KR102078945B1 - 고 강도 5xxx 알루미늄 합금들 및 이를 만드는 방법들 - Google Patents

Abstract

새로운 알루미늄-함유 합금들이 본 출원에서 설명된다. 합금들은 성형성이 높으며, 고 강도 및 내식성을 보이고, 재활용가능하다. 합금들은 단지 몇개의 예를 들자면 전자 기기들, 운송, 산업, 및 자동차 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 또한 금속 잉곳들을 생산하기 위한 방법들 및 상기 방법들에 의해 획득된 제품들이 본 출원에서 설명된다.

Description

고 강도 5XXX 알루미늄 합금들 및 이를 만드는 방법들

관련 출원에 대한 상호-참조

본 출원은 2015년 6월 5일에 출원된 미국 가특허출원 번호 62/171,344의 이익을 주장하고, 그것은 전체가 참조로서 본원에 통합된다.

분야

새로운 알루미늄 합금 조성물들 및 이를 만들고 프로세싱하는 방법들이 본 출원에 제공된다. 일부 경우들에서, 본 출원에서 설명된 합금들은 고 성형성(formability), 고 강도(strength), 및 내식성(corrosion resistance)을 나타낸다. 본 출원에서 설명된 합금들은 또한 매우 재활용가능하다. 본 출원에서 설명된 합금들은 전자 기기들, 운송, 산업, 자동차 및 다른 애플리케이션들에 사용될 수 있다.

전자 기기들 및 운송 애플리케이션들을 포함하여 다수의 애플리케이션들에서 사용될 수 있는 재활용가능한 알루미늄 합금들이 바람직하다. 이런 합금들은 고 강도, 고 성형성, 및 내식성을 보여야 한다. 그러나, 희망하는 특성들을 나타내는 잠재력을 갖는 조성물(composition)들의 열간 압연(hot rolling)은 종종 에지 균열 이슈들 및 핫 테어링(hot tearing)에 대한 경향으로 귀결되기 때문에 이런 합금들을 생산하는 것은 난제임이 입증되었다.

새로운 알루미늄-함유 5XXX 시리즈 합금들이 본 출원에 제공된다. 상기 합금들은 고 강도, 고 성형성, 및 내식성을 보인다. 상기 합금들은 단지 몇개의 예를 들자면 전자 기기들, 운송, 산업, 및 자동차 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 본 출원에서 설명된 상기 알루미늄 합금들은 약 0.05 - 0.30 wt. % Si, 0.08 - 0.50 wt. % Fe, 0 - 0.60 wt. % Cu, 0 - 0.60 wt. % Mn, 4.0 - 7.0 wt. % Mg, 0 - 0.25 wt. % Cr, 0 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.15 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물(impurity)들을 포함하고, 나머지는 Al이다. 본 출원 전체에서, 모든 원소들은 상기 합금의 총 중량에 기초하여 중량 퍼센티지 (wt. %)로 설명된다. 일부 예제들에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.05 - 0.30 wt. % Si, 0.1 - 0.50 wt. % Fe, 0 - 0.60 wt. % Cu, 0.10 - 0.60 wt. % Mn, 4.5- 7.0 wt. % Mg, 0 - 0.25 wt. % Cr, 0 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.15 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al이다. 일부 예제들에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.10 - 0.20 wt. % Si, 0.20 - 0.35 wt. % Fe, 0.01 - 0.25 wt. % Cu, 0.20 - 0.55 wt. % Mn, 5.0 - 6.5 wt. % Mg, 0.01 - 0.25 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.1 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al이다. 일부 예제들에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.10 - 0.15 wt. % Si, 0.20 - 0.35 wt. % Fe, 0.1 - 0.25 wt. % Cu, 0.20 - 0.50 wt. % Mn, 5.0 - 6.0 wt. % Mg, 0.05 - 0.20 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.05 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al이다. 선택적으로, 상기 알루미늄 합금은 약 0.05 - 0.15 wt. % Si, 0.09 - 0.15 wt. % Fe, 0 - 0.05 wt. % Cu, 0 - 0.10 wt. % Mn, 4.0- 5.5 wt. % Mg, 0 - 0.20 wt. % Cr, 0 - 0.05 wt. % Zn, 0 - 0.05 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al이다. 상기 합금은 α-AlFeMnSi 입자들을 포함할 수 있다. 상기 합금은 주조 (예를 들어, 직접 주조(direct casting) 또는 연속 주조(continuous casting)), 균질화(homogenization), 열간 압연(hot rolling), 냉간 압연(cold rolling), 및 어닐링(annealing)에 의해 생산될 수 있다. 또한 본 출원에서 설명된 상기 알루미늄 합금을 포함하는 제품들이 본 출원에 제공된다. 상기 제품들은 자동차 바디 부분(body part)들 (예를 들어, 안쪽 패널들), 전자 디바이스 하우징들 (예를 들어, 태블릿 바닥 섀시 및 이동 전화기들의 바깥쪽 케이싱들), 및 운송 수단 바디 부분들을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.

추가로 알루미늄 잉곳을 프로세싱하거나 또는 금속 제품을 생산하는 방법들이 본 출원에 제공된다. 상기 방법들은 잉곳을 형성하기 위해 본 출원에서 설명된 알루미늄 합금을 주조하는 단계; 상기 잉곳내에 복수의 α-AlFeMnSi 입자들을 형성하기 위해 상기 잉곳을 균질화하는 단계; 상기 잉곳을 450℃ 또는 그 미만의 온도로 냉각시키는 단계; 압연된 제품(rolled product)을 생산하기 위해 상기 잉곳을 열간 압연하는 단계; 선택적으로 상기 압연된 제품을 중간 게이지로 냉간 압연하는 단계; 상기 압연된 제품을 자가-어닐링(self-anneal)시키는 단계; 및 상기 압연된 제품을 최종 게이지(gauge)로 냉간 압연하는 단계를 포함한다. 상기 방법들에 따라 획득된 제품들 (예를 들어, 자동차 바디 부분들, 전자 디바이스 하우징들, 및 운송 수단 바디 부분들)이 또한 본 출원에 제공된다.

본 발명의 다른 목적들 및 장점들은 본 발명의 비 제한적인 예제들의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1 은 본 출원에서 설명된 합금들을 만드는 프로세싱 루트들을 설명하는 플로우 차트이다.
도 2a는 본 출원에서 설명된 프로토타입 합금들 및 비교 합금에 대한 인장 강도(tensile strength)를 보여주는 그래프이다. 도 2b는 본 출원에서 설명된 프로토타입 합금들 및 비교 합금에 대한 항복 강도(yield strength)를 보여주는 그래프이다. 도 2c는 본 출원에서 설명된 프로토타입 합금들 및 비교 합금에 대한 퍼센트 연신율(percent elongation)을 보여주는 그래프이다. 도면들 2a, 2b, 및 2c에서, “B”는 비교 합금 K5182를 나타내고 “A1”, “A2”, “A3”, 및 “A4”는 프로토타입 합금들을 나타낸다.
도 3a는 테스팅에 앞서 O-템퍼링된(tempered) 상태들의 합금들 A2 (4.5 wt. % Mg), A3 (5.2 wt. % Mg), 및 A4 (6.0 wt. % Mg)로 인장 특성들에 대한 Mg의 영향을 보여주는 그래프이다. 도 3b는 테스팅에 앞서서 안정화(stabilization)가 135℃에서 수행된, H38-템퍼링된 상태들의 합금들 A2, A3, 및 A4로 인장 특성들에 대한 Mg의 영향을 보여주는 그래프이다. 도 3c는 테스팅에 앞서서 안정화가 185℃에서 수행된, H38-템퍼링된 상태들의 합금들 A2, A3, 및 A4로 인장 특성들에 대한 Mg의 영향을 보여주는 그래프이다.
도 4는 표면 외관에 기초하여 순위 값(ranking value)이 할당된 예시적인 합금들의 픽쳐이다.
도 5는 합금들 K5182 (“B”로 표시된) 및 합금들 A1, A2, A3, 및 A4 및 합금 G에 대한 135℃ (각각의 샘플에 대한 왼쪽 바), 185℃ (각각의 샘플에 대한 중간 바), 및 350℃ (각각의 샘플에 대한 오른쪽 바)에서의 샘플들의 안정화 후에 발생하는 중량 손실의 양을 보여주는 그래프이다.
도 6a는 100 - 130℃의 온도 범위에서의 안정화 후의 합금 G 재료의 픽쳐이다. 도 6b는 135℃에서의 안정화 후의 합금 A4의 픽쳐이다.
도 7은 합금들 A1, A3, 및 A4에 대한 마이크로구조들상에서의 135℃에서의 안정화, 185℃에서의 안정화, 및 350℃에서의 풀 어닐링(full anneal)의 영향들을 보여주는 픽쳐들의 그룹이다.
도 8a는 135℃의 안정화 온도에서 제조된 합금 A4에 대한 강도 대 퍼센티지 냉간 가공(percentage cold work)의 그래프이다. 도 8b는 185℃의 안정화 온도에서 제조된 합금 A4에 대한 강도 대 퍼센티지 냉간 가공의 그래프이다.
도 9는 본 출원에서 설명된 합금들을 만드는 프로세싱 루트들을 설명하는 플로우 차트이다.
도 10a는 프로토타입 합금 예 1, 비교 합금 AA5052, 및 비교 합금 AA5182의 산성 양극처리 응답(acidic anodizing response)을 보여주는 그래프이다. 그래프는 휘도(brightness) (“L”로 표시됨; 각각의 세트에서 왼쪽 바), 화이트 인덱스 (“WI”로 표시됨; 각각의 세트에서 오른쪽 바), 및 옐로우 인덱스 (“YI”로 표시됨; 그래프 내 다이아몬드들)를 나타낸다.
도 10b는 프로토타입 합금 예 1, 비교 합금 AA5052, 및 비교 합금 AA5182의 부식 양극처리 응답(caustic anodizing response)을 보여주는 그래프이다. 그래프는 휘도(brightness) (“L”로 표시됨; 각각의 세트에서 왼쪽 바), 화이트 인덱스 (“WI”로 표시됨; 각각의 세트에서 오른쪽 바), 및 옐로우 인덱스 (“YI”로 표시됨; 그래프 내 다이아몬드들)를 나타낸다.
도 11은 프로토타입 합금 예 1, AA5052, 및 AA5182에 대한 인장 특성들을 보여주는 그래프이다. 그래프는 항복 강도(yield strength) (“YS”로 표시됨; 각각의 세트에서 왼쪽 바), 극한 인장 강도(ultimate tensile strength) (“UTS”로 표시됨; 각각의 세트에서 오른쪽 바), 균일한 연신율(uniform elongation) (“Uni. El. (%)”로 표시됨; 그래프 내 다이아몬드들), 및 총 연신율 (“총 El. (%)”로 표시됨; 그래프 내 원들)을 나타낸다.

고 강도 및 고 성형성을 보이는 새로운 5XXX 시리즈 알루미늄 합금들이 본 출원에서 설명된다. 본 출원에서 설명된 합금들은 또한 매우 재활용가능하고 입자간(intergranular) 부식에 민감하지 않다. 소프트 어닐링된 상태에서, 이들 합금들은 복잡한 기하학적 구조 애플리케이션들을 허용하는 고 성형성을 보인다. 놀랍게도, 본 출원에서 설명된 합금들은 다른 템퍼(temper)들에서도 또한 고 성형성을 보인다. 고 강도, 고 성형성, 및 내식성 특성들은 안정되고 상기 합금들을 이용하여 제조된 임의의 제품들의 수명내내 유지된다. 다시 말해서, 저장, 프로세싱, 또는 서비스 동안에 에이징(ageing)이 거의 또는 전혀 발생하지 않는다.

합금 조성물(Alloy Composition)

본 출원에서 설명된 합금들은 새로운 알루미늄-함유 5XXX 시리즈 합금들이다. 합금들은 고 강도, 고 성형성, 및 내식성을 보인다. 합금의 특성들은 합금의 원소 조성에 기인하여 달성된다. 구체적으로, 합금은 표 1에 제공된 이하의 원소 조성을 가질 수 있다.

일부 예제들에서, 합금은 표 2에 제공된 이하의 원소 조성을 가질 수 있다.

일부 예제들에서, 합금은 표 3에 제공된 이하의 원소 조성을 가질 수 있다.

일부 예제들에서, 합금은 표 4에 제공된 이하의 원소 조성을 가질 수 있다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.05 % 내지 0.30 % (예를 들어, 0.10 % 내지 0.20 %, 0.10 % 내지 0.15 %, 또는 0.05 % 내지 0.15 %)의 양으로 실리콘 (Si)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.05 %, 0.06 %, 0.07 %, 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 0.15 %, 0.16 %, 0.17 %, 0.18 %, 0.19 %, 0.20 %, 0.21 %, 0.22 %, 0.23 %, 0.24 %, 0.25 %, 0.26 %, 0.27 %, 0.28 %, 0.29 %, 또는 0.30 % Si을 포함할 수 있다. 전부 wt. %로 표현된다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.08 % 내지 0.50 % (예를 들어, 0.1 % 내지 0.50 %, 0.20 % 내지 0.35 %, 또는 0.09 % 내지 0.15 %)의 양으로 철(Fe)을 또한 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 0.15 %, 0.16 %, 0.17 %, 0.18 %, 0.19 %, 0.20 %, 0.21 %, 0.22 %, 0.23 %, 0.24 %, 0.25 %, 0.26 %, 0.27 %, 0.28 %, 0.29 %, 0.30 %, 0.31 %, 0.32 %, 0.33 %, 0.34 %, 0.35 %, 0.36 %, 0.37 %, 0.38 %, 0.39 %, 0.40 %, 0.41 %, 0.42 %, 0.43 %, 0.44 %, 0.45 %, 0.46 %, 0.47 %, 0.48 %, 0.49 %, 또는 0.50 % Fe을 포함할 수 있다. 전부 wt. %로 표현된다.

일부 예제들에서, 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.60 % 이하 (예를 들어, 0.01 % 내지 0.25 %, 0.1 % 내지 0.25 %, 또는 0 % 내지 0.05 %)의 양으로 구리 (Cu)를 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01 %, 0.02 %, 0.03 %, 0.04 %, 0.05 %, 0.06 %, 0.07 %, 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 0.15 %, 0.16 %, 0.17 %, 0.18 %, 0.19 %, 0.20 %, 0.21 %, 0.22 %, 0.23 %, 0.24 %, 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 %, 또는 0.60 % Cu를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, Cu는 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0 %). 전부 wt. %로 표현된다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.60 % 이하 (예를 들어, 0.10 % 내지 0.60 %, 0.40 % 내지 0.55 %, 0.40 % 내지 0.50 %, 또는 0 % 내지 0.1 %)의 양으로 망간 (Mn)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.01 %, 0.02 %, 0.03 %, 0.04 %, 0.05 %, 0.06 %, 0.07 %, 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 0.15 %, 0.16 %, 0.17 %, 0.18 %, 0.19 %, 0.20 %, 0.21 %, 0.22 %, 0.23 %, 0.24 %, 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 %, 또는 0.60 % Mn을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, Mn은 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0 %). 전부 wt. %로 표현된다. 존재할 때, Mn 함량은 균질화 동안에 α-AlFeMnSi 입자들의 침전으로 귀결되고, 이는 추가의 분산질 강화로 귀결될 수 있다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 4.0 내지 7.0 % (예를 들어, 4.5 % 내지 7.0 %, 5.0 % 내지 6.5 %, 5.0 % 내지 6.0 %, 또는 4.0 % 내지 5.5 %)의 양으로 마그네슘 (Mg)을 포함할 수 있다. 일부 예제들에서, 합금은 4.0 %, 4.1 %, 4.2 %, 4.3 %, 4.4 %, 4.5 %, 4.6 %, 4.7 %, 4.8 %, 4.9 %, 5.0 %, 5.1 %, 5.2 %, 5.3 %, 5.4 %, 5.5 %, 5.6 %, 5.7 %, 5.8 %, 5.9 %, 6.0 %, 6.1 %, 6.2 %, 6.3 %, 6.4 %, 6.5 %, 6.6 %, 6.7 %, 6.8 %, 6.9 %, 또는 7.0 % Mg을 포함할 수 있다. 전부 wt. %로 표현된다. 5.0 내지 7.0 %의 양으로의 본 출원에서 설명된 합금들에의 Mg의 함유는 “고 Mg 함량”으로 지칭된다. Mg은 합금을 위한 고용체(solid solution) 강화 원소로서 역할을 하도록 본 출원에서 설명된 합금들에 포함될 수 있다. 이하에서 추가 설명될 것처럼, 그리고 예들에서 입증되는 바와 같이, 고 Mg 함량은 재료들의 내식성을 손상시키지 않으면서 희망하는 강도 및 성형성으로 귀결된다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.25 % 이하 (예를 들어, 0.01 % 내지 0.25 % 또는 0.05 % 내지 0.20 %)의 양으로 크롬 (Cr)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01 %, 0.02 %, 0.03 %, 0.04 %, 0.05 %, 0.06 %, 0.07 %, 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 0.15 %, 0.16 %, 0.17 %, 0.18 %, 0.19 %, 0.20 %, 0.21 %, 0.22 %, 0.23 %, 0.24 %, 또는 0.25 % Cr을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, Cr은 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0 %). 전부 wt. %로 표현된다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.20 % 이하 (예를 들어, 0.01 % 내지 0.20 % 또는 0 % 내지 0.05 %)의 양으로 아연(Zn)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01 %, 0.02 %, 0.03 %, 0.04 %, 0.05 %, 0.06 %, 0.07 %, 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 0.15 %, 0.16 %, 0.17 %, 0.18 %, 0.19 %, 또는 0.20 % Zn을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, Zn은 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0 %). 전부 wt. %로 표현된다.

일부 예제들에서, 본 출원에서 설명된 합금은 합금의 총 중량에 기초하여 0.15 % 이하 (예를 들어, 0 % 내지 0.1 % 또는 0 % 내지 0.05 %)의 양으로 티타늄 (Ti)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01 %, 0.02 %, 0.03 %, 0.04 %, 0.05 %, 0.06 %, 0.07 %, 0.08 %, 0.09 %, 0.10 %, 0.11 %, 0.12 %, 0.13 %, 0.14 %, 또는 0.15 % Ti을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, Ti은 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0 %). 전부 wt. %로 표현된다.

선택적으로, 본 출원에서 설명된 합금 조성물들은 때때로 불순물(impurity)들로 지칭되는, 각각 0.05% 또는 그 아래, 0.04% 또는 그 아래, 0.03% 또는 그 아래, 0.02% 또는 그 아래, 또는 0.01% 또는 그 아래의 양의 다른 소량(minor) 원소들을 더 포함할 수 있다. 이들 불순물들은 V, Zr, Ni, Sn, Ga, Ca, 또는 그것의 조합들을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 따라서, V, Zr, Ni, Sn, Ga, 또는 Ca은 0.05% 또는 그 아래, 0.04% 또는 그 아래, 0.03% 또는 그 아래, 0.02% 또는 그 아래, 또는 0.01% 또는 그 아래의 양으로 합금들에 제공될 수 있다. 일부 경우들에서, 모든 불순물들의 합은 0.15%을 초과하지 않는다 (예를 들어, 0.10%). 전부 wt. %로 표현된다. 합금의 나머지 퍼센티지는 알루미늄이다.

만드는 방법 (Methods of Making)

본 출원에서 설명된 합금들은 DC(Direct Chill) 프로세스를 이용하여 잉곳들로 주조될 수 있거나 또는 CC(Continuous Casting) 프로세스를 이용하여 주조될 수 있다. 주조 프로세스는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 알루미늄 산업에서 통상 사용되는 표준들에 따라 수행된다. CC 프로세스는 트윈 벨트 캐스터들(twin belt casters), 트윈 롤 캐스터들(twin roll casters), 또는 블럭 캐스터들(block casters)의 사용을 포함할 수 있지만, 거기에 제한되지는 않는다. 일부 예제들에서, 주조 프로세스는 슬랩(slab), 스트립(strip), 또는 유사한 것을 형성하기 위한 CC 프로세스에 의해 수행된다. 일부 예제들에서, 주조 프로세스는 캐스트 잉곳(cast ingot)을 형성하기 위한 DC 주조 프로세스이다.

캐스트 잉곳, 슬랩, 또는 스트립은 그런 다음 추가 프로세싱 단계들을 겪을 수 있다. 선택적으로, 추가 프로세싱 단계들은 시트들을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 이런 프로세싱 단계들은 균질화 단계, 열간 압연 단계, 중간 게이지를 생산하기 위한 선택적 제 1 냉간 압연 단계, 어닐링 단계, 및 최종 게이지를 위한 제 2 냉간 압연 단계를 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다. 프로세싱 단계들이 캐스트 잉곳과 관련하여 이하에 설명된다. 그러나, 프로세싱 단계들은 또한 관련 기술 분야의 통상의 기술자들에 알려진 수정예들을 이용하여 캐스트 슬랩 또는 스트립을 위해 사용될 수 있다.

균질화(homogenization)가 α-AlFeMnSi 입자들을 침전시키기 위해서 수행된다. α-AlFeMnSi 입자들은 후속 강화 프로세스들 동안에 분산질(dispersoid)의 형성으로 귀결될 수 있다. 균질화 단계에서, 본 출원에서 설명된 합금 조성물들로 제조된 잉곳은 적어도 470℃ (예를 들어, 적어도 475℃, 적어도 480℃, 적어도 485℃, 적어도 490℃, 적어도 495℃, 적어도 500℃, 적어도 505℃, 적어도 510℃, 적어도 515℃, 적어도 520℃, 적어도 525℃, 또는 적어도 530℃)의 피크 금속 온도(peak metal temperature)에 이르도록 가열된다. 일부 예제들에서, 잉곳은 500℃ 내지 535℃의 범위에 이르는 온도로 가열된다. 피크 금속 온도까지의 가열 속도는 Al₅Mg₈ 상 용해를 위한 시간을 허용하기 위해 충분하게 낮게 한다. 예를 들어, 피크 금속 온도까지의 가열 속도는 50℃/시간 또는 그 미만, 40℃/시간 또는 미만, 또는 30℃/시간 또는 미만일 수 있다. 잉곳은 그런 다음 제 1 스테이지 동안에 소정의 시간 기간 동안 소킹(soak)(즉, 표시된 온도에서 유지되는)하는 것이 허용된다. 일부 경우들에서, 잉곳은 5 시간 이하 (예를 들어, 전부 통틀어서, 30 분 내지 5 시간) 동안 소킹하는 것이 허용된다. 예를 들어, 잉곳은 30 분, 1 시간, 2 시간, 3 시간, 4 시간, 또는 5 시간 동안 적어도 500℃의 온도에서 소킹될 수 있다.

선택적으로, 본 출원에서 설명된 균질화 단계는 두개의-스테이지 균질화 프로세스일 수 있다. 이들 경우들에서, 균질화 프로세스는 제 1 스테이지로 지칭될 수 있는 상기-설명된 가열 및 소킹(soaking) 단계들을 포함할 수 있고, 제 2 스테이지를 더 포함할 수 있다. 균질화 프로세스의 제 2 스테이지에서, 잉곳 온도는 균질화 프로세스의 제 1 스테이지를 위해 사용된 온도보다 더 높은 온도로 증가된다. 잉곳 온도는 균질화 프로세스의 제 1 스테이지 동안의 잉곳 온도보다 적어도 섭씨 5 도 더 높은 온도까지 증가될 수 있다. 예를 들어, 잉곳 온도는 적어도 475℃ (예를 들어, 적어도 480℃, 적어도 485℃, 적어도 490℃, 적어도 495℃, 적어도 500℃, 적어도 505℃, 적어도 510℃, 적어도 515℃, 적어도 520℃, 적어도 525℃, 적어도 530℃, 또는 적어도 535℃)까지 증가될 수 있다. 제 2 스테이지 균질화 온도까지의 가열 속도는 5℃/시간 또는 그 미만, 3℃/시간 또는 그 미만, 또는 2.5℃/시간 또는 그 미만일 수 있다. 잉곳은 그런 다음 제 2 스테이지 동안의 소정의 시간 기간 동안 소킹하는 것이 허용된다. 일부 경우들에서, 잉곳은 5 시간 이하 (예를 들어, 전부 통틀어서, 15 분 내지 5 시간) 동안 소킹하는 것이 허용된다. 예를 들어, 잉곳은 30 분, 1 시간, 2 시간, 3 시간, 4 시간, 또는 5 시간 동안 적어도 475℃의 온도에서 소킹될 수 있다. 균질화에 이어, 잉곳은 주변 공기에서 실온까지 냉각되는 것이 허용될 수 있다.

균질화 단계는 완전히 낮은 용융 구성 성분들을 배제하고 에지 균열(edge cracking)을 방지하도록 수행되어야 한다. 불완전한 균질화는 Mg₅Al₈ 침전물들의 편석(segregation)을 발원시키는 엄청나게 큰 에지 균열들을 야기한다. 따라서, 일부 경우들에서, Mg₅Al₈는 열간 압연에 앞서서 최소화되거나 또는 배제되고, 이는 가공성(fabricability)을 개선시킬 수 있다.

균질화 단계에 이어, 열간 압연 단계가 수행될 수 있다. 열간 압연 단계 동안에 잉곳 균열을 회피하기 위하여, 잉곳 온도는 Mg₅Al₈ 침전물들의 공정 용융 온도 (즉, 450℃)보다 낮은 온도로 감소될 수 있다. 따라서, 열간 압연의 시작 전에, 균질화된 잉곳은 대략 450℃ 또는 그 미만까지 냉각하는 것이 허용될 수 있다. 잉곳들은 그런 다음 12 mm 두께 게이지 또는 그 미만까지 열간 압연될 수 있다. 예를 들어, 잉곳들은 10 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 9 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 8 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 7 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 6 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 5 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 4 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 3 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 2 mm 두께 게이지 또는 그 미만, 또는 1 mm 두께 게이지 또는 그 미만까지 열간 압연될 수 있다. 일부 예제들에서, 잉곳들은 2.8 mm 두께 게이지까지 열간 압연될 수 있다. 열간 압연된 게이지는 그런 다음 약 300℃ 내지 450℃의 온도에서 어닐링 프로세스를 수행할 수 있다.

선택적으로, 그런 다음 냉간 압연 단계(cold rolling)가 수행될 수 있고 중간 게이지로 귀결된다. 압연된 게이지는 그런 다음 대략 1 시간의 소킹 시간(soak time) 및 약 50℃/시간의 속도로 실온까지 제어되는 냉각과 함께 약 300℃ 내지 약 450℃의 온도에서 어닐링 프로세스를 수행할 수 있다. 대안적으로, 배치(batch) 어닐링 프로세스 또는 연속적인 어닐링 프로세스가 수행될 수 있다. 어닐링 프로세스에 이어서, 압연된 게이지는 0.2 mm 내지 7 mm의 최종 게이지 두께로 냉간 압연될 수 있다. 냉간 압연이 수행될 수 있어서 20 %, 50 %, 75 %, 또는 85 %만큼의 전체 게이지 감소를 나타내는 최종 게이지 두께로 귀결된다. 일부 경우들에서, 결과 시트는 30 분 내지 2 시간의 시간 기간(예를 들어, 1 시간) 동안 100℃ - 250℃ (예를 들어, 135℃, 160℃, 185℃, 또는 200℃)의 온도에서 시트를 유지함으로써 안정화될 수 있다.

결과 시트들은 O-템퍼 및 H3X-템퍼 상태들을 포함하는 여러 템퍼 상태들하에서의 고 성형성(formability) 및 입자간(intergranular) 부식에 대한 둔감성(insensitivity) 및 고 강도를 포함하는 본 출원에 설명된 희망하는 특성들의 조합을 가지며, 여기서 H3X 템퍼는 H32, H34, H36, 또는 H38를 포함한다. O-템퍼 상태들하에서, 합금들은 310 MPa보다 더 큰 극한 인장 강도, 160 MPa보다 더 큰 항복 강도, 및 22 %보다 더 큰 퍼센트 연신율(percent elongation)을 나타낼 수 있다. H3X-템퍼 상태들하에서, 합금들은 420 MPa보다 더 큰 극한 인장 강도, 360 MPa보다 더 큰 항복 강도, 및 12 %보다 더 큰 퍼센트 연신율을 나타낼 수 있다 .

본 출원에서 설명된 합금들 및 방법들은 그 중에서도 자동차, 전자 기기들 및 운송애플리케이션들에 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 합금들은 고 성형성을 갖는 합금들을 요구하는 애플리케이션들을 위한 O-템퍼, H2X, F, T4, T6에, 및 H3X 템퍼에 사용될 수 있다. 상기에서 언급된 바와 같이, H3X 템퍼들은 H32, H34, H36, 또는 H38을 포함한다. 일부 경우들에서, 합금들은 프로세싱 및 동작 온도가 150℃ 또는 더 낮은 애플리케이션들에 유용하다. 예를 들어, 본 출원에서 설명된 합금들 및 방법들은 자동차 바디 부분들 예컨대 안쪽 패널들을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 출원에서 설명된 합금들 및 방법들은 이동 전화기들 및 태블릿 컴퓨터들을 포함하여 전자 디바이스들을 위한 하우징들을 제조하는데 또한 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 합금들은 태블릿 바닥 섀시 및 이동 전화기들 (예를 들어, 스마트 폰들)의 바깥쪽 케이싱을 위한 하우징들을 제조하는데 사용될 수 있다.

이하의 예들은 동시에, 그러나 본 발명의 임의의 한정을 구성하지 않고 본 발명을 추가로 예시하는 역할을 할 것이다. 그와는 반대로, 수단들은 본 출원에 설명 판독 후에, 발명의 취지에서 벗어나지 않고 당해 기술분야의 통상의 기술자들이 제안할 수 있는 다양한 실시예들, 수정예들 및 그것의 등가물들을 가질 수 있다는 것이 분명히 이해될 것이다.

예 1

중간 게이지 단계로의 선택적 냉간 압연을 갖거나 또는 선택적 냉간 압연이 없는 본 출원에 설명된 합금들이 제조되었다 (도 1 참조). 구체적으로, 잉곳들은 세 시간 동안 소킹(soak)하는 것이 허용되고 실온으로부터 525℃까지 사전가열되었다. 중간 게이지 단계로의 선택적 냉간 압연을 갖지 않는 프로세싱 루트에서, 잉곳들은 이어서 2.8 mm 두께 게이지로 열간 압연되고, 1 시간 동안 450℃에서 어닐링되고 뒤이어 50℃/시간의 속도로 실온까지 냉각되고, 그런 다음 85 % 만큼의 전체 게이지 감소를 나타내는 최종 게이지 두께로 냉간 압연되었다. 결과 시트들은 135℃ 또는 185℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다. 중간 게이지 단계로의 선택적 냉간 압연을 갖는 프로세싱 루트에서, 잉곳들은 2.8 mm 두께 게이지로 열간 압연되고, 중간 게이지로 냉간 압연되고, 1 시간 동안 300 내지 450℃에서 어닐링되고 그런 다음 50% 또는 75 % 만큼의 전체 게이지 감소를 나타내는 최종 게이지 두께로 냉간 압연되었다. 결과 시트들은 135℃ 또는 185℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다. 어닐링 프로세스는 상기에서 설명된 것처럼 제어되는 가열 및 냉각일 수 있거나, 또는 대안적으로 배치 어닐링 또는 연속적인 어닐링 단계일 수 있다.

예 2

다섯개의 합금들이 인장 연신율 테스트를 위해 제조되거나 또는 획득되었다 (표 5 참조). 합금 K5182, A1, A2, A3, 및 A4가 본 출원에서 설명된 방법들에 따라 제조되었다. 구체적으로, 아래의 표 5에 도시된 합금 조성물을 갖는 잉곳들은 525℃까지 가열되었고 3 시간 동안 소킹되었다. 그런 다음 잉곳들은 2.8 mm 두께 게이지로 열간 압연되고, 중간 게이지로 냉간 압연되고, 1 시간 동안 300 내지 450℃에서 어닐링되고 뒤이어 50℃/시간의 속도로 실온까지 냉각되었다.

그런 다음 대략 0.43 mm 내지 0.46 mm의 최종 게이지 두께까지 (50 % 만큼의 또는 75 % 만큼의 전체 게이지 감소) 냉간 압연이 수행되었다. 결과 시트들은 135℃ 또는 185℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다. 테스트되는 합금들의 원소 조성들이 표 5에 도시되고, 나머지(balance)는 알루미늄이다. 원소 조성들은 중량 퍼센티지로 제공된다. 합금 K5182는 Novelis, Inc. (Atlanta, GA)로부터 상업적으로 이용 가능한 현존하는 합금이다. 합금들 A1, A2, A3, 및 A4는 아래에 설명되는 인장(tensile), 굽힘성(bendability), 및 내식성 테스트들을 위해 제조된 프로토타입 합금들이다.

재활용성 ( Recyclability )

재활용성은 표 5로부터 각각의 합금들에 대하여 추정되었다. 리사이클 함량(recycle content) 및 프라임 함량(prime content)이 아래의 표 6에 열거된다. 리사이클 함량은 추정치이며, 상이한 소스들로부터의 스크랩(scrap) 화학물질을 혼합한 알려진 모델들을 이용하여 산출되었다.

기계적인 특성들(Mechanical Properties)

인장 강도, 항복 강도, 및 연신율 데이터가 표 5로부터 각각의 합금에 대하여 획득되었다. 테스트는 ASTM B557에 따라 수행되었다. 네개의 프로토타입 합금들로부터 그리고 K5182로부터 획득된 인장 강도, 항복 강도, 및 연신율 데이터가 도면들 2a, 2b, 및 2c에, 개별적으로 도시된 바와 같이 비교되었다. K5182로부터 획득된 데이터가 베이스라인(baseline) 비교로서 포함되었고, 도면들 2a-2c에서 “B”로 라벨링되어 있다. 모든 합금들은 인장 테스트 전에 그것들의 O-템퍼링된 상태들에 있었다.

표 5에서의 네개의 프로토타입 합금들 및 K5182은 O-템퍼 상태들, 135℃에서 안정화한 H38-템퍼 상태들 및 185℃에서 안정화한 H38-템퍼 상태들하에서 제조되었다. 인장 강도, 항복 강도, 및 연신율 데이터가 획득되었고 표 7에 도시된다. 테스트는 ASTM B557에 따라 수행되었다.

결과 시트들에서 기계적 특성들에 관한 합금들의 Mg 함량의 영향을 결정하기 위해서, 합금들 A2, A3, 및 A4에 대한 기계적 특성들이 비교되었다. 합금들 A2, A3, 및 A4는 개별적으로 4.5, 5.2, 및 6.0 wt. %를 함유한다. 도 3a는 테스팅에 앞서서 합금들 A2, A3, 및 A4이 그것들의 O-템퍼링된 상태들에 있을 때 인장 특성들에 대한 Mg의 영향을 보여준다. 도 3b는 테스팅에 앞서서 안정화가 135℃에서 수행된, H38-템퍼링된 상태들의 합금들 A2, A3, 및 A4로 인장 특성들에 대한 Mg의 영향을 보여준다. 도 3c는 테스팅에 앞서서 안정화가 185℃에서 수행된, H38-템퍼링된 상태들의 합금들 A2, A3, 및 A4로 인장 특성들에 대한 Mg의 영향을 보여준다. 개별적으로, 5.2 wt. % 및 6.0 wt. % Mg을 함유하는 합금들 A3 및 A4의 인장 강도들은 4.5 wt. %의 양으로 Mg을 함유하는 합금 A2의 인장 강도보다 일관되게 더 높았다.

굽힘성(Bendability)

Sumitomo (Japan)로부터의 합금 GM55로서 상업적으로 이용 가능한 합금 G 및 비교 재료 K5182에 대한 각각의 프로토타입 합금들에 대한 굽힘성이 결정되었다. 굽힘성은 90-180° 벤딩(bend) 및 0.5 mm의 반경하에서의 헤밍 능력(hemming ability)을 측정함으로써 결정되었다. 샘플들은 그런 다음 벤딩 영역에서 표면 외관에 기초하여 1 내지 4의 스케일로 랭크되었다. “1”의 순위는 균열이 없는 양호한 표면 외관을 나타낸다. “4”의 순위는 샘플들이 벤딩 영역에서 짧고 및/또는 긴 균열들이 함유한 것을 나타낸다. 각각의 이용 가능한 순위 값들에 합금들에 대한 표면적들의 예시적인 픽쳐들이 도 4에 제공된다. 결과들은 각각의 합금들에 대하여 그것들의 O-템퍼링된 상태들; 안정화가 135℃에서 수행된 H38-템퍼링된 상태들; 및 안정화가 185℃에서 수행된 H38-템퍼링된 상태들에 대하여 도시되었다 (표 8 참조).

내식성(Corrosion Resistance)

내식성은 입자간 부식 테스트 NAMLT (“Nitric Mass Loss Test;” ASTM-G67)을 이용하여 각각의 프로토타입 합금들 A1 - A4, K5182, 및 합금 G에 대하여 결정되었다. 135℃, 185℃, 및 350℃ (풀 어닐링(full anneal)을 나타내는)에서 샘플들의 안정화 후에 발생하는 중량 손실(weight loss)의 양이 도 5에 도시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 중량 손실은 1 시간 동안 135℃ 및 185℃의 안정화 온도에 샘플들을 노출시킨 후의 결과이다. 도 6a는 100 - 130℃의 온도 범위에서의 안정화에 합금 G 재료를 노출시킨 영향을 보여준다. 도 6b는 135℃에서의 안정화에 합금 A4 재료를 노출시킨 영향을 보여준다. 135℃에서의 안정화, 185℃에서의 안정화, 및 350℃에서의 풀 어닐링(full anneal)의 영향들이 도 7에 합금들 A1, A3, 및 A4에 대하여 또한 도시된다.

기계적 특성들에 관한 냉간 가공 퍼센티지의 영향(Effect of Cold Working Percentage on Mechanical Properties)

기계적 특성들에 관한 냉간 가공 퍼센티지의 영향을 결정하기 위해서, 합금들 A1, A4, 및 합금 G의 기계적 특성들이 비교되었다. 합금들 A1 및 A4는 50% 또는 75%의 냉간 가공 퍼센티지하에서 제조되었고, 및 인장 강도, 항복 강도, 퍼센트 연신율, 및 헤밍(hemming)이 결정되었다. 결과들이 표 9에 도시된다.

합금 A4에 대하여, 강도 대 퍼센티지 냉간 가공 (CW : cold work)이 135℃ (도 8a) 및 185℃ (도 8b)의 안정화 온도에서 제조된 재료들에 대하여 도시되었다. 50 % CW로의 프로세스 수정은 고 Mg 함량 합금인 합금 A4의 기계적 특성들에 상당히 영향을 미쳤다. 기계적 특성들은 합금 G보다 더 높았고, 굽힘성 또한 헤밍 테스팅에 의해 입증된 바와 같이 양호했다.

예 3

본 출원에서 설명된 합금들은 도 9에 도시된 프로세스들 중 하나에 따라 제조되었다. 제 1 프로세스에서, 캐스트 잉곳들은 1 시간 동안 소킹하는 것이 허용되었고 실온으로부터 515℃까지 사전가열되었다. 사전가열(preheating) 및 소킹(soaking)을 위하여 경과된 총 시간은 평균 10 시간이었다. 잉곳들은 그런 다음 4.5 mm 두께 게이지로 340℃에서 1 시간 동안 열간 압연되었고, 3 시간 동안 300℃에서 어닐링되어 1.0 mm 두께 게이지로 귀결되고, 그런 다음 어닐링된 게이지로부터 30% 게이지 감소를 나타내는 0.7 mm의 최종 게이지 두께로 냉간 압연되었다. 결과 시트들은 135℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다. 제 2 프로세스에서, 제 1 프로세스에 대하여 상기에서 설명된 것처럼 캐스트 잉곳들이 사전가열되었고, 소킹되었고, 및 열간 압연되었다. 어닐링 단계가 330℃에서 1 시간 동안 수행되어 2.0 mm 두께 게이지로 귀결되고, 그런 다음 어닐링된 게이지로부터 65% 게이지 감소를 나타내는 0.7 mm의 최종 게이지 두께로 냉간 압연되었다. 결과 시트들은 160℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다.

제 3 프로세스에서, 캐스트 잉곳들은 2 시간 동안 소킹하는 것이 허용되었고 실온으로부터 480℃까지 사전가열되었다. 잉곳들은 그런 다음 추가의 2 시간 동안 소킹하는 것이 허용되었고 525℃의 제 2 온도까지 가열되었다. 사전가열, 소킹, 가열, 및 추가 소킹 단계들을 위하여 경과된 총 시간은 평균 14 시간이었다. 잉곳들 그런 다음 10.5 mm 두께 게이지로 340℃에서 1 시간 동안 열간 압연되었고, 1 시간 동안 330℃에서 어닐링되어 1.0 mm 두께 게이지로 귀결되고, 그런 다음 어닐링된 게이지로부터 30% 게이지 감소를 나타내는 0.7 mm의 최종 게이지 두께로 냉간 압연되었다. 결과 시트들은 160℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다. 제 4 프로세스에서, 제 3 프로세스에 대하여 상기에서 설명된 것처럼 캐스트 잉곳들이 사전가열되었고, 소킹되었고, 가열되었고, 소킹되었고 및 열간 압연되었다. 어닐링 단계가 330℃에서 1 시간 동안 수행되어 2.0 mm 두께 게이지로 귀결되고, 그런 다음 어닐링된 게이지로부터 65% 게이지 감소를 나타내는 0.7 mm의 최종 게이지 두께로 냉간 압연되었다. 결과 시트들은 200℃에서 1 시간 동안 안정화하는 것이 허용되었다. 상기에서 설명된 프로세스들은 그것들의 H32 템퍼링된 상태들의 합금들로 귀결되었다.

예 4

프로토타입 합금 예 1는 양극처리(anodizing) 품질 테스팅 및 인장 특성 테스팅을 위해 제조되었다. 예 1의 원소 조성이 표 10에 도시되었고, 나머지는 알루미늄이고, 값들은 중량 퍼센티지로 제공된다. 예 1은 본 출원에서 설명된 방법들에 따라 제조되었다. 합금들 AA5052 및 AA5182이 획득되었고 또한 양극처리 품질 및 인장 특성들에 대하여 테스트되었다. 합금 AA5182는 Novelis, Inc. (Atlanta, GA)로부터 상업적으로 이용 가능한 현존하는 합금이다. 합금 AA5052는 실험실에서 제조된 합금이다.

양극처리 품질(Anodizing Quality)

산성 및 부식성 조건들하에서 양극처리 응답들이 프로토타입 합금 예 1, 비교 합금 AA5182, 및 비교 합금 AA5052에 대하여 획득되었다. 구체적으로, 합금들에 대하여 휘도(brightness) (“L”로 표시된), 화이트 인덱스(white index) (“WI”로 표시된), 및 옐로우 인덱스(yellow index) (“YI”로 표시된)가 결정되었다. 도면들 10a-10b에 예시된 바와 같이, 프로토타입 합금은 합금 샘플내 금속간(intermetallic) 입자들의 축소된 사이즈 및 수 밀도(size and number density)에 기인될 수 있는 개선된 양극처리 품질들, 예컨대 더 낮은 YI 값들을 보여준다.

기계적인 특성들(Mechanical Properties)

항복 강도, 극한 인장 강도, 균일한 연신율, 및 총 연신율 데이터가 프로토타입 합금 예 1, 비교 합금 AA5182, 및 비교 합금 AA5052에 대하여 획득되었다. 테스트는 ASTM B557에 따라 수행되었다. 합금들로부터 획득된 인장 강도, 항복 강도, 및 연신율 데이터가 도 11에 도시된 바와 같이 비교되었다. 프로토타입 합금 예 1의 강도 및 성형성 값들은 AA5052의 강도 및 성형성 값들보다 더 높았고 AA5182의 강도 및 성형성 값들에 필적할만했다.

상기에서 인용된 모든 특허들, 특허 출원들, 간행물들 및 요약들은 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다. 본 발명의 다양한 실시예들이 발명의 다양한 목적들의 실현으로 설명되었다. 이들 실시예들은 본 발명의 원리들의 단지 예시라는 것이 인식되어야 한다. 많은 수정예들 및 그것의 적응예들은 이하의 청구항들에 정의된 본 발명의 범위 및 취지를 벗어남이 없이 당해 기술분야의 통상의 기술자들에 쉽게 명확해질 것이다.

Claims (21)

1. 0.05 - 0.30 wt. % Si, 0.08 - 0.50 wt. % Fe, 0 - 0.60 wt. % Cu, 0 - 0.55 wt. % Mn, 5.0 - 7.0 wt. % Mg, 0 - 0.25 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.15 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al인 알루미늄 합금 제품으로서,
   상기 알루미늄 합금 제품은 H3X 템퍼 하에서 420 MPa보다 더 큰 극한 인장 강도 및 360 MPa보다 더 큰 항복 강도를 갖는, 알루미늄 합금 제품.
2. 청구항 1에 있어서, 0.05 - 0.30 wt. % Si, 0.1 - 0.50 wt. % Fe, 0 - 0.60 wt. % Cu, 0.10 - 0.55 wt. % Mn, 5.0 - 7.0 wt. % Mg, 0 - 0.25 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.15 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al인, 알루미늄 합금 제품.
3. 청구항 1에 있어서, 0.10 - 0.20 wt. % Si, 0.20 - 0.35 wt. % Fe, 0.01 - 0.25 wt. % Cu, 0.20 - 0.55 wt. % Mn, 5.0 - 6.5 wt. % Mg, 0.01 - 0.25 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.1 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al인, 알루미늄 합금 제품.
4. 청구항 1에 있어서, 0.10 - 0.15 wt. % Si, 0.20 - 0.35 wt. % Fe, 0.1 - 0.25 wt. % Cu, 0.20 - 0.50 wt. % Mn, 5.0 - 6.0 wt. % Mg, 0.05 - 0.20 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.05 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al인, 알루미늄 합금 제품.
5. 청구항 1에 있어서, 0.05 - 0.15 wt. % Si, 0.09 - 0.15 wt. % Fe, 0 - 0.05 wt. % Cu, 0 - 0.10 wt. % Mn, 5.0- 5.5 wt. % Mg, 0 - 0.20 wt. % Cr, 0.01 - 0.05 wt. % Zn, 0 - 0.05 wt. % Ti, 및 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al인, 알루미늄 합금 제품.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금은 α-AlFeMnSi 입자들을 포함하는, 알루미늄 합금 제품.
7. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금은 DC(direct chill) 주조에 의해 생산되는, 알루미늄 합금 제품.
8. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합금은 균질화(homogenization), 열간 압연(hot rolling), 냉간 압연(cold rolling), 및 어닐링(annealing)에 의해 생산되는, 알루미늄 합금 제품.
9. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 상기 알루미늄 합금 제품을 포함하는, 자동차 바디 부분.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 자동차 바디 부분은 안쪽 패널을 포함하는, 자동차 바디 부분.
11. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 상기 알루미늄 합금 제품을 포함하는, 전자 디바이스 하우징.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 전자 디바이스 하우징은 태블릿 바닥 섀시 또는 이동 전화의 바깥쪽 케이싱을 포함하는, 전자 디바이스 하우징.
13. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 상기 알루미늄 합금 제품을 포함하는, 운송 수단 바디 부분.
14. 금속 제품을 생산하는 방법이며,
    잉곳을 형성하기 위해서 알루미늄 합금을 DC(direct chill) 주조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 0.05 - 0.30 wt. % Si, 0.08 - 0.50 wt. % Fe, 0 - 0.60 wt. % Cu, 0 - 0.55 wt. % Mn, 5.0 - 7.0 wt. % Mg, 0 - 0.25 wt. % Cr, 0.01 - 0.20 wt. % Zn, 0 - 0.15 wt. % Ti, 0.15 wt. % 이하의 불순물들을 포함하고, 나머지는 Al인, 상기 주조하는 단계;
    상기 잉곳에 복수의 α-AlFeMnSi 입자들을 형성하기 위해 상기 잉곳을 균질화하는 단계(homogenizing);
    450℃또는 그 미만의 온도까지 상기 잉곳을 냉각시키는 단계;
    압연된 제품(rolled product)을 생산하기 위해 상기 잉곳을 열간 압연하는 단계(hot rolling);
    상기 압연된 제품을 자가-어닐링(self-anneal)시키는 단계; 및
    상기 압연된 제품을 최종 게이지로 냉간 압연하는 단계(cold rolling)를 포함하되,
    상기 금속 제품은 H3X 템퍼 하에서 420 MPa보다 더 큰 극한 인장 강도 및 360 MPa보다 더 큰 항복 강도를 갖는, 금속 제품을 생산하는 방법.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 열간 압연 단계 후에 상기 압연된 제품(rolled product)을 중간 게이지(gauge)로 냉간 압연하는 단계를 더 포함하는, 금속 제품을 생산하는 방법.
16. 금속 제품으로서, 상기 금속 제품은 청구항 14 또는 15의 금속 제품을 생산하는 방법을 포함하는 방법에 의해 제조되는, 금속 제품.
17. 청구항 16에 있어서, 상기 금속 제품은 자동차 바디 부분인, 금속 제품.
18. 청구항 17에 있어서, 상기 자동차 바디 부분은 안쪽 패널을 포함하는, 금속 제품.
19. 청구항 16에 있어서, 상기 금속 제품은 전자 디바이스 하우징인, 금속 제품.
20. 청구항 19에 있어서, 상기 전자 디바이스 하우징은 태블릿 바닥 섀시 또는 이동 전화의 바깥쪽 케이싱을 포함하는, 금속 제품.
21. 청구항 16에 있어서, 상기 금속 제품은 운송 수단 바디 부분인, 금속 제품.

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