JP7096911B2 - 高強度6xxx及び7xxxアルミニウム合金ならびにその作製方法 - Google Patents

高強度6xxx及び7xxxアルミニウム合金ならびにその作製方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年5月15日に出願された米国仮特許出願第62/671,701号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
分野
新しい高強度6xxx及び7xxxアルミニウム合金ならびにこれらの合金の製造方法が本明細書で提供される。これらの合金は、代替方法で調製された合金と比較して強度が高いことを含む、機械的特性の改善を示す。
高強度のリサイクルアルミニウム合金は、輸送(限定されないが、例えば、トラック、トレーラー、列車、及び船舶を包含する)用途、電子用途、及び自動車用途を含む多くの用途における製品性能の改善にとって望ましい。例えば、トラックまたはトレーラーの高強度アルミニウム合金は、従来の鋼合金よりも軽量であり、新しくより厳しい政府の排出規制を満たすために必要とされる大幅な排出削減を提供する。そのような合金は、高強度、高成形性、及び耐食性を示すはずである。
包含される本発明の実施形態は、本概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。本概要は、本発明の種々の態様の高レベルの要旨であり、さらに、以下の図面及び発明を実施するための形態のセクションに記載される概念の一部を紹介する。本概要は、特許請求された主題の主要もしくは本質的な特徴を特定することが意図されず、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することも意図されない。主題は、明細書全体、いずれかまたは全ての図面、及び各特許請求の範囲の適切な部分を参照することにより理解されるべきである。
450MPaを超える降伏強度及び/または引張強度を有する高強度6xxx合金組成物が開示される。本明細書に記載の6xxxアルミニウム合金の元素組成は、約0.6~1.0重量%のCu、約0.8~1.5重量%のSi、約0.8~1.5重量%のMg、約0.03~0.25重量%のCr、約0.05~0.25重量%のMn、約0.15~0.4重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約0.9重量%のZn、最大約0.1重量%のTi、最大約0.07重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み得、残部がAlである。一部の非限定例では、本明細書に記載の6xxxアルミニウム合金は、約0.5~2.0重量%のCu、約0.5~1.5重量%のSi、約0.5~1.5重量%のMg、約0.001~0.25重量%のCr、約0.005~0.4重量%のMn、約0.1~0.3重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約4.0重量%のZn、最大約0.15重量%のTi、最大約0.1重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み得、残部がAlである。一部のさらなる非限定例では、本明細書に記載の6xxxアルミニウム合金は、約0.5~2.0重量%のCu、約0.5~1.35重量%のSi、約0.6~1.5重量%のMg、約0.001~0.18重量%のCr、約0.005~0.4重量%のMn、約0.1~0.3重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約0.9重量%のZn、最大約0.15重量%のTi、最大約0.1重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み得、残部がAlである。さらに別の非限定例では、本明細書に記載の6xxxアルミニウム合金は、約0.6~0.9重量%のCu、約0.7~1.1重量%のSi、約0.9~1.5重量%のMg、約0.06~0.15重量%のCr、約0.05~0.3重量%のMn、約0.1~0.3重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約0.2重量%のZn、最大約0.15重量%のTi、最大約0.07重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み得、残部がAlである。さらに別の非限定例では、本明細書に記載の6xxxアルミニウム合金は、約0.9~1.5重量%のCu、約0.7~1.1重量%のSi、約0.7~1.2重量%のMg、約0.06~0.15重量%のCr、約0.05~0.3重量%のMn、約0.1~0.3重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約0.2重量%のZn、最大約0.15重量%のTi、最大約0.07重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み得、残部がAlである。
500MPaを超える降伏強度及び/または引張強度を有する高強度7xxx系アルミニウム合金組成物も開示される。
これらの新しい高強度6xxx及び7xxx合金組成物の製造方法も開示される。アルミニウム合金製品の作製方法は、6xxxアルミニウム合金を鋳造すること、鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に急速に加熱すること、鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に0.5~100時間維持すること、及び鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること、を含み得る。圧延アルミニウム合金製品は、最大約12mmの厚み、及び約30℃~約400℃の熱間圧延の出口温度を有し得る。アルミニウム合金製品は、約520℃~約590℃の温度の熱処理を施すことができる。熱処理に続いて、周囲温度まで焼入れされてもよい。次に、アルミニウム合金製品を亜時効処理、続いて、最終板厚に冷間圧延することができ、冷間圧延により、約10%~約80%の厚みの低減がもたらされる。次に、アルミニウム合金製品を再時効処理することができる。
アルミニウム合金製品の作製方法は、6xxxまたは7xxx系アルミニウム合金を鋳造すること、鋳造アルミニウム合金を約400℃~約600℃の温度に急速に加熱すること、鋳造アルミニウム合金を約400℃~約600℃の温度に0.5~100時間維持すること、及び鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること、を含み得る。アルミニウム合金製品は、最大約12mmの厚み、及び約30℃~約400℃の熱間圧延の出口温度を有し得る。アルミニウム合金製品は、任意に、約460℃~約600℃の温度の熱処理を施すことができる。熱処理の後に、任意に、周囲温度まで焼入れされてもよい。次に、アルミニウム合金製品を亜時効処理、続いて、最終板厚に冷間圧延することができ、冷間圧延により、約10%~約80%の厚みの低減がもたらされる。次に、アルミニウム合金製品を再時効処理することができる。一部の態様では、試料は、焼入れ後の熱処理のために直接送られてもよい。さらなる態様では、試料は、本明細書に記載されるように予備時効処理されてもよい。
別のアルミニウム合金製品の作製方法は、6xxxアルミニウム合金を鋳造すること、鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に急速に加熱すること、鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に0.5~100時間維持すること、及び鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること、を含み得る。圧延アルミニウム合金製品は、約200℃~約300℃の出口温度で、熱間圧延の出口で焼入れすることができる。圧延アルミニウム合金製品は、最大約12mmの厚みを有し得る。次に、アルミニウム合金製品を亜時効処理、続いて、最終板厚に冷間圧延することができ、冷間圧延により、約10%~約80%の厚みの低減がもたらされる。次に、アルミニウム合金製品を再時効処理することができる。
上記の方法で作成された6xxx及び7xxxアルミニウム合金製品は、例えば、少なくとも5%の、一様伸びを維持しながら、450MPaを超える降伏強度及び/または500MPaを超える引張強度を達成し得る。
一部の例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、6xxxアルミニウム合金を連続的に鋳造すること、鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延することを含み得、熱間圧延は、約450℃~約540℃の入口温度及び30℃~400℃の出口温度を有し、圧延アルミニウム合金製品は、5~12mmの初期板厚を有する。次に、圧延アルミニウム合金製品は、約510℃~約580℃の温度に急速に加熱して、約510℃~約580℃の温度に0.5~100時間維持し、圧延アルミニウム合金製品を2~4mmの初期板厚に冷間圧延し、圧延アルミニウム合金製品を約520℃~約590℃の温度で溶体化熱処理することができる。次に、アルミニウム合金製品は、周囲温度まで焼入れされ、任意に、予備時効処理され、亜時効処理され、冷間圧延され、次に、再時効処理されてもよい。
さらなる例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、以下の工程を含み得る。すなわち、6xxxアルミニウム合金を連続鋳造して、鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延することであって、熱間圧延は、約300℃~約500℃(例えば、約450℃~約500℃)の入口温度及び約470℃以下の出口温度を有し、圧延アルミニウム合金製品は、5~12mmの初期板厚を有する、熱間圧延すること;圧延アルミニウム合金製品を約400℃~約590℃の温度に急速に加熱すること;最大約30分間、圧延アルミニウム合金を約400℃~約590℃の温度に維持すること;アルミニウム合金製品を周囲温度まで焼入れすること;アルミニウム合金製品を亜時効処理すること;亜時効処理アルミニウム合金製品を2~5mmの最終板厚に冷間圧延することであって、初期板厚及び最終板厚間の冷間圧下が20~80%である、冷間圧延すること;ならびに冷間圧延アルミニウム合金製品を再時効処理すること、である。一部の態様では、試料は、焼入れ後の熱処理のために直接送られてもよい。さらなる態様では、試料は、本明細書に記載されるように予備時効処理されてもよい。
上記の方法で作成された6xxxまたは7xxx系アルミニウム合金製品は、少なくとも5%の伸びを維持しながら、少なくとも450MPa(例えば、少なくとも500MPa)の降伏強度及び/または引張強度を達成し得る。
これらの新しい高強度6xxx及び7xxx系アルミニウム合金製品は、輸送業界に多くの用途があり、より軽量な乗り物を作成するために鋼製コンポーネントを置き換え得る。そのような乗り物としては、自動車、バン、キャンピングカー、トレーラーハウス、トラック、白い車体、トラックの運転台、トレーラー、バス、オートバイ、スクーター、自転車、ボート、船舶、輸送用コンテナ、列車、機関車、客車、貨車、飛行機、ドローン、及び宇宙船が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、新しいアルミニウム合金製品は、自動車業界のバッテリープレート及びケース、ロッカーコンポーネント、クロスメンバー、ならびに横方向補強材に使用することができる。
新しい高強度6xxx及び7xxx系アルミニウム合金製品は、例えば、シャーシまたはシャーシのコンポーネント部品における鋼製コンポーネントを置き換えるために使用されてもよい。これらの新しい高強度6xxx及び7xxx合金はまた、限定されないが、乗り物部品、例えば、列車部品、船舶部品、トラック部品、バス部品、航空宇宙部品、乗り物の白いボディ、及び自動車部品に、使用されてもよい。
高張力6xxx及び7xxx合金製品は、高強度鋼をアルミニウムに置き換え得る。一例では、450MPa未満の降伏強度を有する鋼は、必要な場合に補強材を追加することを除いて、主要な設計変更を必要とせずに、開示の6xxx及び7xxx系アルミニウム合金製品と置き換えてもよく、補強材は、設計により必要とされる場合の追加された金属プレートまたはロッドを指す。
これらの新しい高強度6xxx及び7xxx系アルミニウム合金製品は、延性を大幅に低下させることなく(すなわち、少なくとも5%の総伸びを維持して)高強度を必要とする他の用途に使用されてもよい。例えば、これらの高強度6xxx及び7xxx系アルミニウム合金製品は、エレクトロニクス用途、ならびに限定されないが、電子コンポーネント及び電子デバイスの部品を含む特殊製品で使用することができる。
他の目的及び利点は、非限定例の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
一例による、高強度6xxxアルミニウム合金の製造方法の概略図である。 Aは、一例による、圧延方向(RD)に対して0°での強度に溶体化処理と亜時効処理との間の時間の増加が果たす役割を示すグラフである。Bは、一例による、圧延方向(RD)に対して90°での強度に溶体化処理と亜時効処理との間の時間の増加が果たす役割を示すグラフである。 Aは、一例による、圧延方向(RD)に対して0°での強度に熱処理中の時間及び温度が果たす役割を示すグラフである。Bは、一例による、圧延方向(RD)に対して90°での強度に熱処理中の時間及び温度が果たす役割を示すグラフである。 Aは、一例による、圧延方向(RD)に対して0°での強度に熱処理中の時間及び温度が果たす役割を示す別のグラフである。Bは、一例による、圧延方向(RD)に対して90°での強度に熱処理中の時間及び温度が果たす役割を示す別のグラフである。 一例による、溶体化熱処理と亜時効処理との間の様々な待機時間での亜時効処理後の強度を示すグラフである。 一例による、図5の試料の最終焼戻し強度を示すグラフである。 一例による、強度に亜時効処理及び再時効処理が果たす役割を示すグラフである。 一例による、伸びに亜時効処理及び再時効処理が果たす役割を示すグラフである。 一例による、強度及び伸びに亜時効処理及び再時効処理が果たす役割を示すグラフである。
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全てを広く指すことが意図される。これらの用語を含有する記述は、本明細書に記載の主題を制限しないこと、または以下の特許の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限しないことが理解されるべきである。
この記載では、AA番号、ならびに他の関連名称、例えば、「6xxx」、「7xxx」、及び「系」、で識別される合金への言及がなされる。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」(両方ともアルミニウム協会により発行された)を参照のこと。本明細書で使用される一部の態様では、AA番号、及び6xxxまたは7xxx系などの関連名称は、従来の名称から派生するが逸脱する修正AA番号または系を指し得る。
本明細書で使用される場合、「a」、「an」、及び「the」の意味は、文脈に別途明示のない限り、単数及び複数の参照を含む。
本明細書で使用される場合、プレートは一般に、約15mmを超える厚みを有する。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を超える厚みを有するアルミニウム合金製品を指し得る。
本明細書で使用される場合、シェット(プレートとも呼ばれる)は一般に、約4mm~約15mmの厚みを有する。例えば、シェットは、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の厚みを有し得る。
本明細書で使用される場合、シートは一般に、約4mm未満の厚みを有するアルミニウム合金製品を指す。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、約0.3mm未満、または約0.1mm未満の厚みを有し得る。
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調質または焼戻しは、製造されるアルミニウム合金を指す。O調質または焼戻しは、焼なまし後のアルミニウム合金を指す。本明細書ではH焼戻しとも呼ばれるHxx調質または焼戻しは、熱処理(例えば、焼なまし)の有無にかかわらず、冷間圧延後のアルミニウム合金を指す。好適なH焼戻しは、Hxxx焼戻しバリエーション(例えば、H111)と共にHX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8、またはHX9焼戻しを含み、これは、焼戻しの程度がHxx焼戻しに近い場合に、特定の合金焼戻しに使用される。T1調質または焼戻しは、熱間加工から冷却され、(例えば、周囲温度で)自然時効処理されたアルミニウム合金を指す。T2調質または焼戻しは、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然時効処理されたアルミニウム合金を指す。T3調質または焼戻しは、溶体化熱処理され、冷間加工され、自然時効処理されたアルミニウム合金を指す。T4調質または焼戻しは、溶体化熱処理され、自然時効処理されたアルミニウム合金を指す。T5調質または焼戻しは、熱間加工から冷却され、(高温で)人工時効処理されたアルミニウム合金を指す。T6調質または焼戻しは、溶体化熱処理され、焼入れされ、人工時効処理されたアルミニウム合金を指す。T61調質または焼戻しは、溶体化熱処理され、焼入れされ、一定期間自然時効処理され、次に、人工時効処理されたアルミニウム合金を指す。T7調質または焼戻しは、溶体化熱処理され、人工過時効処理されたアルミニウム合金を指す。T8x調質または焼戻し(例えば、T8)は、溶体化熱処理され、冷間加工され、人工時効処理されたアルミニウム合金を指す。T9x調質または焼戻しは、溶体化熱処理され、人工時効処理され、冷間加工された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、互換性があり、直接チル鋳造(直接チル同時鋳造を含む)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、もしくは他の任意の鋳造機の使用によるものを含む)、電磁鋳造、熱間トップ鋳造、または他の任意の鋳造法により作成された製品を指す。
本明細書で使用される場合、「周囲温度」の意味は、約-10℃~約60℃の温度を含み得る。周囲温度はまた、約0℃、約10℃、約20℃、約30℃、約40℃、または約50℃であってよい。
本明細書に開示の範囲は全て、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間の(且つこれらを含む)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、つまり、全ての部分範囲は、1以上の最小値、例えば、1~6.1、から始まり、且つ、10以下の最大値、例えば、5.5~10、で終わる。
合金組成
新規の6xxx及び7xxx系アルミニウム合金が以下に説明される。特定の態様では、合金は、高強度、高成形性、及び耐食性を示す。記載された製品(すなわち、プレート、シェット、及びシート)を作成する合金の特性は、合金の加工方法により達成される。特定の態様では、合金は、表1で提供される以下の元素組成を有し得る。
表1
Figure 0007096911000001
他の例では、合金は、表2で提供されるような以下の元素組成を有し得る。
表2
Figure 0007096911000002
他の例では、合金は、表3で提供されるような以下の元素組成を有し得る。
表3
Figure 0007096911000003
一例では、アルミニウム合金は、表4で提供される以下の元素組成を有し得る。
表4
Figure 0007096911000004
別の例では、アルミニウム合金は、表5で提供される以下の元素組成を有し得る。
表5
Figure 0007096911000005
別の例では、アルミニウム合金は、表6で提供される以下の元素組成を有し得る。
表6
Figure 0007096911000006
特定の例では、開示された合金は、合金の総重量に基づいて、約0.6%~約0.9%(例えば、0.65%~0.9%、0.7%~0.9%、または0.6%~0.7%)の量の銅(Cu)を含む。例えば、合金は、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、または0.9%のCuを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の例では、開示された合金は、合金の総重量に基づいて、約0.8%~約1.3%(例えば、0.8%~1.2%、0.9%~1.2%、0.8%~1.1%、0.9%~1.15%、1.0%~1.1%、または1.05~1.2%)の量のケイ素(Si)を含む。例えば、合金は、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.9%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.1%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、または1.2%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、または1.3%のSiを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の例では、開示された合金は、合金の総重量に基づいて、約0.8%~約1.3%(例えば、0.8%~1.25%、0.85%~1.25%、0.8%~1.2%、または0.85%~1.2%)の量のマグネシウム(Mg)を含む。例えば、合金は、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.1%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.2%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、または1.3%のMgを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、Cu、Si、及びMgは、より高い強度を有する合金を得るために、合金中に析出物を形成し得る。これらの析出物は、溶体化熱処理後の時効処理プロセス中に形成され得る。析出プロセス中に、準安定Guinier Preston(GP)ゾーンが形成され得、次に、これが、開示された合金の析出強化に寄与するβ”針状析出物に移行する。特定の態様では、Cuの添加により、旋盤型L相析出の形成がもたらされ、これは、Q’析出相形成の前兆であり、さらに強度に寄与する。特定の態様では、Cu及びSi/Mg比は、耐食性への有害な影響を回避するように制御される。
特定の態様では、強化、成形性、及び耐食性の複合効果のために、合金は、さらに以下で記載される、制御されたSi対Mg比及び制御された過剰Si範囲と共に、約0.9重量%未満のCu含有量を有する。
Si対Mgの比は、重量比で約0.55:1~約1.30:1であってよい。例えば、Si対Mgの比は、重量比で約0.6:1~約1.25:1、重量比で約0.65:1~約1.2:1、重量比で約0.7:1~約1.15:1、重量比で約0.75:1~約1.1:1、重量比で約0.8:1~約1.05:1、重量比で約0.85:1~約1.0:1、または重量比で約0.9:1~約0.95:1であってよい。特定の態様では、Si対Mgの比は、0.8:1~1.15:1である。特定の態様では、Si対Mgの比は、0.85:1~1:1である。
特定の態様では、合金は、高過剰のSiアプローチの代わりに、合金設計において、ほぼ平衡状態のSiからわずかに準平衡状態のSiアプローチを使用してもよい。特定の態様では、過剰のSiは、約-0.5~0.1である。本明細書で使用される過剰なSiは、以下の等式で定義される。
過剰なSi=(合金重量%Si)-[(合金重量%Mg)-1/6x(合金重量%Fe+Mn+Cr)]。
例えば、過剰なSiは、-0.50、-0.49、-0.48、-0.47、-0.46、-0.45、-0.44、-0.43、-0.42、-0.41、-0.40、-0.39、-0.38、-0.37、-0.36、-0.35、-0.34、-0.33、-0.32、-0.31、-0.30、-0.29、-0.28、-0.27、-0.26、-0.25、-0.24、-0.23、-0.22、-0.21、-0.20、-0.19、-0.18、-0.17、-0.16、-0.15、-0.14、-0.13、-0.12、-0.11、-0.10、-0.09、-0.08、-0.07、-0.06、-0.05、-0.04、-0.03、-0.02、-0.01、0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、または0.10であり得る。特定の態様では、合金は、0.9重量%未満のCuを有し、Si/Mg比は、0.85~0.1であり、過剰なSiは、-0.5~0.1である。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.03%~約0.25%(例えば、0.03%~0.15%、0.05%~0.13%、0.075%~0.12%、0.03%~0.04%、0.08%~0.15%、0.03%~0.045%、0.04%~0.06%、0.035%~0.045%、0.04%~0.08%、0.06%~0.13%、0.06%~0.22%、0.1%~0.13%、または0.11%~0.23%)の量のクロム(Cr)を含む。例えば、合金は、0.03%、0.035%、0.04%、0.045%、0.05%、0.055%、0.06%、0.065%、0.07%、0.075%、0.08%、0.085%、0.09%、0.095%、0.1%、0.105%、0.11%、0.115%、0.12%、0.125%、0.13%、0.135%、0.14%、0.145%、0.15%、0.155%、0.16%、0.165%、0.17%、0.175%、0.18%、0.185%、0.19%、0.195%、0.20%、0.205%、0.21%、0.215%、0.22%、0.225%、0.23%、0.235%、0.24%、0.245%、または0.25%のCrを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の例では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.05%~約0.2%(例えば、0.05%~0.18%または0.1%~0.18%)の量のマンガン(Mn)を含み得る。例えば、合金は、0.05%、0.051%、0.052%、0.053%、0.054%、0.055%、0.056%、0.057%、0.058%、0.059%、0.06%、0.061%、0.062%、0.063%、0.064%、0.065%、0.066%、0.067%、0.068%、0.069%、0.07%、0.071%、0.072%、0.073%、0.074%、0.075%、0.076%、0.077%、0.078%、0.079%、0.08%、0.081%、0.082%、0.083%、0.084%、0.085%、0.086%、0.087%、0.088%、0.089%、0.09%、0.091%、0.092%、0.093%、0.094%、0.095%、0.096%、0.097%、0.098%、0.099%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.2%のMnを含み得る。全てが重量%で表される。特定の態様では、Mn含有量は、構成粒子の粗大化を最小化するように選択される。
特定の態様では、一部のCrは、分散質を形成する際にMnを置き換えるために使用される。MnをCrで置き換えると、分散質を有利に形成し得る。特定の態様では、合金は、約0.15~0.6のCr/Mn重量比を有する。例えば、Cr/Mn比は、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.50、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、または0.60であってよい。特定の態様では、Cr/Mn比により、適切な分散質が促進され、成形性、強化、及び耐食性の改善がもたらされる。
特定の態様では、合金はまた、合金の総重量に基づいて、約0.15%~約0.3%(例えば、0.15%~約0.25%、0.18%~0.25%、0.2%~0.21%、または0.15%~0.22%)の量の鉄(Fe)を含む。例えば、合金は、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、または0.30%のFeを含み得る。全てが重量%で表される。特定の態様では、Fe含有量により、粗い構成粒子の形成が低減される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.2%(例えば、0%~0.2%、0.01%~0.2%、0.01%~0.15%、0.01%~0.1%、または0.02%~0.09%)の量でジルコニウム(Zr)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.2%のZrを含み得る。特定の態様では、Zrは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.2%(例えば、0%~0.2%、0.01%~0.2%、0.05%~0.15%、または0.05%~0.2%)の量のスカンジウム(Sc)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.2%のScを含み得る。特定の例では、Scは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、Sc及び/またはZrは、AbSc、(Al,Si)3Sc、(Al,Si)3Zr、及び/またはAbZr分散質を形成するために、上記の組成物に添加される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.25%(例えば、0%~0.25%、0%~0.2%、0%~0.05%、0.01%~0.15%、または0.01%~0.1%)の量のスズ(Sn)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、または0.25%を含み得る。特定の態様では、Snは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、本明細書に記載の合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.9%(例えば、0.001%~0.09%、0.004%~0.9%、0.03%~0.9%、または0.06%~0.1%)の量の亜鉛(Zn)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、0.021%、0.022%、0.023%、0.024%、0.025%、0.026%、0.027%、0.028%、0.029%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.3%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.4%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.5%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、または0.9%のZnを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.1%(例えば、0.01%~0.1%)の量のチタン(Ti)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、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%、0.05%、0.051%、0.052%、0.053%、0.054%、0.055%、0.056%、0.057%、0.058%、0.059%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、または0.1%のTiを含み得る。全てが重量%で表される。特定の態様では、Tiは、微細化剤として使用される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.07%(例えば、0%~0.05%、0.01%~0.07%、0.03%~0.034%、0.02%~0.03%、0.034~0.054%、0.03~0.06%、または0.001%~0.06%)の量のニッケル(Ni)を含む。例えば、合金は、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、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%、0.0521%、0.052%、0.053%、0.054%、0.055%、0.056%、0.057%、0.058%、0.059%、0.06%、0.061%、0.062%、0.063%、0.064%、0.065%、0.066%、0.067%、0.068%、0.069%、または0.07%のNiを含み得る。特定の態様では、Niは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
任意に、合金組成物はさらに、それぞれ、約0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量の、不純物と呼ばれる場合がある他の微量元素も含み得る。これらの不純物は、V、Ga、Ca、Hf、Sr、またはそれらの組み合わせを含んでよいが、これらに限定されない。従って、V、Ga、Ca、Hf、またはSrは、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量で合金中に存在してもよい。特定の態様では、全ての不純物の合計は、0.15%を超えない(例えば、0.1%)。全てが重量%で表される。特定の態様では、合金の残りのパーセンテージは、アルミニウムである。
任意に、合金の非限定例は、表7で提供される以下の元素組成を有し得る。
表7
Figure 0007096911000007
そのような合金の別の非限定例は、表8で提供される以下の元素組成を有する。
表8
Figure 0007096911000008
そのような合金の別の非限定例は、表9で提供される以下の元素組成を有する。
表9
Figure 0007096911000009
そのような合金の別の非限定例は、表10で提供される以下の元素組成を有する。
表10
Figure 0007096911000010
そのような合金の別の非限定例は、表11で提供される以下の元素組成を有する。
表11
Figure 0007096911000011
そのような合金の別の非限定例は、表12で提供される以下の元素組成を有する。
表12
Figure 0007096911000012
そのような合金の別の非限定例は、表13で提供される以下の元素組成を有する。
表13
Figure 0007096911000013
そのような合金の別の非限定例は、表14で提供される以下の元素組成を有する。
表14
Figure 0007096911000014
そのような合金の別の非限定例は、表15で提供される以下の元素組成を有する。
表15
Figure 0007096911000015
特定の態様では、本開示のアルミニウム合金は、約0.6~1.0重量%のCu、約0.5~1.5重量%のSi、約0.8~1.5重量%のMg、約0.03~0.25重量%のCr、約0.05~0.25重量%のMn、約0.15~0.3重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約0.9重量%のZn、最大約0.1重量%のTi、最大約0.07重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み、残部がAlである、6xxx合金である。
特定の態様では、本開示のアルミニウム合金は、約0.65~0.9重量%のCu、0.55~1.35重量%のSi、約0.8~1.3重量%のMg、約0.03~0.09重量%のCr、約0.05~0.18重量%のMn、約0.18~0.25重量%のFe、約0.01~0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.2重量%のSn、約0.001~0.9重量%のZn、最大約0.1重量%のTi、最大約0.05重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み、残部がAlである、6xxx合金である。
特定の態様では、本開示のアルミニウム合金は、約0.65~0.9重量%のCu、0.6~1.24重量%のSi、約0.8~1.25重量%のMg、約0.05~0.07重量%のCr、約0.08~0.15重量%のMn、約0.15~0.2重量%のFe、約0.01~0.15重量%のZr、最大約0.15重量%のSc、最大約0.2重量%のSn、約0.004~0.9重量%のZn、最大約0.03重量%のTi、最大約0.05重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み、残部がAlである。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.5%~約3.0%(例えば、約0.5%~約2.0%、0.6~2.0%、0.7~0.9%、1.35%~1.95%、0.84%~0.94%、1.6%~1.8%、0.78%~0.92%0.75%~0.85%、または0.65%~0.75%)の量の銅(Cu)を含む。例えば、合金は、0.5%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.9%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.1%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.2%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.3%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、または1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.4%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、1.5%、1.51%、1.52%、1.53%、1.54%、1.55%、1.56%、1.57%、1.58%、1.59%、1.6%、1.61%、1.62%、1.63%、1.64%、1.65%、1.66%、1.67%、1.68%、1.69%、1.7%、1.71%、1.72%、1.73%、1.74%、1.75%、1.76%、1.77%、1.78%、1.79%、1.8%、1.81%、1.82%、1.83%、1.84%、1.85%、1.86%、1.87%、1.88%、1.89%、1.9%、1.91%、1.92%、1.93%、1.94%、1.95%、1.96%、1.97%、1.98%、1.99%、または2.0%のCuを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.5%~約1.5%(例えば、0.5%~1.4%、0.55%~1.35%、0.6%~1.24%、1.0%~1.3%、または1.03~1.24%)の量のケイ素(Si)を含む。例えば、合金は、0.5%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.9%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.1%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.2%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.3%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.4%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、または1.5%のSiを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.5%~約3.0%(例えば、約0.5%~約1.5%、約0.6%~約1.35%、約0.65%~1.2%、0.8%~1.2%、または0.9%~1.1%)の量のマグネシウム(Mg)を含む。例えば、合金は、0.5%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.9%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.1%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.2%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.3%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.4%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、または1.5%のMgを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.001%~約0.25%(例えば、0.001%~0.15%、0.001%~0.13%、0.005%~0.12%、0.02%~0.04%、0.08%~0.15%、0.03%~0.045%、0.01%~0.06%、0.035%~0.045%、0.004%~0.08%、0.06%~0.13%、0.06%~0.18%、0.1%~0.13%、または0.11%~0.12%)の量のクロム(Cr)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%、0.035%、0.04%、0.045%、0.05%、0.055%、0.06%、0.065%、0.07%、0.075%、0.08%、0.085%、0.09%、0.095%、0.1%、0.105%、0.11%、0.115%、0.12%、0.125%、0.13%、0.135%、0.14%、0.145%、0.15%、0.155%、0.16%、0.165%、0.17%、0.175%、0.18%、0.185%、0.19%、0.195%、0.20%、0.205%、0.21%、0.215%、0.22%、0.225%、0.23%、0.235%、0.24%、0.245%、または0.25%のCrを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.005%~約0.4%(例えば、0.005%~0.34%、0.25%~0.35%、約0.03%、0.11%~0.19%、0.08%~0.12%、0.12%~0.18%、0.09%~0.31%、0.005%~0.05%、及び0.01~0.03%)の量のマンガン(Mn)を含み得る。例えば、合金は、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、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%、0.051%、0.052%、0.053%、0.054%、0.055%、0.056%、0.057%、0.058%、0.059%、0.06%、0.061%、0.062%、0.063%、0.064%、0.065%、0.066%、0.067%、0.068%、0.069%、0.07%、0.071%、0.072%、0.073%、0.074%、0.075%、0.076%、0.077%、0.078%、0.079%、0.08%、0.081%、0.082%、0.083%、0.084%、0.085%、0.086%、0.087%、0.088%、0.089%、0.09%、0.091%、0.092%、0.093%、0.094%、0.095%、0.096%、0.097%、0.098%、0.099%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.3%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、または0.4%のMnを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、約0.1%~約0.3%(例えば、0.15%~0.25%、0.14%~0.26%、0.13%~0.27%、0.12%~0.28%、または0.14~0.28)の量の鉄(Fe)を含む。例えば、合金は、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、または0.3%のFeを含み得る。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.2%(0%~0.2%、0.01%~0.2%、0.01%~0.15%、0.01%~0.1%、または0.02%~0.09%)の量のジルコニウム(Zr)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.2%のZrを含み得る。特定の場合では、Zrは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.2%(例えば、0%~0.2%、0.01%~0.2%、0.05%~0.15%、または0.05%~0.2%)の量のスカンジウム(Sc)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.2%のScを含み得る。特定の場合では、Scは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約10%、(例えば、最大約8%、最大約6%、最大約4%、0.001%~0.09%、0.2%~10.0%、0.5%~8.0%、2.0~6.0%、0.4%~3.0%、0.03%~0.3%、0%~1.0%、1.0%~2.5%、または0.06%~0.1%)の量の亜鉛(Zn)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、0.021%、0.022%、0.023%、0.024%、0.025%、0.026%、0.027%、0.028%、0.029%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.3%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.4%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.5%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.6%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.7%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.8%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.9%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.0%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.1%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.2%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.3%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、または1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.4%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、1.5%、1.51%、1.52%、1.53%、1.54%、1.55%、1.56%、1.57%、1.58%、1.59%、1.6%、1.61%、1.62%、1.63%、1.64%、1.65%、1.66%、1.67%、1.68%、1.69%、1.7%、1.71%、1.72%、1.73%、1.74%、1.75%、1.76%、1.77%、1.78%、1.79%、1.8%、1.81%、1.82%、1.83%、1.84%、1.85%、1.86%、1.87%、1.88%、1.89%、1.9%、1.91%、1.92%、1.93%、1.94%、1.95%、1.96%、1.97%、1.98%、1.99%、2.0%、2.01%、2.02%、2.03%、2.04%、2.05%、2.06%、2.07%、2.08%、2.09%、2.1%、2.11%、2.12%、2.13%、2.14%、2.15%、2.16%、2.17%、2.18%、2.19%、2.2%、2.21%、2.22%、2.23%、2.24%、2.25%、2.26%、2.27%、2.28%、2.29%、2.3%、2.31%、2.32%、2.33%、2.34%、2.35%、2.36%、2.37%、2.38%、2.39%、2.4%、2.41%、2.42%、2.43%、2.44%、2.45%、2.46%、2.47%、2.48%、2.49%、2.5%、2.51%、2.52%、2.53%、2.54%、2.55%、2.56%、2.57%、2.58%、2.59%、2.6%、2.61%、2.62%、2.63%、2.64%、2.65%、2.66%、2.67%、2.68%、2.69%、2.7%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.8%、2.81%、2.82%、2.83%、2.84%、2.85%、2.86%、2.87%、2.88%、2.89%、2.9%、2.91%、2.92%、2.93%、2.94%、2.95%、2.96%、2.97%、2.98%、2.99%、3.0%、3.01%、3.02%、3.03%、3.04%、3.05%、3.06%、3.07%、3.08%、3.09%、3.1%、3.11%、3.12%、3.13%、3.14%、3.15%、3.16%、3.17%、3.18%、3.19%、3.2%、3.21%、3.22%、3.23%、3.24%、3.25%、3.26%、3.27%、3.28%、3.29%、3.3%、3.31%、3.32%、3.33%、3.34%、3.35%、3.36%、3.37%、3.38%、3.39%、3.4%、3.41%、3.42%、3.43%、3.44%、3.45%、3.46%、3.47%、3.48%、3.49%、3.5%、3.51%、3.52%、3.53%、3.54%、3.55%、3.56%、3.57%、3.58%、3.59%、3.6%、3.61%、3.62%、3.63%、3.64%、3.65%、3.66%、3.67%、3.68%、3.69%、3.7%、3.71%、3.72%、3.73%、3.74%、3.75%、3.76%、3.77%、3.78%、3.79%、3.8%、3.81%、3.82%、3.83%、3.84%、3.85%、3.86%、3.87%、3.88%、3.89%、3.9%、3.91%、3.92%、3.93%、3.94%、3.95%、3.96%、3.97%、3.98%、3.99%、または4.0%のZnを含み得る。特定の場合では、Znは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.25%(例えば、0%~0.25%、0%~0.2%、0%~0.05%、0.01%~0.15%、または0.01%~0.1%)の量のスズ(Sn)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.2%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、または0.25%を含み得る。特定の場合では、Snは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.15%(例えば、0.01%~0.1%)の量のチタン(Ti)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、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%、0.05%、0.051%、0.052%、0.053%、0.054%、0.055%、0.056%、0.057%、0.058%、0.059%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、または0.15%のTiを含み得る。特定の場合では、Tiは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.1%(例えば、0.01%~0.1%)の量のニッケル(Ni)を含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.011%、0.012%、0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%、0.02%、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%、0.05%、0.051%、0.052%、0.053%、0.054%、0.055%、0.056%、0.057%、0.058%、0.059%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、または0.1%のNiを含み得る。特定の態様では、Niは、合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てが重量%で表される。
任意に、本明細書に記載の合金組成物は、それぞれ、約0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量の、不純物と呼ばれる場合がある他の微量元素も含み得る。これらの不純物は、V、Ga、Ca、Hf、Sr、またはそれらの組み合わせを含んでよいが、これらに限定されない。従って、V、Ga、Ca、Hf、またはSrは、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量で合金中に存在してもよい。特定の例では、全ての不純物の合計が、約0.15%を超えない(例えば、0.1%)。全てが重量%で表される。特定の例では、合金の残りのパーセンテージが、アルミニウムである。
本明細書に記載のアルミニウム合金製品に使用される好適な6xxx系アルミニウム合金組成物の例としては、例えば、AA6101、AA6101A、AA6101B、AA6201、AA6201A、AA6401、AA6501、AA6002、AA6003、AA6103、AA6005、AA6005A、AA6005B、AA6005C、AA6105、AA6205、AA6305、AA6006、AA6106、AA6206、AA6306、AA6008、AA6009、AA6010、AA6110、AA6110A、AA6011、AA6111、AA6012、AA6012A、AA6013、AA6113、AA6014、AA6015、AA6016、AA6016A、AA6116、AA6018、AA6019、AA6020、AA6021、AA6022、AA6023、AA6024、AA6025、AA6026、AA6027、AA6028、AA6031、AA6032、AA6033、AA6040、AA6041、AA6042、AA6043、AA6151、AA6351、AA6351A、AA6451、AA6951、AA6053、AA6055、AA6056、AA6156、AA6060、AA6160、AA6260、AA6360、AA6460、AA6460B、AA6560、AA6660、AA6061、AA6061A、AA6261、AA6361、AA6162、AA6262、AA6262A、AA6063、AA6063A、AA6463、AA6463A、AA6763、A6963、AA6064、AA6064A、AA6065、AA6066、AA6068、AA6069、AA6070、AA6081、AA6181、AA6181A、AA6082、AA6082A、AA6182、AA6091、及びAA6092の組成物が挙げられる。
本明細書に記載のアルミニウム合金製品に使用される好適な7xxx系アルミニウム合金組成物の例としては、例えば、AA7003、AA7004、AA7204、AA7005、AA7108、AA7108A、AA7009、AA7010、AA7012、AA7014、AA7015、AA7016、AA7116、AA7017、AA7018、AA7019、AA7019A、AA7020、AA7021、AA7022、AA7122、AA7023、AA7024、AA7025、AA7026、AA7028、AA7029、AA7129、AA7229、AA7030、AA7031、AA7032、AA7033、AA7034、AA7035、AA7035A、AA7036、AA7136、AA7037、AA7039、AA7040、AA7140、AA7041、AA7042、AA7046、AA7046A、AA7047、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7072、AA7075、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7085、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095、AA7099、及びAA7199の組成物が挙げられる。
例示的な合金
例示的な合金は、0.64%~0.74%のSi、0.20%~0.26%のFe、0.75%~0.91%のCu、0.10%~0.15%のMn、0.83%~0.96%のMg、0.11%~0.19%のCr、0.10%のZn、最大0.03%のTi、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
例示的な合金は、0.72%のSi、0.14%のFe、0.2%のCu、0.13%のMn、1.0%のMg、0.09%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
例示的な合金は、00.63%のSi、0.19%のFe、0.73%のCu、0.13%のMn、0.77%のMg、0.005%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
例示的な合金は、0.74%のSi、0.20%のFe、0.75%のCu、最大0.15%のMn、0.83%のMg、0.19%以下のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
例示的な合金は、1.03%のSi、0.22%のFe、0.66%のCu、0.14%のMn、1.07%のMg、0.025%のTi、0.06%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、1.24%のSi、0.22%のFe、0.81%のCu、0.11%のMn、1.08%のMg、0.024%のTi、0.073%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、1.19%のSi、0.16%のFe、0.66%のCu、0.17%のMn、1.16%のMg、0.02%のTi、0.03%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、0.97%のSi、0.18%のFe、0.80%のCu、0.19%のMn、1.11%のMg、0.02%のTi、0.03%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、1.09%のSi、0.18%のFe、0.61%のCu、0.18%のMn、1.20%のMg、0.02%のTi、0.03%のCr、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、0.76%のSi、0.22%のFe、0.91%のCu、0.32%のMn、0.94%のMg、0.12%のTi、3.09%のZn、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、0.83%のSi、0.23%のFe、0.78%のCu、0.14%のMn、0.92%のMg、0.12Cr、0.03%のTi、0.02%のZn、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
別の例示的な合金は、0.70%のSi、0.25%のFe、0.91%のCu、0.12%のMn、0.88%のMg、0.15%のCr、0.013%のZn、及び最大0.15%の総不純物を含み、残部がAlである。
合金の特性
一部の非限定例では、開示された合金は、従来の6xxx及び7xxx系アルミニウム合金と比較して、非常に高い強度及び良好な耐食性を有する。特定の場合では、合金は、非常に優れた陽極酸化性も示す。
特定の態様では、アルミニウム合金は、少なくとも約450MPaでの供用降伏強度(乗り物上での強度)を有してもよい。非限定例では、供用中の強度は、少なくとも約455MPa、少なくとも約460MPa、少なくとも約465MPa、少なくとも約470MPa、少なくとも約475MPa、少なくとも約480MPa、少なくとも約485MPa、少なくとも約490MPa、少なくとも約495MPa、少なくとも約500MPa、少なくとも約505MPa、少なくとも約510MPa、少なくとも約515MPa、少なくとも約520MPa、少なくとも約525MPa、少なくとも約530MPa、少なくとも約535MPa、少なくとも約540MPa、少なくとも約545MPa、少なくとも約550MPa、少なくとも約555MPa、少なくとも約560MPa、または少なくとも約565MPaである。いくつかの場合では、供用中の強度は、約450MPa~約565MPaである。例えば、供用中の強度は、約450MPa~約565MPa、約460MPa~約560MPa、約475MPa~約560MPa、または約500MPa~約560MPaであり得る。一部の場合では、供用中の強度は、L方向、T方向、またはL方向とT方向の両方で、少なくとも550Mpa(例えば、500Mpa~約700MPa)であり得る。
特定の態様では、合金は、5%以上の一様伸びを提供する。特定の態様では、合金は、6%以上または7%以上の一様伸びを提供する。
特定の態様では、合金は、ASTM G110規格の下で200pm以下の粒界腐食(IGC)侵食深度を提供する耐食性を有してもよい。特定の場合では、IGC腐食侵食深度は、190pm以下、180pm以下、170pm以下、160pm以下、またはさらに150pm以下である。一部のさらなる例では、合金は、ISO 11846規格下で、より厚い板厚のシェットの場合の300pm以下のIGC侵食深度及びより薄い板圧のシートの場合の350pm以下のIGC侵食深度を提供する耐食性を有してもよい。特定の場合では、IGC腐食侵食深度は、合金シェットの場合、290pm以下、280pm以下、270pm以下、260pm以下、250pm以下、240μη以下、230μη以下、220μη以下、210μη以下、200μη以下、190μη以下、180μη以下、170μη以下、160μη以下、またはさらに150μη以下である。特定の場合では、IGC腐食侵食深度は、合金製品の場合、340μη以下、330μη以下、320μη以下、310μη以下、300μη以下、290μη以下、280μη以下、270μη以下、260μη以下、250μη以下、240μη以下、230μη以下、220μη以下、210μη以下、200μη以下、190μη以下、180μη以下、170μη以下、160μη以下、またはさらに150μη以下である。
本明細書に開示のアルミニウム合金の機械的特性は、所望の用途に応じて、種々の時効処理条件により制御されてもよい。一例として、合金は、T8焼戻しで作成(または提供)することができる。溶体化熱処理され、亜時効処理されたプレート、シェット、またはシートを指すプレート、シェット(すなわち、シートプレート)またはシートを提供することができる。これらのプレート、シェット、及びシートは、任意に、受領時に強度要件を満たすように、追加の再時効処理(複数可)を施すことができる。例えば、T8焼戻しなどの所望の焼戻しのプレート、シェット、及びシートは、本明細書に記載されるか、または別途当業者らに既知の適切な時効処理を合金材料に施すことにより達成することができる。本明細書で使用される場合、「亜時効処理された」という用語は、合金が強度を増加させるために加熱されるが、合金がピーク強度に達しないように加熱及び加熱時間の少なくとも1つが制御されるプロセスを指す。従って、亜時効処理後の合金の強度は、例えば、T4焼戻し強度とT6焼戻し強度との間にある。
プレート及びシェットの調製方法
本明細書に記載の6xxx及び7xxx系アルミニウム合金は、任意の好適な鋳造法を使用して、例えば、限定されないが、インゴット、ビレット、スラブ、プレート、シェット、またはシートに鋳造することができる。いくつかの非限定例として、鋳造プロセスは、直接冷却(DC)鋳造プロセスまたは連続鋳造(CC)プロセスを含み得る。CCプロセスは、双ベルト鋳造機、双ロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を含んでもよいが、これらに限定されない。加えて、本明細書に記載の6xxx及び7xxx系アルミニウム合金は、当業者らに既知の任意の好適な方法を使用して押出成形物に成形されてもよい。次に、鋳造インゴット、ビレット、スラブ、プレート、シェット、シート、または押出成形品としての合金に、さらなる加工工程を施すことができる。
図1は、溶体化処理(ST)、亜時効処理(UA)、冷間圧下、及び最終焼戻しを形成する再時効処理(RA)を含む、開示された合金を作成するための1つの例示的プロセスの概略図を示す。一部の例では、6xxxまたは7xxx系アルミニウム合金は、合金を約450℃~約600℃の温度(例えば、約510℃及び約590℃)で溶体化することにより調製される。溶体化に、焼入れ、予備時効処理、冷間加工(CW)、次に、熱処理(再時効処理)が続いた。予備時効処理後のパーセンテージCWは、少なくとも約5%~80%、例えば、10%~80%、15%~80%、20%~80%、25%~80%、10%~75%、10%~70%、10%~65%、10%~60%、10%~55%、または10~50%CWで変動する。一部の態様では、CWは、最大50%(例えば、約45%)である。第1の溶体化、次に、予備時効処理及び冷間加工、それに続く、再時効処理により、総%伸びを犠牲にすることなく、降伏強度及び極限引張強度に関する特性の改善を得た。%CWは、本文脈では、冷間圧延前の初期ストリップ厚みで除した、冷間圧延による厚みの変化として表される。%CWは、以下、(板厚-最初の板厚)/(最初の板厚)*100、のように計算される。別の例示的なプロセスでは、6xxxアルミニウム合金は、合金の溶体化、それに続く、CWなしの熱処理(人工時効処理)により調製される。本出願では、冷間加工は、冷間圧下(CR)とも呼ばれる。
特定の態様において、本明細書に記載の6xxx及び7xxxアルミニウム合金製品は、例えば、圧延成形、温間成形、または低温成形を使用して作成することができる。
一部の例では、以下の加工条件を適用した。試料を約400℃~約600℃(例えば、約510℃~約580℃)で約0.5~約100時間均質化し、続いて、熱間圧延した。例えば、均質化温度は、480℃、525℃、530℃、535℃、540℃、545℃、550℃、555℃、560℃、565℃、570℃、または575℃であり得る。均質化時間は、1時間、1.5時間、2時間、2.5時間、3時間、3.5時間、4時間、4.5時間、5時間、5.5時間、6時間、6.5時間、7時間、7.5時間、8時間、8.5時間、9時間、9.5時間、10時間、10.5時間、11時間、11.5時間、12時間、12.5時間、13時間、13.5時間、14時間、14.5時間、15時間、15.5時間、16時間、16.5時間、17時間、17.5時間、18時間、18.5時間、19時間、19.5時間、20時間、20.5時間、21時間、21.5時間、22時間、22.5時間、23時間、23.5時間、24時間、24.5時間、25時間、25.5時間、26時間、26.5時間、27時間、27.5時間、28時間、28.5時間、29時間、29.5時間、30時間、30.5時間、31時間、31.5時間、32時間、32.5時間、33時間、33.5時間、34時間、34.5時間、35時間、35.5時間、36時間、36.5時間、37時間、37.5時間、38時間、38.5時間、39時間、39.5時間、40時間、40.5時間、41時間、41.5時間、42時間、42.5時間、43時間、43.5時間、44時間、44.5時間、45時間、45.5時間、46時間、46.5時間、47時間、47.5時間、48時間、48.5時間、49時間、49.5時間、50時間、50.5時間、51時間、51.5時間、52時間、52.5時間、53時間、53.5時間、54時間、54.5時間、55時間、55.5時間、56時間、56.5時間、57時間、57.5時間、58時間、58.5時間、59時間、59.5時間、60時間、60.5時間、61時間、61.5時間、62時間、62.5時間、63時間、63.5時間、64時間、64.5時間、65時間、65.5時間、66時間、66.5時間、67時間、67.5時間、68時間、68.5時間、69時間、69.5時間、70時間、70.5時間、71時間、71.5時間、72時間、72.5時間、73時間、73.5時間、74時間、74.5時間、75時間、75.5時間、76時間、76.5時間、77時間、77.5時間、78時間、78.5時間、79時間、79.5時間、80時間、80.5時間、81時間、81.5時間、82時間、82.5時間、83時間、83.5時間、84時間、84.5時間、85時間、85.5時間、86時間、86.5時間、87時間、87.5時間、88時間、88.5時間、89時間、89.5時間、90時間、90.5時間、91時間、91.5時間、92時間、92.5時間、93時間、93.5時間、94時間、94.5時間、95時間、95.5時間、96時間、96.5時間、97時間、97.5時間、98時間、98.5時間、99時間、99.5時間、及び/または100時間であり得る。目標レイダウン温度は、420~480℃であった。例えば、レイダウン温度は、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、または475℃であり得る。目標レイダウン温度は、熱間圧延前のインゴット、スラブ、ビレット、プレート、シェット、またはシートの温度を示す。試料を3mm~18mm(例えば、5mm~18mm)の板厚に熱間圧延した。例えば、板厚は、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、または17mmであり得る。一部の例では、板厚は、約7mm及び12mmである。
熱間可逆式圧延機操作または熱間タンデム圧延機操作などの熱間圧延工程は、シングルスタンド圧延機またはマルチスタンド圧延機を使用して実施することができる。目標入口熱間圧延温度は、約250℃~約550℃(例えば、約450℃~約540℃)であってよい。入口熱間圧延温度は、380℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、480℃、485℃、490℃、495℃、500℃、505℃、510℃、515℃、520℃、525℃、530℃、535℃、または540℃であり得る。目標出口熱間圧延温度は、200~400℃であってよい。出口熱間圧延温度は、約200℃、約205℃、約210℃、約215℃、約220℃、約225℃、約230℃、約235℃、約240℃、約245℃、約250℃、約255℃、約260℃、約265℃、約270℃、約275℃、約280℃、約285℃、約290℃、及び/または約295℃、約300℃、約305℃、約310℃、約315℃、約320℃、約325℃、約330℃、約335℃、約340℃、約345℃、約350℃、約355℃、約360℃、約365℃、約370℃、約375℃、約380℃、約385℃、約390℃、約395℃、または約400℃であり得る。
続いて、試料を、約450℃~約590℃(例えば、約520℃~約590℃)で0秒~約1時間溶体化熱処理し、その後すぐに、氷水で周囲温度まで焼入れして、最大飽和を確保した。溶体化熱処理温度は、約480℃、約515℃、約520℃、約525℃、約530℃、または約535℃であり得る。周囲温度に到達する期間が、材料の厚みに基づいて変動することが推定され、平均して1.5~5秒であると推定される。一部の例では、周囲温度に到達するまでの時間は、2秒、2.5秒、3秒、3.5秒、4秒、または4.5秒であり得る。周囲温度は、約-10℃~約60℃であってよい。周囲温度はまた、約0℃、約10℃、約20℃、約30℃、約40℃、または約50℃であってよい。
一部の例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、以下の工程を含み得る。すなわち、6xxxアルミニウム合金を鋳造(例えば、DC鋳造)して、鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に急速に加熱すること;鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に約0.5~約100時間維持すること;鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること(熱間圧延は、約450℃~約540℃の入口温度及び約30℃~約400℃の出口温度を有し、圧延アルミニウム合金製品は、5~12mmの初期板厚を有する);圧延アルミニウム合金製品を2~4mmの初期板厚に冷間圧延すること;圧延アルミニウム合金製品を約520℃~約590℃の温度で溶体化熱処理すること;アルミニウム合金製品を周囲温度まで焼入れすること;任意に、アルミニウム合金製品を約60℃~約150℃で予備時効処理すること;(予備時効処理)アルミニウム合金製品を冷却すること;予備時効処理アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間、亜時効処理すること;亜時効処理アルミニウム合金製品を1~3mmの最終板厚に冷間圧延すること(初期板厚及び最終板厚間の冷間圧下が20~80%である);ならびに冷間圧延アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間再時効処理すること、である。一部の態様では、予備時効処理工程が行われる場合、亜時効処理工程は、直接時効処理により置き換えられてもよい。この直接時効処理は、所望の強度に達するまで、アルミニウム合金製品を同じ予備時効処理温度に保つことにより実施されてもよい。一部の態様では、所望の強度に10時間180℃で到達する。
一部の例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、以下の工程を含み得る。すなわち、7xxx系アルミニウム合金を鋳造すること、鋳造アルミニウム合金を約400℃~約600℃の温度に急速に加熱すること、鋳造アルミニウム合金を約400℃~約600℃の温度に0.5~100時間維持すること、及び鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金に熱間圧延すること、である。アルミニウム合金製品は、最大約12mm(例えば、約3mm~約12mm)の厚み及び約30℃~約400℃の熱間圧延出口温度を有し得る。任意に、圧延アルミニウム合金製品を2~8mmの初期板厚に冷間圧延すること。アルミニウム合金製品は、任意に、約460℃~約600℃の温度の熱処理を施すことができる。熱処理に続いて、任意に、周囲温度まで焼入れしてもよい。さらなる工程は、以下を含む。すなわち、任意に、アルミニウム合金製品を約60℃~約150℃で予備時効処理すること;(予備時効処理)アルミニウム合金製品を冷却すること;予備時効処理アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間亜時効処理すること;亜時効処理アルミニウム合金製品を1~3mmの最終板厚に冷間圧延すること(初期板厚及び最終板厚間の冷間圧下が20~80%である);ならびに冷間圧延アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間再時効処理すること、である。一部の態様では、予備時効処理工程が行われる場合、亜時効処理工程は、直接時効処理により置き換えられてもよい。この直接時効処理は、所望の強度に達するまで、アルミニウム合金製品を同じ予備時効処理温度に保つことにより実施されてもよい。一部の態様では、所望の強度に10時間180℃で到達する。
一部の例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、以下の工程を含み得る。すなわち、6xxxアルミニウム合金を鋳造(例えば、DC鋳造)して、鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に急速に加熱すること;鋳造アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に約0.5~約100時間維持すること;鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延して、焼入れすること(熱間圧延は、約450℃~約540℃の入口温度を有し、焼入れは、約200℃~約300℃の出口温度を有し、圧延アルミニウム合金製品は、5~12mmの初期板厚を有する);圧延アルミニウム合金製品を約140℃~約200℃の温度で1~72時間亜時効処理すること;亜時効処理アルミニウム合金製品を2~5mmの最終板厚に冷間圧延すること(初期板厚及び最終板厚間の冷間圧下が20~80%である);ならびに冷間圧延アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間再時効処理すること、である。一部の態様では、試料は、焼入れ後の熱処理のために直接送られてもよい。さらなる態様では、試料は、本明細書に記載されるように予備時効処理されてもよい。
一部の例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、以下の工程を含み得る。すなわち、6xxxアルミニウム合金を鋳造(例えば、連続鋳造)して、鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること(熱間圧延は、約450℃~約540℃の入口温度及び約30℃~約400℃の出口温度を有し、圧延アルミニウム合金製品は、5~12mmの初期板厚を有する);任意に、圧延アルミニウム合金製品を約510℃~約580℃の温度に急速に加熱すること;圧延アルミニウム合金を約510℃~約580℃の温度に約0.5~約100時間維持すること;圧延アルミニウム合金製品を2~4mmの初期板厚に冷間圧延すること;圧延アルミニウム合金製品を約510℃~約590℃の温度で溶体化熱処理すること;アルミニウム合金製品を周囲温度まで焼入れすること;任意に、アルミニウム合金製品を約60℃~約150℃で予備時効処理すること;(予備時効処理)アルミニウム合金製品を冷却すること;予備時効処理アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間亜時効処理すること;亜時効処理アルミニウム合金製品を1~3mmの最終板厚に冷間圧延すること(初期板厚及び最終板厚間の冷間圧下が20~80%である);ならびに冷間圧延アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間再時効処理すること、である。
一部の例では、アルミニウム合金製品の作製方法は、以下の工程を含み得る。すなわち、第1の速度で、6xxxアルミニウム合金を鋳造(例えば、連続鋳造)して、任意に、鋳造アルミニウム合金に鋳造後焼入れを施すこと;任意に、鋳造アルミニウム合金をコイルに巻き取ること;第2の速度で、鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること(熱間圧延は、300℃~500℃(例えば、約450℃~約500℃)の入口温度及び約470℃、約450℃、または約430℃以下の出口温度を有し、圧延アルミニウム合金製品は、5~12mmの初期板厚を有する);圧延アルミニウム合金製品を約400℃~約590℃の温度に急速に加熱すること;最大約30分間(例えば、0秒、60秒、75秒、90秒、5分、10分、20分、25分、または30分)、圧延アルミニウム合金を約400℃~約590℃の温度に維持すること;アルミニウム合金製品を周囲温度まで焼入れすること;アルミニウム合金製品を約140℃~約200℃の温度で約2~約72時間亜時効処理すること;亜時効処理アルミニウム合金製品を2~5mmの最終板厚に冷間圧延すること(初期板厚及び最終板厚間の冷間圧下が20~80%である);ならびに冷間圧延アルミニウム合金製品を約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間再時効処理すること、である。一部の態様では、熱間圧延温度は、350℃またはその付近、例えば、340℃~360℃、330℃~370℃、330℃~380℃、300℃~400℃、または250℃~400℃であり得、但し、他の範囲が使用されてもよい。一部の態様では、アルミニウム合金は、鋳造され、続いてコイル状にされてもよく、約1分~約6時間の約400℃~約580℃の温度での浸漬が施されてもよい。次に、コイルは、熱間圧延のために解かれ、その後、巻き戻されてもよい。さらなる態様では、試料は、本明細書に記載されるように予備時効処理されてもよい。
亜時効処理及び再時効処理工程はさらに、本明細書に記載される。一部の態様では、亜時効処理は、約90℃~約200℃の温度で約1~約72時間行われてもよい。溶体化熱処理及び焼入れの完了と亜時効処理の開始との間の時間間隔が、自然時効処理の影響を回避するために、72時間未満であってよい。一部の態様では、亜時効処理は、約90℃~約200℃、約155℃~約195℃、または約160℃~約190℃の範囲の温度で行うことができる。亜時効処理は、約1~約72時間、2~60時間、5~48時間、または5時間~36時間行うことができる。亜時効処理後、5時間以内に冷間圧延が行われてもよい。一部の態様では、冷間圧延は、亜時効処理の1分~5時間後、1分~4時間後、1分~3時間後、または1分~2時間後に行われる。
亜時効処理後、上記のように、試料を、約9.5mm、約4.2mm、及び約3mmの最初の板厚から、それぞれ、約5mm、約2.5mm、及び約1mmに冷間圧延した。冷間加工パーセントは、約10~約70%CW、約12~約70%、約14~約70%、または約17~約67%の範囲であってよい。一部の例で適用される%CWは、7mmの最終板厚(初期厚み11.7mmから圧延された)及び3mm(初期厚み5mmから圧延された)をもたらす40%である。これの後に、後続の約200℃で約1~約6時間の時効処理が続く。一部の場合では、後続の時効処理は、約200℃で約0.5~約6時間行うことができる。
次に、冷間圧延後に、試料は、再時効処理されてもよい。再時効処理は一般に、亜時効処理よりも低い温度で行われる。再時効処理は、約90℃~約200℃の温度で最大約72時間実施することができる。例えば、再時効処理は、約90℃、約95℃、約100℃、約105℃、約110℃、約115℃、約120℃、約125℃、約130℃、約135℃、約140℃、約145℃、約150℃、約155℃、約160℃、約165℃、約170℃、約175℃、約180℃、約185℃、約190℃、約195℃、または約200℃の温度で実施することができる。任意に、再時効処理は、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約10時間、約15時間、約20時間、約25時間、約30時間、約36時間、約42時間、約48時間、約60時間、または約72時間実施することができる。
さらなる態様では、プレート、シェット、またはシートは、任意に、亜時効処理前にプレート、シェット、またはシートを再加熱することにより、予備時効処理を受け得る。予備時効処理は、約50℃~約150℃の温度で最大約6時間実施することができる。例えば、予備時効処理は、約50℃、約55℃、約60℃、約65℃、約70℃、約75℃、約80℃、約85℃、約90℃、約95℃、約100℃、約105℃、約110℃、約115℃、約120℃、約125℃、約130℃、約135℃、約140℃、約145℃、または約150℃の温度で実施することができる。任意に、予備時効処理は、約30分間、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時間実施することができる。予備時効処理は、プレート、シェット、またはシートを、加熱デバイス、例えば、放射熱、対流熱、誘導熱、赤外線熱などを放出するデバイス、に通過させることにより実施することができる。予備時効処理は、上記の後続の亜時効処理工程よりも低い温度で実施される。予備時効処理は、溶体化熱処理とさらなる冷間圧延との間の待機時間の増加により引き起こされる強度への影響を低減するのに役立ち得る。
予備時効処理後、試料は、24時間以内に亜時効処理される必要がなく、その代わりに、亜時効処理前の最大3日間、最大1週間、最大2週間、またはそれ以上待機し得る。
亜時効処理は、約90℃~約200℃(例えば、約140℃~約200℃)の温度で約0.1~約72時間行われてもよい。一部の態様では、亜時効処理は、約95℃~約200℃、約140℃~約195℃、約145℃~約195℃、または約150℃~約190℃の範囲の温度で行うことができる。亜時効処理は、約1~約72時間、約4~約72時間、約4~約24時間、または約5時間~約15時間の期間に行うことができる。亜時効処理後、冷間圧延は、約5時間以内に行われてもよい。一部の態様では、冷間圧延は、亜時効処理後約1分~約5時間、約1分~約4時間、約1分~約3時間、または約1分~約2時間に行われる。理論に束縛されるものではないが、亜時効処理は、亜時効処理と冷間圧延との間の時間を増加させることができる安定した構造をもたらすと考えられる。
亜時効処理後、試料を、約9.5mm、約4.2mm、及び約3mmの最初の板厚から、それぞれ、約5mm、約2.5mm、及び約1mmに冷間圧延した。冷間加工パーセントは、約10~約70%CW、約12~約70%、約14~約70%、または約17~約67%の範囲であってよい。一部の例で適用される%CWは、約7mmの最終板厚(約11.7mmの初期厚みから圧延された)及び約3mm(約5mmの初期厚みから圧延された)をもたらす約40%である。これの後に、後続の約200℃で約1~約6時間の時効処理が続く。一部の場合では、後続の時効処理は、約200℃で約0.5~約6時間行うことができる。
次に、冷間圧延後に、試料は、再時効処理されてもよい。再時効処理は一般に、亜時効処理よりも低い温度で行われる。再時効処理は、約50℃~約150℃の温度で最大約72時間実施することができる。例えば、再時効処理は、約50℃、約55℃、約60℃、約65℃、約70℃、約75℃、約80℃、約85℃、約90℃、約95℃、約100℃、約105℃、約110℃、約115℃、約120℃、約125℃、約130℃、約135℃、約140℃、約145℃、または約150℃の温度で実施することができる。任意に、再時効処理は、約30分間、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約10時間、約15時間、約20時間、約25時、約30時間、約36時間、約42時間、約48時間、約60時間、または約72時間実施することができる。
再時効処理温度は、予備時効処理に使用される温度と同じまたは異なってもよいが、再時効処理は一般に、より長い時間行われる。一部の態様では、再時効処理工程は、温間成形工程の一部として行われてもよい。
一部の態様では、アルミニウム合金製品は、熱処理により局所的に再結晶化及び容体化されてもよい。アルミニウム合金製品の曲げ性を改善するために、製品は、局所レーザー処理が施されてもよい。
記載の方法で作成されたアルミニウム合金製品の板厚は、厚みが最大15mmであり得る。例えば、開示された方法で作成されたアルミニウム合金製品の板厚は、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3.5mm、3mm、2mm、1mm、または厚みが1mm未満の任意の板厚、例えば、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、もしくは0.1mmであり得る。開始の厚みは、最大20mmであり得る。一部の例では、記載された方法で作成されたアルミニウム合金製品は、約2mm~約14mmの最終板厚を有し得る。
使用方法
本明細書に記載の合金及び方法は、自動車、電子機器、及び輸送用途、例えば、商用車、航空機、もしくは鉄道用途、または他の用途に使用することができる。例えば、合金は、高張力鋼の完全置換または部分置換として役立つ強度を得るために、シャーシ、クロスメンバー、及びシャーシ内コンポーネント(商用車のシャーシの2つのCチャンネル間の全てのコンポーネントを包含するが、これらに限定されない)に使用することができる。特定の例では、合金は、T8x焼戻しで使用することができる。特定の態様では、合金は、さらなる強度を提供するために補強材と共に使用される。特定の態様では、合金は、加工及び動作温度が約150℃以下である用途に有用である。
特定の態様では、合金及び方法は、自動車の車体部品製品を調製するために使用することができる。例えば、開示された合金及び方法は、自動車車体部品、例えば、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材(例えば、Aピラー、Bピラー、及びCピラー)、インナーパネル、サイドパネル、フロアパネル、トンネル、構造パネル、補強パネル、インナーフード、バッテリープレートもしくはボックス、ロッカーコンポーネント、またはトランクリッドパネル、を調製するために使用することができる。開示されたアルミニウム合金及び方法は、例えば、外部及び内部パネルを調製するための、航空機または鉄道車両用途で使用することもできる。特定の態様では、開示された合金は、他の特殊用途に使用することができる。
特定の態様では、合金及び方法から作成された製品をコーティングすることができる。例えば、開示された製品は、Znリン酸処理及び電気皮膜(E皮膜)を施すことができる。皮膜手順の一部として、皮膜が施された試料は、E皮膜を約180℃で約20分間乾燥させることにより、焼付けすることができる。特定の態様では、合金が降伏強度の増加を示す塗料焼付け応答が観察される。特定の例では、塗料焼付け応答は、プレート、シェット、またはシート成形中の焼入れ法に影響される。
記載の合金及び方法は、携帯電話及びタブレットコンピュータを含む電子デバイス用のハウジングを調製するために使用することもできる。例えば、合金は、陽極酸化の有無にかかわらず、携帯電話(例えば、スマートフォン)のアウターケーシング用のハウジング及びタブレットボトムシャーシを調製するために使用することができる。例示的な消費者向け電化製品としては、携帯電話、オーディオデバイス、ビデオデバイス、カメラ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、テレビ、ディスプレイ、家電機器、ビデオ再生及び記録デバイスなどが挙げられる。例示的な家庭用電化製品部品としては、消費者向け電化製品の外側のハウジング(例えば、ファサード)及び内側の部品が挙げられる。
記載される合金及び方法は、押出成形物、伸線物、及び鍛造物の調製に使用することもできる。
以下の実施例は、さらに本発明を説明するのに役立つが、同時に、それのいかなる制限にもならないであろう。これに対して、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当業者らにそれ自体を示唆し得る、種々の実施形態、それらの修正及び均等物が用いられ得ると明らかに理解されるべきである。以下の例に記載される研究中、別途記載のない限り、従来の手順に従った。手順の一部は、例証の目的のために以下に記載される。
実験1
0.92重量%のMg、0.23重量%のFe、0.83重量%のSi、0.78重量%のCu、0.14重量%のMn、0.12重量%のCr、及び0.15重量%の他の不純物を含み、残部がAlである、例示的な合金(合金A)を以下のように調製した。鋳造アルミニウム合金インゴットを、約520℃~約580℃の温度で少なくとも12時間均質化し;次に、熱間圧延機を16回通過させることにより、均質化インゴットを中間板厚に熱間圧延し、インゴットが、約500℃~約540℃の温度で熱間圧延機に入り、約30℃~400℃で温度の熱間圧延機を出て、中間板厚のアルミニウム合金が作成され;次に、中間板厚アルミニウム合金を、任意に、約2mm~約4.5mmの初期板厚を有するアルミニウム合金製品に冷間圧延し;アルミニウム合金製品を、約520℃~590℃の温度で溶体化し;製品を、水及び/または空気のいずれかで焼入れした。次に、製品を180℃で1時間亜時効処理し、最終板厚に冷間圧延し(すなわち、製品に冷間圧下を施し);次に、100℃で48時間再時効処理した。
亜時効処理を2時間行ったことを除いて、合金Aと同じ組成を有する第2の合金(合金B)を調製した。次に、合金A及びBを、降伏強度(Rp)、引張強度(Rm)、一様伸び(Ag)、及び伸び(A80)について試験した。引張強度をISO 6892-1:2009(E)方法Bに従って試験した。結果は以下の表16に示される。
表16
Figure 0007096911000016
実験2
体化熱処理と冷間圧延との間の10分~1時間の待機時間があったこと、ならびに試料を冷間圧延したことを除いて、合金Bを調製するために使用されるのと同じ方法を使用して、例示的な合金(合金C)を調製した。

亜時効処理を160℃で8時間行ったこと及び再時効処理を140℃で10時間行ったことを除いて、合金Cと同じ方法を使用して、例示的な合金(合金D)を調製した。
合金A及びBに適用されたものと同じ試験を使用して、合金C及びDを試験した。試験結果は、以下の表17ならびに図2A(合金Cの場合RDに対して0°での結果を示す)及び図2B(合金Cの場合RDに対して90°での結果を示す)に示される。溶体化熱処理と亜時効処理との間の10分の待機時間、2時間の待機時間、及び1日の待機時間で、合金Cを試験した。
表17
Figure 0007096911000017
表17ならびに図2A及びBに示されるように、溶体化処理と亜時効処理との間の時間を増加させると、デリバリー焼戻しの強度が低減し、これは、溶体化熱処理後の自然時効処理の役割を示す。
合金C及びDを比較して、より低温でのより長い熱処理の影響を決定した。結果は、以下の表18ならびに図3A及びBに示される。
表18
Figure 0007096911000018
表19ならびに図4A及びBは、再時効処理時間及び温度の変動の影響を示す(100℃で48時間から140℃で10時間)。
表19
Figure 0007096911000019
実験3
0.88重量%のMg、0.25重量%のFe、0.70重量%のSi、0.91重量%のCu、0.12重量%のMn、0.15重量%のCr、0.15重量%の不純物を含み、残部がAlである、例示的な合金組成物(合金E)を以下のように調製した。鋳造アルミニウム合金インゴットを、約520℃~約580℃の温度で少なくとも12時間均質化し;次に、熱間圧延機を16回通過させることにより、均質化インゴットを中間板厚に熱間圧延し、インゴットが、約500℃~約540℃の温度で熱間圧延機に入り、約30℃~400℃で温度の熱間圧延機を出て、中間板厚のアルミニウム合金が作成され;次に、中間板厚アルミニウム合金を、任意に、約2mm~約4.5mmの初期板厚を有するアルミニウム合金製品に冷間圧延し;アルミニウム合金製品を、約520℃~590℃の温度で溶体化し;製品を、水及び/または空気のいずれかで焼入れした。
次に、種々の予備時効処理、待機時間、亜時効処理、及び再時効処理を下記のように行った。
最初に、合金Eを120℃で1時間予備時効処理した。次に、試料を3日間保持した後、亜時効処理を160℃で8時間行った。試料を約3mmの板厚から2.5~1.7mmの最終板厚に冷間圧延した。次に、試料を140℃で10時間再時効処理した。縦方向及び横方向の結果は、以下の表20に示される。5.1の板厚の試料の場合、最初の板厚は9.5mmであり、予備時効処理は行われず、溶体化熱処理は、水焼入れで、550℃で1時間行われた。
表20
Figure 0007096911000020
次に、溶体化熱処理、予備時効処理、ならびに溶体化熱処理と亜時効処理との間の待機時間の役割を研究した。溶体化熱処理を、550℃で1時間または60秒間行った。
図5及び6に示されるように、1時間の溶体化熱処理、予備時効処理なし、及び10分の待機期間を用いて;60秒の溶体化熱処理、予備時効処理なし、及び10分の待機期間を用いて;60秒の溶体化熱処理、予備時効処理なし、及び3日の待機期間を用いて;60秒の溶体化熱処理、120℃で1時間の予備時効処理、及び3日の待機期間を用いて、亜時効処理後の強度を測定した。図5は、より長い溶体化熱処理を用いて最大強度が達成されたことを示す。より短い溶体化熱処理の場合、待機期間を長くすると強度が低下するが、予備時効処理により、待機期間を長くする影響が緩和される(322Rp0.2MPaを311Rp0.2MPaと比較する)。図6は、最終焼戻しの強度において同じ傾向が続くことを示す。図6は、RDに対して90°及びRDに対して0°での結果を示す。
以下の表21に示される、様々な処理を使用して調製された例示的な合金F。各試験では、溶体化熱処理を550℃で60秒間行い、水焼入れをし、試料を1mmに冷間圧延した。条件は、表21に示され、結果は、図7及び8に示される。試料11及び12を、直接時効処理と呼ばれる焼入れから熱処理に直接送った。そのような直接時効処理は、所望の強度を達成するために、試料を比較的長い時間(報告される24時間及び48時間)予備時効処理温度に保持することの模擬実験を行う。
表21
Figure 0007096911000021
図7に示されるように、予備時効処理が含まれなかった場合及び亜時効処理が含まれなかった場合、強度は低下した。図8に示されるように、伸びは、バリアント間では、いかなる大きな差もなかった。図7及び8は、RDに対して90°及びRDに対して0°での結果を示す。
実験4
480℃で30分間の溶体化熱処理とそれに続く焼入れを使用して、例示的なAA7075の合金組成物(合金G)を(製造されたままの)F焼戻しの3.95mm厚のシートとして調製した。次に、種々の予備時効処理、待機時間、亜時効処理、及び再時効処理を下記のように行った。
最初に、合金Gを100℃で8時間、続いて、120℃で8時間亜時効処理した。試料を厚みが約50%低減する2mmに冷間圧延した。次に、試料を120℃で4時間再時効処理した。T4及びT61(亜時効処理)焼戻しの従来のAA7075(亜時効処理なし、冷間圧延、及び再時効処理プロセス)と比較した、亜時効処理、冷間圧延、及び再時効処理材料の縦方向及び横方向の結果が図9に示される。図9に示されるように、L方向及びT方向のRp0.2(MPa)で測定される強度は、亜時効処理、冷間圧延、及び再時効処理プロセスを受けた合金G試料の場合、大幅に増加し、伸び(A80)の減少が限られていた。
例示された実施形態を含む実施形態の上述の説明は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、開示された正確な形態を網羅または限定することが意図されない。多数の修正、改作、及びそれらの使用は、当業者らには明らかであろう。
以下に使用されるように、一連の例への任意の言及は、それらの例のそれぞれへの言及として分離的に理解されるべきである(例えば、「実施例1~4」は「実施例1、2、3、または4」として理解されるべきである)。
実施例1は、以下を含むアルミニウム合金製品の作製方法である。すなわち、6xxxアルミニウム合金を鋳造すること;鋳造アルミニウム合金を510℃~580℃の温度に加熱すること;鋳造アルミニウム合金を510℃~580℃の温度に少なくとも0.5時間維持すること;鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延すること(圧延アルミニウム合金製品は、250℃~400℃の熱間圧延出口温度で最大12mmの厚みを有する);初期板厚に冷間圧延すること;アルミニウム合金製品を520℃~590℃の温度で熱処理すること;アルミニウム合金製品を周囲温度まで焼入れすること;アルミニウム合金製品を亜時効処理すること;及びアルミニウム合金製品を冷間圧延すること、である。
実施例2は、以下を含むアルミニウム合金製品の作製方法である。すなわち、6xxxアルミニウム合金を鋳造すること;鋳造アルミニウム合金を510℃~580℃の温度に加熱すること;鋳造アルミニウム合金を510℃~580℃の温度で少なくとも0.5時間維持すること;鋳造アルミニウム合金をアルミニウム合金製品に熱間圧延して焼入れすること(圧延アルミニウム合金製品は、150℃~300℃の焼入れ出口温度で最大12mmの厚みを有する);アルミニウム合金製品を亜時効処理すること;及びアルミニウム合金製品を冷間圧延すること、である。
実施例3は、以下を含むアルミニウム合金製品の作製方法である。すなわち、第1の速度で6xxxアルミニウム合金を連続鋳造すること;任意に、鋳造アルミニウム合金に鋳造後焼入れを施すこと;任意に、鋳造アルミニウム合金をコイルに巻き取ること;第2の速度で鋳造アルミニウム合金を熱間圧延すること;任意に、鋳造アルミニウム合金を510℃~580℃の温度に加熱すること;任意に、鋳造アルミニウム合金を焼入れして、アルミニウム合金製品を成形すること;アルミニウム合金製品を亜時効処理すること;及びアルミニウム合金製品を冷間圧延すること、である。
実施例4は、鋳造アルミニウム合金が、熱間圧延前に加熱及び浸漬される、実施例3の方法である。
実施例5は、さらに焼入れアルミニウム合金を予備時効処理することを含む、実施例(複数可)1~4のいずれかの方法である。
実施例6は、さらにアルミニウム合金製品を再時効処理することを含む、実施例(複数可)1~5のいずれかの方法である。
実施例7は、再時効処理が、90℃~200℃の温度のものである、実施例(複数可)6の方法である。
実施例8は、再時効処理が、1~72時間行われる、実施例(複数可)6の方法である。
実施例9は、亜時効処理が、90℃~200℃の温度のものである、実施例(複数可)1~3のいずれかの方法である。
実施例10は、亜時効処理が、1~72時間行われる、実施例(複数可)1~3のいずれかの方法である。
実施例11は、%冷間加工が、10%~80%である、実施例(複数可)1~3のいずれかの方法である。
実施例12は、6xxxアルミニウム合金が、約0.6~1.0重量%のCu、約0.8~1.5重量%のSi、約0.8~1.5重量%のMg、約0.03~0.25重量%のCr、約0.05~0.25重量%のMn、約0.15~0.4重量%のFe、最大約0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.25重量%のSn、最大約0.9重量%のZn、最大約0.1重量%のTi、最大約0.07重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み、残部が、Alである、実施例(複数可)1~11のいずれかの方法である。
実施例13は、6xxxアルミニウム合金が、約0.65~0.9重量%のCu、約0.9~1.15重量%のSi、約0.8~1.3重量%のMg、約0.03~0.09重量%のCr、約0.05~0.18重量%のMn、約0.18~0.25重量%のFe、約0.01~0.2重量%のZr、最大約0.2重量%のSc、最大約0.2重量%のSn、約0.001~0.9重量%のZn、最大約0.1重量%のTi、最大約0.05重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み、残部が、Alである、実施例(複数可)1~11のいずれかの方法である。
実施例14は、アルミニウム合金が、約0.65~0.9重量%のCu、約1.0~1.1重量%のSi、約0.8~1.25重量%のMg、約0.05~0.07重量%のCr、約0.08~0.15重量%のMn、約0.15~0.2重量%のFe、約0.01~0.15重量%のZr、最大約0.15重量%のSc、最大約0.2重量%のSn、約0.004~0.9重量%のZn、最大約0.03重量%のTi、最大約0.05重量%のNi、及び最大約0.15重量%の不純物を含み、残部が、Alである、実施例(複数可)1~11のいずれかの方法である。
実施例15は、製品が、実施例(複数可)1~14のいずれかの方法により調製される、6xxxアルミニウム合金製品である。
実施例16は、製品が、少なくとも450MPaの降伏強度を有する、実施例15の6xxxアルミニウム合金製品である。
実施例17は、製品が、少なくとも500MPaの引張強度を有する、実施例15の6xxxアルミニウム合金製品である。
実施例18は、製品が、少なくとも5%の伸びを有する、実施例15の6xxxアルミニウム合金製品である。
実施例19は、実施例(複数可)15~18のいずれかのアルミニウム合金製品を含む自動車車体部品である。
実施例20は、実施例(複数可)15~18のいずれかのアルミニウム合金製品を含む電子デバイスハウジングである。
上で引用された全ての特許、刊行物、及び要約は、全体が参照により本明細書に組み込まれる。本発明の種々の実施形態は、本発明の種々の目的を達成するために記載されている。これらの実施形態が、本発明の原理の単なる例示するものであると認識すべきである。その多数の修正及び改作は、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者らに容易に明らかであろう。

Claims (10)

  1. アルミニウム合金製品の作製方法であって、
    6xxxアルミニウム合金を鋳造すること、
    前記鋳造アルミニウム合金を510℃~580℃の温度に加熱すること、
    前記鋳造アルミニウム合金を前記510℃~580℃の温度に少なくとも0.5時間維持すること、
    前記鋳造アルミニウム合金を前記アルミニウム合金製品に熱間圧延することであって、前記圧延アルミニウム合金製品が、250℃~400℃の熱間圧延出口温度で最大12mmの厚みを有する、前記熱間圧延すること、
    初期板厚に冷間圧延すること、
    前記アルミニウム合金製品を520℃~590℃の温度で熱処理すること、
    前記アルミニウム合金製品を周囲温度まで焼入れすること、
    前記アルミニウム合金製品を140℃~200℃の温度、2~36時間で亜時効処理すること
    前記アルミニウム合金製品を冷間圧延すること、および
    前記アルミニウム合金製品を90~160℃の温度、5~60時間で再時効処理すること、
    を含む、アルミニウム合金製品の作製方法。
  2. さらに、
    前記アルミニウム合金製品の焼入れ後、前記アルミニウム合金製品の亜時効処理前に、前記焼入れアルミニウム合金を80℃~150℃の温度、30分~4時間で予備時効処理することを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記再時効処理が、100℃~140℃の温度のものである、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記再時効処理が、1048時間行われる、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
  5. 前記亜時効処理が、150℃~190℃の温度のものであり、24時間行われる、請求項1~のいずれかに記載の方法。
  6. 前記亜時効処理が、140℃~160℃の温度のものであり8~12時間行われる、または180℃~200℃の温度のものであり2~5時間行われる、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
  7. 前記冷間圧延により、10%~80%の前記アルミニウム合金製品の厚みの低減がもたらされる、請求項1~のいずれかに記載の方法。
  8. 前記6xxxアルミニウム合金が、0.6~1.0重量%のCu、0.5~1.5重量%のSi、0.8~1.5重量%のMg、0.03~0.25重量%のCr、0.05~0.25重量%のMn、0.15~0.3重量%のFe、最大0.2重量%のZr、最大0.2重量%のSc、最大0.25重量%のSn、最大0.9重量%のZn、最大0.1重量%のTi、最大0.07重量%のNi、及び最大0.15重量%の不純物を含み、残部が、Alである、請求項1~のいずれかに記載の方法。
  9. 前記6xxxアルミニウム合金が、0.65~0.9重量%のCu、0.55~1.35重量%のSi、0.8~1.3重量%のMg、0.03~0.09重量%のCr、0.05~0.18重量%のMn、0.18~0.25重量%のFe、0.01~0.2重量%のZr、最大0.2重量%のSc、最大0.2重量%のSn、0.001~0.9重量%のZn、最大0.1重量%のTi、最大0.05重量%のNi、及び最大0.15重量%の不純物を含み、残部が、Alである、請求項1~のいずれかに記載の方法。
  10. 前記アルミニウム合金が、0.65~0.9重量%のCu、0.6~1.24重量%のSi、0.8~1.25重量%のMg、0.05~0.07重量%のCr、0.08~0.15重量%のMn、0.15~0.2重量%のFe、0.01~0.15重量%のZr、最大0.15重量%のSc、最大0.2重量%のSn、0.004~0.9重量%のZn、最大0.03重量%のTi、最大0.05重量%のNi、及び最大0.15重量%の不純物を含み、残部が、Alである、請求項1~のいずれかに記載の方法。
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