JP2009542912A - 熱処理可能な高強度アルミニウム合金 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
本出願は、本明細書に参照により援用され、その一部を成す2006年6月30日出願の、米国仮特許出願第60/817,403号明細書に対する優先権ならびにその利益を請求するものである。
本開示は、亜鉛、マグネシウムおよび少量の少なくとも一つの分散質形成元素をアルミニウムに添加することによって、予想外にもより優れた合金が結果として得られることを規定している。開示されている合金は、溶体化熱処理に適している。さらに、この合金は、急速焼き入れ冷却段階が無くても高強度を保持し、このことは、厚いゲージを有する製品にとって特に有利である。
‐少なくとも12インチの厚みを有する本発明の合金のインゴットを鋳造する段階;
‐一つの実施態様では820°F〜980°Fの温度領域で、そして他の実施態様では850°F〜950°Fの温度領域でインゴットを均質化する段階;
‐任意には、600°F〜900°Fの温度領域で好ましくは最終的に4〜22インチの厚みまで製品を熱間圧延する段階;
‐任意には、一つの実施態様では820°F〜980°Fの温度領域で、そして他の実施態様では850°F〜950°Fの温度領域で、結果として得られた製品を溶体化熱処理する段階;
‐厳しい焼き入れを回避し、高い内部残留応力が発生するのを回避するために、強制空気または水ミストで、または非常に低体積の水噴霧によって、製品を焼き入れまたは冷却する段階;
‐好ましくは240°F〜320°Fの温度領域で製品を人工的に時効硬化する段階。
Claims (32)
- 6重量%〜約8重量%のZn;
Mgが(0.2×Zn−0.3)重量%〜(0.2×Zn+0.3)重量%の量で存在する、1重量%〜約2重量%のMg;
少なくとも一つの金属間分散質形成元素;および
残部のアルミニウムならびに避けることのできない不純物
から本質的に成る、展伸材として使用するのに適したアルミニウム合金。 - 6.1重量%〜7.6重量%の量でZnが存在する、請求項1に記載の合金。
- 1.1重量%〜1.6重量%の量でMgが存在する、請求項1または2に記載の合金。
- 1.2重量%〜1.5重量%の量でMgが存在する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の合金。
- Mgが(0.2×Zn−0.2)重量%〜(0.2×Zn+0.2)重量%の量で存在する、請求項1〜4のいずれか一つに記載の合金。
- 前記少なくとも一つの金属間分散質形成元素がZr、Mn、Cr、TiおよびScから成る群から選択される、請求項1〜5のいずれか一つに記載の合金。
- さらに、本質的に約0.02重量%のTiから成る、請求項6に記載の合金。
- さらに、本質的に約0.06重量%〜約0.18重量%のZrから成る、請求項7に記載の合金。
- 本質的にマンガンを全く含まない、請求項8に記載の合金。
- Znが約6.1重量%〜約6.5重量%の量で存在する、請求項9に記載の合金。
- Mgが約1.2重量%〜約1.5重量%の量で存在する、請求項10に記載の合金。
- 請求項1〜11のいずれか一つに記載の合金を含む、超厚ゲージの圧延品。
- 約5:1の亜鉛対マグネシウム重量比で、少なくとも約6.5重量%の亜鉛およびマグネシウムを含む合金を含み、
厚みの4分の1のところで少なくとも約61ksiの引張破断強度と約54.5ksiの引張降伏応力を有する、超厚圧延品。 - 前記合金が少なくとも約0.06重量%という少なくとも一つの金属間分散質形成元素の総含有量を含み、前記元素はZr、Mn、Cr、TiおよびScから成る群から選択される、請求項13に記載の製品。
- 合金が(a)約0.1重量%のZrおよび(b)約0.02重量%のTiのうちの少なくとも一つを含む、請求項14に記載の製品。
- ‐少なくとも12インチの厚みを有する合金のインゴットの鋳造であり、合金が、
6重量%〜約8重量%のZn、
Mgが0.2×Zn−0.3〜0.2×Zn+0.3の量で存在する、1重量%〜約2重量%のMg、
少なくとも一つの金属間分散質形成元素、および
残部のアルミニウムならびに避けることのできない不純物
を含み;
‐約820°Fから980°Fの温度領域でインゴットを均質化し;
‐厳しい焼き入れを回避し、高い内部残留応力が発生するのを回避するような形でインゴットを冷却し;そして
‐240°F〜320°Fの温度領域でインゴットを人工的に時効硬化させること、
を含む、超厚圧延品の獲得方法。 - インゴットが850°F〜950°Fの温度領域で均質化される、請求項16に記載の方法。
- 600F°〜900°Fの温度領域で最終的に4〜22インチの厚みまでインゴットを熱間圧延することをさらに含む、請求項16または17に記載の方法。
- 820°F〜980°Fの温度領域でインゴットを溶体化熱処理することをさらに含む、請求項16〜18のいずれか一つに記載の方法。
- インゴットが850°F〜950°Fの温度領域で溶体化熱処理される、請求項19に記載の方法。
- 製品が、強制空気、水ミストおよび非常に低体積の水噴霧から成る群から選択される技法によって冷却される、請求項16〜20のいずれか一つに記載の方法。
- 6重量%〜約8重量%のZn;
Mgが(0.2×Zn−0.3)重量%〜(0.2×Zn+0.3)重量%の量で存在する、1重量%〜約2重量%のMg;
少なくとも約0.06重量%の総含有量を有するZr、Mn、Cr、TiおよびScから成る群から選択される、少なくとも一つの金属間分散質形成元素;および
残部のアルミニウムならびに避けることのできない不純物
を含む合金から形成された圧延品。 - 合金中、Mgが(0.2×Zn−0.2)重量%〜(0.2×Zn+0.2)重量%の量で存在する、請求項22に記載の圧延品。
- 少なくとも一つの金属間分散質形成元素が、約0.02重量%のTiと約0.06重量%〜約0.18重量%のZrを含有する、請求項22または23に記載の圧延品。
- 超厚圧延品であり、かつ厚みの4分の1のところで少なくとも約61ksiの引張破断強度と少なくとも約54.5ksiの引張降伏応力を有する、請求項22〜24のいずれか一つに記載の圧延品。
- 冷水焼き入れを用いて冷却された場合の製品の引張降伏応力が、静止空気を用いて冷却された場合の製品の引張降伏応力よりもわずか5.9ksiしか高くない、請求項22〜25のいずれか一つに記載の圧延品。
- 冷水焼き入れを用いて冷却された場合の製品の引張破断強度が、静止空気を用いて冷却された場合の製品の引張破断強度よりもわずか約3.4ksiしか高くない、請求項22〜26のいずれか一つに記載の圧延品。
- ‐6重量%〜約8重量%のZn、
Mgが0.2×Zn−0.3〜0.2×Zn+0.3の量で存在する、1重量%〜約2重量%のMg、
少なくとも約0.06重量%の総含有量を有する、Zr、Mn、Cr、TiおよびScから成る群から選択される少なくとも一つの金属間分散質形成元素、および
残部のアルミニウムおよび避けることのできない不純物、
を含むアルミニウム合金を提供し、
‐合金から製品を形成し;
‐約820°F〜80°Fの温度領域で、製品を均質化し;
‐厳しい焼き入れを回避し、高い内部残留応力が発生するのを回避するような形で製品を冷却し;そして
‐240°F〜320°Fの温度領域で製品を人工的に時効硬化させることを含む、アルミニウム製品の獲得方法。 - 製品が超厚圧延品であり、600F°〜900°Fの温度領域で最終的に4〜22インチの厚みまで製品を熱間圧延することをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 820°F〜980°Fの温度領域で製品を溶体化熱処理することをさらに含む、請求項28または29に記載の方法。
- 製品が、強制空気、水ミストおよび非常に低体積の水噴霧から成る群から選択された技法によって冷却される、請求項28〜30のいずれか一つに記載の方法。
- 製品が強制空気によって冷却され、かつ厚みの4分の1のところで少なくとも約61ksiの引張破断強度と少なくとも約54.5ksiの引張降伏応力を有する、請求項28〜31のいずれか一つに記載の方法。
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