KR20220133916A

KR20220133916A - 개선된 성형성 및 재활용성을 갖는 알루미늄 합금 제품 생산 기술

Info

Publication number: KR20220133916A
Application number: KR1020227028661A
Authority: KR
Inventors: 대훈 강; 카일 데이비드 대쉬; 미첼 글렌 루; 존 민 호; 사졸 쿠마르 다스; 라쉬미 란잔 모한티; 듀웨이 주; 스티븐 버킹엄; 아만다 오웬스
Original assignee: 노벨리스 인크.
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2022-10-05
Also published as: CN115298336B; CN115298336A; BR112022011659A2; US20230074427A1; WO2021150610A1; EP4093893A1; MX2022008704A; CA3164133A1; JP2023522806A

Abstract

알루미늄 합금 제품이 신중하게 제어된 금속간 입자 밀도 및 입자 크기를 갖는 알루미늄 합금 제품 및 알루미늄 합금 제품 제조 방법이 기재된다. 이러한 알루미늄 합금 제품은 바람직한 성형성을 나타낼 수 있다. 금속간 입자 크기 및 밀도에 대한 제어는 알루미늄 합금 제품에서 다량의 재활용된 공급원 함유물의 사용을 허용할 수 있다.

Description

개선된 성형성 및 재활용성을 갖는 알루미늄 합금 제품 생산 기술

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 1월 21일에 출원된 미국 가출원 번호 62/963,816의 이익 및 우선권을 주장하고, 이는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

분야

본 개시내용은 일반적으로 야금, 더욱 구체적으로 알루미늄 합금 제품 및 알루미늄 합금 제품, 특히 다량의 재활용된 공급원 함유물을 포함하는 것의 성형성을 개선하기 위한 기술에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 음료 용기 및 기타 알루미늄 합금 제품에 유용한 알루미늄 합금 제품 및 알루미늄 합금 제품 제조 방법에 관한 것이다.

배경

성형성은 알루미늄 합금 제품의 중요한 기계적 특성이다. 일부 예에서, 알루미늄 합금 미세구조 내의 구성 입자 크기의 감소는 성형성을 개선하는 것을 목적으로 한다. 동시에, 환경에 대한 우려는 알루미늄 합금 제품 내의 증가된 재활용된 공급원 함유물을 요구한다. 그러나, 알루미늄 합금 제품의 재활용된 공급원 함유물 증가는 알루미늄 합금 제품의 성형성을 감소시킬 수 있다.

증가된 성형성 및 증가된 재활용된 공급원 함유물로부터 이익을 얻을 수 있는 산업 중 하나는 음료 용기 산업이다. 그러나, 음료 용기 산업 내에서 사용되는 알루미늄 합금의 조성은 음료 제품의 성형성 및 재활용된 공급원 함유물에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 망간을 포함하는 AA3104 합금은 음료 캔 본체 소재에 일반적으로 사용되는 한편, 마그네슘을 포함하는 알루미늄 합금(예를 들어, AA5182)은 음료 캔 말단 소재에 사용되었다. 상이한 알루미늄 합금이 다양한 음료 용기 기술의 요구를 충족시키기에 유용할 수 있다.

요약

용어 구체예 및 유사 용어는 본 개시내용 및 하기 청구범위의 모든 주제를 광범위하게 지칭하도록 의도된다. 이러한 용어를 포함하는 진술은 본원에 기재된 주제를 제한하거나 하기 청구범위의 의미 또는 범위를 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 본원에 포함된 본 개시내용의 구체예는 이 요약이 아니라 하기 청구범위에 의해 정의된다. 이 요약은 본 개시내용의 다양한 양태의 높은 수준의 개요이며 아래의 상세한 설명 섹션에서 추가로 설명된 개념의 일부를 소개한다. 이 요약은 청구된 발명 주제의 핵심 또는 필수 특징을 식별하도록 의도되는 것이 아니며, 청구된 발명 주제의 범위를 결정하기 위해 별도로 사용하도록 의도되는 것도 아니다. 발명 주제는 본 개시내용의 전체 명세서의 적절한 부분, 임의의 또는 모든 도면, 및 각각의 청구항을 참조하여 이해되어야 한다.

알루미늄 음료 용기 제조 공정에 유익할 수 있고 및/또는 알루미늄 합금 제품의 형성 동안 (예를 들어, 알루미늄 음료 용기 제조 공정에서) 드로잉(drawing), 아이어닝(ironing), 및/또는 네킹(necking) 동안 골링(galling) 및 테어-오프(tear-off)를 최소화 및 감소시키에 유익할 수 있는, 알루미늄 합금 제품이 금속간 입자의 바람직한 분포, 입자 밀도, 및/또는 입자 사이의 간격(입자간 간격)을 갖도록 가공되는 알루미늄 합금 제품 및 알루미늄 합금 제품 제조 방법이 본원에 개시된다. 더욱이, 입자 밀도 및 입자간 간격을 유리한 값으로 제어하는 능력은 증가된 재활용된 공급원 함유물을 허용하여, 알루미늄 합금 제품 생산의 환경적 및 경제적 비용에 유익할 수 있다. 선택적으로, 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함한다. 선택적으로, 알루미늄 합금은 알루미늄, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함한다. 선택적으로, 알루미늄 합금은 재활용된 공급원에서 유래하거나 적어도 재활용된 공급원에서 유래한다.

일부 구체예의 알루미늄 합금은 음료 용기 제조 공정에서 통상적으로 사용되는 일부 합금 중의 철 대 규소 비율보다 더 클 수 있는 철 대 규소의 비율(예를 들어, wt. %의 비율)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 알루미늄 합금 중의 철 wt. % 대 규소 wt. %의 비율은 약 0.5 내지 약 5.0 범위일 수 있고, 또는 예를 들어 약 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 및/또는 5.0일 수 있다. 일부 구체예의 개시된 알루미늄 합금은 대안적으로 음료 용기 제조 공정에서 통상적으로 사용되는 합금 중의 규소 대 철 비율보다 더 큰 규소 대 철의 비율(예를 들어, wt. %의 비율)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 철 wt. %의 비율은 약 0.5 내지 약 1.0, 예컨대 0.5 내지 1.0, 예컨대 0.5 내지 0.6, 0.5 내지 0.7, 0.5 내지 0.8, 0.5 내지 0.9, 0.6 내지 07, 0.6 내지 0.8, 0.6 내지 0.9, 0.6 내지 1.0, 0.7 내지 0.8, 0.7 내지 0.9, 0.7 내지 1.0, 0.8 내지 0.9, 0.8 내지 1.0, 또는 0.9 내지 1.0 범위, 또는 예를 들어 약 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, 또는 1일 수 있다. 알루미늄 합금 중의 규소의 양에 대한 철의 양 또는 철의 양에 대한 규소의 양 증가는 알루미늄 합금 중의 금속간 입자의 입자 크기, 농도, 분포, 입자 밀도, 입자간 간격, 및/또는 조성 제어에 유용할 수 있다. 추가적으로, 알루미늄 합금 중의 증가된 양의 철 사용은 더 많은 양의 재활용된 공급원 함유물이 사용되도록 허용할 수 있다.

알루미늄 합금 중의 금속간 입자의 크기, 농도, 밀도, 입자간 간격, 입자의 조성, 및/또는 분포는 대안적으로 또는 추가적으로 알루미늄 합금이 주조 후 적합한 균질화 조건을 거침으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 긴 지속 시간(예를 들어, 약 12 시간 이상 또는 약 24 시간 이상)의 알루미늄 합금 균질화(균열)에 의해, 덜 바람직한 금속간 입자가 더 바람직한 입자로 변환될 수 있다. 이러한 변환은 단기 지속 시간 (예를 들어, 약 24 시간 미만 또는 약 12 시간 미만) 균질화 동안 충분한 수의 입자의 금속간 입자의 분포, 농도, 입자간 간격, 분포, 및/또는 조성에 적합하게 영향을 미치기에 상당한 정도로 발생하지 않거나 발생하지 않을 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금이 장기 고온 균질화를 거침으로써, 덜 바람직한 금속간 입자가 입자로의 규소의 확산 및/또는 입자로부터의 철의 확산에 의해 변경되는 화학적 및 결정 구조를 가질 수 있다.

선택적으로, 알루미늄 합금 제품은 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 알루미늄 합금을 포함한다. 선택적으로, 알루미늄 합금 중의 철 wt. % 대 알루미늄 합금 중의 규소 wt. %의 비율은 0.5 내지 5.0, 예컨대 0.5 내지 1.0, 0.5 내지 1.1, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 1.8, 0.5 내지 2.0, 0.5 내지 2.5, 0.5 내지 3.0, 0.5 내지 3.5, 0.5 내지 4.0, 0.5 내지 4.5, 1.0 내지 1.1, 1.0 내지 1.5, 1.0 내지 1.8, 1.0 내지 2.0, 1.0 내지 2.5, 1.0 내지 3.0, 1.0 내지 3.5, 1.0 내지 4.0, 1.0 내지 4.5, 1.0 내지 5.0, 1.1 내지 1.5, 1.1 내지 1.8, 1.1 내지 2.0, 1.1 내지 2.5, 1.1 내지 3.0, 1.1 내지 3.5, 1.1 내지 4.0, 1.1 내지 4.5, 1.1 내지 5.0, 1.5 내지 1.8, 1.5 내지 2.0, 1.5 내지 2.5, 1.5 내지 3.0, 1.5 내지 3.5, 1.5 내지 4.0, 1.5 내지 4.5, 1.5 내지 5.0, 1.8 내지 2.0, 1.8 내지 2.5, 1.8 내지 3.0, 1.8 내지 3.5, 1.8 내지 4.0, 1.8 내지 4.5, 1.8 내지 5.0, 2.0 내지 2.5, 2.0 내지 3.0, 2.0 내지 3.5, 2.0 내지 4.0, 2.0 내지 4.5, 2.0 내지 5.0, 2.5 내지 3.0, 2.5 내지 3.5, 2.5 내지 4.0, 2.5 내지 4.5, 2.5 내지 5.0, 3.0 내지 3.5, 3.0 내지 4.0, 3.0 내지 4.5, 3.0 내지 5.0, 3.5 내지 4.0, 3.5 내지 4.5, 3.5 내지 5.0, 4.0 내지 4.5, 4.0 내지 5.0, 또는 4.5 내지 5.0이다. 선택적으로, 예컨대 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는 알루미늄 합금 제품 중의 규소 wt. % 대 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0, 예컨대 0.5 내지 0.55, 0.5 내지 0.6, 0.5 내지 0.65, 0.5 내지 0.7, 0.5 내지 0.75, 0.5 내지 0.8, 0.5 내지 0.85, 0.5 내지 0.9, 0.5 내지 0.95, 0.55 내지 0.6, 0.55 내지 0.65, 0.55 내지 0.7, 0.55 내지 0.75, 0.55 내지 0.8, 0.55 내지 0.85, 0.55 내지 0.9, 0.55 내지 0.95, 0.55 내지 1.0, 0.6 내지 0.65, 0.6 내지 0.7, 0.6 내지 0.75, 0.6 내지 0.8, 0.6 내지 0.85, 0.6 내지 0.9, 0.6 내지 0.95, 0.6 내지 1, 0.65 내지 0.65, 0.65 내지 0.7, 0.65 내지 0.75, 0.65 내지 0.8, 0.65 내지 0.85, 0.65 내지 0.9, 0.65 내지 0.95, 0.65 내지 1.0, 0.7 내지 0.75, 0.7 내지 0.8, 0.7 내지 0.85, 0.7 내지 0.95, 0.7 내지 1, 0.75 내지 0.8, 0.75 내지 0.85, 0.75 내지 0.9, 0.75 내지 0.95, 0.75 내지 1.0, 0.8 내지 0.85, 0.8 내지 0.9, 0.8 내지 0.95, 0.8 내지 1, 0.85 내지 0.9, 0.85 내지 0.95, 0.85 내지 1.0, 0.9 내지 0.95, 0.9 내지 1, 또는 0.95 내지 1.0일 수 있다. 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 0.8-1.4 wt. % 마그네슘; 0.8-1.3 wt. % 망간; 최대 0.25 wt. % 구리; 0.4-0.7 wt. % 규소; 최대 0.7 wt. % 철; 최대 0.25 wt. % 아연; 및 알루미늄을 포함할 수 있다.

구체예에서, 주조 알루미늄 합금 제품은 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자 및/또는 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자를 포함한다. 선택적으로, 예컨대 β-상 금속간 입자 및/또는 α-상 금속간 입자의 입자 밀도는 μm² 당 5 내지 30,000 입자, 예컨대 10 내지 25,000, 10 내지 20,000, 10 내지 15,000, 10 내지 10,000, 10 내지 9,500, 10 내지 9,000, 10 내지 8,500, 10 내지 8,000, 10 내지 7,500, 10 내지 7,000, 10 내지 6,500, 10 내지 6,000, 10 내지 5,500, 10 내지 5,000, 10 내지 4,500, 10 내지 4,000, 10 내지 3,500, 10 내지 3,000, 10 내지 2,500, 10 내지 2,000, 10 내지 1,500, 10 내지 1,000, 10 내지 950, 10 내지 900, 10 내지 850, 10 내지 800, 10 내지 750, 10 내지 700, 10 내지 650, 10 내지 600, 10 내지 550, 10 내지 500, 10 내지 450, 10 내지 400, 10 내지 350, 10 내지 300, 10 내지 250, 10 내지 200, 10 내지 150, 10 내지 100, 10 내지 75, 10 내지 50, 10 내지 25, 25 내지 30,000, 25 내지 25,000, 25 내지 20,000, 25 내지 15,000, 25 내지 10,000, 25 내지 9,500, 25 내지 9,000, 25 내지 8,500, 25 내지 8,000, 25 내지 7,500, 25 내지 7,000, 25 내지 6,500, 25 내지 6,000, 25 내지 5,500, 25 내지 5,000, 25 내지 4,500, 25 내지 4,000, 25 내지 3,500, 25 내지 3,000, 25 내지 2,500, 25 내지 2,000, 25 내지 1,500, 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5,500, 3,000 내지 5,000, 3,000 내지 4,500, 3,000 내지 4,000, 3,000 내지 3,500, 4,000 내지 30,000, 4,000 내지 25,000, 4,000 내지 20,000, 4,000 내지 15,000, 4,000 내지 10,000, 4,000 내지 9,500, 4,000 내지 9,000, 4,000 내지 8,500, 4,000 내지 8,000, 4,000 내지 7,500, 4,000 내지 7,000, 4,000 내지 6,500, 4,000 내지 6,000, 4,000 내지 5,500, 4,000 내지 5,000, 4,000 내지 4,500, 5,000 내지 30,000, 5,000 내지 25,000, 5,000 내지 20,000, 5,000 내지 15,000, 5,000 내지 10,000, 5,000 내지 9,500, 5,000 내지 9,000, 5,000 내지 8,500, 5,000 내지 8,000, 5,000 내지 7,500, 5,000 내지 7,000, 5,000 내지 6,500, 5,000 내지 6,000, 5,000 내지 5,500, 6,000 내지 30,000, 6,000 내지 25,000, 6,000 내지 20,000, 6,000 내지 15,000, 6,000 내지 10,000, 6,000 내지 9,500, 6,000 내지 9,000, 6,000 내지 8,500, 6,000 내지 8,000, 6,000 내지 7,500, 6,000 내지 7,000, 6,000 내지 6,500, 7,000 내지 30,000, 7,000 내지 25,000, 7,000 내지 20,000, 7,000 내지 15,000, 7,000 내지 10,000, 7,000 내지 9,500, 7,000 내지 9,000, 7,000 내지 8,500, 7,000 내지 8,000, 7,000 내지 7,500, 8,000 내지 30,000, 8,000 내지 25,000, 8,000 내지 20,000, 8,000 내지 15,000, 8,000 내지 10,000, 8,000 내지 9,500, 8,000 내지 9,000, 8,000 내지 8,500, 9,000 내지 30,000, 9,000 내지 25,000, 9,000 내지 20,000, 9,000 내지 15,000, 9,000 내지 10,000, 9,000 내지 9,500, 10,000 내지 30,000, 10,000 내지 25,000, 10,000 내지 20,000, 10,000 내지 15,000, 15,000 내지 30,000, 15,000 내지 25,000, 15,000 내지 20,000, 20,000 내지 30,000, 20,000 내지 25,000, 또는 25,000 내지 30,000일 수 있다.

선택적으로, 복수의 입자에 대한 입자간 간격은 1 μm 내지 25 μm, 예컨대 1 μm 내지 2 μm, 1 μm 내지 3 μm, 1 μm 내지 4 μm, 1 μm 내지 5 μm, 1 μm 내지 6 μm, 1 μm 내지 7 μm, 1 μm 내지 8 μm, 1 μm 내지 9 μm, 1 μm 내지 10 μm, 1 μm 내지 11 μm, 1 μm 내지 12 μm, 1 μm 내지 13 μm, 1 μm 내지 14 μm, 1 μm 내지 15 μm, 1 μm 내지 16 μm, 1 μm 내지 17 μm, 1 μm 내지 18 μm, 1 μm 내지 19 μm, 1 μm 내지 20 μm, 1 μm 내지 21 μm, 1 μm 내지 22 μm, 1 μm 내지 23 μm, 1 μm 내지 24 μm, 2 μm 내지 3 μm, 2 μm 내지 4 μm, 2 μm 내지 5 μm, 2 μm 내지 6 μm, 2 μm 내지 7 μm, 2 μm 내지 8 μm, 2 μm 내지 9 μm, 2 μm 내지 10 μm, 2 μm 내지 11 μm, 2 μm 내지 12 μm, 2 μm 내지 13 μm, 2 μm 내지 14 μm, 2 μm 내지 15 μm, 2 μm 내지 16 μm, 2 μm 내지 17 μm, 2 μm 내지 18 μm, 2 μm 내지 19 μm, 2 μm 내지 20 μm, 2 μm 내지 21 μm, 2 μm 내지 22 μm, 2 μm 내지 23 μm, 2 μm 내지 24 μm, 2 μm 내지 25 μm, 3 μm 내지 4 μm, 3 μm 내지 5 μm, 3 μm 내지 6 μm, 3 μm 내지 7 μm, 3 μm 내지 8 μm, 3 μm 내지 9 μm, 3 μm 내지 10 μm, 3 μm 내지 11 μm, 3 μm 내지 12 μm, 3 μm 내지 13 μm, 3 μm 내지 14 μm, 3 μm 내지 15 μm, 3 μm 내지 16 μm, 3 μm 내지 17 μm, 3 μm 내지 18 μm, 3 μm 내지 19 μm, 3 μm 내지 20 μm, 3 μm 내지 21 μm, 3 μm 내지 22 μm, 3 μm 내지 23 μm, 3 μm 내지 24 μm, 3 μm 내지 25 μm, 4 μm 내지 5 μm, 4 μm 내지 6 μm, 4 μm 내지 7 μm, 4 μm 내지 8 μm, 4 μm 내지 9 μm, 4 μm 내지 10 μm, 4 μm 내지 11 μm, 4 μm 내지 12 μm, 4 μm 내지 13 μm, 4 μm 내지 14 μm, 4 μm 내지 15 μm, 4 μm 내지 16 μm, 4 μm 내지 17 μm, 4 μm 내지 18 μm, 4 μm 내지 19 μm, 4 μm 내지 20 μm, 4 μm 내지 21 μm, 4 μm 내지 22 μm, 4 μm 내지 23 μm, 4 μm 내지 24 μm, 4 μm 내지 25 μm, 5 μm 내지 6 μm, 5 μm 내지 7 μm, 5 μm 내지 8 μm, 5 μm 내지 9 μm, 5 μm 내지 10 μm, 5 μm 내지 11 μm, 5 μm 내지 12 μm, 5 μm 내지 13 μm, 5 μm 내지 14 μm, 5 μm 내지 15 μm, 5 μm 내지 16 μm, 5 μm 내지 17 μm, 5 μm 내지 18 μm, 5 μm 내지 19 μm, 5 μm 내지 20 μm, 5 μm 내지 21 μm, 5 μm 내지 22 μm, 5 μm 내지 23 μm, 5 μm 내지 24 μm, 5 μm 내지 25 μm, 6 μm 내지 7 μm, 6 μm 내지 8 μm, 6 μm 내지 9 μm, 6 μm 내지 10 μm, 6 μm 내지 11 μm, 6 μm 내지 12 μm, 6 μm 내지 13 μm, 6 μm 내지 14 μm, 6 μm 내지 15 μm, 6 μm 내지 16 μm, 6 μm 내지 17 μm, 6 μm 내지 18 μm, 6 μm 내지 19 μm, 6 μm 내지 20 μm, 6 μm 내지 21 μm, 6 μm 내지 22 μm, 6 μm 내지 23 μm, 6 μm 내지 24 μm, 6 μm 내지 25 μm, 7 μm 내지 8 μm, 7 μm 내지 9 μm, 7 μm 내지 10 μm, 7 μm 내지 11 μm, 7 μm 내지 12 μm, 7 μm 내지 13 μm, 7 μm 내지 14 μm, 7 μm 내지 15 μm, 7 μm 내지 16 μm, 7 μm 내지 17 μm, 7 μm 내지 18 μm, 7 μm 내지 19 μm, 7 μm 내지 20 μm, 7 μm 내지 21 μm, 7 μm 내지 22 μm, 7 μm 내지 23 μm, 7 μm 내지 24 μm, 7 μm 내지 25 μm, 8 μm 내지 9 μm, 8 μm 내지 10 μm, 8 μm 내지 11 μm, 8 μm 내지 12 μm, 8 μm 내지 13 μm, 8 μm 내지 14 μm, 8 μm 내지 15 μm, 8 μm 내지 16 μm, 8 μm 내지 17 μm, 8 μm 내지 18 μm, 8 μm 내지 19 μm, 8 μm 내지 20 μm, 8 μm 내지 21 μm, 8 μm 내지 22 μm, 8 μm 내지 23 μm, 8 μm 내지 24 μm, 8 μm 내지 25 μm, 9 μm 내지 10 μm, 9 μm 내지 11 μm, 9 μm 내지 12 μm, 9 μm 내지 13 μm, 9 μm 내지 14 μm, 9 μm 내지 15 μm, 9 μm 내지 16 μm, 9 μm 내지 17 μm, 9 μm 내지 18 μm, 9 μm 내지 19 μm, 9 μm 내지 20 μm, 9 μm 내지 21 μm, 9 μm 내지 22 μm, 9 μm 내지 23 μm, 9 μm 내지 24 μm, 9 μm 내지 25 μm, 10 μm 내지 11 μm, 10 μm 내지 12 μm, 10 μm 내지 13 μm, 10 μm 내지 14 μm, 10 μm 내지 15 μm, 10 μm 내지 16 μm, 10 μm 내지 17 μm, 10 μm 내지 18 μm, 10 μm 내지 19 μm, 10 μm 내지 20 μm, 10 μm 내지 21 μm, 10 μm 내지 22 μm, 10 μm 내지 23 μm, 10 μm 내지 24 μm, 10 μm 내지 25 μm, 11 μm 내지 12 μm, 11 μm 내지 13 μm, 11 μm 내지 14 μm, 11 μm 내지 15 μm, 11 μm 내지 16 μm, 11 μm 내지 17 μm, 11 μm 내지 18 μm, 11 μm 내지 19 μm, 11 μm 내지 20 μm, 11 μm 내지 21 μm, 11 μm 내지 22 μm, 11 μm 내지 23 μm, 11 μm 내지 24 μm, 11 μm 내지 25 μm, 12 μm 내지 13 μm, 12 μm 내지 14 μm, 12 μm 내지 15 μm, 12 μm 내지 16 μm, 12 μm 내지 17 μm, 12 μm 내지 18 μm, 12 μm 내지 19 μm, 12 μm 내지 20 μm, 12 μm 내지 21 μm, 12 μm 내지 22 μm, 12 μm 내지 23 μm, 12 μm 내지 24 μm, 12 μm 내지 25 μm, 13 μm 내지 14 μm, 13 μm 내지 15 μm, 13 μm 내지 16 μm, 13 μm 내지 17 μm, 13 μm 내지 18 μm, 13 μm 내지 19 μm, 13 μm 내지 20 μm, 13 μm 내지 21 μm, 13 μm 내지 22 μm, 13 μm 내지 23 μm, 13 μm 내지 24 μm, 13 μm 내지 25 μm, 14 μm 내지 15 μm, 14 μm 내지 16 μm, 14 μm 내지 17 μm, 14 μm 내지 18 μm, 14 μm 내지 19 μm, 14 μm 내지 20 μm, 14 μm 내지 21 μm, 14 μm 내지 22 μm, 14 μm 내지 23 μm, 14 μm 내지 24 μm, 14 μm 내지 25 μm, 15 μm 내지 16 μm, 15 μm 내지 17 μm, 15 μm 내지 18 μm, 15 μm 내지 19 μm, 15 μm 내지 20 μm, 15 μm 내지 21 μm, 15 μm 내지 22 μm, 15 μm 내지 23 μm, 15 μm 내지 24 μm, 15 μm 내지 25 μm, 16 μm 내지 17 μm, 16 μm 내지 18 μm, 16 μm 내지 19 μm, 16 μm 내지 20 μm, 16 μm 내지 21 μm, 16 μm 내지 22 μm, 16 μm 내지 23 μm, 16 μm 내지 24 μm, 16 μm 내지 25 μm, 17 μm 내지 18 μm, 17 μm 내지 19 μm, 17 μm 내지 20 μm, 17 μm 내지 21 μm, 17 μm 내지 22 μm, 17 μm 내지 23 μm, 17 μm 내지 24 μm, 17 μm 내지 25 μm, 18 μm 내지 19 μm, 18 μm 내지 20 μm, 18 μm 내지 21 μm, 18 μm 내지 22 μm, 18 μm 내지 23 μm, 18 μm 내지 24 μm, 18 μm 내지 25 μm, 19 μm 내지 20 μm, 19 μm 내지 21 μm, 19 μm 내지 22 μm, 19 μm 내지 23 μm, 19 μm 내지 24 μm, 19 μm 내지 25 μm, 20 μm 내지 21 μm, 20 μm 내지 22 μm, 20 μm 내지 23 μm, 20 μm 내지 24 μm, 20 μm 내지 25 μm, 21 μm 내지 22 μm, 21 μm 내지 23 μm, 21 μm 내지 24 μm, 21 μm 내지 25 μm, 22 μm 내지 23 μm, 22 μm 내지 24 μm, 22 μm 내지 25 μm, 23 μm 내지 24 μm, 23 μm 내지 25 μm, 또는 24 μm 내지 25 μm일 수 있다.

선택적으로, 복수의 입자는 100 nm 내지 50 μm or 500 nm 내지 10 μm 또는 100 nm 내지 1 μm, 예컨대 100 nm 내지 200 nm, 100 nm 내지 300 nm, 100 nm 내지 400 nm, 100 nm 내지 500 nm, 100 nm 내지 600 nm, 100 nm 내지 700 nm, 100 nm 내지 800 nm, 100 nm 내지 900 nm, 200 nm 내지 300 nm, 200 nm 내지 400 nm, 200 nm 내지 500 nm, 200 nm 내지 600 nm, 200 nm 내지 700 nm, 200 nm 내지 800 nm, 200 nm 내지 900 nm, 200 nm 내지 1 μm, 300 nm 내지 400 nm, 300 nm 내지 500 nm, 300 nm 내지 600 nm, 300 nm 내지 700 nm, 300 nm 내지 800 nm, 300 nm 내지 900 nm, 300 nm 내지 1 μm, 400 nm 내지 500 nm, 400 nm 내지 600 nm, 400 nm 내지 700 nm, 400 nm 내지 800 nm, 400 nm 내지 900 nm, 400 nm 내지 1 μm, 500 nm 내지 600 nm, 500 nm 내지 700 nm, 500 nm 내지 800 nm, 500 nm 내지 900 nm, 500 nm 내지 1 μm, 600 nm 내지 700 nm, 600 nm 내지 800 nm, 600 nm 내지 900 nm, 600 nm 내지 1 μm, 700 nm 내지 800 nm, 700 nm 내지 900 nm, 700 nm 내지 1 μm, 800 nm 내지 900 nm, 800 nm 내지 1 μm, 또는 900 nm 내지 1 μm의 직경을 가질 수 있다. 선택적으로, 복수의 입자는 500 nm 내지 50 μm의 직경을 가질 수 있다.

위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금의 조성물은 선택적으로 0.1 wt. % 내지 1.0 wt. % 철(Fe), 0.05 wt. % 내지 0.8 wt. % 규소(Si), 0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 망간(Mn), 0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 마그네슘(Mg), 최대 0.5 wt. % 구리(Cu), 최대 0.05 wt. % 아연(Zn), 및 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금의 조성물은 최대 0.15 wt. % 불순물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 잔부는 알루미늄일 수 있다. 선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금의 조성물은 0.2 wt. % 내지 0.8 wt. % 철, 0.10 wt. % 내지 0.7 wt. % 규소, 0.6 wt. % 내지 1.0 wt. % 망간, 0.7 wt. % 내지 1.0 wt. % 마그네슘, 최대 0.25 wt. % 구리, 최대 0.2 wt. % 아연, 최대 0.10 wt. % 티타늄(Ti), 최대 0.10 wt. % 크롬(Cr), 최대 0.10 wt. % 지르코늄(Zr), 최대 0.10 wt. % 바나듐(V), 및 알루미늄을 포함할 수 있다. 선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금의 조성물은 0.3 wt. % 내지 0.7 wt. % 철, 0.15 wt. % 내지 0.5 wt. % 규소, 0.8 wt. % 내지 1.2 wt. % 망간, 0.9 wt. % 내지 1.2 wt. % 마그네슘, 0.1 wt. % 내지 0.2 wt. % 구리, 최대 0.15 wt. % 아연, 최대 0.08 wt. % 티타늄, 최대 0.05 wt. % 크롬, 최대 0.05 wt. % 지르코늄, 최대 0.05 wt. % 바나듐, 및 알루미늄을 포함할 수 있다.

일부 구체예에서, 알루미늄 합금은 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 이러한 구체예에서, 알루미늄 합금은 선택적으로 0.8 wt. % 내지 1.4 wt. % 마그네슘, 0.8 wt. % 내지 1.3 wt. % 망간, 최대 0.25 wt. % 구리, 0.25 wt. % 내지 0.7 wt. % 철, 최대 0.7 wt.%, 및 최대 0.25 wt. % 아연을 포함할 수 있다. 잔부는 알루미늄일 수 있다.

위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 선택적으로 부피로 알루미늄 합금의 0.5% 내지 4.0%, 예컨대 0.5 내지 1.0, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 2.0, 0.5 내지 2.5, 0.5 내지 3.0, 0.5 내지 3.5, 1.0 내지 1.5, 1.0 내지 2.0, 1.0 내지 2.5, 1.0 내지 3.0, 1.0 내지 3.5, 1.0 내지 4.0, 1.5 내지 2.0, 1.5 내지 2.5, 1.5 내지 3.0, 1.5 내지 3.5, 1.5 내지 4.0, 2.0 내지 2.5, 2.0 내지 3.0, 2.0 내지 3.5, 2.0 내지 4.0, 2.5 내지 3.0, 2.5 내지 3.5, 2.5 내지 4.0, 3.0 내지 3.5, 3.0 내지 4.0, 또는 3.5 내지 4.0을 차지하는 α-상 금속간 입자를 포함할 수 있다. 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 부피로 알루미늄 합금의 0% 내지 2.0%, 예컨대 0 내지 0.5, 0 내지 1.0, 0 내지 1.5, 0.5 내지 1.0, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 2.0, 1.0 내지 1.5, 1.0 내지 2.0, 또는 1.5 내지 2.0을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함할 수 있다. 선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 Al₁₅(Fe,Mn)₃Si₂를 포함하는 α-상 금속간 입자를 포함할 수 있다. 선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 Al₆(Fe,Mn)을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함할 수 있다.

선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.2 내지 1,000 또는 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1,000인 것을 포함할 수 있다.

선택적으로, 상이 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 0.3 내지 3, 예컨대 0.3 내지 0.4, 0.3 내지 0.5, 0.3 내지 0.6, 0.3 내지 0.7, 0.3 내지 0.8, 0.3 내지 0.9, 0.3 내지 1.0, 0.3 내지 1.1, 0.3 내지 1.2, 0.3 내지 1.3, 0.3 내지 1.4, 0.3 내지 1.5, 0.3 내지 1.6, 0.3 내지 1.7, 0.3 내지 1.8, 0.3 내지 1.9, 0.3 내지 2.0, 0.3 내지 2.1, 0.3 내지 2.2, 0.3 내지 2.3, 0.3 내지 2.4, 0.3 내지 2.5, 0.3 내지 2.6, 0.3 내지 2.7, 0.3 내지 2.8, 0.3 내지 2.9, 0.4 내지 0.5, 0.4 내지 0.6, 0.4 내지 0.7, 0.4 내지 0.8, 0.4 내지 0.9, 0.4 내지 1.0, 0.4 내지 1.1, 0.4 내지 1.2, 0.4 내지 1.3, 0.4 내지 1.4, 0.4 내지 1.5, 0.4 내지 1.6, 0.4 내지 1.7, 0.4 내지 1.8, 0.4 내지 1.9, 0.4 내지 2.0, 0.4 내지 2.1, 0.4 내지 2.2, 0.4 내지 2.3, 0.4 내지 2.4, 0.4 내지 2.5, 0.4 내지 2.6, 0.4 내지 2.7, 0.4 내지 2.8, 0.4 내지 2.9, 0.4 내지 3, 0.5 내지 0.6, 0.5 내지 0.7, 0.5 내지 0.8, 0.5 내지 0.9, 0.5 내지 1.0, 0.5 내지 1.1, 0.5 내지 1.2, 0.5 내지 1.3, 0.5 내지 1.4, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 1.6, 0.5 내지 1.7, 0.5 내지 1.8, 0.5 내지 1.9, 0.5 내지 2.0, 0.5 내지 2.1, 0.5 내지 2.2, 0.5 내지 2.3, 0.5 내지 2.4, 0.5 내지 2.5, 0.5 내지 2.6, 0.5 내지 2.7, 0.5 내지 2.8, 0.5 내지 2.9, 0.5 내지 3, 0.6 내지 0.7, 0.6 내지 0.8, 0.6 내지 0.9, 0.6 내지 1.0, 0.6 내지 1.1, 0.6 내지 1.2, 0.6 내지 1.3, 0.6 내지 1.4, 0.6 내지 1.5, 0.6 내지 1.6, 0.6 내지 1.7, 0.6 내지 1.8, 0.6 내지 1.9, 0.6 내지 2.0, 0.6 내지 2.1, 0.6 내지 2.2, 0.6 내지 2.3, 0.6 내지 2.4, 0.6 내지 2.5, 0.6 내지 2.6, 0.6 내지 2.7, 0.6 내지 2.8, 0.6 내지 2.9, 0.6 내지 3, 0.7 내지 0.8, 0.7 내지 0.9, 0.7 내지 1.0, 0.7 내지 1.1, 0.7 내지 1.2, 0.7 내지 1.3, 0.7 내지 1.4, 0.7 내지 1.5, 0.7 내지 1.6, 0.7 내지 1.7, 0.7 내지 1.8, 0.7 내지 1.9, 0.7 내지 2.0, 0.7 내지 2.1, 0.7 내지 2.2, 0.7 내지 2.3, 0.7 내지 2.4, 0.7 내지 2.5, 0.7 내지 2.6, 0.7 내지 2.7, 0.7 내지 2.8, 0.7 내지 2.9, 0.7 내지 3, 0.8 내지 0.9, 0.8 내지 1.0, 0.8 내지 1.1, 0.8 내지 1.2, 0.8 내지 1.3, 0.8 내지 1.4, 0.8 내지 1.5, 0.8 내지 1.6, 0.8 내지 1.7, 0.8 내지 1.8, 0.8 내지 1.9, 0.8 내지 2.0, 0.8 내지 2.1, 0.8 내지 2.2, 0.8 내지 2.3, 0.8 내지 2.4, 0.8 내지 2.5, 0.8 내지 2.6, 0.8 내지 2.7, 0.8 내지 2.8, 0.8 내지 2.9, 0.8 내지 3, 0.9 내지 1.0, 0.9 내지 1.1, 0.9 내지 1.2, 0.9 내지 1.3, 0.9 내지 1.4, 0.9 내지 1.5, 0.9 내지 1.6, 0.9 내지 1.7, 0.9 내지 1.8, 0.9 내지 1.9, 0.9 내지 2.0, 0.9 내지 2.1, 0.9 내지 2.2, 0.9 내지 2.3, 0.9 내지 2.4, 0.9 내지 2.5, 0.9 내지 2.6, 0.9 내지 2.7, 0.9 내지 2.8, 0.9 내지 2.9, 0.9 내지 3, 1.0 내지 1.1, 1.0 내지 1.2, 1.0 내지 1.3, 1.0 내지 1.4, 1.0 내지 1.5, 1.0 내지 1.6, 1.0 내지 1.7, 1.0 내지 1.8, 1.0 내지 1.9, 1.0 내지 2.0, 1.0 내지 2.1, 1.0 내지 2.2, 1.0 내지 2.3, 1.0 내지 2.4, 1.0 내지 2.5, 1.0 내지 2.6, 1.0 내지 2.7, 1.0 내지 2.8, 1.0 내지 2.9, 1.0 내지 3, 1.1 내지 1.2, 1.1 내지 1.3, 1.1 내지 1.4, 1.1 내지 1.5, 1.1 내지 1.6, 1.1 내지 1.7, 1.1 내지 1.8, 1.1 내지 1.9, 1.1 내지 2.0, 1.1 내지 2.1, 1.1 내지 2.2, 1.1 내지 2.3, 1.1 내지 2.4, 1.1 내지 2.5, 1.1 내지 2.6, 1.1 내지 2.7, 1.1 내지 2.8, 1.1 내지 2.9, 1.1 내지 3, 1.2 내지 1.3, 1.2 내지 1.4, 1.2 내지 1.5, 1.2 내지 1.6, 1.2 내지 1.7, 1.2 내지 1.8, 1.2 내지 1.9, 1.2 내지 2.0, 1.2 내지 2.1, 1.2 내지 2.2, 1.2 내지 2.3, 1.2 내지 2.4, 1.2 내지 2.5, 1.2 내지 2.6, 1.2 내지 2.7, 1.2 내지 2.8, 1.2 내지 2.9, 1.2 내지 3, 1.3 내지 1.4, 1.3 내지 1.5, 1.3 내지 1.6, 1.3 내지 1.7, 1.3 내지 1.8, 1.3 내지 1.9, 1.3 내지 2.0, 1.3 내지 2.1, 1.3 내지 2.2, 1.3 내지 2.3, 1.3 내지 2.4, 1.3 내지 2.5, 1.3 내지 2.6, 1.3 내지 2.7, 1.3 내지 2.8, 1.3 내지 2.9, 1.3 내지 3, 1.4 내지 1.5, 1.4 내지 1.6, 1.4 내지 1.7, 1.4 내지 1.8, 1.4 내지 1.9, 1.4 내지 2.0, 1.4 내지 2.1, 1.4 내지 2.2, 1.4 내지 2.3, 1.4 내지 2.4, 1.4 내지 2.5, 1.4 내지 2.6, 1.4 내지 2.7, 1.4 내지 2.8, 1.4 내지 2.9, 1.4 내지 3, 1.5 내지 1.6, 1.5 내지 1.7, 1.5 내지 1.8, 1.5 내지 1.9, 1.5 내지 2.0, 1.5 내지 2.1, 1.5 내지 2.2, 1.5 내지 2.3, 1.5 내지 2.4, 1.5 내지 2.5, 1.5 내지 2.6, 1.5 내지 2.7, 1.5 내지 2.8, 1.5 내지 2.9, 1.5 내지 3, 1.6 내지 1.7, 1.6 내지 1.8, 1.6 내지 1.9, 1.6 내지 2.0, 1.6 내지 2.1, 1.6 내지 2.2, 1.6 내지 2.3, 1.6 내지 2.4, 1.6 내지 2.5, 1.6 내지 2.6, 1.6 내지 2.7, 1.6 내지 2.8, 1.6 내지 2.9, 1.6 내지 3, 1.7 내지 1.8, 1.7 내지 1.9, 1.7 내지 2.0, 1.7 내지 2.1, 1.7 내지 2.2, 1.7 내지 2.3, 1.7 내지 2.4, 1.7 내지 2.5, 1.7 내지 2.6, 1.7 내지 2.7, 1.7 내지 2.8, 1.7 내지 2.9, 1.7 내지 3, 1.8 내지 1.9, 1.8 내지 2.0, 1.8 내지 2.1, 1.8 내지 2.2, 1.8 내지 2.3, 1.8 내지 2.4, 1.8 내지 2.5, 1.8 내지 2.6, 1.8 내지 2.7, 1.8 내지 2.8, 1.8 내지 2.9, 1.8 내지 3, 1.9 내지 2.0, 1.9 내지 2.1, 1.9 내지 2.2, 1.9 내지 2.3, 1.9 내지 2.4, 1.9 내지 2.5, 1.9 내지 2.6, 1.9 내지 2.7, 1.9 내지 2.8, 1.9 내지 2.9, 1.9 내지 3, 2.0 내지 2.1, 2.0 내지 2.2, 2.0 내지 2.3, 2.0 내지 2.4, 2.0 내지 2.5, 2.0 내지 2.6, 2.0 내지 2.7, 2.0 내지 2.8, 2.0 내지 2.9, 2.0 내지 3, 2.1 내지 2.2, 2.1 내지 2.3, 2.1 내지 2.4, 2.1 내지 2.5, 2.1 내지 2.6, 2.1 내지 2.7, 2.1 내지 2.8, 2.1 내지 2.9, 2.1 내지 3, 2.2 내지 2.3, 2.2 내지 2.4, 2.2 내지 2.5, 2.2 내지 2.6, 2.2 내지 2.7, 2.2 내지 2.8, 2.2 내지 2.9, 2.2 내지 3, 2.3 내지 2.4, 2.3 내지 2.5, 2.3 내지 2.6, 2.3 내지 2.7, 2.3 내지 2.8, 2.3 내지 2.9, 2.3 내지 3, 2.4 내지 2.5, 2.4 내지 2.6, 2.4 내지 2.7, 2.4 내지 2.8, 2.4 내지 2.9, 2.4 내지 3, 2.5 내지 2.6, 2.5 내지 2.6, 2.5 내지 2.7, 2.5 내지 2.8, 2.5 내지 2.9, 2.5 내지 3, 2.6 내지 2.7, 2.6 내지 2.8, 2.6 내지 2.9, 2.6 내지 3, 2.7 내지 2.8, 2.7 내지 2.9, 2.7 내지 3, 2.8 내지 2.9, 2.8 내지 3, 또는 2.9 내지 3의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율을 포함할 수 있다.

선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품은 복수의 입자를 포함할 수 있고, 여기서 입자 사이의 입자간 간격의 80 퍼센트 이상이 5 μm 내지 15 μm이다. 선택적으로, 복수의 입자는 철 함유 입자, 예컨대 대부분이 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는 철 함유 입자를 포함할 수 있다. 선택적으로, 철 함유 입자는 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 4%를 차지할 수 있다.

선택적으로, 위에 기재된 알루미늄 합금 제품을 위한 알루미늄 합금은 망간 함유 분산질의 대부분이 10 nm 내지 1.5 μm의 직경을 갖는 것과 같은 망간 함유 분산질을 포함하거나 추가로 포함할 수 있다. 선택적으로, 망간 함유 분산질은 알루미늄 합금의 총 부피의 최대 1%를 차지할 수 있다. 일부 경우에, 분산질은 다른 유형의 입자, 예컨대 α-상 입자 및/또는 β-상 입자의 수에 포함되지 않고, 및/또는 선택적으로 다른 유형의 입자와 별도로 계수될 수 있다.

금속 제품, 예컨대 알루미늄 합금 제품이 또한 본원에 기재된다. 일부 구체예에서, 금속 제품은 본원에 기재된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 일부 특정 구체예에서, 금속 제품은 예컨대 0.5 내지 1.0의 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 철 wt. %의 비율을 갖도록 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하고, 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 선택적으로 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하며, α-상 금속간 입자의 적어도 일부가 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 균질화 동안 변환된 β-상 금속간 입자에 해당하는, 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함한다. 선택적으로 α-상 금속간 입자의 부피 % 및/또는 수 밀도 대 β-상 금속간 입자의 부피 % 또는 수 밀도의 비율은 0.6 내지 1000 또는 그 이상이다.

또 다른 양태에서, 알루미늄 합금 제품 제조 방법이 기재된다. 이 양태의 예시적인 방법은 알루미늄 합금, 예컨대 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 알루미늄 합금을 포함하는 주조 알루미늄 합금 제품을 제공하는 단계; 및 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화하여 균질화된 알루미늄 합금 제품을 형성하는 단계를 포함한다. 다양한 균질화 조건이 본원에 기재된 방법에서 유용하다. 선택적으로, 균질화는 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도, 예컨대 500 ℃ 내지 650 ℃의 균질화 온도, 예컨대 500 ℃ 내지 510 ℃, 500 ℃ 내지 520 ℃, 500 ℃ 내지 530 ℃, 500 ℃ 내지 540 ℃, 500 ℃ 내지 550 ℃, 500 ℃ 내지 560 ℃, 500 ℃ 내지 570 ℃, 500 ℃ 내지 575 ℃, 500 ℃ 내지 580 ℃, 500 ℃ 내지 585 ℃, 500 ℃ 내지 590 ℃, 500 ℃ 내지 600 ℃, 500 ℃ 내지 610 ℃, 500 ℃ 내지 615 ℃, 500 ℃ 내지 620 ℃, 500 ℃ 내지 630 ℃, 500 ℃ 내지 640 ℃, 510 ℃ 내지 520 ℃, 510 ℃ 내지 530 ℃, 510 ℃ 내지 540 ℃, 510 ℃ 내지 550 ℃, 510 ℃ 내지 560 ℃, 510 ℃ 내지 570 ℃, 510 ℃ 내지 575 ℃, 510 ℃ 내지 580 ℃, 510 ℃ 내지 585 ℃, 510 ℃ 내지 590 ℃, 510 ℃ 내지 600 ℃, 510 ℃ 내지 610 ℃, 510 ℃ 내지 615 ℃, 510 ℃ 내지 620 ℃, 510 ℃ 내지 630 ℃, 510 ℃ 내지 640 ℃, 510 ℃ 내지 650 ℃, 520 ℃ 내지 530 ℃, 520 ℃ 내지 540 ℃, 520 ℃ 내지 550 ℃, 520 ℃ 내지 560 ℃, 520 ℃ 내지 570 ℃, 520 ℃ 내지 575 ℃, 520 ℃ 내지 580 ℃, 520 ℃ 내지 585 ℃, 520 ℃ 내지 590 ℃, 520 ℃ 내지 600 ℃, 520 ℃ 내지 610 ℃, 520 ℃ 내지 615 ℃, 520 ℃ 내지 620 ℃, 520 ℃ 내지 630 ℃, 520 ℃ 내지 640 ℃, 520 ℃ 내지 650 ℃, 530 ℃ 내지 540 ℃, 530 ℃ 내지 550 ℃, 530 ℃ 내지 560 ℃, 530 ℃ 내지 570 ℃, 530 ℃ 내지 575 ℃, 530 ℃ 내지 580 ℃, 530 ℃ 내지 585 ℃, 530 ℃ 내지 590 ℃, 530 ℃ 내지 600 ℃, 530 ℃ 내지 610 ℃, 530 ℃ 내지 615 ℃, 530 ℃ 내지 620 ℃, 530 ℃ 내지 630 ℃, 530 ℃ 내지 640 ℃, 530 ℃ 내지 650 ℃, 540 ℃ 내지 550 ℃, 540 ℃ 내지 560 ℃, 540 ℃ 내지 570 ℃, 540 ℃ 내지 575 ℃, 540 ℃ 내지 580 ℃, 540 ℃ 내지 585 ℃, 540 ℃ 내지 590 ℃, 540 ℃ 내지 600 ℃, 540 ℃ 내지 610 ℃, 540 ℃ 내지 615 ℃, 540 ℃ 내지 620 ℃, 540 ℃ 내지 630 ℃, 540 ℃ 내지 640 ℃, 540 ℃ 내지 650 ℃, 550 ℃ 내지 560 ℃, 550 ℃ 내지 570 ℃, 550 ℃ 내지 575 ℃, 550 ℃ 내지 580 ℃, 550 ℃ 내지 585 ℃, 550 ℃ 내지 590 ℃, 550 ℃ 내지 600 ℃, 550 ℃ 내지 610 ℃, 550 ℃ 내지 615 ℃, 550 ℃ 내지 620 ℃, 550 ℃ 내지 630 ℃, 550 ℃ 내지 640 ℃, 550 ℃ 내지 650 ℃, 560 ℃ 내지 570 ℃, 560 ℃ 내지 575 ℃, 560 ℃ 내지 580 ℃, 560 ℃ 내지 585 ℃, 560 ℃ 내지 590 ℃, 560 ℃ 내지 600 ℃, 560 ℃ 내지 610 ℃, 560 ℃ 내지 615 ℃, 560 ℃ 내지 620 ℃, 560 ℃ 내지 630 ℃, 560 ℃ 내지 640 ℃, 560 ℃ 내지 650 ℃, 570 ℃ 내지 575 ℃, 570 ℃ 내지 580 ℃, 570 ℃ 내지 585 ℃, 570 ℃ 내지 590 ℃, 570 ℃ 내지 600 ℃, 570 ℃ 내지 610 ℃, 570 ℃ 내지 615 ℃, 570 ℃ 내지 620 ℃, 570 ℃ 내지 630 ℃, 570 ℃ 내지 640 ℃, 570 ℃ 내지 650 ℃, 575 ℃ 내지 580 ℃, 575 ℃ 내지 585 ℃, 575 ℃ 내지 590 ℃, 575 ℃ 내지 600 ℃, 575 ℃ 내지 610 ℃, 575 ℃ 내지 615 ℃, 575 ℃ 내지 620 ℃, 575 ℃ 내지 630 ℃, 575 ℃ 내지 640 ℃, 575 ℃ 내지 650 ℃, 580 ℃ 내지 585 ℃, 580 ℃ 내지 590 ℃, 580 ℃ 내지 600 ℃, 580 ℃ 내지 610 ℃, 580 ℃ 내지 615 ℃, 580 ℃ 내지 620 ℃, 580 ℃ 내지 630 ℃, 580 ℃ 내지 640 ℃, 580 ℃ 내지 650 ℃, 585 ℃ 내지 590 ℃, 585 ℃ 내지 600 ℃, 585 ℃ 내지 610 ℃, 585 ℃ 내지 615 ℃, 585 ℃ 내지 620 ℃, 585 ℃ 내지 630 ℃, 585 ℃ 내지 640 ℃, 585 ℃ 내지 650 ℃, 590 ℃ 내지 600 ℃, 590 ℃ 내지 610 ℃, 590 ℃ 내지 615 ℃, 590 ℃ 내지 620 ℃, 590 ℃ 내지 630 ℃, 590 ℃ 내지 640 ℃, 590 ℃ 내지 650 ℃, 600 ℃ 내지 610 ℃, 600 ℃ 내지 615 ℃, 600 ℃ 내지 620 ℃, 600 ℃ 내지 630 ℃, 600 ℃ 내지 640 ℃, 600 ℃ 내지 650 ℃, 610 ℃ 내지 615 ℃, 610 ℃ 내지 620 ℃, 610 ℃ 내지 630 ℃, 610 ℃ 내지 640 ℃, 610 ℃ 내지 650 ℃, 615 ℃ 내지 620 ℃, 615 ℃ 내지 630 ℃, 615 ℃ 내지 640 ℃, 615 ℃ 내지 650 ℃, 620 ℃ 내지 630 ℃, 620 ℃ 내지 640 ℃, 620 ℃ 내지 650 ℃, 630 ℃ 내지 640 ℃, 630 ℃ 내지 650 ℃, 또는 640 ℃ 내지 650 ℃의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 균질화 온도는 선택적으로 알루미늄 합금의 고상선 온도의 75 ℃ 이내, 예컨대 알루미늄 합금의 고상선 온도의 70 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 65 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 60 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 55 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 50 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 45 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 40 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 35 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 30 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 25 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 20 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 15 ℃ 이내, 알루미늄 합금의 고상선 온도의 10 ℃ 이내, 또는 알루미늄 합금의 고상선 온도의 5 ℃ 이내일 수 있다.

균열 동안, 주조 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 0.1 시간 내지 36 시간 또는 12 시간 내지 36 시간, 예컨대 0.1 시간 내지 0.5 시간, 0.1 시간 내지 1 시간, 0.1 시간 내지 1.5 시간, 0.1 시간 내지 2 시간, 0.1 시간 내지 2.5 시간, 0.1 시간 내지 3 시간, 0.1 시간 내지 3.5 시간, 0.1 시간 내지 4 시간, 0.1 시간 내지 4.5 시간, 0.1 시간 내지 5 시간, 0.1 시간 내지 5.5 시간, 0.1 시간 내지 6 시간, 0.1 시간 내지 6.5 시간, 0.1 시간 내지 7 시간, 0.1 시간 내지 7.5 시간, 0.1 시간 내지 8 시간, 0.1 시간 내지 8.5 시간, 0.1 시간 내지 9 시간, 0.1 시간 내지 9.5 시간, 0.1 시간 내지 10 시간, 0.1 시간 내지 10.5 시간, 0.1 시간 내지 11 시간, 0.1 시간 내지 11.5 시간, 0.1 시간 내지 12 시간, 0.1 시간 내지 12.5 시간, 0.1 시간 내지 13 시간, 0.1 시간 내지 13.5 시간, 0.1 시간 내지 14 시간, 0.1 시간 내지 14.5 시간, 0.1 시간 내지 15 시간, 0.1 시간 내지 15.5 시간, 0.1 시간 내지 16 시간, 0.1 시간 내지 16.5 시간, 0.1 시간 내지 17 시간, 0.1 시간 내지 17.5 시간, 0.1 시간 내지 18 시간, 0.1 시간 내지 18.5 시간, 0.1 시간 내지 19 시간, 0.1 시간 내지 19.5 시간, 0.1 시간 내지 20 시간, 0.1 시간 내지 20.5 시간, 0.1 시간 내지 21 시간, 0.1 시간 내지 21.5 시간, 0.1 시간 내지 22 시간, 0.1 시간 내지 22.5 시간, 0.1 시간 내지 23 시간, 0.1 시간 내지 23.5 시간, 0.1 시간 내지 24 시간, 0.1 시간 내지 25 시간, 0.1 시간 내지 26 시간, 0.1 시간 내지 27 시간, 0.1 시간 내지 28 시간, 0.1 시간 내지 29 시간, 0.1 시간 내지 30 시간, 0.1 시간 내지 31 시간, 0.1 시간 내지 32 시간, 0.1 시간 내지 33 시간, 0.1 시간 내지 34 시간, 0.1 시간 내지 35 시간, 0.1 시간 내지 36 시간, 0.5 시간 내지 1 시간, 0.5 시간 내지 1.5 시간, 0.5 시간 내지 2 시간, 0.5 시간 내지 2.5 시간, 0.5 시간 내지 3 시간, 0.5 시간 내지 3.5 시간, 0.5 시간 내지 4 시간, 0.5 시간 내지 4.5 시간, 0.5 시간 내지 5 시간, 0.5 시간 내지 5.5 시간, 0.5 시간 내지 6 시간, 0.5 시간 내지 6.5 시간, 0.5 시간 내지 7 시간, 0.5 시간 내지 7.5 시간, 0.5 시간 내지 8 시간, 0.5 시간 내지 8.5 시간, 0.5 시간 내지 9 시간, 0.5 시간 내지 9.5 시간, 0.5 시간 내지 10 시간, 0.5 시간 내지 10.5 시간, 0.5 시간 내지 11 시간, 0.5 시간 내지 11.5 시간, 0.5 시간 내지 12 시간, 0.5 시간 내지 12.5 시간, 0.5 시간 내지 13 시간, 0.5 시간 내지 13.5 시간, 0.5 시간 내지 14 시간, 0.5 시간 내지 14.5 시간, 0.5 시간 내지 15 시간, 0.5 시간 내지 15.5 시간, 0.5 시간 내지 16 시간, 0.5 시간 내지 16.5 시간, 0.5 시간 내지 17 시간, 0.5 시간 내지 17.5 시간, 0.5 시간 내지 18 시간, 0.5 시간 내지 18.5 시간, 0.5 시간 내지 19 시간, 0.5 시간 내지 19.5 시간, 0.5 시간 내지 20 시간, 0.5 시간 내지 20.5 시간, 0.5 시간 내지 21 시간, 0.5 시간 내지 21.5 시간, 0.5 시간 내지 22 시간, 0.5 시간 내지 22.5 시간, 0.5 시간 내지 23 시간, 0.5 시간 내지 23.5 시간, 0.5 시간 내지 24 시간, 0.5 시간 내지 25 시간, 0.5 시간 내지 26 시간, 0.5 시간 내지 27 시간, 0.5 시간 내지 28 시간, 0.5 시간 내지 29 시간, 0.5 시간 내지 30 시간, 0.5 시간 내지 31 시간, 0.5 시간 내지 32 시간, 0.5 시간 내지 33 시간, 0.5 시간 내지 34 시간, 0.5 시간 내지 35 시간, 0.5 시간 내지 36 시간, 1 시간 내지 1.5 시간, 1 시간 내지 2 시간, 1 시간 내지 2.5 시간, 1 시간 내지 3 시간, 1 시간 내지 3.5 시간, 1 시간 내지 4 시간, 1 시간 내지 4.5 시간, 1 시간 내지 5 시간, 1 시간 내지 5.5 시간, 1 시간 내지 6 시간, 1 시간 내지 6.5 시간, 1 시간 내지 7 시간, 1 시간 내지 7.5 시간, 1 시간 내지 8 시간, 1 시간 내지 8.5 시간, 1 시간 내지 9 시간, 1 시간 내지 9.5 시간, 1 시간 내지 10 시간, 1 시간 내지 10.5 시간, 1 시간 내지 11 시간, 1 시간 내지 11.5 시간, 1 시간 내지 12 시간, 1 시간 내지 12.5 시간, 1 시간 내지 13 시간, 1 시간 내지 13.5 시간, 1 시간 내지 14 시간, 1 시간 내지 14.5 시간, 1 시간 내지 15 시간, 1 시간 내지 15.5 시간, 1 시간 내지 16 시간, 1 시간 내지 16.5 시간, 1 시간 내지 17 시간, 1 시간 내지 17.5 시간, 1 시간 내지 18 시간, 1 시간 내지 18.5 시간, 1 시간 내지 19 시간, 1 시간 내지 19.5 시간, 1 시간 내지 20 시간, 1 시간 내지 20.5 시간, 1 시간 내지 21 시간, 1 시간 내지 21.5 시간, 1 시간 내지 22 시간, 1 시간 내지 22.5 시간, 1 시간 내지 23 시간, 1 시간 내지 23.5 시간, 1 시간 내지 24 시간, 1 시간 내지 25 시간, 1 시간 내지 26 시간, 1 시간 내지 27 시간, 1 시간 내지 28 시간, 1 시간 내지 29 시간, 1 시간 내지 30 시간, 1 시간 내지 31 시간, 1 시간 내지 32 시간, 1 시간 내지 33 시간, 1 시간 내지 34 시간, 1 시간 내지 35 시간, 1 시간 내지 36 시간, 1.5 시간 내지 2 시간, 1.5 시간 내지 2.5 시간, 1.5 시간 내지 3 시간, 1.5 시간 내지 3.5 시간, 1.5 시간 내지 4 시간, 1.5 시간 내지 4.5 시간, 1.5 시간 내지 5 시간, 1.5 시간 내지 5.5 시간, 1.5 시간 내지 6 시간, 1.5 시간 내지 6.5 시간, 1.5 시간 내지 7 시간, 1.5 시간 내지 7.5 시간, 1.5 시간 내지 8 시간, 1.5 시간 내지 8.5 시간, 1.5 시간 내지 9 시간, 1.5 시간 내지 9.5 시간, 1.5 시간 내지 10 시간, 1.5 시간 내지 10.5 시간, 1.5 시간 내지 11 시간, 1.5 시간 내지 11.5 시간, 1.5 시간 내지 12 시간, 1.5 시간 내지 12.5 시간, 1.5 시간 내지 13 시간, 1.5 시간 내지 13.5 시간, 1.5 시간 내지 14 시간, 1.5 시간 내지 14.5 시간, 1.5 시간 내지 15 시간, 1.5 시간 내지 15.5 시간, 1.5 시간 내지 16 시간, 1.5 시간 내지 16.5 시간, 1.5 시간 내지 17 시간, 1.5 시간 내지 17.5 시간, 1.5 시간 내지 18 시간, 1.5 시간 내지 18.5 시간, 1.5 시간 내지 19 시간, 1.5 시간 내지 19.5 시간, 1.5 시간 내지 20 시간, 1.5 시간 내지 20.5 시간, 1.5 시간 내지 21 시간, 1.5 시간 내지 21.5 시간, 1.5 시간 내지 22 시간, 1.5 시간 내지 22.5 시간, 1.5 시간 내지 23 시간, 1.5 시간 내지 23.5 시간, 1.5 시간 내지 24 시간, 1.5 시간 내지 25 시간, 1.5 시간 내지 26 시간, 1.5 시간 내지 27 시간, 1.5 시간 내지 28 시간, 1.5 시간 내지 29 시간, 1.5 시간 내지 30 시간, 1.5 시간 내지 31 시간, 1.5 시간 내지 32 시간, 1.5 시간 내지 33 시간, 1.5 시간 내지 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일부 구체예에서, 균열 동안, β-상 금속간 입자의 크기는 균열 전 β-상 금속간 입자의 크기와 비교하여 감소한다. 일부 구체예에서, 균열 동안, 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도는 균열 전에 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도와 비교하여 감소한다.

이 양태의 방법은 선택적으로, 균질화된 알루미늄 합금 제품이 하나 이상의 압연 공정을 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 압연 공정은 열간 압연 공정 또는 냉간 압연 공정 중 적어도 하나를 포함한다. 선택적으로, 열간 압연 공정은 100 ℃ 내지 500 ℃, 예컨대 100 ℃ 내지 150 ℃, 100 ℃ 내지 200 ℃, 100 ℃ 내지 250 ℃, 100 ℃ 내지 300 ℃, 100 ℃ 내지 350 ℃, 100 ℃ 내지 400 ℃, 100 ℃ 내지 450 ℃, 150 ℃ 내지 200 ℃, 150 ℃ 내지 250 ℃, 150 ℃ 내지 300 ℃, 150 ℃ 내지 350 ℃, 150 ℃ 내지 400 ℃, 150 ℃ 내지 450 ℃, 150 ℃ 내지 500 ℃, 200 ℃ 내지 250 ℃, 200 ℃ 내지 300 ℃, 200 ℃ 내지 350 ℃, 200 ℃ 내지 400 ℃, 200 ℃ 내지 450 ℃, 200 ℃ 내지 500 ℃, 250 ℃ 내지 300 ℃, 250 ℃ 내지 350 ℃, 250 ℃ 내지 400 ℃, 250 ℃ 내지 450 ℃, 250 ℃ 내지 500 ℃, 300 ℃ 내지 350 ℃, 300 ℃ 내지 400 ℃, 300 ℃ 내지 450 ℃, 300 ℃ 내지 500 ℃, 350 ℃ 내지 400 ℃, 350 ℃ 내지 450 ℃, 350 ℃ 내지 500 ℃, 400 ℃ 내지 450 ℃, 400 ℃ 내지 500 ℃, 또는 450 ℃ 내지 500 ℃의 출구 온도를 포함할 수 있다. 선택적으로, 열간 압연 공정에 의해 제조된 압연된 알루미늄 합금 제품은 1 mm 내지 8 mm, 예컨대 1 mm 내지 2 mm, 1 mm 내지 3 mm, 1 mm 내지 4 mm, 1 mm 내지 5 mm, 1 mm 내지 6 mm, 1 mm 내지 7 mm, 2 mm 내지 3 mm, 2 mm 내지 4 mm, 2 mm 내지 5 mm, 2 mm 내지 6 mm, 2 mm 내지 7 mm, 2 mm 내지 8 mm, 3 mm 내지 4 mm, 3 mm 내지 5 mm, 3 mm 내지 6 mm, 3 mm 내지 7 mm, 3 mm 내지 8 mm, 4 mm 내지 5 mm, 4 mm 내지 6 mm, 4 mm 내지 7 mm, 4 mm 내지 8 mm, 5 mm 내지 6 mm, 5 mm 내지 7 mm, 5 mm 내지 8 mm, 6 mm 내지 7 mm, 6 mm 내지 8 mm, 또는 7 mm 내지 8 mm의 두께를 갖는다.

선택적으로, 냉간 압연 공정은 50 ℃ 내지 250 ℃, 예컨대 50 ℃ 내지 100 ℃, 50 ℃ 내지 150 ℃, 50 ℃ 내지 200 ℃, 100 ℃ 내지 150 ℃, 100 ℃ 내지 200 ℃, 100 ℃ 내지 250 ℃, 150 ℃ 내지 200 ℃, 150 ℃ 내지 250 ℃, 또는 200 ℃ 내지 250 ℃의 출구 온도를 포함할 수 있다. 선택적으로, 냉간 압연 공정에 의해 제조된 압연 알루미늄 합금 제품은 0.15 mm 내지 0.50 mm, 예컨대 0.15 mm 내지 0.20 mm, 0.15 mm 내지 0.25 mm, 0.15 mm 내지 0.30 mm, 0.15 mm 내지 0.35 mm, 0.15 mm 내지 0.40 mm, 0.15 mm 내지 0.45 mm, 0.15 mm 내지 0.50 mm, 0.20 mm 내지 0.25 mm, 0.20 mm 내지 0.30 mm, 0.20 mm 내지 0.35 mm, 0.20 mm 내지 0.40 mm, 0.20 mm 내지 0.45 mm, 0.20 mm 내지 0.50 mm, 0.25 mm 내지 0.30 mm, 0.25 mm 내지 0.35 mm, 0.25 mm 내지 0.40 mm, 0.25 mm 내지 0.45 mm, 0.25 mm 내지 0.50 mm, 0.30 mm 내지 0.35 mm, 0.30 mm 내지 0.40 mm, 0.30 mm 내지 0.50 mm, 0.35 mm 내지 0.40 mm, 0.35 mm 내지 0.45 mm, 0.35 mm 내지 0.50 mm, 0.40 mm 내지 0.45 mm, 0.40 mm 내지 0.50 mm, or 0.45 mm 내지 0.50 mm의 두께를 갖는다.

또 다른 양태에서, 금속 제품의 성형성 개선 방법이 제공된다. 이 양태의 예시적인 방법은 금속 복합물을 포함하는 주조 금속 제품을 제공하는 단계, (여기서 금속 복합물은 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하고, 여기서 금속 복합물 중의 규소 wt. % 대 금속 복합물 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0임), 및 주조 금속 제품을 균질화하여 0.0003/μm 내지 0.0006/μm의 피크 입자간 간격 대 입자 수 밀도의 비율을 달성하도록 복수의 입자의 입자간 간격을 제어하고 복수의 입자의 입자 밀도를 제어하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 금속 복합물은 규소 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함한다.

일부 구체예에서, 기재된 방법의 금속 복합물은 1 μm 내지 25 μm의 입자간 간격을 포함한다. 일부 구체예에서, 기재된 방법의 금속 복합물은 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자의 입자 밀도를 포함한다.

일부 구체예에서, 기재된 방법의 금속 복합물은 μm²당 50 내지 1,000 개의 입자의 입자 밀도를 포함한다. 일부 구체예에서, 기재된 방법의 금속 복합물은 1 μm 내지 50 μm의 입자 직경을 포함하는 복수의 입자를 포함한다. 선택적으로, 복수의 입자는 500 nm 내지 50 μm의 직경을 가질 수 있다.

다양한 균질화 조건이 본원에 기재된 방법에서 유용하다. 예를 들어, 균질화 온도는 400 ℃ 내지 알루미늄의 융점(예를 들어, 660 ℃) 미만 또는 특정 합금의 고상점 미만일 수 있다. 예를 들어, 균열을 위한 예시적인 지속 시간은 0.1 시간 내지 48 시간일 수 있다. 선택적으로, 균질화 온도는 주조 금속 제품의 고상선 온도의 25 ℃ 이내이다.

상기 기재된 방법에 따라 제조된 알루미늄 합금 제품을 위한 공급원 알루미늄 합금(들)은 동일한 시리즈 알루미늄 합금 또는 상이한 시리즈 알루미늄 합금의 혼합물에 해당할 수 있다. 선택적으로, 주조 알루미늄 합금 제품 제조는 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계 및 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 주조하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계는 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 모두를 용융하는 것을 포함한다. 선택적으로, 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금은 재활용된 공급원으로부터 유래한다. 일부 구체예에서, 더 높은 백분율의 규소를 포함하는 알루미늄 합금은 목표 규소 대 철 비율 달성에 유용할 수 있다. 예를 들어, 용융된 알루미늄 합금을 제조하는 단계는 선택적으로, 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금과 함께 4xxx 시리즈 알루미늄 합금 또는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 용융하는 것을 추가로 포함한다.

일부 구체예에서, 다중 균질화 단계가 유용할 수 있다. 예를 들어, 1차 고온 및/또는 장기 지속 시간 균질화 후의 2차 저온 균질화는 알루미늄 합금 제품 제조, 예컨대 압연 또는 기타 가공에 유용할 수 있다. 다단계 균질화 공정은 균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도를 제1 균질화 온도보다 낮은 제2 균질화 온도로 감소시키는 단계; 및 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 제2 지속 시간, 예컨대 초기 장기 지속 시간 균열의 지속 시간보다 짧은 제2 지속 시간 동안 균열하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 지속 시간은 1 시간 내지 24 시간, 예컨대 1 시간 내지 2 시간, 1 시간 내지 3 시간, 1 시간 내지 4 시간, 1 시간 내지 5 시간, 1 시간 내지 6 시간, 1 시간 내지 7 시간, 1 시간 내지 8 시간, 1 시간 내지 9 시간, 1 시간 내지 10 시간, 1 시간 내지 11 시간, 1 시간 내지 12 시간, 1 시간 내지 13 시간, 1 시간 내지 14 시간, 1 시간 내지 15 시간, 1 시간 내지 16 시간, 1 시간 내지 17 시간, 1 시간 내지 18 시간, 1 시간 내지 19 시간, 1 시간 내지 20 시간, 1 시간 내지 21 시간, 1 시간 내지 22 시간, 1 시간 내지 23 시간, 2 시간 내지 3 시간, 2 시간 내지 4 시간, 2 시간 내지 5 시간, 2 시간 내지 6 시간, 2 시간 내지 7 시간, 2 시간 내지 8 시간, 2 시간 내지 9 시간, 2 시간 내지 10 시간, 2 시간 내지 11 시간, 2 시간 내지 12 시간, 2 시간 내지 13 시간, 2 시간 내지 14 시간, 2 시간 내지 15 시간, 2 시간 내지 16 시간, 2 시간 내지 17 시간, 2 시간 내지 18 시간, 2 시간 내지 19 시간, 2 시간 내지 20 시간, 2 시간 내지 21 시간, 2 시간 내지 22 시간, 2 시간 내지 23 시간, 2 시간 내지 24 시간, 3 시간 내지 4 시간, 3 시간 내지 5 시간, 3 시간 내지 6 시간, 3 시간 내지 7 시간, 3 시간 내지 8 시간, 3 시간 내지 9 시간, 3 시간 내지 10 시간, 3 시간 내지 11 시간, 3 시간 내지 12 시간, 3 시간 내지 13 시간, 3 시간 내지 14 시간, 3 시간 내지 15 시간, 3 시간 내지 16 시간, 3 시간 내지 17 시간, 3 시간 내지 18 시간, 3 시간 내지 19 시간, 3 시간 내지 20 시간, 3 시간 내지 21 시간, 3 시간 내지 22 시간, 3 시간 내지 23 시간, 3 시간 내지 24 시간, 4 시간 내지 5 시간, 4 시간 내지 6 시간, 4 시간 내지 7 시간, 4 시간 내지 8 시간, 4 시간 내지 9 시간, 4 시간 내지 10 시간, 4 시간 내지 11 시간, 4 시간 내지 12 시간, 4 시간 내지 13 시간, 4 시간 내지 14 시간, 4 시간 내지 15 시간, 4 시간 내지 16 시간, 4 시간 내지 17 시간, 4 시간 내지 18 시간, 4 시간 내지 19 시간, 4 시간 내지 20 시간, 4 시간 내지 21 시간, 4 시간 내지 22 시간, 4 시간 내지 23 시간, 4 시간 내지 24 시간, 5 시간 내지 6 시간, 5 시간 내지 7 시간, 5 시간 내지 8 시간, 5 시간 내지 9 시간, 5 시간 내지 10 시간, 5 시간 내지 11 시간, 5 시간 내지 12 시간, 5 시간 내지 13 시간, 5 시간 내지 14 시간, 5 시간 내지 15 시간, 5 시간 내지 16 시간, 5 시간 내지 17 시간, 5 시간 내지 18 시간, 5 시간 내지 19 시간, 5 시간 내지 20 시간, 5 시간 내지 21 시간, 5 시간 내지 22 시간, 5 시간 내지 23 시간, 5 시간 내지 24 시간, 6 시간 내지 7 시간, 6 시간 내지 8 시간, 6 시간 내지 9 시간, 6 시간 내지 10 시간, 6 시간 내지 11 시간, 6 시간 내지 12 시간, 6 시간 내지 13 시간, 6 시간 내지 14 시간, 6 시간 내지 15 시간, 6 시간 내지 16 시간, 6 시간 내지 17 시간, 6 시간 내지 18 시간, 6 시간 내지 19 시간, 6 시간 내지 20 시간, 6 시간 내지 21 시간, 6 시간 내지 22 시간, 6 시간 내지 23 시간, 6 시간 내지 24 시간, 7 시간 내지 8 시간, 7 시간 내지 9 시간, 7 시간 내지 10 시간, 7 시간 내지 11 시간, 7 시간 내지 12 시간, 7 시간 내지 13 시간, 7 시간 내지 14 시간, 7 시간 내지 15 시간, 7 시간 내지 16 시간, 7 시간 내지 17 시간, 7 시간 내지 18 시간, 7 시간 내지 19 시간, 7 시간 내지 20 시간, 7 시간 내지 21 시간, 7 시간 내지 22 시간, 7 시간 내지 23 시간, 7 시간 내지 24 시간, 8 시간 내지 9 시간, 8 시간 내지 10 시간, 8 시간 내지 11 시간, 8 시간 내지 12 시간, 8 시간 내지 13 시간, 8 시간 내지 14 시간, 8 시간 내지 15 시간, 8 시간 내지 16 시간, 8 시간 내지 17 시간, 8 시간 내지 18 시간, 8 시간 내지 19 시간, 8 시간 내지 20 시간, 8 시간 내지 21 시간, 8 시간 내지 22 시간, 8 시간 내지 23 시간, 8 시간 내지 24 시간, 9 시간 내지 10 시간, 9 시간 내지 11 시간, 9 시간 내지 12 시간, 9 시간 내지 13 시간, 9 시간 내지 14 시간, 9 시간 내지 15 시간, 9 시간 내지 16 시간, 9 시간 내지 17 시간, 9 시간 내지 18 시간, 9 시간 내지 19 시간, 9 시간 내지 20 시간, 9 시간 내지 21 시간, 9 시간 내지 22 시간, 9 시간 내지 23 시간, 9 시간 내지 24 시간, 10 시간 내지 11 시간, 10 시간 내지 12 시간, 10 시간 내지 13 시간, 10 시간 내지 14 시간, 10 시간 내지 15 시간, 10 시간 내지 16 시간, 10 시간 내지 17 시간, 10 시간 내지 18 시간, 10 시간 내지 19 시간, 10 시간 내지 20 시간, 10 시간 내지 21 시간, 10 시간 내지 22 시간, 10 시간 내지 23 시간, 10 시간 내지 24 시간, 11 시간 내지 12 시간, 11 시간 내지 13 시간, 11 시간 내지 14 시간, 11 시간 내지 15 시간, 11 시간 내지 16 시간, 11 시간 내지 17 시간, 11 시간 내지 18 시간, 11 시간 내지 19 시간, 11 시간 내지 20 시간, 11 시간 내지 21 시간, 11 시간 내지 22 시간, 11 시간 내지 23 시간, 11 시간 내지 24 시간, 12 시간 내지 13 시간, 12 시간 내지 14 시간, 12 시간 내지 15 시간, 12 시간 내지 16 시간, 12 시간 내지 17 시간, 12 시간 내지 18 시간, 12 시간 내지 19 시간, 12 시간 내지 20 시간, 12 시간 내지 21 시간, 12 시간 내지 22 시간, 12 시간 내지 23 시간, 12 시간 내지 24 시간, 13 시간 내지 14 시간, 13 시간 내지 15 시간, 13 시간 내지 16 시간, 13 시간 내지 17 시간, 13 시간 내지 18 시간, 13 시간 내지 19 시간, 13 시간 내지 20 시간, 13 시간 내지 21 시간, 13 시간 내지 22 시간, 13 시간 내지 23 시간, 13 시간 내지 24 시간, 14 시간 내지 16 시간, 14 시간 내지 17 시간, 14 시간 내지 18 시간, 14 시간 내지 19 시간, 14 시간 내지 20 시간, 14 시간 내지 21 시간, 14 시간 내지 22 시간, 14 시간 내지 23 시간, 14 시간 내지 24 시간, 15 시간 내지 16 시간, 15 시간 내지 17 시간, 15 시간 내지 18 시간, 15 시간 내지 19 시간, 15 시간 내지 20 시간, 15 시간 내지 21 시간, 15 시간 내지 22 시간, 15 시간 내지 23 시간, 15 시간 내지 24 시간, 16 시간 내지 17 시간, 16 시간 내지 18 시간, 16 시간 내지 19 시간, 16 시간 내지 20 시간, 16 시간 내지 21 시간, 16 시간 내지 22 시간, 16 시간 내지 23 시간, 16 시간 내지 24 시간, 17 시간 내지 18 시간, 17 시간 내지 19 시간, 17 시간 내지 20 시간, 17 시간 내지 21 시간, 17 시간 내지 22 시간, 17 시간 내지 23 시간, 17 시간 내지 24 시간, 18 시간 내지 19 시간, 18 시간 내지 20 시간, 18 시간 내지 21 시간, 18 시간 내지 22 시간, 18 시간 내지 23 시간, 18 시간 내지 24 시간, 19 시간 내지 20 시간, 19 시간 내지 21 시간, 19 시간 내지 22 시간, 19 시간 내지 23 시간, 19 시간 내지 24 시간, 20 시간 내지 21 시간, 20 시간 내지 22 시간, 20 시간 내지 23 시간, 20 시간 내지 24 시간, 21 시간 내지 22 시간, 21 시간 내지 23 시간, 21 시간 내지 24 시간, 22 시간 내지 23 시간, 22 시간 내지 24 시간, 또는 23 시간 내지 24 시간일 수 있다.

선택적으로, 고온에서의 초기 균질화 후 균질화를 위한 2차 온도는 500 ℃ 내지 580 ℃, 예컨대 500 ℃ 내지 505 ℃, 500 ℃ 내지 510 ℃, 500 ℃ 내지 515 ℃, 500 ℃ 내지 520 ℃, 500 ℃ 내지 525 ℃, 500 ℃ 내지 530 ℃, 500 ℃ 내지 535 ℃, 500 ℃ 내지 540 ℃, 500 ℃ 내지 545 ℃, 500 ℃ 내지 550 ℃, 500 ℃ 내지 555 ℃, 500 ℃ 내지 560 ℃, 500 ℃ 내지 565 ℃, 500 ℃ 내지 570 ℃, 500 ℃ 내지 575 ℃, 505 ℃ 내지 510 ℃, 505 ℃ 내지 515 ℃, 505 ℃ 내지 520 ℃, 505 ℃ 내지 525 ℃, 505 ℃ 내지 530 ℃, 505 ℃ 내지 535 ℃, 505 ℃ 내지 540 ℃, 505 ℃ 내지 545 ℃, 505 ℃ 내지 550 ℃, 505 ℃ 내지 555 ℃, 505 ℃ 내지 560 ℃, 505 ℃ 내지 565 ℃, 505 ℃ 내지 570 ℃, 505 ℃ 내지 575 ℃, 510 ℃ 내지 515 ℃, 510 ℃ 내지 520 ℃, 510 ℃ 내지 525 ℃, 510 ℃ 내지 530 ℃, 510 ℃ 내지 535 ℃, 510 ℃ 내지 540 ℃, 510 ℃ 내지 545 ℃, 510 ℃ 내지 550 ℃, 510 ℃ 내지 555 ℃, 510 ℃ 내지 560 ℃, 510 ℃ 내지 565 ℃, 510 ℃ 내지 570 ℃, 510 ℃ 내지 575 ℃, 510 ℃ 내지 580 ℃, 515 ℃ 내지 520 ℃, 515 ℃ 내지 525 ℃, 515 ℃ 내지 530 ℃, 515 ℃ 내지 535 ℃, 515 ℃ 내지 540 ℃, 515 ℃ 내지 545 ℃, 515 ℃ 내지 550 ℃, 515 ℃ 내지 555 ℃, 515 ℃ 내지 560 ℃, 515 ℃ 내지 565 ℃, 515 ℃ 내지 570 ℃, 515 ℃ 내지 575 ℃, 515 ℃ 내지 580 ℃, 520 ℃ 내지 525 ℃, 520 ℃ 내지 530 ℃, 520 ℃ 내지 535 ℃, 520 ℃ 내지 540 ℃, 520 ℃ 내지 545 ℃, 520 ℃ 내지 550 ℃, 520 ℃ 내지 555 ℃, 520 ℃ 내지 560 ℃, 520 ℃ 내지 565 ℃, 520 ℃ 내지 570 ℃, 520 ℃ 내지 575 ℃, 520 ℃ 내지 580 ℃, 525 ℃ 내지 530 ℃, 525 ℃ 내지 535 ℃, 525 ℃ 내지 540 ℃, 525 ℃ 내지 545 ℃, 525 ℃ 내지 550 ℃, 525 ℃ 내지 555 ℃, 525 ℃ 내지 560 ℃, 525 ℃ 내지 565 ℃, 525 ℃ 내지 570 ℃, 525 ℃ 내지 575 ℃, 525 ℃ 내지 580 ℃, 530 ℃ 내지 535 ℃, 530 ℃ 내지 540 ℃, 530 ℃ 내지 545 ℃, 530 ℃ 내지 550 ℃, 530 ℃ 내지 555 ℃, 530 ℃ 내지 560 ℃, 530 ℃ 내지 565 ℃, 530 ℃ 내지 570 ℃, 530 ℃ 내지 575 ℃, 530 ℃ 내지 580 ℃, 535 ℃ 내지 540 ℃, 535 ℃ 내지 545 ℃, 535 ℃ 내지 550 ℃, 535 ℃ 내지 555 ℃, 535 ℃ 내지 560 ℃, 535 ℃ 내지 565 ℃, 535 ℃ 내지 570 ℃, 535 ℃ 내지 575 ℃, 535 ℃ 내지 580 ℃, 540 ℃ 내지 545 ℃, 540 ℃ 내지 550 ℃, 540 ℃ 내지 555 ℃, 540 ℃ 내지 560 ℃, 540 ℃ 내지 565 ℃, 540 ℃ 내지 570 ℃, 540 ℃ 내지 575 ℃, 540 ℃ 내지 580 ℃, 545 ℃ 내지 550 ℃, 545 ℃ 내지 555 ℃, 545 ℃ 내지 560 ℃, 545 ℃ 내지 565 ℃, 545 ℃ 내지 570 ℃, 545 ℃ 내지 575 ℃, 545 ℃ 내지 580 ℃, 550 ℃ 내지 555 ℃, 550 ℃ 내지 560 ℃, 550 ℃ 내지 565 ℃, 550 ℃ 내지 570 ℃, 550 ℃ 내지 575 ℃, 550 ℃ 내지 580 ℃, 555 ℃ 내지 560 ℃, 555 ℃ 내지 565 ℃, 555 ℃ 내지 570 ℃, 555 ℃ 내지 575 ℃, 555 ℃ 내지 580 ℃, 560 ℃ 내지 565 ℃, 560 ℃ 내지 570 ℃, 560 ℃ 내지 575 ℃, 560 ℃ 내지 580 ℃, 565 ℃ 내지 570 ℃, 565 ℃ 내지 575 ℃, 565 ℃ 내지 580 ℃, 570 ℃ 내지 575 ℃, 570 ℃ 내지 580 ℃, 또는 575 ℃ 내지 580 ℃이다. 일부 구체예에서, 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 균열시키는 단계는 균질화된 알루미늄 합금 제품의 표면 품질 또는 특징을 제어한다. 선택적으로, 제2 균질화 온도에서 균질화된 알루미늄 합금 제품의 균열은 균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도를 압연 공정에 충분한 온도로 만든다. 개시된 방법은 선택적으로, 균질화된 알루미늄 합금 제품이 하나 이상의 압연 공정을 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 목적 및 장점은 비제한적인 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 명세서는 이하의 첨부된 도면을 참조하며, 여기서 상이한 도면에서 같은 참조 번호의 사용은 같거나 유사한 구성요소를 예시하기 위한 것이다.
도 1은 일부 구체예에 따른 알루미늄 합금의 성형성과 평균 입자 크기 간의 관계를 보여주는 예시적인 그래프를 제공한다.
도 2A는 일부 구체예에 따른 입자를 갖는 알루미늄 합금 샘플의 개략도를 제공한다.
도 2B는 일부 구체예에 따른 입자를 갖는 알루미늄 합금 샘플에 가해지는 힘의 개략도를 제공한다.
도 2C는 일부 구체예에 따른 입자를 갖는 알루미늄 합금 샘플에서 균열 전파의 개략도를 제공한다.
도 2D는 일부 구체예에 따른 입자를 갖는 알루미늄 합금 샘플 균열의 개략도를 제공한다.
도 3은 일부 구체예에 따른 입자를 갖는 알루미늄 합금을 통해 전파하는 균열의 광학 현미경사진 이미지를 제공한다.
도 4는 알루미늄 합금 제품을 제조하는 예시적인 방법의 개략도를 제공한다.
도 5는 알루미늄 합금 제품 제조에 사용되는 예시적인 균질화 조건을 나타내는 플롯을 제공한다.
도 6은 일부 구체예에 따른 바람직한 입자 밀도 및 입자간 간격을 갖는 알루미늄 합금 제조 방법을 제공한다.
도 7A 및 도 7B은 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금에 대한 예측된 상평형 그림을 나타내는 플롯을 제공한다.
도 8은 두 가지 상이한 가공 방식에 따른 가공 후 주조된 그대로의 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 전자 현미경사진 이미지를 제공한다.
도 9는 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 전기 전도도 데이터를 제공한다.
도 10은 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 전자 현미경사진 이미지를 제공한다.
도 11은 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 전자 현미경사진 이미지를 제공한다.
도 12는 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 입자 크기 분포를 제공한다.
도 13은 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 이미지를 제공한다.
도 14는 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 이미지를 제공한다.
도 15A 및 도 15B는 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 인장 특성을 나타내는 차트를 제공한다.
도 16A 및 도 16B는 두 가지 상이한 가공 방식에 따라 가공된 두 가지 예시적인 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 샘플에 대한 굽힘성 테스트 결과를 나타내는 플롯을 제공한다.

상세한 설명

본 개시내용은 알루미늄 합금 제품 및 알루미늄 합금의 제조 및 처리 방법 및 알루미늄 합금 제품을 제공한다. 일부 예에서, 본원에 기재된 방법 및 제품에서 사용되는 알루미늄 합금은, 예를 들어, 3xxx 시리즈 알루미늄 합금, 4xxx 시리즈 알루미늄 합금, 5xxx 시리즈 알루미늄 합금, 또는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함한다. 일부 예에서, 알루미늄 합금은 알루미늄, 마그네슘, 망간, 규소, 철, 및 선택적으로 구리를 포함하는 합금 매트릭스를 포함할 수 있다. 비제한적 예로서, 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 개시된 방법 및 제품에서 특히 유용할 수 있다. 본원에 기재된 방법 및 제품에서 사용하기 위한 예시적인 3xxx 시리즈(본원에서 AA3xxx 시리즈로도 지칭됨) 알루미늄 합금은 AA3002, AA3102, AA3003, AA3103, AA3103A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3405, AA3405A, AA3405B, AA3007, AA3407, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3410, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130, 또는 AA3065를 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 개시내용은 개선된 성형성을 갖는 알루미늄 합금 제품에 관한 것이다. 알루미늄 합금 제품 내에 형성된 큰 입자는 큰 입자가 균열 민감성을 증가시킬 수 있고 알루미늄 합금 제품의 전체 강도를 감소시킬 수 있기 때문에 알루미늄 합금 제품의 성형성을 감소시킬 수 있다. 공극은 알루미늄 합금 재료 내의 입자, 특히 큰 입자 주위에 형성될 수 있다. 큰 입자는 흔히 증가된 다공성, 감소된 연성을 갖고, 입자를 둘러싼 알루미늄 합금 재료보다 더 취성일 수 있다. 입자와 알루미늄 합금 매트릭스 사이의 재료 특성의 차이는 입자 주위의 알루미늄 합금 제품에 가해지는 응력 또는 변형을 집중시킬 수 있다. 입자가 더 클수록, 응력 또는 변형이 입자 주위에 집중되는 경향이 커진다. 예를 들어, 과도하거나 지나치게 큰 입자는 입자 주위에 형성되는 취약점으로 인해 제조 공정 동안, 예컨대 알루미늄 합금의 드로인 또는 네킹 동안 테어 오프를 발생시킬 수 있다. 다른 시나리오에서, 큰 입자는 사용 동안 알루미늄 합금 제품의 갈라짐 또는 파단을 야기할 수 있다.

성형성을 증가시키기 위한 일반적인 접근법은 입자 크기를 감소시키는 것이다. 그러나, 입자 크기가 감소함에 따라 합금 조성이 고정되는 경우, 알루미늄 합금의 설정 부피 내의 입자의 밀도가 증가하는데, 입자가 단순히 다수의 더 작은 입자로 부서져 크기가 감소할 수 있기 때문이다. 증가된 입자 밀도는 또한 알루미늄 합금 제품의 성형성에 해로울 수 있다. 입자 밀도가 증가함에 따라, 입자는 평균적으로 서로 더 가까워지며, 인접한 입자 사이의 간격(입자간 간격)이 감소된다. 감소되거나 낮은 입자간 간격은, 균열이 입자 사이에서 우선적으로 연장될 수 있으므로, 입자가 서로 가깝게 배치되는 경우 균열 전파가 에너지를 덜 소모할 수 있기 때문에 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금이 사용으로부터 또는 제조 공정 동안 응력 또는 변형을 받는 경우 (즉, 신장되거나 당겨지는 경우), 알루미늄 합금 내에서 입자 또는 취약점 주위에 존재하는 공극으로부터 균열이 형성될 수 있다. 입자간 간격의 감소는 균열이 다음으로 가장 가까운 입자에 도달하기 위해 더 적은 에너지를 필요로 할 수 있으므로 입자 주위의 취약점으로부터 균열 전파를 증가시킬 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 입자 크기 감소는 실제로 알루미늄 합금 제품의 성형성에 해로울 수 있다.

따라서, 입자 크기 및 입자간 간격 제어는 개선된 또는 최적의 성형성을 갖는 알루미늄 합금 제품 제조에 유용할 수 있다. 유리하게는, 현재 기재된 알루미늄 합금 제품은 테어 오프 및/또는 응력 유발 균열을 제한하거나 감소시키는 (즉, 성형성을 개선하는) 입자 크기 및 입자간 간격을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 본원에 개시된 알루미늄 합금은 바람직한 입자 크기 및 바람직한 입자간 간격의 형성을 허용하는 원소 조성을 포함할 수 있다.

본원에 개시된 알루미늄 합금은 또한 재활용된 공급원 함유물의 증가를 허용할 수 있다. 알루미늄 합금의 재활용된 공급원 함유물 증가는 재활용된 공급원 함유물 내에 존재하는 특정한 더 많은 합금 성분으로 인해 알루미늄 합금 제품의 성형성을 감소시킬 수 있다. 재활용된 공급원 함유물은 일반적으로 다수의 상이한 유형의 물질의 혼합물이다. 따라서, 재활용된 공급원 함유물의 조성물은 때때로 바람직하지 않은 양의 바람직하지 않은 성분을 포함할 수 있다. 일반적으로, 혼합된 조성물은 주조 및/또는 가공 시 바람직하지 않은 입자를 생성할 수 있다. 예를 들어, 입자는 바람직하지 않은 조성, 크기, 및/또는 간격을 나타낼 수 있다. 따라서, 개시된 기술의 사용에 의해, 입자 크기 및 입자 밀도는 혼합된 조성물을 보상할 수 있는 수준으로 제어될 수 있고 따라서 생성된 알루미늄 합금 제품의 성형성 특성에 영향을 미치지 않고 다량의 재활용된 공급원 함유물과 양립할 수 있다.

알루미늄 합금 제품은 알루미늄 합금을 주조하여 주조 알루미늄 합금 제품을 형성하고 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화하여 균질화된 알루미늄 합금 제품을 형성함으로써 제조될 수 있다. 주조 공정 동안, 철 및 망간을 포함하는 알루미늄 합금 제품은 주조 알루미늄 합금 제품 내에 본원에서 Al-(Fe, Mn) 금속간 입자 또는 β-상 금속간 입자로 지칭될 수 있는, Al 및 Fe 또는 Mn 중 하나 이상을 포함하는 금속간 입자를 생성할 수 있다. 규소가 존재하는 경우, 본원에서 Al-(Fe, Mn)-Si 금속간 입자 또는 α-상 금속간 입자로도 지칭되는, Al, Si, 및 Fe 또는 Mn 중 하나 이상을 포함하는 금속간 입자가 또한 생성될 수 있다. 거의 모든 알루미늄 합금에 일반적으로 일정량의 철 및 규소가 존재하므로, 많은 알루미늄 합금이 주조 시 이러한 금속간 입자를 포함할 수 있다.

이러한 입자 유형 각각은 상이한 특성을 나타내며 알루미늄 합금의 구조에 상이한 방식으로 기여한다. 예를 들어, 일반적으로 β-상 입자는 α-상 입자보다 더 크고 더 덩어리지거나 기하학적인 경향이 있는 반면, α-상 입자는 더 단단하고 β-상 입자보다 더 작은 경향이 있다. 열간 및 냉간 압연 동안, 금속간 입자가 파손되어 예를 들어 크기, 분포 및 수 밀도에 영향을 미칠 수 있다.

주조 알루미늄 합금 제품에서 금속간 입자의 존재는 유익할 수 있다. 예를 들어, 금속간 입자를 포함하는 알루미늄 합금은 금속간 입자가 알루미늄 합금 제품의 다른 부분보다 훨씬 더 단단할 수 있기 때문에 알루미늄 음료 용기 형성에 유익할 수 있다. 드로잉, 아이어닝 및 네킹 동안, 단단한 금속간 입자는 다이 표면 세척에 의해 골링을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 금속간 입자는 드로잉, 아이어닝 및 네킹 다이를 마모시키고 다이 표면에 축적된 금속을 감소시키거나 제거할 수 있다.

음료 용기 제조 공정이 다양한 드로잉, 아이어닝 및 네킹 공정을 통해 진행함에 따라, 벽 두께가 감소한다. 그러나 벽 두께가 이러한 공정 동안 감소할 때 β-상 입자가 지나치게 크거나 지나치게 많은 양으로 존재하는 경우 β-상 금속간 입자의 존재가 유해할 수 있다. 과도하거나 지나치게 큰 β-상 입자는 드로잉 또는 네킹 동안 테어 오프가 발생하도록 할 수 있고, 여기서 음료 용기 벽이 갈라지거나 파단되어, 음료 용기 벽을 손상시킨다. 테어 오프는, 일부 경우에, 벽 부분이 손상된 음료 용기로부터 완전히 분리될 수 있고 다이 또는 기타 제조 장비 내에서 제거해야 할 수 있기 때문에, 제조 공정을 중단시킬 수 있다.

그러나 유리하게는, 현재 기재된 알루미늄 합금 제품이 테어 오프를 제한하거나 감소시키는 금속간 입자 크기, 분포, 농도, 및 조성을 나타낸다. 증가된 규소 대 철의 비율 사용에 의해, 개시된 알루미늄 합금 제품은 바람직하게는, 예컨대 균질화 공정 동안 β-상 금속간 입자를 α-상 금속간 입자로 전환함으로써 α-상 금속간 입자를 생성할 수 있다.

또한, 고온에서의 균질화 동안, 합금 원소는 주조 알루미늄 합금 제품의 결정 구조 전체에 걸쳐 확산 및 이동하여 금속간 입자의 크기, 분포, 농도 및 조성을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 결정 구조에 존재하는 규소 원자는 β-상 금속간 입자로 확산되고 입자를 α-상 금속간 입자로 변환시킬 수 있다. 규소는 약 1 wt. % 미만과 같이 소량으로 존재할 수 있으므로, 규소가 주조 제품의 β-상 금속간 입자에서 확산 및 축적되는 데 상당한 시간이 걸릴 수 있고, 따라서 β-상 금속간 입자의 상당한 변환을 일으키는 데 장기 지속 시간 균질화가 유용할 수 있다. 예를 들어, 12 시간 또는 24 시간 이상의 지속 시간 동안 고온에서 균질화함으로써, 알루미늄 합금으로부터의 규소가 β-상 금속간 입자의 적어도 일부로 확산되어 α-상 금속간 입자로 변환될 수 있다.

예시적인 균질화 조건은 12 시간 또는 24 시간 이상 동안 고온에서 주조 알루미늄 합금 제품을 균열시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 균열은 약 575 ℃ 내지 약 615 ℃, 약 580 ℃ 내지 약 610 ℃, 또는 약 585 ℃ 내지 약 605 ℃의 균질화 온도에서 발생할 수 있다. 2차 균질화 공정은 또한 일부 구체예에 유용할 수 있다. 예를 들어, 균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도는 더 낮은 온도로 낮아질 수 있고 알루미늄 합금 제품은 더 낮은 온도에서 특정 지속 시간 동안 유지(균열)될 수 있다. 예시적인 2차 균질화 온도는 약 500 ℃ 내지 약 600 ℃를 포함하고, 특정 합금에 의존할 수 있다. 예시적인 2차 균질화 균열 지속 시간은 약 1 시간 내지 약 24 시간을 포함한다. 이러한 유형의 낮아진 온도에서의 2차 균질화는 균질화된 알루미늄 합금 제품의 표면 품질 또는 특징 제어 및/또는 개선에 유용할 수 있다.

균질화 동안, 금속간 입자의 크기, 조성, 농도 및 분포가 변화할 수 있다. 예를 들어, β-상 금속간 입자는 적어도 부분적으로 규소 원자를 받아들여 α-상 입자로 변환될 수 있고, 이는 임의의 잔류 β-상 금속간 입자의 크기를 감소시킬 수 있다. 따라서, β-상 금속간 입자의 평균 크기는 균질화 또는 균열 동안 감소할 수 있다. 유사하게, β-상 금속간 입자의 수 밀도는 균질화 또는 균열 동안 감소할 수 있다. 일부 구체예에서, 약 30% 내지 약 100%와 같은 일정량의 β-상 금속간 입자가 균질화 또는 균열 동안 α-상 금속간 입자로 변환된다. α-상 금속간 입자의 수 밀도는 균질화 또는 균열 동안 증가할 수 있다. 약 2 내지 약 1000의 α-상 금속간 입자 대 β-상 금속간 입자의 수 밀도 비율은 본원에 기재된 장기 지속 시간 균질화 공정에 의해 달성될 수 있다. 그러나 주조된 그대로, α-상 금속간 입자 대 β-상 금속간 입자의 수 밀도 비율은 예를 들어 약 0.3 내지 약 3일 수 있다.

본원에 기재된 방법 및 제품에 사용되는 알루미늄 합금은 재활용된 음료 용기와 같은 재활용된 재료에 해당할 수 있다. 알루미늄 합금 주조 공정에서, 공급원 재료, 예컨대 재활용된 음료 용기가 용융되어 용융된 알루미늄 합금을 제조할 수 있다. 음료 용기는 3xxx 시리즈 망간 함유 알루미늄 합금(예를 들어, AA3104) 및 5xxx 시리즈 마그네슘 함유 알루미늄 합금(예를 들어, AA5182)를 포함하는 경향이 있으므로, 이 공급원 재료는 새로운 음료 용기를 만들기 위한 새로운 알루미늄 합금 제품 제조에 유용할 수 있다. 금속간 입자와 관련하여 전술한 이점을 얻기 위해 규소 대 철 비율(예를 들어, wt. % 비율)이 증가되어야 하는 경우, 규소의 추가 공급원이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 규소 함유 합금은 용융된 알루미늄, 예컨대 4xxx 시리즈 알루미늄 합금 또는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금에 첨가될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 보충 규소의 공급원은 재활용된 알루미늄 합금 재료에 해당할 수 있다.

본원에 기재된 방법에서 사용하기 위한 비제한적인 예시적 AA4xxx 시리즈 합금은 AA4004, AA4104, AA4006, AA4007, AA4008, AA4009, AA4010, AA4013, AA4014, AA4015, AA4015A, AA4115, AA4016, AA4017, AA4018, AA4019, AA4020, AA4021, AA4026, AA4032, AA4043, AA4043A, AA4143, AA4343, AA4643, AA4943, AA4044, AA4045, AA4145, AA4145A, AA4046, AA4047, AA4047A, 또는 AA4147을 포함할 수 있다.

본원에 기재된 방법에서 사용하기 위한 비제한적인 예시적 AA6xxx 시리즈 합금은 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, 또는 AA6092를 포함할 수 있다.

정의 및 설명:

본원에서 사용된 용어 "발명," "상기 발명," "이 발명," 및 "본 발명"은 이 특허 출원의 모든 주제 및 하기 청구범위를 광범위하게 지칭하는 것으로 의도된다. 이러한 용어를 포함하는 진술은 본원에 기재된 주제를 제한하거나 하기 특허 청구범위의 의미 또는 범위를 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다.

이 설명에서, AA 번호 및 기타 관련 명칭, 예컨대 "시리즈" 또는 "3xxx"에 의해 식별되는 합금이 참조된다. 알루미늄 및 이의 합금 명명 및 식별에서 가장 일반적으로 사용되는 번호 명칭 시스템의 이해를 위해, 미국 알루미늄 협회(The Aluminum Association)에 의해 발행된 "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" 또는 "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot"을 참조하라.

본원에서 사용된 바와 같이, 플레이트는 일반적으로 약 15 mm 초과의 두께를 갖는다. 예를 들어, 플레이트는 약 15 mm 초과, 약 20 mm 초과, 약 25 mm 초과, 약 30 mm 초과, 약 35 mm 초과, 약 40 mm 초과, 약 45 mm 초과, 약 50 mm 초과, 또는 약 100 mm 초과의 두께를 갖는 알루미늄 합금 제품을 지칭할 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, 셰이트(시트 플레이트로도 지칭됨)는 일반적으로 약 4 mm 내지 약 15 mm의 두께를 갖는다. 예를 들어, 셰이트는 약 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, 또는 15 mm의 두께를 가질 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, 시트는 일반적으로 약 4 mm 미만의 두께를 갖는 알루미늄 합금 제품을 지칭한다. 예를 들어, 시트는 약 4 mm 미만, 약 3 mm 미만, 약 2 mm 미만, 약 1 mm 미만, 약 0.5 mm 미만, 또는 약 0.3 mm 미만(예를 들어, 약 0.2 mm)의 두께를 가질 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, "주조 금속 제품," "주조 제품," "주조 알루미늄 합금 제품," 등과 같은 용어는 상호 교환 가능하고 직접 냉각 주조 (직접 냉각 공동-주조 포함) 또는 반연속 주조, 연속 주조 (예를 들어, 트윈 벨트 주조기, 트윈 롤 주조기, 블록 주조기, 또는 임의의 다른 연속 주조기의 사용에 의한 것 포함), 전자기 주조, 고온 상입 주조, 또는 임의의 다른 주조 방법에 의해 제조된 제품을 지칭한다.

본원에서 사용된 바와 같이, "실온"의 의미는 약 15 ℃ 내지 약 30 ℃, 예를 들어 약 15 ℃, 16 ℃, 17 ℃, 18 ℃, 19 ℃, 20 ℃, 21 ℃, 22 ℃, 23 ℃, 24 ℃, 25 ℃, 26 ℃, 27 ℃, 28 ℃, 29 ℃, 또는 30 ℃의 온도를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 "주위 조건"의 의미는 대략 실온의 온도, 약 20% 내지 약 100%의 상대 습도 및 약 975 millibar (mbar) 내지 약 4050 mbar의 대기압을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상대 습도는 약 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 100%, 또는 그 사이의 어느 것일 수 있다. 예를 들어, 대기압은 약 975 mbar, 980 mbar, 985 mbar, 990 mbar, 995 mbar, 1000 mbar, 1005 mbar, 1010 mbar, 1015 mbar, 1020 mbar, 1025 mbar, 1030 mbar, 1035 mbar, 1040 mbar, 1045 mbar, 4050 mbar, 또는 그 사이의 어느 것일 수 있다.

본원에 개시된 모든 범위는 그 안에 포함된 임의의 그리고 모든 하위범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 명시된 범위는 1의 최소값과 10의 최대값 (이들 포함) 사이의 임의의 모든 하위범위; 즉 1 이상의 최소값으로 시작하고, 예를 들어, 1 내지 6.1, 10 이하의 최대값으로 끝나는, 예를 들어, 5.5 내지 10, 모든 하위범위를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 달리 명시되지 않는 한, 표현 "최대"는 원소의 조성량을 지칭할 때 원소가 선택적이며 특정 원소의 0 퍼센트 조성을 포함함을 의미한다. 달리 명시되지 않는 한, 모든 조성 백분율은 중량 퍼센트(wt. %)이다.

본원에서 사용된 바와 같이, "a," "an," 및 "the"의 의미는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 단수 및 복수 언급을 포함한다.

알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품에 대한 입자 크기 및 입자간 간격

본 개시내용의 양태는 개선된 성형성을 위해 바람직한 입자 크기 및 입자간 간격을 갖는 알루미늄 합금 제품 및 알루미늄 합금 제품 제조 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 개시된 알루미늄 합금 제품은 균열 형성 및 전파를 감소시키기에 충분한 수준에서 입자간 간격을 유지하면서 바람직한 입자 크기의 발생을 허용하는 원소 조성을 가질 수 있다. 일반적으로, 알루미늄 합금 제품의 성형성을 증가시키기 위해, 포함된 입자, 예컨대 금속간 입자의 크기가 감소될 수 있다. 그러나, 알루미늄 합금 제품 내의 입자 크기가 감소함에 따라, 입자 밀도가 증가할 수 있고 입자간 간격이 감소할 수 있다. 바람직하게는, 입자간 간격이 작아지는 경우, 이는 균열 민감성을 증가시키고 성형성에 해로울 수 있다. 그러나 개시된 방법, 기술 및 제품은 입자간 간격 및 입자 크기를 균열 민감성 및 균열 전파를 최소화하거나 감소시키는 수준으로 제어함으로써 이 특징을 극복하여, 개선된 성형성 특징을 갖는 제품을 생성한다.

도 1은 평균 입자 크기와 성형성 사이의 관계를 도시하는 그래프(100)를 제공한다. 라인(110)은 성형성을 개선하기 위한 이론적 접근에 해당한다. 라인(110)에 의해 도시된 이론적 접근은 입자 크기를 감소시켜 성형성을 개선하기 위한 통상적인 접근을 도시할 수 있다. 라인(110)에 의해 나타난 바와 같이, 입자 크기가 증가함에 따라 알루미늄 합금 제품의 성형성이 감소해야 한다. 반대로, 입자 크기가 감소함에 따라, 이론적으로, 성형성이 증가해야 한다. 그러나 이러한 관계는 알루미늄 합금 제품의 전체 조성이 일정하게 유지되는 경우 실제로 유효하지 않다. 예를 들어, 고정 조성에서 평균 입자 크기가 감소할 때, 큰 입자가 더 많은 더 작은 크기의 입자로 부수어지므로 양 및 수 밀도가 증가해야 한다. 라인(120)은 실제로 입자 크기와 제품 성형성 사이의 관계가 선형이 아닐 수 있음을 나타낸다. 대신, 입자 크기와 제품 성형성 사이의 관계는 비선형일 수 있고, 중간 범위 입자 크기에서 최적의 성형성 특성을 반영한다. 원점에서 시작하는 라인(120)을 따라, 입자 크기가 증가함에 따라, 초기 입자 크기의 범위 내에서도 성형성이 증가할 수 있다. 그러나, 입자 크기가 일정 지점에 도달하면, 제품의 성형성이 다시 감소하기 시작할 수 있다. 라인(120)에 의해 도시된 성형성과 입자 크기 사이의 관계는 입자 크기 및 입자간 간격 둘 모두가 알루미늄 합금 제품의 성형성에 어떻게 영향을 미치는지를 나타낼 수 있다.

입자 크기의 감소는 조성이 고정된 상태로 유지될 때 알루미늄 합금의 설정 부피 내에서 입자 밀도의 증가를 야기할 수 있다. 증가된 밀도는 입자가 서로 더 가깝게 위치하거나, 달리 말해서, 입자 사이의 입자간 간격이 감소될 수 있음을 의미할 수 있다. 입자간 간격이 짧을수록, 균열이 한 입자로부터 다음 입자로 그 다음 입자로 전파되기 더 쉬울 (즉 더 적은 힘이 필요할) 수 있으므로 알루미늄 합금이 균열 전파에 더 민감할 수 있기 때문에, 작은 입자간 간격이 성형성에 해로울 수 있다. 그러나, 입자간 간격 증가는 조성이 고정될 때(즉, 입자의 총 부피 또는 질량이 일정하게 유지될 때) 더 큰 입자 크기를 필요로 하여, 더 큰 입자의 형성 및 입자의 수 밀도 감소를 야기할 수 있다. 입자간 간격 증가가 균열이 입자에서 입자로 전파하기 위해 더 많은 에너지 또는 힘을 필요로 하여, 균열 민감성을 어느 정도까지 감소시킬 수 있지만, 생성된 더 큰 입자는 여전히 균열 개시점 또는 취약점으로 작용할 수 있다. 이전에 언급한 바와 같이, 더 큰 입자는 알루미늄 합금 제품이 응력 또는 변형을 받을 때 변형력을 집중시킬 수 있는 알루미늄 합금 재료 내의 공극을 형성하는 경향이 있다. 따라서, 더 큰 입자가 더 큰 입자간 간격에 해당하여, 균열 전파를 더 에어지 집약적으로 만들 수 있지만, 더 큰 입자는 또한 균열 시작점으로 작용하여, 알루미늄 합금 내에서 더 많은 전반적인 취약점을 초래할 수 있다. 따라서, 최적의 성형성을 달성하기 위해, 입자 크기와 입자간 간격이 균형을 이루어야 한다. 도 2A-2D는 더 작은 입자 크기가 어떻게 알루미늄 합금의 성형성에 해로운 영향을 미칠 수 있는지를 나타내는 알루미늄 합금 샘플의 개략도를 제공한다. 도 2A에서, 알루미늄 합금(210)이 도시된다. 알루미늄 합금(210)은 복수의 입자(220)를 포함한다. 입자(220)는 다양한 유형의 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 입자(220)는 구성 입자, 금속간 입자, 산화물, 석출물 또는 경화 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 입자(220)는 철 함유 입자 및/또는 망간 분산질을 포함할 수 있다. 입자(220)는 하나 이상의 금속간 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입자(220)는 α-상 금속간 입자 및 β-상 금속간 입자를 포함할 수 있다. 알루미늄 합금(210)은 β-상 금속간 입자보다 더 높은 비율의 α-상 금속간 입자를 가질 수 있고, 이는 α-상 금속간 입자가 β-상 금속간 입자보다 더 작고 덜 뭉치는 경향이 있으므로 낮은 평균 입자 크기에 해당할 수 있다. 일부 구체예에서, 철 함유 입자는 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 4%를 차지할 수 있다. 예를 들어, 철 함유 입자는 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 2%, 1% 내지 3%, 2% 내지 3%, 2% 내지 4%, 또는 3% 내지 4%를 차지할 수 있다. 일부 구체예에서, 철 함유 입자는 1 μm 내지 40 μm, 예컨대 2 μm 내지 40 μm, 5 μm 내지 40 μm, 7 μm 내지 40 μm, 10 μm 내지 40 μm, 15 μm 내지 40 μm, 20 μm 내지 40 μm, 25 μm 내지 40 μm, 30 μm 내지 40 μm, 또는 35 μm 내지 40 μm의 직경을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 철 함유 입자에 대한 입자 직경에 대한 언급은 철 함유 입자의 대부분에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 철 함유 입자가 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는다는 기재는 철 함유 입자의 대부분(즉 50% 초과)이 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖거나 철 함유 입자의 80% 이상이 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는 다는 것을 의미할 수 있다.

도 2B에서, 알루미늄 합금(210)에 가해지는 힘(230)이 나타난다. 힘(230)은 제조 공정 동안 또는 알루미늄 합금(210)으로 제조된 제품을 사용하는 동안 일반적으로 가해지는 힘을 예시할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금(210)은 드로잉 공정, 압연 공정, 스탬핑 공정 등 동안 응력하에 놓일 수 있다. 일부 경우에, 힘(230)은 알루미늄 합금(210)으로 제조된 알루미늄 합금 제품 또는 물품에 직접 가해지는 것과 같이 제조 후에 가해지는 힘을 나타낼 수 있다.

힘(230)은 도 2C에 도시된 바와 같이 균열(240)이 입자(220) 주위에서 시작되고 알루미늄 합금(210)을 통해 전파되도록 할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 입자(220)는 알루미늄 합금(210) 내에서 취약점 또는 힘 집중점으로 작용할 수 있다. 더 큰 입자는 더 큰 취약점을 형성하는 경향이 있지만, 더 작은 입자는 힘(230)이 가해질 때 공극을 형성하거나 변형력을 집중시킴으로써 취약점으로 작용할 수도 있다. 부분적으로, 입자(220)는 알루미늄 합금(210)의 벌크와 상이한 재료 조성을 갖기 때문에, 입자와 주변 합금 사이의 계면은 예를 들어 취약점으로 작용할 수 있다. 경도, 다공성, 연성 및 취성의 차이는 모두 입자(220) 주위의 취약점의 형성에 영향을 미칠 수 있다.

도 2B에 도시되는 바와 같이, 입자(220)는 입자간 간격(225)에 의해 나타난 바와 같이 분리될 수 있다. 입자간 간격(225)은 두 개의 입자 사이의 평균 또는 최단 거리에 해당할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 일부 구체예에서, 입자간 간격(225)은 입자(220)의 부피 분율이 동일하게 유지되는 경우 입자 밀도와 직접적으로 상관될 수 있다. 예를 들어, 입자의 밀도가 증가함에 따라, 입자간 간격(225)이 감소할 수 있다. 반대로, 입자의 밀도가 감소함에 따라, 입자간 간격(225)이 증가할 수 있다.

도 2C 및 2D는 입자간 간격(225)의 감소가 성형성에 어떻게 해로울 수 있는지를 예시할 수 있다. 입자간 간격(225)이 너무 작아지면, 균열(240)은 입자(220) 사이에서 쉽게 전파될 수 있다. 도 2C에 나타나는 바와 같이, 균열(240)의 전파는 가장 낮은 에너지 경로를 따를 수 있다. 예를 들어, 균열(240)은 알루미늄 합금(210) 내의 입자(220)와 같은 다음으로 가장 가까운 취약점으로 전파될 수 있다. 입자간 간격(225)이 작아지면, 균열(240)이 한 입자로부터 다음으로 전파되기 위해 더 적은 에너지가 소요될 수 있다. 더 적은 에너지는 균열(240)이 통과할 더 적은 재료에 상응할 수 있다. 대조적으로, 입자간 간격(225)이 커지면, 균열 개시점과 결함 사이에 더 많은 재료가 있으므로 균열(240)이 다음 취약점으로 전파되기 위해 더 많은 에너지가 필요할 수 있다.

입자 밀도가 증가하고 입자간 간격(225)이 감소하는 경우, 균열(240)은 주변 입자(220)로 쉽게 전파될 수 있다. 이는 균열 전파의 도미노 효과를 야기하여 결국 도 2D에 도시된 바와 같이 알루미늄 합금(210)의 완전한 파단 또는 전단(250)을 유발할 수 있다. 파단 또는 전단(250)은 파손 또는 알루미늄 합금(210)의 큰 조각이 알루미늄 합금(210)의 벌크로부터 분리됨을 야기할 수 있다. 파단(250)은 알루미늄 합금(210)의 무결성 및 강도에 영향을 미칠 수 있다.

도 3은 알루미늄 합금 내의 큰 결함(350)과 입자(320) 사이에서 전파되는 균열(340)의 광학 현미경사진 이미지(300)를 제공한다. 도 3에 도시된 알루미늄 합금은 더 작은 입자 크기 및 전체적으로 작은 평균 입자간 간격(325)을 갖는 알루미늄 합금에 해당할 수 있다. 일부 경우에, 결함(350)은 공극, 균열 또는 균열 개시점, 취약점, 또는 알루미늄 합금 내의 또 다른 입자일 수 있다. 이미지 300에 나타나는 바와 같이, 균열(340)은 결함(350) 및 다음으로 가장 가까운 입자(320) 사이에서 전파할 수 있다. 추가 결함(352)이 존재하거나 입자(320) 주위에 형성될 수 있다. 일부 경우에, 결함(352)은 취약점으로 작용할 수 있다. 균열(340)은 결함(350)과 결함(352) 사이의 낮은 에너지 경로를 따라 입자(320)로 전파될 수 있다. 더 많은 응력 또는 힘이 가해지면, 균열이 더 커지고 추가의 전파를 자극할 수 있다.

본원에서 논의된 알루미늄 합금 및 관련 제품은 바람직한 입자 크기를 유지하면서 바람직한 입자간 간격을 달성할 수 있다. 일부 구체예에서, 본원에 제공된 알루미늄 합금은 약 1 μm 내지 약 25 μm의 입자간 간격을 가질 수 있다. 예를 들어, 입자간 간격은 약 1 μm 내지 약 25 μm, 1 μm 내지 2 μm, 1 μm 내지 5 μm, 1 μm 내지 7 μm, 1 μm 내지 10 μm, 1 μm 내지 12 μm, 1 μm 내지 15 μm, 1 μm 내지 17 μm, 1 μm 내지 20 μm, 1 μm 내지 22 μm, 1 μm 내지 25 μm, 2 μm 내지 5 μm, 2 μm 내지 7 μm, 2 μm 내지 10 μm, 2 μm 내지 12 μm, 2 μm 내지 15 μm, 2 μm 내지 17 μm, 2 μm 내지 20 μm, 2 μm 내지 22 μm, 2 μm 내지 25 μm, 5 μm 내지 7 μm, 5 μm 내지 10 μm, 5 μm 내지 12 μm, 5 μm 내지 15 μm, 5 μm 내지 17 μm, 5 μm 내지 20 μm, 5 μm 내지 22 μm, 5 μm 내지 25 μm, 7 μm 내지 10 μm, 7 μm 내지 12 μm, 7 μm 내지 15 μm, 7 μm 내지 17 μm, 7 μm 내지 20 μm, 7 μm 내지 22 μm, 7 μm 내지 25 μm, 10 μm 내지 12 μm, 10 μm 내지 15 μm, 10 μm 내지 17 μm, 10 μm 내지 20 μm, 10 μm 내지 22 μm, 10 μm 내지 25 μm, 12 μm 내지 15 μm, 12 μm 내지 17 μm, 12 μm 내지 20 μm, 12 μm 내지 22 μm, 12 μm 내지 25 μm, 15 μm 내지 17 μm, 15 μm 내지 20 μm, 15 μm 내지 22 μm, 15 μm 내지 25 μm, 17 μm 내지 20 μm, 17 μm 내지 22 μm, 17 μm 내지 25 μm, 20 μm 내지 22 μm, 20 μm 내지 25 μm, 또는 22 μm 내지 25 μm일 수 있다. 일부 구체예에서, 입자간 간격은 복수의 입자의 대부분(50% 초과)과 관련하여 기재될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금 내의 복수의 입자의 80 퍼센트 이상은 1 μm 내지 25 μm의 입자간 간격을 가질 수 있다.

유리한 입자간 간격을 달성하기 위해, 알루미늄 합금 내의 입자의 크기 및 밀도는 제어되거나 제한될 수 있다. 입자 밀도는 단위 부피당 입자(예를 들어, μm³당 입자)의 수로서 또는 단위 면적당 입자(예를 들어, μm²당 입자)의 수로서 나타날 수 있다. 단위 면적당 입자의 수로서 입자 밀도의 사용은 알루미늄 합금 또는 제품의 영역의 주사 전자 현미경사진 이미지 또는 광학 현미경사진 이미지를 얻고 이미지에서 입자의 수를 계수함으로써 알루미늄 합금 또는 제품의 입자의 수를 빠르게 특징분석하기에 유용할 수 있고, 이는 알루미늄 합금 또는 제품의 2-차원 조각을 나타낼 수 있다. 일부 예에서, 입자 계수 또는 입자 밀도 확립을 위한 것과 같이 알루미늄 합금 또는 제품의 대표적 샘플을 제공하기 위해 다중 이미지를 얻을 수 있다. 일부 예에서, 알루미늄 합금은 100 nm 내지 50 μm의 입자 직경을 유지하면서 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자(예를 들어, μm²당 8 내지 1,400 개의 입자)의 입자 밀도를 가질 수 있거나 갖도록 제어될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 입자 직경은 입자 크기를 정량화하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에, 입자 밀도 및/또는 직경은 알루미늄 합금 또는 제품의 영역 또는 영역들의 주사 전자 현미경사진 이미지(들) 또는 광학 현미경사진 이미지(들)를 얻고 이미지(들)에서 입자를 계수 또는 평가함으로써 특징분석된다.

일부 경우에, 입자 밀도는 μm²당 5 내지 30,000 입자, 예컨대 μm² 당10 내지 25,000, 10 내지 20,000, 10 내지 15,000, 10 내지 10,000, 10 내지 9,500, 10 내지 9,000, 10 내지 8,500, 10 내지 8,000, 10 내지 7,500, 10 내지 7,000, 10 내지 6,500, 10 내지 6,000, 10 내지 5,500, 10 내지 5,000, 10 내지 4,500, 10 내지 4,000, 10 내지 3,500, 10 내지 3,000, 10 내지 2,500, 10 내지 2,000, 10 내지 1,500, 10 내지 1,000, 10 내지 950, 10 내지 900, 10 내지 850, 10 내지 800, 10 내지 750, 10 내지 700, 10 내지 650, 10 내지 600, 10 내지 550, 10 내지 500, 10 내지 450, 10 내지 400, 10 내지 350, 10 내지 300, 10 내지 250, 10 내지 200, 10 내지 150, 10 내지 100, 10 내지 75, 10 내지 50, 10 내지 25, 25 내지 30,000, 25 내지 25,000, 25 내지 20,000, 25 내지 15,000, 25 내지 10,000, 25 내지 9,500, 25 내지 9,000, 25 내지 8,500, 25 내지 8,000, 25 내지 7,500, 25 내지 7,000, 25 내지 6,500, 25 내지 6,000, 25 내지 5,500, 25 내지 5,000, 25 내지 4,500, 25 내지 4,000, 25 내지 3,500, 25 내지 3,000, 25 내지 2,500, 25 내지 2,000, 25 내지 1,500, 25 내지 1,000, 25 내지 950, 25 내지 900, 25 내지 850, 25 내지 800, 25 내지 750, 25 내지 700, 25 내지 650, 25 내지 600, 25 내지 550, 25 내지 500, 25 내지 450, 25 내지 400, 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4,000 내지 10,000, 4,000 내지 9,500, 4,000 내지 9,000, 4,000 내지 8,500, 4,000 내지 8,000, 4,000 내지 7,500, 4,000 내지 7,000, 4,000 내지 6,500, 4,000 내지 6,000, 4,000 내지 5,500, 4,000 내지 5,000, 4,000 내지 4,500, 5,000 내지 30,000, 5,000 내지 25,000, 5,000 내지 20,000, 5,000 내지 15,000, 5,000 내지 10,000, 5,000 내지 9,500, 5,000 내지 9,000, 5,000 내지 8,500, 5,000 내지 8,000, 5,000 내지 7,500, 5,000 내지 7,000, 5,000 내지 6,500, 5,000 내지 6,000, 5,000 내지 5,500, 6,000 내지 30,000, 6,000 내지 25,000, 6,000 내지 20,000, 6,000 내지 15,000, 6,000 내지 10,000, 6,000 내지 9,500, 6,000 내지 9,000, 6,000 내지 8,500, 6,000 내지 8,000, 6,000 내지 7,500, 6,000 내지 7,000, 6,000 내지 6,500, 7,000 내지 30,000, 7,000 내지 25,000, 7,000 내지 20,000, 7,000 내지 15,000, 7,000 내지 10,000, 7,000 내지 9,500, 7,000 내지 9,000, 7,000 내지 8,500, 7,000 내지 8,000, 7,000 내지 7,500, 8,000 내지 30,000, 8,000 내지 25,000, 8,000 내지 20,000, 8,000 내지 15,000, 8,000 내지 10,000, 8,000 내지 9,500, 8,000 내지 9,000, 8,000 내지 8,500, 9,000 내지 30,000, 9,000 내지 25,000, 9,000 내지 20,000, 9,000 내지 15,000, 9,000 내지 10,000, 9,000 내지 9,500, 10,000 내지 30,000, 10,000 내지 25,000, 10,000 내지 20,000, 10,000 내지 15,000, 15,000 내지 30,000, 15,000 내지 25,000, 15,000 내지 20,000, 20,000 내지 30,000, 20,000 내지 25,000, 또는 25,000 내지 30,000 입자일 수 있다

알루미늄 합금 제품에 대한 조성 및/또는 최종 응용 분야에 따라, 예시적인 입자 직경은 100 nm 내지 100 μm 범위일 수 있다. 예를 들어 입자 직경은 150 nm 내지 100 μm, 200 nm 내지 100 μm, 300 nm 내지 100 μm, 400 nm 내지 100 μm, 500 nm 내지 100 μm, 600 nm 내지 100 μm, 700 nm 내지 100 μm, 800 nm 내지 100 μm, 1 μm 내지 100 μm, 5 μm 내지 100 μm, 10 μm 내지 100 μm, 15 μm 내지 100 μm, 25 μm 내지 100 μm, 50 μm 내지 100 μm, 75 μm 내지 100 μm, 150 nm 내지 75 μm, 200 nm 내지 75 μm, 300 nm 내지 75 μm, 400 nm 내지 75 μm, 500 nm 내지 75 μm, 600 nm 내지 75 μm, 700 nm 내지 75 μm, 800 nm 내지 75 μm, 1 μm 내지 75 μm, 5 μm 내지 75 μm, 10 μm 내지 75 μm, 15 μm 내지 75 μm, 25 μm 내지 75 μm, 50 μm 내지 75 μm, 150 nm 내지 50 μm, 200 nm 내지 50 μm, 300 nm 내지 50 μm, 400 nm 내지 50 μm, 500 nm 내지 50 μm, 600 nm 내지 50 μm, 700 nm 내지 50 μm, 800 nm 내지 50 μm, 1 μm 내지 50 μm, 5 μm 내지 50 μm, 10 μm 내지 50 μm, 15 μm 내지 50 μm, 25 μm 내지 50 μm, 150 nm 내지 25 μm, 200 nm 내지 25 μm, 300 nm 내지 25 μm, 400 nm 내지 25 μm, 500 nm 내지 25 μm, 600 nm 내지 25 μm, 700 nm 내지 25 μm, 800 nm 내지 25 μm, 1 μm 내지 25 μm, 5 μm 내지 25 μm, 10 μm 내지 25 μm, 15 μm 내지 25 μm, 150 nm 내지 15 μm, 200 nm 내지 15 μm, 300 nm 내지 15 μm, 400 nm 내지 15 μm, 500 nm 내지 15 μm, 600 nm 내지 15 μm, 700 nm 내지 15 μm, 800 nm 내지 15 μm, 1 μm 내지 15 μm, 5 μm 내지 15 μm, 10 μm 내지 15 μm, 150 nm 내지 10 μm, 200 nm 내지 10 μm, 300 nm 내지 10 μm, 400 nm 내지 10 μm, 500 nm 내지 10 μm, 600 nm 내지 10 μm, 700 nm 내지 10 μm, 800 nm 내지 10 μm, 1 μm 내지 10 μm, 5 μm 내지 10 μm, 150 nm 내지 5 μm, 200 nm 내지 5 μm, 300 nm 내지 5 μm, 400 nm 내지 5 μm, 500 nm 내지 5 μm, 600 nm 내지 5 μm, 700 nm 내지 5 μm, 800 nm 내지 5 μm, 800 nm 내지 5 μm, 1 μm 내지 5 μm, 150 nm 내지 1 μm, 200 nm 내지 1 μm, 300 nm 내지 1 μm, 400 nm 내지 1 μm, 500 nm 내지 1 μm, 600 nm 내지 1 μm, 700 nm 내지 1 μm, 800 nm 내지 1 μm, 150 nm 내지 800 nm, 200 nm 내지 800 nm, 300 nm 내지 800 nm, 400 nm 내지 800 nm, 500 nm 내지 800 nm, 600 nm 내지 800 nm, 700 nm 내지 800 nm, 150 nm 내지 700 nm, 200 nm 내지 700 nm, 300 nm 내지 700 nm, 400 nm 내지 700 nm, 500 nm 내지 700 nm, 600 nm 내지 700 nm, 150 nm 내지 600 nm, 200 nm 내지 600 nm, 300 nm 내지 600 nm, 400 nm 내지 600 nm, 500 nm 내지 600 nm, 150 nm 내지 500 nm, 200 nm 내지 500 nm, 300 nm 내지 500 nm, 400 nm 내지 500 nm, 150 nm 내지 400 nm, 200 nm 내지 400 nm, 300 nm 내지 400 nm, 150 nm 내지 300 nm, 200 nm 내지 300 nm, 또는 150 nm 내지 200 nm 범위일 수 있다.

이러한 직경 범위는 선택적으로 입자의 80 퍼센트(이상)의 직경을 나타낼 수 있으며, 이는 일부 입자가 명시된 범위 밖의 직경을 가질 수 있지만, 입자의 적어도 80 퍼센트가 명시된 범위 내의 직경을 가질 것임을 의미한다. 일부 경우에, 직경 범위는 입자의 25 퍼센트 (이상), 입자의 30 퍼센트 (이상), 입자의 35 퍼센트 (이상), 입자의 40 퍼센트 (이상), 입자의 45 퍼센트 (이상), 입자의 50 퍼센트 (이상), 입자의 55 퍼센트 (이상), 입자의 60 퍼센트 (이상), 입자의 65 퍼센트 (이상), 입자의 70 퍼센트 (이상), 입자의 75 퍼센트 (이상), 입자의 80 퍼센트 (이상), 입자의 85 퍼센트 (이상), 입자의 90 퍼센트 (이상), 입자의 95 퍼센트 (이상), 입자의 98 퍼센트 (이상), 또는 입자의 100 퍼센트 (이상)의 직경을 나타낼 수 있다.

입자 크기 및 입자간 간격을 제어하기 위해, 주조 및 균질화 동안의 조건이 조정되어 입자 생성의 크기 및 밀도를 제어할 수 있다. 일부 경우에, 알루미늄 합금의 조성은 입자 생성을 제어할 수 있다. 구체적으로, 예를 들어 주조 전 조성의 조정은 바람직한 양의 금속간 입자 생성 및/또는 입자 직경 및 입자간 간격 제어에 유용할 수 있다.

주조 공정 동안, 철 및 망간을 포함하는 알루미늄 합금은 주조 알루미늄 합금 제품 내에 본원에서 Al-(Fe, Mn) 금속간 입자 또는 β-상 금속간 입자로 지칭될 수 있는, 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 금속간 입자를 생성할 수 있다. 규소가 존재하는 경우, 본원에서 Al-(Fe, Mn)-Si 금속간 입자 또는 α-상 금속간 입자로도 지칭되는, 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 금속간 입자가 또한 생성될 수 있다. 예시적인 α-상 및 β-상 금속간 입자는 각각 Al₁₅(Fe,Mn)₃Si₂ 및 Al₆(Fe,Mn)을 포함할 수 있다. 거의 모든 알루미늄 합금에 일반적으로 일정량의 철 및 규소가 존재하므로, 많은 알루미늄 합금이 주조 시 이러한 금속간 입자를 포함할 수 있다.

이러한 금속간 입자 유형 각각은 상이한 특성을 나타내며 알루미늄 합금의 구조에 상이한 방식으로 기여한다. 예를 들어, 일반적으로 β-상 입자는 α-상 입자보다 더 크고 더 덩어리지거나 기하학적인 경향이 있는 반면, α-상 입자는 더 단단하고 β-상 입자보다 더 작은 경향이 있다. 열간 및 냉간 압연 동안, 금속간 입자가 파손되어, 예를 들어 이들의 크기, 입자간 간격, 및 밀도에 영향을 미칠 수 있다. 균질화, 열처리, 및/또는 시효 동안, 성분은 금속간 입자의 안팎으로 확산되어 조성, 구조, 및/또는 크기를 변화시킬 수 있다.

알루미늄 합금의 조성, 구체적으로 철 및 규소 함량을 조정함으로써, 생성된 금속간 입자의 유형이 제어될 수 있고 결국 입자 크기가 제어될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금 중의 금속간 입자 분포는 알루미늄 합금이 99% α-상 금속간 입자 및 단지 1% β-상 금속간 입자를 포함하는 것과 같은 경우, 알루미늄 합금이 전반적으로 더 미세한/작은 입자를 생성할 수 있다. 그러나, 생성된 α-상 금속간 입자의 양이 감소하고 생성된 β-상 금속간 입자의 양이 증가하는 경우, 알루미늄 합금에 대한 전체 입자 크기가 더 클 수 있다. 더욱이, 입자 크기를 조정하면서 입자 부피 분율이 일정할 때, 입자간 간격, 및 관련된 입자 밀도가 제어될 수 있다.

개시된 방법 및 알루미늄 합금 제품에서 유용한 특정 알루미늄 합금은 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 것을 포함할 수 있다. 증가된 철 대 규소의 비율 사용에 의해, 개시된 알루미늄 합금 제품은 가공 동안 바람직하게 β-상 금속간 입자를 생성할 수 있거나 균질화 공정 동안 α-상 금속간 입자를 β-상 금속간 입자로 전환할 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 본원에 기재된 방법 및 제품에 유용한 알루미늄 합금은 0.5 내지 5.0의 철의 wt. % 대 규소의 wt. %의 비율을 가질 수 있다. 선택적으로, 알루미늄 합금은 0 이상의 철의 wt. % 대 규소의 wt. %의 비율, 예컨대 0.5 내지 5, 0.5 내지 4.7, 0.5 내지 4.6, 0.5 내지 4.5, 0.5 내지 4.25, 0.5 내지 4.0, 0.5 내지 3.75, 0.5 내지 3.5, 0.5 내지 3.25, 0.5 내지 3.0, 0.5 내지 2.75, 0.5 내지 2.5, 0.5 내지 2.0, 0.5 내지 1.8, 0.5 내지 1.5, 0.5 내지 1.1, 0.5 내지 1.0, 1.0 내지 5.0, 1.0 내지 4.7, 1.0 내지 4.6, 1.0 내지 4.5, 1.0 내지 4.25, 1.0 내지 4.0, 1.0 내지 3.75, 1.0 내지 3.5, 1.0 내지 3.25, 1.0 내지 3.0, 1.0 내지 2.75, 1.0 내지 2.5, 1.0 내지 2.0, 1.0 내지 1.8, 1.0 내지 1.5, 1.0 내지 1.1, 1.1 내지 5.0, 1.1 내지 4.7, 1.1 내지 4.6, 1.1 내지 4.5, 1.1 내지 4.25, 1.1 내지 4.0, 1.1 내지 3.75, 1.1 내지 3.5, 1.1 내지 3.25, 1.1 내지 3.0, 1.1 내지 1.75, 1.1 내지 2.5, 1.1 내지 2.0, 1.1 내지 1.8, 1.1 내지 1.5, 1.5 내지 5.0, 1.5 내지 4.7, 1.5 내지 4.6, 1.5 내지 4.5, 1.5 내지 4.25, 1.5 내지 4.0, 1.5 내지 3.75, 1.5 내지 3.5, 1.5 내지 3.25, 1.5 내지 3.0, 1.5 내지 1.75, 1.5 내지 2.5, 1.5 내지 2.0, 1.5 내지 1.8, 1.8 내지 5.0, 1.8 내지 4.7, 1.8 내지 4.6, 1.8 내지 4.5, 1.8 내지 4.25, 1.8 내지 4.0, 1.8 내지 3.75, 1.8 내지 3.5, 1.8 내지 3.25, 1.8 내지 3.0, 1.8 내지 1.75, 1.8 내지 2.5, 1.8 내지 2.0, 2.0 내지 5.0, 2.0 내지 4.7, 2.0 내지 4.6, 2.0 내지 4.5, 2.0 내지 4.25, 2.0 내지 4.0, 2.0 내지 3.75, 2.0 내지 3.5, 2.0 내지 3.25, 2.0 내지 3.0, 2.0 내지 2.75, 2.0 내지 2.5, 3.0 내지 5.0, 3.0 내지 4.5, 3.0 내지 4.0, 3.0 내지 3.75, 3.0 내지 3.5, 4.0 내지 5.0, 4.0 내지 4.7, 4.0 내지 4.6, 4.0 내지 4.5, 또는 4.0 내지 4.25을 가질 수 있다. 이러한 비율은 주조 합금 제품이 주조 동안 또는 이후 바람직한 양의 α-상 및 β-상 금속간 입자를 우선적으로 형성하도록 하여, 제어된 입자간 간격, 및 입자 크기를 야기할 수 있다.

이러한 철 대 규소 비율은 알루미늄 합금 내의 각 유형의 금속간 입자의 바람직한 부피 분율을 달성하도록 원하는 비율로 β-상 금속간 입자 및 α-상 금속간 입자를 우선적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금은 부피로 0.5% 내지 4.0%의 α-상 금속간 입자 및 부피로 0% 내지 2.0%의 β-상 금속간 입자를 가질 수 있다. 일부 경우에, α-상 금속간 입자의 부피 퍼센트 대 β-상 금속간 입자의 부피 퍼센트의 비율은 0.6 내지 1,000; 1 내지 800; 10 내지 750; 50 내지 500; 또는 100 내지 250일 수 있다. 구체예에서, α-상 금속간 입자 대 β-상 금속간 입자의 비율은 부피 분율 대신 금속간 입자의 밀도에 기초할 수 있다. 이러한 구체예에서, α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 바람직한 비율은 0.2 내지 1,000일 수 있다. 예를 들어, α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 0.2 내지 1,000, 0.2 내지 750, 0.25 내지 500, 0.25 내지 100, 0.25 내지 50, 0.3 내지 25, 0.3 내지 10, 또는 0.3 내지 3일 수 있다.

알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품의 조성

다음 표 1-3은 일부 구체예에 따른 알루미늄 합금에 대한 합금 조성(wt. %)을 제공한다. 구체적으로, 제공된 조성은 바람직한 입자 크기를 유지하면서 바람직한 입자간 간격을 갖는 알루미늄 합금 제품 생성에 유용할 수 있다. 도 1을 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 개선된 제품 성형성을 제공하는 입자간 간격과 입자 크기 사이의 균형이 있을 수 있다. 다음 조성은 개선된 성형성을 갖는 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품을 제공할 수 있고 다량의 재활용된 공급원 함유물의 사용을 허용할 수 있다.

일부 예에서, 본원에 기재된 알루미늄 합금은 표 1에 제공되는 다음 원소 조성을 가질 수 있다.

원소	중량 백분율 (wt. %)
Fe	0.1 - 1.0
Si	0.05 - 0.8
Mn	0.2 - 2.0
Mg	0.2 - 2.0
Cu	0 - 0.5
Zn	0 - 0.5
Al	잔부

일부 예에서, 알루미늄 합금은 표 2에 제공된 바와 같은 다음 원소 조성을 가질 수 있다.

원소	중량 백분율 (wt. %)
Fe	0.2 - 0.8
Si	0.1 - 0.7
Mn	0.6 - 1.0
Mg	0.7 - 1.0
Cu	0 - 0.25
Zn	0 - 0.2
Ti	0 - 0.1
Cr	0 - 0.1
Zr	0 - 0.1
V	0 - 0.1
Al	잔부

일부 예에서, 합금은 표 3에 제공된 바와 같은 다음 원소 조성을 가질 수 있다.

원소	중량 백분율 (wt. %)
Fe	0.3 - 0.7
Si	0.15 - 0.5
Mn	0.8 - 1.4
Mg	0.9 - 1.1
Cu	0.1 - 0.2
Zn	0 - 0.15
Ti	0 - 0.08
Cr	0 - 0.05
Zr	0 - 0.05
V	0 - 0.05
Al	잔부

일부 예에서, 합금은 표 4에 제공된 바와 같은 다음 원소 조성을 가질 수 있다.

원소	중량 백분율 (wt. %)
Fe	0 - 0.7
Si	0.25 - 0.7
Mn	0.8 - 1.3
Mg	0.8 - 1.4
Cu	0 - 0.25
Zn	0 - 0.25
Ti	0 - 0.08
Cr	0 - 0.05
Zr	0 - 0.05
V	0 - 0.05
Al	잔부

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 또한 합금의 총 중량을 기준으로 0.1% 내지 1.0%(예를 들어, 0.20% 내지 0.8% 또는 0.3% 내지 0.7%)의 양으로 철(Fe)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 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%, 0.60%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.80%, 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%, 또는 1.0% 철을 포함할 수 있다. 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 0.05% 내지 0.80%(예를 들어, 0.1% 내지 0.7% 또는 0.15% 내지 0.5%)의 양으로 규소(Si)를 포함할 수 있다. 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%, 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%, 0.60%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 또는 0.80% 규소를 포함할 수 있다. 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 0.2% 내지 2.0%(예를 들어, 0.6% 내지 1.0% 또는 0.8% 내지 1.4%)의 양으로 망간(Mn)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 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%, 0.60%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.80%, 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%, 1.10%, 1.11%, 1.12%, 1.13%, 1.14%, 1.15%, 1.16%, 1.17%, 1.18%, 1.19%, 1.20%, 1.21%, 1.22%, 1.23%, 1.24%, 1.25%, 1.26%, 1.27%, 1.28%, 1.29%, 1.30%, 1.31%, 1.32%, 1.33%, 1.34%, 1.35%, 1.36%, 1.37%, 1.38%, 1.39%, 1.40%, 1.41%, 1.42%, 1.43%, 1.44%, 1.45%, 1.46%, 1.47%, 1.48%, 1.49%, 1.50%, 1.51%, 1.52%, 1.53%, 1.54%, 1.55%, 1.56%, 1.57%, 1.58%, 1.59%, 1.60%, 1.61%, 1.62%, 1.63%, 1.64%, 1.65%, 1.66%, 1.67%, 1.68%, 1.69%, 1.70%, 1.71%, 1.72%, 1.73%, 1.74%, 1.75%, 1.76%, 1.77%, 1.78%, 1.79%, 1.80%, 1.81%, 1.82%, 1.83%, 1.84%, 1.85%, 1.86%, 1.87%, 1.88%, 1.89%, 1.90%, 1.91%, 1.92%, 1.93%, 1.94%, 1.95%, 1.96%, 1.97%, 1.98%, 1.99%, 또는 2.0% 망간을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 망간이 합금에 존재하지 않을 수 있다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 0.2% 내지 2.0%(예를 들어, 0.7% 내지 1.0% 또는 0.9% 내지 1.1%)의 양으로 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 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%, 0.60%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.80%, 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%, 1.10%, 1.11%, 1.12%, 1.13%, 1.14%, 1.15%, 1.16%, 1.17%, 1.18%, 1.19%, 1.20%, 1.21%, 1.22%, 1.23%, 1.24%, 1.25%, 1.26%, 1.27%, 1.28%, 1.29%, 1.30%, 1.31%, 1.32%, 1.33%, 1.34%, 1.35%, 1.36%, 1.37%, 1.38%, 1.39%, 1.40%, 1.41%, 1.42%, 1.43%, 1.44%, 1.45%, 1.46%, 1.47%, 1.48%, 1.49%, 1.50%, 1.51%, 1.52%, 1.53%, 1.54%, 1.55%, 1.56%, 1.57%, 1.58%, 1.59%, 1.60%, 1.61%, 1.62%, 1.63%, 1.64%, 1.65%, 1.66%, 1.67%, 1.68%, 1.69%, 1.70%, 1.71%, 1.72%, 1.73%, 1.74%, 1.75%, 1.76%, 1.77%, 1.78%, 1.79%, 1.80%, 1.81%, 1.82%, 1.83%, 1.84%, 1.85%, 1.86%, 1.87%, 1.88%, 1.89%, 1.90%, 1.91%, 1.92%, 1.93%, 1.94%, 1.95%, 1.96%, 1.97%, 1.98%, 1.99%, 또는 2.0% 마그네슘을 포함할 수 있다. 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.5%(예를 들어, 0% 내지 0.25% 또는 0.1% 내지 0.2%)의 양으로 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 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%, 0.30%, 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% 구리를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 구리가 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.50% (예를 들어, 0% 내지 0.2% 또는 0% 내지 1.5%)의 양으로 아연(Zn)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 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%, 0.30%, 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% 아연을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 아연이 합금에 존재하지 않는다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.10%(예를 들어, 0.001% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 또는 0.003% 내지 0.08%)의 양으로 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.010%, 0.011% 0.012%, 0.013%, 0.014%, 0.015%, 0.016%, 0.017%, 0.018%, 0.019%, 0.020%, 0.021%, 0.022%, 0.023%, 0.024%, 0.025%, 0.026%, 0.027%, 0.028%, 0.029%, 0.03%, 0.031%, 0.032%, 0.033%, 0.034%, 0.035%, 0.036%, 0.037%, 0.038%, 0.039%, 0.04%, 0.041% 0.042%, 0.043%, 0.044%, 0.045%, 0.046%, 0.047%, 0.048%, 0.049%, 0.05%, 0.055%, 0.06%, 0.065%, 0.07%, 0.075%, 0.08%, 0.085%, 0.09%, 0.095%, 또는 0.1% 티타늄을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 티타늄이 합금에 존재하지 않을 수 있다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.10%(예를 들어, 0.001% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 또는 0.003% 내지 0.08%)의 양으로 크롬(Cr)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.010%, 0.011% 0.012%, 0.013%, 0.014%, 0.015%, 0.016%, 0.017%, 0.018%, 0.019%, 0.020%, 0.021% 0.022%, 0.023%, 0.024%, 0.025%, 0.026%, 0.027%, 0.028%, 0.029%,0.03%, 0.031% 0.032%, 0.033%, 0.034%, 0.035%, 0.036%, 0.037%, 0.038%, 0.039%, 0.04%, 0.041% 0.042%, 0.043%, 0.044%, 0.045%, 0.046%, 0.047%, 0.048%, 0.049%, 0.05%, 0.055%, 0.06%, 0.065%, 0.07%, 0.075%, 0.08%, 0.085%, 0.09%, 0.095%, 또는 0.10% 크롬을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 크롬이 합금에 존재하지 않을 수 있다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.10%(예를 들어, 0.001% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 또는 0.003% 내지 0.08%)의 양으로 지르코늄(Zr)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.010%, 0.011%, 0.012%, 0.013%, 0.014%, 0.015%, 0.016%, 0.017%, 0.018%, 0.019%, 0.020%, 0.021%, 0.022%, 0.023%, 0.024%, 0.025%, 0.026%, 0.027%, 0.028%, 0.029%, 0.03%, 0.031%, 0.032%, 0.033%, 0.034%, 0.035%, 0.036%, 0.037%, 0.038%, 0.039%, 0.04%, 0.041%, 0.042%, 0.043%, 0.044%, 0.045%, 0.046%, 0.047%, 0.048%, 0.049%, 0.05%, 0.055%, 0.06%, 0.065%, 0.07%, 0.075%, 0.08%, 0.085%, 0.09%, 0.095%, 또는 0.10% Zr을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 지르코늄을 0.05% 미만(예를 들어, 0.04%, 0.03%, 0.02%, 또는 0.01%)의 양으로 포함할 수 있다. 일부 경우에, 지르코늄이 합금에 존재하지 않을 수 있다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.10%(예를 들어, 0.001% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 또는 0.003% 내지 0.08%)의 양으로 바나듐(V)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.010%, 0.011%, 0.012%, 0.013%, 0.014%, 0.015%, 0.016%, 0.017%, 0.018%, 0.019%, 0.020%, 0.021%, 0.022%, 0.023%, 0.024%, 0.025%, 0.026%, 0.027%, 0.028%, 0.029%, 0.03%, 0.031%, 0.032%, 0.033%, 0.034%, 0.035%, 0.036%, 0.037%, 0.038%, 0.039%, 0.04%, 0.041%, 0.042%, 0.043%, 0.044%, 0.045%, 0.046%, 0.047%, 0.048%, 0.049%, 0.05%, 0.055%, 0.06%, 0.065%, 0.07%, 0.075%, 0.08%, 0.085%, 0.09%, 0.095%, 또는 0.10% 바나듐을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 바나듐을 0.05% 미만(예를 들어, 0.04%, 0.03%, 0.02%, 또는 0.01%)의 양으로 포함할 수 있다. 일부 경우에, 바나듐이 합금에 존재하지 않을 수 있다 (즉, 0%). 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 하나 이상의 희토류 원소(즉 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 란타넘(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메툼(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb) 및 루테튬(Lu) 중 하나 이상)를 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.10% (예를 들어, 0.01% 내지 0.10%, 0.01% 내지 0.05%, 또는 0.03% 내지 0.05%)의 양으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 또는 0.10%의 하나 이상의 희토류 원소를 포함할 수 있다. 모두 wt. %로 표현된다.

일부 예에서, 본원에 기재된 합금은 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 베릴륨(Be), 붕소(B), 코발트(Co), 주석(Sn), 스트론튬(Sr), 바나듐(V), 인듐(In), 하프늄(Hf), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 합금의 총 중량을 기준으로 최대 0.20%(예를 들어, 0.01% 내지 0.20% 또는 0.05% 내지 0.15%)의 양으로 포함할 수 있다. 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%, 또는 0.20%의 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 베릴륨(Be), 붕소(B), 코발트(Co), 주석(Sn), 스트론튬(Sr), 바나듐(V), 인듐(In), 하프늄(Hf), 은(Ag) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 모두 wt. %로 표현된다.

선택적으로, 본원에 기재된 합금 조성물은, 때때로 불순물로 지칭되는 기타 미량 원소를, 0.05 % 이하, 0.04 % 이하, 0.03 % 이하, 0.02 % 이하, 또는 0.01 % 이하의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 이들 불순물은 갈륨(Ga), 칼슘(Ca), 비스무트(Bi), 소듐(Na), 납(Pb), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 따라서, 갈륨, 칼슘, 비스무트, 소듐, 또는 납이 0.05% 이하, 0.04% 이하, 0.03% 이하, 0.02% 이하, 또는 0.01% 이하의 양으로 합금에 존재할 수 있다. 모든 불순물의 합계는 0.15%를 초과하지 않을 수 있다 (예를 들어, 0.10%). 모두 wt. %로 표현된다. 합금의 나머지 백분율은 알루미늄일 수 있다.

결정립 미세화제 및 탈산제와 같은 부수적 요소, 또는 기타 첨가제는 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품에 존재할 수 있으며, 본원에 기재된 알루미늄 합금 및 제품 또는 본원에 기재된 알루미늄 합금 또는 제품의 특징으로부터 벗어나거나 이를 상당히 변경하지 않고 다른 특징을 자체적으로 추가할 수 있다.

알루미늄 고유의 특성 또는 가공 장비와의 접촉으로부터의 침출로 인한, 물질 또는 원소를 포함하는 불가피한 불순물이 소량으로 합금에 존재할 수 있다. 알루미늄에서 전형적으로 발견되는 일부 불순물은 철 및 규소를 포함한다. 일부 경우에, 철 및 규소는 불순물로 표시되지 않을 수 있다. 예를 들어, 철 및 규소의 양은 합금의 특정 특성에 영향을 미치도록 능동적으로 제어될 수 있다.

알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품 제조 방법

도 4는 알루미늄 합금 제품을 제조하는 예시적인 방법의 개관을 제공한다. 도 4의 방법은 단계(405)에서 시작하고, 여기서 알루미늄 합금(406)이 주조되어 주조 알루미늄 합금 제품(407), 예컨대 잉곳 또는 기타 주조 제품을 생성할 수 있다. 단계(410)에서, 주조 알루미늄 합금 제품(407)은 균질화되어 균질화된 알루미늄 합금 제품(411)을 생성할 수 있다. 단계(415)에서, 균질화된 알루미늄 합금 제품(411)은 하나 이상의 열간 압연 통과 및/또는 하나 이상의 냉간 압연 통과를 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품(412)을 형성할 수 있고, 이는 알루미늄 합금 물품, 예컨대 알루미늄 합금 플레이트, 알루미늄 합금 셰이트, 또는 알루미늄 합금 시트에 해당할 수 있다. 선택적으로, 압연 알루미늄 합금 제품(412)은 하나 이상의 성형 또는 스탬핑 공정을 거쳐 알루미늄 합금 물품을 형성할 수 있다.

본원에 기재된 알루미늄 합금은 임의의 적합한 주조 방법을 사용하여 주조될 수 있다. 몇 가지 비제한적 예로서, 주조 공정은 직접 냉각(DC) 주조 공정 또는 연속 주조 (CC) 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4는 405에서 DC 주조 공정의 개략도를 도시할 수 있다. 연속 주조 시스템이 대신 사용될 수 있고, 이는 한 쌍의 움직이는 대향 주조 표면(예를 들어, 움직이는 대향 벨트, 롤 또는 블록), 움직이는 대향 주조 표면의 쌍 사이의 주조 공동, 및 용융 금속 주입기를 포함할 수 있다. 용융 금속 주입기는 용융 금속이 용융 금속 주입기를 빠져 나와 주조 공동 내로 주입될 수 있는 단부 개구를 가질 수 있다.

주조 알루미늄 합금 제품, 예컨대 주조 잉곳 또는 기타 주조 제품은 임의의 적합한 수단에 의해 가공될 수 있다. 선택적으로, 가공 단계는 시트를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 가공 단계는 균질화, 열간 압연, 냉간 압연, 소둔, 용체화 열처리 및 사전 시효를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

도 5는 일부 실시예에 따른 균질화 공정 동안 시간의 함수로서 본 개시내용에 따른 주조 알루미늄 합금 제품의 온도를 보여주는 플롯을 제공한다. 균질화 동안, 주조 알루미늄 합금 제품은 균질화 온도(HT₁)로 가열될 수 있다. 균질화 단계를 위한 가열은 주위 조건, 실온(도 5에 나타난 RT), 또는 더 높은 온도로부터 일어날 수 있고, 임의의 적합한 가열 속도로 일어날 수 있다. 일부 구체예에서, 약 10 ℃/시간 내지 약 100 ℃/시간의 가열 속도가 사용될 수 있다. 예시적인 가열 속도는 20 ℃/시간 내지 90 ℃/시간, 30 ℃/시간 내지 80 ℃/시간, 40 ℃/시간 내지 70 ℃/시간, 50 ℃/시간 내지 60 ℃/시간, 약 10 ℃/시간, 20 ℃/시간, 30 ℃/시간, 40 ℃/시간, 50 ℃/시간, 60 ℃/시간, 70 ℃/시간, 80 ℃/시간, 90 ℃/시간, 또는 100 ℃/시간일 수 있다. 가열 공정을 위한 지속 시간은 도 5에서 t_R로 예시되며, 시간 -t_R부터 시간 0까지이다.

알루미늄 합금 제품은 약 500 ℃ 내지 약 650 ℃ 범위의 균질화 온도(HT₁)로 가열될 수 있다. 예시적인 균질화 온도(HT₁)는 약 550 ℃ 내지 약 615 ℃, 약 570 ℃ 내지 약 610 ℃, 약 580 ℃ 내지 약 605 ℃, 약 590 ℃ 내지 약 600 ℃, 약 500 ℃, 510 ℃, 520 ℃, 530 ℃, 540 ℃, 550 ℃, 560 ℃, 570 ℃, 580 ℃, 585 ℃, 590 ℃, 595 ℃, 600 ℃, 605 ℃, 610 ℃, 615 ℃, 또는 620 ℃를 포함한다. 본원에 더 상세히 기재된 바와 같이, 더 높은 균질화 온도는 알루미늄 합금에 존재하는 금속간 입자의 크기, 분포, 농도, 및/또는 조성 제어에 유용할 수 있으므로, 약 585 ℃ 내지 약 615 ℃의 균질화 온도가 바람직할 수 있다.

일부 구체예에서, 더 높은 균질화 온도가 알루미늄 합금에 존재하는 금속간 입자의 크기, 입자간 간격, 분포, 농도, 및/또는 조성 제어에 유용할 수 있으므로, 약 570 ℃ 내지 약 620 ℃의 균질화 온도가 바람직할 수 있다. 일부 구체예에서, 약 585 ℃ 내지 약 615 ℃의 균질화 온도가 바람직할 수 있다. 선택적으로, 균질화 온도는 알루미늄 합금의 고상선 온도의 25 ℃ 이내일 수 있다.

가열된 주조 알루미늄 합금 제품은 이후 일정 기간 동안 균열(즉, 지시된 균질화 온도에서 유지)될 수 있다. 도 5에 나타나는 균열을 위한 지속 시간은 t₁이고, 이는 시간 0으로부터 시간 t₁까지이다. 일부 구체예에서, 균질화는 불활성 분위기, 감소된 산소 분위기, 무산소 분위기 또는 공기 중에서 일어날 수 있다. 일부 예에서, 가열 및 균열 단계를 포함하는 균질화 단계를 위한 총 시간은 최대 12 시간 또는 32 시간 또는 이를 초과할 수 있다. 선택적으로, 균열 단계는 심지어 최대 36 시간으로 더 길어질 수 있다. 구체예에서, 12 시간 초과 또는 24 시간 초과의 장기 지속 시간 균열이 알루미늄 합금에 존재하는 금속간 입자의 크기, 입자간 간격, 분포, 농도, 밀도, 및/또는 조성 제어에 유용할 수 있다.

균열 단계 이후, 균질화된 알루미늄 합금 제품은 예컨대 능동 또는 수동 냉각 공정에 의해 온도가 감소될 수 있다. 선택적으로, 균질화된 알루미늄 합금은 실온으로 낮아진 온도를 가질 수 있다. 냉각은 임의의 적합한 냉각 속도로 일어날 수 있다. 예시적인 냉각 속도는 약 10 ℃/시간 내지 약 50 ℃/시간, 예컨대 약 10 ℃/시간, 20 ℃/시간, 30 ℃/시간, 40 ℃/시간, 또는 50 ℃/시간의 가열 속도를 포함한다. 선택적으로, 균질화된 알루미늄 합금 제품은 실온으로 냉각되지 않고 직접 열간 압연으로 진행될 수 있다.

일부 경우에, 균질화 단계는 여러 과정을 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 균질화 단계는 선택적으로 제품을 제1 균질화 온도(HT₁)로 가열하고, 제1 균질화 온도 또는 그 부근에서 제1 지속 시간(t₁) 동안 균열시키고, 이어서 제2 균질화 온도(HT₂)로 냉각하고, 제2 균질화 온도 또는 그 부근에서 도 5에서 t₂-t₁로 나타나는 제2 지속 시간 동안 균열시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 알루미늄 합금 제품은 제1 균열 후 500 ℃ 내지 600 ℃, 예컨대 약 500 ℃, 505 ℃, 510 ℃, 515 ℃, 520 ℃, 525 ℃, 530 ℃, 535 ℃, 540 ℃, 545 ℃, 550 ℃, 555 ℃, 560 ℃, 565 ℃, 570 ℃, 575 ℃, 580 ℃, 585 ℃, 590 ℃, 또는 595 ℃의 제2 균질화 온도로 냉각될 수 있다. 알루미늄 합금 제품은 제2 균질화 온도에서 약 1 시간 내지 약 24 시간의 제2 지속 시간 동안 유지될 수 있다.

균질화 단계 후, 열간 압연 단계가 수행될 수 있다. 선택적으로, 열간 압연은 균질화 직후 일어날 수 있다 (즉, 실온으로 냉각하지 않음). 다른 구체예에서, 열간 압연을 시작하기 전에, 균질화된 제품은 100 ℃ 내지 500 ℃의 온도로 냉각될 수 있다. 예를 들어, 균질화된 제품은 100 ℃ 내지 500 ℃, 250 ℃ 내지 450 ℃, 300 ℃ 내지 450 ℃, 325 ℃ 내지 425 ℃ 또는 350 ℃ 내지 400 ℃의 온도로 냉각될 수 있다. 제품은 이후 200 ℃ 내지 600 ℃ 내지의 온도에서 열간 압연되어 0.5 mm 내지 200 mm(예를 들어, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm, 50 mm, 55 mm, 60 mm, 65 mm, 70 mm, 75 mm, 80 mm, 85 mm, 90 mm, 95 mm, 100 mm, 110 mm, 120 mm, 130 mm, 140 mm, 150 mm, 160 mm, 170 mm, 180 mm, 190 mm, 200 mm, 또는 그 사이의 어느 것)의 게이지를 갖는 열간 압연 플레이트, 열간 압연 셰이트, 또는 열간 압연 시트를 형성할 수 있다. 예를 들어, 균질화된 제품은 온도에서 1 mm 내지 8 mm의 두께로 열간 압연될 수 있다. 열간 압연 동안, 온도 및 기타 작동 파라미터는 열간 압연기로부터 나올 때 열간 압연 제품의 출구 온도가 약 500 ℃ 이하, 약 450 ℃ 이하, 약 300 ℃ 이하, 또는 약 200 ℃ 이하이도록 제어될 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연 제품의 출구 온도는 100 ℃ 내지 500 ℃ 또는 200 ℃ 내지 400 ℃일 수 있다.

일부 경우에, 주조, 균질화 또는 열간 압연 제품은 냉간 압연기 및 기술을 사용하여 시트로 냉간 압연될 수 있다. 냉간 압연 시트는 약 0.10 mm 내지 약 0.50 mm, 약 0.15 mm 내지 약 0.3 mm, 약 0.5 mm 내지 약 10 mm 또는 약 0.7 mm 내지 약 6.5 mm의 게이지를 가질 수 있다. 선택적으로, 냉간 압연된 시트는 약 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, 3.0 mm, 3.5 mm, 4.0 mm, 4.5 mm, 5.0 mm, 5.5 mm, 6.0 mm, 6.5 mm, 7.0 mm, 7.5 mm, 8.0 mm, 8.5 mm, 9.0 mm, 9.5 mm, 또는 10.0 mm의 게이지를 가질 수 있다. 냉간 압연은 최대 약 95%의 게이지 감소(예를 들어, 최대 10%, 최대 20%, 최대 30%, 최대 40%, 최대 50%, 최대 60%, 최대 70%, 최대 80%, 최대 85%, 최대 90%, 또는 최대 95% 감소)를 나타내는 최종 게이지 두께를 생성하도록 수행될 수 있다. 냉간 압연 동안, 온도 및 기타 작동 파라미터는 냉간 압연기로부터 나올 때 냉간 압연 제품의 출구 온도가 약 300 ℃ 이하, 약 250 ℃ 이하, 약 200 ℃ 이하, 또는 약 100 ℃ 이하이도록 제어될 수 있다. 일부 경우에, 냉간 압연 제품의 출구 온도는 50 ℃ 내지 250 ℃ 또는 100 ℃ 내지 200 ℃일 수 있다.

선택적으로, 상호소둔(interannealing) 단계가 압연 단계 후에 다중 냉간 압연 단계 또는 사이에 수행될 수 있다. 상호소둔 단계는 약 300 ℃ 내지 약 450 ℃(예를 들어, 약 310 ℃, 320 ℃, 330 ℃, 340 ℃, 350 ℃, 360 ℃, 370 ℃, 380 ℃, 390 ℃, 400 ℃, 410 ℃, 420 ℃, 430 ℃, 440 ℃, 또는 450 ℃)의 온도에서 수행될 수 있다. 일부 경우에, 상호소둔 단계는 여러 과정을 포함한다. 일부 비제한적 예에서, 상호소둔 단계는 플레이트, 셰이트, 또는 시트를 제1 온도로 제1 기간 동안 가열하고 이어서 제2 온도로 제2 기간 동안 가열하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플레이트, 셰이트 또는 시트는 약 1 시간 동안 약 410 ℃ 이후 약 2 시간 동안 약 330 ℃로 가열될 수 있다.

본원에 기재된 주조, 균질화 또는 열간 압연 합금 제품은 또한 플레이트 또는 다른 적합한 제품 형태의 제품을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 제품을 포함하는 플레이트는 균질화 단계에서 잉곳을 가공하거나 연속 주조기에서 제품을 주조한 후 균질화 및 균질화된 제품의 후속 열간 압연에 의해 제조될 수 있다. 열간 압연 단계에서, 균질화된 제품은 200 mm 이하 두께 게이지(예를 들어, 약 10 mm 내지 약 200 mm)로 열간 압연될 수 있다. 예를 들어, 균질화된 알루미늄 합금 제품은 약 10 mm 내지 약 175 mm, 약 15 mm 내지 약 150 mm, 약 20 mm 내지 약 125 mm, 약 25 mm 내지 약 100 mm, 약 30 mm 내지 약 75 mm, 또는 약 35 mm 내지 약 50 mm의 최종 게이지 두께를 갖는 플레이트로 열간 압연될 수 있다.

단일체(monolithic)뿐만 아니라 비단일체, 예컨대 압연 결합(roll-bonded) 재료, 클래딩된 합금, 클래드 층, 제한되는 것은 아니지만 탄소 섬유 함유 재료와 같은 복합 재료, 또는 다양한 다른 재료가 또한 본원에 기재된 방법 및 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품에 유용하다.

도 6은 본원에 개시된 구체예에 따른 바람직한 입자 밀도 및 입자 사이의 입자간 간격을 갖는 알루미늄 합금 제조 방법(600)을 제공한다. 블록(610)에서, 주조 알루미늄 합금 제품이 제조될 수 있다. 주조 알루미늄 합금 제품은 예를 들어 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간 및 규소를 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 주조 알루미늄 합금 제품은 본원에 제공된 것, 구체적으로 표 1-3에 제공된 것과 같은 원소 조성을 갖는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 주조 알루미늄 합금 제품 제조는 용융된 알루미늄 합금을 제조하는 단계 및 용융된 알루미늄 합금을 주조하는 단계를 포함할 수 있다.

본원에 기재된 방법 및 기술에 따라 제조된 알루미늄 합금 제품을 위한 공급원 알루미늄 합금(들)은 동일한 시리즈 알루미늄 합금 또는 상이한 시리즈 알루미늄 합금의 혼합물에 해당할 수 있다. 선택적으로, 주조 알루미늄 합금 제품 제조는 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계 및 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 주조하는 단계를 포함할 수 있다. 선택적으로, 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계는 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 모두를 용융하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 공급원 알루미늄 합금 중 하나 이상은 재활용된 공급원 함유물로부터 유래할 수 있다. 일부 구체예에서, 더 높은 백분율의 철을 포함하는 알루미늄 합금은 목표 철 대 규소 비율 달성에 유용할 수 있다. 예를 들어, 용융된 알루미늄 합금을 제조하는 단계는 선택적으로, 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및/또는 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금과 함께 4xxx 시리즈 알루미늄 합금 또는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 용융하는 것을 추가로 포함할 수 있다.

블록(620)에서, 주조 알루미늄 합금 제품이 균질화될 수 있다. 선택적으로, 균질화는 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도, 예컨대 500 ℃ 내지 650 ℃인 균질화 온도로 가열하고, 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도에서 예를 들어 0.1 시간 내지 36 시간의 지속 시간 동안 균열시키는 것을 포함할 수 있다. 균열 동안, 알루미늄 합금의 구조가 변화할 수 있다. 예로서, 균열 동안, 알루미늄 합금으로부터의 규소는 β-상 금속간 입자의 적어도 일부로 확산되고 α-상 금속간 입자로 변환될 수 있다. 예로서, 균열 동안, 알루미늄 합금으로부터의 철은 α-상 금속간 입자의 적어도 일부로 확산되고 β-상 금속간 입자로 변환될 수 있다. 또 다른 예로서, 균열 동안, 철은 β-상 금속간 입자로부터 확산되어 선택적으로 망간으로 대체될 수 있다. 또 다른 예로서, 균열 동안, 철은 β-상 금속간 입자로부터 주조 알루미늄 합금 제품 내에 존재하는 분산질로 확산될 수 있다.

알루미늄 합금이 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는 구체예에서, 균열 동안, 3xxx 시리즈 알루미늄 합금으로부터의 규소가 β-상 금속간 입자의 적어도 일부로 확산되고 α-상 금속간 입자로 변환될 수 있다. 선택적으로, 이러한 구체예 동안, 균열 동안, 철은 β-상 금속간 입자 밖으로 확산되고 망간으로 대체된다. 일부 구체예에서, 철이 β-상 금속간 입자 밖으로 확산될 때, 철은 주조 알루미늄 합금 제품 내에 존재하는 분산질과 결합하여 α-상 금속간 입자를 형성할 수 있다. 분산질은 망간을 포함할 수 있다.

균질화 온도 및 지속 시간을 제어함으로써, 금속간 입자의 성질이 변화할 수 있다. 예를 들어, 균열 동안, 평균 β-상 금속간 입자의 크기는 증가하거나 감소할 수 있다. 예를 들어, β-상 금속간 입자의 평균 크기는 균열 전에 평균 β-상 금속간 입자의 크기와 비교하여 감소할 수 있다. 선택적으로, 주조 알루미늄 합금 제품 중의 β-상 금속간 입자의 수 밀도는 증가하거나 감소할 수 있다. 선택적으로, 균질화 전에, 주조 알루미늄 합금 제품 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 0.3 내지 3이다. 선택적으로, 균질화 후, 균질화된 알루미늄 합금 제품 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 0.2 내지 1000 또는 그 이상(예를 들어, 2 내지 1000)일 수 있다. 일부 경우에, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 99.5% 이상 또는 최대 100%와 같은 일정량의 α-상 금속간 입자가 균질화 동안 β-상 금속간 입자로 변환될 수 있다. 일부 경우에, 대부분의 α-상 금속간 입자가 균질화 동안 β-상 금속간 입자로 변환된다.

알루미늄 합금이 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는 것과 같은 일부 구체예에서, 일정량의 β-상 금속간 입자가 균질화 동안, 특히 균열 동안 α-상 금속간 입자로 변환될 수 있다. 예를 들어, 균열 동안, β-상 금속간 입자의 대략 30% 내지 100%는 α-상 금속간 입자로 변환될 수 있다.

일부 구체예에서, 다중 균질화 단계가 유용할 수 있다. 예를 들어, 초기 고온, 장기 지속 시간 균질화 후의 2차 저온 균질화는 알루미늄 합금 제품 제조, 예컨대 압연 또는 기타 가공에 유용할 수 있다. 다단계 균질화 공정은 균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도를 제1 균질화 온도보다 낮은 제2 균질화 온도로 감소시키는 단계, 및 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 제2 지속 시간, 예컨대 초기 장기 지속 시간 균열의 지속 시간보다 짧은 제2 지속 시간 동안 균열하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 균열시키는 단계는 균질화된 알루미늄 합금 제품의 표면 품질 또는 특징을 제어할 수 있다. 선택적으로, 제2 균질화 온도에서 균질화된 알루미늄 합금 제품의 균열은 균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도를 압연 공정에 충분한 온도로 만들 수 있다.

블록(640)에서, 방법(600)은 선택적으로, 균질화된 압연 알루미늄 합금 제품이 하나 이상의 압연 공정을 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 균질화된 압연 알루미늄 합금 제품은 블록(642)에서 하나 이상의 열간 압연 공정을 거칠 수 있다. 일부 경우에, 균질화된 압연 알루미늄 합금 제품은 또한 블록(644)에서 하나 이상의 냉간 압연 공정을 거칠 수 있다. 열간 및 냉간 압연 공정 동안, 금속간 입자가 파손되어 예를 들어 크기, 분포 및 수 밀도에 영향을 미칠 수 있다.

합금에 따라 약 550 ℃ 이상과 같은 비교적 높은 온도에서 압연 알루미늄 합금 제품을 열간 압연하는 것은 롤 점착(roll sticking) 및 바이트 거부(bite refusal)로 인한 어려움에 직면할 수 있다. 이는 또한 결정립계 분리 및 표면 인열을 야기할 수 있고, 이는 표면에서 산화를 향상시킬 수 있다. 더 높은 온도에서 산화물 형성의 친화력이 더 높기 때문에, 적어도 부분적으로 표면에서 용질 원소(예를 들어, 마그네슘(Mg), 규소(Si) 등)의 더 빠른 확산으로 인해, 인열로부터 형성된 새로운 신선한 표면이 즉시 산화되고 바람직하지 않은 산화물 층이 있는 불균일 표면을 흔히 생성할 수 있다. 그러나 유리하게는 열간 압연 출구 온도를, 예컨대 약 550 ℃ 이하의 온도, 예를 들어 약 100 ℃ 내지 500 ℃로 낮추는 것이 더 높은 마찰로 롤 바이트에 대한 더 많은 제어를 제공할 수 있고 표면이 점착하고, 인열하고, 산화하는 경향을 감소시킬 수 있다. 또한, 더 낮은 온도에서 용질 원소의 감소된 확산성은 더 높은 온도에서보다 더 균일한 표면 층을 생성할 수 있다.

유사하게, 냉간 압연 출구 온도 제어는 또한 개선된 알루미늄 합금 제품을 허용할 수 있다. 약 100 ℃ 내지 200 ℃의 냉간 압연 공정의 출구 온도는 점착, 인열 또는 파손 없이 압연 알루미늄 합금 제품이 0.15 내지 0.30 mm의 두께로 압연되도록 할 수 있다.

개시된 알루미늄 합금 제품의 사용 방법

본원에 기재된 알루미늄 합금 제품은 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있다. 특정 구체예에서, 본원에 기재된 알루미늄 합금 제품은 음료 용기 본체 소재, 예컨대 알루미늄 캔 본체 소재 또는 알루미늄 병 본체 소재에 유용하다. 알루미늄 합금 시트는 알루미늄 합금의 디스크가 알루미늄 합금 시트로부터 절단되는 블랭킹 공정을 거칠 수 있다. 디스크는 적합한 음료 용기 본체 또는 예비성형체를 형성하기 위해 하나 이상의 드로잉, 아이어닝, 네킹 또는 기타 성형 공정을 거칠 수 있다.

다른 응용 분야가 본원에 기재된 알루미늄 합금 제품의 일부에 적합할 수 있다. 예를 들어, 개시된 알루미늄 합금 제품은 자동차 부품, 항공기 또는 철도 차량 패널, 건축 패널, 건축 제품 등을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 조리기구, 호일, 성형 용기, 병 뚜껑 및 포장재(예를 들어, 식품 포장재)가 개시된 알루미늄 합금 제품을 사용하여 제조될 수 있다.

본원에 기재된 알루미늄 합금 제품 및 방법은 또한 전자 응용 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 알루미늄 합금 제품 및 방법은 휴대전화 및 태블릿 컴퓨터를 포함하는 전자 장치용 하우징을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 알루미늄 합금 제품은 휴대 전화(예를 들어, 스마트폰)의 외부 케이싱, 태블릿 바닥 섀시, 및 기타 휴대용 전자장치를 위한 하우징 제조에 사용될 수 있다.

본원에서 논의된 실시예는 본 발명의 임의의 제한을 구성하지 않는 동시에 본 발명의 양태를 추가로 예시하는 역할을 할 것이다. 반대로, 본원의 설명을 읽은 후, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 당업자에게 제안될 수 있는 다양한 구체예, 수정 및 등가물에 의지할 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다. 본원에 기재된 실시예 및 구체예는 또한 달리 명시되지 않는 한 통상적인 절차를 사용할 수 있다. 절차의 일부가 예시의 목적을 위해 본원에 설명된다.

실시예

다음의 표 1은 두 가지 예시적인 3104 알루미늄 합금인 합금 A 및 합금 B의 합금화 용질 조성(wt. %)을 제공한다. 합금 A는 합금 B에 비해 용질이 약간 풍부하다. 합금 A 중의 규소 대 철의 비율은 약 0.60인 반면, 합금 B에서 비율은 약 0.56이다. 합금의 고상선 온도는 서로 2 ℃ 이내인 것으로 계산되었으며, 이는 샘플이 유사한 용융 및 물리적 특성을 가질 것으로 예상됨을 나타낸다. 합금 A에 대한 Mg₂Si에 대한 고용선 온도는 합금 B에 대한 것보다 약간 더 높은 것으로 계산되었다. 합금 A 및 합금 B 각각의 네 개의 샘플 잉곳을 준비하고 합금에 존재하는 금속간 입자에 대한 여러 상이한 균질화 방식의 효과를 평가하기 위해 사용했다. 주조된 그대로의 샘플은 약 40 mm의 게이지를 가졌다.

표 1.

합금 A 및 합금 B에 대해 예측된 평형 상 다이어그램이 결정되었고 각각 도 7A 및 도 7B에 나타난다. 두 합금은 모두 주로 α-상 입자(ALPHA) 및 β-상 입자(예를 들어, Al₆Mn 또는 Al₃Fe)를 포함하는 용융 바로 아래에서 유사한 구성 성 유형을 나타내지만, 합금 A는 합금 B보다 더 높은 α 대 β 비율을 가졌고, 이는 합금 A에서 더 높은 규소 및 철 함유물로 인한 것일 수 있다.

합금 A의 샘플 및 합금 B의 두 샘플은 샘플이 약 50 ℃/h의 느린 속도로 약 500 ℃의 온도까지 가열되는 가열-압연(heat-to-roll, HTR) 가공 계획을 거쳤다. 합금 A의 다른 샘플 및 합금 B의 다른 샘플은 샘플이 약 50 ℃/h의 느린 속도로 약 600 ℃의 온도까지 가열되고, 이 온도에서 약 24 시간 동안 유지된 다음, 약 560 ℃로 냉각되고, 여기서 추가 약 4 시간 동안 유지되는 2-단계(2STG) 가공 계획을 거쳤다.

샘플의 입자 분포 및 미세구조를 평가하기 위해, 후방 산란 전자(BSE) 대비하의 주사 전자 현미경사진(SEM) 이미지를 주조된 그대로의 합금 A 및 합금 B의 샘플뿐만 아니라, HTR 또는 2STG 가공 후의 합금 A 및 합금 B의 샘플의 단면에 대해 얻었다. 이러한 이미지는 도 8에 나타난다. 이미지는, 전반적으로, 합금 B의 입자보다 합금 A의 입자의 크기가 더 작음을 보여준다. HTR 가공 후, 합금 A 또는 합금 B에 대해 구성 입자의 변화가 관찰되지 않았다. 주조된 그대로 및 HTR 가공된 샘플은 α-상 입자 및 β-상 입자의 혼합을 나타냈다. 그러나 2STG 가공 후, α-상 입자만이 미세구조에서 관찰되었고, 입자 크기 분포가 더 미세했다. 일부 경우에, 2STG 가공은 구조를 더욱 다공성인 특성으로 변환시킨다.

주조된 그대로의 합금 A 및 합금 B의 샘플뿐만 아니라, HTR 또는 2STG 가공 후 합금 A 및 합금 B의 샘플은 전기 전도도 측정을 거쳤다. 국제 연동 표준(International Annealed Copper Standard, IACS)의 퍼센트로 측정한 결과를 보여주는 막대 차트가 도 9에 도시된다. 전반적으로, 합금 A는 합금 B보다 더 높은 비저항을 보여주고, 이는 합금 A에서 더 높은 용질 수준으로 인한 것일 수 있다. 모든 가공된 샘플의 전도도는 각각의 주조된 그대로의 샘플보다 더 높은 것으로 관찰되었고, 고용체로부터 망간의 석출 및 분산질의 형성으로 인한 것일 수 있다. HTR 샘플과 비교하여 2STG 가공된 샘플에 대해 눈에 띄게 더 작은 전도도가 관찰되었고, 이는 더 높은 가공 온도가 분산질에 존재하는 망간을 금속 고용체로 다시 용해시킬 수 있기 때문에, 2STG 가공된 샘플 중의 더 높은 망간 용해도로 인한 것일 수 있다.

상이한 합금의 특성으 추가로 특징분석하기 위해, 합금 A 및 합금 B의 샘플이 압연 공정을 거쳤다. HTR 가공을 거친 합금의 샘플의 경우, HTR 가공 직후, 합금 A 및 합금 B의 샘플은 약 7.0 mm의 게이지까지 열간 압연 작업을 거치고, 재결정화된 다음, 약 1.0 mm의 게이지까지 냉간 압연 작업을 거쳐 경질 H19 템퍼 제품을 형성했다. 재결정화은 선택적으로 열간 압연 제품을 권취하고 코일을 냉각함으로써 달성될 수 있거나 열간 압연 제품을 소둔함으로써 달성될 수 있다. 합금 A의 냉간 압연 H19 템퍼 제품 샘플 및 합금 B의 냉간 압연 H19 템퍼 제품 샘플 중 일부가 이후 350 ℃에서 1 시간 동안 소둔되어 연질 O 템퍼 제품을 생성했다. 경질 H19 템퍼 제품 샘플은 A_HTR,H19 및 B_HTR,H19로 지칭되고 연질 O 템퍼 제품 샘플은 A_HTR,O 및 B_HTR,O로 지칭된다.

유사하게, 2STG 가공을 거친 합금의 샘플의 경우, 2STG 가공 직후, 합금 A 및 합금 B의 가열되고 균질화된 샘플은 약 7.0 mm의 게이지까지 열간 압연 작업을 거치고, 재결정화된 다음, 약 1.0 mm의 게이지까지 냉간 압연 작업을 거쳐 경질 H19 템퍼 제품을 형성했다. 합금 A의 냉간 압연 H19 템퍼 제품 샘플 중 하나 및 합금 B의 냉간 압연 H19 템퍼 제품 샘플 중 하나가 이후 350 ℃에서 1 시간 동안 소둔되어 연질 O 템퍼 제품을 생성했다. 경질 H19 템퍼 제품 샘플은 A_2STG,H19 및 B_2STG,H19로 지칭되고 연질 O 템퍼 제품 샘플은 A_2STG,O 및 B_2STG,O로 지칭된다.

최종 게이지 조건에서 샘플의 입자 분포 및 미세구조를 평가하기 위해, BSE 대비하의 SEM 이미지를 A_HTR,H19, B_HTR,H19, A_2STG,H19, 및 B_2STG,H19 샘플에 대한 평편도 구성으로 얻었다. 이러한 이미지는 도 10에 나타난다. 합금 B에서 합금 A에 비해 덜 조밀하고 더 거친 입자가 일반적으로 관찰되었다. HTR 가공과 비교하여 2STG 가공을 거친 샘플에 대해 전체 입자 크기의 감소가 관찰된다. 추가적으로, 2STG 가공을 거친 샘플에서, 미세 입자는 더 거친 입자 주위에서 관찰되었고, 이는 2STG 가공에서 직면하는 더 높은 온도로 인한 입자의 더 많은 분해 및/또는 구상화로 인한 것일 수 있다.

최종 게이지 샘플에서 분산질(예를 들어, 망간 함유 분산질)의 공간 분포를 조사하기 위해 전계 방출 총 주사 전자 현미경(FEGSEM)을 사용하여 A_HTR,H19, B_HTR,H19, A_2STG,H19, 및 B_2STG,H19 샘플의 고해상도 단면 이미지를 얻었다. 얻어진 이미지가 도 11에 나타나고, 분산질은 이미지에서 흰색 반점으로 식별된다. HTR 가공을 거친 샘플의 분산질은 많고 매우 미세했다. 대조적으로, 2STG 가공을 거친 샘플 중의 분산질은 수 밀도가 더 작았지만, 다시 2STG 가공의 더 길고 더 높은 온도로 인해 또한 더 거칠어서, 철 원자가 흡수되고 분산질을 α-상 입자로 전환하기에 및/또는 구성 원자가 분산질로 흡수되고 성장하기에 더 많은 이동성 및 시간을 허용했다. 합금 B 샘플에 비해 합금 A 샘플에서 약간 더 큰 크기의 분산질을 볼 수 있고, 이는 합금 B에 비해 합금 A에서 약간 더 많은 양의 용질에 기인할 수 있다.

A_HTR,H19, B_HTR,H19, A_2STG,H19, 및 B_2STG,H19 샘플에 대한 평면도 구성에서 얻은 SEM 이미지를 분석하여 (입자 면적 및 크기 추정에 의해) 샘플 중의 다양한 미립자 성분에 대한 입자 크기 분포를 식별했고 결과를 보여주는 플롯이 도 12에 나타난다. 일반적으로, 합금 A 샘플은 합금 B 샘플에 비해 모든 입자에 대해 더 미세한 크기 분포를 나타냈다. HTR 가공을 거친 샘플은 도면에서 Al(Fe,Mn)로 식별된 상당 분율의 입자를 나타냈고, 이는 β-상 입자에 해당할 수 있다. 대조적으로, 2STG 가공을 거친 샘플은 이들 입자를 거의 또는 전혀 나타내지 않았고, 훨씬 더 많은 α-상 입자의 집단을 나타냈으며, 이는 2STG 가공의 연장된 균질화 동안 β-상 입자 변환에 의해 α-상 입자가 생성될 수 있음을 나타낸다.

A_HTR,H19, B_HTR,H19, A_2STG,H19, 및 B_2STG,H19 샘플의 단면 이미지를 획득하여 재결정화 전 결정립 구조를 관찰했다. 이미지는 도 13에 나타난다. 결정립은 모든 샘플에 대해 신장된 구조를 보여주고, 결정립 구조의 검은색 반점은 구성 입자에 해당하며, 2STG 가공된 샘플은 더 미세한 입자 분포를 나타내고, 도 12의 플롯에 부합하여, 전체적으로 더 많은 수의 입자가 상응하는 합금 B 샘플과 비교하여 합금 A 샘플에서 관찰된다.

A_HTR,O, B_HTR,O, A_2STG,O, 및 B_2STG,O 샘플의 단면 이미지를 획득하여 도 14에 나타나는 소둔과 관련된 재결정화 후의 결정립 구조를 관찰했다. 합금 A 샘플은 더 많은 등축 결정립을 나타내는 반면 합금 B 샘플은 약간의 신장된 결정립을 나타낸다. 합금 A 샘플이 상응하는 합금 B 샘플보다 전체적으로 더 많은 입자를 가졌기 때문에, 입자 자극 핵형성이 합금 A 샘플에서 덜 신장된 결정립 구조에 기여할 수 있다. HTR 가공된 샘플 및 2STG 가공된 샘플을 비교하면, 2STG 가공된 샘플에 대해 더 많은 등축성 결정립이 관찰되었으며, 이는 HTR 가공된 샘플에 존재하는 분산질의 더 큰 수 밀도로 인한 것일 수 있고, 이는 결정립계에서 고정에 의해 재결정화를 억제할 수 있다.

H19 및 O 템퍼 샘플의 종단면의 인장 특성이 측정되었고, 결과는 도 15A 및 도 15B에 나타난다. H19 템퍼에서, 합금 A 샘플의 항복 강도(YS), 극한 인장 강도(UTS), 및 극한 연신율(UE)은 합금 B 샘플보다 약간 큰 반면, 총 연신율(TE)은 전반적인 합금 경향을 나타내지 않았다. HTR 가공된 샘플과 비교하여 2STG 가공된 샘플에 대해 강도 손실 및 연신율 획득이 관찰되었다. H19 및 O 템퍼 샘플의 굽힘성 특성이 또한 랩 굽힘 테스트(wrap bend test)를 수행하여 측정되었고, 결과는 도 16A 및 도 16B에 나타난다. HTR 가공된 샘플에 비해 약간의 굽힘성 개선이 2STG 가공된 샘플에 대해 관찰되었고, 이는 2STG 가공된 샘플이 HTR 가공된 샘플보다 더 작은 반경 대 두께(r/t)로 굽힘을 견딜 수 있음을 의미한다.

구멍 확장 테스트가 H19 및 O 템퍼 샘플에 대해 수행되었고, 결과는 도 13에 나타난다. 두 합금에 대한 2STG 가공된 샘플은 HTR 가공된 샘플보다 더 높은 구멍 확장 비율을 나타냈다. 합금 B 샘플은 또한 합금 A 샘플보다 더 높은 구멍 확장 비율을 나타냈다. H19 템퍼 합금 A 샘플은 미흡한 구멍 확장을 나타냈는데, 이는 샘플에서 큰 수 밀도의 구성 입자의 존재로 인한 것일 수 있다. 입자와 매트릭스 사이의 계면에 저장된 에너지는 경질 템퍼에 대해 매우 높을 수 있고 이 에너지는 균열의 개시에 이어서 유착 및 파단 전파를 촉발할 수 있다. 대조적으로, 합금 B는 더 적은 구성 입자를 포함하는데, 이는 더 적은 저장 에너지, 및 합금 A 샘플이 균열될 동일한 변형에서 균열에 대한 더 낮은 민감성을 의미한다. 연질 템퍼 재료의 경우, 입자와 매트릭스 사이의 계면에 존재하는 에너지가 더 적기 때문에 구성 형태가 입자의 수 밀도보다 더 영향을 미칠 수 있다. 2STG 가공된 샘플은 HTR 가공된 샘플보다 구상화된 입자를 나타냈고, 이는 HTR 가공된 샘플의 더 바늘 형상인 입자보다 입자 주위에 변형이 더 고르게 분포되도록 할 수 있으며, 이는 변형의 집중 및 조기 균열 개시를 야기할 수 있다.

예시

아래에서 사용되는 바와 같이, 일련의 예시에 대한 임의의 언급은 이러한 예 각각에 대한 분리적인 언급으로 이해되어야 한다 (예를 들어, "예시 1-4"는 "예시 1, 2, 3, 또는 4"로 이해되어야 한다).

예시 1은 다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품이다: 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 알루미늄 합금, 여기서 알루미늄 합금 중의 철 wt. % 대 알루미늄 합금 중의 규소 wt. %의 비율은 0.5 내지 5.0이고, 여기서 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함하고; 여기서 알루미늄 합금은 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자의 복수의 입자에 대한 입자 밀도를 갖고 여기서 알루미늄 합금은 1 μm 내지 25 μm의 복수의 입자에 대한 입자간 간격을 갖는다.

예시 2는 복수의 입자가 500 nm 내지 50 μm의 직경을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 3은 입자 밀도가 μm²당 50 내지 1,000 개의 입자인 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 4는 알루미늄 합금이 재활용된 공급원으로부터 유래하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 5는 알루미늄 합금이 0.1 wt. % 내지 1.0 wt. % 철, 0.05 wt. % 내지 0.8 wt. % 규소, 0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 망간, 0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 마그네슘, 최대 0.5 wt. % 구리, 최대 0.05 wt. % 아연, 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 6은 알루미늄 합금이 최대 0.15 wt. % 불순물을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 7은 알루미늄 합금이 0.2 wt. % 내지 0.8 wt. % 철, 0.10 wt. % 내지 0.7 wt. % 규소, 0.6 wt. % 내지 1.0 wt. % 망간, 0.7 wt. % 내지 1.0 wt. % 마그네슘, 최대 0.25 wt. % 구리, 최대 0.2 wt. % 아연, 최대 0.10 wt. % 티타늄, 최대 0.10 wt. % 크롬, 최대 0.10 wt. % 지르코늄, 최대 0.10 wt. % 바나듐, 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 8은 알루미늄 합금이 0.3 wt. % 내지 0.7 wt. % 철, 0.15 wt. % 내지 0.5 wt. % 규소, 0.8 wt. % 내지 1.2 wt. % 망간, 0.9 wt. % 내지 1.2 wt. % 마그네슘, 0.1 wt. % 내지 0.2 wt. % 구리, 최대 0.15 wt. % 아연, 최대 0.08 wt. % 티타늄, 최대 0.05 wt. % 크롬, 최대 0.05 wt. % 지르코늄, 최대 0.05 wt. % 바나듐, 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 9는 α-상 금속간 입자가 부피로 0.5% 내지 4.0%의 알루미늄 합금을 차지하고, β-상 금속간 입자가 부피로 0% 내지 2.0%의 알루미늄 합금을 차지하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 10은 α-상 금속간 입자가 Al15(Fe,Mn)3Si2를 포함하고, β-상 금속간 입자가 Al6(Fe,Mn)를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 11은 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율가 0.2 내지 1,000이거나 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1,000인 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 12는 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.3 내지 3인 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 13은 복수의 입자의 80 퍼센트 이상이 5 μm 내지 15 μm의 입자간 간격을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 14는 복수의 입자가 철 함유 입자를 포함하고, 여기서 철 함유 입자의 대부분이 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 15는 철 함유 입자가 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 4%를 차지하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 16은 망간 함유 분산질을 추가로 포함하고, 여기서 망간 함유 분산질의 대부분이 10 nm 내지 1.5 μm의 직경을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 17은 망간 함유 분산질이 알루미늄 합금의 총 부피의 최대 1%를 차지하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 18은 알루미늄 합금 제품 제조 방법이고, 방법은 다음 단계를 포함한다: 알루미늄 합금을 포함하는 주조 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계, 여기서 알루미늄 합금은 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간 및 규소를 포함함, 여기서 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 알루미늄 합금 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0임, 여기서 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함함; 및 주조 알루미늄 합금 제품을 다음에 의해 균질화하여 균질화된 알루미늄 합금 제품을 형성하는 단계: 주조 알루미늄 합금 제품을 500 ℃ 내지 650 ℃의 균질화 온도로 가열; 및 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도에서 0.1 시간 내지 36 시간의 지속 시간 동안 균열시킴, 여기서 알루미늄 합금 제품은 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자의 복수의 입자에 대한 입자 밀도를 갖고 여기서 알루미늄 합금 제품은 1 μm 내지 25 μm의 복수의 입자에 대한 입자간 간격을 갖는다.

예시 19는 지속 시간이 0.5 내지 10 시간인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 20은 균질화 온도가 570 ℃ 내지 620 ℃인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 21은 균질화 온도가 알루미늄 합금의 고상선 온도의 25 ℃ 이내인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 22는 균열 동안, β-상 금속간 입자의 크기가 균열 전 β-상 금속간 입자의 크기와 비교하여 감소하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 23은 균열 동안, 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도가 균열 전에 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도와 비교하여 감소하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 24는 균질화된 알루미늄 합금 제품이 하나의 압연 공정을 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 25는 하나 이상의 압연 공정은 열간 압연 공정 또는 냉간 압연 공정 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 26은 열간 압연 공정이 100 ℃ 내지 500 ℃의 출구 온도를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 27은 출구 온도가 200 ℃ 내지 400 ℃인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 28은 열간 압연 공정에 의해 제조된 압연 알루미늄 합금 제품이 1 mm 내지 8 mm의 두께를 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 29는 냉간 압연 공정이 50 ℃ 내지 250 ℃의 출구 온도를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 30은 출구 온도가 100 ℃ 내지 200 ℃인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 31은 냉간 압연 공정에 의해 제조된 압연 알루미늄 합금 제품이 0.15 mm 내지 0.30 mm의 두께를 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 32는 복수의 입자가 500 nm 내지 50 μm의 입자 직경을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 33은 입자 밀도가 μm²당 50 내지 1,000 개의 입자인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 34는 알루미늄 합금이 재활용된 공급원으로부터 유래하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 35는 알루미늄 합금이 0.1 wt. % 내지 1.0 wt. % 철, 0.05 wt. % 내지 0.8 wt. % 규소, 0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 망간, 0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 마그네슘, 최대 0.5 wt. % 구리, 최대 0.05 wt. % 아연, 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 36은 알루미늄 합금이 0.2 wt. % 내지 0.8 wt. % 철, 0.10 wt. % 내지 0.7 wt. % 규소, 0.6 wt. % 내지 1.0 wt. % 망간, 0.7 wt. % 내지 1.0 wt. % 마그네슘, 최대 0.25 wt. % 구리, 최대 0.2 wt. % 아연, 최대 0.10 wt. % 티타늄, 최대 0.10 wt. % 크롬, 최대 0.10 wt. % 지르코늄, 최대 0.10 wt. % 바나듐, 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 37은 알루미늄 합금이 0.3 wt. % 내지 0.7 wt. % 철, 0.15 wt. % 내지 0.5 wt. % 규소, 0.8 wt. % 내지 1.2 wt. % 망간, 0.9 wt. % 내지 1.2 wt. % 마그네슘, 0.1 wt. % 내지 0.2 wt. % 구리, 최대 0.15 wt. % 아연, 최대 0.08 wt. % 티타늄, 최대 0.05 wt. % 크롬, 최대 0.05 wt. % 지르코늄, 최대 0.05 wt. % 바나듐, 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 38은 α-상 금속간 입자가 부피로 알루미늄 합금의 0.5% 내지 4.0%를 차지하고 β-상 금속간 입자가 부피로 알루미늄 합금의 0 내지 2.0%를 차지하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 39는 α-상 금속간 입자가 Al15(Fe,Mn)3Si2를 포함하고, β-상 금속간 입자가 Al6(Fe,Mn)를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 40은 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.2 내지 1,000이거나 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1,000인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 41은 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.3 내지 3인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 42는 복수의 입자의 80 퍼센트 이상이 5 μm 내지 15 μm의 입자간 간격을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 43는 복수의 입자가 철 함유 입자를 포함하고, 여기서 철 함유 입자의 대부분이 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 44는 철 함유 입자가 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 4%를 차지하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 45는 알루미늄 합금이 망간 함유 분산질을 추가로 포함하고, 여기서 망간 함유 분산질이 10 nm 내지 1.5 μm의 직경을 갖는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 46은 망간 함유 분산질이 알루미늄 합금의 총 부피의 최대 1%를 차지하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 47은 금속 제품의 성형성 개선 방법이고, 방법은 다음 단계를 포함한다: 금속 복합물을 포함하는 주조 금속 제품을 제공하는 단계, 여기서 금속 복합물은 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하고, 여기서 금속 복합물 중의 규소 wt. % 대 금속 복합물 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 금속 복합물은 규소 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함함; 및 0.0003/μm 내지 0.0006/μm의 입자간 간격 대 입자 밀도의 비율을 달성하도록, 주조 금속 제품을 균질화하여 복수의 입자의 입자간 간격을 제어하고 복수의 입자의 입자 밀도를 제어하는 단계.

예시 48은 입자간 간격이 1 μm 내지 25 μm인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 49는 입자 밀도가 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 50은 입자 밀도가 μm²당 5 내지 1,000 개의 입자인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 51은 복수의 입자가 입자 직경 1 μm 내지 50 μm를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 52는 주조 금속 제품을 균질화하는 단계가 주조 금속 제품을 400 ℃ 내지 800 ℃의 균질화 온도로 가열하고 주조 금속 제품을 균질화 온도에서 0.1 시간 내지 48 시간의 지속 시간 동안 균열시키는 것을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 53은 균질화 온도는 주조 금속 제품의 고상선 온도의 25 ℃ 이내인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 54는 주조 금속 제품이 열간 압연 공정 또는 냉간 압연 공정 중 하나 이상을 거치는 것을 추가로 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 55는 알루미늄 합금 제품 제조 방법이고, 방법은 다음 단계를 포함한다: 주조 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계, 여기서 주조 알루미늄 합금 제품은 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함하고, 여기서 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 주조 알루미늄 합금 제품은 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자 및 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자를 포함함; 및 주조 알루미늄 합금 제품을 다음에 의해 균질화하여 균질화된 알루미늄 합금 제품을 형성하는 단계: 주조 알루미늄 합금 제품을 575 ℃ 내지 615 ℃의 균질화 온도로 가열함; 및 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도에서 12 시간 내지 36 시간의 지속 시간 동안 균열시킴; 여기서 3xxx 시리즈 알루미늄 합금으로부터의 규소가 β-상 금속간 입자의 적어로 일부로 확산되고 α-상 금속간 입자로 변환됨.

예시 56은 지속 시간이 24 시간 내지 36 시간인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 57은 지속 시간이 24 시간 내지 30 시간인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 58은 균질화 온도가 580 ℃ 내지 610 ℃인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 59는 균질화 온도가 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 고상선 온도의 25 ℃ 이내인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 60은 균열 동안, 철이 β-상 금속간 입자 밖으로 확산되고 망간에 의해 대체되는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 61은 균열 동안, 철이 β-상 금속간 입자 밖으로 확산되고 주조 알루미늄 합금 제품 내에 존재하는 분산질과 결합하여 α-상 금속간 입자를 형성하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 62는 분산질이 망간을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 63은 균열 동안, β-상 금속간 입자의 평균 크기가 균열 전 β-상 금속간 입자의 평균 크기와 비교하여 감소하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 64는 균열 동안, 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도가 균열 전에 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도와 비교하여 감소하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 65는 균열 동안, β-상 금속간 입자의 30% 내지 100%가 α-상 금속간 입자로 변환되는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 66은 균질화된 알루미늄 합금 제품 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 2 내지 1000인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 67은 주조 알루미늄 합금 제품 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.3 내지 3인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 68은 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 철 wt. %의 비율이 0.55 내지 0.9인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 69는 3xxx 시리즈 알루미늄 합금이 0.8-1.4 wt. % 마그네슘; 0.8-1.3 wt. % 망간; 최대 0.25 wt. % 구리; 0.25-0.7 wt. % 규소; 최대 0.7 wt. % 철; 최대 0.25 wt. % 아연; 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 70은 주조 알루미늄 합금 제품 제조가 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계 및 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 주조하는 단계를 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 71은 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계가 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금의 조합을 용융하는 것을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 72는 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금이 재활용된 공급원으로부터 유래하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 73은 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계가 4xxx 시리즈 알루미늄 합금 또는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금과 함께 용융하는 것을 추가로 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 74는 균질화 온도가 제1 균질화 온도이고, 여기서 방법이 균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도를 제1 균질화 온도보다 낮은 제2 균질화 온도로 감소시키는 단계; 및 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 제2 지속 시간 동안 균열시키는 단계를 추가로 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 75는 제2 지속 시간이 1 시간 내지 24 시간인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 76은 제2 균질화 온도가 500 ℃ 내지 600 ℃인 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 77은 균열 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 균열시키는 단계가 균질화된 알루미늄 합금 제품의 표면 품질을 제어하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 78은 균질화된 알루미늄 합금 제품이 하나 이상의 압연 공정을 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 방법이다.

예시 79는 다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품이다: 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금, 여기서 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자를 포함하고, 여기서 α-상 금속간 입자의 적어도 일부는 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 균질화 동안 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자로부터 변환됨.

예시 80은 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 2 내지 1000이거나 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1000인 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 81은 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금이 하나 이상의 압연 공정을 거치는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 82는 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금이 0.8-1.4 wt. % 마그네슘; 0.8-1.3 wt. % 망간; 최대 0.25 wt. % 구리; 0.25-0.7 wt. % 규소; 최대 0.7 wt. % 철; 최대 0.25 wt. % 아연; 및 알루미늄을 포함하는 임의의 이전 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 83은 임의의 이전 예시의 방법에 의해 제조된 임의의 이전 예시의 알루미늄 합금 제품이다.

예시 84는 임의의 이전 예시의 알루미늄 합금 제품 제조 방법을 포함하는 임의의 이전 예시의 방법이다.

상기 인용된 모든 특허, 간행물, 및 초록은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다. 예시된 구체예를 포함하는 구체예의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로만 제시되었고 개시된 정확한 형태를 망라하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 이들의 다양한 수정, 개조 및 사용이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims

다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품:
알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 알루미늄 합금, 여기서 알루미늄 합금 중의 철 wt. % 대 알루미늄 합금 중의 규소 wt. %의 비율은 0.5 내지 5.0이고, 여기서 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함함; 및
여기서 알루미늄 합금은 μm²당 5 개의 입자 내지 μm²당 30,000 개의 입자의 복수의 입자에 대한 입자 밀도를 갖고 여기서 알루미늄 합금은 1 μm 내지 25 μm의 복수의 입자에 대한 입자간 간격을 가짐.
제1항에 있어서, 복수의 입자는 500 nm 내지 50 μm의 직경을 갖는 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 입자 밀도는 μm²당 50 내지 1,000 개의 입자인 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품:
0.1 wt. % 내지 1.0 wt. % 철,
0.05 wt. % 내지 0.8 wt. % 규소,
0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 망간,
0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 마그네슘,
최대 0.5 wt. % 구리,
최대 0.05 wt. % 아연, 및
알루미늄.
제1항에 있어서, 알루미늄 합금은 최대 0.15 wt. % 불순물을 포함하는 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품:
0.2 wt. % 내지 0.8 wt. % 철,
0.10 wt. % 내지 0.7 wt. % 규소,
0.6 wt. % 내지 1.0 wt. % 망간,
0.7 wt. % 내지 1.0 wt. % 마그네슘,
최대 0.25 wt. % 구리,
최대 0.2 wt. % 아연,
최대 0.10 wt. % 티타늄,
최대 0.10 wt. % 크롬,
최대 0.10 wt. % 지르코늄,
최대 0.10 wt. % 바나듐, 및
알루미늄.
제1항에 있어서, 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품:
0.3 wt. % 내지 0.7 wt. % 철,
0.15 wt. % 내지 0.5 wt. % 규소,
0.8 wt. % 내지 1.2 wt. % 망간,
0.9 wt. % 내지 1.2 wt. % 마그네슘,
0.1 wt. % 내지 0.2 wt. % 구리,
최대 0.15 wt. % 아연,
최대 0.08 wt. % 티타늄,
최대 0.05 wt. % 크롬,
최대 0.05 wt. % 지르코늄,
최대 0.05 wt. % 바나듐, 및
알루미늄.
제1항에 있어서, α-상 금속간 입자는 부피로 알루미늄 합금의 0.5% 내지 4.0%를 차지하고, β-상 금속간 입자는 부피로 알루미늄 합금의 0% 내지 2.0%를 차지하는 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.2 내지 1,000이거나 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1,000인 알루미늄 합금 제품.
제9항에 있어서, α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 0.3 내지 3인 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 복수의 입자의 80 퍼센트 이상은 5 μm 내지 15 μm의 입자간 간격을 갖는 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 복수의 입자는 철 함유 입자를 포함하고, 철 함유 입자의 대부분은 직경 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는 알루미늄 합금 제품.
제12항에 있어서, 철 함유 입자는 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 4%를 차지하는 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 망간 함유 분산질을 추가로 포함하고, 망간 함유 분산질의 대부분은 10 nm 내지 1.5 μm의 직경을 갖는 알루미늄 합금 제품.
제14항에 있어서, 망간 함유 분산질은 알루미늄 합금의 총 부피의 최대 1%를 차지하는 알루미늄 합금 제품.
제1항에 있어서, 알루미늄 합금은 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함하고, 여기서 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 철 wt. % 대 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 α-상 금속간 입자를 포함하고, 여기서 α-상 금속간 입자의 적어도 일부는 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 균질화 동안 β-상 금속간 입자로부터 변환되는 알루미늄 합금 제품.
제16항에 있어서, 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 2 내지 1000이거나 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1000인 알루미늄 합금 제품.
제16항에 있어서, 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 하나 이상의 압연 공정을 거치는 알루미늄 합금 제품.
제16항에 있어서, 균질화된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 알루미늄 합금 제품:
0.8-1.4 wt. % 마그네슘;
0.8-1.3 wt. % 망간;
최대 0.25 wt. % 구리;
0.25-0.7 wt. % 규소;
최대 0.7 wt. % 철;
최대 0.25 wt. % 아연; 및
알루미늄.
다음 단계를 포함하는, 알루미늄 합금 제품 제조 방법:
알루미늄 합금을 포함하는 주조 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계, 여기서 알루미늄 합금은 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하고, 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 알루미늄 합금 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 알루미늄 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함함; 및
다음에 의해 주조 알루미늄 합금 제품을 균질화하여 균질화된 알루미늄 합금 제품을 형성하는 단계:
주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도 500 ℃ 내지 650 ℃로 가열; 및
주조 알루미늄 합금 제품을 균질화 온도에서 0.1 시간 내지 36 시간의 지속 시간 동안 균열, 및
여기서 알루미늄 합금 제품은 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자의 복수의 입자에 대한 입자 밀도를 갖고 여기서 알루미늄 합금 제품은 1 μm 내지 25 μm의 복수의 입자에 대한 입자간 간격을 가짐.
제20항에 있어서, 지속 시간은 0.5 내지 10 시간인 방법.
제20항에 있어서, 균질화 온도는 570 ℃ 내지 620 ℃인 방법.
제20항에 있어서, 균질화 온도는 알루미늄 합금의 고상선 온도의 25 ℃ 이내인 방법.
제20항에 있어서, 균열 동안, β-상 금속간 입자의 크기는 균열 전 β-상 금속간 입자의 크기와 비교하여 감소하는 방법.
제20항에 있어서, 균열 동안, 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도는 균열 전에 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도와 비교하여 감소하는 방법.
제20항에 있어서, 복수의 입자는 500 nm 내지 50 μm의 입자 직경을 포함하는 방법.
제20항에 있어서, 입자 밀도는 μm²당 50 내지 1,000 개의 입자인 방법.
제20항에 있어서, 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 방법:
0.1 wt. % 내지 1.0 wt. % 철,
0.05 wt. % 내지 0.8 wt. % 규소,
0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 망간,
0.2 wt. % 내지 2.0 wt. % 마그네슘,
최대 0.5 wt. % 구리,
최대 0.05 wt. % 아연, 및
알루미늄.
제20항에 있어서, 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 방법:
0.2 wt. % 내지 0.8 wt. % 철,
0.10 wt. % 내지 0.7 wt. % 규소,
0.6 wt. % 내지 1.0 wt. % 망간,
0.7 wt. % 내지 1.0 wt. % 마그네슘,
최대 0.25 wt. % 구리,
최대 0.2 wt. % 아연,
최대 0.10 wt. % 티타늄,
최대 0.10 wt. % 크롬,
최대 0.10 wt. % 지르코늄,
최대 0.10 wt. % 바나듐, 및
알루미늄.
제20항에 있어서, 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 방법:
0.3 wt. % 내지 0.7 wt. % 철,
0.15 wt. % 내지 0.5 wt. % 규소,
0.8 wt. % 내지 1.2 wt. % 망간,
0.9 wt. % 내지 1.2 wt. % 마그네슘,
0.1 wt. % 내지 0.2 wt. % 구리,
최대 0.15 wt. % 아연,
최대 0.08 wt. % 티타늄,
최대 0.05 wt. % 크롬,
최대 0.05 wt. % 지르코늄,
최대 0.05 wt. % 바나듐, 및
알루미늄.
제20항에 있어서, α-상 금속간 입자는 부피로 알루미늄 합금의 0.5% 내지 4.0%를 차지하고 β-상 금속간 입자는 부피로 알루미늄 합금의 0 내지 2.0%를 차지하는 방법.
제20항에 있어서, α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율이 0.2 내지 1,000이거나 α-상 금속간 입자의 부피 % 대 β-상 금속간 입자의 부피 %의 비율이 0.6 내지 1,000인 방법.
제32항에 있어서, α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 0.3 내지 3인 방법.
제20항에 있어서, 복수의 입자의 80 퍼센트 이상은 5 μm 내지 15 μm의 입자간 간격을 갖는 방법.
제20항에 있어서, 복수의 입자는 철 함유 입자를 포함하고, 철 함유 입자의 대부분은 직경 1 μm 내지 40 μm의 직경을 갖는 방법.
제35항에 있어서, 철 함유 입자는 알루미늄 합금의 총 부피의 1% 내지 4%를 차지하는 방법.
제35항에 있어서, 알루미늄 합금은 망간 함유 분산질을 추가로 포함하고, 여기서 망간 함유 분산질은 10 nm 내지 1.5 μm의 직경을 갖는 방법.
제37항에 있어서, 망간 함유 분산질은 알루미늄 합금의 총 부피의 최대 1%를 차지하는 방법.
제20항에 있어서,
주조 알루미늄 합금 제품은 알루미늄, 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하는 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 포함하고, 여기서 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 주조 알루미늄 합금 제품은 β-상 금속간 입자 및 α-상 금속간 입자를 포함하고;
균질화 온도는 575 ℃ 내지 615 ℃이고;
지속 시간은 12 시간 내지 36 시간이고;
3xxx 시리즈 알루미늄 합금으로부터의 규소는 β-상 금속간 입자의 적어도 일부로 확산되고 α-상 금속간 입자로 변환되는 방법.
제39항에 있어서, 지속 시간은 24 시간 내지 36 시간인 방법.
제39항에 있어서, 지속 시간은 24 시간 내지 30 시간인 방법.
제39항에 있어서, 균질화 온도는 580 ℃ 내지 610 ℃인 방법.
제39항에 있어서, 균질화 온도는 3xxx 시리즈 알루미늄 합금의 고상선 온도의 25 ℃ 이내인 방법.
제39항에 있어서, 균열 동안, 철은 β-상 금속간 입자 밖으로 확산되고 망간으로 대체되는 방법.
제39항에 있어서, 균열 동안, 철은 β-상 금속간 입자 밖으로 확산되고 주조 알루미늄 합금 제품 내에 존재하는 분산질과 결합하여 α-상 금속간 입자를 형성하는 방법.
제45항에 있어서, 분산질은 망간을 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 균열 동안, β-상 금속간 입자의 평균 크기는 균열 전 β-상 금속간 입자의 평균 크기와 비교하여 감소하는 방법.
제39항에 있어서, 균열 동안, 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도는 균열 전에 주조 알루미늄 합금 제품에서 β-상 금속간 입자의 수 밀도와 비교하여 감소하는 방법.
제39항에 있어서, 균열 동안, β-상 금속간 입자의 30% 내지 100%가 α-상 금속간 입자로 변환되는 방법.
제39항에 있어서, 균질화된 알루미늄 합금 제품 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 2 내지 1000인 방법.
제39항에 있어서, 주조 알루미늄 합금 제품 중의 α-상 금속간 입자 수 밀도 대 β-상 금속간 입자 수 밀도의 비율은 0.3 내지 3인 방법.
제39항에 있어서, 3xxx 시리즈 알루미늄 합금 중의 규소 wt. % 대 철 wt. %의 비율은 0.55 내지 0.9인 방법.
제39항에 있어서, 3xxx 시리즈 알루미늄 합금은 다음을 포함하는 방법:
0.8-1.4 wt. % 마그네슘;
0.8-1.3 wt. % 망간;
최대 0.25 wt. % 구리;
0.25-0.7 wt. % 규소;
최대 0.7 wt. % 철;
최대 0.25 wt. % 아연; 및
알루미늄.
제39항에 있어서, 주조 알루미늄 합금 제품 제조는 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계 및 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 주조하는 단계를 포함하는 방법.
제54항에 있어서, 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계는 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금의 조합을 용융하는 것을 포함하는 방법.
제55항에 있어서, 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금은 재활용된 공급원으로부터 유래하는 방법.
제55항에 있어서, 용융된 3xxx 시리즈 알루미늄 합금을 제조하는 단계는 4xxx 시리즈 알루미늄 합금 또는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 3xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금 및 5xxx 시리즈 공급원 알루미늄 합금과 함께 용융하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 균질화 온도는 제1 균질화 온도이고, 다음 단계를 추가로 포함하는 방법:
균질화된 알루미늄 합금 제품의 온도를 제1 균질화 온도보다 낮은 제2 균질화 온도로 감소시키는 단계; 및
균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 제2 지속 시간 동안 균열시키는 단계.
제58항에 있어서, 제2 지속 시간은 1 시간 내지 24 시간인 방법.
제58항에 있어서, 제2 균질화 온도는 500 ℃ 내지 600 ℃인 방법.
제58항에 있어서, 균질화된 알루미늄 합금 제품을 제2 균질화 온도에서 균열시키는 단계는 균질화된 알루미늄 합금 제품의 표면 품질을 제어하는 방법.
제39항에 있어서, 균질화된 알루미늄 합금 제품이 하나 이상의 압연 공정을 거쳐 압연 알루미늄 합금 제품을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
다음 단계를 포함하는, 금속 제품의 성형성 개선 방법:
금속 복합물을 포함하는 주조 금속 제품을 제공하는 단계, 여기서 금속 복합물은 철, 마그네슘, 망간, 및 규소를 포함하고, 여기서 금속 복합물 중의 규소 wt. % 대 금속 복합물 중의 철 wt. %의 비율은 0.5 내지 1.0이고, 여기서 금속 복합물은 규소 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 α-상 금속간 입자 및 철 또는 망간 중 하나 이상을 포함하는 β-상 금속간 입자를 포함하는 복수의 입자를 포함함; 및
0.0003/μm 내지 0.0006/μm의 입자간 간격 대 입자 밀도의 비율을 달성하도록, 주조 금속 제품을 균질화하여 복수의 입자의 입자간 간격을 제어하고 복수의 입자의 입자 밀도를 제어하는 단계.
제63항에 있어서, 입자간 간격은 1 μm 내지 25 μm인 방법.
제63항에 있어서, 입자 밀도는 μm²당 5 내지 30,000 개의 입자인 방법.
제65항에 있어서, 입자 밀도는 μm²당 5 내지 1,000 개의 입자인 방법.
제63항에 있어서, 복수의 입자는 1 μm 내지 50 μm의 입자 직경을 포함하는 방법.
제63항에 있어서, 주조 금속 제품을 균질화하는 단계는 주조 금속 제품을 400 ℃ 내지 800 ℃의 균질화 온도로 가열하고 주조 금속 제품을 균질화 온도에서 0.1 시간 내지 48 시간의 지속 시간 동안 균열시키는 것을 포함하는 방법.
제68항에 있어서, 균질화 온도는 주조 금속 제품의 고상선 온도의 25 ℃ 이내인 방법.
제68항에 있어서, 주조 금속 제품을 균질화하는 단계는 주조 금속 제품이 열간 압연 공정 또는 냉간 압연 공정 중 하나 이상을 거치는 것을 추가로 포함하는 방법.