JP2023506250A - カルシウム添加による高マグネシウム合金の応力腐食割れの抑制 - Google Patents

カルシウム添加による高マグネシウム合金の応力腐食割れの抑制 Download PDF

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Abstract

耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、アルミニウム及び複数の合金元素を含み得る。複数の合金元素は、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムと、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウムのうちの少なくとも１種とを含み得る。いくつかの実施形態では、複数の合金元素は、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のストロンチウムをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、複数の合金元素は、銀をさらに含んでいてもよい。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１２月１７日に出願された米国仮出願第６２／９４９，２８６号の利益及び優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は冶金学に関し、一般的に、より具体的には、応力腐食割れに耐える金属合金製品及び金属合金製品の製造方法に関するものである。
高強度かつ耐久性のあるアルミニウム合金は、多くの異なる用途における使用に望ましいものである。マグネシウム固溶体は、アルミニウム合金の強化に有効であり、マグネシウム含有アルミニウム合金は、表面に形成される酸化マグネシウムが腐食に対する障壁となるため、相対的に不活性である。例えば、５ｘｘｘ系アルミニウム合金は、一般に海水腐食に対して相対的に不活性であると考えられており、したがって、海洋建設または洋上での用途に特に有用である。また、７ｘｘｘ系アルミニウム合金もほとんどの環境下で良好な耐食性を示す。それでもなお、合金元素としてマグネシウムを相対的に多く含有する（例えば、３ｗｔ％以上）５ｘｘｘ系アルミニウム合金、ならびに銅の含有量が低いかまたは銅を含有しない７ｘｘｘ系アルミニウム合金、及び亜鉛、マグネシウム、銅の組み合わせを相対的に多く含有する（例えば、６ｗｔ％以上）７ｘｘｘ系アルミニウム合金では、経時的に応力腐食割れが生じる可能性がある。
応力腐食割れは通常、結晶粒界で発生し、特に破壊が腐食的というよりは機械的になる後期段階では、応力腐食割れが結晶粒界を横断し得る。割れの始まりには、深いピットまたはエッチングされた結晶粒界のような金属の窪みが必要である。割れの成長は一般的にゆっくりと始まるが、それから一変し、急速になる。概して、破壊までの時間の約７０％～約９０％が、割れの核生成に向けられる。また、空孔または転位のパイルアップも割れを誘発し得る。
応力腐食には引張応力（すなわち応力）が必要であることが多く、曲げられたサンプルでは、大抵、引張側から割れが始まる。負荷が大きいほど寿命は短くなるように、腐食速度は一般に負荷に比例する。鍛造品では、結晶粒の配向に対する負荷の向きが重要である。短い横断方向に加えられた負荷は、長い横断方向または長軸方向に加えられた負荷の１／５未満となり得る。
結晶粒界及び亜結晶粒界近傍の無析出帯（ｄｅｎｕｄｅｄ ｚｏｎｅｓ）は、割れの発生に重要な役割を果たすことがある。割れの開始は、結晶粒界周囲の無析出帯と関連している可能性があり、無析出帯は母相の平衡に対する最大の電気陰性度を有しながら長期間過飽和のままであり続けることがある。結晶粒の端にある析出物が割れを進行させる可能性があるが（切手のミシン目のように）、無析出帯の電気陰性度が割れの開始原因であり得る。
応力腐食感受性は、酸化皮膜の延性と割れの成長速度に関連していることがある。この応力腐食感受性は、割れの成長と不動態化の比率の結果であり得る。つまり、割れの成長が不動態化よりも速い場合、破壊に至る。応力を伴わない腐食は、最終的な応力腐食割れの速度を加速する傾向がある。
構造も応力腐食割れに重要な影響を及ぼし得る。結晶粒径が微細であることにより感受性は低下するが、多数の亜結晶粒界により、耐性が非常に大きく改善する可能性がある。
マグネシウムを含有するアルミニウム合金の応力腐食割れは、温度及び／または時間の増加により特定のマグネシウム含有析出物の核生成及び成長が促進される条件において、再結晶粒の縁にマグネシウム含有物が析出される条件、例えば、再結晶粒界で５ｘｘｘアルミニウム合金のＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子または７ｘｘｘアルミニウム合金のＭｇＺｎ２イータ相粒子が析出されて、数珠繋ぎに似た半連続の線を形成する条件、に関与し得る。結集粒内の周囲物質に対するＭｇ５Ａｌ８ベータ相またはＭｇＺｎ２イータ相の相対的電気陰性度により、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相またはＭｇＺｎ２イータ相粒子近傍で腐食事象が発生する。最終的には、切手間に形成されたミシン目を使用して、切手を分離することができるのと同様に、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相またはＭｇＺｎ２イータ相と結合した腐食格子により、微細構造内にもろい領域が形成されて、割れまたは裂けが生じる。
母相外の析出物によっては、析出物粒子が連続しているかまたは連続していないことがあり、あるいは、析出物粒子が分離しているかまたは点在していることがある。しかしながら、それでもなお、割れが進展して完全性が損なわれ、最終的には合金構造の破壊が引き起こされ得る。
実施形態という用語及び同様の用語は広義には、本開示の主題のすべて及び以下の特許請求の範囲を指すものとする。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載された主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。本明細書で網羅される本開示の実施形態は、この発明の概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、開示の様々な態様の大まかな概要であり、以下の発明を実施するための形態の節でさらに説明される概念のいくつかを紹介する。この発明の概要は、特許請求された主題の重要な、または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求された主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図されていない。主題は、本開示の明細書全体、任意またはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
本明細書では、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が記載される。本明細書に記載されるアルミニウム合金製品は、有利には、合金中にカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を包含することによって良好な耐食性を示し、これによりアルミニウム合金製品は、腐食環境における応力下にありながらも、割れの形成及び成長ならびに破壊に耐えることができる。アルミニウム合金などの金属の応力腐食割れ耐性及び分類は、種々の標準的な試験法、例えば、ＡＳＴＭ Ｇ１３９－０５（２０１５）， Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｓｔｒｅｓｓ－Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｈｅａｔ－Ｔｒｅａｔａｂｌｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｕｓｉｎｇ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｌｏａｄ Ｍｅｔｈｏｄ， ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， ２０１５、またはＡＳＴＭ Ｇ６４－９９（２０１３）， Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ Ｓｔｒｅｓｓ－Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ Ｈｅａｔ－Ｔｒｅａｔａｂｌｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ， ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， ２０１３、ＡＳＴＭ Ｇ４７－９８（２０１９）， Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｔｏ Ｓｔｒｅｓｓ－Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ２ＸＸＸ ａｎｄ ７ＸＸＸ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， ２０１９に従って決定され得、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
有利には、合金中にカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を包含させることにより、アルミニウム合金中に他の合金元素を包含させることによって達成可能な耐食性レベルを超える耐食性レベルが、マグネシウム含有アルミニウム合金にもたらされる。例示的な耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウムを含む複数の合金元素、ならびにアルミニウムを含む。いくつかの実施形態では、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のストロンチウムをさらに含む。いくつかの実施形態では、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％の銀をさらに含む。実施形態において、アルミニウムは、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品の残部（すなわち、合金元素及び任意の不可避の不純物以外の合金の残部）を構成する。アルミニウム合金は、Ｈ質別またはＴ質別などの任意の好適な質別であり得、このことは使用される特定のアルミニウム合金に依存し得る。例示的なアルミニウム合金としては、５ｘｘｘ系アルミニウム合金及び７ｘｘｘ系アルミニウム合金が挙げられる。所望により、複数の合金元素は亜鉛を含まない。すなわち、場合によっては、合金は亜鉛を含有しないか、または亜鉛を微量にしか含有しないか、もしくは不可避の不純物としてのみ含有する。所望により、複数の合金元素は、例えば０．１ｗｔ％～１５ｗｔ％の量で亜鉛をさらに含む。
本明細書に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、任意の好適な方法に従って調製及び処理され得る。実施形態において、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、アルミニウム、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％～０．０１ｗｔ％のカルシウムを含むアルミニウム合金を鋳造することによって調製される。所望により、鋳造アルミニウム製品は、１回以上の熱間圧延加工及び／または１回以上の冷間圧延加工に供される。他の例示的な処理としては、均質化処理、熱処理加工、時効処理などを挙げることができるが、これらに限定されない。
実施形態において、マグネシウム含有アルミニウム合金は、金属間粒子に対応し得るマグネシウム含有析出物を含有し得る。例示的なマグネシウム含有析出物としては、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相粒子及びＭｇＺｎ２イータ相粒子が挙げられる。各種マグネシウム含有析出物の存在は、特定の合金及び処理条件に依存し得る。マグネシウム含有析出物は、場合によっては、腐食開始部位として作用し、腐食を進展させ、応力腐食割れを問題のあるものとし得る。アルミニウム合金中にカルシウムを包含させることによって、マグネシウム含有析出物の存在または濃度が制限または低減され得、及び／またはマグネシウム含有析出物の腐食電位が低下し得る。いくつかの実施形態では、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相粒子またはＭｇＺｎ２イータ相粒子などのマグネシウム含有析出物を０．０５ｗｔ％未満含む。場合によっては、マグネシウム含有析出物は、Ｚｎも含み得る。
上記のように、マグネシウム含有析出物の存在は、アルミニウム合金の固有の組成だけでなく、アルミニウム合金が製造される際の処理条件によっても規定され得る。いくつかの実施形態において、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品中のマグネシウム含有析出物は、５０℃～６００℃の温度への曝露によって形成され得る。所望により、マグネシウム含有析出物は、アルミニウム合金製品の時効中に形成される。
合金中にカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を包含させることにより、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀が微量しか存在し得ない合金と比較して、マグネシウム含有析出物中にカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を存在させることができる、及び／またはマグネシウム含有析出物の組成を変化させることができる。マグネシウム含有析出物中にカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を包含させると、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含まないマグネシウム含有析出物と比較して、マグネシウム含有析出物の腐食電位が低下し得る。所望により、アルミニウム合金製品中のカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀の存在によって、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％未満のカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含み、同一の処理条件に供された同等のアルミニウム合金製品を基準として、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品中のマグネシウム含有析出物の量が減少する。
カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀がアルミニウム合金中に存在する場合、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する析出物が結晶粒界に発生することがある。所望により、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品は、アルミニウム合金製品の結晶粒界にカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相を含んでいてもよい。場合によっては、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相は、５０℃～６００℃の高温への曝露及び／または時効によって生成され得る。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相は、金属カルシウム、金属ストロンチウム、及び／または金属銀を含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、カルシウム及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、ストロンチウム及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、銀及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、カルシウム及びアルミニウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、ストロンチウム及びアルミニウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、銀及びアルミニウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、カルシウム、アルミニウム、及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、ストロンチウム、アルミニウム、及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、カルシウム、ストロンチウム、アルミニウム、及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、カルシウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、ストロンチウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む。所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相のうちの１相は、カルシウム、ストロンチウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む。場合によっては、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相は、結晶粒界に位置するマグネシウム含有析出物を少なくとも部分的に取り囲むことがあり、これによって、所望によりマグネシウム含有析出物の腐食電位が制限され得るかまたは低下し得る。
別の態様では、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品を製造する方法が記載される。本態様の例示的な方法は、溶融状態のアルミニウム合金を溶融アルミニウム合金として供給することであって、例えばアルミニウム合金は、アルミニウム、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウムを含む、前記供給することと、溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金製品を形成することと、を含む。また、他の処理技術も、本態様の方法に用いられてもよい。例えば、本態様の方法は、アルミニウム合金製品を均質化して、均質化アルミニウム合金製品を形成すること；アルミニウム合金製品を時効すること、アルミニウム合金製品を冷間圧延すること、アルミニウム合金製品を熱間圧延すること、アルミニウム合金製品を高温に供すること、またはアルミニウム合金製品を腐食環境に供することのうちの１つ以上を任意に含み得る。有利には、本明細書に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金は、海洋環境または他の高腐食環境もしくは腐食しやすい環境において有用であり得る。
有利には、アルミニウム合金製品中のカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀の存在により、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％未満のカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含む同等のアルミニウム合金製品を基準として、アルミニウム合金製品における応力腐食割れを誘発するのに要する時間が増加し得る。
他の目的及び利点は、以下の非限定的実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。
本明細書は、以下の添付の図を参照しており、異なる図中での同様の参照番号の使用は、同様のまたは類似の構成要素を例示することを意図している。
結晶粒界におけるマグネシウム含有析出物の形成を概略的に示している。 結晶粒界におけるマグネシウム含有析出物粒子の近傍で生じる腐食を概略的に示している。 アルミニウム合金製品の例示的な製造方法の概要を示している。
本明細書では、アルミニウム合金製品、ならびにアルミニウム合金製品を製造及び使用するシステム及び方法が記載される。本明細書に記載のアルミニウム合金製品は、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀が添加されたマグネシウム強化アルミニウム合金を構成するものを含む。有利には、添加されたカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀は、アルミニウム合金の応力腐食割れに対する感受性を低下させる。カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を添加することによって、結晶粒界におけるＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子またはＭｇＺｎ２イータ相粒子などのマグネシウム含有析出物の成長を、所望により、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を全く含有しないかまたは微量しか含有しないアルミニウム合金と比較して、変質及び／または低減させることができる。ベータ相またはイータ相粒子の成長の変質及び／または低減により、ベータ相と周囲の結晶粒との間で発生し得る腐食が低減または制限され、それによって、応力腐食割れを抑制することができる。
定義及び説明：
本明細書で使用される場合、「発明」、「本発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の主題及び以下の特許請求の範囲のすべてを広く指すことが意図される。これらの用語を含む記述は、本明細書で説明されている主題を制限するもの、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限するものではないと理解されるべきである。
本明細書において、「系」または「７ｘｘｘ」などの、ＡＡ番号及び他の関連する記号によって識別される合金に対する言及がなされる。アルミニウム及びその合金の命名及び識別に最も一般に使用される番号名称体系の理解については、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ」（両方ともＴｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎにより発行された）を参照のこと。
本明細書で使用される場合、プレートは一般に、約１５ｍｍを超える厚さを有する。例えば、プレートは、約１５ｍｍを超える、約２０ｍｍを超える、約２５ｍｍを超える、約３０ｍｍを超える、約３５ｍｍを超える、約４０ｍｍを超える、約４５ｍｍを超える、約５０ｍｍを超える、または約１００ｍｍを超える厚さを有するアルミニウム製品を指し得る。
本明細書で使用される場合、シートプレートとも称されるシェート（ｓｈａｔｅ）は一般に、約４ｍｍ～約１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェートは、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍの厚さを有し得る。
本明細書で使用される場合、シートは一般に、約４ｍｍ未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、または約０．３ｍｍ未満、（例えば、約０．２ｍｍ）の厚さを有し得る。
本出願では、合金の焼戻しまたは調質への言及がなされてもよい。最も一般に使用される合金焼戻しの説明の理解については、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ （ＡＮＳＩ） Ｈ３５ ｏｎ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ．」を参照のこと。Ｆ調質または質別は、製造されたままのアルミニウム合金を指す。Ｏ調質または質別は、焼なまし後のアルミニウム合金を指す。本明細書でＨ質別とも称されるＨｘｘ調質または質別は、熱処理（例えば、焼きなまし）の有無にかかわらず、冷間圧延後の熱処理可能ではないアルミニウム合金を指す。好適なＨ質別には、ＨＸ１、ＨＸ２、ＨＸ３、ＨＸ４、ＨＸ５、ＨＸ６、ＨＸ７、ＨＸ８、またはＨＸ９質別が含まれる。Ｔ１調質または質別は、熱間加工から冷却され、（例えば、室温で）自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ２調質または質別は、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ３調質または質別は、溶体化処理され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ４調質または質別は、溶体化処理され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ５調質または質別は、熱間加工から冷却され、（高温で）人工時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ６調質または質別は、溶体化処理され人工時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ７調質または質別は、溶体化処理され人工過剰時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ調質または質別は、溶体化処理され、冷間加工され、人工時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ９調質または質別は、溶体化処理され、人工時効され、冷間加工されたアルミニウム合金を指す。Ｗ調質または質別とは、溶体化処理後のアルミニウム合金を指す。
本明細書で使用される場合、「鋳造金属製品」、「鋳造製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、互換可能であり、竪型半連続鋳造（竪型半連続同時鋳造を含む）または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、双ベルト鋳造機、双ロール鋳造機、ブロック鋳造機、または任意の他の連続鋳造機の使用によるものを含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造法によって製造された製品を指す。
本明細書で使用される場合、「室温」の意味には、約１５℃～約３０℃、例えば、約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃の温度が含まれ得る。本明細書で使用される場合、「周囲条件」の意味には、ほぼ室温の温度、約２０％～約１００％の相対湿度、及び約９７５ミリバール（ｍｂａｒ）～約１０５０ｍｂａｒの気圧が含まれ得る。例えば、相対湿度は、約２０％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％、約３０％、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、約６５％、約６６％、約６７％、約６８％、約６９％、約７０％、約７１％、約７２％、約７３％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％、約８０％、約８１％、約８２％、約８３％、約８４％、約８５％、約８６％、約８７％、約８８％、約８９％、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％、約１００％、またはそれらの間のいずれであり得る。例えば、気圧は、約９７５ｍｂａｒ、約９８０ｍｂａｒ、約９８５ｍｂａｒ、約９９０ｍｂａｒ、約９９５ｍｂａｒ、約１０００ｍｂａｒ、約１００５ｍｂａｒ、約１０１０ｍｂａｒ、約１０１５ｍｂａｒ、約１０２０ｍｂａｒ、約１０２５ｍｂａｒ、約１０３０ｍｂａｒ、約１０３５ｍｂａｒ、約１０４０ｍｂａｒ、約１０４５ｍｂａｒ、約１０５０ｍｂａｒ、またはそれらの間のいずれであり得る。
本明細書に開示されるすべての範囲は、それらに包含されるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、記載された範囲「１～１０」は、最小値１及び最大値１０（かつこれらを含む）の間の、ありとあらゆる部分範囲を含むと考えられるべきであり、すなわち、すべての部分範囲は、１以上の最小値から始まり（例えば、１～６．１）、かつ１０以下の最大値で終わる（例えば、５．５～１０）。特に明記しない限り、元素の組成量を指す場合の「最大」という表現は、その元素が任意であり、その特定の元素のゼロパーセント組成を含むことを意味する。特に明記しない限り、すべての組成上のパーセンテージは重量パーセント（ｗｔ％）である。
本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、別段文脈により明確に指示されない限り、単数形及び複数形の言及を含む。
以下の実施例において、アルミニウム合金製品及びそれらの構成成分は、それらの元素組成に関して重量パーセント（ｗｔ％）で記載される。各合金において、全不純物の合計の最大ｗｔ％が０．１５％であれば、残部はアルミニウムである。
結晶粒微細化剤及び脱酸剤などの付随的元素、または他の添加剤は、本発明の態様において存在してもよく、本明細書に記載の合金または本明細書に記載の合金の特性から逸脱するかまたは著しく変わることなく、それら自体で他の特性を追加し得る。
材料または元素を含む不可避の不純物が、アルミニウム固有の特性または加工機器との接触からの溶出に起因して、合金中に少量存在する場合がある。アルミニウムで認められるいくつかの不純物としては、鉄及びケイ素を挙げることができる。記載されているように、合金は、合金元素、付随元素、及び不可避の不純物に加えて、約０．２５ｗｔ％以下の任意の元素を含有し得る。
本明細書では、とりわけアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、マグネシウム複合材料、及び鋼を含む金属及び金属合金を処理及び調製する方法、ならびにその結果として得られた処理及び調製された金属及び金属合金が記載される。いくつかの実施例において、本明細書に記載の方法で使用するための金属としては、アルミニウム合金、例えば、５ｘｘｘ系アルミニウム合金または７ｘｘｘ系アルミニウム合金が挙げられる。いくつかの実施例において、本明細書に記載の方法で使用するための材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウムベースの材料、マグネシウム合金、マグネシウム複合材料、チタン、チタンベースの材料、チタン合金、銅、銅ベースの材料、複合材料、複合材料で使用されるシート、または任意の他の好適な金属、非金属、もしくは材料の組み合わせを含む非鉄材料が挙げられる。モノリシック材料、ならびに非モノリシック材料、例えば、圧延接合材料、クラッド合金、クラッド層、複合材料（限定されないが、炭素繊維含有材料など）、または他の様々な材料もまた、本明細書に記載の方法で有用である。いくつかの実施例において、鉄を含有するアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法で有用である。
アルミニウム合金製品として使用するための非限定的な例示的５ｘｘｘ系アルミニウム合金としては、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、またはＡＡ５０８８を挙げることができる。
本明細書に記載の方法で使用するための非限定的な例示的７ｘｘｘ系アルミニウム合金としては、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９，７２０４、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、またはＡＡ７０９９を挙げることができる。
以下の説明は、本発明をさらに説明するのに役立つが、同時に、そのいかなる限定も構成するものではない。反対に、その様々な実施形態、改変、及び等価物が行使され得、これらは、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなく、それら自体を当業者に提案し得るものであることを明確に理解されたい。
高強度かつ耐久性のあるアルミニウム合金は、多くの異なる用途における使用に望ましいものである。マグネシウム固溶体は、アルミニウム合金の強化に有効であり、その合金は、表面に形成される酸化マグネシウムが腐食に対する障壁となるため、相対的に不活性である。しかしながら、マグネシウムを有するアルミニウム合金、例えば、マグネシウム含有量が相対的に高い特定の５ｘｘｘ系アルミニウム合金、または亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの含有量が相対的に高い特定の７ｘｘｘ系アルミニウム合金の場合でもなお、応力腐食割れが生じ得る。
マグネシウムを含有するアルミニウム合金の応力腐食割れは、再結晶粒の縁で温度の増加により及び／または経時的にマグネシウム含有粒子が析出される条件、つまり、再結晶粒界でＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子またはＭｇＺｎ２イータ相粒子の核生成及び成長を促進する条件に関与する。図１Ａは、マグネシウム含有アルミニウム合金の結晶粒構造を概略的に示しており、結晶粒界１１０におけるＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子１０５の存在を表している。結集粒内の周囲物質に対するＭｇ５Ａｌ８ベータ相の相対的電気陰性度により、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相粒子近傍で腐食事象が発生し得る。最終的には、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相と結合した腐食格子により、図１Ｂで図示した結晶粒構造内に概略的に示した微細構造でもろい領域１１５が形成され得、それにより応力下で割れまたは裂けが生じ得る。同様の腐食挙動が、結晶粒界に沿ってＭｇＺｎ２イータ相が不連続に析出しているアルミニウム合金でも観察されることがある。結晶粒界に粒子を形成し得る例示的なマグネシウム含有析出物またはマグネシウム含有金属間化合物として、Ｍｇ５Ａｌ８及びＭｇＺｎ２を説明したが、例えばＭｇ５Ａｌ３など、他のマグネシウム含有相または化合物も、マグネシウム強化アルミニウム合金の結晶粒界に形成され得、及び／または合金の応力腐食割れに対する感受性を高め得る。
５ｘｘｘアルミニウム合金の場合、マグネシウム含有量が３ｗｔ％以上であれば、結晶粒界におけるＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子の形成など、結晶粒界におけるマグネシウムの析出がより顕著となり得、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相は、一部の結晶粒界に沿って半連続的な粒子の線を任意に形成し得る。しかしながら、処理条件及び／または操作条件によっては、マグネシウム含有量が３ｗｔ％未満の場合でも、Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相の形成など、マグネシウム析出物が生じる可能性がある。マグネシウム含有量によっては、マグネシウム含有析出物が連続しているかまたは連続していないことがあり、あるいは、マグネシウム含有析出物が分離しているかまたは点在していることがある。しかしながら、それでもなお、割れが進展して強度が損なわれる可能性があり、最終的には合金製品の破壊が引き起こされ得る。
７ｘｘｘアルミニウム合金の場合、亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの含有量が６ｗｔ％以上であれば、結晶粒界におけるＭｇＺｎ２イータ相粒子の形成など、結晶粒界におけるマグネシウムの析出がより顕著となり得、ＭｇＺｎ２イータ相は、一部の結晶粒界に沿って半連続的な粒子の線を任意に形成し得る。しかしながら、処理条件及び／または操作条件によっては、亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの含有量が６ｗｔ％未満の場合でも、ＭｇＺｎ２イータ相の形成など、マグネシウム析出物が生じる可能性がある。マグネシウム含有量によっては、マグネシウム含有析出物が連続しているかまたは連続していないことがあり、あるいは、マグネシウム含有析出物が分離しているかまたは点在していることがある。しかしながら、それでもなお、割れが進展して強度が損なわれる可能性があり、最終的には合金製品の破壊が引き起こされ得る。
５０℃～６００℃の温度など、温度の増加または上昇は、マグネシウム含有析出物の成長に繋がることがある。いくつかの実施形態では、Ｍｇ５Ａｌ８またはＭｇＺｎ２などのマグネシウム含有析出物の成長に繋がり得る昇温は、あまり高温でない可能性があり、２００℃未満、例えば１５０℃未満、１００℃未満、５０℃未満、またはさらに低くなり得る。したがって、マグネシウム強化アルミニウム合金に対して熱処理を行う場合、マグネシウム含有析出物の形成を制限するように、熱処理を制限するか、または綿密に制御する必要があり得る。しかしながら、温度上昇は避けられないことがあり、及び／または、温度上昇は溶接時、焼付塗装時など、各種マグネシウム強化アルミニウム合金製の製品の後処理中に生じることがある。したがって、マグネシウム含有析出物は、必然的に形成され、最終的に応力腐食割れに繋がり得る優先的腐食部位を創出し得る。
応力腐食割れを抑制するために、マグネシウム強化アルミニウム合金にカルシウム、ストロンチウム及び／または銀を添加して、カルシウム、ストロンチウム及び／または銀を添加しない場合にマグネシウム含有析出物の存在によってそうでなければ結晶粒界に生じ得る腐食を低減することができる。カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を添加することにより、マグネシウム含有析出物の成長が変質し得る。あらゆる特定の理論に拘束されることを意図することなく、本発明者らは、マグネシウム強化アルミニウム合金が高温に供されると、アルミニウムの固溶限が相対的に低いことから、カルシウムまたはストロンチウム、あるいは所望により銀がマグネシウムと共に結晶粒界に析出し得る、と考えている。マグネシウム析出物、カルシウム析出物、ストロンチウム析出物、及び／または銀析出物は、アルミニウムを含み得るかまたは含み得ない１種以上の金属間化合物を形成することがある。マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する金属間化合物の形成により、そうでなければＭｇ５Ａｌ８及び／またはＭｇＺｎ２などのマグネシウム含有析出物を形成し得るマグネシウムの量が減少し得る。マグネシウム含有析出物が全体的に減少することによって、例えば、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を欠くか、または微量しか含有していないマグネシウム含有アルミニウム合金と比較すると、結晶粒界における腐食が減少し、それによって応力腐食割れ現象が抑制または低減される可能性がある。カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀の各々における微量とは、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀の各々における量が０．００１ｗｔ％未満であり得ることを指す場合がある。あるいは、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する析出物または粒子は、結晶粒界に形成され得るマグネシウム含有析出物を被覆し、及び／またはそれに隣接して位置するので、それによってマグネシウム含有析出物と周囲の結晶粒との間における腐食反応が制限され得る。また、カルシウム及び／またはストロンチウムを添加することにより、割れの先端における酸化皮膜の延性を建設的に改質し得る。加えて、カルシウム及び／またはストロンチウムは、割れの先端領域において変化するかまたは非常に安定した静的な層を肯定的に形成し、結晶粒の無析出帯において開始された割れの全体的な成長速度を低下させることができる。さらに、結晶粒内に残存するカルシウム、ストロンチウム、及び／または銀は、結晶粒自体の電気陰性度及び／またはマグネシウム含有析出物と比較した結晶粒の相対的電気陰性度を変化させ、したがってマグネシウム含有析出物が存在し得る場所で生じ得る腐食が制限され得る。
用途に応じて、マグネシウム強化アルミニウム合金に添加され得るカルシウムの量は、０．００１重量％～０．１重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、合金中のカルシウムの重量パーセントは、０．００１％～０．１％、０．００５％～０．１％、０．０１％～０．１％、０．０１５％～０．１％、０．０２％～０．１％、０．０２５％～０．１％、０．０３％～０．１％、０．０３５％～０．１％、０．０４％～０．１％、０．０４５％～０．１％、０．０５％～０．１％、０．０５５％～０．１％、０．０６％～０．１％、０．０６５％～０．１％、０．０７％～０．１％、０．０７５％～０．１％、０．０８％～０．１％、０．０８５％～０．１％、０．０９％～０．１％、０．０９５％～０．１％、０．００１％～０．０９５％、０．００５％～０．０９５％、０．０１％～０．０９５％、０．０１５％～０．０９５％、０．０２％～０．０９５％、０．０２５％～０．０９５％、０．０３％～０．０９５％、０．０３５％～０．０９５％、０．０４％～０．０９５％、０．０４５％～０．０９５％、０．０５％～０．０９５％、０．０５５％～０．０９５％、０．０６％～０．０９５％、０．０６５％～０．０９５％、０．０７％～０．０９５％、０．０７５％～０．０９５％、０．０８％～０．０９５％、０．０８５％～０．０９５％、０．０９％～０．０９５％、０．００１％～０．０９％、０．００５％～０．０９％、０．０１％～０．０９％、０．０１５％～０．０９％、０．０２％～０．０９％、０．０２５％～０．０９％、０．０３％～０．０９％、０．０３５％～０．０９％、０．０４％～０．０９％、０．０４５％～０．０９％、０．０５％～０．０９％、０．０５５％～０．０９％、０．０６％～０．０９％、０．０６５％～０．０９％、０．０７％～０．０９％、０．０７５％～０．０９％、０．０８％～０．０９％、０．０８５％～０．０９％、０．００１％～０．０８５％、０．００５％～０．０８５％、０．０１％～０．０８５％、０．０１５％～０．０８５％、０．０２％～０．０８５％、０．０２５％～０．０８５％、０．０３％～０．０８５％、０．０３５％～０．０８５％、０．０４％～０．０８５％、０．０４５％～０．０８５％、０．０５％～０．０８５％、０．０５５％～０．０８５％、０．０６％～０．０８５％、０．０６５％～０．０８５％、０．０７％～０．０８５％、０．０７５％～０．０８５％、０．０８％～０．０８５％、０．００１％～０．０８％、０．００５％～０．０８％、０．０１％～０．０８％、０．０１５％～０．０８％、０．０２％～０．０８％、０．０２５％～０．０８％、０．０３％～０．０８％、０．０３５％～０．０８％、０．０４％～０．０８％、０．０４５％～０．０８％、０．０５％～０．０８％、０．０５５％～０．０８％、０．０６％～０．０８％、０．０６５％～０．０８％、０．０７％～０．０８％、０．０７５％～０．０８％、０．００１％～０．０７５％、０．００５％～０．０７５％、０．０１％～０．０７５％、０．０１５％～０．０７５％、０．０２％～０．０７５％、０．０２５％～０．０７５％、０．０３％～０．０７５％、０．０３５％～０．０７５％、０．０４％～０．０７５％、０．０４５％～０．０７５％、０．０５％～０．０７５％、０．０５５％～０．０７５％、０．０６％～０．０７５％、０．０６５％～０．０７５％、０．０７％～０．０７５％、０．００１％～０．０７％、０．００５％～０．０７％、０．０１％～０．０７％、０．０１５％～０．０７％、０．０２％～０．０７％、０．０２５％～０．０７％、０．０３％～０．０７％、０．０３５％～０．０７％、０．０４％～０．０７％、０．０４５％～０．０７％、０．０５％～０．０７％、０．０５５％～０．０７％、０．０６％～０．０７％、０．０６５％～０．０７、０．００１％～０．０６５％、０．００５％～０．０６５％、０．０１％～０．０６５％、０．０１５％～０．０６５％、０．０２％～０．０６５％、０．０２５％～０．０６５％、０．０３％～０．０６５％、０．０３５％～０．０６５％、０．０４％～０．０６５％、０．０４５％～０．０６５％、０．０５％～０．０６５％、０．０５５％～０．０６５％、０．０６％～０．０６５％、０．００１％～０．０６％、０．００５％～０．０６％、０．０１％～０．０６％、０．０１５％～０．０６％、０．０２％～０．０６％、０．０２５％～０．０６％、０．０３％～０．０６％、０．０３５％～０．０６％、０．０４％～０．０６％、０．０４５％～０．０６％、０．０５％～０．０６％、０．０５５％～０．０６％、０．００１％～０．０５５％、０．００５％～０．０５５％、０．０１％～０．０５５％、０．０１５％～０．０５５％、０．０２％～０．０５５％、０．０２５％～０．０５５％、０．０３％～０．０５５％、０．０３５％～０．０５５％、０．０４％～０．０５５％、０．０４５％～０．０５５％、０．０５％～０．０５５％、０．００１％～０．０５％、０．００５％～０．０５％、０．０１％～０．０５％、０．０１５％～０．０５％、０．０２％～０．０５％、０．０２５％～０．０５％、０．０３％～０．０５％、０．０３５％～０．０５％、０．０４％～０．０５％、０．０４５％～０．０５％、０．００１％～０．０４５％、０．００５％～０．０４５％、０．０１％～０．０４５％、０．０１５％～０．０４５％、０．０２％～０．０４５％、０．０２５％～０．０４５％、０．０３％～０．０４５％、０．０３５％～０．０４５％、０．０４％～０．０４５％、０．００１％～０．０４％、０．００５％～０．０４％、０．０１％～０．０４％、０．０１５％～０．０４％、０．０２％～０．０４％、０．０２５％～０．０４％、０．０３％～０．０４％、０．０３５％～０．０４％、０．００１％～０．０３５％、０．００５％～０．０３５％、０．０１％～０．０３５％、０．０１５％～０．０３５％、０．０２％～０．０３５％、０．０２５％～０．０３５％、０．０３％～０．０３５％、０．００１％～０．０３％、０．００５％～０．０３％、０．０１％～０．０３％、０．０１５％～０．０３％、０．０２％～０．０３％、０．０２５％～０．０３％、０．００１％～０．０２５％、０．００５％～０．０２５％、０．０１％～０．０２５％、０．０１５％～０．０２５％、０．０２％～０．０２５％、０．００１％～０．０２％、０．００５％～０．０２％、０．０１％～０．０２％、０．０１５％～０．０２％、０．００１％～０．０１５％、０．００５％～０．０１５％、０．０１％～０．０１５％、０．００１％～０．０１％、０．００５％～０．０１％、または０．００１％～０．００５％であり得る。
用途に応じて、マグネシウム強化アルミニウム合金に添加され得るストロンチウムの量は、０．００１重量％～０．１重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、合金中のストロンチウムの重量パーセントは、０．００１％～０．１％、０．００５％～０．１％、０．０１％～０．１％、０．０１５％～０．１％、０．０２％～０．１％、０．０２５％～０．１％、０．０３％～０．１％、０．０３５％～０．１％、０．０４％～０．１％、０．０４５％～０．１％、０．０５％～０．１％、０．０５５％～０．１％、０．０６％～０．１％、０．０６５％～０．１％、０．０７％～０．１％、０．０７５％～０．１％、０．０８％～０．１％、０．０８５％～０．１％、０．０９％～０．１％、０．０９５％～０．１％、０．００１％～０．０９５％、０．００５％～０．０９５％、０．０１％～０．０９５％、０．０１５％～０．０９５％、０．０２％～０．０９５％、０．０２５％～０．０９５％、０．０３％～０．０９５％、０．０３５％～０．０９５％、０．０４％～０．０９５％、０．０４５％～０．０９５％、０．０５％～０．０９５％、０．０５５％～０．０９５％、０．０６％～０．０９５％、０．０６５％～０．０９５％、０．０７％～０．０９５％、０．０７５％～０．０９５％、０．０８％～０．０９５％、０．０８５％～０．０９５％、０．０９％～０．０９５％、０．００１％～０．０９％、０．００５％～０．０９％、０．０１％～０．０９％、０．０１５％～０．０９％、０．０２％～０．０９％、０．０２５％～０．０９％、０．０３％～０．０９％、０．０３５％～０．０９％、０．０４％～０．０９％、０．０４５％～０．０９％、０．０５％～０．０９％、０．０５５％～０．０９％、０．０６％～０．０９％、０．０６５％～０．０９％、０．０７％～０．０９％、０．０７５％～０．０９％、０．０８％～０．０９％、０．０８５％～０．０９％、０．００１％～０．０８５％、０．００５％～０．０８５％、０．０１％～０．０８５％、０．０１５％～０．０８５％、０．０２％～０．０８５％、０．０２５％～０．０８５％、０．０３％～０．０８５％、０．０３５％～０．０８５％、０．０４％～０．０８５％、０．０４５％～０．０８５％、０．０５％～０．０８５％、０．０５５％～０．０８５％、０．０６％～０．０８５％、０．０６５％～０．０８５％、０．０７％～０．０８５％、０．０７５％～０．０８５％、０．０８％～０．０８５％、０．００１％～０．０８％、０．００５％～０．０８％、０．０１％～０．０８％、０．０１５％～０．０８％、０．０２％～０．０８％、０．０２５％～０．０８％、０．０３％～０．０８％、０．０３５％～０．０８％、０．０４％～０．０８％、０．０４５％～０．０８％、０．０５％～０．０８％、０．０５５％～０．０８％、０．０６％～０．０８％、０．０６５％～０．０８％、０．０７％～０．０８％、０．０７５％～０．０８％、０．００１％～０．０７５％、０．００５％～０．０７５％、０．０１％～０．０７５％、０．０１５％～０．０７５％、０．０２％～０．０７５％、０．０２５％～０．０７５％、０．０３％～０．０７５％、０．０３５％～０．０７５％、０．０４％～０．０７５％、０．０４５％～０．０７５％、０．０５％～０．０７５％、０．０５５％～０．０７５％、０．０６％～０．０７５％、０．０６５％～０．０７５％、０．０７％～０．０７５％、０．００１％～０．０７％、０．００５％～０．０７％、０．０１％～０．０７％、０．０１５％～０．０７％、０．０２％～０．０７％、０．０２５％～０．０７％、０．０３％～０．０７％、０．０３５％～０．０７％、０．０４％～０．０７％、０．０４５％～０．０７％、０．０５％～０．０７％、０．０５５％～０．０７％、０．０６％～０．０７％、０．０６５％～０．０７、０．００１％～０．０６５％、０．００５％～０．０６５％、０．０１％～０．０６５％、０．０１５％～０．０６５％、０．０２％～０．０６５％、０．０２５％～０．０６５％、０．０３％～０．０６５％、０．０３５％～０．０６５％、０．０４％～０．０６５％、０．０４５％～０．０６５％、０．０５％～０．０６５％、０．０５５％～０．０６５％、０．０６％～０．０６５％、０．００１％～０．０６％、０．００５％～０．０６％、０．０１％～０．０６％、０．０１５％～０．０６％、０．０２％～０．０６％、０．０２５％～０．０６％、０．０３％～０．０６％、０．０３５％～０．０６％、０．０４％～０．０６％、０．０４５％～０．０６％、０．０５％～０．０６％、０．０５５％～０．０６％、０．００１％～０．０５５％、０．００５％～０．０５５％、０．０１％～０．０５５％、０．０１５％～０．０５５％、０．０２％～０．０５５％、０．０２５％～０．０５５％、０．０３％～０．０５５％、０．０３５％～０．０５５％、０．０４％～０．０５５％、０．０４５％～０．０５５％、０．０５％～０．０５５％、０．００１％～０．０５％、０．００５％～０．０５％、０．０１％～０．０５％、０．０１５％～０．０５％、０．０２％～０．０５％、０．０２５％～０．０５％、０．０３％～０．０５％、０．０３５％～０．０５％、０．０４％～０．０５％、０．０４５％～０．０５％、０．００１％～０．０４５％、０．００５％～０．０４５％、０．０１％～０．０４５％、０．０１５％～０．０４５％、０．０２％～０．０４５％、０．０２５％～０．０４５％、０．０３％～０．０４５％、０．０３５％～０．０４５％、０．０４％～０．０４５％、０．００１％～０．０４％、０．００５％～０．０４％、０．０１％～０．０４％、０．０１５％～０．０４％、０．０２％～０．０４％、０．０２５％～０．０４％、０．０３％～０．０４％、０．０３５％～０．０４％、０．００１％～０．０３５％、０．００５％～０．０３５％、０．０１％～０．０３５％、０．０１５％～０．０３５％、０．０２％～０．０３５％、０．０２５％～０．０３５％、０．０３％～０．０３５％、０．００１％～０．０３％、０．００５％～０．０３％、０．０１％～０．０３％、０．０１５％～０．０３％、０．０２％～０．０３％、０．０２５％～０．０３％、０．００１％～０．０２５％、０．００５％～０．０２５％、０．０１％～０．０２５％、０．０１５％～０．０２５％、０．０２％～０．０２５％、０．００１％～０．０２％、０．００５％～０．０２％、０．０１％～０．０２％、０．０１５％～０．０２％、０．００１％～０．０１５％、０．００５％～０．０１５％、０．０１％～０．０１５％、０．００１％～０．０１％、０．００５％～０．０１％、または０．００１％～０．００５％であり得る。
用途に応じて、マグネシウム強化アルミニウム合金に添加され得る銀の量は、０．００１重量％～０．１重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、合金中の銀の重量パーセントは、０．００１％～０．１％、０．００５％～０．１％、０．０１％～０．１％、０．０１５％～０．１％、０．０２％～０．１％、０．０２５％～０．１％、０．０３％～０．１％、０．０３５％～０．１％、０．０４％～０．１％、０．０４５％～０．１％、０．０５％～０．１％、０．０５５％～０．１％、０．０６％～０．１％、０．０６５％～０．１％、０．０７％～０．１％、０．０７５％～０．１％、０．０８％～０．１％、０．０８５％～０．１％、０．０９％～０．１％、０．０９５％～０．１％、０．００１％～０．０９５％、０．００５％～０．０９５％、０．０１％～０．０９５％、０．０１５％～０．０９５％、０．０２％～０．０９５％、０．０２５％～０．０９５％、０．０３％～０．０９５％、０．０３５％～０．０９５％、０．０４％～０．０９５％、０．０４５％～０．０９５％、０．０５％～０．０９５％、０．０５５％～０．０９５％、０．０６％～０．０９５％、０．０６５％～０．０９５％、０．０７％～０．０９５％、０．０７５％～０．０９５％、０．０８％～０．０９５％、０．０８５％～０．０９５％、０．０９％～０．０９５％、０．００１％～０．０９％、０．００５％～０．０９％、０．０１％～０．０９％、０．０１５％～０．０９％、０．０２％～０．０９％、０．０２５％～０．０９％、０．０３％～０．０９％、０．０３５％～０．０９％、０．０４％～０．０９％、０．０４５％～０．０９％、０．０５％～０．０９％、０．０５５％～０．０９％、０．０６％～０．０９％、０．０６５％～０．０９％、０．０７％～０．０９％、０．０７５％～０．０９％、０．０８％～０．０９％、０．０８５％～０．０９％、０．００１％～０．０８５％、０．００５％～０．０８５％、０．０１％～０．０８５％、０．０１５％～０．０８５％、０．０２％～０．０８５％、０．０２５％～０．０８５％、０．０３％～０．０８５％、０．０３５％～０．０８５％、０．０４％～０．０８５％、０．０４５％～０．０８５％、０．０５％～０．０８５％、０．０５５％～０．０８５％、０．０６％～０．０８５％、０．０６５％～０．０８５％、０．０７％～０．０８５％、０．０７５％～０．０８５％、０．０８％～０．０８５％、０．００１％～０．０８％、０．００５％～０．０８％、０．０１％～０．０８％、０．０１５％～０．０８％、０．０２％～０．０８％、０．０２５％～０．０８％、０．０３％～０．０８％、０．０３５％～０．０８％、０．０４％～０．０８％、０．０４５％～０．０８％、０．０５％～０．０８％、０．０５５％～０．０８％、０．０６％～０．０８％、０．０６５％～０．０８％、０．０７％～０．０８％、０．０７５％～０．０８％、０．００１％～０．０７５％、０．００５％～０．０７５％、０．０１％～０．０７５％、０．０１５％～０．０７５％、０．０２％～０．０７５％、０．０２５％～０．０７５％、０．０３％～０．０７５％、０．０３５％～０．０７５％、０．０４％～０．０７５％、０．０４５％～０．０７５％、０．０５％～０．０７５％、０．０５５％～０．０７５％、０．０６％～０．０７５％、０．０６５％～０．０７５％、０．０７％～０．０７５％、０．００１％～０．０７％、０．００５％～０．０７％、０．０１％～０．０７％、０．０１５％～０．０７％、０．０２％～０．０７％、０．０２５％～０．０７％、０．０３％～０．０７％、０．０３５％～０．０７％、０．０４％～０．０７％、０．０４５％～０．０７％、０．０５％～０．０７％、０．０５５％～０．０７％、０．０６％～０．０７％、０．０６５％～０．０７、０．００１％～０．０６５％、０．００５％～０．０６５％、０．０１％～０．０６５％、０．０１５％～０．０６５％、０．０２％～０．０６５％、０．０２５％～０．０６５％、０．０３％～０．０６５％、０．０３５％～０．０６５％、０．０４％～０．０６５％、０．０４５％～０．０６５％、０．０５％～０．０６５％、０．０５５％～０．０６５％、０．０６％～０．０６５％、０．００１％～０．０６％、０．００５％～０．０６％、０．０１％～０．０６％、０．０１５％～０．０６％、０．０２％～０．０６％、０．０２５％～０．０６％、０．０３％～０．０６％、０．０３５％～０．０６％、０．０４％～０．０６％、０．０４５％～０．０６％、０．０５％～０．０６％、０．０５５％～０．０６％、０．００１％～０．０５５％、０．００５％～０．０５５％、０．０１％～０．０５５％、０．０１５％～０．０５５％、０．０２％～０．０５５％、０．０２５％～０．０５５％、０．０３％～０．０５５％、０．０３５％～０．０５５％、０．０４％～０．０５５％、０．０４５％～０．０５５％、０．０５％～０．０５５％、０．００１％～０．０５％、０．００５％～０．０５％、０．０１％～０．０５％、０．０１５％～０．０５％、０．０２％～０．０５％、０．０２５％～０．０５％、０．０３％～０．０５％、０．０３５％～０．０５％、０．０４％～０．０５％、０．０４５％～０．０５％、０．００１％～０．０４５％、０．００５％～０．０４５％、０．０１％～０．０４５％、０．０１５％～０．０４５％、０．０２％～０．０４５％、０．０２５％～０．０４５％、０．０３％～０．０４５％、０．０３５％～０．０４５％、０．０４％～０．０４５％、０．００１％～０．０４％、０．００５％～０．０４％、０．０１％～０．０４％、０．０１５％～０．０４％、０．０２％～０．０４％、０．０２５％～０．０４％、０．０３％～０．０４％、０．０３５％～０．０４％、０．００１％～０．０３５％、０．００５％～０．０３５％、０．０１％～０．０３５％、０．０１５％～０．０３５％、０．０２％～０．０３５％、０．０２５％～０．０３５％、０．０３％～０．０３５％、０．００１％～０．０３％、０．００５％～０．０３％、０．０１％～０．０３％、０．０１５％～０．０３％、０．０２％～０．０３％、０．０２５％～０．０３％、０．００１％～０．０２５％、０．００５％～０．０２５％、０．０１％～０．０２５％、０．０１５％～０．０２５％、０．０２％～０．０２５％、０．００１％～０．０２％、０．００５％～０．０２％、０．０１％～０．０２％、０．０１５％～０．０２％、０．００１％～０．０１５％、０．００５％～０．０１５％、０．０１％～０．０１５％、０．００１％～０．０１％、０．００５％～０．０１％、または０．００１％～０．００５％であり得る。
５ｘｘｘアルミニウム合金の場合、合金が含有し得るマグネシウムの量は、３重量％～１０重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、マグネシウムの重量パーセントは、３％～１０％、３．５％～１０％、４％～１０％、４．５％～１０％、５％～１０％、５．５％～１０％、６％～１０％、６．５％～１０％、７％～１０％、７．５％～１０％、８％～１０％、８．５％～１０％、９％～１０％、９．５％～１０％、３％～９．５％、３．５％～９．５％、４％～９．５％、４．５％～９．５％、５％～９．５％、５．５％～９．５％、６％～９．５％、６．５％～９．５％、７％～９．５％、７．５％～９．５％、８％～９．５％、８．５％～９．５％、９％～９．５％、３％～９％、３．５％～９％、４％～９％、４．５％～９％、５％～９％、５．５％～９％、６％～９％、６．５％～９％、７％～９％、７．５％～９％、８％～９％、８．５％～９％、３％～８．５％、３．５％～８．５％、４％～８．５％、４．５％～８．５％、５％～８．５％、５．５％～８．５％、６％～８．５％、６．５％～８．５％、７％～８．５％、７．５％～８．５％、８％～８．５％、３％～８％、３．５％～８％、４％～８％、４．５％～８％、５％～８％、５．５％～８％、６％～８％、６．５％～８％、７％～８％、７．５％～８％、３％～７．５％、３．５％～７．５％、４％～７．５％、４．５％～７．５％、５％～７．５％、５．５％～７．５％、６％～７．５％、６．５％～７．５％、７％～７．５％、３％～７％、３．５％～７％、４％～７％、４．５％～７％、５％～７％、５．５％～７％、６％～７％、６．５％～７％、３％～６．５％、３．５％～６．５％、４％～６．５％、４．５％～６．５％、５％～６．５％、５．５％～６．５％、６％～６．５％、３％～６％、３．５％～６％、４％～６％、４．５％～６％、５％～６％、５．５％～６％、３％～５．５％、３．５％～５．５％、４％～５．５％、４．５％～５．５％、５％～５．５％、３％～５％、３．５％～５％、４％～５％、４．５％～５％、３％～４．５％、３．５％～４．５％、４％～４．５％、３％～４％、３．５％～４％、または３％～３．５％であり得る。
７ｘｘｘアルミニウム合金の場合、合金が含有し得る、亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量は、６重量％～１５重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの重量パーセントは、６％～１５％、６％～１４．５％、６％～１４％、６％～１３．５％、６％～１３％、６％～１２．５％、６％～１２％、６％～１１．５％、６％～１１％、６％～１０．５％、６％～１０％、６％～９．５％、６％～９％、６％～８．５％、６％～８％、６％～７．５％、６％～７％、６％～６．５％、６．５％～１５％、６．５％～１４．５％、６．５％～１４％、６．５％～１３．５％、６．５％～１３％、６．５％～１２．５％、６．５％～１２％、６．５％～１１．５％、６．５％～１１％、６．５％～１０．５％、６．５％～１０％、６．５％～９．５％、６．５％～９％、６．５％～８．５％、６．５％～８％、６．５％～７．５％、６．５％～７％、７％～１５％、７％～１４．５％、７％～１４％、７％～１３．５％、７％～１３％、７％～１２．５％、７％～１２％、７％～１１．５％、７％～１１％、７％～１０．５％、７％～１０％、７％～９．５％、７％～９％、７％～８．５％、７％～８％、７％～７．５％、７．５％～１５％、７．５％～１４．５％、７．５％～１４％、７．５％～１３．５％、７．５％～１３％、７．５％～１２．５％、７．５％～１２％、７．５％～１１．５％、７．５％～１１％、７．５％～１０．５％、７．５％～１０％、７．５％～９．５％、７．５％～９％、７．５％～８．５％、７．５％～８％、８％～１５％、８％～１４．５％、８％～１４％、８％～１３．５％、８％～１３％、８％～１２．５％、８％～１２％、８％～１１．５％、８％～１１％、８％～１０．５％、８％～１０％、８％～９．５％、８％～９％、８％～８．５％、８．５％～１５％、８．５％～１４．５％、８．５％～１４％、８．５％～１３．５％、８．５％～１３％、８．５％～１２．５％、８．５％～１２％、８．５％～１１．５％、８．５％～１１％、８．５％～１０．５％、８．５％～１０％、８．５％～９．５％、８．５％～９％、９％～１５％、９％～１４．５％、９％～１４％、９％～１３．５％、９％～１３％、９％～１２．５％、９％～１２％、９％～１１．５％、９％～１１％、９％～１０．５％、９％～１０％、９％～９．５％、９．５％～１５％、９．５％～１４．５％、９．５％～１４％、９．５％～１３．５％、９．５％～１３％、９．５％～１２．５％、９．５％～１２％、９．５％～１１．５％、９．５％～１１％、９．５％～１０．５％、９．５％～１０％、１０％～１５％、１０％～１４．５％、１０％～１４％、１０％～１３．５％、１０％～１３％、１０％～１２．５％、１０％～１２％、１０％～１１．５％、１０％～１１％、１０％～１０．５％、１０．５％～１５％、１０．５％～１４．５％、１０．５％～１４％、１０．５％～１３．５％、１０．５％～１３％、１０．５％～１２．５％、１０．５％～１２％、１０．５％～１１．５％、１０．５％～１１％、１１％～１５％、１１％～１４．５％、１１％～１４％、１１％～１３．５％、１１％～１３％、１１％～１２．５％、１１％～１２％、１１％～１１．５％、１１．５％～１５％、１１．５％～１４．５％、１１．５％～１４％、１１．５％～１３．５％、１１．５％～１３％、１１．５％～１２．５％、１１．５％～１２％、１２％～１５％、１２％～１４．５％、１２％～１４％、１２％～１３．５％、１２％～１３％、１２％～１２．５％、１２．５％～１５％、１２．５％～１４．５％、１２．５％～１４％、１２．５％～１３．５％、１２．５％～１３％、１３％～１５％、１３％～１４．５％、１３％～１４％、１３％～１３．５％、１３．５％～１５％、１３．５％～１４．５％、１３．５％～１４％、１４％～１５％、１４％～１４．５％、または１４．５％～１５％であり得る。
上述したように、マグネシウム強化アルミニウム合金が、５ｘｘｘアルミニウム合金の場合にはマグネシウムを３ｗｔ％以上、７ｘｘｘアルミニウム合金の場合には亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせを６ｗｔ％以上含有すると、その合金は応力腐食割れをさらに起こしやすくなり得る。それでもなお、３ｗｔ％未満のマグネシウム、または６ｗｔ％未満の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせを含有するマグネシウム強化アルミニウム合金も、応力腐食割れに対する感受性があり得る。したがって、３ｗｔ％未満のマグネシウム、または６ｗｔ％未満の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせを有するマグネシウム強化アルミニウム合金にも、特に海洋環境などの腐食環境に製品が曝され得る場合に、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を添加して、応力腐食割れを抑制してもよい。例えば、５ｘｘｘアルミニウム合金が含有し得るマグネシウムの量は、０．１重量％～３重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、５ｘｘｘ合金が含有し得るマグネシウムの重量パーセントは、０．１％～１．５％、０．１％～１．５％、０．５％～１．５％、１％～１．５％、０．１％～１％、０．５％～１％、または１．５％～３％の範囲にあり得る。所望により、マグネシウムの量は、１．５％～３％、１．６％～３％、１．７％～３％、１．８％～３％、１．９％～３％、２％～３％、２．１％～３％、２．２％～３％、２．３％～３％、２．４％～３％、２．５％～３％、２．６％～３％、２．７％～３％、２．８％～３％、２．９％～３％、１．５％～２．９％、１．６％～２．９％、１．７％～２．９％、１．８％～２．９％、１．９％～２．９％、２％～２．９％、２．１％～２．９％、２．２％～２．９％、２．３％～２．９％、２．４％～２．９％、２．５％～２．９％、２．６％～２．９％、２．７％～２．９％、２．８％～２．９％、１．５％～２．８％、１．６％～２．８％、１．７％～２．８％、１．８％～２．８％、１．９％～２．８％、２％～２．８％、２．１％～２．８％、２．２％～２．８％、２．３％～２．８％、２．４％～２．８％、２．５％～２．８％、２．６％～２．８％、２．７％～２．８％、１．５％～２．７％、１．６％～２．７％、１．７％～２．７％、１．８％～２．７％、１．９％～２．７％、２％～２．７％、２．１％～２．７％、２．２％～２．７％、２．３％～２．７％、２．４％～２．７％、２．５％～２．７％、２．６％～２．７％、１．５％～２．６％、１．６％～２．６％、１．７％～２．６％、１．８％～２．６％、１．９％～２．６％、２％～２．６％、２．１％～２．６％、２．２％～２．６％、２．３％～２．６％、２．４％～２．６％、２．５％～２．６％、１．５％～２．５％、１．６％～２．５％、１．７％～２．５％、１．８％～２．５％、１．９％～２．５％、２％～２．５％、２．１％～２．５％、２．２％～２．５％、２．３％～２．５％、２．４％～２．５％、１．５％～２．４％、１．６％～２．４％、１．７％～２．４％、１．８％～２．４％、１．９％～２．４％、２％～２．４％、２．１％～２．４％、２．２％～２．４％、２．３％～２．４％、１．５％～２．３％、１．６％～２．３％、１．７％～２．３％、１．８％～２．３％、１．９％～２．３％、２％～２．３％、２．１％～２．３％、２．２％～２．３％、１．５％～２．２％、１．６％～２．２％、１．７％～２．２％、１．８％～２．２％、１．９％～２．２％、２％～２．２％、２．１％～２．２％、１．５％～２．１％、１．６％～２．１％、１．７％～２．１％、１．８％～２．１％、１．９％～２．１％、２％～２．１％、１．５％～２％、１．６％～２％、１．７％～２％、１．８％～２％、１．９％～２％、１．５％～１．９％、１．６％～１．９％、１．７％～１．９％、１．８％～１．９％、１．５％～１．８％、１．６％～１．８％、１．７％～１．８％、１．５％～１．７％、１．６％～１．７％、または１．５％～１．６％であり得る。例えば、７ｘｘｘアルミニウム合金が含有し得る、亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量は、０．５重量％～６重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金が含有し得る、亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの重量パーセントは、０．５％～６％、０．５％～５．５％、０．５％～５％、０．５％～４．５％、０．５％～４％、０．５％～３．５％、０．５％～３％、０．５％～２．５％、０．５％～２％、０．５％～１．５％、０．５％～１％、１％～６％、１％～５．５％、１％～５％、１％～４．５％、１％～４％、１％～３．５％、１％～３％、１％～２．５％、１％～２％、１％～１．５％、１．５％～６％、１．５％～５．５％、１．５％～５％、１．５％～４．５％、１．５％～４％、１．５％～３．５％、１．５％～３％、１．５％～２．５％、１．５％～２％、２％～６％、２％～５．５％、２％～５％、２％～４．５％、２％～４％、２％～３．５％、２％～３％、２％～２．５％、２．５％～６％、２．５％～５．５％、２．５％～５％、２．５％～４．５％、２．５％～４％、２．５％～３．５％、２．５％～３％、３％～６％、３％～５．５％、３％～５％、３％～４．５％、３％～４％、３％～３．５％、３．５％～６％、３．５％～５．５％、３．５％～５％、３．５％～４．５％、３．５％～４％、４％～６％、４％～５．５％、４％～５％、４％～４．５％、４．５％～６％、４．５％～５．５％、４．５％～５％、５％～６％、５％～５．５％、または５．５％～６％の範囲にあり得る。
応力腐食割れを効果的に抑制するために添加され得るカルシウムの量は、５ｘｘｘアルミニウム合金におけるマグネシウムの量、または７ｘｘｘアルミニウム合金における亜鉛、マグネシウム及び銅の組み合わせの量に応じて異なり得る。例えば、５ｘｘｘ合金中のマグネシウムの量に対するカルシウムの量の比は、約０．０００１～約１の範囲にあり得る。所望により、合金中のマグネシウムの量に対する合金中のカルシウムの量の比は、０．０００１～１、０．０００１～０．１、０．０００１～０．０１、０．０００１～０．００１、０．００１～１、０．００１～０．１、０．００１～０．０１、０．０１～１、０．０１～０．１、または０．１～１の範囲にあり得る。７ｘｘｘ合金中の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量に対するカルシウムの量の比は、約０．０００１～約１の範囲にあり得る。所望により、合金中の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量に対する合金中のカルシウムの量の比は、０．０００１～１、０．０００１～０．１、０．０００１～０．０１、０．０００１～０．００１、０．００１～１、０．００１～０．１、０．００１～０．０１、０．０１～１、０．０１～０．１、または０．１～１の範囲にあり得る。
応力腐食割れを効果的に抑制するために添加され得るストロンチウムの量は、５ｘｘｘアルミニウム合金におけるマグネシウムの量、または７ｘｘｘアルミニウム合金における亜鉛、マグネシウム及び銅の組み合わせの量に応じて異なり得る。例えば、５ｘｘｘ合金中のマグネシウムの量に対するストロンチウムの量の比は、約０．０００１～約１の範囲にあり得る。所望により、合金中のマグネシウムの量に対する合金中のストロンチウムの量の比は、０．０００１～１、０．０００１～０．１、０．０００１～０．０１、０．０００１～０．００１、０．００１～１、０．００１～０．１、０．００１～０．０１、０．０１～１、０．０１～０．１、または０．１～１の範囲にあり得る。７ｘｘｘ合金中の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量に対するストロンチウムの量の比は、約０．０００１～約１の範囲にあり得る。所望により、合金中の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量に対する合金中のストロンチウムの量の比は、０．０００１～１、０．０００１～０．１、０．０００１～０．０１、０．０００１～０．００１、０．００１～１、０．００１～０．１、０．００１～０．０１、０．０１～１、０．０１～０．１、または０．１～１の範囲にあり得る。
応力腐食割れを効果的に抑制するために添加され得る銀の量は、５ｘｘｘアルミニウム合金におけるマグネシウムの量、または７ｘｘｘアルミニウム合金における亜鉛、マグネシウム及び銅の組み合わせの量に応じて異なり得る。例えば、５ｘｘｘ合金中のマグネシウムの量に対する銀の量の比は、約０．０００１～約１の範囲にあり得る。所望により、合金中のマグネシウムの量に対する合金中の銀の量の比は、０．０００１～１、０．０００１～０．１、０．０００１～０．０１、０．０００１～０．００１、０．００１～１、０．００１～０．１、０．００１～０．０１、０．０１～１、０．０１～０．１、または０．１～１の範囲にあり得る。７ｘｘｘ合金中の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量に対する銀の量の比は、約０．０００１～約１の範囲にあり得る。所望により、合金中の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせの量に対する合金中の銀の量の比は、０．０００１～１、０．０００１～０．１、０．０００１～０．０１、０．０００１～０．００１、０．００１～１、０．００１～０．１、０．００１～０．０１、０．０１～１、０．０１～０．１、または０．１～１の範囲にあり得る。
いくつかの実施形態では、合金が含有し得る亜鉛の量は、０．０１重量％～１５重量％の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、合金が含有し得る亜鉛の量は、０．０１重量％～８重量％の範囲にあり得る。例えば、亜鉛の重量パーセントは、０．０１％～８％、０．０５％～８％、０．１％～８％、０．５％～８％、１％～８％、１．５％～８％、２％～８％、２．５％～８％、３％～８％、３．５％～８％、４％～８％、４．５％～８％、５％～８％、５．５％～８％、６％～８％、６．５％～８％、７％～８％、７．５％～８％、０．０１％～７．５％、０．０５％～７．５％、０．１％～７．５％、０．５％～７．５％、１％～７．５％、１．５％～７．５％、２％～７．５％、２．５％～７．５％、３％～７．５％、３．５％～７．５％、４％～７．５％、４．５％～７．５％、５％～７．５％、５．５％～７．５％、６％～７．５％、６．５％～７．５％、７％～７．５％、０．０１％～７％、０．０５％～７％、０．１％～７％、０．５％～７％、１％～７％、１．５％～７％、２％～７％、２．５％～７％、３％～７％、３．５％～７％、４％～７％、４．５％～７％、５％～７％、５．５％～７％、６％～７％、６．５％～７％、０．０１％～６．５％、０．０５％～６．５％、０．１％～６．５％、０．５％～６．５％、１％～６．５％、１．５％～６．５％、２％～６．５％、２．５％～６．５％、３％～６．５％、３．５％～６．５％、４％～６．５％、４．５％～６．５％、５％～６．５％、５．５％～６．５％、６％～６．５％、０．０１％～６％、０．０５％～６％、０．１％～６％、０．５％～６％、１％～６％、１．５％～６％、２％～６％、２．５％～６％、３％～６％、３．５％～６％、４％～６％、４．５％～６％、５％～６％、５．５％～６％、０．０１％～５．５％、０．０５％～５．５％、０．１％～５．５％、０．５％～５．５％、１％～５．５％、１．５％～５．５％、２％～５．５％、２．５％～５．５％、３％～５．５％、３．５％～５．５％、４％～５．５％、４．５％～５．５％、５％～５．５％、０．０１％～５％、０．０５％～５％、０．１％～５％、０．５％～５％、１％～５％、１．５％～５％、２％～５％、２．５％～５％、３％～５％、３．５％～５％、４％～５％、４．５％～５％、０．０１％～４．５％、０．０５％～４．５％、０．１％～４．５％、０．５％～４．５％、１％～４．５％、１．５％～４．５％、２％～４．５％、２．５％～４．５％、３％～４．５％、３．５％～４．５％、４％～４．５％、０．０１％～４％、０．０５％～４％、０．１％～４％、０．５％～４％、１％～４％、１．５％～４％、２％～４％、２．５％～４％、３％～４％、３．５％～４％、０．０１％～３．５％、０．０５％～３．５％、０．１％～３．５％、０．５％～３．５％、１％～３．５％、１．５％～３．５％、２％～３．５％、２．５％～３．５％、３％～３．５％、０．０１％～３％、０．０５％～３％、０．１％～３％、０．５％～３％、１％～３％、１．５％～３％、２％～３％、２．５％～３％、０．０１％～２．５％、０．０５％～２．５％、０．１％～２．５％、０．５％～２．５％、１％～２．５％、１．５％～２．５％、２％～２．５％、０．０１％～２％、０．０５％～２％、０．１％～２％、０．５％～２％、１％～２％、１．５％～２％、０．０１％～１．５％、０．０５％～１．５％、０．１％～１．５％、０．５％～１．５％、１％～１．５％、０．０１％～１％、０．０５％～１％、０．１％～１％、０．５％～１％、０．０１％～０．５％、０．０５％～０．５％、０．１％～０．５％、０．０１％～０．１％、０．０５％～０．１％、または０．０１％～０．０５％であり得る。
いくつかの実施形態では、合金が含有し得る亜鉛の量は、８重量％～１５重量％の範囲にあり得る。例えば、亜鉛の重量パーセントは、８％～１５％、８．５％～１５％、９％～１５％、９．５％～１５％、１０％～１５％、１０．５％～１５％、１１％～１５％、１１．５％～１５％、１２％～１５％、１２．５％～１５％、１３％～１５％、１３．５％～１５％、１４％～１５％、１４．５％～１５％、８％～１４．５％、８．５％～１４．５％、９％～１４．５％、９．５％～１４．５％、１０％～１４．５％、１０．５％～１４．５％、１１％～１４．５％、１１．５％～１４．５％、１２％～１４．５％、１２．５％～１４．５％、１３％～１４．５％、１３．５％～１４．５％、１４％～１４．５％、８％～１４％、８．５％～１４％、９％～１４％、９．５％～１４％、１０％～１４％、１０．５％～１４％、１１％～１４％、１１．５％～１４％、１２％～１４％、１２．５％～１４％、１３％～１４％、１３．５％～１４％、８％～１３．５％、８．５％～１３．５％、９％～１３．５％、９．５％～１３．５％、１０％～１３．５％、１０．５％～１３．５％、１１％～１３．５％、１１．５％～１３．５％、１２％～１３．５％、１２．５％～１３．５％、１３％～１３．５％、８％～１３％、８．５％～１３％、９％～１３％、９．５％～１３％、１０％～１３％、１０．５％～１３％、１１％～１３％、１１．５％～１３％、１２％～１３％、１２．５％～１３％、８％～１２．５％、８．５％～１２．５％、９％～１２．５％、９．５％～１２．５％、１０％～１２．５％、１０．５％～１２．５％、１１％～１２．５％、１１．５％～１２．５％、１２％～１２．５％、８％～１２％、８．５％～１２％、９％～１２％、９．５％～１２％、１０％～１２％、１０．５％～１２％、１１％～１２％、１１．５％～１２％、８％～１１．５％、８．５％～１１．５％、９％～１１．５％、９．５％～１１．５％、１０％～１１．５％、１０．５％～１１．５％、１１％～１１．５％、８％～１１％、８．５％～１１％、９％～１１％、９．５％～１１％、１０％～１１％、１０．５％～１１％、８％～１０％、８．５％～１０％、９％～１０％、９．５％～１０％、８％～９．５％、８．５％～９．５％、９％～９．５％、８％～９％、８．５％～９％、または８％～８．５％であり得る。
いくつかの実施形態では、合金は、合金元素として亜鉛を含み得ず、付随元素または不可避の不純物としてのみ亜鉛を含み得る。
前述のように、他のアルミニウム合金と比較して応力腐食割れに対してより感受性があり得るアルミニウム合金系列としては、５ｘｘｘ系及び７ｘｘｘ系を挙げることができる。
図２は、アルミニウム合金製品の例示的な製造方法の概要を示している。図２の方法は工程２０５で始まり、２０５では、溶融アルミニウム合金２０６が鋳造されて、鋳塊または他の鋳造製品などの鋳造アルミニウム合金製品２０７を形成する。図２では竪型半連続鋳造プロセスの概略図を示しているが、本明細書に記載のアルミニウム合金は、連続鋳造プロセスを用いて鋳造することもできる。連続鋳造システムは、一対の可動型対向鋳造面（例えば、可動型対向ベルト、ロールまたはブロック）、一対の可動型対向鋳造面間の鋳造キャビティ、及び溶融金属インジェクターを含み得る。溶融金属インジェクターは、端部開口部を有し得、そこから溶融金属が溶融金属インジェクターから出て鋳造キャビティ内に注入され得る。
溶融アルミニウム合金２０６は、溶融アルミニウム、マグネシウム、及びカルシウム、ならびに、所望によりストロンチウムまたは銀を含み得る。いくつかの実施形態では、溶融アルミニウム合金２０６は、さらに亜鉛を含んでいてもよい。マグネシウム、カルシウム、及び亜鉛のそれぞれの量（重量パーセント）は、上述した種々の量のいずれか、またはその部分範囲であり得る。用途に応じて、溶融アルミニウム合金２０６は、１種以上の他の合金元素、例えば、マンガン、ジルコニウム、スカンジウム、ケイ素、鉄、銅、クロム、チタンなどをさらに含んでいてもよい。
次いで、鋳造アルミニウム合金製品２０７は、任意の好適な手段によって処理され得る。上述したように、従来のマグネシウム強化アルミニウム合金に対する熱処理は、最終的に応力腐食割れを引き起こす可能性があるマグネシウム含有析出物の形成を制限するために、回避され得るか、または実施される場合、綿密に制御する必要があり得る。したがって、従来のマグネシウム強化アルミニウム合金は、一般的に加工硬化され、Ｈ調質または質別である。対照的に、本明細書に開示されているように、マグネシウム強化アルミニウム合金にカルシウムが添加されると、上述したように、合金の応力腐食割れに対する感受性が著しく減少し得る。したがって、合金元素としてカルシウムを含むマグネシウム強化アルミニウム合金は、加工硬化及び／または熱処理されていてもよい。得られた合金は、適宜、Ｈ質別またはＴ質別であり得る。好適なＨ質別としては、Ｈ１Ｘ、Ｈ２Ｘ、Ｈ３Ｘ、Ｈ４Ｘなどを挙げることができ、例えば、Ｈ１１１、Ｈ１１２、Ｈ１１５、Ｈ１１６、Ｈ１２、Ｈ１４、Ｈ１６、Ｈ１８、Ｈ１９、Ｈ２４、Ｈ２６、Ｈ２８、Ｈ３２、Ｈ３２１、Ｈ３２３、Ｈ３４、Ｈ３４３、Ｈ３６、Ｈ３８などである。好適なＴ質別としては、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ３５１、Ｔ３５２、Ｔ３５１０、Ｔ３５１１、Ｔ３６、Ｔ３６１、Ｔ４、Ｔ４２、Ｔ４５１、Ｔ４５１０、Ｔ４５１１、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ６２、Ｔ６５１、Ｔ６５１０、Ｔ６５１１、Ｔ７、Ｔ７２、Ｔ７３、Ｔ７３５１、Ｔ８、Ｔ８１、Ｔ８５１、Ｔ８５１０、Ｔ８５１１、Ｔ９、Ｔ１０などを挙げることができる。例示的な処理工程としては、均質化、熱間圧延、冷間圧延、焼きなまし、溶体化処理、予備時効などを挙げることができる。
いくつかの例示的な処理工程を図２に示している。工程２１０において、鋳造アルミニウム合金製品２０７は、均質化アルミニウム合金製品２１１を形成するために均質化される。均質化工程では、本明細書に記載の鋳造製品２０７は、例えば、約４００℃～約５００℃の範囲にある温度まで加熱され得る。例えば、製品２０７は、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、または約５００℃の温度まで加熱され得る。次いで、製品２０７は一定時間灼熱される（すなわち、指定された温度に保持される）。いくつかの実施例では、加熱及び灼熱段階を含む均質化工程における合計時間は、最大２４時間であり得る。例えば、製品２０７は、合計時間が最大１８時間の均質化工程で、５００℃まで加熱され、灼熱され得る。所望により、製品２０７は、合計時間が１８時間超の均質化工程で、４９０℃未満まで加熱され、灼熱され得る。場合によっては、均質化工程は複数の処理を含む。いくつかの非限定的な実施例では、均質化工程は、製品２０７を第１の一定時間、第１の温度まで加熱し、その後、第２の一定時間、第２の温度まで加熱することを含む。例えば、製品２０７は、約３．５時間約４６５℃まで加熱され、次いで、約６時間約４８０℃まで加熱され得る。
均質化工程に続く工程２１５では、均質化アルミニウム合金製品２１１が１つ以上の圧延パスに供されて、圧延アルミニウム合金製品２１２が形成され、これは、圧延後にコイル状にされるアルミニウム合金プレート、アルミニウム合金シェート、またはアルミニウム合金シートなどのアルミニウム合金物品に対応し得る。
熱間圧延工程を行う場合、均質化製品２１１は、熱間圧延の前に３００℃～４５０℃などの温度まで冷却させることができる。例えば、均質化製品２１１は、３２５℃～４２５℃、または３５０℃～４００℃の温度まで冷却させることができる。いくつかの実施形態では、鋳造製品は、３００℃～４５０℃の温度まで冷却させることができる連続鋳造製品であり得る。次いで、製品は、３００℃～４５０℃などの好適な温度で熱間圧延されて、３ｍｍ～２００ｍｍ（例えば、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、またはこれらの間にあるいずれか）の標準寸法を有する熱間圧延プレート、熱間圧延シェートまたは熱間圧延シートなどの熱間圧延中間製品が形成され得る。熱間圧延中、熱間圧延機から出た直後の熱延中間製品の温度が、４７０℃以下、４５０℃以下、４４０℃以下、または４３０℃以下となるように、温度及びその他の操作パラメータが制御され得る。
次いで熱間圧延製品は、冷間圧延されて、約０．５～１０ｍｍ、例えば、約０．７～６．５ｍｍの標準寸法を有する冷間圧延製品になり得る。所望により、冷間圧延シートは、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、または１０．０ｍｍの標準寸法を有し得る。冷間圧延は、熱間圧延製品と比較して最大８５％（例えば、最大１０％、最大２０％、最大３０％、最大４０％、最大５０％、最大６０％、最大７０％、最大８０％、または最大８５％の減少）標準寸法が減少する、最終的な標準寸法の厚さとなるように実施され得る。いくつかの実施形態では、冷間圧延工程中に中間焼なまし工程が実施され得る。中間焼なまし工程は、約３００℃～約４５０℃（例えば、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、または約４５０℃）の温度で実行され得る。場合によっては、中間焼きなまし工程は、複数の処理を含む。いくつかの非限定的な実施例では、中間焼なまし工程は、冷間圧延製品を第１の一定時間、第１の温度まで加熱し、その後、第２の一定時間、第２の温度まで加熱することを含む。例えば、冷間圧延製品は、約１時間約４１０℃まで加熱され、次いで、約２時間約３３０℃まで加熱され得る。
いくつかの実施形態において、圧延製品は、溶体化処理工程に供され得る。溶体化処理工程は、シートに対する任意の処理であり、固溶性粒子の固溶をもたらし得る。カルシウムを添加されたマグネシウム強化アルミニウム合金は、応力腐食割れに対する感受性がより低くなり得るため、溶体化処理を省略してもよい。溶体化処理を行う場合、圧延製品は最大５９０℃（例えば、４００℃～５９０℃）の最高到達温度（ＰＭＴ）まで加熱され、その温度で一定時間灼熱され得る。例えば、圧延製品は、最大３０分（例えば、０秒、６０秒、７５秒、９０秒、５分、１０分、２０分、２５分、または３０分）の灼熱時間、４８０℃で灼熱され得る。加熱及び灼熱後、製品は、２００℃／秒超の速度で５００～２００℃の温度まで急冷され得る。一実施例では、製品は、４５０℃～２００℃の温度で２００℃／秒超の速度で焼入れに供される。他の場合では、所望により冷却速度をより速くすることができる。
焼入れ後、熱処理された製品は、所望により、コイル状にされる前に製品を再加熱することによる予備時効処理に供され得る。予備時効処理は、約７０℃～約１２５℃の温度で、最大６時間の一定時間実施され得る。例えば、予備時効処理は、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、約１００℃、約１０５℃、約１１０℃、約１１５℃、約１２０℃、または約１２５℃の温度で実施され得る。いくつかの実施形態では、予備時効処理は、約３０分、約１時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、または約６時間実施され得る。予備時効処理は、プレート、シェート、またはシートを、放射熱、対流熱、誘導熱、赤外線熱などを発するデバイス等の加熱デバイスに通すことによって実施され得る。
本明細書に記載の鋳造製品は、プレート形態または他の好適な製品形態での製品を製造するために使用され得る。例えば、本明細書に記載の製品を含むプレートは、鋳塊を均質化工程で処理するか、または連続鋳造機で製品を鋳造し、その後の熱間圧延工程によって調製され得る。熱間圧延工程では、鋳造製品が２００ｍｍ以下の標準寸法の厚さ（例えば、約１０ｍｍ～約２００ｍｍ）まで熱間圧延され得る。例えば、鋳造製品は、約１０ｍｍ～約１７５ｍｍ、約１５ｍｍ～約１５０ｍｍ、約２０ｍｍ～約１２５ｍｍ、約２５ｍｍ～約１００ｍｍ、約３０ｍｍ～約７５ｍｍ、または約３５ｍｍ～約５０ｍｍの最終的な標準寸法の厚さを有するプレートに熱間圧延され得る。
上述したように、カルシウムを添加することにより、マグネシウム強化アルミニウム合金が高温に供され得る場合、結晶粒界におけるマグネシウム含有析出物の形成が変質するか、または制限され得る。したがって、本明細書に記載のマグネシウム強化アルミニウム合金は、上述した熱処理に加えて、応力腐食割れのリスクまたは応力腐食割れに対する感受性を高めることなく、例えば、溶接、焼付塗装時などの高温にさらに供することができる。処理によっては、高温は５０℃～６００℃の範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、高温は、５０℃～６００℃、１００℃～６００℃、１５０℃～６００℃、２００℃～６００℃、２５０℃～６００℃、３００℃～６００℃、３５０℃～６００℃、４００℃～６００℃、４５０℃～６００℃、５００℃～６００℃、５５０℃～６００℃、５０℃～５５０℃、１００℃～５５０℃、１５０℃～５５０℃、２００℃～５５０℃、２５０℃～５５０℃、３００℃～５５０℃、３５０℃～５５０℃、４００℃～５５０℃、４５０℃～５５０℃、５００℃～５５０℃、５０℃～５００℃、１００℃～５００℃、１５０℃～５００℃、２００℃～５００℃、２５０℃～５００℃、３００℃～５００℃、３５０℃～５００℃、４００℃～５００℃、４５０℃～５００℃、５０℃～４５０℃、１００℃～４５０℃、１５０℃～４５０℃、２００℃～４５０℃、２５０℃～４５０℃、３００℃～４５０℃、３５０℃～４５０℃、４００℃～４５０℃、５０℃～４００℃、１００℃～４００℃、１５０℃～４００℃、２００℃～４００℃、２５０℃～４００℃、３００℃～４００℃、３５０℃～４００℃、５０℃～３５０℃、１００℃～３５０℃、１５０℃～３５０℃、２００℃～３５０℃、２５０℃～３５０℃、３００℃～３５０℃、５０℃～３００℃、１００℃～３００℃、１５０℃～３００℃、２００℃～３００℃、２５０℃～３００℃、５０℃～２５０℃、１００℃～２５０℃、１５０℃～２５０℃、２００℃～２５０℃、５０℃～２００℃、１００℃～２００℃、１５０℃～２００℃、５０℃～１５０℃、１００℃～１５０℃、または５０℃～１００℃の範囲にあり得る。
応力腐食割れに対する添加されたカルシウムの抑制効果を考慮すると、マグネシウム強化アルミニウム合金は、応力腐食割れに対する感受性が低下した状態で、海洋用途、自動車の補強／シャーシ用途の場合など、腐食環境において使用することができる。
本明細書で引用されているすべての特許、出版物、及び要約は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。例示された実施形態を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。それらの多数の改変、適合、及び使用が、当業者には明らかであろう。
実例となる態様
以下で使用されるように、一連の態様へのいかなる言及も、それらの実施例のそれぞれに対する言及として離接的に理解されるべきである（例えば、「態様１～４」は「態様１、２、３、または４」として理解されるべきである）。
態様１は、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品であって、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウムを含む複数の合金元素、ならびにアルミニウムを含む、前記耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２は、アルミニウムが耐応力腐食割れアルミニウム合金製品の残部を構成する、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３は、複数の合金元素が、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のストロンチウムをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４は、複数の合金元素が、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％の銀をさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様５は、Ｈ質別である、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様６は、Ｔ質別である、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様７は、鋳造アルミニウム製品を１回以上の熱間圧延工程に供することによって製造される、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様８は、鋳造アルミニウム製品を１回以上の冷間圧延工程に供することによって製造される、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様９は、５ｘｘｘ系アルミニウム合金を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１０は、複数の合金元素が亜鉛を含まない、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１１は、７ｘｘｘ系アルミニウム合金を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１２は、複数の合金元素が亜鉛をさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１３は、複数の合金元素が０．１ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１４は、マグネシウム含有析出物を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１５は、マグネシウム及び／またはアルミニウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１６は、マグネシウム含有析出物がＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子を含み、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が０．０５ｗｔ％未満のＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１７は、マグネシウム含有析出物がＭｇ及び／またはＺｎを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１８は、マグネシウム含有析出物がＭｇＺｎ２イータ相粒子を含み、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が１０ｗｔ％未満のＭｇＺｎ２イータ相粒子を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様１９は、マグネシウム含有析出物がＭｇＺｎ２イータ相粒子を含み、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が５ｗｔ％未満のＭｇＺｎ２イータ相粒子を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２０は、マグネシウム含有析出物がＭｇＺｎ２イータ相粒子を含み、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が１ｗｔ％未満のＭｇＺｎ２イータ相粒子を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２１は、マグネシウム含有析出物がＭｇＺｎ２イータ相粒子を含み、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が０．１ｗｔ％未満のＭｇＺｎ２イータ相粒子を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２２は、マグネシウム含有析出物がＭｇＺｎ２イータ相粒子を含み、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が０．０５ｗｔ％未満のＭｇＺｎ２イータ相粒子を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２３は、マグネシウム含有析出物が５０℃～６００℃の温度への曝露によって形成される、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２４は、マグネシウム含有析出物が時効中に形成される、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２５は、マグネシウム含有析出物がカルシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２６は、アルミニウム合金製品中のカルシウムの存在により、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１２ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％未満のカルシウムを含み、同一の処理条件に供された同等のアルミニウム合金製品を基準として、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品中のマグネシウム含有析出物の量が減少する、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２７は、アルミニウム合金製品の結晶粒界に、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２８は、１つ以上の相が５０℃～６００℃の高温への曝露によって生じる、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様２９は、１つ以上の相が時効によって生じる、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３０は、１つ以上の相が金属カルシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３１は、１つ以上の相が金属ストロンチウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３２は、１つ以上の相が金属銀を含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３３は、１つ以上の相のうちの１相がカルシウム及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３４は、１つ以上の相のうちの１相がストロンチウム及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３５は、１つ以上の相のうちの１相が銀及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３６は、１つ以上の相のうちの１相がカルシウム及びアルミニウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３７は、１つ以上の相のうちの１相がストロンチウム及びアルミニウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３８は、１つ以上の相のうちの１相が銀及びアルミニウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様３９は、１つ以上の相のうちの１相がカルシウム、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４０は、１つ以上の相のうちの１相がストロンチウム、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４１は、１つ以上の相のうちの１相がカルシウム、ストロンチウム、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４２は、１つ以上の相のうちの１相がカルシウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４３は、１つ以上の相のうちの１相がストロンチウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４４は、１つ以上の相のうちの１相がカルシウム、ストロンチウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４５は、１つ以上の相が、結晶粒界に位置するマグネシウム含有析出物を少なくとも部分的に取り囲んでいる、先行または後続態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
態様４６は、耐応力腐食割れアルミニウム合金製品を製造する方法であって、溶融状態のアルミニウム合金を溶融アルミニウム合金として供給することであり、ここでアルミニウム合金は、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１２ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウム、ならびにアルミニウムを含む、前記供給することと、溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金製品を形成することと、を含む、前記方法である。
態様４７は、アルミニウム合金製品を均質化して、均質化アルミニウム合金製品を形成することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様４８は、アルミニウム合金製品を時効することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様４９は、アルミニウム合金製品を冷間圧延することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様５０は、アルミニウム合金製品を熱間圧延することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様５１は、アルミニウム合金製品を高温に供することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様５２は、アルミニウム合金製品を腐食環境に供することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様５３は、アルミニウム合金製品中のカルシウムの存在により、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１２ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％未満のカルシウムを含む同等のアルミニウム合金製品を基準として、アルミニウム合金製品における応力腐食割れを誘発するのに要する時間が増加する、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様５４は、アルミニウム合金を海洋環境に供することをさらに含む、先行または後続態様のいずれかに記載の方法である。
態様５５は、アルミニウム合金製品が、先行態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である、いずれかの先行方法である。
態様５６は、先行態様のいずれかに記載の方法に従って調製された、先行態様のいずれかに記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である。
上で引用されているすべての特許、出版物、及び要約は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。例示された実施形態を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。それらの多数の改変、適合、及び使用が、当業者には明らかであろう。

Claims (30)

  1. 耐応力腐食割れアルミニウム合金製品であって、
    ３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、
    ０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウム
    を含む複数の合金元素、ならびに
    アルミニウム
    を含む、前記耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  2. 前記複数の合金元素が、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のストロンチウムをさらに含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  3. 前記複数の合金元素が、０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％の銀をさらに含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  4. Ｈ質別である、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  5. Ｔ質別である、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  6. ５ｘｘｘ系アルミニウム合金を含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  7. 前記複数の合金元素が亜鉛を含まない、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  8. ７ｘｘｘ系アルミニウム合金を含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  9. 前記複数の合金元素が０．１ｗｔ％～１５ｗｔ％の亜鉛を含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  10. マグネシウム含有析出物を含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  11. マグネシウム及び／またはアルミニウムを含む、請求項１０に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  12. 前記マグネシウム含有析出物がＭｇ５Ａｌ８ベータ相粒子を含み、前記耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が、重量で０．０５ｗｔ％未満の前記Ｍｇ５Ａｌ８ベータ相粒子を含む、請求項１０に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  13. 前記マグネシウム含有析出物がＭｇ及び／またはＺｎを含む、請求項１０に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  14. 前記マグネシウム含有析出物がＭｇＺｎ２イータ相粒子を含み、前記耐応力腐食割れアルミニウム合金製品が１０ｗｔ％未満の前記ＭｇＺｎ２イータ相粒子を含む、請求項１０に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  15. 前記マグネシウム含有析出物がカルシウムを含む、請求項１０に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  16. 前記カルシウムの存在により、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１２ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％未満のカルシウムを含み、同一の処理条件に供された同等のアルミニウム合金製品を基準として、前記耐応力腐食割れアルミニウム合金製品中の前記マグネシウム含有析出物の量が減少する、請求項１０に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  17. 前記耐応力腐食割れアルミニウム合金製品の結晶粒界に、カルシウム、ストロンチウム、及び／または銀を含有する１つ以上の相を含む、請求項１に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  18. 前記１つ以上の相が金属カルシウムを含む、請求項１７に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  19. 前記１つ以上の相が金属ストロンチウムを含む、請求項１７に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  20. 前記１つ以上の相が金属銀を含む、請求項１７に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  21. 前記１つ以上の相のうちの１相がカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、銀、またはアルミニウムのうちの少なくとも２つの組み合わせを含む、請求項１７に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  22. 前記１つ以上の相のうちの１相がカルシウム、ストロンチウム、銀、アルミニウム、及びマグネシウムを含む、請求項１７に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  23. 前記１つ以上の相が、前記結晶粒界に位置するマグネシウム含有析出物を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項１７に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
  24. 耐応力腐食割れアルミニウム合金製品を製造する方法であって、
    溶融状態のアルミニウム合金を溶融アルミニウム合金として供給することであり、ここで前記アルミニウム合金は、
    ３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１２ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、
    ０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％のカルシウム、ならびに
    アルミニウムを含む、前記供給することと、
    前記溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金製品を形成することと、
    を含む、前記方法。
  25. 前記アルミニウム合金製品を均質化して、均質化アルミニウム合金製品を形成することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  26. 前記アルミニウム合金製品を時効すること、前記アルミニウム合金製品を冷間圧延すること、前記アルミニウム合金製品を熱間圧延すること、前記アルミニウム合金製品を高温に供すること、または前記アルミニウム合金製品を腐食環境に供することのうちの１つ以上をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  27. 前記アルミニウム合金製品中の前記カルシウムの存在により、３ｗｔ％～１０ｗｔ％のマグネシウムまたは６ｗｔ％～１２ｗｔ％の亜鉛、マグネシウム、及び銅の組み合わせ、ならびに０．００１ｗｔ％未満のカルシウムを含む同等のアルミニウム合金製品を基準として、前記アルミニウム合金製品における応力腐食割れを誘発するのに要する時間が増加する、請求項２４に記載の方法。
  28. 前記アルミニウム合金を海洋環境に供することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  29. 前記アルミニウム合金製品が、請求項１～２３のいずれか１項に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品である、請求項２４～２８のいずれか１項に記載の方法。
  30. 請求項２４～２８のいずれか１項に記載の方法に従って調製された、請求項１～２３のいずれか１項に記載の耐応力腐食割れアルミニウム合金製品。
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