坏饮料容器壁。在一些情况下,撕扯可能中断制造过程,因为壁部分可能会与损坏的饮料容器完全分离,并且可能需要从模具或其它制造设备内移除。
然而,有利的是,目前描述的铝合金产品表现出限制或减少撕扯的金属间颗粒尺寸、分布、浓度和组成。通过使用增加的硅与铁的比率,所公开的铝合金产品可优先产生α相金属间颗粒,如通过在均化过程期间将β相金属间颗粒转化为α相金属间颗粒。
进一步地,在高温均化期间,合金化元素可在铸造铝合金产品的整个晶体结构中扩散和迁移,并改变金属间颗粒的尺寸、分布、浓度和组成。例如,铝晶体结构中存在的硅原子可以扩散到β相金属间颗粒中,并将颗粒转化成α相金属间颗粒。由于硅可以低量存在,如不到约1重量%,因此硅可能要花费相当长的时间扩散并在铸造产品中的β相金属间颗粒中积累,因此长持续时间的均化对于实现β相金属间颗粒的显著转化可能是有用的。例如通过持续时间超过12小时或24小时高温均化,来自铝合金的硅可扩散并将至少一部分β相金属间颗粒转化成α相金属间颗粒。
示例均化条件可包括将铸造铝合金产品在高温下均热12小时或24小时或更长时间。例如,均热可在约575℃至约615℃、约580℃至约610℃或约585℃至约605℃的均化温度下进行。二次均化过程也可用于一些实施方案。例如,可以将均化铝合金产品的温度降低到较低的温度,并且可以将铝合金产品在该较低的温度下保持(均热)特定的持续时间。示例二次均化温度包括约500℃至约600℃,并且可取决于特定的合金。示例二次均化均热持续时间包括约1小时至约24小时。在降低温度下的这种类型的二次均化可用于控制和/或改善均化铝合金产品的表面质量或特性。
在均化期间,金属间颗粒的尺寸、组成、浓度和分布可能会改变。例如,β相金属间颗粒可吸收硅原子,并且至少部分地转化成α相颗粒,这可减小任何残留β相金属间颗粒的尺寸。因此,β相金属间颗粒的平均尺寸可在均化或均热期间减小。类似地,β相金属间颗粒的数密度可在均化或均热期间降低。在一些实施方案中,一定量的β相金属间颗粒在均化或均热期间转化成α相金属间颗粒,如约30%至约100%。α相金属间颗粒的数密度在均化或均热期间可增加。通过本文所述的长持续时间的均化过程可实现α相金属间颗粒与β相金属间颗粒的数密度比率为约2至约1000。然而,在铸造时,α相金属间颗粒与β相金属间颗粒的数密度比率可以为例如约0.3至约3。
用于本文所述的方法和产品的铝合金可对应于回收材料,如回收饮料容器。在铸造铝合金的过程中,源材料如回收饮料容器可以被熔化以制备熔融铝合金。由于饮料容器往往包括3xxx系列含锰铝合金(例如,AA3104)和5xxx系列含镁铝合金(例如,AA5182),因此这种源材料可用于制备用于制造新饮料容器的新铝合金产品。对于其中要增加硅与铁比率(例如,重量%比率)以获得上文关于金属间颗粒所述的益处的情况,可以使用另外的硅源。例如,可以将其它含硅合金添加到熔融铝中,如4xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金。在一些情况下,这些补充硅源可对应于回收铝合金材料。
用于本文所述方法的非限制示例性AA4xxx系列合金可包括AA4004、AA4104、AA4006、AA4007、AA4008、AA4009、AA4010、AA4013、AA4014、AA4015、AA4015A、AA4115、AA4016、AA4017、AA4018、AA4019、AA4020、AA4021、AA4026、AA4032、AA4043、AA4043A、AA4143、AA4343、AA4643、AA4943、AA4044、AA4045、AA4145、AA4145A、AA4046、AA4047、AA4047A或AA4147。
用于本文所述方法的非限制示例性AA6xxx系列合金可包括AA6101、AA6101A、AA6101B、AA6201、AA6201A、AA6401、AA6501、AA6002、AA6003、AA6103、AA6005、AA6005A、AA6005B、AA6005C、AA6105、AA6205、AA6305、AA6006、AA6106、AA6206、AA6306、AA6008、AA6009、AA6010、AA6110、AA6110A、AA6011、AA6111、AA6012、AA6012A、AA6013、AA6113、AA6014、AA6015、AA6016、AA6016A、AA6116、AA6018、AA6019、AA6020、AA6021、AA6022、AA6023、AA6024、AA6025、AA6026、AA6027、AA6028、AA6031、AA6032、AA6033、AA6040、AA6041、AA6042、AA6043、AA6151、AA6351、AA6351A、AA6451、AA6951、AA6053、AA6055、AA6056、AA6156、AA6060、AA6160、AA6260、AA6360、AA6460、AA6460B、AA6560、AA6660、AA6061、AA6061A、AA6261、AA6361、AA6162、AA6262、AA6262A、AA6063、AA6063A、AA6463、AA6463A、AA6763、A6963、AA6064、AA6064A、AA6065、AA6066、AA6068、AA6069、AA6070、AA6081、AA6181、AA6181A、AA6082、AA6082A、AA6182、AA6091或AA6092。
定义和描述:
如本文所用,术语“发明(invention/the invention)”和“本发明(thisinvention/the present invention)”意图泛指本专利申请和以下权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述应被理解为不限制本文所述的主题或限制以下专利权利要求的含义或范围。
在本说明书中,参考由AA号及其它相关名称如“系列”或“3xxx”确认的合金。要了解最常用于命名和确认铝及其合金的数字名称***,参见由铝业协会出版的“International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for WroughtAluminum and Wrought Aluminum Alloys”或“Registration Record of AluminumAssociation Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for AluminumAlloys in the Form of Castings and Ingot”。
如本文所用,板的厚度通常大于约15mm。例如,板可指厚度大于约15mm、大于约20mm、大于约25mm、大于约30mm、大于约35mm、大于约40mm、大于约45mm、大于约50mm或大于约100mm的铝合金产品。
如本文所用,沙特板(也称片材板)通常具有约4mm至约15mm的厚度。例如,沙特板可具有约4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm的厚度。
如本文所用,片材通常是指厚度小于约4mm的铝合金产品。例如,片材的厚度可小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm、小于约1mm、小于约0.5mm或小于约0.3mm(例如,约0.2mm)。
如本文所用,诸如“铸造金属产品”、“铸造产品”、“铸造铝合金产品”等的术语是可互换的,并且是指通过直接冷硬铸造(包括直接冷硬共铸造)或半连续铸造、连续铸造(包括例如通过使用双带式铸造机、双辊式铸造机、块式铸造机或任何其它连续铸造机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其它铸造方法生产的产品。
如本文所用,“室温”的含义可包括约15℃至约30℃的温度,例如约15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃。如本文所用,“环境条件”的含义可包括约室温的温度、约20%至约100%的相对湿度和约975毫巴(mbar)至约4050毫巴的气压。例如,相对湿度可以是约20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%或其间的任何值。例如,气压可以是约975毫巴、980毫巴、985毫巴、990毫巴、995毫巴、1000毫巴、1005毫巴、1010毫巴、1015毫巴、1020毫巴、1025毫巴、1030毫巴、1035毫巴、1040毫巴、1045毫巴、4050毫巴或其间的任何值。
本文公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如,规定范围“1至10”应被认为包括最小值1与最大值10之间(且包括最小值1和最大值10)的任何和所有子范围;即,所有子范围以最小值1或更大开始,例如1至6.1,且以最大值10或更小结束,例如5.5至10。除另有说明外,表述“最多”当指元素的组成量时意指该元素是任选的,并且包括该特定元素的零百分比组成。除另有说明外,所有组成百分比均为重量百分比(重量%)。
如本文所用,除上下文明确另有规定外,“一个(种)”和“该(所述)”的含义包括单数和复数指代项。
铝合金和铝合金产品的颗粒尺寸和颗粒间间距
本公开的多方面涉及铝合金产品和制造铝合金产品的方法,所述铝合金产品具有有利的颗粒尺寸和颗粒间间距以改善可成形性。例如,所公开的铝合金产品可具有允许产生有利的颗粒尺寸且同时将颗粒间间距保持在足以减少裂纹形成和裂纹扩展的水平的元素组成。一般地,为提高铝合金产品的可成形性,可以减小所包括的颗粒如金属间颗粒的尺寸。然而,铝合金产品内的颗粒尺寸减小时,颗粒密度可能增加,并且颗粒间间距可能减小。不希望的是,当颗粒间间距变小时,这可能会增大开裂敏感性,并且对可成形性不利。然而,所公开的方法、技术和产品通过将颗粒间间距和颗粒尺寸控制到使裂纹敏感性和裂纹扩展最小化或降低的水平来克服这一特征,从而得到具有改善的可成形性特征的产品。
图1提供了说明平均颗粒尺寸与可成形性之间的关系的曲线图100。线110对应于改善可成形性的理论方法。线110所描绘的理论方法可说明通过减小颗粒尺寸来改善可成形性的常规方法。如线110所示,颗粒尺寸增加时,铝合金产品的可成形性应降低。相反,颗粒尺寸减小时,理论上可成形性应增加。然而,实际上当铝合金产品的总组成保持恒定时,这种关系不成立。例如,当平均颗粒尺寸在固定组成下降低时,量和数密度必须增加,因为大颗粒破碎成更多较小尺寸的颗粒。线120显示,实际上颗粒尺寸与产品可成形性之间的关系可能不是线性的。而是,颗粒尺寸与产品可成形性之间的关系可能是非线性的,并且反映出在中等范围颗粒尺寸下的最佳可成形性特征。从起点开始顺着线120,随着颗粒尺寸增加,可成形性在颗粒尺寸的初始范围内也可增加。然而,一旦颗粒尺寸达到某一点,产品的可成形性可能开始再次降低。线120所示的可成形性和颗粒尺寸的关系可表示颗粒尺寸和颗粒间间距两者如何影响铝合金产品的可成形性。
当组成保持固定时,颗粒尺寸的减小可导致设定体积的铝合金内的颗粒密度增加。增大的密度可意味着颗粒的位置彼此更加靠近,或者换言之,颗粒之间的颗粒间间距可减小。小的颗粒间间距可能对可成形性不利,因为颗粒间间距越短,铝合金对裂纹扩展可能就越敏感,因为裂纹从一个颗粒向下一个颗粒再向下一个颗粒等等扩展可能更容易(即,需要较小的力)。然而,当组成固定时(即,当颗粒的总体积或质量保持恒定时),增加颗粒间间距可能需要更大的颗粒尺寸,导致形成更大的颗粒,且颗粒的数密度降低。虽然颗粒间间距的增加可能需要更多的能量或力来使裂纹在颗粒间扩展,在一定程度上降低了开裂敏感性,但所得较大的颗粒仍可充当裂纹引发点或薄弱点。如前所述,较大的颗粒往往在铝合金材料内形成空隙,当铝合金产品处于应力或应变下时,空隙可集中变形力。因此,虽然较大的颗粒可对应于较大的颗粒间间距,使裂纹扩展更为能量密集,但较大的颗粒也可充当裂纹引发点,导致铝合金内的整体薄弱点更多。因此,为获得最佳的可成形性,必须平衡颗粒尺寸和颗粒间间距。图2A-2D提供了铝合金样品的示意图,描绘了较小的颗粒尺寸如何可能不利地影响铝合金的可成形性。在图2A中示出了铝合金210。铝合金210包括多个颗粒220。颗粒220可包括各种类型的颗粒。例如,多个颗粒220可包括组成颗粒、金属间颗粒、氧化物、沉淀物或硬化颗粒中的一者或多者。在一些实施方案中,颗粒220可包括含铁颗粒和/或锰分散胶体。颗粒220可包括一种或多种金属间颗粒。例如,颗粒220可包括α相金属间颗粒和β相金属间颗粒。铝合金210可具有比β相金属间颗粒更高的α相金属间颗粒的比例,这可对应于低平均颗粒尺寸,因为α相金属间颗粒可能往往比β相金属间颗粒更小且更少呈块状。在一些实施方案中,含铁颗粒可占铝合金总体积的1%至4%。例如,含铁颗粒可占铝合金总体积的1%至2%、1%至3%、2%至3%、2%至4%或3%至4%。在一些实施方案中,含铁颗粒的直径可以为1μm至40μm,如2μm至40μm、5μm至40μm、7μm至40μm、10μm至40μm、15μm至40μm、20μm至40μm、25μm至40μm、30μm至40μm或35μm至40μm。在一些实施方案中,提到含铁颗粒的粒径可以是针对大多数含铁颗粒而言。例如,描述含铁颗粒的直径为1μm至40μm可意指大多数(即,超过50%)的含铁颗粒具有1μm至40μm的直径或者80%的含铁颗粒具有1μm至40μm的直径。
在图2B中显示了对铝合金210施加的力230。力230可以例示通常在制造过程期间或在由铝合金210制成的产品的使用期间施加的力。例如,铝合金210可以在拉拔过程、轧制过程、冲压过程等期间处于应力之下。在一些情况下,力230可表示在制造之后施加的力,如直接对铝合金产品或由铝合金210制备的制品施加。
如图2C中所示,力230可导致裂纹240在颗粒220周围开始产生,并通过铝合金210扩展。如上所述,颗粒220可充当铝合金210内的薄弱点或力集中点。虽然较大的颗粒往往形成较大的薄弱点,但较小的颗粒也可通过在施加力230时形成空隙或集中变形力而充当薄弱点。部分地由于颗粒220具有与铝合金210主体不同的材料组成,因此颗粒与周围合金之间的界面可例如充当薄弱点。硬度、孔隙率、延展性和脆性的差异都可影响颗粒220周围的薄弱点的形成。
如图2B中所示,颗粒220可以如所示的那样由颗粒间间距225分开。颗粒间间距225可对应于两个颗粒之间的平均或最短距离。如上所述,在一些实施方案中,如果颗粒220的体积分数保持相同,则颗粒间间距225可直接与颗粒密度相关。例如,随着颗粒的密度增加,颗粒间间距225可减小。相反,随着颗粒的密度减小,颗粒间间距225可增加。
图2C和图2D可说明颗粒间间距225的减小如何对可成形性不利。当颗粒间间距225变得太小时,裂纹240可容易在颗粒220之间扩展。如图2C中所示,裂纹240的扩展可按照最低能量路径。例如,裂纹240可扩展到铝合金210内的下一个最近的薄弱点,如颗粒220。如果降低颗粒间间距225,则裂纹240从一个颗粒扩展到下一个颗粒可能需要较少的能量。较少的能量可对应于裂纹240移动通过较少的材料。相比之下,如果颗粒间间距225较高,则裂纹240扩展到下一个薄弱点可能需要更多的能量,因为在裂纹起始点与缺陷之间有更多的材料。
当颗粒密度增加且颗粒间间距225减小时,裂纹240可容易扩展到附近的颗粒220。这可导致裂纹扩展的多米诺效应,并最终导致铝合金210的完全断裂或折断250,如图2D所示。断裂或折断250可导致破裂或大片铝合金210与铝合金210主体分离的情况。断裂250可影响铝合金210的完整性和强度。
图3提供了在铝合金内的大缺陷350与颗粒320之间扩展的裂纹340的光学显微照片图像300。图3中描绘的铝合金可对应于具有较小颗粒尺寸和总体小平均颗粒间间距325的铝合金。在一些情况下,缺陷350可以是铝合金内的空隙、裂纹或裂纹起始点、薄弱点或另一颗粒。如图像300中所示,裂纹340可在缺陷350与下一个最近的颗粒320之间扩展。在颗粒320周围可存在或形成另外的缺陷352。在一些情况下,缺陷352可充当薄弱点。裂纹340可沿着缺陷350与缺陷352之间的低能量路径扩展到颗粒320。当施加进一步的应力或力时,裂纹可变得更大并促进进一步的扩展。
本文讨论的铝合金及相关产品可实现有利的颗粒间间距,同时保持有利的颗粒尺寸。在一些实施方案中,如本文提供的铝合金可具有约1μm至约25μm的颗粒间间距。例如,颗粒间间距可以为约1μm至约25μm、1μm至2μm、1μm至5μm、1μm至7μm、1μm至10μm、1μm至12μm、1μm至15μm、1μm至17μm、1μm至20μm、1μm至22μm、1μm至25μm、2μm至5μm、2μm至7μm、2μm至10μm、2μm至12μm、2μm至15μm、2μm至17μm、2μm至20μm、2μm至22μm、2μm至25μm、5μm至7μm、5μm至10μm、5μm至12μm、5μm至15μm、5μm至17μm、5μm至20μm、5μm至22μm、5μm至25μm、7μm至10μm、7μm至12μm、7μm至15μm、7μm至17μm、7μm至20μm、7μm至22μm、7μm至25μm、10μm至12μm、10μm至15μm、10μm至17μm、10μm至20μm、10μm至22μm、10μm至25μm、12μm至15μm、12μm至17μm、12μm至20μm、12μm至22μm、12μm至25μm、15μm至17μm、15μm至20μm、15μm至22μm、15μm至25μm、17μm至20μm、17μm至22μm、17μm至25μm、20μm至22μm、20μm至25μm或22μm至25μm。在一些实施方案中,颗粒间间距可相对于许多颗粒中的大多数(超过50%)来描述。例如,铝合金内的许多颗粒的80%或更多可具有1μm至25μm的颗粒间间距。
为获得有利的颗粒间间距,可以控制或限制铝合金内的颗粒颗粒尺寸和密度。颗粒密度可表示为每单位体积的颗粒数目(例如,每μm3的颗粒)或表示为每单位面积的颗粒数目(例如,每μm2的颗粒)。使用颗粒密度作为每单位面积的颗粒数目可用于通过获得铝合金或产品的区域扫描电子显微照片图像或光学显微照片图像并计数图像中的颗粒数目来快速表征铝合金或产品中的颗粒数目,所述图像可表示铝合金或产品的2维薄片。在一些实施例中,可以获得多个图像以提供铝合金或产品的代表性样品,如用于计数颗粒或确立颗粒密度。在一些实施例中,铝合金可具有或被控制成具有每μm2为5至30,000个颗粒(例如,每μm2为8至1,400个颗粒)的颗粒密度,同时保持粒径为100nm至50μm。如本文所用,粒径可用于量化颗粒尺寸。在一些情况下,通过获得铝合金或产品的(多个)区域的扫描电子显微照片图像或光学显微照片图像并计数或评估图像中的颗粒来表征颗粒密度和/或直径。
在一些情况下,颗粒密度可以是每μm2为5至30,000个颗粒,如每μm2为10至25,000、10至20,000、10至15,000、10至10,000、10至9,500、10至9,000、10至8,500、10至8,000、10至7,500、10至7,000、10至6,500、10至6,000、10至5,500、10至5,000、10至4,500、10至4,000、10至3,500、10至3,000、10至2,500、10至2,000、10至1,500、10至1,000、10至950、10至900、10至850、10至800、10至750、10至700、10至650、10至600、10至550、10至500、10至450、10至400、10至350、10至300、10至250、10至200、10至150、10至100、10至75、10至50、10至25、25至30,000、25至25,000、25至20,000、25至15,000、25至10,000、25至9,500、25至9,000、25至8,500、25至8,000、25至7,500、25至7,000、25至6,500、25至6,000、25至5,500、25至5,000、25至4,500、25至4,000、25至3,500、25至3,000、25至2,500、25至2,000、25至1,500、25至1,000、25至950、25至900、25至850、25至800、25至750、25至700、25至650、25至600、25至550、25至500、25至450、25至400、25至350、25至300、25至250、25至200、25至150、25至100、25至75、25至50、50至30,000、50至25,000、50至20,000、50至15,000、50至10,000、50至9,500、50至9,000、50至8,500、50至8,000、50至7,500、50至7,000、50至6,500、50至6,000、50至5,500、50至5,000、50至4,500、50至4,000、50至3,500、50至3,000、50至2,500、50至2,000、50至1,500、50至1,000、50至950、50至900、50至850、50至800、50至750、50至700、50至650、50至600、50至550、50至500、50至450、50至400、50至350、50至300、50至250、50至200、50至150、50至100、50至75、75至30,000、75至25,000、75至20,000、75至15,000、75至10,000、75至9,500、75至9,000、75至8,500、75至8,000、75至7,500、75至7,000、75至6,500、75至6,000、75至5,500、75至5,000、75至4,500、75至4,000、75至3,500、75至3,000、75至2,500、75至2,000、75至1,500、75至1,000、75至950、75至900、75至850、75至800、75至750、75至700、75至650、75至600、75至550、75至500、75至450、75至400、75至350、75至300、75至250、75至200、75至150、75至100、100至30,000、100至25,000、100至20,000、100至15,000、100至10,000、100至9,500、100至9,000、100至8,500、100至8,000、100至7,500、100至7,000、100至6,500、100至6,000、100至5,500、100至5,000、100至4,500、100至4,000、100至3,500、100至3,000、100至2,500、100至2,000、100至1,500、100至1,000、100至950、100至900、100至850、100至800、100至750、100至700、100至650、100至600、100至550、100至500、100至450、100至400、100至350、100至300、100至250、100至200、100至150、150至30,000、150至25,000、150至20,000、150至15,000、150至10,000、150至9,500、150至9,000、150至8,500、150至8,000、150至7,500、150至7,000、150至6,500、150至6,000、150至5,500、150至5,000、150至4,500、150至4,000、150至3,500、150至3,000、150至2,500、150至2,000、150至1,500、150至1,000、150至950、150至900、150至850、150至800、150至750、150至700、150至650、150至600、150至550、150至500、150至450、150至400、150至350、150至300、150至250、150至200、200至30,000、200至25,000、200至20,000、200至15,000、200至10,000、200至9,500、200至9,000、200至8,500、200至8,000、200至7,500、200至7,000、200至6,500、200至6,000、200至5,500、200至5,000、200至4,500、200至4,000、200至3,500、200至3,000、200至2,500、200至2,000、200至1,500、200至1,000、200至950、200至900、200至850、200至800、200至750、200至700、200至650、200至600、200至550、200至500、200至450、200至400、200至350、200至300、200至250、250至30,000、250至25,000、250至20,000、250至15,000、250至10,000、250至9,500、250至9,000、250至8,500、250至8,000、250至7,500、250至7,000、250至6,500、250至6,000、250至5,500、250至5,000、250至4,500、250至4,000、250至3,500、250至3,000、250至2,500、250至2,000、250至1,500、250至1,000、250至950、250至900、250至850、250至800、250至750、250至700、250至650、250至600、250至550、250至500、250至450、250至400、250至350、250至300、300至30,000、300至25,000、300至20,000、300至15,000、300至10,000、300至9,500、300至9,000、300至8,500、300至8,000、300至7,500、300至7,000、300至6,500、300至6,000、300至5,500、300至5,000、300至4,500、300至4,000、300至3,500、300至3,000、300至2,500、300至2,000、300至1,500、300至1,000、300至950、300至900、300至850、300至800、300至750、300至700、300至650、300至600、300至550、300至500、300至450、300至400、300至350、350至30,000、350至25,000、350至20,000、350至15,000、350至10,000、350至9,500、350至9,000、350至8,500、350至8,000、350至7,500、350至7,000、350至6,500、350至6,000、350至5,500、350至5,000、350至4,500、350至4,000、350至3,500、350至3,000、350至2,500、350至2,000、350至1,500、350至1,000、350至950、350至900、350至850、350至800、350至750、350至700、350至650、350至600、350至550、350至500、350至450、350至400、400至30,000、400至25,000、400至20,000、400至15,000、400至10,000、400至9,500、400至9,000、400至8,500、400至8,000、400至7,500、400至7,000、400至6,500、400至6,000、400至5,500、400至5,000、400至4,500、400至4,000、400至3,500、400至3,000、400至2,500、400至2,000、400至1,500、400至1,000、400至950、400至900、400至850、400至800、400至750、400至700、400至650、400至600、400至550、400至500、400至450、450至30,000、450至25,000、450至20,000、450至15,000、450至10,000、450至9,500、450至9,000、450至8,500、450至8,000、450至7,500、450至7,000、450至6,500、450至6,000、450至5,500、450至5,000、450至4,500、450至4,000、450至3,500、450至3,000、450至2,500、450至2,000、450至1,500、450至1,000、450至950、450至900、450至850、450至800、450至750、450至700、450至650、450至600、450至550、450至500、500至30,000、500至25,000、500至20,000、500至15,000、500至10,000、500至9,500、500至9,000、500至8,500、500至8,000、500至7,500、500至7,000、500至6,500、500至6,000、500至5,500、500至5,000、500至4,500、500至4,000、500至3,500、500至3,000、500至2,500、500至2,000、500至1,500、500至1,000、500至950、500至900、500至850、500至800、500至750、500至700、500至650、500至600、500至550、600至30,000、600至25,000、600至20,000、600至15,000、600至10,000、600至9,500、600至9,000、600至8,500、600至8,000、600至7,500、600至7,000、600至6,500、600至6,000、600至5,500、600至5,000、600至4,500、600至4,000、600至3,500、600至3,000、600至2,500、600至2,000、600至1,500、600至1,000、600至950、600至900、600至850、600至800、600至750、600至700、600至650、700至30,000、700至25,000、700至20,000、700至15,000、700至10,000、700至9,500、700至9,000、700至8,500、700至8,000、700至7,500、700至7,000、700至6,500、700至6,000、700至5,500、700至5,000、700至4,500、700至4,000、700至3,500、700至3,000、700至2,500、700至2,000、700至1,500、700至1,000、700至950、700至900、700至850、700至800、700至750、800至30,000、800至25,000、800至20,000、800至15,000、800至10,000、800至9,500、800至9,000、800至8,500、800至8,000、800至7,500、800至7,000、800至6,500、800至6,000、800至5,500、800至5,000、800至4,500、800至4,000、800至3,500、800至3,000、800至2,500、800至2,000、800至1,500、800至1,000、800至950、800至900、800至850、900至30,000、900至25,000、900至20,000、900至15,000、900至10,000、900至9,500、900至9,000、900至8,500、900至8,000、900至7,500、900至7,000、900至6,500、900至6,000、900至5,500、900至5,000、900至4,500、900至4,000、900至3,500、900至3,000、900至2,500、900至2,000、900至1,500、900至1,000、900至950、1,000至30,000、1,000至25,000、1,000至20,000、1,000至15,000、1,000至10,000、1,000至9,500、1,000至9,000、1,000至8,500、1,000至8,000、1,000至7,500、1,000至7,000、1,000至6,500、1,000至6,000、1,000至5,500、1,000至5,000、1,000至4,500、1,000至4,000、1,000至3,500、1,000至3,000、1,000至2,500、1,000至2,000、1,000至1,500、2,000至30,000、2,000至25,000、2,000至20,000、2,000至15,000、2,000至10,000、2,000至9,500、2,000至9,000、2,000至8,500、2,000至8,000、2,000至7,500、2,000至7,000、2,000至6,500、2,000至6,000、2,000至5,500、2,000至5,000、2,000至4,500、2,000至4,000、2,000至3,500、2,000至3,000、2,000至2,500、3,000至30,000、3,000至25,000、3,000至20,000、3,000至15,000、3,000至10,000、3,000至9,500、3,000至9,000、3,000至8,500、3,000至8,000、3,000至7,500、3,000至7,000、3,000至6,500、3,000至6,000、3,000至5,500、3,000至5,000、3,000至4,500、3,000至4,000、3,000至3,500、4,000至30,000、4,000至25,000、4,000至20,000、4,000至15,000、4,000至10,000、4,000至9,500、4,000至9,000、4,000至8,500、4,000至8,000、4,000至7,500、4,000至7,000、4,000至6,500、4,000至6,000、4,000至5,500、4,000至5,000、4,000至4,500、5,000至30,000、5,000至25,000、5,000至20,000、5,000至15,000、5,000至10,000、5,000至9,500、5,000至9,000、5,000至8,500、5,000至8,000、5,000至7,500、5,000至7,000、5,000至6,500、5,000至6,000、5,000至5,500、6,000至30,000、6,000至25,000、6,000至20,000、6,000至15,000、6,000至10,000、6,000至9,500、6,000至9,000、6,000至8,500、6,000至8,000、6,000至7,500、6,000至7,000、6,000至6,500、7,000至30,000、7,000至25,000、7,000至20,000、7,000至15,000、7,000至10,000、7,000至9,500、7,000至9,000、7,000至8,500、7,000至8,000、7,000至7,500、8,000至30,000、8,000至25,000、8,000至20,000、8,000至15,000、8,000至10,000、8,000至9,500、8,000至9,000、8,000至8,500、9,000至30,000、9,000至25,000、9,000至20,000、9,000至15,000、9,000至10,000、9,000至9,500、10,000至30,000、10,000至25,000、10,000至20,000、10,000至15,000、15,000至30,000、15,000至25,000、15,000至20,000、20,000至30,000、20,000至25,000或25,000至30,000个颗粒。
根据铝合金产品的组成和/或最终应用,示例粒径可在100nm至100μm的范围内。例如,粒径可在150nm至100μm、200nm至100μm、300nm至100μm、400nm至100μm、500nm至100μm、600nm至100μm、700nm至100μm、800nm至100μm、1μm至100μm、5μm至100μm、10μm至100μm、15μm至100μm、25μm至100μm、50μm至100μm、75μm至100μm、150nm至75μm、200nm至75μm、300nm至75μm、400nm至75μm、500nm至75μm、600nm至75μm、700nm至75μm、800nm至75μm、1μm至75μm、5μm至75μm、10μm至75μm、15μm至75μm、25μm至75μm、50μm至75μm、150nm至50μm、200nm至50μm、300nm至50μm、400nm至50μm、500nm至50μm、600nm至50μm、700nm至50μm、800nm至50μm、1μm至50μm、5μm至50μm、10μm至50μm、15μm至50μm、25μm至50μm、150nm至25μm、200nm至25μm、300nm至25μm、400nm至25μm、500nm至25μm、600nm至25μm、700nm至25μm、800nm至25μm、1μm至25μm、5μm至25μm、10μm至25μm、15μm至25μm、150nm至15μm、200nm至15μm、300nm至15μm、400nm至15μm、500nm至15μm、600nm至15μm、700nm至15μm、800nm至15μm、1μm至15μm、5μm至15μm、10μm至15μm、150nm至10μm、200nm至10μm、300nm至10μm、400nm至10μm、500nm至10μm、600nm至10μm、700nm至10μm、800nm至10μm、1μm至10μm、5μm至10μm、150nm至5μm、200nm至5μm、300nm至5μm、400nm至5μm、500nm至5μm、600nm至5μm、700nm至5μm、800nm至5μm、800nm至5μm、1μm至5μm、150nm至1μm、200nm至1μm、300nm至1μm、400nm至1μm、500nm至1μm、600nm至1μm、700nm至1μm、800nm至1μm、150nm至800nm、200nm至800nm、300nm至800nm、400nm至800nm、500nm至800nm、600nm至800nm、700nm至800nm、150nm至700nm、200nm至700nm、300nm至700nm、400nm至700nm、500nm至700nm、600nm至700nm、150nm至600nm、200nm至600nm、300nm至600nm、400nm至600nm、500nm至600nm、150nm至500nm、200nm至500nm、300nm至500nm、400nm至500nm、150nm至400nm、200nm至400nm、300nm至400nm、150nm至300nm、200nm至300nm或150nm至200nm的范围内。
这些直径范围可任选表示80%(或更多)的颗粒的直径,这意味着尽管一些颗粒的直径可能在所述范围之外,但至少80%的颗粒将具有所述范围内的直径。在一些情况下,直径范围可表示25%(或更多)的颗粒、30%(或更多)的颗粒、35%(或更多)的颗粒、40%(或更多)的颗粒、45%(或更多)的颗粒、50%(或更多)的颗粒、55%(或更多)的颗粒、60%(或更多)的颗粒、65%(或更多)的颗粒、70%(或更多)的颗粒、75%(或更多)的颗粒、80%(或更多)的颗粒、85%(或更多)的颗粒、90%(或更多)的颗粒、95%(或更多)的颗粒、98%(或更多)的颗粒或100%(或更多)的颗粒的直径。
为控制颗粒尺寸和颗粒间间距,可以调节浇铸和均化期间的条件以控制颗粒产生的尺寸和密度。在一些情况下,铝合金的组成可控制颗粒产生。具体地,例如在铸造之前调节组成可用于产生有利量的金属间颗粒和/或控制粒径和颗粒间间距。
在铸造过程期间,含有铁和锰的铝合金可在铸造铝合金产品内产生包含铝以及铁或锰中的一者或多者的金属间颗粒,其在本文中可以被称为Al-(Fe,Mn)金属间颗粒或β相金属间颗粒。当存在硅时,也可产生包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的金属间颗粒,在本文中也称为Al-(Fe,Mn)-Si金属间颗粒或α相金属间颗粒。示例性α相和β相金属间颗粒可分别包括Al15(Fe,Mn)3Si2和Al6(Fe,Mn)。由于在几乎所有的铝合金中通常都存在一些量的铁和硅,因此许多铝合金在铸造时可包括这类金属间颗粒。
这些金属间颗粒类型中的每一者表现出不同的特性,并且以不同的方式对铝合金的结构做出贡献。例如,一般来说,β相颗粒往往比α相颗粒更大且更呈现块状或几何形状,而α相颗粒比β相颗粒更硬且往往更小。在热轧和冷轧期间,金属间颗粒可能破碎,例如影响它们的尺寸、颗粒间间距和密度。在均化、热处理和/或老化期间,组分可扩散进和扩散出金属间颗粒,从而改变它们的组成、结构和/或尺寸。
通过调节铝合金的组成,具体来说是铁和硅含量,可以控制产生的金属间颗粒的类型,进而可以控制颗粒尺寸。例如,如果铝合金中的金属间颗粒分布使得铝合金含有99%的α相金属间颗粒和仅1%的β相金属间颗粒,则铝合金可产生总体上较细/较小的颗粒。然而,如果产生的α相金属间颗粒的量减少,且产生的β相金属间颗粒的量增加,则铝合金的总体颗粒尺寸可能较大。此外,当在调节颗粒尺寸的同时颗粒体积分数恒定时,颗粒间间距和相关的颗粒密度可得到控制。
可用于所公开的方法和铝合金产品的具体铝合金可包括含有铝、铁、镁、锰和硅的那些。通过采用增加的铁与硅的比率,所公开的铝合金产品在加工期间可优先产生β相金属间颗粒,或者可在均化过程期间将α相金属间颗粒转化为β相金属间颗粒。例如,在一些实施方案中,可用于本文所述的方法和产品的铝合金的铁重量%与硅重量%的比率可以为0.5至5.0。任选地,铝合金的铁重量%与硅重量%的比率可以为0如0.5至5、0.5至4.7、0.5至4.6、0.5至4.5、0.5至4.25、0.5至4.0、0.5至3.75、0.5至3.5、0.5至3.25、0.5至3.0、0.5至2.75、0.5至2.5、0.5至2.0、0.5至1.8、0.5至1.5、0.5至1.1、0.5至1.0、1.0至5.0、1.0至4.7、1.0至4.6、1.0至4.5、1.0至4.25、1.0至4.0、1.0至3.75、1.0至3.5、1.0至3.25、1.0至3.0、1.0至2.75、1.0至2.5、1.0至2.0、1.0至1.8、1.0至1.5、1.0至1.1、1.1至5.0、1.1至4.7、1.1至4.6、1.1至4.5、1.1至4.25、1.1至4.0、1.1至3.75、1.1至3.5、1.1至3.25、1.1至3.0、1.1至1.75、1.1至2.5、1.1至2.0、1.1至1.8、1.1至1.5、1.5至5.0、1.5至4.7、1.5至4.6、1.5至4.5、1.5至4.25、1.5至4.0、1.5至3.75、1.5至3.5、1.5至3.25、1.5至3.0、1.5至1.75、1.5至2.5、1.5至2.0、1.5至1.8、1.8至5.0、1.8至4.7、1.8至4.6、1.8至4.5、1.8至4.25、1.8至4.0、1.8至3.75、1.8至3.5、1.8至3.25、1.8至3.0、1.8至1.75、1.8至2.5、1.8至2.0、2.0至5.0、2.0至4.7、2.0至4.6、2.0至4.5、2.0至4.25、2.0至4.0、2.0至3.75、2.0至3.5、2.0至3.25、2.0至3.0、2.0至2.75、2.0至2.5、3.0至5.0、3.0至4.5、3.0至4.0、3.0至3.75、3.0至3.5、4.0至5.0、4.0至4.7、4.0至4.6、4.0至4.5或4.0至4.25。这样的比率可允许铸造合金产品在铸造期间或之后优先形成所需量的α相和β相金属间颗粒,产生受控的颗粒间间距和颗粒尺寸。
这些铁与硅比率可优先形成所需比率的β相金属间颗粒和α相金属间颗粒,使得在铝合金内获得每种类型的金属间颗粒的所需体积分数。例如,铝合金可具有按体积计0.5%至4.0%的α相金属间颗粒和按体积计0%至2.0%的β相金属间颗粒。在一些情况下,α相金属间颗粒的体积百分比与β相金属间颗粒的体积百分比的比率可以为0.6至1,000;1至800;10至750;50至500;或100至250。在多个实施方案中,α相金属间颗粒与β相金属间颗粒的比率可基于金属间颗粒的密度而非体积分数。在这类实施方案中,α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的有利比率可以为0.2至1,000。例如,α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率可以为0.2至1,000、0.2至750、0.25至500、0.25至100、0.25至50、0.3至25、0.3至10或0.3至3。
铝合金和铝合金产品的组成
下表1-3提供了根据一些实施方案的铝合金的合金组成(重量%)。具体地,所提供的组合物可用于产生具有有利的颗粒间间距且同时保持有利的颗粒尺寸的铝合金产品。如上面参考图1所讨论的那样,颗粒间间距与颗粒尺寸之间可以存在平衡,这提供了改善的产品可成形性。以下组成可提供具有改善的可成形性并允许使用大量的回收源含量的铝合金和铝合金产品。
在一些实施例中,如本文所述的铝合金可具有如表1中提供的下列元素组成。
表1
元素 | 重量百分比(重量%) |
Fe | 0.1–1.0 |
Si | 0.05–0.8 |
Mn | 0.2–2.0 |
Mg | 0.2–2.0 |
Cu | 0–0.5 |
Zn | 0–0.5 |
Al | 余者 |
在一些实施例中,铝合金可具有如表2中提供的下列元素组成。
表2
元素 | 重量百分比(重量%) |
Fe | 0.2–0.8 |
Si | 0.1–0.7 |
Mn | 0.6–1.0 |
Mg | 0.7–1.0 |
Cu | 0–0.25 |
Zn | 0–0.2 |
Ti | 0–0.1 |
Cr | 0–0.1 |
Zr | 0–0.1 |
V | 0–0.1 |
Al | 余者 |
在一些实施例中,合金可具有如表3中提供的下列元素组成。
表3
元素 | 重量百分比(重量%) |
Fe | 0.3–0.7 |
Si | 0.15–0.5 |
Mn | 0.8–1.4 |
Mg | 0.9–1.1 |
Cu | 0.1–0.2 |
Zn | 0–0.15 |
Ti | 0–0.08 |
Cr | 0–0.05 |
Zr | 0–0.05 |
V | 0–0.05 |
Al | 余者 |
在一些实施例中,合金可具有如表4中提供的下列元素组成。
表4
在一些实施例中,本文所述的合金还可包括基于合金的总重量的量为0.1%至1.0%(例如,0.20%至0.8%或0.3%至0.7%)的铁(Fe)。例如,合金可包括0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%或1.0%的铁。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为0.05%至0.80%(例如,0.1%至0.7%或0.15%至0.5%)的硅(Si)。例如,合金可包括0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%或0.80%的硅。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为0.2%至2.0%(例如,0.6%至1.0%或0.8%至1.4%)的锰(Mn)。例如,合金可包括0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.10%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.20%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.30%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.40%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、1.50%、1.51%、1.52%、1.53%、1.54%、1.55%、1.56%、1.57%、1.58%、1.59%、1.60%、1.61%、1.62%、1.63%、1.64%、1.65%、1.66%、1.67%、1.68%、1.69%、1.70%、1.71%、1.72%、1.73%、1.74%、1.75%、1.76%、1.77%、1.78%、1.79%、1.80%、1.81%、1.82%、1.83%、1.84%、1.85%、1.86%、1.87%、1.88%、1.89%、1.90%、1.91%、1.92%、1.93%、1.94%、1.95%、1.96%、1.97%、1.98%、1.99%或2.0%的锰。在一些情况下,合金中可能不存在锰(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为0.2%至2.0%(例如,0.7%至1.0%或0.9%至1.1%)的镁(Mg)。例如,合金可包括0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.10%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.20%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.30%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.40%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、1.50%、1.51%、1.52%、1.53%、1.54%、1.55%、1.56%、1.57%、1.58%、1.59%、1.60%、1.61%、1.62%、1.63%、1.64%、1.65%、1.66%、1.67%、1.68%、1.69%、1.70%、1.71%、1.72%、1.73%、1.74%、1.75%、1.76%、1.77%、1.78%、1.79%、1.80%、1.81%、1.82%、1.83%、1.84%、1.85%、1.86%、1.87%、1.88%、1.89%、1.90%、1.91%、1.92%、1.93%、1.94%、1.95%、1.96%、1.97%、1.98%、1.99%或2.0%的镁。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,所述合金可包括基于合金的总重量的量为最多0.5%(例如,0%至0.25%或0.1%至0.2%)的铜(Cu)。例如,合金可包括0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%或0.50%的铜。在一些情况下,合金中不存在铜(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为最多0.50%(例如,0%至0.2%或0%至1.5%)的锌(Zn)。例如,合金可包括0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%或0.50%的锌。在一些情况下,合金中不存在锌(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为最多0.10%(例如,0.001%至0.10%、0%至0.05%、0.001%至0.05%或0.003%至0.08%)的钛(Ti)。例如,合金可包括0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.010%、0.011%0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.020%、0.021%、0.022%、0.023%、0.024%、0.025%、0.026%、0.027%、0.028%、0.029%、0.03%、0.031%、0.032%、0.033%、0.034%、0.035%、0.036%、0.037%、0.038%、0.039%、0.04%、0.041%0.042%、0.043%、0.044%、0.045%、0.046%、0.047%、0.048%、0.049%、0.05%、0.055%、0.06%、0.065%、0.07%、0.075%、0.08%、0.085%、0.09%、0.095%或0.1%的钛。在一些情况下,合金中可能不存在钛(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为最多0.10%(例如,0.001%至0.10%、0%至0.05%、0.001%至0.05%或0.003%至0.08%)的铬(Cr)。例如,合金可包括0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.010%、0.011%0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.020%、0.021%0.022%、0.023%、0.024%、0.025%、0.026%、0.027%、0.028%、0.029%,0.03%、0.031%0.032%、0.033%、0.034%、0.035%、0.036%、0.037%、0.038%、0.039%、0.04%、0.041%0.042%、0.043%、0.044%、0.045%、0.046%、0.047%、0.048%、0.049%、0.05%、0.055%、0.06%、0.065%、0.07%、0.075%、0.08%、0.085%、0.09%、0.095%或0.10%的铬。在一些情况下,合金中可能不存在铬(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为最多0.10%(例如,0.001%至0.10%、0%至0.05%、0.001%至0.05%或0.003%至0.08%)的锆(Zr)。例如,合金可包括0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.010%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.020%、0.021%、0.022%、0.023%、0.024%、0.025%、0.026%、0.027%、0.028%、0.029%、0.03%、0.031%、0.032%、0.033%、0.034%、0.035%、0.036%、0.037%、0.038%、0.039%、0.04%、0.041%、0.042%、0.043%、0.044%、0.045%、0.046%、0.047%、0.048%、0.049%、0.05%、0.055%、0.06%、0.065%、0.07%、0.075%、0.08%、0.085%、0.09%、0.095%或0.10%的Zr。在其它实施例中,合金可包括基于合金的总重量的量不到0.05%(例如,0.04%、0.03%、0.02%或0.01%)的锆。在一些情况下,合金中可能不存在锆(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括基于合金的总重量的量为最多0.10%(例如,0.001%至0.10%、0%至0.05%、0.001%至0.05%或0.003%至0.08%)的钒(V)。例如,合金可包括0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.010%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.020%、0.021%、0.022%、0.023%、0.024%、0.025%、0.026%、0.027%、0.028%、0.029%、0.03%、0.031%、0.032%、0.033%、0.034%、0.035%、0.036%、0.037%、0.038%、0.039%、0.04%、0.041%、0.042%、0.043%、0.044%、0.045%、0.046%、0.047%、0.048%、0.049%、0.05%、0.055%、0.06%、0.065%、0.07%、0.075%、0.08%、0.085%、0.09%、0.095%或0.10%的钒。在其它实施例中,合金可包括基于合金的总重量的量不到0.05%(例如,0.04%、0.03%、0.02%或0.01%)的钒。在一些情况下,合金中可能不存在钒(即,0%)。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括一种或多种稀土元素(即,钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)中的一者或多者),基于合金的总重量,其量最多0.10%(例如,0.01%至0.10%、0.01%至0.05%或0.03%至0.05%)。例如,合金可包括0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%或0.10%的一种或多种稀土元素。所有均以重量%表达。
在一些实施例中,本文所述的合金可包括钼(Mo)、铌(Nb)、铍(Be)、硼(B)、钴(Co)、锡(Sn)、锶(Sr)、钒(V)、铟(In)、铪(Hf)、银(Ag)和镍(Ni)中的一者或多者,基于合金的总重量,其量最多0.20%(例如,0.01%至0.20%或0.05%至0.15%)。例如,合金可包括0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%或0.20%的钼(Mo)、铌(Nb)、铍(Be)、硼(B)、钴(Co)、锡(Sn)、锶(Sr)、钒(V)、铟(In)、铪(Hf)、银(Ag)和镍(Ni)中的一者或多者。所有均以重量%表达。
任选地,本文所述的合金组成可进一步包括其它少量元素,有时被称为杂质,其量为0.05%或更低、0.04%或更低、0.03%或更低、0.02%或更低或0.01%或更低。这些杂质可包括但不限于镓(Ga)、钙(Ca)、铋(Bi)、钠(Na)、铅(Pb)或其组合。因此,镓、钙、铋、钠或铅可以按0.05%或更低、0.04%或更低、0.03%或更低、0.02%或更低或0.01%或更低的量存在于合金中。所有杂质的总和不可超过0.15%(例如,0.10%)。全部以重量%表达。合金的剩余百分比可以是铝。
铝合金和铝合金产品中可存在附带元素,如晶粒细化剂和脱氧剂,并且可以自行增加其它特性,而不偏离或显著改变本文所述的铝合金和产品或本文所述的铝合金或产品的特性。
由于铝的固有特性或与加工设备接触产生的浸出,合金中可能存在少量不可避免的杂质,包括材料或元素。铝中常见的一些杂质包括铁和硅。在一些情况下,铁和硅可能不被认为是杂质。例如,可以主动控制铁和硅的量以影响合金的某些性能。
生产铝合金和铝合金产品的方法
图4提供制造铝合金产品的示例方法的概述。图4的方法以步骤405开始,其中可铸造铝合金406以产生铸造铝合金产品407,如锭或其它铸造产品。在步骤410,可将铸造铝合金产品407均化以产生均化铝合金产品411。在步骤415,可使均化铝合金产品411经受一次或多次热轧和/或一次或多次冷轧,以形成轧制铝合金产品412,其可对应于铝合金制品,如铝合金板、铝合金沙特板或铝合金片材。任选地,可使轧制铝合金产品412经受一种或多种成形或冲压工艺以形成铝合金制品。
可采用任意合适的铸造方法铸造本文所述的铝合金。作为一些非限制性实例,铸造工艺可包括直接冷硬(DC)铸造工艺或连续铸造(CC)工艺。例如,图4可描绘在405处的DC铸造工艺的示意图。可替代地使用连续铸造***,其可包括一对移动的相对铸造面(例如,移动的相对带、辊或块)、该对移动的相对铸造面之间的铸造腔以及熔融金属注射器。熔融金属注射器可具有端部开口,熔融金属可从该端部开口离开熔融金属注射器并被注射到铸造腔中。
可通过任意合适的方式加工铸造铝合金产品,如铸锭或其它铸造产品。任选地,加工步骤可用于制备片材。示例加工步骤包括但不限于均化、热轧、冷轧、退火、固溶热处理和预老化。
图5提供显示在根据一些实施例的均化过程期间根据本公开的铸造铝合金产品的温度与时间的关系图。在均化期间,铸造铝合金产品可以被加热到均化温度(HT1)。用于均化步骤的加热可以从环境条件的室温(如图5中所示的RT)或更高的温度进行,并且可以按任意合适的加热速率进行。在一些实施方案中,可采用约10℃/小时至约100℃/小时的加热速率。示例加热速率可以为20℃/小时至90℃/小时、30℃/小时至80℃/小时、40℃/小时至70℃/小时、50℃/小时至60℃/小时、约10℃/小时、20℃/小时、30℃/小时、40℃/小时、50℃/小时、60℃/小时、70℃/小时、80℃/小时、90℃/小时或100℃/小时。加热过程的持续时间在图5中示为tR,从时间–tR到时间0。
铝合金产品可以被加热到约500℃至约650℃范围内的均化温度(HT1)。示例均化温度(HT1)包括约550℃至约615℃、约570℃至约610℃、约580℃至约605℃、约590℃至约600℃、约500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、585℃、590℃、595℃、600℃、605℃、610℃、615℃或620℃。如本文更详细描述的那样,较高的均化温度可用于控制铝合金中存在的金属间颗粒的尺寸、分布、浓度和/或组成,因此约585℃至约615℃的均化温度可能是期望的。
在一些实施方案中,较高的均化温度可用于控制铝合金中存在的金属间颗粒的尺寸、颗粒间间距、分布、浓度和/或组成,因此约570℃至约620℃的均化温度可能是期望的。在一些实施方案中,约585℃至约615℃的均化温度可能是期望的。任选地,均化温度可在铝合金的固相线温度的25℃以内。
然后可以使加热的铸造铝合金产品均热(即,在指定的均化温度下保持)一段时间。图5中所示的均热持续时间为t1,从时间0到时间t1。在一些实施方案中,均化可以在惰性气氛、低氧气氛、无氧气氛或空气中进行。在一些实施例中,均化步骤(包括加热和均热阶段)的总时间可长达或超过12小时或32小时。任选地,均热阶段可以更长,甚至长达36小时。在多个实施方案中,超过12小时或超过24小时的长均热持续时间可用于控制铝合金中存在的金属间颗粒的尺寸、颗粒间间距、分布、浓度、密度和/或组成。
在均热阶段之后,可降低均化铝合金产品的温度,如通过主动或被动冷却过程。任选地,可使均化铝合金的温度降低到室温。冷却可以按任意合适的冷却速率进行。示例冷却速率包括约10℃/小时至约50℃/小时的加热速率,如约10℃/小时、20℃/小时、30℃/小时、40℃/小时或50℃/小时。任选地,均化铝合金产品可直接进行热轧而不冷却到室温。
在一些情况下,均化步骤包括多个过程。如图5中所示,均化步骤任选包括将产品加热到第一均化温度(HT1),在第一均化温度或附近均热第一持续时间(t1),接着冷却到第二均化温度(HT2),并在第二均化温度或附近均热第二持续时间,在图5中示为t2-t1。例如,可以在第一均热之后将铝合金产品冷却到500℃至600℃的第二均化温度,如约500℃、505℃、510℃、515℃、520℃、525℃、530℃、535℃、540℃、545℃、550℃、555℃、560℃、565℃、570℃、575℃、580℃、585℃、590℃或595℃。可将铝合金产品在第二均化温度下保持约1小时至约24小时的第二持续时间。
在均化步骤之后,可以进行热轧步骤。任选地,热轧可以在均化之后立即进行(即,不冷却到室温)。在其它实施方案中,在开始热轧之前,可以使均化产品冷却到100℃至500℃的温度。例如,可以使均化产品冷却到100℃至500℃、250℃至450℃、300℃至450℃、325℃至425℃或350℃至400℃的温度。然后可以将产品在200℃至600℃之间的温度下热轧以形成规格为0.5mm至200mm(例如,1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm或其间的任何值)的热轧板、热轧沙特板或热轧片材。例如,均化产品可在一定温度下热轧至1mm至8mm的厚度。在热轧期间,可以控制温度及其它操作参数,使得热轧产品在离开热轧机时的出口温度不超过约500℃、不超过约450℃、不超过约300℃或不超过约200℃。在一些情况下,热轧产品的出口温度可以为100℃至500℃或200℃至400℃。
在一些情况下,可采用冷轧机和冷轧技术将铸造、均化或热轧产品冷轧成片材。冷轧片材可具有约0.10mm至约0.50mm、约0.15mm至约0.3mm、约0.5mm至约10mm或约0.7mm至约6.5mm的规格。任选地,冷轧片材可具有约0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm、9.5mm或10.0mm的规格。可进行冷轧以产生代表最多约95%的规格减小(例如,最多10%、最多20%、最多30%、最多40%、最多50%、最多60%、最多70%、最多80%、最多85%、最多90%或最多95%减小)的最终规格厚度。在冷轧期间,可以控制温度及其它操作参数,使得冷轧产品在离开冷轧机时的出口温度不超过约300℃、不超过约250℃、不超过约200℃或不超过约100℃。在一些情况下,冷轧产品的出口温度可以为50℃至250℃或100℃至200℃。
任选地,可在冷轧步骤之后或在多个冷轧步骤之间进行中间退火步骤。中间退火步骤可在约300℃至约450℃(例如,约310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃)的温度下进行。在一些情况下,中间退火步骤包括多个过程。在一些非限制性实施例中,中间退火步骤可包括将板、沙特板或片材加热到第一温度持续第一时间段,接着加热到第二温度持续第二时间段。例如,可将板、沙特板或片材加热到约410℃持续约1小时,然后加热到约330℃持续约2小时。
本文所述的铸造、均化或热轧合金产品也可用于制造板形式的产品或其它合适的产品。例如,可以通过在均化步骤中加工锭或在连续铸造机中铸造产品、接着均化并随后热轧均化产品来制备板,包括如本文所述的产品。在热轧步骤中,可将均化产品热轧至200mm厚度规格或更小(例如,约10mm至约200mm)。例如,可以将均化铝合金产品热轧成最终规格厚度为约10mm至约175mm、约15mm至约150mm、约20mm至约125mm、约25mm至约100mm、约30mm至约75mm或约35mm至约50mm的板。
单片材料以及非单片材料如辊压粘结材料、包覆合金、包覆层、复合材料(如但不限于含碳纤维的材料)或各种其它材料也可用于本文所述的方法和铝合金及铝合金产品。
图6提供了根据如本文公开的实施方案制造具有有利的颗粒密度和颗粒之间的颗粒间间距的铝合金的方法600。在方框610处,可以制备铸造铝合金产品。铸造铝合金产品可包含例如包括铝、铁、镁、锰和硅的铝合金。铸造铝合金产品可包括具有如本文提供的元素组成的铝合金,具体为表1-3提供的那些。制备铸造铝合金产品可包括制备熔融铝合金并铸造所述熔融铝合金。
用于根据本文所述的方法和技术制备的铝合金产品的源铝合金可对应于相同系列的铝合金或不同系列铝合金的混合物。任选地,制备铸造铝合金产品可包括制备熔融3xxx系列铝合金并铸造所述熔融3xxx系列铝合金。任选地,制备熔融3xxx系列铝合金可包括熔化3xxx系列源铝合金和5xxx系列源铝合金。在一些情况下,一种或多种源铝合金可来自回收源含量。在一些实施方案中,包括较高铁百分比的铝合金可用于获得目标铁与硅比率。例如,制备熔融铝合金任选可进一步包括将4xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金连同3xxx系列源铝合金和/或5xxx系列源铝合金一起熔化。
在方框620处,可以均化铸造铝合金产品。任选地,均化可包括将铸造铝合金产品加热到均化温度,如介于500℃与650℃之间的均化温度,并将铸造铝合金产品在均化温度下均热例如0.1小时与36小时之间的持续时间。在均热期间,铝合金的结构可能改变。举例来说,在均热期间,来自铝合金的硅可扩散到β相金属间颗粒中,并将至少一部分β相金属间颗粒转化成α相金属间颗粒。举例来说,在均热期间,来自铝合金的铁可扩散到α相金属间颗粒中,并将至少一部分α相金属间颗粒转化成β相金属间颗粒。再如,在均热期间,铁可扩散出β相金属间颗粒,并任选被锰置换。再如,在均热期间,铁可扩散出β相金属间颗粒,并进入铸造铝合金产品内存在的分散胶体中。
在铝合金包括3xxx系列铝合金的实施方案中,在均热期间,来自3xxx系列铝合金的硅可扩散到β相金属间颗粒中,并将至少一部分β相金属间颗粒转化成α相金属间颗粒。任选地,在这些实施方案期间,在均热期间,铁扩散出β相金属间颗粒,并被锰置换。在一些实施方案中,当铁扩散出β相金属间颗粒时,铁可与铸造铝合金产品内存在的分散胶体结合以形成α相金属间颗粒。分散胶体可包括锰。
通过控制均化温度和持续时间,可以改变金属间颗粒的性质。例如,在均热期间,β相金属间颗粒的平均尺寸可能增加或减小。例如,与均热之前β相金属间颗粒的平均尺寸相比,β相金属间颗粒的平均尺寸可能减小。任选地,铸造铝合金产品中的β相金属间颗粒的数密度可增加或减小。任选地,在均化之前,铸造铝合金产品中的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率在0.3与3之间。任选地,在均化之后,均化铝合金产品中的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率可以为0.2至1000或更大(例如,2至1000)。在一些情况下,一定量的α相金属间颗粒在均化期间可转化成β相金属间颗粒,如30%或更多、40%或更多、50%或更多、55%或更多、60%或更多、65%或更多、70%或更多、80%或更多、90%或更多、95%或更多、96%或更多、97%或更多、98%或更多、99%或更多、99.5%或更多或最多100%。在一些情况下,大部分α相金属间颗粒在均化期间转化成β相金属间颗粒。
在一些实施方案中,如其中铝合金包括3xxx系列铝合金的实施方案中,一定量的β相金属间颗粒可在均化期间、特别是在均热期间转化成α相金属间颗粒。例如,在均热期间,大约30%至100%的β相金属间颗粒可转化成α相金属间颗粒。
在一些实施方案中,多个均化步骤可能是有用的。例如,在初始较高温度长持续时间均化之后的二次较低温度均化可用于制备铝合金产品,如用于轧制或其它加工。多步均化过程可包括将均化铝合金产品的温度降低到低于第一均化温度的第二均化温度,并将均化铝合金产品在第二均化温度下均热第二持续时间,如短于初始长持续时间均热的持续时间的第二持续时间。在一些实施方案中,将均化铝合金产品在第二均化温度下均热可控制均化铝合金产品的表面质量或特性。任选地,将均化铝合金产品在第二均化温度下均热可使均化铝合金产品的温度达到足以用于轧制工艺的温度。
在方框640处,方法600可任选包括使均化轧制铝合金产品经受一个或多个轧制工艺以生产轧制铝合金产品。例如,可以在方框642处使均化轧制铝合金产品经受一个或多个热轧工艺。在一些情况下,也可在方框644处使均化轧制铝合金产品经受一个或多个冷轧工艺。在热轧和冷轧工艺期间,金属间颗粒可能破裂,例如影响它们的尺寸、分布和数密度。
取决于合金的情况,在相对高温(如高于约550℃)下对轧制铝合金产品进行热轧可能会由于粘辊和拒绝咬合而遇到困难。这也可导致晶界分离和表面撕裂,这可增强在表面的氧化。因为氧化物形成的亲和力在较高的温度下较高,至少部分地由于溶质元素(例如,镁(Mg)、硅(Si)等)在表面上的较快扩散,因此由撕裂形成的新的新鲜表面可迅速氧化,并且往往产生具有不期望的氧化物层的非均匀表面。然而,有利的是,降低热轧出口温度,如降低到低于约550℃的温度(例如约100℃至500℃)可以以较高的摩擦力更好地控制辊咬合,并降低表面粘着、撕裂和氧化的趋势。此外,溶质元素在较低温度下降低的扩散率可产生比在较高温度下更均匀的表面层。
类似地,控制冷轧出口温度也可允许改善铝合金产品。从约100℃至200℃的冷轧工艺的出口温度可允许将轧制铝合金产品轧制到厚度为0.15至0.30mm而没有粘着、撕裂或破裂。
使用所公开的铝合金产品的方法
本文所述的铝合金产品可用于多种应用。在具体的实施方案中,本文所述的铝合金产品可用于饮料容器主体原料,如铝罐主体原料或铝瓶主体原料。可以使铝合金片材经受冲裁工艺,其中从铝合金片材上切下铝合金盘。可以使所述盘经受一个或多个拉拔、冲薄、缩颈或其它成形工艺以形成合适的饮料容器主体或预成型件。
其它应用可适用于本文所述的一些铝合金产品。例如,所公开的铝合金产品可用于制备汽车部件、飞机或铁路车辆面板、建筑面板、建筑产品等。在一些实施例中,可使用所公开的铝合金产品制成炊具、箔、成形容器、瓶盖和包装(例如,食品包装)。
本文所述的铝合金产品和方法也可用于电子应用。例如,本文所述的铝合金产品和方法可用于制备电子装置(包括移动电话和平板计算机)的外壳。在一些实施例中,铝合金产品可用于制备用于移动电话(例如,智能电话)的外罩、平板底盘及其它便携电子装置的外壳。
本文公开的实施例将用来进一步说明本发明的各方面,但同时不构成对其的任何限制。相反,要清楚理解的是,在不脱离本发明的实质的情况下,本领域技术人员在阅读了本文的描述之后可以想到各种实施方案、其修改方案和等效方案。除另有说明外,本文所述的实施例和实施方案也可利用常规程序。为了说明的目的,本文对一些程序进行描述。
实施例
下表1提供两个实施例3104铝合金,即合金A和合金B的合金化溶质组成(重量%)。与合金B相比,合金A略微富含溶质。合金A中硅与铁的比率为约0.60,而在合金B中,该比率为约0.56。合金的固相线温度经计算为彼此相差在2℃内,表明预期样品具有类似的熔化和物理特性。合金A的Mg2Si的溶线温度经计算略高于合金B。制备合金A和合金B各自的四个样品锭,并用于评价不同均化方案对合金中存在的金属间颗粒的影响。铸态样品具有约40mm的规格。
表1.
测定了合金A和合金B的预测平衡相图,并分别示于图7A和图7B中。两种合金在刚好低于熔点时显示出类似的组成相类型,其主要包括α相颗粒(ALPHA)和β相颗粒(例如,Al6Mn或Al3Fe),尽管合金A比合金B的α与β比率高,这可能是由于合金A中硅和铁含量较高。
使合金A的样品和合金B的两个样品经受加热-辊压(HTR)加工方案,其中以约50℃/h的缓慢速率将样品加热到约500℃的温度。使合金A的其它样品和合金B的其它样品经受2阶段(2STG)加工方案,其中将样品以约50℃/h的缓慢速率加热到约600℃的温度,在此温度下保持约24小时,然后冷却到约560℃,其中将它们再保持约4小时。
获得铸态合金A和合金B的样品以及HTR或2STG加工后的合金A和合金B的样品的截面的背散射电子(BSE)对比度下的扫描电子显微照片(SEM)图像,以便评价样品的颗粒分布和微结构。这些图像示于图8中。图像显示,总体上合金A中颗粒的尺寸比合金B中的颗粒小。在HTR加工后,对于合金A或合金B没有观察到组成颗粒的变化。铸态和HTR加工的样品显示出α相颗粒和β相颗粒的混合。然而,在2STG加工后,在微结构中仅观察到α相颗粒,颗粒尺寸分布更细。在一些情况下,2STG加工将结构转化为更多孔的特征。
对铸态合金A和合金B的样品以及HTR或2STG加工后的合金A和合金B的样品进行电导率测量。图9中描绘了显示以国际退火铜标准(IACS)的百分比表示的测量结果的条形图。总体上,合金A显示出比合金B高的电阻率,这可能是由于合金A中溶质水平更高。观察到所有加工样品的电导率都高于相应的铸态样品,这可能是由于锰从固溶体中沉淀出来并形成分散胶体。与HTR样品相比,对于2STG加工的样品观察到显著较小的电导率,这可能是由于锰在2STG加工的样品中的溶解度较高,因为较高的加工温度可允许分散胶体中存在的锰溶解回到金属固溶体中。
为进一步表征不同合金的性能,对合金A和合金B的样品进行轧制加工。对于经受HTR加工的合金的样品,在HTR加工后立即对合金A和合金B的样品进行热轧操作至规格为约7.0mm,重结晶,然后进行冷轧操作至规格为约1.0mm,以形成硬H19回火产品。重结晶可任选通过卷绕热轧产品并冷却该卷来实现,或者可以通过退火热轧产品来实现。然后将合金A的一些冷轧H19回火产品样品和合金B的冷轧H19回火产品样品在350℃下退火1小时以产生软O回火产品。硬H19回火产品样品被称为AHTR,H19和BHTR,H19,且软O回火产品样品被称为AHTR,O和BHTR,O。
类似地,对于经受2STG加工的合金的样品,在2STG加工后立即对合金A和合金B的加热和均化样品进行热轧操作至规格为约7.0mm,重结晶,然后进行冷轧操作至规格为约1.0mm,以形成硬H19回火产品。然后将合金A的冷轧H19回火产品样品之一和合金B的冷轧H19回火产品样品之一在350℃下退火1小时以产生软O回火产品。硬H19回火产品样品被称为A2STG,H19和B2STG,H19,且软O回火产品样品被称为A2STG,O和B2STG,O。
对于AHTR,H19、BHTR,H19、A2STG,H19和B2STG,H19样品,以平面视图配置获得BSE对比度下的SEM图像,以便评价最终规格条件下样品的颗粒分布和微结构。这些图像示于图10中。与合金A相比,在合金B中通常观察到密度较低且较粗糙的颗粒。与HTR加工相比,对于经受2STG加工的样品观察到总颗粒尺寸的减小。另外,在经受2STG加工的样品中,在较粗糙颗粒周围注意到有细颗粒,这可能是由于在2STG加工中因为遇到较高的温度而导致颗粒更多的破碎和/或球化。
使用场发射枪扫描电子显微镜(FEGSEM)获得AHTR,H19、BHTR,H19、A2STG,H19和B2STG,H19样品的高分辨率截面图像以研究最终规格样品中的分散胶体(例如,含锰分散胶体)的空间分布。所获得的图像示于图11中,其中分散胶体在图像中被标识为白点。经受HTR加工的样品中的分散胶体数量多且非常细。相比之下,经受2STG加工的样品中的分散胶体的数密度较小,但也更粗糙,这也是由于2STG加工的时间较长且温度较高,允许更多的流动性和时间用于吸收铁原子并将分散胶体转化为α相颗粒和/或用于吸收组成原子并使分散胶体生长。与合金B样品相比,在合金A样品中可以看到尺寸略大的分散胶体,这可归因于与合金B相比,合金A中溶质的量略高。
分析对于AHTR,H19、BHTR,H19、A2STG,H19和B2STG,H19样品以平面视图配置获得的SEM图像以确认样品中的各种颗粒组分的颗粒尺寸分布(通过估计颗粒面积和尺寸),并且显示结果的图示于图12中。一般来说,与合金B样品相比,合金A样品对于所有颗粒显示出更细的尺寸分布。经受HTR加工的样品显示出在图中被标识为Al(Fe,Mn)的显著部分的颗粒,其可对应于β相颗粒。相比之下,经受2STG加工的样品显示几乎没有或没有这些颗粒,以及高得多的α相颗粒群体,表明α相颗粒可通过在2STG加工的延长的均化期间转化β相颗粒而产生。
获得AHTR,H19、BHTR,H19、A2STG,H19和B2STG,H19样品的截面图像以观察重结晶之前的晶粒结构。图像示于图13中。对于所有样品,晶粒显示细长结构,并且晶粒结构上的黑点对应于组成颗粒,其中2STG加工的样品显示出更细的颗粒分布,与图12的图形一致,与相应的合金B样品相比,在合金A样品中观察到总体上更多数目的颗粒。
获得AHTR,O、BHTR,O、A2STG,O和B2STG,O样品的截面图像以观察与退火相关的重结晶后的晶粒结构,示于图14中。合金A样品显示出更多的等轴晶粒,而合金B样品显示出一些细长晶粒。由于合金A样品比相应的合金B样品总体上具有更多的颗粒,因此颗粒受激成核可能有助于合金A样品中的细长晶粒结构较少。比较HTR加工的样品和2STG加工的样品,对于2STG加工的样品观察到更多的等轴晶粒,这可能是由于HTR加工的样品中存在的分散胶体的数密度较大,这可能通过在晶粒边界处钉扎而抑制重结晶。
测量H19和O回火样品的纵向截面的拉伸性能,结果示于图15A和图15B中。在H19回火中,合金A样品的屈服强度(YS)、极限拉伸强度(UTS)和极限伸长率(UE)略大于合金B样品,而总伸长率(TE)没有显示出总体合金趋势。与HTR加工的样品相比,对于2STG加工的样品观察到强度的损失和伸长率的增加。还通过进行缠绕弯曲测试来测量H19和O回火样品的弯曲性能,结果示于图16A和图16B中。与HTR加工的样品相比,对于2STG加工的样品观察到一些弯曲性改善,这意味着2STG加工的样品能够承受弯曲到比HTR加工的样品更小的半径/厚度(r/t)。
对H19和O回火样品进行扩孔测试,结果示于图13中。两种合金的2STG加工的样品表现出比HTR加工的样品更高的扩孔比率。合金B样品也表现出比合金A样品更高的扩孔比率。H19回火合金A样品显示出不良的扩孔,这可能是由于样品中的组成颗粒存在大的数密度。在颗粒与基体之间的界面处储存的能量对于硬回火来说可能非常高,并且此能量可触发裂纹的产生,接着聚结并扩展至失效。相比之下,合金B含有较少的组成颗粒,意味着储存的能量较少,并且在合金A样品将开裂的相同应变下对开裂的敏感性较低。对于较软的回火材料,组成形态可能比颗粒的数密度更有影响,因为在颗粒与基体之间的界面处存在较少的能量。2STG加工的样品比起HTR加工的样品表现出球状颗粒,这可允许比起在HTR加工的样品的更多针状颗粒中应变更均匀地分布在颗粒周围,这可导致应变的集中和更早产生裂纹。
例示
如下文所用,任何提到一系列例示应被理解为分开提到那些实施例中的每一者(例如,“例示1-4”应被理解为“例示1、2、3或4”)。
例示1是一种铝合金产品,其包含:包含铝、铁、镁、锰和硅的铝合金,其中所述铝合金中的铁重量%与所述铝合金中的硅重量%的比率为0.5至5.0,且其中所述铝合金包括许多颗粒,所述颗粒包括包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒和包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒;且其中所述铝合金对于所述许多颗粒具有每μm2为5至30,000个颗粒的颗粒密度,且其中所述铝合金对于所述许多颗粒具有1μm至25μm的颗粒间间距。
例示2是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述许多颗粒具有500nm至50μm的直径。
例示3是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述颗粒密度是每μm2为50至1,000个颗粒。
例示4是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述铝合金来自回收源。
例示5是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述铝合金包含:0.1重量%至1.0重量%的铁、0.05重量%至0.8重量%的硅、0.2重量%至2.0重量%的锰、0.2重量%至2.0重量%的镁、最多0.5重量%的铜、最多0.05重量%的锌,和铝。
例示6是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述铝合金包含最多0.15重量%的杂质。
例示7是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述铝合金包含:0.2重量%至0.8重量%的铁、0.10重量%至0.7重量%的硅、0.6重量%至1.0重量%的锰、0.7重量%至1.0重量%的镁、最多0.25重量%的铜、最多0.2重量%的锌、最多0.10重量%的钛、最多0.10重量%的铬、最多0.10重量%的锆、最多0.10重量%的钒,和铝。
例示8是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述铝合金包含:0.3重量%至0.7重量%的铁、0.15重量%至0.5重量%的硅、0.8重量%至1.2重量%的锰、0.9重量%至1.2重量%的镁、0.1重量%至0.2重量%的铜、最多0.15重量%的锌、最多0.08重量%的钛、最多0.05重量%的铬、最多0.05重量%的锆、最多0.05重量%的钒,和铝。
例示9是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述α相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0.5%至4.0%,且其中所述β相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0%至2.0%。
例示10是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述α相金属间颗粒包含Al15(Fe,Mn)3Si2,且其中所述β相金属间颗粒包含Al6(Fe,Mn)。
例示11是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.2至1,000,或其中所述α相金属间颗粒的体积%与所述β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1,000。
例示12是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述α相金属间颗粒数密度与所述β相金属间颗粒数密度的所述比率为0.3至3。
例示13是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述许多颗粒中的80%或更多具有5μm至15μm的颗粒间间距。
例示14是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述许多颗粒包含含铁颗粒,其中大部分所述含铁颗粒具有1μm至40μm的直径。
例示15是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述含铁颗粒占所述铝合金的总体积的1%至4%。
例示16是任何前述或后续例示的铝合金产品,其进一步包含含锰分散胶体,其中大部分所述含锰分散胶体具有10nm至1.5μm的直径。
例示17是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述含锰分散胶体占所述铝合金的总体积的最多1%。
例示18是一种制造铝合金产品的方法,所述方法包括:制备包含铝合金的铸造铝合金产品,其中所述铝合金包含铝、铁、镁、锰和硅,其中所述铝合金中的硅重量%与所述铝合金中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述铝合金包括许多颗粒,所述颗粒包括包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒和包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒;并通过如下方式均化所述铸造铝合金产品以形成均化铝合金产品:将所述铸造铝合金产品加热到500℃至650℃的均化温度;并将所述铸造铝合金产品在所述均化温度下均热0.1小时至36小时的持续时间,且其中所述铝合金产品对于所述许多颗粒具有每μm2为5至30,000个颗粒的颗粒密度,且其中所述铝合金产品对于所述许多颗粒具有1μm至25μm的颗粒间间距。
例示19是任何前述或后续例示的方法,其中所述持续时间为0.5至10小时。
例示20是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化温度为570℃至620℃。
例示21是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化温度在所述铝合金的固相线温度的25℃以内。
例示22是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,所述β相金属间颗粒的尺寸与在所述均热之前所述β相金属间颗粒的尺寸相比减小。
例示23是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度与在所述均热之前所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度相比降低。
例示24是任何前述或后续例示的方法,进一步包括使所述均化铝合金产品经受一个或多个轧制工艺以生产轧制铝合金产品。
例示25是任何前述或后续例示的方法,其中所述一个或多个轧制工艺包括热轧工艺或冷轧工艺中的至少一者。
例示26是任何前述或后续例示的方法,其中所述热轧工艺包括100℃至500℃的出口温度。
例示27是任何前述或后续例示的方法,其中所述出口温度是200℃至400℃。
例示28是任何前述或后续例示的方法,其中通过所述热轧工艺生产的轧制铝合金产品具有1mm至8mm的厚度。
例示29是任何前述或后续例示的方法,其中所述冷轧工艺包括50℃至250℃的出口温度。
例示30是任何前述或后续例示的方法,其中所述出口温度是100℃至200℃。
例示31是任何前述或后续例示的方法,其中通过所述冷轧工艺生产的轧制铝合金产品具有0.15mm至0.30mm的厚度。
例示32是任何前述或后续例示的方法,其中所述许多颗粒包括500nm至50μm的粒径。
例示33是任何前述或后续例示的方法,其中所述颗粒密度是每μm2为50至1,000个颗粒。
例示34是任何前述或后续例示的方法,其中所述铝合金来自回收源。
例示35是任何前述或后续例示的方法,其中所述铝合金包含:0.1重量%至1.0重量%的铁、0.05重量%至0.8重量%的硅、0.2重量%至2.0重量%的锰、0.2重量%至2.0重量%的镁、最多0.5重量%的铜、最多0.05重量%的锌,和铝。
例示36是任何前述或后续例示的方法,其中所述铝合金包含:0.2重量%至0.8重量%的铁、0.10重量%至0.7重量%的硅、0.6重量%至1.0重量%的锰、0.7重量%至1.0重量%的镁、最多0.25重量%的铜、最多0.2重量%的锌、最多0.10重量%的钛、最多0.10重量%的铬、最多0.10重量%的锆、最多0.10重量%的钒,和铝。
例示37是任何前述或后续例示的方法,其中所述铝合金包含:0.3重量%至0.7重量%的铁、0.15重量%至0.5重量%的硅、0.8重量%至1.2重量%的锰、0.9重量%至1.2重量%的镁、0.1重量%至0.2重量%的铜、最多0.15重量%的锌、最多0.08重量%的钛、最多0.05重量%的铬、最多0.05重量%的锆、最多0.05重量%的钒,和铝。
例示38是任何前述或后续例示的方法,其中所述α相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0.5%至4.0%,且所述β相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0至2.0%。
例示39是任何前述或后续例示的方法,其中所述α相金属间颗粒包含Al15(Fe,Mn)3Si2,且其中所述β相金属间颗粒包含Al6(Fe,Mn)。
例示40是任何前述或后续例示的方法,其中α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.2至1,000,或其中所述α相金属间颗粒的体积%与所述β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1,000。
例示41是任何前述或后续例示的方法,其中α相金属间颗粒数密度与所述β相金属间颗粒数密度的所述比率为0.3至3。
例示42是任何前述或后续例示的方法,其中所述许多颗粒中的80%或更多具有5μm至15μm的颗粒间间距。
例示43是任何前述或后续例示的方法,其中所述许多颗粒包含含铁颗粒,其中大部分所述含铁颗粒具有1μm至40μm的直径。
例示44是任何前述或后续例示的方法,其中含铁颗粒占所述铝合金的总体积的1%至4%。
例示45是任何前述或后续例示的方法,其中所述铝合金进一步包含含锰分散胶体,其中所述含锰分散胶体具有10nm和1.5μm的直径。
例示46是任何前述或后续例示的方法,其中所述含锰分散胶体占所述铝合金的总体积的最多1%。
例示47是一种改善金属产品的可成形性的方法,所述方法包括:提供包含金属复合材料的铸造金属产品,其中所述金属复合材料包含铁、镁、锰和硅,其中所述金属复合材料中的硅重量%与所述金属复合材料中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述金属复合材料包括许多颗粒,所述颗粒包括包含硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒和包含铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒;并均化所述铸造金属产品以控制所述许多颗粒的颗粒间间距和控制所述许多颗粒的颗粒密度,从而实现颗粒间间距与颗粒密度的比率为0.0003/μm至0.0006/μm。
例示48是任何前述或后续例示的方法,其中所述颗粒间间距为1μm至25μm。
例示49是任何前述或后续例示的方法,其中所述颗粒密度是每μm2为5至30,000个颗粒。
例示50是任何前述或后续例示的方法,其中所述颗粒密度是每μm2为5至1,000个颗粒。
例示51是任何前述或后续例示的方法,其中所述许多颗粒包括1μm至50μm的粒径。
例示52是任何前述或后续例示的方法,其中均化所述铸造金属产品包括将所述铸造金属产品加热到400℃至800℃的均化温度,并将所述铸造金属产品在所述均化温度下均热0.1小时至48小时的持续时间。
例示53是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化温度在所述铸造金属产品的固相线温度的25℃以内。
例示54是任何前述或后续例示的方法,其中均化所述铸造金属产品进一步包括使所述铸造金属产品经受热轧工艺或冷轧工艺中的一者或多者。
例示55是一种制造铝合金产品的方法,所述方法包括:制备铸造铝合金产品,其中所述铸造铝合金产品包含包括铝、铁、镁、锰和硅的3xxx系列铝合金,其中所述3xxx系列铝合金中的硅重量%与所述3xxx系列铝合金中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述铸造铝合金产品包括包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒和包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒;并通过如下方式均化所述铸造铝合金产品以形成均化铝合金产品:将所述铸造铝合金产品加热到575℃至615℃的均化温度;并将所述铸造铝合金产品在所述均化温度下均热12小时与36小时之间的持续时间;其中来自所述3xxx系列铝合金的硅扩散到所述β相金属间颗粒中并将至少一部分所述β相金属间颗粒转化成α相金属间颗粒。
例示56是任何前述或后续例示的方法,其中所述持续时间在24小时与36小时之间。
例示57是任何前述或后续例示的方法,其中所述持续时间在24小时与30小时之间。
例示58是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化温度为580℃至610℃。
例示59是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化温度在所述3xxx系列铝合金的固相线温度的25℃以内。
例示60是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,铁扩散出所述β相金属间颗粒并被锰置换。
例示61是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,铁扩散出所述β相金属间颗粒,并与所述铸造铝合金产品内存在的分散胶体结合以形成α相金属间颗粒。
例示62是任何前述或后续例示的方法,其中所述分散胶体包含锰。
例示63是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,所述β相金属间颗粒的平均尺寸与在均热之前所述β相金属间颗粒的平均尺寸相比减小。
例示64是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度与在均热之前所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度相比降低。
例示65是任何前述或后续例示的方法,其中在所述均热期间,所述β相金属间颗粒的30%至100%转化成α相金属间颗粒。
例示66是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化铝合金产品中的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为2至1000。
例示67是任何前述或后续例示的方法,其中所述铸造铝合金产品中的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.3至3。
例示68是任何前述或后续例示的方法,其中所述3xxx系列铝合金中的所述硅重量%与所述铁重量%的所述比率为0.55至0.9。
例示69是任何前述或后续例示的方法,其中所述3xxx系列铝合金包含:0.8-1.4重量%的镁;0.8-1.3重量%的锰;最多0.25重量%的铜;0.25-0.7重量%的硅;最多0.7重量%的铁;最多0.25重量%的锌;和铝。
例示70是任何前述或后续例示的方法,其中制备所述铸造铝合金产品包括制备熔融3xxx系列铝合金并铸造所述熔融3xxx系列铝合金。
例示71是任何前述或后续例示的方法,其中制备所述熔融3xxx系列铝合金包括熔化3xxx系列源铝合金和5xxx系列源铝合金的组合。
例示72是任何前述或后续例示的方法,其中所述3xxx系列源铝合金和所述5xxx系列源铝合金来自回收源。
例示73是任何前述或后续例示的方法,其中制备所述熔融3xxx系列铝合金进一步包括将4xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金与所述3xxx系列源铝合金和所述5xxx系列源铝合金一起熔化。
例示74是任何前述或后续例示的方法,其中所述均化温度是第一均化温度,且其中所述方法进一步包括:将所述均化铝合金产品的温度降低到低于所述第一均化温度的第二均化温度;并将所述均化铝合金产品在所述第二均化温度下均热第二持续时间。
例示75是任何前述或后续例示的方法,其中所述第二持续时间为1小时至24小时。
例示76是任何前述或后续例示的方法,其中所述第二均化温度为500℃至600℃。
例示77是任何前述或后续例示的方法,其中将所述均化铝合金产品在所述第二均化温度下均热控制所述均化铝合金产品的表面质量。
例示78是任何前述或后续例示的方法,进一步包括使所述均化铝合金产品经受一个或多个轧制工艺以生产轧制铝合金产品。
例示79是一种铝合金产品,其包含:包括铝、铁、镁、锰和硅的均化3xxx系列铝合金,其中所述均化3xxx系列铝合金中的硅重量%与所述均化3xxx系列铝合金中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述均化3xxx系列铝合金包括包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒,其中至少一部分所述α相金属间颗粒是在所述均化3xxx系列铝合金的均化期间由包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒转化而来。
例示80是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述均化3xxx系列铝合金中的α相金属间颗粒数密度与所述均化3xxx系列铝合金中的β相金属间颗粒数密度的比率为2至1000,或者其中所述α相金属间颗粒的体积%与所述β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1000。
例示81是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中使所述均化3xxx系列铝合金经受一个或多个轧制工艺。
例示82是任何前述或后续例示的铝合金产品,其中所述均化3xxx系列铝合金包含:0.8-1.4重量%的镁;0.8-1.3重量%的锰;最多0.25重量%的铜;0.25-0.7重量%的硅;最多0.7重量%的铁;最多0.25重量%的锌;和铝。
例示83是任何前述例示的铝合金产品,其是通过任何前述例示的方法制备的。
例示84是任何前述例示的方法,包括制造任何前述例示的铝合金产品的方法。
以上引用的所有专利、出版物和摘要以全文引用的方式并入本文。前面对实施方案(包括例示的实施方案)的描述仅是为了例示和描述的目的而给出的,并不意图穷举或限于所公开的精确形式。对于本领域技术人员来说,其许多修改、变动和用途将是显而易见的。
Claims (70)
1.一种铝合金产品,其包含:
包含铝、铁、镁、锰和硅的铝合金,其中所述铝合金中的铁重量%与所述铝合金中的硅重量%的比率为0.5至5.0,且其中所述铝合金包括许多颗粒,所述颗粒包括包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒和包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒;且
其中所述铝合金对于所述许多颗粒具有每μm2为5个颗粒至每μm2为30,000个颗粒的颗粒密度,且其中所述铝合金对于所述许多颗粒具有1μm至25μm的颗粒间间距。
2.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述许多颗粒具有500nm至50μm的直径。
3.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述颗粒密度是每μm2为50至1,000个颗粒。
4.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述铝合金包含:
0.1重量%至1.0重量%的铁,
0.05重量%至0.8重量%的硅,
0.2重量%至2.0重量%的锰,
0.2重量%至2.0重量%的镁,
最多0.5重量%的铜,
最多0.05重量%的锌,和
铝。
5.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述铝合金包含最多0.15重量%的杂质。
6.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述铝合金包含:
0.2重量%至0.8重量%的铁,
0.10重量%至0.7重量%的硅,
0.6重量%至1.0重量%的锰,
0.7重量%至1.0重量%的镁,
最多0.25重量%的铜,
最多0.2重量%的锌,
最多0.10重量%的钛,
最多0.10重量%的铬,
最多0.10重量%的锆,
最多0.10重量%的钒,和
铝。
7.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述铝合金包含:
0.3重量%至0.7重量%的铁,
0.15重量%至0.5重量%的硅,
0.8重量%至1.2重量%的锰,
0.9重量%至1.2重量%的镁,
0.1重量%至0.2重量%的铜,
最多0.15重量%的锌,
最多0.08重量%的钛,
最多0.05重量%的铬,
最多0.05重量%的锆,
最多0.05重量%的钒,和
铝。
8.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述α相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0.5%至4.0%,且其中所述β相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0%至2.0%。
9.如权利要求1所述的铝合金产品,其中α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.2至1,000,或其中所述α相金属间颗粒的体积%与所述β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1,000。
10.如权利要求9所述的铝合金产品,其中所述α相金属间颗粒数密度与所述β相金属间颗粒数密度的所述比率为0.3至3。
11.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述许多颗粒中的80%或更多具有5μm至15μm的颗粒间间距。
12.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述许多颗粒包含含铁颗粒,其中大部分所述含铁颗粒具有1μm至40μm的直径。
13.如权利要求12所述的铝合金产品,其中所述含铁颗粒占所述铝合金的总体积的1%至4%。
14.如权利要求1所述的铝合金产品,其进一步包含含锰分散胶体,其中大部分所述含锰分散胶体具有10nm至1.5μm的直径。
15.如权利要求14所述的铝合金产品,其中所述含锰分散胶体占所述铝合金的总体积的最多1%。
16.如权利要求1所述的铝合金产品,其中所述铝合金包括均化3xxx系列铝合金,其中所述均化3xxx系列铝合金中的铁重量%与所述均化3xxx系列铝合金中的硅重量%的所述比率为0.5至1.0,且其中所述均化3xxx系列铝合金包括α相金属间颗粒,且其中至少一部分所述α相金属间颗粒是在所述均化3xxx系列铝合金的均化期间由β相金属间颗粒转化而来。
17.如权利要求16所述的铝合金产品,其中所述均化3xxx系列铝合金中的α相金属间颗粒数密度与所述均化3xxx系列铝合金中的β相金属间颗粒数密度的比率为2至1000,或者其中所述α相金属间颗粒的体积%与所述β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1000。
18.如权利要求16所述的铝合金产品,其中使所述均化3xxx系列铝合金经受一个或多个轧制工艺。
19.如权利要求16所述的铝合金产品,其中所述均化3xxx系列铝合金包含:
0.8-1.4重量%的镁;
0.8-1.3重量%的锰;
最多0.25重量%的铜;
0.25-0.7重量%的硅;
最多0.7重量%的铁;
最多0.25重量%的锌;和
铝。
20.一种制造铝合金产品的方法,所述方法包括:
制备包含铝合金的铸造铝合金产品,其中所述铝合金包含铝、铁、镁、锰和硅,其中所述铝合金中的硅重量%与所述铝合金中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述铝合金包括许多颗粒,所述颗粒包括包含铝、硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒和包含铝以及铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒;并
通过如下方式均化所述铸造铝合金产品以形成均化铝合金产品:
将所述铸造铝合金产品加热到500℃至650℃的均化温度;并
将所述铸造铝合金产品在所述均化温度下均热0.1小时至36小时的持续时间,且
其中所述铝合金产品对于所述许多颗粒具有每μm2为5至30,000个颗粒的颗粒密度,且其中所述铝合金产品对于所述许多颗粒具有1μm至25μm的颗粒间间距。
21.如权利要求20所述的方法,其中所述持续时间为0.5至10小时。
22.如权利要求20所述的方法,其中所述均化温度为570℃至620℃。
23.如权利要求20所述的方法,其中所述均化温度在所述铝合金的固相线温度的25℃以内。
24.如权利要求20所述的方法,其中在所述均热期间,所述β相金属间颗粒的尺寸与在所述均热之前所述β相金属间颗粒的尺寸相比减小。
25.如权利要求20所述的方法,其中在所述均热期间,所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度与在所述均热之前所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度相比降低。
26.如权利要求20所述的方法,其中所述许多颗粒包括500nm至50μm的粒径。
27.如权利要求20所述的方法,其中所述颗粒密度是每μm2为50至1,000个颗粒。
28.如权利要求20所述的方法,其中所述铝合金包含:
0.1重量%至1.0重量%的铁,
0.05重量%至0.8重量%的硅,
0.2重量%至2.0重量%的锰,
0.2重量%至2.0重量%的镁,
最多0.5重量%的铜,
最多0.05重量%的锌,和
铝。
29.如权利要求20所述的方法,其中所述铝合金包含:
0.2重量%至0.8重量%的铁,
0.10重量%至0.7重量%的硅,
0.6重量%至1.0重量%的锰,
0.7重量%至1.0重量%的镁,
最多0.25重量%的铜,
最多0.2重量%的锌,
最多0.10重量%的钛,
最多0.10重量%的铬,
最多0.10重量%的锆,
最多0.10重量%的钒,和
铝。
30.如权利要求20所述的方法,其中所述铝合金包含:0.3重量%至0.7重量%的铁,
0.15重量%至0.5重量%的硅,
0.8重量%至1.2重量%的锰,
0.9重量%至1.2重量%的镁,
0.1重量%至0.2重量%的铜,
最多0.15重量%的锌,
最多0.08重量%的钛,
最多0.05重量%的铬,
最多0.05重量%的锆,
最多0.05重量%的钒,和
铝。
31.如权利要求20所述的方法,其中所述α相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0.5%至4.0%,且所述β相金属间颗粒按体积计占所述铝合金的0至2.0%。
32.如权利要求20所述的方法,其中α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.2至1,000,或其中所述α相金属间颗粒的体积%与所述β相金属间颗粒的体积%的比率为0.6至1,000。
33.如权利要求32所述的方法,其中α相金属间颗粒数密度与所述β相金属间颗粒数密度的所述比率为0.3至3。
34.如权利要求20所述的方法,其中所述许多颗粒中的80%或更多具有5μm至15μm的颗粒间间距。
35.如权利要求20所述的方法,其中所述许多颗粒包含含铁颗粒,其中大部分所述含铁颗粒具有1μm至40μm的直径。
36.如权利要求35所述的方法,其中含铁颗粒占所述铝合金的总体积的1%至4%。
37.如权利要求35所述的方法,其中所述铝合金进一步包含含锰分散胶体,其中所述含锰分散胶体具有10nm和1.5μm的直径。
38.如权利要求37所述的方法,其中所述含锰分散胶体占所述铝合金的总体积的最多1%。
39.如权利要求20所述的方法,其中:
所述铸造铝合金产品包含包括铝、铁、镁、锰和硅的3xxx系列铝合金,其中所述3xxx系列铝合金中的硅重量%与所述3xxx系列铝合金中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述铸造铝合金产品包括β相金属间颗粒和α相金属间颗粒;
所述均化温度为575℃至615℃;
所述持续时间为12小时至36小时;且
来自所述3xxx系列铝合金的硅扩散到所述β相金属间颗粒中,并将至少一部分所述β相金属间颗粒转化成α相金属间颗粒。
40.如权利要求39所述的方法,其中所述持续时间为24小时至36小时。
41.如权利要求39所述的方法,其中所述持续时间为24小时至30小时。
42.如权利要求39所述的方法,其中所述均化温度为580℃至610℃。
43.如权利要求39所述的方法,其中所述均化温度在所述3xxx系列铝合金的固相线温度的25℃以内。
44.如权利要求39所述的方法,其中在所述均热期间,铁扩散出所述β相金属间颗粒并被锰置换。
45.如权利要求39所述的方法,其中在所述均热期间,铁扩散出所述β相金属间颗粒,并与所述铸造铝合金产品内存在的分散胶体结合以形成α相金属间颗粒。
46.如权利要求45所述的方法,其中所述分散胶体包含锰。
47.如权利要求39所述的方法,其中在所述均热期间,所述β相金属间颗粒的平均尺寸与在均热之前所述β相金属间颗粒的平均尺寸相比减小。
48.如权利要求39所述的方法,其中在所述均热期间,所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度与在均热之前所述铸造铝合金产品中的所述β相金属间颗粒的数密度相比降低。
49.如权利要求39所述的方法,其中在所述均热期间,所述β相金属间颗粒的30%至100%转化成α相金属间颗粒。
50.如权利要求39所述的方法,其中所述均化铝合金产品中的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为2至1000。
51.如权利要求39所述的方法,其中所述铸造铝合金产品中的α相金属间颗粒数密度与β相金属间颗粒数密度的比率为0.3至3。
52.如权利要求39所述的方法,其中所述3xxx系列铝合金中的所述硅重量%与所述铁重量%的所述比率为0.55至0.9。
53.如权利要求39所述的方法,其中所述3xxx系列铝合金包含:
0.8-1.4重量%的镁;
0.8-1.3重量%的锰;
最多0.25重量%的铜;
0.25-0.7重量%的硅;
最多0.7重量%的铁;
最多0.25重量%的锌;和
铝。
54.如权利要求39所述的方法,其中制备所述铸造铝合金产品包括制备熔融3xxx系列铝合金并铸造所述熔融3xxx系列铝合金。
55.如权利要求54所述的方法,其中制备所述熔融3xxx系列铝合金包括熔化3xxx系列源铝合金和5xxx系列源铝合金的组合。
56.如权利要求55所述的方法,其中所述3xxx系列源铝合金和所述5xxx系列源铝合金来自回收源。
57.如权利要求55所述的方法,其中制备所述熔融3xxx系列铝合金进一步包括将4xxx系列铝合金或6xxx系列铝合金与所述3xxx系列源铝合金和所述5xxx系列源铝合金一起熔化。
58.如权利要求39所述的方法,其中所述均化温度为第一均化温度,且其中所述方法进一步包括:
将所述均化铝合金产品的温度降低到低于所述第一均化温度的第二均化温度;并
将所述均化铝合金产品在所述第二均化温度下均热第二持续时间。
59.如权利要求58所述的方法,其中所述第二持续时间为1小时至24小时。
60.如权利要求58所述的方法,其中所述第二均化温度为500℃至600℃。
61.如权利要求58所述的方法,其中将所述均化铝合金产品在所述第二均化温度下均热控制所述均化铝合金产品的表面质量。
62.如权利要求39所述的方法,进一步包括使所述均化铝合金产品经受一个或多个轧制工艺以生产轧制铝合金产品。
63.一种改善金属产品的可成形性的方法,所述方法包括:
提供包含金属复合材料的铸造金属产品,其中所述金属复合材料包含铁、镁、锰和硅,其中所述金属复合材料中的硅重量%与所述金属复合材料中的铁重量%的比率为0.5至1.0,且其中所述金属复合材料包括许多颗粒,所述颗粒包括包含硅以及铁或锰中的一者或多者的α相金属间颗粒和包含铁或锰中的一者或多者的β相金属间颗粒;并
均化所述铸造金属产品以控制所述许多颗粒的颗粒间间距和控制所述许多颗粒的颗粒密度,从而实现颗粒间间距与颗粒密度的比率为0.0003/μm至0.0006/μm。
64.如权利要求63所述的方法,其中所述颗粒间间距为1μm至25μm。
65.如权利要求63所述的方法,其中所述颗粒密度是每μm2为5至30,000个颗粒。
66.如权利要求65所述的方法,其中所述颗粒密度是每μm2为5至1,000个颗粒。
67.如权利要求63所述的方法,其中所述许多颗粒包括1μm至50μm的粒径。
68.如权利要求63所述的方法,其中均化所述铸造金属产品包括将所述铸造金属产品加热到400℃至800℃的均化温度,并将所述铸造金属产品在所述均化温度下均热0.1小时至48小时的持续时间。
69.如权利要求68所述的方法,其中所述均化温度在所述铸造金属产品的固相线温度的25℃以内。
70.如权利要求68所述的方法,其中均化所述铸造金属产品进一步包括使所述铸造金属产品经受热轧工艺或冷轧工艺中的一者或多者。
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