CN116490634A - 高强度和低淬火敏感性7xxx系列铝合金及其制备方法 - Google Patents

高强度和低淬火敏感性7xxx系列铝合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

描述了制备铝合金产品的方法。所述方法包括加热经轧制的铝合金产品至从400℃至525℃的第一温度。所述经轧制的铝合金产品可包含7xxx系列铝合金。所述方法还包括将所述经轧制的铝合金产品在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟的持续时间。所述方法还包括以从0.5℃/s至125℃/s的淬火速率淬火所述经轧制的铝合金产品,从而产生经热处理的铝合金产品。所述经热处理的铝合金产品表现出从0.3至0.8的应变比。所述应变比根据ASTM G129和/或ASTM G139标准试验方法确定。

Description

高强度和低淬火敏感性7XXX系列铝合金及其制备方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年9月17日提交的美国临时申请第62/706,906号的权益和优先权,该临时申请据此全文以引用方式并入。
技术领域
本公开总体上涉及冶金学,以及更具体地涉及铝合金产品和用于制备具有改进的耐晶粒间和应力腐蚀开裂性的铝合金产品的方法。
背景技术
高强度铝合金期望用于多种应用,诸如汽车和航空航天工业。示例性的高强度铝合金包括7xxx系列铝合金。在7xxx系列铝合金的加工期间,可对合金进行热处理,然后快速淬火以锁定固溶化的合金元素,并提供合适的耐晶粒间和应力腐蚀开裂性以及所需的机械特性。如果淬火未在合适的时间尺度上进行,则所得产品可能易于发生晶间和应力腐蚀开裂和/或具有不合适的机械特性。
7xxx系列铝合金加工所需的快速淬火速率在热处理步骤和淬火步骤之间留下的操作窗口极小。这种小窗口意味着由7xxx系列铝合金制成的产品可能需要在热加工步骤之后立即淬火,从而几乎没有留出时间进行其他加工步骤,诸如热成形或在各位置之间转移热产品。快速淬火速率也可能是不合需要的,因为它们通常使用专用设备并增加加工复杂性。
发明内容
术语实施方案及类似的术语意图泛指本公开及随附的权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制随附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随附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,并且介绍了在随附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。
本文描述了经轧制的铝合金产品和制备具有淬火不敏感性和改进的强度值的铝合金产品的方法。在一方面,描述了制备铝合金产品的方法。所述方法可包括加热经轧制的铝合金产品。所述经轧制的铝合金产品可包括7xxx系列铝合金产品,其具有从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.10重量%至3.50重量%的Cu、从1.00重量%至4.00重量%的Mg、从0.05重量%至0.50重量%的Fe、从0.05重量%至0.30重量%的Si、从0.05重量%至0.25重量%的Zr、至多0.25重量%的Mn、至多0.20重量%的Cr、至多0.15重量%的Ti,和Al。在一些实施方案中,所述经轧制的铝合金产品可具有从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.20重量%至2.60重量%的Cu、从1.40重量%至2.80重量%的Mg、从0.10重量%至0.35重量%的Fe、从0.05重量%至0.20重量%的Si、从0.05重量%至0.15重量%的Zr、从0.01重量%至0.05重量%的Mn、从0.01重量%至0.05重量%的Cr、从0.001重量%至0.05重量%的Ti,和Al。而在其他实施方案中,所述经轧制的铝合金产品可具有从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.30重量%至2.50重量%的Cu、从1.60重量%至2.60重量%的Mg、从0.10重量%至0.25重量%的Fe、从0.07重量%至0.15重量%的Si、从0.09重量%至0.15重量%的Zr、从0.02重量%至0.05重量%的Mn、从0.03重量%至0.05重量%的Cr、从0.003重量%至0.035重量%的Ti,和Al。而在还其他实施方案中,所述经轧制的铝合金产品可具有从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.20重量%至2.10重量%的Cu、从2.20重量%至2.40重量%的Mg、从0.18重量%至0.23重量%的Fe、从0.09重量%至0.12重量%的Si、从0.05重量%至0.15重量%的Zr、从0.04重量%至0.09重量%的Mn、从0.03重量%至0.09重量%的Cr、从0.01重量%至0.02重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质,和Al。任选地,所述经轧制的铝合金产品还可包含Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc和Ni中的一者或多者至多0.20重量%。
本文所述的方法可包括将经轧制的铝合金产品加热至从400℃至525℃的第一温度。例如,所述第一温度可为从450℃至510℃。在一些实施方案中,所述第一温度可以是固溶温度。在将经轧制的铝合金产品加热至所述第一温度之后,经轧制的铝合金产品可在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟的持续时间。所述方法还可包括以从0.5℃/s至125℃/s的淬火速率对经轧制的铝合金产品进行淬火,以产生经热处理的铝合金产品。在一些实施方案中,所述淬火速率可为从5℃/s至125℃/s,而在其他实施方案中,所述淬火速率可为从10℃/s至125℃/s。任选地,所述淬火速率可为从5℃/s至10℃/s、从10℃/s至15℃/s、从15℃/s至20℃/s、从20℃/s至25℃/s、从25℃/s至30℃/s、从30℃/s至35℃/s、从35℃/s至40℃/s、从40℃/s至45℃/s、从45℃/s至50℃/s、从50℃/s至55℃/s、从55℃/s至60℃/s、从60℃/s至65℃/s、从65℃/s至70℃/s、从70℃/s至75℃/s、从75℃/s至80℃/s、从80℃/s至85℃/s、从85℃/s至90℃/s、从90℃/s至95℃/s、从95℃/s至100℃/s、从100℃/s至105℃/s、从105℃/s至110℃/s、从110℃/s至115℃/s、从115℃/s至120℃/s或从120℃/s至125℃/s。
在一些实施方案中,对经轧制的铝合金产品进行淬火可包括以第一淬火速率进行第一淬火至中间温度,以及以第二淬火速率进行第二淬火至第二温度。所述第二淬火速率可大于所述第一淬火速率。可对经轧制的铝合金产品淬火,直到经轧制的铝合金产品达到从10℃至100℃的第二温度。任选地,所述第二温度可以是环境温度。在一些实施方案中,对经轧制的铝合金产品淬火可包括模具淬火工艺、水淬火工艺和/或强制空气淬火工艺。作为实例,所述第一淬火速率可对应于或发生在铝合金产品从加热***中移出时,但在产品被引入到淬火***中(例如,模具淬火)之前。由于暴露于环境条件所引起的温度的初始下降可以是或对应于所述第一淬火速率。任选地,所述第二淬火因此可对应于主动淬火工艺诸如模具淬火工艺期间发生的淬火。
在一些实施方案中,加热和淬火经轧制的铝合金产品可对应于固溶热处理工艺。任选地,所述方法还可包括加热经轧制的铝合金产品之后使经轧制的铝合金产品经受热成形工艺。在一些情况下,所述方法还可包括对经热处理的铝合金产品进行时效处理,诸如在T6回火或T7回火中。例如,所述经热处理的铝合金产品可任选地进一步加热至从100℃至170℃的温度,并在所述温度下保持12小时至30小时。可利用其他时效和回火工艺、实践和条件,诸如美国专利申请公布US 2018/0202031中描述的那些,该专利申请公布据此以引用方式并入。
经热处理的铝合金产品可表现出期望的和/或改进的机械特性。例如,通过对经轧制的铝合金产品进行淬火所产生的经热处理的铝合金产品可表现出从0.30至0.80的应变比。例如,当淬火速率为约或小于125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从0.375至0.425的应变比。在一些实施方案中,所述淬火速率可为大于125℃。所述应变比可根据ASTM G129标准测试方法(诸如ASTM G129-00(2013),Standard Practice for SlowStrain Rate Testing to Evaluate the Susceptibility of Metallic Materials toEnvironmentally Assisted Cracking,ASTM International,West Conshohocken,PA,2013,其据此以引用方式并入)或根据ASTM G139标准测试方法(诸如ASTM G139-05(2015),Standard Test Method for Determining Stress-Corrosion Cracking Resistance ofHeat-Treatable Aluminum Alloy Products Using Breaking Load Method,ASTMInternational,West Conshohocken,PA,2015,其据此以引用方式并入)来测定。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从500MPa至650MPa的极限拉伸强度。例如,当淬火速率为约或小于125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从400MPa至600MPa的屈服强度。例如,当淬火速率为约或小于125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从7.50%至10.50%的均匀伸长率。例如,当淬火速率为约或小于125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从10.00%至15.00%的总伸长率。例如,当淬火速率为约或小于125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从10nm至110nm的无沉淀区宽度。例如,当淬火速率为约或小于125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
所述经热处理的铝合金产品还可表现出优异的耐腐蚀性。通过淬火产生的经热处理的铝合金产品可表现出如根据ASTM G110标准测试方法所确定的从5μm至300μm的腐蚀深度。例如,当淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从5μm至150μm或从25μm至50μm的腐蚀深度。在一些情况下,腐蚀深度可包括点腐蚀或晶间腐蚀中的至少一者。在一些实施方案中,当淬火速率为约50℃/s或更低时,所述腐蚀可包括晶间腐蚀。任选地,当淬火速率为大于或约5℃/s时,所述腐蚀可不包括晶间腐蚀。
任选地,当经热处理的铝合金产品经受更快的淬火时,其机械特性和耐腐蚀性可超过上述那些,但是应当理解,以小于或约125℃/s的速率进行淬火可允许在热处理之后立即处理和加工热铝合金产品方面有更大的灵活性,而最终经热处理的铝合金产品不出现不良机械特性或耐腐蚀性。以这种方式,通过使用本文所述的铝合金产品,所述淬火工艺可以较不复杂且更宽容,并且可以简化热处理、淬火、冲压或其他工艺。
在其他方面,本文可描述一种产品,诸如经热处理的铝合金产品。所述经热处理的铝合金产品可包括7xxx系列铝合金产品,其具有从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.10重量%至3.50重量%的Cu、从1.00重量%至4.00重量%的Mg、从0.05重量%至0.50重量%的Fe、从0.05重量%至0.30重量%的Si、从0.05重量%至0.25重量%的Zr、至多0.25重量%的Mn、至多0.20重量%的Cr、至多0.15重量%的Ti,和Al。在一些实施方案中,经热处理的铝合金产品可以是成形的铝合金产品、经热成形的铝合金产品和/或处于T6回火或T7回火。
所述产品可以是具有改进的机械特性的经热处理的铝合金产品。例如,经热处理的铝合金产品可表现出从0.30至0.80的应变比。例如,当淬火速率小于或为约125℃/s时,经热处理的铝合金产品可表现出从0.375至0.425的应变比。应变比可根据ASTM G129和/或ASTM G139标准测试方法测定。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从500MPa至650MPa,诸如从500MPa至510MPa、510MPa至520MPa、520MPa至530MPa、530MPa至540MPa、540MPa至550MPa、550MPa至560MPa、560MPa至570MPa、570MPa至580MPa、580MPa至590MPa、590MPa至600MPa、600MPa至610MPa、610MPa至620MPa、620MPa至630MPa、630MPa至640MPa或640MPa至650MPa的极限拉伸强度。例如,当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从400MPa至600MPa,诸如从400MPa至410MPa、410MPa至420MPa、420MPa至430MPa、430MPa至440MPa、440MPa至450MPa、450MPa至460MPa、460MPa至470MPa、470MPa至480MPa、480MPa至490MPa、490MPa至500MPa、500MPa至510MPa、510MPa至520MPa、520MPa至530MPa、530MPa至540MPa、540MPa至550MPa、550MPa至560MPa、560MPa至570MPa、570MPa至580MPa、580MPa至590MPa或590MPa至600MPa的屈服强度。例如,当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从7.50%至10.50%,诸如从7.50%至8.00%、从8.00%至8.50%、从8.50%至9.00%、从9.00%至9.50%、从9.50%至10.00%或从10.00%至10.50%的均匀伸长率。例如,当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从10.00%至15.00%,诸如从10.00%至10.50%、从10.50%至11.00%、从11.00%至11.50%、从11.50%至12.00%、从12.00%至12.50%、从12.50%至13.00%、从13.00%至13.50%、从13.50%至14.00%、从14.00%至14.50%或从14.50%至15.00%的总伸长率。例如,当淬火速率小于或为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可表现出从10nm至110nm,诸如从10nm至11nm、从11nm至12nm、从12nm至13nm、从13nm至14nm、从14nm至15nm、从15nm至20nm、从20nm至25nm、从25nm至30nm、从30nm至35nm、从35nm至40nm、从40nm至45nm、从45nm至50nm、从50nm至55nm、从55nm至60nm、从60nm至65nm、从65nm至70nm、从70nm至75nm、从75nm至80nm、从80nm至85nm、从85nm至90nm、从90nm至95nm、从95nm至100nm、从100nm至105nm或从105nm至110nm的无沉淀区宽度。例如,当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
所述产品可包括具有优异耐腐蚀性的经热处理的铝合金产品。例如,所述经热处理的铝合金产品可表现出如根据ASTM G110标准测试方法所确定的从5μm至300μm的腐蚀深度,诸如从5μm至10μm、从10μm至15μm、从15μm至20μm、从20μm至25μm、从25μm至30μm、从30μm至35μm、从35μm至40μm、从40μm至45μm、从45μm至50μm、从50μm至60μm、从60μm至70μm、从70μm至80μm、从80μm至90μm、从90μm至100μm、从100μm至110μm、从110μm至120μm、从120μm至130μm、从130μm至140μm、从140μm至150μm、从150μm至160μm、从160μm至170μm、从170μm至180μm、从180μm至190μm、从190μm至200μm、从200μm至210μm、从210μm至220μm、从220μm至230μm、从230μm至240μm、从240μm至250μm、从250μm至260μm、从260μm至270μm、从270μm至280μm、从280μm至290μm或从290μm至300μm。在一些实施方案中,当淬火速率为小于或125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品可表现出从5μm至150μm或从25μm至50μm的腐蚀深度。
在一些实施方案中,所述经热处理的铝合金产品可通过将经轧制的铝合金产品加热至第一温度来产生。经轧制的铝合金产品可包括7xxx系列铝合金。可将经轧制的铝合金产品加热至从400℃至525℃的温度。可将经轧制的铝合金产品在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟,诸如从15秒至30秒、从30秒至1分钟、从1分钟至5分钟、从5分钟至10分钟、从10分钟至15分钟、从15分钟至20分钟、从20分钟至25分钟或从25分钟至30分钟的持续时间。所述经轧制的铝合金产品还可以从0.5℃/s至125℃/s,诸如从0.5℃/s至1℃/s、从1℃/s至5℃/s、从5℃/s至10℃/s、从10℃/s至25℃/s、从25℃/s至50℃/s、从50℃/s至75℃/s、从75℃/s至100℃/s或从100℃/s至125℃/s的淬火速率进行淬火。任选地,所述产品可通过本文所述的任何方法产生。
本文还描述了汽车和航空航天产品。在一些实施方案中,汽车产品可并入如本文所述的产品。例如,汽车产品可并入如上所述的经热处理的铝合金产品。在其他实施方案中,航空航天产品可并入如本文所述的产品。例如,航空航天产品可并入如上所述的经热处理的铝合金产品。任选地,汽车产品可并入根据本文所述的任何方法产生的产品。例如,汽车产品可并入通过上述任何方法产生的经热处理的铝合金产品。类似地,航空航天产品可并入根据本文所述的任何方法产生的产品。例如,航空航天产品可并入通过上述任何方法产生的经热处理的铝合金产品。
其他目的和优点将从非限制性实例的以下具体实施方式中变得显而易见。
附图说明
本说明书参考以下附图,其中在不同附图中使用相似参考数字旨在示出相似或类似部件。
图1A提供以550℃/s的速率淬火的淬火敏感性铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图1B提供以350℃/s的速率淬火的淬火敏感性铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图1C提供以250℃/s的速率淬火的淬火敏感性铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图1D提供以5℃/s的速率淬火的淬火敏感性铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图2A提供根据一个实施方案的以550℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图2B提供根据一个实施方案的以350℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图2C提供根据一个实施方案的以250℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图2D提供根据一个实施方案的以5℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图3A提供根据另一个实施方案的以550℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图3B提供根据另一个实施方案的以350℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图3C提供根据另一个实施方案的以250℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图3D提供根据另一个实施方案的以5℃/s的速率淬火的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面的剖视图。
图4提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据一些实施方案制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的腐蚀深度的比较。
图5提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据一些实施方案制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的屈服强度的比较。
图6提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据一些实施方案制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的极限拉伸强度的比较。
图7提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据一些实施方案制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的总伸长率的比较。
图8提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据一些实施方案制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的应变比的比较。
图9提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据一些实施方案制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的无沉淀区宽度的比较。
图10A提供电子显微图像,示出当以550℃/s的速率对淬火敏感性铝合金产品进行淬火时形成的无沉淀区。
图10B提供电子显微图像,示出当以150℃/s的速率对淬火敏感性铝合金产品进行淬火时形成的无沉淀区。
图10C提供电子显微图像,示出当以5℃/s的速率对淬火敏感性铝合金产品进行淬火时形成的无沉淀区。
图11A提供电子显微图像,示出当以550℃/s的速率对根据本文公开的实施方案制备的经轧制的铝合金产品进行淬火时形成的经热处理的铝合金产品的无沉淀区。
图11B提供电子显微图像,示出当以150℃/s的速率对根据本文公开的实施方案制备的经轧制的铝合金产品进行淬火时形成的经热处理的铝合金产品的无沉淀区。
图11C提供电子显微图像,示出当以5℃/s的速率对根据本文公开的实施方案制备的经轧制的铝合金产品进行淬火时形成的经热处理的铝合金产品的无沉淀区。
图12提供制备根据一些实施方案的铝合金产品的方法的概述。
图13提供说明性图表,示出制备根据一些实施方案的铝合金产品的随时间变化的温度分布。
具体实施方式
本文描述了铝合金产品以及制备以实现改进的淬火敏感性的方式加工的铝合金产品的方法。淬火敏感性通常是指淬火对金属产品的特性诸如机械特性和耐腐蚀性的影响。淬火是指将金属产品从第一温度(诸如热处理温度)快速冷却到较低温度(诸如室温)。例如,在加工期间,铝合金产品可经受热处理,其中所述铝合金产品被加热至第一高温,诸如从450℃至600℃。所述铝合金产品可经受热处理,诸如美国专利申请序列号15/336,982中所述的那些,该专利申请全文以引用方式并入本文。淬火的一个目的是保持通过热处理形成的亚稳态固溶体。当产品以足够的速率从所述第一温度冷却到第二温度(通常接近室温或在室温下)时,可获得其中溶质保留在合金溶体中的固溶体。溶质保留可能是合乎需要的,因为在淬火期间溶质从溶体中沉淀可能导致局部过时效、丧失晶界耐腐蚀性,并且重要的是对时效硬化处理的响应差。溶质在固溶体中的保留可允许溶质原子可用于形成均匀沉淀区,这对于在时效硬化处理期间强化金属产品是重要的。淬火的另一个目的可以是保持期望数量的空晶格位置,以有助于在沉淀硬化的时效阶段促进低温扩散。
一些金属产品,诸如铝合金产品,可能对溶质损失特别敏感。特别是在时效硬化处理期间,溶质损失可能影响铝合金产品的所得特性。溶质损失是指溶质与其他元素化学键合,使得它们不能用于沉淀硬化。当淬火速率不够快时,溶质原子易于扩散到晶界,以及迁移到无序区域的空位。溶质原子的这种移动通常是不可挽回的,并且可能永久地影响金属产品的特性。例如,一些未以足够的速率淬火的金属产品可表现出较高的晶间腐蚀速率和应力开裂腐蚀速率,并具有降低的屈服强度、拉伸强度和晶粒伸长率。因此,可获得的最合乎需要的机械特性通常可能与高淬火速率相关。
然而,实现高淬火速率可能是昂贵的、复杂的,或者需要时间敏感的工艺,该工艺使热处理步骤和淬火步骤之间的额外加工的机会降至最小。此外,高淬火速率可能不合需要地影响金属产品的特性。在一些情况下,高淬火速率还可导致变形和在产品的微观结构内产生残余应力。例如,铝合金产品可能由于铝的高线性膨胀系数而在淬火期间易于变形。铝的线性膨胀系数是钢的两倍,因此在大的温度波动期间,由于热膨胀或收缩会产生大量的应变。因此,可能需要在充分保持大部分硬化元素和化合物在溶体中并使变形和残余应力降至最低的淬火速率之间的平衡,以制备具有最佳特性的铝合金产品。
一种平衡淬火效果的方法涉及多步时效工艺。这些多步时效工艺通常包括至少一个快速淬火步骤。例如,从第一温度开始的初始淬火可以是快速的以保持固溶体。然而,多步时效工艺可能是复杂的、昂贵的和耗时的。因此,如本文所述,尽管使用较小的淬火速率,但提供仅使用单步时效工艺来实现所需特性的方法和金属产品。另外,所公开的方法和金属产品可表现出淬火不敏感性,从而甚至在低淬火速率下导致改进的机械特性,诸如改进的强度值。
具体来说,所公开的方法和技术可提供仅经受单步时效工艺的对淬火不敏感的7xxx系列铝合金和产品。本文所述的淬火不敏感的7xxx系列铝合金可在不进行快速淬火的情况下具有改进的抗晶间腐蚀和应力腐蚀开裂性。用于所公开的方法和技术中的示例性7xxx系列铝合金描述于美国专利申请第15/336,982号中,该专利申请据此以引用方式并入本文。
定义和描述
如本文所用,术语“发明”、“该发明”、“此发明”和“本发明”意在泛指本专利申请和所附权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制所附专利权利要求的含义或范围。
在本说明书中,提及了由AA编号和其他相关名称(诸如“系列”或“7xxx”)标识的合金。要了解最常用于命名和标识铝及其合金的编号命名***,参见由铝业协会(TheAluminum Association)发布的“International Alloy Designations and ChemicalComposition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys”或“Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and ChemicalCompositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot”。
如本文所用,板的厚度通常大于约15mm。例如,板可以是指厚度大于约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,沙特板的厚度可以为约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、约10mm、约11mm、约12mm、约13mm、约14mm或约15mm。
如本文所用,片材一般是指厚度小于约4mm的铝产品。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)。
本申请中可能提及了合金回火或状态。要了解最常用的合金回火描述,参见“American National Standards(ANSI)H35 on Alloy and Temper DesignationSystems”。F状态或回火是指所制造的铝合金。O状态或回火是指退火后的铝合金。Hxx状态或回火,在本文中也称为H回火,是指在冷轧后经过或不经过热处理(例如,退火)的不可热处理的铝合金。合适的H回火包括HX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8或HX9回火。T1状态或回火是指从热加工冷却并经自然时效(例如,在室温下)的铝合金。T2状态或回火是指从热加工冷却、经冷加工和自然时效的铝合金。T3状态或回火是指经固溶热处理、冷加工和自然时效的铝合金。T4状态或回火是指经固溶热处理和自然时效的铝合金。T5状态或回火是指从热加工冷却并经人工时效(在高温下)的铝合金。T6状态或回火是指经固溶热处理和人工时效的铝合金。T7状态或回火是指经固溶热处理和人工过时效的铝合金。T8x状态或回火是指经固溶热处理、冷加工和人工时效的铝合金。T9状态或回火是指经固溶热处理、人工时效和冷加工的铝合金。W状态或回火是指经固溶热处理后的铝合金。
如本文所用,“室温”的含义可包括从约15℃至约30℃,例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃的温度。如本文所用,“环境条件”或“周围环境”的含义可包括约室温的温度、从约20%至约100%的相对湿度以及从约975毫巴(mbar)至约1050mbar的大气压力。例如,相对湿度可为约20%、约21%、约22%、约23%、约24%、约25%、约26%、约27%、约28%、约29%、约30%、约31%、约32%、约33%、约34%、约35%、约36%、约37%、约38%、约39%、约40%、约41%、约42%、约43%、约44%、约45%、约46%、约47%、约48%、约49%、约50%、约51%、约52%、约53%、约54%、约55%、约56%、约57%、约58%、约59%、约60%、约61%、约62%、约63%、约64%、约65%、约66%、约67%、约68%、约69%、约70%、约71%、约72%、约73%、约74%、约75%、约76%、约77%、约78%、约79%、约80%、约81%、约82%、约83%、约84%、约85%、约86%、约87%、约88%、约89%、约90%、约91%、约92%、约93%、约94%、约95%、约96%、约97%、约98%、约99%、约100%或其间的任何值。例如,大气压力可为约975mbar、约980mbar、约985mbar、约990mbar、约995mbar、约1000mbar、约1005mbar、约1010mbar、约1015mbar、约1020mbar、约1025mbar、约1030mbar、约1035mbar、约1040mbar、约1045mbar、约1050mbar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,所述范围“1至10”应被认为包括介于最小值1和最大值10之间(并包括端点)的任何和所有子范围;即,所有子范围以最小值1或更大,例如1至6.1开始,并以最大值10或更小,例如5.5至10结束。除非另有说明,否则表述“至多”当指代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。除非另有说明,所有组成百分比均以重量百分比(重量%)表示。
如本文所用,除非上下文另有明确指示,否则“一个/种(a)”、一个/种(an)和“该/所述(the)”的含义包括单数和复数个提及物。
在本说明书中,铝合金产品和它们的组分可根据它们的元素组成以重量百分比(重量%)来描述。在每种合金中,剩余部分是铝,所有杂质的总和的最大重量%为0.15%。
本发明中可存在附带元素(诸如晶粒细化剂和脱氧剂)或其他添加剂,并且在不背离或显著改变本文所述的合金或本文所述的合金的特征的情况下可自行增加其他特性。
铝合金产品和制备铝合金产品的方法
图1A、图1B、图1C和图1D提供以不同淬火速率淬火的淬火敏感性铝合金产品的腐蚀剖面的剖面图。淬火敏感性铝合金产品可以是根据常规方法和技术制备的产品。腐蚀剖面可通过以下方式产生:使铝合金产品经受热处理工艺,随后以指定的速率淬火,然后对经淬火的铝合金产品进行标准腐蚀试验用于测定或评估耐腐蚀性,诸如美国材料与试验协会(ASTM)G139用于测定耐应力腐蚀开裂性的标准试验方法或ASTM G110用于通过浸入氯化钠+过氧化氢溶液中评估可热处理的铝合金的抗晶间腐蚀性的标准实践,这些标准腐蚀试验据此以引用方式并入。腐蚀剖面可通过对测试产品进行切片并获得横截面显微图像来获得。
例如,图1A至图1D描绘被标识为铝合金产品110的淬火敏感性铝合金产品的腐蚀剖面。在实施方案中,铝合金产品110可以是AA7075铝合金产品。其他示例性淬火敏感性铝合金产品110可包括AA7022、AA7185、AA6056、AA7020、AA7049、AA7249或AA7149。尽管本文对图1A至图1D、图2A至图2D和图3A至图3D的讨论描述铝合金产品,但附图和相关讨论通常还可适用于其他类型的金属产品。
在实施方案中,淬火敏感性可基于淬火速率和铝合金产品在腐蚀试验时表现出的腐蚀类型来确定。在经淬火的产品的腐蚀试验期间,可表现出各种类型的腐蚀。例如,可表现出点腐蚀,其中在铝合金内形成代表材料损失的空腔或孔。在其他实例中,可表现出晶间腐蚀。晶间腐蚀,也称为晶粒间腐蚀或枝晶间腐蚀,可以局部腐蚀的形式为特征,其中晶界和紧邻晶界的材料受到侵蚀。在一些情况下,淬火敏感性可基于腐蚀形式和/或从一种腐蚀形式到另一种腐蚀形式的转变来确定。例如,淬火敏感性可对应于腐蚀形态的变化,诸如当产品经受各种淬火速率时从点腐蚀到晶间腐蚀的转换。在一些情况下,铝合金产品在腐蚀试验中不表现出晶间腐蚀的情况下可被淬火的速率越慢,铝合金产品的淬火不敏感性可能越高。晶间腐蚀可能比点腐蚀更不合需要,因为晶间腐蚀在应力条件下更容易传播裂纹。
如图1A所示,当以550℃/s的快速淬火速率对淬火敏感性铝合金产品淬火时,在腐蚀试验中可表现出点腐蚀120。点腐蚀120可通过铝合金产品110的材料损失的局部凹坑来识别。在实施方案中,铝合金产品110可使用水淬火进行淬火以实现550℃/s的快速淬火速率。水通常用于淬火铝合金产品。水淬火的常用方法可包括冷水浸泡、热水浸泡、沸水或喷水。还经常使用的其他淬火方法包括聚亚烷基二醇溶液、空气鼓风、静止空气(即,将铝合金产品保持在室温下)、液氮、快速淬火油或盐水溶液。根据铝合金产品、期望的特性和所需的淬火速率,可选择各种淬火方法。
图1B示出当铝合金产品110以350℃/s的速率淬火并经受腐蚀试验时,也可表现出点腐蚀120。腐蚀形态在图1B和图1C之间变化。如图1C的腐蚀剖面所示,当铝合金产品110以250℃/s或更低的速率淬火并经受腐蚀试验时,可表现出晶间腐蚀130。晶间腐蚀130可通过沿着铝合金产品110的晶界形成局部破裂来识别。在腐蚀剖面中,诸如图1A至图1D中提供的那些,如与点腐蚀120表现出的材料损失的大破裂或凹坑相比,晶间腐蚀130可通过铝合金产品110的主体内稍微更精细的破裂来识别。当铝合金产品110以5℃/s的速率淬火并进行腐蚀试验时,也可表现出晶间腐蚀130。在350℃/s和250℃/s的淬火速率之间从点腐蚀120到晶间腐蚀130的腐蚀形态的变化可表明铝合金产品110是淬火敏感性的或需要高淬火速率来实现耐晶间腐蚀性。此外,铝合金产品110的这种淬火敏感性可表明铝合金产品110可能具有较少的合乎需要的特性,诸如降低的耐应力腐蚀开裂性或降低的强度值。
图2A至图2D提供根据本文公开的方法和技术的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面。本文提供的经热处理的铝合金产品可以是淬火不敏感的铝合金产品。在图2A至图2D中,经热处理的铝合金产品被标识为铝合金产品210。铝合金产品210可以是或包含如本文所述的7xxx系列铝合金。这些合金可表现出改进的淬火不敏感性和淬火后出乎意料的高强度值,诸如高拉伸强度和屈服强度,这些高强度值当进行腐蚀试验时可以保持。本文公开的铝合金产品的特性可由于它们的组成以及制备和加工它们的方法来实现。有利地,这些铝合金产品的最终特性可在接受单步时效处理的同时实现。另外,铝合金产品可以是相对淬火不敏感的,这意味着它们可以较慢的淬火速率淬火而不会导致不合需要的特性变化,从而允许在热处理工艺和淬火工艺之间有额外的加工时间、降低的淬火成本和/或减少的变形。如本文所述的铝合金可任选地具有如表1中提供的元素组成。
表1.
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在一些实例中,所述铝合金可具有如表2中提供的元素组成。
表2.
在一些实例中,所述铝合金可具有如表3中提供的元素组成。
表3.
在一些实例中,所述铝合金可具有如表4中提供的元素组成。
表4
在一些实例中,基于所述合金的总重量,本文所述的合金可包含从4.00%至15.00%(例如,从5.40%至9.50%、从5.60%至9.30%、从5.80%至9.20%或从4.00%至5.00%)的量的锌(Zn)。例如,该合金可包含4.00%、4.10%、4.20%、4.30%、4.40%、4.50%、4.60%、4.70%、4.80%、4.90%、5.00%、5.10%、5.20%、5.30%、5.40%、5.50%、5.60%、5.70%、5.80%、5.90%、6.00%、6.10%、6.20%、6.30%、6.40%、6.50%、6.60%、6.70%、6.80%、6.90%、7.00%、7.10%、7.20%、7.30%、7.40%、7.50%、7.60%、7.70%、7.80%、7.90%、8.00%、8.10%、8.20%、8.30%、8.40%、8.50%、8.60%、8.70%、8.80%、8.90%、9.00%、9.10%、9.20%、9.30%、9.40%、9.50%、9.60%、9.70%、9.80%、9.90%、10.00%、10.10%、10.20%、10.30%、10.40%、10.50%、10.60%、10.70%、10.80%、10.90%、11.00%、11.10%、11.20%、11.30%、11.40%、11.50%、11.60%、11.70%、11.80%、11.90%、12.00%、12.10%、12.20%、12.30%、12.40%、12.50%、12.60%、12.70%、12.80%、12.90%、13.00%、13.10%、13.20%、13.30%、13.40%、13.50%、13.60%、13.70%、13.80%、13.90%、14.00%、14.10%、14.20%、14.30%、14.40%、14.50%、14.60%、14.70%、14.80%、14.90%或15.00% Zn。任选地,该合金可包含从4.00%至4.10%、从4.10%至4.20%、从4.20%至4.30%、从4.30%至4.40%、从4.40%至4.50%、从4.50%至4.60%、从4.60%至4.70%、从4.70%至4.80%、从4.80%至4.90%、从4.90%至5.00%、从5.00%至5.10%、从5.10%至5.20%、从5.20%至5.30%、从5.30%至5.40%、从5.40%至5.50%、从5.50%至5.60%、从5.60%至5.70%、从5.70%至5.80%、从5.80%至5.90%、从5.90%至6.00%、从6.00%至6.10%、从6.10%至6.20%、从6.20%至6.30%、从6.30%至6.40%、从6.40%至6.50%、从6.50%至6.60%、从6.60%至6.70%、从6.70%至6.80%、从6.80%至6.90%、从6.90%至7.00%、从7.00%至7.10%、从7.10%至7.20%、从7.20%至7.30%、从7.30%至7.40%、从7.40%至7.50%、从7.50%至7.60%、从7.60%至7.70%、从7.70%至7.80%、从7.80%至7.90%、从7.90%至8.00%、从8.00%至8.10%、从8.10%至8.20%、从8.20%至8.30%、从8.30%至8.40%、从8.40%至8.50%、从8.50%至8.60%、从8.60%至8.70%、从8.70%至8.80%、从8.80%至8.90%、从8.90%至9.00%、从9.00%至9.10%、从9.10%至9.20%、从9.20%至9.30%、从9.30%至9.40%、从9.40%至9.50%、从9.50%至9.60%、从9.60%至9.70%、从9.70%至9.80%、从9.80%至9.90%、从9.90%至10.00%、从10.00%至10.10%、从10.10%至10.20%、从10.20%至10.30%、从10.30%至10.40%、从10.40%至10.50%、从10.50%至10.60%、从10.60%至10.70%、从10.70%至10.80%、从10.80%至10.90%、从10.90%至11.00%、从11.00%至11.10%、从11.10%至11.20%、从11.20%至11.30%、从11.30%至11.40%、从11.40%至11.50%、从11.50%至11.60%、从11.60%至11.70%、从11.70%至11.80%、从11.80%至11.90%、从11.90%至12.00%、从12.00%至12.10%、从12.10%至12.20%、从12.20%至12.30%、从12.30%至12.40%、从12.40%至12.50%、从12.50%至12.60%、从12.60%至12.70%、从12.70%至12.80%、从12.80%至12.90%、从12.90%至13.00%、从13.00%至13.10%、从13.10%至13.20%、从13.20%至13.30%、从13.30%至13.40%、从13.40%至13.50%、从13.50%至13.60%、从13.60%至13.70%、从13.70%至13.80%、从13.80%至13.90%、从13.90%至14.00%、从14.00%至14.10%、从14.10%至14.20%、从14.20%至14.30%、从14.30%至14.40%、从14.40%至14.50%、从14.50%至14.60%、从14.60%至14.70%、从14.70%至14.80%、从14.80%至14.90%或从14.90%至15.00%的Zn。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,所述的合金可包含从0.10%至3.5%(例如,从0.20%至2.6%、从0.30%至2.5%或从0.15%至0.60%)的量的铜(Cu)。例如,该合金可包含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%、0.35%、0.4%、0.45%、0.50%、0.55%、0.60%、0.65%、0.70%、0.75%、0.80%、0.85%、0.90%、0.95%、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%或3.5%Cu。任选地,该合金可包含从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%、从0.19%至0.20%、从0.20%至0.21%、从0.21%至0.22%、从0.22%至0.23%、从0.23%至0.24%、从0.24%至0.25%、从0.25%至0.26%、从0.26%至0.27%、从0.27%至0.28%、从0.28%至0.29%、从0.29%至0.30%、从0.30%至0.35%、从0.35%至0.40%、从0.40%至0.45%、从0.45%至0.50%、从0.50%至0.55%、从0.55%至0.60%、从0.60%至0.65%、从0.65%至0.70%、从0.70%至0.75%、从0.75%至0.80%、从0.80%至0.85%、从0.85%至0.90%、从0.90%至0.95%、从0.95%至1.0%、从1.0%至1.1%、从1.1%至1.2%、从1.2%至1.3%、从1.3%至1.4%、从1.4%至1.5%、从1.5%至1.6%、从1.6%至1.7%、从1.7%至1.8%、从1.8%至1.9%、从1.9%至2.0%、从2.0%至2.1%、从2.1%至2.2%、从2.2%至2.3%、从2.3%至2.4%、从2.4%至2.5%、从2.5%至2.6%、从2.6%至2.7%、从2.7%至2.8%、从2.8%至2.9%、从2.9%至3.0%、从3.0%至3.1%、从3.1%至3.2%、从3.2%至3.3%、从3.3%至3.4%或从3.4%至3.5%的Cu。全部以重量%表示。
在一些实例中,本文所述的合金可包含从1.00%至4.00%(例如,从1.00%至3.00%、从1.40%至2.80%或从1.60%至2.60%)的量的镁(Mg)。在一些情况下,该合金可包含1.00%、1.10%、1.20%、1.30%、1.40%、1.50%、1.60%、1.70%、1.80%、1.90%、2.00%、2.10%、2.20%、2.30%、2.40%、2.50%、2.60%、2.70%、2.80%、2.90%、3.00%、3.10%、3.20%、3.30%、3.40%、3.50%、3.60%、3.70%、3.80%、3.90%或4.00%Mg。任选地,该合金可包含从1.00%至1.10%、从1.10%至1.20%、从1.20%至1.30%、从1.30%至1.40%、从1.40%至1.50%、从1.50%至1.60%、从1.60%至1.70%、从1.80%至1.80%、从1.80%至1.90%、从1.90%至2.00%、从2.00%至2.10%、从2.10%至2.20%、从2.20%至2.30%、从2.30%至2.40%、从2.40%至2.50%、从2.50%至2.60%、从2.60%至2.70%、从2.70%至2.80%、从2.80%至2.90%、从2.90%至3.00%、从3.00%至3.10%、从3.10%至3.20%、从3.20%至3.30%、从3.30%至3.40%、从3.40%至3.50%、从3.50%至3.60%、从3.60%至3.70%、从3.70%至3.80%、从3.80%至3.90%或从3.90%至4.00%Mg。全部以重量%表示。
任选地,Zn、Cu和Mg的组合含量可在从5.00%至14.00%(例如,从5.50%至13.50%、从6.00%至13.00%、从6.50%至12.50%或从7.00%至12.00%)的范围内。例如,Zn、Cu和Mg的组合含量可为5.00%、5.50%、6.00%、6.50%、7.00%、7.50%、8.00%、8.50%、9.00%、9.50%、10.00%、10.50%、11.00%、11.50%、12.00%、12.50%、13.00%、13.50%或14.00%。任选地,Zn、Cu和Mg的组合含量可为从5.00%至5.50%、从5.50%至6.00%、从6.00%至6.50%、从6.50%至7.00%、从7.00%至7.50%、从7.50%至8.00%、从8.00%至8.50%、从8.50%至9.00%、从9.00%至9.50%、从9.50%至10.00%、从10.00%至10.50%、从10.50%至11.00%、从11.00%至11.50%、从11.50%至12.00%、从12.00%至12.50%、从12.50%至13.00%、从13.00%至13.50%或从13.50%至14.00%。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含从0.05%至0.50%(例如,从0.10%至0.35%或从0.10%至0.25%)的量的铁(Fe)。例如,该合金可包含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%或0.50% Fe。任选地,该合金可包含从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%、从0.19%至0.20%、从0.20%至0.21%、从0.21%至0.22%、从0.22%至0.23%、从0.23%至0.24%、从0.24%至0.25%、从0.25%至0.26%、从0.26%至0.27%、从0.27%至0.28%、从0.28%至0.29%、从0.29%至0.30%、从0.30%至0.31%、从0.31%至0.32%、从0.32%至0.33%、从0.33%至0.34%、从0.34%至0.35%、从0.35%至0.36%、从0.36%至0.37%、从0.37%至0.38%、从0.38%至0.39%、从0.39%至0.40%、从0.40%至0.41%、从0.41%至0.42%、从0.42%至0.43%、从0.44%至0.44%、从0.44%至0.45%、从0.45%至0.46%、从0.46%至0.47%、从0.47%至0.48%、从0.48%至0.49%或从0.49%至0.50%的Fe。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含从0.05%至0.30%(例如,从0.05%至0.25%或从0.07%至0.15%)的量的硅(Si)。例如,该合金可包含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%或0.30% Si。任选地,该合金可包含从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%、从0.19%至0.20%、从0.20%至0.21%、从0.21%至0.22%、从0.22%至0.23%、从0.23%至0.24%、从0.24%至0.25%、从0.25%至0.26%、从0.26%至0.27%、从0.27%至0.28%、从0.28%至0.29%或从0.29%至0.30%的Si。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含从0.01%至0.25%(例如,从0.01%至0.20%、从0.05%至0.25%、从0.025%至0.20%、从0.025%至0.15%、从0.05%至0.20%或从0.09%至0.15%)的量的锆(Zr)。例如,该合金可包含0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、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%或0.25% Zr。任选地,该合金可包含从0.01%至0.02%、从0.02%至0.03%、从0.03%至0.04%、从0.04%至0.05%、从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%、从0.19%至0.20%、从0.20%至0.21%、从0.21%至0.22%、从0.22%至0.23%、从0.23%至0.24%或从0.24%至0.25%的Zr。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含至多0.25%(例如,从0.01%至0.10%或从0.02%至0.05%)的量的锰(Mn)。例如,该合金可包含0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、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%或0.25% Mn。任选地,该合金可包含从0.01%至0.02%、从0.02%至0.03%、从0.03%至0.04%、从0.04%至0.05%、从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%、从0.19%至0.20%、从0.20%至0.21%、从0.21%至0.22%、从0.22%至0.23%、从0.23%至0.24%或从0.24%至0.25%的Mn。在一些情况下,合金中可以不存在Mn(即,0.0%)。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含至多0.20%(例如,从0.01%至0.10%、从0.01%至0.05%或从0.03%至0.05%)的量的铬(Cr)。例如,该合金可包含0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、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% Cr。任选地,该合金可包含从0.01%至0.02%、从0.02%至0.03%、从0.03%至0.04%、从0.04%至0.05%、从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%或从0.19%至0.20%的Cr。在一些情况下,合金中可以不存在Cr(即,0.0%)。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含至多0.15%(例如,从0.001%至0.10%、从0.001%至0.05%或从0.003%至0.035%)的量的钛(Ti)。例如,该合金可包含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%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%或0.15% Ti。任选地,该合金可包含从0.01%至0.02%、从0.02%至0.03%、从0.03%至0.04%、从0.04%至0.05%、从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%或从0.14%至0.15%的Ti。在一些情况下,合金中可以不存在Ti(即,0.0%)。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含至多0.20%(例如,从0.01%至0.20%、从0.01%至0.15%、从0.01%至0.10%、从0.01%至0.05%或从0.03%至0.05%)的量的一种或多种稀土元素(即,Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一者或多者)。例如,该合金可包含0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、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%的稀土元素。任选地,该合金可包含从0.01%至0.02%、从0.02%至0.03%、从0.03%至0.04%、从0.04%至0.05%、从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%或从0.19%至0.20%的稀土元素。全部以重量%表示。
在一些实例中,基于合金的总重量,本文所述的合金可包含至多0.20%(例如,从0.01%至0.20%或从0.05%至0.15%)的量的Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag和Ni中的一者或多者。例如,该合金可包含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Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag和Ni中的一者或多者。任选地,该合金可包含从0.01%至0.02%、从0.02%至0.03%、从0.03%至0.04%、从0.04%至0.05%、从0.05%至0.06%、从0.06%至0.07%、从0.07%至0.08%、从0.08%至0.09%、从0.09%至0.10%、从0.10%至0.11%、从0.11%至0.12%、从0.12%至0.13%、从0.13%至0.14%、从0.14%至0.15%、从0.15%至0.16%、从0.16%至0.17%、从0.17%至0.18%、从0.18%至0.19%或从0.19%至0.20%的Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag和Ni中的一者或多者。全部以重量%表示。
任选地,本文所述的合金组合物还可包含其他微量元素,有时称为杂质,例如其量为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Ga、Ca、Bi、Na、Pb或它们的组合。因此,Ga、Ca、Bi、Na或Pb可以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。所有杂质的总和可不超过0.15%(例如,0.10%)。全部以重量%表达。任何合金的剩余百分比或余量可以是铝。
图2A至图2D的铝合金产品210可包括如本文所提供的新型铝合金。如与图1A至图1D中描绘的铝合金产品110相比,制备铝合金产品210的组合物和方法可提供淬火不敏感性和改进的强度值。图2A至图2D可表现出铝合金产品210的淬火不敏感性的一个方面。类似于图1A至图1D,铝合金产品210可以不同的淬火速率淬火,经受腐蚀试验,并提供每个不同的淬火速率的腐蚀剖面以说明淬火敏感性。从图2A开始,铝合金产品210对应于速率为550℃/s的淬火。在实施方案中,550℃/s的淬火速率可通过水淬火来实现。当以550℃/s的快速淬火速率淬火并经受腐蚀试验时,铝合金产品210可表现出点腐蚀220,其通过材料损失的空腔来识别。类似地,在图2B和图2C中,当铝合金产品210经受350℃/s的淬火速率和腐蚀试验以及250℃/s的淬火速率和腐蚀试验时,也可表现出点腐蚀220。在实施方案中,在较慢的淬火速率下可发生腐蚀形态从点腐蚀220到晶间腐蚀230的变化。例如,如图2D所示,当铝合金产品210以5℃/s淬火并经受腐蚀试验时,可表现出晶间腐蚀230。在一些情况下,当淬火速率为50℃/s或更低时,铝合金产品210在腐蚀试验时可表现出晶间腐蚀230。然而,在其他情况下,当淬火速率为大于或约5℃/s,诸如从5℃/s至25℃/s、从25℃/s至50℃/s、从50℃/s至75℃/s、从75℃/s从100℃/s、从100℃/s至125℃/s、从125℃/s至150℃/s、从150℃/s至175℃/s、从175℃/s至200℃/s、从200℃/s至225℃/s或从225℃/s至250℃/s时,铝合金产品210在腐蚀试验时可以很少或没有表现出晶间腐蚀230。缓慢的淬火速率,诸如低于200℃/s、低于100℃/s、低于50℃/s或低于25℃/s的淬火速率,可通过空气淬火实现。空气淬火可包括对铝合金产品210进行空气鼓风或将铝合金产品210保持在室温下。关于淬火的进一步细节描述如下。
图3A至图3D还提供在不同淬火速率下根据本公开的经热处理的铝合金产品的腐蚀剖面。经热处理的铝合金产品可以是对淬火不敏感的铝合金产品,并且在图3A至图3D中被标识为铝合金产品310。铝合金产品310可包括如本文提供的新型铝合金。因此,铝合金产品310可表现出改进的淬火不敏感性和相应的改进的强度值,特别是当与图1A至图1D中描绘的铝合金产品110相比时。铝合金310可根据本文所述的淬火方法淬火。类似于前述附图,铝合金310可以550℃/s的快速淬火速率淬火。如图3A所描绘,当以该快速淬火速率淬火并经受腐蚀试验时,铝合金产品310可表现出点腐蚀320。在较低的淬火速率下也可表现出点腐蚀320。如图3B和图3C所示,当以350℃/s和250℃/s的淬火速率淬火时,铝合金产品310在腐蚀试验后可表现出点腐蚀320。当淬火速率降低到低于250℃/s,诸如降低到5℃/s时,腐蚀形态可变成晶间腐蚀130,如图3D所示。因此,图2A至图2D和图3A至图3D可说明由本文所提供的新型铝合金表现出的淬火不敏感性的一个方面,具体表明淬火试验后表现出的腐蚀形态不会改变为晶间腐蚀130,直到淬火速率低于250℃/s。
图1A至图3D可说明当经淬火的铝合金产品经受腐蚀试验时形成的腐蚀类型,而图4量化试验后产品内表现出的每种类型的腐蚀的程度。图4提供说明性图表,示出淬火敏感性铝合金产品对比根据本公开制备的经热处理的铝合金产品在不同淬火速率下的腐蚀区域的腐蚀深度的比较。图4提供三个并列设置的单独的图表,以便于比较不同的铝合金产品。图4包括图表405、410和415,每个图表提供以不同速率淬火的不同铝合金产品的数据。图4中所示的每种铝合金产品在根据标准ASTM G110、ASTM G129和/或ASTM G139经受腐蚀试验之前可能已经接受的相同加工。这些标准提供铝腐蚀试验,该试验提供对特定材料的腐蚀敏感性的可重复测量。按照ASTM G110标准,可将用于图4的每种铝合金产品浸入氯化钠和过氧化氢溶液中。每种铝合金产品可被浸泡24小时和/或48小时。收集对应于每种铝合金产品的数据并用于生成图表405、410和415。
在图表405中,提供了淬火敏感性铝合金产品在不同淬火速率下表现出的腐蚀深度。图表405可对应于铝合金产品110并代表AA7075铝合金产品。如先前关于图1A至图1D所讨论的,铝合金产品110可以是淬火敏感性的,并且在较高淬火速率下表现出从点腐蚀到晶间腐蚀的腐蚀形态变化。图表405示出类似的结果,表明在快速淬火速率诸如550℃/s和350℃/s下表现出点腐蚀420。然而,一旦淬火速率降低至250℃/s,腐蚀形态就可变为晶间腐蚀430。如图表405中标记为“IGC区域”的方框所强调的,当以等于或低于250℃/s的任何速率淬火时,铝合金产品110可表现出晶间腐蚀430。在一些情况下,可在使用从约5℃/s至约250℃/s或从约5℃/s至约350℃/s,诸如从5℃/s至250℃/s、从5℃/s至260℃/s、从5℃/s至270℃/s、从5℃/s至280℃/s、从5℃/s至290℃/s、从5℃/s至300℃/s、从5℃/s至310℃/s、从5℃/s至320℃/s、从5℃/s至330℃/s、从5℃/s至340℃/s或从5℃/s至345℃/s的淬火速率加工的经腐蚀试验的AA7075铝合金产品中观察到晶间腐蚀。
图表405还示出腐蚀深度。腐蚀深度可以指表现出的从铝合金产品的表面到铝合金的主体中腐蚀的程度。换句话讲,腐蚀深度可以指进入铝合金产品的主体的深度,在腐蚀试验时在该深度处可能存在腐蚀。图表405可包括或表示来自每个淬火速率的多次淬火试验或来自经腐蚀试验的样本上的多个位置的数据。因此,这些块可对应于观察到的平均腐蚀深度,并且标准偏差或误差棒可指示在试验期间观察到的腐蚀深度的全范围。
如图表405所示,随着淬火速率降低,腐蚀深度可能增加。限制腐蚀可能是合乎需要的,因此较低的腐蚀深度可能也是合乎需要的。如图表405所示,在550℃/s的淬火速率下,腐蚀420可延伸到铝合金产品中约50μm的平均深度,并且可对应于例如点腐蚀。当淬火速率降低到350℃/s时,腐蚀420可以甚至进一步延伸到铝合金产品中至约75μm的平均深度,并且同样可对应于点腐蚀。当腐蚀形态变为晶间腐蚀时,腐蚀深度可继续增加。尽管当以150℃/s的速率对铝合金产品淬火时,腐蚀430的腐蚀深度可略微减少,但该点包括大误差棒,其中最大腐蚀深度相当大。对于从5℃/s至250℃/s的淬火速率,腐蚀430的平均腐蚀深度可能仍大于快速淬火速率诸如550℃/s下的腐蚀深度。即使在5℃/s的缓慢淬火速率下,腐蚀也可延伸到腐蚀深度约85μm。
图表410和图表415示出针对根据本公开的另外的铝合金产品观察到的腐蚀深度。数据示于图410和图表415中的铝合金产品可以是经热处理的铝合金产品。经热处理的铝合金产品可以是淬火不敏感的铝合金产品,诸如铝合金产品210和310。观察到的经热处理的铝合金产品可以是根据本文所述的方法和组合物制备的铝合金产品。例如,这种铝合金产品可由具有如表5中所提供的以下元素组成的铝合金制成。
表5.
如图表410所示,当对铝合金产品4A淬火并经受腐蚀试验时,对于大多数淬火速率可观察到腐蚀420。例如,即使在50℃/s或更低的缓慢淬火速率下也可表现出点腐蚀。在获得的数据中,当淬火速率减慢到5℃/s时,铝合金产品4A表现出晶间腐蚀430(IGC)。此外,当与图表405的淬火敏感性铝合金产品相比时,铝合金产品4A(其数据示于图表410中)表现出的腐蚀无论腐蚀的类型如何,通常都具有总体减小的腐蚀深度。甚至在5℃/s的最慢淬火速率下,观察到较低的腐蚀深度。尽管腐蚀深度可能随着淬火速率的降低而稍微增加,但腐蚀深度相对于淬火速率的增加速率可能是最小的。例如,在550℃/s的淬火速率下图表410中所示的腐蚀420的腐蚀深度可为约40μm,而在5℃/s的淬火速率下腐蚀深度仅稍微大一些,为约50μm。总的来说,当与图表405的淬火敏感性铝合金产品相比时,图表410中所示的腐蚀深度相对恒定。另外,如标准偏差棒所示,腐蚀深度在同一试验的多次运行中也可以是相对恒定的。同一试验的不同试验运行(即,在相同淬火速率下多次淬火)之间不存在偏差,可通过指示操作条件的变化可能对腐蚀易感性有极小的影响而进一步显示铝合金产品对淬火的不敏感性。
图表415可指示如本文所述的另一种铝合金产品4B的类似淬火不敏感性。类似于铝合金产品4A(其数据示于图410中),由图表415表示的铝合金产品的腐蚀形态可能不会从点腐蚀变为晶间腐蚀,直到淬火速率等于或低于5℃/s。出乎意料地,腐蚀深度在一些情况下可随着淬火速率降低而降低。当在图表405和图表410上相对于淬火速率比较腐蚀深度趋势时,该结果是出乎意料的,这些图表明腐蚀深度随着淬火速率的降低而增加。在图表415中,从50℃/s至250℃/s的速率可表示点腐蚀是主要腐蚀420,其延伸到约25μm或更小的腐蚀深度。如图表410和图表415所示,当使用从5℃/s至550℃/s的淬火速率时,腐蚀试验后的腐蚀深度可为从0μm至300μm、5μm至300μm、0μm至200μm、从5μm至100μm或从10μm至80μm。例如,当淬火速率为125℃/s时,腐蚀深度可为从5μm至150μm或从25μm至50μm。
如先前所讨论的,淬火敏感性可影响铝合金产品的特性,特别是强度值。示例性强度特征可包括屈服强度、拉伸强度、晶粒伸长率和应变比。图5至图8提供说明性图表,描绘淬火敏感性铝合金产品和根据本文提供的方法和技术制备的经热处理的铝合金产品之间的比较数据。淬火敏感性铝合金产品由图5至图8中的图上标记为“C”的数据(黑色正方形)表示。在一些实施方案中,铝合金产品C可包括根据常规方法和技术制备的7xxx系列铝合金产品。例如,铝合金产品C可对应于AA7075铝合金产品(类似于铝合金产品110)。图5至图8中的图上标记为“5A”(红色圆形)和“5B”(蓝色三角形)的数据代表作为淬火不敏感性铝合金产品的经热处理的铝合金产品。铝合金产品5A和5B可由具有如表6中提供的以下元素组成的铝合金制成。
表6.
可以制备铝合金产品5A、5B和C中的每一者,然后经受相同的机械测试程序。为了制备铝合金产品5A、5B和C,可将铝合金产品固溶到480℃的第一温度。铝合金产品可在第一温度下维持或保持5分钟,然后在维持在25℃、55℃、65℃、75℃、85℃的温度的水浴中淬火,以分别实现550℃/s、350℃/s、250℃/s、150℃/s和50℃/s的淬火速率。为了实现5℃/s的淬火速率,可对铝合金产品进行空气淬火。淬火后,铝合金产品可经受单步时效工艺。示例性时效工艺可包括T6或T7回火或沉淀硬化。对于图5至图8中的图表,铝合金产品可经受时效工艺,其中产品可被再加热至125℃的温度,持续25小时。在经受该时效工艺之后,可对铝合金产品进行机械测试、根据ASTM G110的腐蚀试验、根据ASTM G129的应力腐蚀评估和/或根据ASTM G139的应力腐蚀评估。以下图5至图9、图10A至图10C和图11A至图11C提供从根据上述工艺制备和进行的铝合金产品5A、5B和C的试验中收集的数据。
图5提供了图表500,示出了由铝合金产品5A、5B和C所表现出的屈服强度的比较。屈服强度(也称为屈服应力)是定义材料开始塑性变形时的应力的材料特性。塑性变形是产品在应力下的永久变形诸如伸长、压缩、弯折、弯曲或扭曲。当表征铝合金产品的强度时,屈服强度可能是重要的组成部分。
如图表500所示,当与铝合金产品C相比时,由如上文所提供并根据本文提供的技术制成的淬火不敏感性7xxx系列铝合金组合物制备的铝合金产品5A和5B可表现出优异的屈服强度。例如,铝合金产品5A和5B可表现出从400MPa至600MPa的屈服强度。具体地说,铝合金产品5A和5B在从50℃/s至550℃/s的淬火速率下可表现出从500MPa至650MPa的屈服强度。例如,当淬火速率为125℃/s时,铝合金产品5A和5B可表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。在一些实施方案中,淬火不敏感性铝合金产品可在从50℃/s至550℃/s的淬火速率下表现出从约550MPa至约600MPa的屈服强度,或者在从350℃/s至550℃/s的淬火速率下表现出从约525MPa至约600MPa的屈服强度。例如,在550℃/s的淬火速率下,铝合金产品5A和5B可分别表现出约572MPa和约579MPa的屈服强度。相比之下,铝合金产品C在550℃/s的淬火速率下可表现出约532MPa的屈服强度。在350℃/s和50℃/s的淬火速率下,铝合金产品5A可分别表现出约572MPa和553MPa的屈服强度,并且铝合金产品5B可分别表现出约575MPa和569MPa的屈服强度。相比之下,铝合金产品C在350℃/s和50℃/s的淬火速率下可分别表现出约524和509的屈服强度。
在低淬火速率诸如5℃/s的淬火速率下,铝合金产品5A和5B的改进的屈服强度可以甚至更明显。在5℃/s的淬火速率下,铝合金产品5A和5B表现出约439MPa和489MPa的屈服强度,这可能比铝合金产品C在5℃/s的淬火速率下的屈服强度高几乎100MPa。在5℃/s下,铝合金产品C表现出约347MPa的屈服强度。有利地,当淬火速率从550℃/s减小到5℃/s时,铝合金产品5A和5B表现出小于25%的屈服强度下降。相比之下,当淬火速率从550℃/s减小到5℃/s时,铝合金产品C表现出超过25%,例如35%的下降。
图6提供了图表600,示出了由铝合金产品5A、5B和C表现出的极限拉伸强度的比较。极限拉伸强度(UTS)可对应于材料承受伸长负载的能力。与其中施加在材料上的力倾向于减小材料尺寸的应力试验相反,拉伸强度应力测试材料承受伸长的能力。极限拉伸强度可通过材料在断裂之前被拉伸或牵拉时能够承受的最大应力来测量。
类似于屈服强度,当与铝合金产品C相比时,铝合金产品5A和5B可在各种淬火速率下表现出优异的极限拉伸强度。如图表600所示,铝合金产品5A和5B在从5℃/s至550℃/s的淬火速率下表现出从500MPa至650MPa的极限拉伸强度(本文也称为拉伸强度)。例如,当淬火速率为125℃/s时,铝合金产品5A和5B可表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。在一些实施方案中,淬火不敏感性铝合金产品在从50℃/s至550℃/s的淬火速率下可表现出从585MPa至625MPa的拉伸强度。例如,在550℃/s的淬火速率下,铝合金产品A和B分别表现出约614MPa和约618MPa的拉伸强度。相比之下,铝合金产品C在550℃/s的淬火速率下表现出约584MPa的拉伸强度。在350℃/s和50℃/s的淬火速率下,铝合金产品5A分别表现出约614MPa和约593MPa的拉伸强度,并且铝合金产品5B分别表现出约618MPa和约605MPa的拉伸强度。相比之下,铝合金产品C在350℃/s和50℃/s的淬火速率下分别表现出约578MPa和约566MPa的拉伸强度。
即使在缓慢的淬火速率诸如5℃/s下,如与铝合金产品C相比,铝合金产品5A和5B表现出更高的拉伸强度。例如,在5℃/s的淬火速率下,淬火不敏感性铝合金产品可表现出从约475MPa至约550MPa的拉伸强度。如图6所示,铝合金产品5A和5B在5℃/s下的拉伸强度分别为约507MPa和约544MPa。相比之下,当以5℃/s的速率淬火时,铝合金产品C表现出约458MPa的拉伸强度。
现在转到图7,可以示出铝合金产品5A、5B和C在经受应力时的总伸长率(TE)。总伸长率(表示为相对于固定规格的变化百分比)可对应于材料在其断裂之前可被拉伸的百分比。在一些实施方案中,总伸长率可以是铝合金产品的可成形性的粗略指标。
如图表700所示,对于从5℃/s至550℃/s的淬火速率,铝合金产品5A和5B可表现出从10.00%至15.00%的总伸长率。例如,在快速淬火速率诸如550℃/s下,铝合金产品5A和5B分别表现出约14.70%和约14.31%的总伸长率。当淬火速率减小到350℃/s、50℃/s和5℃/s时,铝合金产品5A分别表现出约15.10%、约13.29%和约10.46%的总伸长率。类似地,当淬火速率减小到350℃/s、50℃/s和5℃/s时,铝合金产品5B分别表现出14.48%、13.65%和10.15%的总伸长率。当淬火速率为125℃/s时,铝合金产品5A和5B可表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。在一些情况下,淬火不敏感性铝合金产品可表现出从7.50%至10.50%的均匀伸长率。例如,当淬火速率为125℃/s时,铝合金产品5A和5B可表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。
如图7所示,对于从5℃/s至550℃/s的淬火速率,铝合金产品C可表现出从14.09%至15.25%的总伸长率。例如,铝合金产品C在550℃/s的淬火速率下可表现出大于15.00%的总伸长率。当淬火速率减小到350℃/s、50℃/s和5℃/s时,铝合金产品C可分别表现出约14.60%、约14.31%和约14.09%的总伸长率。均匀伸长率可对应于材料在最大负载下的伸长率,直到发生颈缩。在一些情况下,均匀伸长率可表示材料在单轴变形中的延展性或可成形性。
图8提供了图表800,示出由铝合金产品5A、5B和C表现出的应变比的比较。应变比可以是应力腐蚀开裂敏感性的有用量度。例如,应变比越低,铝合金产品的应力腐蚀开裂敏感性可能越大。如图表800所示,由铝合金产品5A和5B表现出的应变比可以始终高于由铝合金产品C表现出的应变比。即使在可观察到晶间腐蚀的缓慢的淬火速率诸如5℃/s下,由铝合金产品5A和5B表现出的应变比也可以高于由铝合金产品C表现出的应变比。
在实施方案中,对于从5℃/s至550℃/s的淬火速率,淬火不敏感性铝合金产品可表现出从0.3至1.0的应变比。在其他实施方案中,当淬火不敏感性铝合金产品以从250℃/s至500℃/s的速率淬火时,应变比可为从0.5至1.0。当淬火速率为125℃/s时,铝合金产品5A和5B可表现出0.375至0.425的应变比。例如,当铝合金产品5A和5B以550℃/s的快速速率淬火时,应变比可为从0.5至1.0。如图表800所示,对于所有测试的淬火速率,铝合金产品5A和5B可表现出高于0.3的应变比。相比之下,由铝合金产品C表现出的应变比在所有测试的淬火速率下可低于0.3。这可表明铝合金产品C比铝合金产品5A和5B更易受应力腐蚀开裂的影响。
图9提供了图表900,示出由铝合金产品5A、5B和C表现出的无沉淀区的比较。在时效工艺期间,当溶质和其他硬化化合物从铝合金溶体中沉淀出来时,可表现出沉淀。其中很少或没有表现出沉淀的区域或凹坑可称为无沉淀区。可表现出无沉淀区,因为沉淀(诸如溶质)在空位上非均匀地成核。晶界可以是空位汇,所以邻近边界的区域可能无法使沉淀成核,即使合金溶体可能被溶质过饱和。无沉淀区可能是不合需要的,因为它们可能充当弱区。例如,无沉淀区可能比铝合金内的其他点更容易受到腐蚀性侵蚀。因此,减少无沉淀区的数量和宽度可能是合乎需要的,以提高铝合金产品的强度和腐蚀敏感性。
如图表900所示,在时效工艺期间形成的无沉淀区的宽度可随着淬火速率的降低而增加。当与铝合金产品5A和5B相比时,铝合金产品C在淬火期间可表现出更大的无沉淀区。例如,在快速淬火速率诸如550℃/s下,铝合金产品C可表现出具有约45nm的平均宽度的无沉淀区。相比之下,在550℃/s的淬火速率下,铝合金产品5A和5B可表现出分别具有约35nm和32nm的平均宽度的无沉淀区。即使在缓慢淬火速率下,铝合金产品C也可表现出比铝合金产品5A和5B更大的无沉淀区。例如,在5℃/s下,铝合金产品C可表现出具有约200nm的平均宽度的无沉淀区,而铝合金产品5A和5B可表现出分别具有约90nm和150nm的平均宽度的无沉淀区。
图10A至图10C和图11A至图11C描绘对应于图9的图表900中所示的铝合金产品5A和C的图像。例如,图10A、图10B和图10C中提供的图像可使用扫描透射电子显微镜检查(STEM)方法拍摄,其描绘了可对应于图表900上的一个或多个数据点的无沉淀区1010。也就是说,图10A至图11C中提供的无沉淀区1010的宽度或测量值可用于图表900中。
图10A至图10C对应于铝合金产品C。图10A描绘在铝合金产品C以550℃/s的速率淬火之后表现出的无沉淀区1010。图10B和图10C描绘在铝合金产品C以150℃/s和5℃/s的速率淬火之后表现出的无沉淀区1010。如图所示,无沉淀区1010的尺寸(例如,宽度)可随着淬火速率的降低而增加。图11A、图11B和图11C可提供使用STEM方法拍摄的类似图像,其描绘由铝合金产品5A表现出的无沉淀区1010。图11A描绘在铝合金产品5A以550℃/s淬火之后表现出的无沉淀区1010。类似地,图11B和图11C描绘在铝合金产品5A分别以150℃/s和5℃/s淬火之后表现出的无沉淀区1110。尽管铝合金产品5A的无沉淀区1110可随着淬火速率的降低而变得更大,但无沉淀区的宽度可小于以相同速率淬火的铝合金产品C所表现出的无沉淀区1010的宽度。这也由图9的图表900中提供的数据描绘。例如,如图表900所示,当铝合金产品5A以从0.5℃/s至125℃/s淬火时,则无沉淀区宽度可在从10nm至110nm的范围内。具体地,当铝合金产品5A以125℃/s淬火时,则铝合金产品5A可表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
应当注意,虽然上文讨论的改进的耐腐蚀性和机械特性是参考离散的淬火速率提供的,但这并不意味着是限制性的。对于一定范围的淬火速率可表现出类似的特性。当淬火速率为从约0℃/s至约550℃/s时,本文提供的铝合金产品可表现出参考图1至图9描述的改进的耐腐蚀性和机械特性。例如,淬火速率的范围可为5℃/s至550℃/s、10℃/s至550℃/s、15℃/s至550℃/s、20℃/s至550℃/s、25℃/s至550℃/s、30℃/s至550℃/s、35℃/s至550℃/s、40℃/s至550℃/s、45℃/s至550℃/s、50℃/s至550℃/s、55℃/s至550℃/s、60℃/s至550℃/s、65℃/s至550℃/s、70℃/s至550℃/s、75℃/s至550℃/s、80℃/s至550℃/s、85℃/s至550℃/s、90℃/s至550℃/s、95℃/s至550℃/s、100℃/s至550℃/s、105℃/s至550℃/s、110℃/s至550℃/s、115℃/s至550℃/s、120℃/s至550℃/s、125℃/s至550℃/s、130℃/s至550℃/s、135℃/s至550℃/s、140℃/s至550℃/s、145℃/s至550℃/s、150℃/s至550℃/s、155℃/s至550℃/s、160℃/s至550℃/s、165℃/s至550℃/s、170℃/s至550℃/s、175℃/s至550℃/s、180℃/s至550℃/s、185℃/s至550℃/s、190℃/s至550℃/s、195℃/s至550℃/s、200℃/s至550℃/s、205℃/s至550℃/s、210℃/s至550℃/s、215℃/s至550℃/s、220℃/s至550℃/s、225℃/s至550℃/s、230℃/s至550℃/s、235℃/s至550℃/s、240℃/s至550℃/s、245℃/s至550℃/s、250℃/s至550℃/s、255℃/s至550℃/s、260℃/s至550℃/s、265℃/s至550℃/s、270℃/s至550℃/s、275℃/s至550℃/s、280℃/s至550℃/s、285℃/s至550℃/s、290℃/s至550℃/s、295℃/s至550℃/s、300℃/s至550℃/s、305℃/s至550℃/s、310℃/s至550℃/s、315℃/s至550℃/s、320℃/s至550℃/s、325℃/s至550℃/s、330℃/s至550℃/s、335℃/s至550℃/s、340℃/s至550℃/s、345℃/s至550℃/s、350℃/s至550℃/s、355℃/s至550℃/s、360℃/s至550℃/s、365℃/s至550℃/s、370℃/s至550℃/s、375℃/s至550℃/s、380℃/s至550℃/s、385℃/s至550℃/s、390℃/s至550℃/s、395℃/s至550℃/s、400℃/s至550℃/s、405℃/s至550℃/s、410℃/s至550℃/s、415℃/s至550℃/s、420℃/s至550℃/s、425℃/s至550℃/s、430℃/s至550℃/s、435℃/s至550℃/s、440℃/s至550℃/s、445℃/s至550℃/s、450℃/s至550℃/s、455℃/s至550℃/s、460℃/s至550℃/s、465℃/s至550℃/s、470℃/s至550℃/s、475℃/s至550℃/s、480℃/s至550℃/s、485℃/s至550℃/s、490℃/s至550℃/s、495℃/s至550℃/s、500℃/s至550℃/s、505℃/s至550℃/s、510℃/s至550℃/s、515℃/s至550℃/s、520℃/s至550℃/s、525℃/s至550℃/s、530℃/s至550℃/s、535℃/s至550℃/s、540℃/s至550℃/s、545℃/s至550℃/s、5℃/s至525℃/s、10℃/s至525℃/s、15℃/s至525℃/s、20℃/s至525℃/s、25℃/s至525℃/s、30℃/s至525℃/s、35℃/s至525℃/s、40℃/s至525℃/s、45℃/s至525℃/s、50℃/s至525℃/s、55℃/s至525℃/s、60℃/s至525℃/s、65℃/s至525℃/s、70℃/s至525℃/s、75℃/s至525℃/s、80℃/s至525℃/s、85℃/s至525℃/s、90℃/s至525℃/s、95℃/s至525℃/s、100℃/s至525℃/s、105℃/s至525℃/s、110℃/s至525℃/s、115℃/s至525℃/s、120℃/s至525℃/s、125℃/s至525℃/s、130℃/s至525℃/s、135℃/s至525℃/s、140℃/s至525℃/s、145℃/s至525℃/s、150℃/s至525℃/s、155℃/s至525℃/s、160℃/s至525℃/s、165℃/s至525℃/s、170℃/s至525℃/s、175℃/s至525℃/s、180℃/s至525℃/s、185℃/s至525℃/s、190℃/s至525℃/s、195℃/s至525℃/s、200℃/s至525℃/s、205℃/s至525℃/s、210℃/s至525℃/s、215℃/s至525℃/s、220℃/s至525℃/s、225℃/s至525℃/s、230℃/s至525℃/s、235℃/s至525℃/s、240℃/s至525℃/s、245℃/s至525℃/s、250℃/s至525℃/s、255℃/s至525℃/s、260℃/s至525℃/s、265℃/s至525℃/s、270℃/s至525℃/s、275℃/s至525℃/s、280℃/s至525℃/s、285℃/s至525℃/s、290℃/s至525℃/s、295℃/s至525℃/s、300℃/s至525℃/s、305℃/s至525℃/s、310℃/s至525℃/s、315℃/s至525℃/s、320℃/s至525℃/s、325℃/s至525℃/s、330℃/s至525℃/s、335℃/s至525℃/s、340℃/s至525℃/s、345℃/s至525℃/s、350℃/s至525℃/s、355℃/s至525℃/s、360℃/s至525℃/s、365℃/s至525℃/s、370℃/s至525℃/s、375℃/s至525℃/s、380℃/s至525℃/s、385℃/s至525℃/s、390℃/s至525℃/s、395℃/s至525℃/s、400℃/s至525℃/s、405℃/s至525℃/s、410℃/s至525℃/s、415℃/s至525℃/s、420℃/s至525℃/s、425℃/s至525℃/s、430℃/s至525℃/s、435℃/s至525℃/s、440℃/s至525℃/s、445℃/s至525℃/s、450℃/s至525℃/s、455℃/s至525℃/s、460℃/s至525℃/s、465℃/s至525℃/s、470℃/s至525℃/s、475℃/s至525℃/s、480℃/s至525℃/s、485℃/s至525℃/s、490℃/s至525℃/s、495℃/s至525℃/s、500℃/s至525℃/s、505℃/s至525℃/s、510℃/s至525℃/s、515℃/s至525℃/s、520℃/s至525℃/s、5℃/s至500℃/s、10℃/s至500℃/s、15℃/s至500℃/s、20℃/s至500℃/s、25℃/s至500℃/s、30℃/s至500℃/s、35℃/s至500℃/s、40℃/s至500℃/s、45℃/s至500℃/s、50℃/s至500℃/s、55℃/s至500℃/s、60℃/s至500℃/s、65℃/s至500℃/s、70℃/s至500℃/s、75℃/s至500℃/s、80℃/s至500℃/s、85℃/s至500℃/s、90℃/s至500℃/s、95℃/s至500℃/s、100℃/s至500℃/s、105℃/s至500℃/s、110℃/s至500℃/s、115℃/s至500℃/s、120℃/s至500℃/s、125℃/s至500℃/s、130℃/s至500℃/s、135℃/s至500℃/s、140℃/s至500℃/s、145℃/s至500℃/s、150℃/s至500℃/s、155℃/s至500℃/s、160℃/s至500℃/s、165℃/s至500℃/s、170℃/s至500℃/s、175℃/s至500℃/s、180℃/s至500℃/s、185℃/s至500℃/s、190℃/s至500℃/s、195℃/s至500℃/s、200℃/s至500℃/s、205℃/s至500℃/s、210℃/s至500℃/s、215℃/s至500℃/s、220℃/s至500℃/s、225℃/s至500℃/s、230℃/s至500℃/s、235℃/s至500℃/s、240℃/s至500℃/s、245℃/s至500℃/s、250℃/s至500℃/s、255℃/s至500℃/s、260℃/s至500℃/s、265℃/s至500℃/s、270℃/s至500℃/s、275℃/s至500℃/s、280℃/s至500℃/s、285℃/s至500℃/s、290℃/s至500℃/s、295℃/s至500℃/s、300℃/s至500℃/s、305℃/s至500℃/s、310℃/s至500℃/s、315℃/s至500℃/s、320℃/s至500℃/s、325℃/s至500℃/s、330℃/s至500℃/s、335℃/s至500℃/s、340℃/s至500℃/s、345℃/s至500℃/s、350℃/s至500℃/s、355℃/s至500℃/s、360℃/s至500℃/s、365℃/s至500℃/s、370℃/s至500℃/s、375℃/s至500℃/s、380℃/s至500℃/s、385℃/s至500℃/s、390℃/s至500℃/s、395℃/s至500℃/s、400℃/s至500℃/s、405℃/s至500℃/s、410℃/s至500℃/s、415℃/s至500℃/s、420℃/s至500℃/s、425℃/s至500℃/s、430℃/s至500℃/s、435℃/s至500℃/s、440℃/s至500℃/s、445℃/s至500℃/s、450℃/s至500℃/s、455℃/s至500℃/s、460℃/s至500℃/s、465℃/s至500℃/s、470℃/s至500℃/s、475℃/s至500℃/s、480℃/s至500℃/s、485℃/s至500℃/s、490℃/s至500℃/s、495℃/s至500℃/s、5℃/s至475℃/s、10℃/s至475℃/s、15℃/s至475℃/s、20℃/s至475℃/s、25℃/s至475℃/s、30℃/s至475℃/s、35℃/s至475℃/s、40℃/s至475℃/s、45℃/s至475℃/s、50℃/s至475℃/s、55℃/s至475℃/s、60℃/s至475℃/s、65℃/s至475℃/s、70℃/s至475℃/s、75℃/s至475℃/s、80℃/s至475℃/s、85℃/s至475℃/s、90℃/s至475℃/s、95℃/s至475℃/s、100℃/s至475℃/s、105℃/s至475℃/s、110℃/s至475℃/s、115℃/s至475℃/s、120℃/s至475℃/s、125℃/s至475℃/s、130℃/s至475℃/s、135℃/s至475℃/s、140℃/s至475℃/s、145℃/s至475℃/s、150℃/s至475℃/s、155℃/s至475℃/s、160℃/s至475℃/s、165℃/s至475℃/s、170℃/s至475℃/s、175℃/s至475℃/s、180℃/s至475℃/s、185℃/s至475℃/s、190℃/s至475℃/s、195℃/s至475℃/s、200℃/s至475℃/s、205℃/s至47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至30℃/s、25℃/s至30℃/s、5℃/s至25℃/s、10℃/s至25℃/s、15℃/s至25℃/s、20℃/s至25℃/s、5℃/s至20℃/s、10℃/s至20℃/s、15℃/s至20℃/s、5℃/s至15℃/s、10℃/s至15℃/s或5℃/s至10℃/s。
图12提供制备淬火不敏感性铝合金产品的方法1200的概述。在方框1205处,铝合金产品经受一个或多个轧制或成形加工。一个或多个轧制或成形工艺可包括方框1207处的热轧工艺、方框1209处的冷轧工艺或两者。任选地,经热处理的铝合金产品可被冷轧至最终规格厚度。最终规格厚度可为从0.2mm至10.0mm(例如,2.0mm)。例如,经热处理的铝合金产品可被冷轧至0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.4mm、4.5mm、4.6mm、4.7mm、4.8mm、4.9mm、5.0mm、5.1mm、5.2mm、5.3mm、5.4mm、5.5mm、5.6mm、5.7mm、5.8mm、5.9mm、6.0mm、6.1mm、6.2mm、6.3mm、6.4mm、6.5mm、6.6mm、6.7mm、6.8mm、6.9mm、7.0mm、7.1mm、7.2mm、7.3mm、7.4mm、7.5mm、7.6mm、7.7mm、7.8mm、7.9mm、8.0mm、8.1mm、8.2mm、8.3mm、8.4mm、8.5mm、8.6mm、8.7mm、8.8mm、8.9mm、9.0mm、9.1mm、9.2mm、9.3mm、9.4mm、9.5mm、9.6mm、9.7mm、9.8mm、9.9mm或10.0mm的最终规格厚度。可进行冷轧以产生具有最终规格厚度的经热处理的铝合金产品,该最终规格厚度代表20%、50%、75%或85%的总规格减少。
在方框1210处,可将经轧制的铝合金产品加热。经轧制的铝合金产品可以是淬火不敏感性铝合金产品。在实施方案中,经轧制的铝合金产品可包括具有根据表1至表6中提供的元素组成的铝合金。任选地,经轧制的铝合金产品可包括7xxx系列铝合金。在实施方案中,经轧制的铝合金产品可以是板坯、带材、板材、沙特板或片材。任选地,锭料和/或坯料可与方法1200一起使用。
在方框1210处,可将轧制的铝合金产品加热至第一温度。经轧制的铝合金产品可在热处理工艺期间进行加热。在一些实施方案中,热处理工艺可以是固溶热处理工艺。在加热期间,经轧制的铝合金产品可被加热到至少400℃(例如,至少425℃、至少450℃、至少460℃或至少465℃)的第一温度。在一些情况下,所述第一温度可在在从400℃至525℃、425℃至510℃、450℃至510℃、450℃至500℃、450℃至480℃或450℃至475℃的范围内。在一些实施方案中,所述第一温度可以是固溶温度。
在加热经轧制的铝合金产品期间,达到所述第一温度的加热速率可为70℃/小时或更低、60℃/小时或更低、或50℃/小时或更低。然后可允许将经轧制的铝合金产品浸泡(即,保持在指示的第一温度)一段时间。在一些情况下,可允许将经轧制的铝合金产品浸泡至多15小时(例如,从30分钟至15小时,包括端值)。例如,经轧制的铝合金产品可在至少400℃的第一温度下浸泡30分钟、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时或15小时。
在实施方案中,热处理工艺可以是或包括热轧工艺。热轧工艺可包括热可逆式轧机操作和/或热串联式轧机操作。热轧工艺可在从约250℃至约550℃(例如,从约300℃至约500℃或从约350℃至约450℃)范围内的温度下进行。在热轧工艺中,经轧制的铝合金产品可被热轧至12mm厚的规格或更小(例如,从3mm至8mm厚的规格)。例如,经轧制的铝合金产品可被热轧至11mm厚的规格或更小、10mm厚的规格或更小、9mm厚的规格或更小、8mm厚的规格或更小、7mm厚的规格或更小、6mm厚的规格或更小、5mm厚的规格或更小、4mm厚的规格或更小、或3mm厚的规格或更小。在一些实施方案中,热轧工艺可在方法1200期间的不同点进行。例如,热轧工艺可在成形之后或在淬火步骤之后进行。
在方框1220处,经轧制的铝合金产品可保持在第一温度下或在第一温度的10℃内,保持从30秒至12小时的持续时间。在一些情况下,持续时间可为从15秒至6小时、15秒至3小时、15秒至1小时、15秒至30分钟、15秒至5分钟、15秒至1小时、15秒至30秒、30秒至6小时、30秒至3小时、30秒至1小时、30秒至30分钟、30秒至5分钟、30秒至1分钟、1分钟至6小时、1分钟至3小时、1分钟至1小时、1分钟至30分钟、5分钟至1小时、5分钟至30分钟、30分钟至12小时、30分钟至6小时或30分钟至1小时。任选地,经轧制的铝合金产品可在第一温度的50℃内、第一温度的40℃内、第一温度的30℃内、第一温度的25℃内、第一温度的20℃内、第一温度的15℃内、第一温度的5℃内或第一温度的1℃内保持指定的持续时间。
在热处理工艺结束时,在方框1230处,经轧制的铝合金产品可任选地经受一个或多个成形工艺。例如,在方框1230处,经轧制的铝合金产品可经受热成形工艺。在一些实施方案中,经轧制的铝合金产品可在加热后但在对经轧制的铝合金产品淬火之前进行热成形。如本文所提供的轧制的铝合金产品在高温下可具有良好的延展性或可成形性。这可允许经轧制的铝合金产品具有延展性并获得更好的可成形性。当产品处于或接近第一温度时对经轧制的铝合金产品进行热成形,可允许经轧制的铝合金产品被成形为各种复杂形状。例如,在将经轧制的铝合金产品加热之后,产品可转移到压机或模具中,在压机或模具中将其成形为所需的形状。
经轧制的(和任选地经成形的)铝合金产品可在方框1240处淬火。在方框1240处,经轧制的铝合金产品可在淬火工艺中淬火到从约10℃至约100℃的第二温度,以产生经热处理的铝合金产品。在一些实施方案中,所述第二温度可以是环境温度或室温。淬火工艺可使用快速淬火实践或缓慢淬火实践进行。快速淬火实践中的淬火速率可在从约2,000℃/秒至约3,000℃/秒(例如,约2,500℃/秒)或更大的范围内。缓慢淬火实践中的淬火速率可在从约5℃/秒至约600℃/秒(例如,从约5℃/秒至约550℃/秒或从约50℃/秒至约350℃/秒)的范围内。在一些情况下,淬火速率可在从约5℃/秒至约125℃/秒的范围内。
在一些实施方案中,在方框1240处对经轧制的铝合金产品淬火可包括两个或更多个淬火工艺。经轧制的铝合金产品可经受第一淬火至中间温度,然后经受第二淬火,直到经轧制的铝合金产品达到第二温度。例如,经轧制的铝合金产品可经由热成形工艺从第一温度淬火至中间温度。中间温度可高于第二温度。因此,可能需要第二淬火以将经轧制的铝合金产品淬火至第二温度。第二淬火速率可大于第一淬火速率。
通过淬火工艺产生的经热处理的铝合金产品可表现出优于常规铝合金产品的机械特性。具体地,如本文所述的经热处理的铝合金产品可表现出从0.3至0.8的应变比。应变比可根据ASTM G129、ASTM G129和/或其他标准试验方法测定。由经热处理的铝合金产品表现出的其他示例性机械特性可包括从500MPa至650MPa的极限拉伸强度、从400MPa至600MPa的屈服强度、从7.50%至10.50%的均匀伸长率和从10.00%至15.00%的总伸长率。在方框1240处产生的经热处理的铝合金可以是铝合金产品210、310,或参考图4讨论的铝合金产品4A和4B,或参考图5至图11C讨论的铝合金产品5A和5B。在一些情况下,当经轧制的铝合金产品经受热成形工艺时,经热处理的铝合金产品可以是经热成形的铝合金产品。在其他情况下,当经轧制的铝合金产品经受一个或多个成形工艺时,经热处理的铝合金产品可以是经成形的铝合金产品。
在方框1242处,淬火经轧制的铝合金产品可包括使经轧制的铝合金产品经受水淬火工艺。水淬火工艺可包括冷水浸泡、热水浸泡、沸水或喷水。在各种实施方案中,在方框1240处淬火经轧制的铝合金产品可包括其他淬火方法。例如,方框1240可包括强制空气淬火工艺。强制空气淬火工艺可包括空气鼓风或静止空气程序。可在方框1240处使用的其他淬火方法可包括聚亚烷基二醇溶液、液氮、快速淬火油或盐水溶液。
任选地,方框1230和1240可以组合。例如,在一些情况下,经轧制的铝合金产品可经由模具淬火工艺淬火。在热成形工艺期间,经轧制的铝合金产品可使用冷模成形为零件。因为冷模比经加热轧制的铝合金产品更冷,所以冷模可以为经轧制的铝合金产品提供快速淬火。在一些情况下,热成形工艺可被认为是淬火工艺的一部分。在其他情况下,经轧制的铝合金产品可在淬火工艺之前或之后经受热成形工艺。在进一步的情况下,热成形工艺可在第一淬火工艺和第二淬火工艺之间进行。
在经轧制的铝合金产品在方框1240处淬火之后,经热处理的铝合金产品可在方框1250处经受时效工艺。例如,经热处理的铝合金产品可经受硬化处理,诸如在T6或T7回火中。在一些实施方案中,方框1250处的时效工艺可包括将经热处理的铝合金产品重新加热至从约100℃至约170℃的温度、将经热处理的铝合金产品在从约100℃至约150℃的温度下保持一段时间,以及将片材冷却至接近或处于室温的温度。在其他情况下,所述时效工艺可包括将经热处理的铝合金产品重新加热至从约100℃至约150℃的温度;经热处理的铝合金产品在从约100℃至约150℃的温度下保持一段时间;将经热处理的铝合金产品加热至大于约150℃的温度;经热处理的铝合金产品在大于约150℃(例如,从约150℃至约170℃)的温度下保持一段时间;以及将经热处理的铝合金产品冷却至室温。经热处理的铝合金产品可在该温度下保持大于10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟、60分钟、70分钟、80分钟、90分钟、100分钟、110分钟、2小时、6小时、12小时、18小时、24小时、30小时、32小时或48小时的时间段。例如,经热处理的铝合金产品可经受时效工艺,其中产品被重新加热至100℃至170℃的温度并在该温度下保持12小时至30小时。
在一些情况下,经热处理的铝合金产品可经受油漆烘烤热处理,例如,将经热处理的铝合金产品加热至大于约150℃(例如,160℃、170℃、180℃、190℃、200℃或更高)的温度,并且经热处理的铝合金产品在大于约140℃(例如,在约150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃或更高之间)的温度下保持一段时间(例如,10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟、60分钟、70分钟、80分钟、90分钟、100分钟、110分钟或120分钟)。
现在转到图13,图表1300示出根据本公开的实施方案的铝合金产品随时间变化的温度分布。图表1300可描绘或对应于制备淬火不敏感性铝合金产品的方法的实施方案。例如,图表1300可对应于制备铝合金产品210、310、4A、4B、5A、5B或具有根据表1至表6的组成的任何铝合金产品的方法。从步骤1310开始,经轧制的铝合金产品可在热处理工艺期间从室温加热至480℃的第一温度。如图所示,加热可能耗时大约50秒。在实施方案中,室温可对应于环境条件,诸如大约40℃。在这个实施方案中,热处理工艺可以是固溶热处理工艺,由SHT符号表示。在步骤1320处,经轧制的铝合金产品可在第一温度下保持一定时间段,诸如约5分钟。在该时间段之后,经轧制的铝合金产品可在步骤1330处淬火以产生经热处理的铝合金产品。在步骤1330处,示出了多个淬火速率。例如,在步骤1330处可使用550℃/秒、350℃/秒、150℃/秒、50℃/秒或5℃/秒的淬火速率。步骤1330处的淬火可采用这里讨论的各种淬火方法中的任一者。在一些实施方案中,经轧制的铝合金产品可淬火降至第二温度,诸如室温。任选地,经热处理的铝合金产品可在室温下保持24小时。
在一些情况下,经热处理的铝合金产品可经受时效工艺。在步骤1350处,经热处理的铝合金产品可经受T6回火工艺。任选地,可使用T7回火工艺。如图表1300所示,在步骤1350处,经热处理的铝合金产品可重新加热至125℃的温度。经热处理的铝合金产品可在125℃下保持24小时,然后返回到室温。
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汽车应用和其他运输应用,包括飞机和铁路应用。例如,所公开的铝合金产品可用于制备汽车结构部件,诸如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件(例如,A柱、B柱和C柱)、内板、外板、侧板、内罩、外罩、摇杆或行李箱盖板。本文所述的铝合金产品和方法还可用于飞机或铁路车辆应用中,以制备例如外部和内部面板。在一些实施方案中,本文所述的铝合金产品可并入用于航空航天应用的上翼、下翼或其他机身组件中。
本文所述的铝合金产品和方法也可用于电子应用或任何其他所需应用中。例如,本文所述的铝合金产品和方法可用于制备包括移动电话和平板电脑在内的电子设备的外壳。在一些实例中,铝合金产品可用于制备移动电话(例如,智能电话)、平板底架和其他便携式电子设备的外壳的壳体。
说明
如下所用,对一系列说明的任何引用应被理解为分别引用那些实例中的每一个(如,“说明1-4”应被理解为“说明1、2、3或4”)。
说明1是制备铝合金产品的方法,所述方法包括:加热经轧制的铝合金产品至从400℃至525℃的第一温度,其中所述经轧制的铝合金产品包含7xxx系列铝合金,其包含:从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.10重量%至3.50重量%的Cu、从1.00重量%至4.00重量%的Mg、从0.05重量%至0.50重量%的Fe、从0.05重量%至0.30重量%的Si、从0.05重量%至0.25重量%的Zr、至多0.25重量%的Mn、至多0.20重量%的Cr、至多0.15重量%的Ti,和Al;将所述经轧制的铝合金产品在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟的持续时间;以及以从0.5℃/s至125℃/s的淬火速率淬火所述经轧制的铝合金产品,从而产生经热处理的铝合金产品,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从0.3至0.8的应变比,并且其中所述应变比根据ASTM G129和/或ASTM G139标准试验方法确定。
说明2是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品被淬火,直到所述经轧制的铝合金产品达到从10℃至100℃的第二温度。
说明3是如任一前述或后续说明所述的方法,其中淬火包括以第一淬火速率淬火至中间温度的第一淬火,以第二淬火速率淬火至所述第二温度的第二淬火,其中所述第二淬火速率大于所述第一淬火速率。
说明4是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述淬火速率为从5℃/s至125℃/s。
说明5是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述淬火速率为从10℃/s至125℃/s。
说明6是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品包含:从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.20重量%至2.60重量%的Cu、从1.40重量%至2.80重量%的Mg、从0.10重量%至0.35重量%的Fe、从0.05重量%至0.20重量%的Si、从0.05重量%至0.15重量%的Zr、从0.01重量%至0.05重量%的Mn、从0.01重量%至0.05重量%的Cr、从0.001重量%至0.05重量%的Ti,和Al。
说明7是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品包含:从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.30重量%至2.50重量%的Cu、从1.60重量%至2.60重量%的Mg、从0.10重量%至0.25重量%的Fe、从0.07重量%至0.15重量%的Si、从0.09重量%至0.15重量%的Zr、从0.02重量%至0.05重量%的Mn、从0.03重量%至0.05重量%的Cr、从0.003重量%至0.035重量%的Ti,和Al。
说明8是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品包含:从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.20重量%至2.10重量%的Cu、从2.20重量%至2.40重量%的Mg、从0.18重量%至0.23重量%的Fe、从0.09重量%至0.12重量%的Si、从0.05重量%至0.15重量%的Zr、从0.04重量%至0.09重量%的Mn、从0.03重量%至0.09重量%的Cr、从0.01重量%至0.02重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质,和Al。
说明9是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品还包含至多0.20重量%的Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc和Ni中的一者或多者。
说明10是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出如根据ASTM G110标准试验方法确定的从5μm至300μm的腐蚀深度。
说明11是如任一前述或后续说明所述的方法,其中在所述腐蚀深度内发生的腐蚀包括点腐蚀或晶间腐蚀中的至少一者。
说明12是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为50℃/s或更低时,所述腐蚀包括晶间腐蚀。
说明13是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率大于5℃/s时,所述腐蚀不包括晶间腐蚀。
说明14是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为125℃/s时,所述热处理的铝合金产品表现出从25μm至50μm的腐蚀深度。
说明15是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述第一温度是固溶温度。
说明16是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述第二温度是环境温度。
说明17是如任一前述或后续说明所述的方法,其中加热和淬火所述经轧制的铝合金产品对应于固溶热处理工艺。
说明18是如任一前述或后续说明所述的方法,其还包括在加热所述经轧制的铝合金产品之后使所述经轧制的铝合金产品经受热成形工艺。
说明19是如任一前述或后续说明所述的方法,其中淬火所述经轧制的铝合金产品包括模具淬火工艺。
说明20是如任一前述或后续说明所述的方法,其中淬火所述经轧制的铝合金产品包括水淬火工艺。
说明21是如任一前述或后续说明所述的方法,其中淬火所述经轧制的铝合金产品包括强制空气淬火工艺。
说明22是如任一前述或后续说明所述的方法,其还包括将所述经热处理的铝合金产品时效处理至T6回火或T7回火。
说明23是如任一前述或后续说明所述的方法,其还包括将所述经热处理的铝合金产品加热至从100℃至170℃的温度,并在所述温度下保持12小时至30小时。
说明24是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从500MPa至650MPa的极限拉伸强度。
说明25是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。
说明26是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从400MPa至600MPa的屈服强度。
说明27是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。
说明28是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从7.50%至10.50%的均匀伸长率。
说明29是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。
说明30是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从10.00%至15.00%的总伸长率。
说明31是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。
说明32是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从0.375至0.425的应变比。
说明33是如任一前述或后续说明所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从10nm至110nm的无沉淀区宽度。
说明34是如任一前述或后续说明所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
说明35是一种产品,其包括:经热处理的铝合金,其中所述经热处理的铝合金是经轧制的7xxx系列铝合金产品,其包含:从4.00重量%至15.00重量%的Zn、从0.10重量%至3.50重量%的Cu、从1.00重量%至4.00重量%的Mg、从0.05重量%至0.50重量%的Fe、从0.05重量%至0.30重量%的Si、从0.05重量%至0.25重量%的Zr、至多0.25重量%的Mn、至多0.20重量%的Cr、至多0.15重量%的Ti、至多0.15重量%的杂质,和Al,并且表现出从0.3至0.8的应变比,其中所述应变比根据ASTM G129和/或ASTM G139标准试验方法确定。
说明36是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出如根据ASTM G110标准试验方法确定的从5μm至300μm的腐蚀深度。
说明37是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从25μm至50μm的腐蚀深度。
说明38是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品是经成形的铝合金产品。
说明39是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品是经热成形的铝合金产品。
说明40是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品处于T6回火或T7回火。
说明41是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从500MPa至650MPa的极限拉伸强度。
说明42是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。
说明43是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从400MPa至600MPa的屈服强度。
说明44是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。
说明45是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从7.50%至10.50%的均匀伸长率。
说明46是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。
说明47是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从10.00%至15.00%的总伸长率。
说明48是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。
说明49是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从0.375至0.425的应变比。
说明50是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从10nm至110nm的无沉淀区宽度。
说明51是如任一前述或后续说明所述的产品,其中当淬火速率为约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
说明52是如任一前述或后续说明所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品通过以下步骤产生:将经轧制的铝合金产品加热至第一温度,其中所述经轧制的铝合金产品包含7xxx系列铝合金,并且其中所述第一温度为从400℃至525℃;将所述经轧制的铝合金产品在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟的持续时间;以及以0.5℃/s至125℃/s的淬火速率对所述经轧制的铝合金产品淬火。
说明53是如任一前述或后续说明所述的产品,其根据任一前述或后续说明所述的方法产生。
说明54是汽车产品,其并入如任一前述或后续说明所述的产品。
说明55是航空航天产品,其并入如任一前述或后续说明所述的产品。
说明56是汽车产品,其并入根据如任一前述或后续说明所述的方法产生的产品。
说明57是航空航天产品,其并入根据如任一前述或后续说明所述的方法产生的产品。
以上引用的所有专利、出版物和摘要通过引用方式以其整体并入本文。前面对实施方案(包括说明的实施方案)的描述仅是为了说明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而言,其多种修改、变动和用途将是显而易见的。

Claims (58)

1.一种方法,其包括:
加热经轧制的铝合金产品至从400℃至525℃的第一温度,其中所述经轧制的铝合金产品包含7xxx系列铝合金,其包含:
从4.00重量%至15.00重量%的Zn,
从0.10重量%至3.50重量%的Cu,
从1.00重量%至4.00重量%的Mg,
从0.05重量%至0.50重量%的Fe,
从0.05重量%至0.30重量%的Si,
从0.05重量%至0.25重量%的Zr,
至多0.25重量%的Mn,
至多0.20重量%的Cr,
至多0.15重量%的Ti,和
Al;
将所述经轧制的铝合金产品在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟的持续时间;以及
以从0.5℃/s至125℃/s的淬火速率淬火所述经轧制的铝合金产品,从而产生经热处理的铝合金产品,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从0.3至0.8的应变比,并且其中所述应变比根据ASTM G129标准试验方法确定。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品被淬火,直到所述经轧制的铝合金产品达到从10℃至100℃的第二温度。
3.如权利要求2所述的方法,其中淬火包括以第一淬火速率淬火至中间温度的第一淬火,以第二淬火速率淬火至所述第二温度的第二淬火,其中所述第二淬火速率大于所述第一淬火速率。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述淬火速率为从5℃/s至125℃/s。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述淬火速率为从10℃/s至125℃/s。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品包含:
从4.00重量%至15.00重量%的Zn,
从0.20重量%至2.60重量%的Cu,
从1.40重量%至2.80重量%的Mg,
从0.10重量%至0.35重量%的Fe,
从0.05重量%至0.20重量%的Si,
从0.05重量%至0.15重量%的Zr,
从0.01重量%至0.05重量%的Mn,
从0.01重量%至0.05重量%的Cr,
从0.001重量%至0.05重量%的Ti,和
Al。
7.如权利要求1所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品包含:
从4.00重量%至15.00重量%的Zn,
从0.30重量%至2.50重量%的Cu,
从1.60重量%至2.60重量%的Mg,
从0.10重量%至0.25重量%的Fe,
从0.07重量%至0.15重量%的Si,
从0.09重量%至0.15重量%的Zr,
从0.02重量%至0.05重量%的Mn,
从0.03重量%至0.05重量%的Cr,
从0.003重量%至0.035重量%的Ti,和
Al。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品包含:
从4.00重量%至15.00重量%的Zn,
从0.20重量%至2.10重量%的Cu,
从2.20重量%至2.40重量%的Mg,
从0.18重量%至0.23重量%的Fe,
从0.09重量%至0.12重量%的Si,
从0.05重量%至0.15重量%的Zr,
从0.04重量%至0.09重量%的Mn,
从0.03重量%至0.09重量%的Cr,
从0.01重量%至0.02重量%Ti,
至多0.15重量%的杂质,和
Al。
9.如权利要求1所述的方法,其中所述经轧制的铝合金产品还包含至多0.20重量%的Mo、Nb、Be、B、Co、Sn、Sr、V、In、Hf、Ag、Sc和Ni中的一者或多者。
10.如权利要求1所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出如根据ASTMG110标准试验方法确定的从5μm至300μm的腐蚀深度。
11.如权利要求10所述的方法,其中在所述腐蚀深度内发生的腐蚀包括点腐蚀或晶间腐蚀中的至少一者。
12.如权利要求11所述的方法,其中当所述淬火速率为50℃/s或更低时,所述腐蚀包括晶间腐蚀。
13.如权利要求11所述的方法,其中当所述淬火速率大于5℃/s时,所述腐蚀不包括晶间腐蚀。
14.如权利要求10所述的方法,其中当所述淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从25μm至50μm的腐蚀深度。
15.如权利要求1所述的方法,其中所述第一温度是固溶温度。
16.如权利要求2所述的方法,其中所述第二温度是环境温度。
17.如权利要求1所述的方法,其中加热和淬火所述经轧制的铝合金产品对应于固溶热处理工艺。
18.如权利要求1所述的方法,其还包括在加热所述经轧制的铝合金产品之后使所述经轧制的铝合金产品经受热成形工艺。
19.如权利要求1所述的方法,其中淬火所述经轧制的铝合金产品包括模具淬火工艺。
20.如权利要求1所述的方法,其中淬火所述经轧制的铝合金产品包括水淬火工艺。
21.如权利要求1所述的方法,其中淬火所述经轧制的铝合金产品包括强制空气淬火工艺。
22.如权利要求1所述的方法,其还包括将所述经热处理的铝合金产品时效处理至T6回火。
23.如权利要求1所述的方法,其还包括将所述经热处理的铝合金产品时效处理至T7回火。
24.如权利要求1所述的方法,其还包括加热所述经热处理的铝合金产品至从100℃至170℃的温度,并在所述温度下保持12小时至30小时。
25.如权利要求1所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从500MPa至650MPa的极限拉伸强度。
26.如权利要求25所述的方法,其中当所述淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。
27.如权利要求1所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从400MPa至600MPa的屈服强度。
28.如权利要求27所述的方法,其中当所述淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。
29.如权利要求1所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从7.50%至10.50%的均匀伸长率。
30.如权利要求29所述的方法,其中当所述淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。
31.如权利要求1所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从10.00%至15.00%的总伸长率。
32.如权利要求31所述的方法,其中当所述淬火速率为约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。
33.如权利要求1所述的方法,其中当所述淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从0.375至0.425的应变比。
34.如权利要求1所述的方法,其中所述经热处理的铝合金产品表现出从10nm至110nm的无沉淀区宽度。
35.如权利要求34所述的方法,其中当所述淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经热处理的铝合金产品表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
36.一种产品,其包括:
经热处理的铝合金产品,其中所述经热处理的铝合金是经轧制的7xxx系列铝合金产品,其包含:
从4.00重量%至15.00重量%的Zn,
从0.10重量%至3.50重量%的Cu,
从1.00重量%至4.00重量%的Mg,
从0.05重量%至0.50重量%的Fe,
从0.05重量%至0.30重量%的Si,
从0.05重量%至0.25重量%的Zr,
至多0.25重量%的Mn,
至多0.20重量%的Cr,
至多0.15重量%的Ti,
至多0.15重量%的杂质,和
Al,以及
表现出从0.3至0.8的应变比,其中所述应变比根据ASTM G129标准试验方法确定。
37.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出如根据ASTM G110标准试验方法确定的从5μm至300μm的腐蚀深度。
38.如权利要求37所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从25μm至50μm的腐蚀深度。
39.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品是经成形的铝合金产品。
40.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品是经热成形的铝合金产品。
41.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品处于T6回火或T7回火。
42.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从500MPa至650MPa的极限拉伸强度。
43.如权利要求42所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从605MPa至615MPa的极限拉伸强度。
44.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从400MPa至600MPa的屈服强度。
45.如权利要求44所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从560MPa至580MPa的屈服强度。
46.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从7.50%至10.50%的均匀伸长率。
47.如权利要求46所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从9.00%至9.60%的均匀伸长率。
48.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从10.00%至15.00%的总伸长率。
49.如权利要求48所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从13.80%至14.20%的总伸长率。
50.如权利要求36所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从0.375至0.425的应变比。
51.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从10nm至110nm的无沉淀区宽度。
52.如权利要求51所述的产品,其中当淬火速率为小于或约125℃/s时,所述经轧制的7xxx系列铝合金产品表现出从10nm至13nm的无沉淀区宽度。
53.如权利要求36所述的产品,其中所述经轧制的7xxx系列铝合金产品通过以下步骤产生:
加热经轧制的铝合金产品至第一温度,其中所述经轧制的铝合金产品包含7xxx系列铝合金,并且其中所述第一温度为从400℃至525℃;
将所述经轧制的铝合金产品在所述第一温度下或在所述第一温度的10℃内保持从15秒至30分钟的持续时间;以及
以从0.5℃/s至125℃/s的淬火速率淬火所述经轧制的铝合金产品。
54.如权利要求36所述的产品,其根据权利要求1至35中任一项所述的方法产生。
55.一种汽车产品,其并入权利要求36至53中任一项所述的产品。
56.一种航空航天产品,其并入权利要求36至53中任一项所述的产品。
57.一种汽车产品,其并入根据权利要求1至35中任一项所述的方法产生的产品。
58.一种航空航天产品,其并入根据权利要求1至35中任一项所述的方法产生的产品。
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CN107881444B (zh) * 2016-09-29 2019-04-23 北京有色金属研究总院 一种超大规格铝合金板材的制造方法
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DE112019000856T5 (de) * 2018-02-19 2020-10-29 Uacj Corporation Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungsbauelementen

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