RU2404276C2 - PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT - Google Patents

PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT Download PDF

Info

Publication number
RU2404276C2
RU2404276C2 RU2007116979/02A RU2007116979A RU2404276C2 RU 2404276 C2 RU2404276 C2 RU 2404276C2 RU 2007116979/02 A RU2007116979/02 A RU 2007116979/02A RU 2007116979 A RU2007116979 A RU 2007116979A RU 2404276 C2 RU2404276 C2 RU 2404276C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
product
aging
amount
stage
alloy
Prior art date
Application number
RU2007116979/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007116979A (en
Inventor
Ринзе БЕНЕДИКТУС (NL)
Ринзе БЕНЕДИКТУС
Кристиан Йоахим КАЙДЕЛЬ (DE)
Кристиан Йоахим КАЙДЕЛЬ
Альфред Людвиг ХАЙНЦ (DE)
Альфред Людвиг ХАЙНЦ
Original Assignee
Алерис Алюминум Кобленц Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34928547&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2404276(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Алерис Алюминум Кобленц Гмбх filed Critical Алерис Алюминум Кобленц Гмбх
Publication of RU2007116979A publication Critical patent/RU2007116979A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404276C2 publication Critical patent/RU2404276C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: method involves ingot casting with the following composition, wt %: Zn 6.0 - 11.0, Cu 1.4 - 2.2, Mg 1.4 - 2.4, Zr 0.05 - 0.15, Ti <0.05, Hf and/or V <0.25, optionally Sc and/or Ce 0.05 - 0.25%, optionally Mn 0.05 0.12%, and inevitable impurities and aluminium is the rest, homogenisation and/or pre-heating of ingot after casting, hot deformation processing of ingot so that pre-processed product is obtained, heating of pre-processed product and either hot rolling of heated product to final thickness, or hot rolling and cold rolling of heated product to final thickness, heat treatment for solid solution and hardening of heat-treated product for solid solution, optional tension or compression of hardened product and optional ageing of hardened and optionally tensed or compressed product to the desired state; at that, rolled product at its final state has in fact fully non-recrystallised microstructure at least in position T/10. ^ EFFECT: product has increased yield point at compression and high specific energy of crack propagation, and improved viscosity and corrosion resistance properties. ^ 21 cl, 6 tbl, 3 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к деформированному продукту из высокопрочного, высоковязкого Al-Zn сплава с повышенными содержаниями Zn для сохранения хорошей коррозионной стойкости и к способу изготовления такого продукта из высокопрочного, высоковязкого Al-Zn сплава и к продукту-плите из такого сплава. Более конкретно, настоящее изобретение относится к высокопрочному, высоковязкому Al-Zn сплаву, обозначенному как серия АА7000 международной номенклатуры Алюминиевой Ассоциации для применения в авиационных конструкциях. Еще более конкретно, настоящее изобретение относится к новому диапазону химического состава Al-Zn сплава, характеризующемуся улучшенными сочетаниями прочности и вязкости при сохранении хорошей коррозионной стойкости, который не нуждается в специальных обработках старением или отпуском.The present invention relates to a deformed product of a high-strength, high-viscosity Al-Zn alloy with high Zn contents to maintain good corrosion resistance, and to a method for manufacturing such a product from a high-strength, high-viscosity Al-Zn alloy and to a plate product of such an alloy. More specifically, the present invention relates to a high-strength, high-viscosity Al-Zn alloy designated as the AA7000 series of the international Aluminum Association nomenclature for use in aircraft structures. Even more specifically, the present invention relates to a new range of the chemical composition of an Al-Zn alloy characterized by improved combinations of strength and toughness while maintaining good corrosion resistance, which does not require special aging or tempering treatments.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В данной области техники известно использование поддающихся термообработке алюминиевых сплавов в ряде областей применения, требующих относительно высокой прочности, высокой вязкости и коррозионной стойкости, таких как фюзеляжи воздушных летательных аппаратов, детали транспортных средств и другие области применения. Алюминиевые сплавы АА7050 и АА7150 проявляют высокую прочность в состояниях типа Т6. Продукты из подвергнутых дисперсионному твердению сплавов АА7х75, АА7х55 также проявляют высокие уровни прочности в состоянии Т6. Известно, что состояние Т6 улучшает прочность сплава, при этом продукты из вышеупомянутых сплавов АА7х50, АА7х75 и АА7х55, содержащих большие количества цинка, меди и магния, известны своей высокой удельной прочностью и поэтому находят применение, в частности, в авиационно-космической промышленности. Однако при таких применениях сплавы подвергаются воздействию самых разнообразных климатических условий, что требует тщательного контроля за условиями их деформационной обработки и старения для обеспечения соответствующих прочности и стойкости к коррозии, включая как коррозию под напряжением, так и расслаивание.It is known in the art to use heat-treatable aluminum alloys in a number of applications requiring relatively high strength, high viscosity and corrosion resistance, such as aircraft fuselages, vehicle parts, and other applications. AA7050 and AA7150 aluminum alloys exhibit high strength in T6 type states. Products from the precipitation hardened alloys AA7x75, AA7x55 also exhibit high levels of strength in the T6 state. It is known that the T6 state improves the strength of the alloy, while products from the above-mentioned alloys AA7x50, AA7x75 and AA7x55, containing large amounts of zinc, copper and magnesium, are known for their high specific strength and therefore find application, in particular, in the aerospace industry. However, in such applications, alloys are exposed to a wide variety of climatic conditions, which requires careful monitoring of the conditions of their deformation processing and aging to ensure adequate strength and resistance to corrosion, including both stress corrosion and delamination.

Известно, что для усиления стойкости против коррозии под напряжением и расслаивания, а также вязкости разрушения такие сплавы серии АА7000 подвергают искусственному перестариванию. При искусственном старении до состояний типа Т79, Т76, Т74 или Т73 их стойкость к коррозии под напряжением, коррозионному расслаиванию и вязкость разрушения улучшаются в указанном порядке (состояние типа Т73 является наилучшим, а состояние Т79 близко к Т6), но за счет прочности по сравнению с состоянием Т6. Более приемлемым состоянием является состояние типа Т74, представляющее собой состояние после ограниченного перестаривания между Т73 и Т76, для получения приемлемого уровня прочности на растяжение, стойкости к коррозии под напряжением, стойкости к коррозионному расслаиванию и вязкости разрушения. Такое состояние Т74 получают в результате перестаривания продукта из алюминиевого сплава при температуре 121°С в течение от 6 до 24 часов, а затем при температуре 171°С в течение примерно 14 часов.It is known that to enhance resistance to stress corrosion and delamination, as well as fracture toughness, such AA7000 series alloys are subjected to artificial overcooking. During artificial aging to states of the T79, T76, T74 or T73 type, their resistance to stress corrosion, corrosion delamination and fracture toughness improve in this order (the T73 type is the best, and the T79 state is close to T6), but due to the strength compared with a state of T6. A more acceptable condition is a state of type T74, which is a state after limited overcooking between T73 and T76 to obtain an acceptable level of tensile strength, resistance to stress corrosion, resistance to corrosion delamination and fracture toughness. This state of T74 is obtained by overcooking an aluminum alloy product at a temperature of 121 ° C for 6 to 24 hours, and then at a temperature of 171 ° C for about 14 hours.

В зависимости от критериев конструирования конкретного конструктивного элемента воздушного летательного аппарата, даже небольшие улучшения прочности, вязкости и коррозионной стойкости приводят к снижению массы, что сказывается, среди прочего, на экономии топлива на протяжении всего срока службы этого воздушного летательного аппарата. Для удовлетворения таких требований было разработано несколько других сплавов серии 7000.Depending on the design criteria of a particular structural element of an airborne aircraft, even small improvements in strength, toughness and corrosion resistance lead to weight loss, which affects, among other things, fuel economy throughout the life of this airborne aircraft. To meet these requirements, several other 7000 series alloys have been developed.

Например, в каждом из патентов ЕР-0377779, US-5221377 и US-5496426 раскрыты продукты из сплава и усовершенствованный способ изготовления сплава 7055 для производства листов или тонких плит, предназначенных для применений в аэрокосмической области, таких как детали верхней части крыла, с высокой вязкостью и хорошими коррозионными свойствами, включающий стадии деформационной обработки заготовки с составом, состоящим из, примерно в мас.%, от 7,6 до 8,4 Zn, от 2,2 до 2,6 Cu, от 1,8 до 2,1 или 2,2 Mg и одного или более элементов, выбранных из Zr, Mn, V и Hf, при этом общее количество таких элементов не превышает 0,6 мас.%, а остальное - алюминий плюс неизбежные примеси, термообработки на твердый раствор и закалки продукта и искусственного старения продукта путем либо его нагревания три раза подряд до одной или более температур из диапазона от 79°С до 163°С, либо нагревания такого продукта вначале до одной или более температур из диапазона от 79°С до 141°С в течение двух часов или более, а затем нагревания его до одной или более температур из диапазона от 148°С до 174°С. Сообщается, что такие продукты обладают повышенной стойкостью к коррозионному расслаиванию класса “ЕВ” или еще лучше при примерно на 15% более высоком пределе текучести, чем у аналогичных продуктов сходных размеров из сплавов 7×50 в состоянии Т76. К тому же они обладают по меньшей мере на примерно 5% более высокой прочностью, чем у аналогичных продуктов сходных размеров из сплавов 7×50-Т77 (7150-Т77 будет использоваться в данном описании в качестве сравнительного сплава).For example, in each of the patents EP-0377779, US-5221377 and US-5496426 disclosed alloy products and an improved method for the manufacture of alloy 7055 for the production of sheets or thin plates intended for applications in the aerospace field, such as parts of the upper part of the wing, with high viscosity and good corrosion properties, including the stage of deformation processing of the workpiece with a composition consisting of, in wt.%, from 7.6 to 8.4 Zn, from 2.2 to 2.6 Cu, from 1.8 to 2, 1 or 2.2 Mg and one or more elements selected from Zr, Mn, V and Hf, wherein the total amount of such elements does not exceed 0.6 wt.%, and the rest is aluminum plus unavoidable impurities, heat treatment for solid solution and quenching of the product and artificial aging of the product by either heating it three times in a row to one or more temperatures from 79 ° C to 163 ° C, or heating such a product initially to one or more temperatures from the range of 79 ° C to 141 ° C for two hours or more, and then heating it to one or more temperatures from the range of 148 ° C to 174 ° C. It is reported that such products have increased resistance to corrosion exfoliation of class “EB” or even better at about 15% higher yield strength than similar products of similar sizes from 7 × 50 alloys in T76 state. In addition, they have at least about 5% higher strength than similar products of similar sizes from alloys 7 × 50-T77 (7150-T77 will be used in this description as a comparative alloy).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является разработка усовершенствованного Al-Zn сплава, предпочтительно предназначенного для изготовления продукции в виде плит с высокой прочностью (на сжатие) и высокой вязкостью. При этом не должна ухудшаться коррозионная стойкость.The aim of the present invention is to develop an improved Al-Zn alloy, preferably intended for the manufacture of products in the form of plates with high strength (compression) and high viscosity. In this case, corrosion resistance should not be impaired.

Более конкретно, целью настоящего изобретения является разработка продукта из сплава, который может быть использован для применений в аэрокосмической области в верхней части крыла, с повышенным пределом текучести при сжатии и высокой удельной энергией распространения трещин со свойствами, превосходящими свойства традиционного сплава АА7055 в состоянии Т77.More specifically, it is an object of the present invention to provide an alloy product that can be used for aerospace applications at the top of a wing, with an increased compressive strength and high specific crack propagation energy with properties superior to those of a traditional AA7055 alloy in T77 state.

Другой целью изобретения является получение алюминиевого сплава серии АА7000, проявляющего прочность в диапазоне, характерном для состояний типа Т6, и свойства вязкости и коррозионной стойкости - в диапазоне, характерном для состояний типа Т73.Another objective of the invention is to obtain an aluminum alloy of the AA7000 series, exhibiting strength in the range typical for T6 states, and the properties of viscosity and corrosion resistance in the range typical for T73 states.

Следующей целью изобретения является разработка способа изготовления продукта из алюминиевого сплава согласно данному изобретению.The next objective of the invention is to develop a method of manufacturing a product from an aluminum alloy according to this invention.

В настоящем изобретении одна или более упомянутых целей достигаются благодаря отличительным признакам независимых пунктов формулы изобретения. Дальнейшие предпочтительные варианты реализации описаны и конкретизированы в зависимых пунктах формулы изобретения.In the present invention, one or more of the aforementioned objects are achieved by the features of the independent claims. Further preferred embodiments are described and specified in the dependent claims.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализацииDetailed Description of Preferred Embodiments

В дальнейшей части описания, при отсутствии иных указаний, все обозначения сплавов и обозначения состояний относятся к обозначениям, принятым Алюминиевой ассоциацией для обозначения алюминиевых стандартов и данных и регистрационных записей, опубликованных Алюминиевой ассоциацией США.In the further part of the description, unless otherwise indicated, all alloy designations and state designations refer to designations adopted by the Aluminum Association to designate aluminum standards and data and records published by the Aluminum Association of the United States.

Одна или более из вышеупомянутых целей изобретения достигаются при использовании продукта из Al-Zn сплава с улучшенным сочетанием высокой вязкости и высокой прочности при сохранении хорошей коррозионной стойкости, содержащего, а предпочтительно состоящего из (в массовых процентах): One or more of the above objects of the invention are achieved by using an Al-Zn alloy product with an improved combination of high viscosity and high strength while maintaining good corrosion resistance, comprising, and preferably consisting of (in mass percent):

ZnZn от 6,0 до 11,06.0 to 11.0 CuCu от 1,4 до 2,2 from 1.4 to 2.2 MgMg от 1,4 до 2,4from 1.4 to 2.4 ZrZr от 0,05 до 0,15from 0.05 to 0.15 TiTi <0,05<0.05 Hf и/или VHf and / or V <0,25,<0.25,

необязательно Sc и/или Се от 0,05 до 0,25, и,optionally Sc and / or Ce from 0.05 to 0.25, and,

необязательно Mn от 0,05 до 0,12,optionally Mn from 0.05 to 0.12,

и неизбежные примеси, а остальное - алюминий, прочие элементы предпочтительно составляют менее 0,05 каждый и менее 0,50 в целом, и при этом продукт из сплава имеет по существу полностью неперекристаллизованную микроструктуру в положении Т/10 готового продукта.and unavoidable impurities, and the rest is aluminum, other elements are preferably less than 0.05 each and less than 0.50 in total, while the alloy product has a substantially completely unrecrystallized microstructure at the T / 10 position of the finished product.

Такой диапазон химического состава сплава серии АА7000 обеспечивает отличные свойства при получении из него продукции в виде относительно тонких плит, и его предпочтительно используют в авиационной промышленности для изготовления деталей верхней части крыла с толщиной в интервале от 20 мм до 60 мм.This range of chemical composition of the AA7000 series alloy provides excellent properties when it comes to producing products in the form of relatively thin plates, and it is preferably used in the aviation industry for the manufacture of parts of the upper wing with a thickness in the range from 20 mm to 60 mm.

Вышеприведенный химический состав обеспечивает свойства, сравнимые или превосходящие свойства существующих сплавов серий АА7х50 или АА7х55 в состоянии Т77 без осуществления описанных выше громоздких и сложных трехстадийных циклов старения до Т77. Такой химический состав обеспечивает получение более экономически выгодного, а также более простого в изготовлении алюминиевого продукта, поскольку требуется меньше технологических стадий обработки. Кроме того, такой химический состав позволяет использовать новые технологии производства, такие как формование со старением или формование со старением в условиях ползучести, неприменимые при использовании сплава в состоянии Т77. Более того, вышеописанный химический состав также может быть состарен до состояния Т77, при котором коррозионная стойкость еще больше улучшается.The above chemical composition provides properties comparable to or superior to the existing alloys of the AA7x50 or AA7x55 series in the T77 state without carrying out the cumbersome and complex three-stage aging cycles described above to T77. Such a chemical composition provides a more economical, as well as easier to manufacture aluminum product, since less processing steps are required. In addition, this chemical composition allows the use of new production technologies, such as molding with aging or molding with aging under creep conditions, not applicable when using the alloy in the T77 state. Moreover, the above chemical composition can also be aged to a T77 state in which corrosion resistance is further improved.

Согласно изобретению было установлено, что выбранный ряд элементов, включая большее количество Zn и конкретное сочетание определенных количеств Mg и Cu, обеспечивает по существу лучшие сочетания прочности и вязкости и сохранение хороших характеристик коррозионной стойкости, таких как стойкость к коррозионному расслаиванию и стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением.According to the invention, it was found that a selected number of elements, including a larger amount of Zn and a specific combination of certain amounts of Mg and Cu, provide substantially better combinations of strength and toughness and preservation of good corrosion resistance characteristics, such as resistance to corrosion delamination and resistance to corrosion cracking under voltage.

В настоящем изобретении химический состав используется также в сочетании с обсуждаемым здесь ниже способом изготовления катаного продукта из сплава такого химического состава для получения по существу полностью неперекристаллизованной микроструктуры по меньшей мере в положении Т/10 готового продукта. Более предпочтительно, продукт является неперекристаллизованным по всей толщине. Под термином «неперекристаллизованный» авторы подразумевают, что более чем 80%, предпочтительно - более чем 90%, толщины готового катаного продукта являются по существу неперекристаллизованными. Следовательно, в настоящем изобретении раскрывается продукт из сплава, который особенно подходит для изготовления обшивки верхней части крыла воздушных летательных аппаратов и имеет толщину в интервале от 20 до 60 мм, предпочтительно, от 30 до 50 мм.In the present invention, the chemical composition is also used in conjunction with the method for manufacturing a rolled product from an alloy of such a chemical composition discussed here below to obtain a substantially completely non-recrystallized microstructure at least at the T / 10 position of the finished product. More preferably, the product is uncrystallized throughout its thickness. By the term “non-recrystallized” the authors mean that more than 80%, preferably more than 90%, the thicknesses of the finished rolled product are substantially non-recrystallized. Therefore, the present invention discloses an alloy product that is particularly suitable for the manufacture of the skin of an upper wing of an aircraft and has a thickness in the range of 20 to 60 mm, preferably 30 to 50 mm.

Было установлено, что отсутствует необходимость в медленной закалке катаного продукта или в увеличении толщины катаного продукта для получения превосходных предела текучести при сжатии и свойств вязкости.It has been found that there is no need for a slow hardening of the rolled product or an increase in the thickness of the rolled product in order to obtain excellent compressive yield strength and viscosity properties.

Медь и магний являются важными элементами для повышения прочности сплава. Слишком низкие количества магния и меди приводят к снижению прочности, в то время как слишком высокие количества магния и меди приводят к более низким коррозионным характеристикам и проблемам со свариваемостью полученного продукта из сплава. В известных из уровня техники способах использовались специальные методы старения для улучшения прочности, в то время как небольшие количества магния и меди используются для достижения высоких коррозионных характеристик. Для того чтобы достичь компромисса по прочности, вязкости и коррозионным характеристиках, было установлено, что содержания меди и магния (в мас.%), составляющее между 1,7 и 2,2%, предпочтительно - между 1,7 и 2,1% для Mg, и между 1,8 и 2,1% для Cu, дают хороший баланс в продукции в виде тонких плит. Во всем заявленном диапазоне химического состава согласно настоящему изобретению теперь можно достигать уровней прочности в интервале, характерном для состояния Т6 сплава, сохраняя при этом характеристики коррозионной стойкости, близкие к этим характеристикам сплавов в состоянии Т74.Copper and magnesium are important elements to increase the strength of the alloy. Too low amounts of magnesium and copper lead to a decrease in strength, while too high amounts of magnesium and copper lead to lower corrosion characteristics and problems with weldability of the obtained alloy product. The prior art methods have used special aging methods to improve strength, while small amounts of magnesium and copper are used to achieve high corrosion characteristics. In order to achieve a compromise in strength, viscosity and corrosion characteristics, it was found that the content of copper and magnesium (in wt.%), Comprising between 1.7 and 2.2%, preferably between 1.7 and 2.1% for Mg, and between 1.8 and 2.1% for Cu, give a good balance in the production of thin plates. In the entire claimed range of chemical composition according to the present invention, it is now possible to achieve strength levels in the range characteristic of alloy T6, while maintaining corrosion resistance characteristics close to those of alloys in T74.

Помимо количеств магния и меди, в изобретении раскрыто сбалансированное отношение количеств магния и меди к цинку, особенно отношение магния к цинку, которое придает сплаву упомянутые эксплуатационных характеристики. Улучшенная коррозионная стойкость сплава согласно данному изобретению соответствует стойкости к расслаиванию (“ЕХСО”) класса ЕВ или лучше, предпочтительно - класса ЕА или лучше.In addition to the amounts of magnesium and copper, the invention discloses a balanced ratio of the amounts of magnesium and copper to zinc, especially the ratio of magnesium to zinc, which gives the alloy the mentioned performance characteristics. The improved corrosion resistance of the alloy according to this invention corresponds to the delamination resistance (“EXCO”) of class EB or better, preferably class EA or better.

Содержание цинка (в мас.%) предпочтительно составляет в интервале от 7,4 до 9,6%, более предпочтительно - в интервале от 8,0 до 9,6%, наиболее предпочтительно - в интервале от 8,4 до 8,9%. Испытания показали, что оптимальный уровень содержания цинка составляет примерно 8,6%. Дальнейшие подробности приведены в примерах, описанных ниже с большими подробностями.The zinc content (in wt.%) Is preferably in the range from 7.4 to 9.6%, more preferably in the range from 8.0 to 9.6%, most preferably in the range from 8.4 to 8.9 % Tests have shown that the optimal level of zinc is approximately 8.6%. Further details are given in the examples described below with great details.

Было также показано, что согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения Sc-содержащий сплав также является прекрасным кандидатом на получение высокой прочности по отношению к высоким уровням статической вязкости. При добавлении Sc к сплаву, содержащему медь, магний, цинк, цирконий и титан, было установлено, что микроструктура остается неперекристаллизованной, тем самым демонстрируя превосходные свойства в отношении прочности и вязкости. Поэтому предпочтительные количества Sc (в мас.%) составляют в интервале [Zr]+1,5[Sc]<0,15%. Предпочтительные количества (в мас.%) Sc или Се составляют в интервале от 0,03 до 0,06%, когда количество Zn составляет примерно 8,70%, а Mg и Cu - примерно 2,10%. Уровни удельной энергии распространения трещин (UPE) являются весьма хорошими для сплава с дополнительными легирующими элементами Sc, Ce или Mn.It has also been shown that, according to a preferred embodiment of the present invention, the Sc-containing alloy is also an excellent candidate for high strength with respect to high levels of static viscosity. By adding Sc to the alloy containing copper, magnesium, zinc, zirconium and titanium, it was found that the microstructure remains unrecrystallized, thereby demonstrating excellent strength and toughness properties. Therefore, preferred amounts of Sc (in wt.%) Are in the range of [Zr] +1.5 [Sc] <0.15%. Preferred amounts (in wt.%) Of Sc or Ce are in the range from 0.03 to 0.06%, when the amount of Zn is about 8.70%, and Mg and Cu are about 2.10%. The specific crack propagation energy (UPE) levels are very good for alloys with additional alloying elements Sc, Ce or Mn.

Предпочтительный способ изготовления продукта из высокопрочного, высоковязкого Al-Zn сплава с хорошей коррозионной стойкостью согласно настоящему изобретению включает следующие стадии:A preferred method for manufacturing a product from the high strength, high viscosity Al-Zn alloy with good corrosion resistance according to the present invention includes the following steps:

а. отливка слитка со следующим составом (в массовых процентах): but. casting of an ingot with the following composition (in mass percent):

ZnZn от 6,0 до 11,06.0 to 11.0 CuCu от 1,4 до 2,2 from 1.4 to 2.2 MgMg от 1,4 до 2,4from 1.4 to 2.4 ZrZr от 0,05 до 0,15from 0.05 to 0.15 TiTi <0,05<0.05 Hf и/или VHf and / or V <0,25,<0.25,

необязательно Sc и/или Се от 0,05 до 0,25, иoptionally Sc and / or Ce from 0.05 to 0.25, and

необязательно Mn от 0,05 до 0,12,optionally Mn from 0.05 to 0.12,

и неизбежные примеси, а остальное - алюминий, прочие элементы предпочтительно составляют менее 0,05 каждый и менее 0,50 в целом;and unavoidable impurities, and the rest is aluminum; other elements are preferably less than 0.05 each and less than 0.50 in total;

b. гомогенизация и/или предварительный нагрев слитка после отливки;b. homogenization and / or preheating of the ingot after casting;

с. горячая деформационная обработка слитка с получением предварительно обработанного продукта;from. hot deformation processing of the ingot to obtain a pre-processed product;

d. подогрев предварительно обработанного продукта и либоd. heating the pre-processed product and either

d1. горячая прокатка подогретого продукта до конечной толщины, либоd1. hot rolling of the heated product to the final thickness, or

d2. горячая прокатка и холодная прокатка подогретого продукта до конечной толщины;d2. hot rolling and cold rolling of the heated product to the final thickness;

е. термообработка на твердый раствор и закалка подвергнутого термообработке на твердый раствор продукта;e. heat treatment for solid solution and quenching of heat-treated solid solution product;

f. необязательное растяжение или сжатие закаленного продукта из сплава или какая-либо иная холодная деформационная обработка для снятия напряжений; иf. optional stretching or compression of the hardened alloy product or any other cold deformation processing to relieve stresses; and

g. необязательное старение закаленного и необязательно подвергнутого растяжению или сжатию продукта до достижения желаемого состояния, при этом продукт из сплава имеет по существу полностью неперекристаллизованную микроструктуру в положении Т/10 готового продукта.g. optional aging of the quenched and optionally stretched or compressed product to the desired state, wherein the alloy product has a substantially completely non-recrystallized microstructure at the T / 10 position of the finished product.

Было установлено, что микроструктура в полученном сплаве остается по существу полностью неперекристаллизованной под его поверхностью при использовании стадий предложенного в изобретении способа предварительной деформационной обработки продукта и горячей и/или холодной прокатки предварительно обработанного продукта.It was found that the microstructure in the obtained alloy remains essentially completely unrecrystallized under its surface using the stages of the method of the preliminary deformation processing of the product and hot and / or cold rolling of the pre-processed product proposed in the invention.

В соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения данный способ включает в себя первую горячую прокатку слитка, который был гомогенизирован, с получением предварительно обработанного продукта, горячую прокатку подогретого продукта до примерно 150-200 (в % от конечной толщины), а затем холодную прокатку горячекатаного продукта до конечной толщины, или же горячую прокатку подогретого продукта до примерно 105-140 (в % от конечной толщины), а затем холодную прокатку горячекатаного продукта до конечной толщины. Термин «в % от конечной толщины» означает процент толщины по сравнению с толщиной конечного продукта. Величина 200% от конечной толщины означает толщину, вдвое превышающую толщину обработанного до конца продукта. Это означает, что было установлена целесообразность вначале горячей прокатки предварительно нагретого продукта до толщины, приблизительно вдвое превышающей толщину конечного продукта, а затем холодной прокатки горячекатаного продукта до конечной толщины, либо горячей прокатки предварительно нагретого продукта до толщины, примерно на 20% превышающей толщину конечного продукта, а затем холодной прокатки этого продукта, получая в результате дополнительное примерно 20%-ное снижение толщины горячекатаного продукта.In accordance with one embodiment of the present invention, this method includes first hot rolling an ingot that has been homogenized to obtain a pre-processed product, hot rolling a heated product to about 150-200 (in% of final thickness), and then cold rolling hot-rolled product to a final thickness, or hot rolling of a heated product to about 105-140 (in% of the final thickness), and then cold rolling of the hot-rolled product to a final thickness. The term "in% of the final thickness" means the percentage of thickness compared to the thickness of the final product. A value of 200% of the final thickness means a thickness twice the thickness of the processed to the end of the product. This means that it was established that first hot rolling of the preheated product to a thickness of approximately twice the thickness of the final product, and then cold rolling of the hot rolled product to the final thickness, or hot rolling of the preheated product to a thickness of about 20% more than the thickness of the final product and then cold rolling this product, resulting in an additional approximately 20% reduction in the thickness of the hot-rolled product.

Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения является целесообразным подвергать подогретый продукт горячей прокатке при низких температурах в интервале от 300°С до 420°С с тем, чтобы сплав не перекристаллизовывался. Возможно необязательное искусственное старение обработанного и подвергнутого термообработке продукта путем двухступенчатого отпуска до состояния Т79 или Т76 либо использование трехступенчатого отпуска до состояния Т77 в том случае, если должны быть улучшены характеристики коррозионного растрескивания под напряжением (SCC).According to another embodiment of the present invention, it is advisable to subject the heated product to hot rolling at low temperatures in the range from 300 ° C to 420 ° C so that the alloy does not recrystallize. Optional artificial aging of the processed and heat-treated product by two-stage tempering to the state of T79 or T76 or the use of a three-stage tempering to the state of T77 is possible if the stress corrosion cracking (SCC) characteristics should be improved.

Настоящее изобретение может быть использовано для горячей деформационной обработки слитка после литья и необязательной холодной деформационной обработки с получением обработанного продукта с толщиной в диапазоне от 20 до 60 мм.The present invention can be used for hot deformation processing of an ingot after casting and optional cold deformation processing to obtain a processed product with a thickness in the range from 20 to 60 mm.

Настоящее изобретение также касается продукта в виде плиты из высокопрочного, высоковязкого Al-Zn сплава вышеприведенного состава, который предпочтительно представляет собой тонкую деталь воздушного летательного аппарата, еще более предпочтительно - удлиненный конструктивный фасонный элемент, такой как деталь верхней части крыла, тонкую деталь обшивки верхней части крыла или стрингера воздушного летательного аппарата.The present invention also relates to a product in the form of a plate of a high-strength, high-viscosity Al-Zn alloy of the above composition, which is preferably a thin part of an air aircraft, even more preferably an elongated structural shaped element, such as a part of the upper part of the wing, a thin part of the skin of the upper part wing or stringer of an aircraft.

Свойства заявленного сплава могут быть дополнительно улучшены с помощью стадии искусственного старения, включающей первую термообработку при температуре в интервале от 105°С до 135°С, предпочтительно - около 120°С, в течение от 2 до 20 часов, предпочтительно - около 8 часов, и вторую термообработку при температуре более высокой, чем 135°С, но ниже 210°С, предпочтительно - около 155°С, в течение от 4 до 12 часов, предпочтительно - от 8 до 10 часов.The properties of the claimed alloy can be further improved using the artificial aging stage, including the first heat treatment at a temperature in the range from 105 ° C to 135 ° C, preferably about 120 ° C, for 2 to 20 hours, preferably about 8 hours, and a second heat treatment at a temperature higher than 135 ° C. but lower than 210 ° C., preferably about 155 ° C., for 4 to 12 hours, preferably 8 to 10 hours.

Упомянутые и другие признаки и преимущества сплавов согласно настоящему изобретению станут вполне очевидными из следующего подробного описания предпочтительных вариантов его реализации.Mentioned and other features and advantages of the alloys according to the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments thereof.

Пример 1Example 1

В лабораторном масштабе 14 различных алюминиевых сплавов были отлиты в слитки, гомогенизированы, предварительно нагреты в течение более чем 6 часов при температуре примерно 410°С и подвергнуты горячей прокатке до 4-миллиметровых плит. Термообработку на твердый раствор осуществляли при 475°С, а после этого - закалку водой. После этого закаленный продукт подвергали старению, используя двухстадийную процедуру старения до состояния Т76. Химические составы представлены в таблице 1. On a laboratory scale, 14 different aluminum alloys were cast into ingots, homogenized, preheated for more than 6 hours at a temperature of about 410 ° C and hot rolled to 4 mm plates. Solid solution heat treatment was carried out at 475 ° C, and after that, water quenching. After that, the hardened product was aged using a two-stage aging process to T76 state. Chemical compositions are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Химические составы сплавов в виде тонких плит, в мас.%, остальное - алюминий и неизбежные примеси, Fe 0,06, Si 0,05, Ti 0,04 и Zr 0,12The chemical compositions of the alloys in the form of thin plates, in wt.%, The rest is aluminum and inevitable impurities, Fe 0.06, Si 0.05, Ti 0.04 and Zr 0.12 СплавAlloy CuCu MgMg ZnZn ПрочиеOther 1one 2,02.0 2,12.1 8,08.0 0,08 Mn0.08 Mn 22 2,12.1 2,12.1 8,18.1 -- 33 1,71.7 1,751.75 8,78.7 -- 4four 2,12.1 1,71.7 8,68.6 -- 55 2,42,4 1,71.7 8,68.6 -- 66 1,71.7 2,22.2 8,78.7 -- 77 2,12.1 2,12.1 8,68.6 -- 88 2,42,4 2,12.1 8,78.7 -- 99 1,71.7 2,52.5 8,78.7 -- 1010 2,12.1 2,42,4 8,68.6 -- 11eleven 2,52.5 2,52.5 8,78.7 -- 1212 2,12.1 2,12.1 9,29.2 -- 1313 2,12.1 2,12.1 8,78.7 0,03 Ce0.03 Ce 14fourteen 2,12.1 2,12.1 8,78.7 0,06 Sc0.06 Sc

Сплавы из таблицы 1 обрабатывали, используя три варианта обработки (см. стадию 5):The alloys from table 1 were processed using three processing options (see step 5):

1. Гомогенизацию осуществляли путем нагрева со скоростью повышения температуры 40°С/ч до температуры 460°С, затем выдержки в течение 12 часов при 460°С и еще одного повышения со скоростью 25°С/ч до температуры 475°С с еще одной выдержкой в течение 24 часов при 475°С и охлаждения на воздухе до комнатной температуры.1. Homogenization was carried out by heating at a rate of temperature increase of 40 ° C / h to a temperature of 460 ° C, then holding for 12 hours at 460 ° C and another increase at a speed of 25 ° C / h to a temperature of 475 ° C with another holding for 24 hours at 475 ° C and cooling in air to room temperature.

2. Предварительный нагрев осуществляли при 420°С в течение 6 часов со скоростью нагрева 40°С/ч.2. Preheating was carried out at 420 ° C for 6 hours with a heating rate of 40 ° C / h.

3. Полученные в лабораторных условиях слитки подвергали горячей прокатке от 80 до 25 мм, при этом уменьшая толщину на примерно 6-8 мм за проход.3. The ingots obtained in the laboratory were hot rolled from 80 to 25 mm, while reducing the thickness by about 6-8 mm per pass.

4. Полученные плиты толщиной 25 мм подогревали до 420°С в течение примерно 30 мин.4. The resulting boards with a thickness of 25 mm were heated to 420 ° C for about 30 minutes.

5. Вариант 1: подогретую плиту подвергали горячей прокатке до 4,0 мм.5. Option 1: the hot plate was hot rolled to 4.0 mm.

Вариант 2: подогретую плиту подвергали горячей прокатке до 8,0 мм, а после этого холодной прокатке до 4,0 мм.Option 2: the hot plate was hot rolled to 8.0 mm, and then cold rolled to 4.0 mm.

Вариант 3: подогретую плиту подвергали горячей прокатке до 4,0 мм, а затем холодной прокатке до 4,0 мм.Option 3: the hot plate was hot rolled to 4.0 mm, and then cold rolled to 4.0 mm.

6. Термообработку на твердый раствор осуществляли в течение часа при 475°С, после чего закаливали водой.6. Heat treatment for solid solution was carried out for an hour at 475 ° C, after which it was quenched with water.

7. Растяжение осуществляли на величину от 1,5 до 2,0% в течение примерно 1 часа после закалки.7. Stretching was carried out at a value of from 1.5 to 2.0% for about 1 hour after quenching.

8. После этого растянутые продукты подвергали старению в соответствии с методикой старения до состояния Т76, поднимая при этом температуру до 120°С со скоростью 30°С/ч и поддерживая эту температуру в 120°С в течение 5 часов, поднимая температуру со скоростью 15°С/ч до уровня 160°С, выдерживая в течение 6 часов и охлаждая состаренный продукт на воздухе до комнатной температуры.8. After this, the stretched products were aged in accordance with the aging procedure to the state of T76, while raising the temperature to 120 ° C at a rate of 30 ° C / h and maintaining this temperature at 120 ° C for 5 hours, raising the temperature at a speed of 15 ° C / h to a level of 160 ° C, keeping for 6 hours and cooling the aged product in air to room temperature.

Прочность измеряли с использованием небольшого образца по европейскому стандарту (Euronorm), а вязкость измеряли в соответствии с ASTM B-871 (1996). Результаты для трех вышеописанных вариантов представлены в таблицах 2а-2с.Strength was measured using a small sample according to the European standard (Euronorm), and viscosity was measured in accordance with ASTM B-871 (1996). The results for the three options described above are presented in tables 2A-2C.

Таблица 2аTable 2a Свойства прочности и вязкости представленных в таблице 1 сплавов в МПа и статистическая вязкость (TYR) в соответствии с вариантом 1The strength and viscosity properties of the alloys presented in table 1 in MPa and statistical viscosity (TYR) in accordance with option 1 СплавAlloy Rp R p UPEUPE TYRTyr 1one 582582 211211 1,311.31 22 564564 215215 1,481.48 33 534534 243243 1,491.49 4four 550550 214214 1,481.48 55 579579 208208 1,441.44 66 592592 8484 1,341.34 77 595595 120120 1,321.32 88 605605 9898 1,321.32 99 612612 30thirty 1,311.31 1010 613613 5454 1,121.12 11eleven 603603 3333 1,111,11 1212 -- -- -- 1313 597597 163163 1,271.27 14fourteen 587587 121121 1,351.35

Таблица 2bTable 2b Свойства прочности и вязкости представленных в таблице 1 сплавов в МПа и статистическая вязкость (TYR) в соответствии с вариантом 2The strength and toughness properties of the alloys presented in Table 1 in MPa and the statistical viscosity (TYR) in accordance with option 2 СплавAlloy Rp R p UPEUPE TYRTyr 1one 599599 125125 1,301.30 22 567567 268268 1,451.45 33 533533 143143 1,531,53 4four 587587 205205 1,381.38 55 563563 178178 1,451.45 66 569569 134134 1,351.35 77 -- -- -- 88 616616 7272 1,101.10 99 -- -- -- 1010 601601 2222 1,001.00 11eleven 612612 55 1,051.05 1212 -- -- -- 1313 595595 8888 1,161.16 14fourteen 626626 7171 1,261.26

Таблица 2сTable 2c Свойства прочности и вязкости представленных в таблице 1 сплавов в МПа и статистическая вязкость (TYR) в соответствии с вариантом 3The strength and toughness properties of the alloys presented in Table 1 in MPa and the statistical viscosity (TYR) in accordance with option 3 СплавAlloy Rp R p UPEUPE TYRTyr 1one 600600 170170 1,351.35 22 575575 211211 1,471.47 33 535535 232232 1,591,59 4four 573573 260260 1,461.46 55 604604 252252 1,391.39 66 587587 185185 1,431.43 77 613613 199199 1,261.26 88 627627 185185 1,181.18 99 -- -- -- 1010 607607 3131 1,091.09 11eleven 614614 2626 0,920.92 1212 606606 5858 1,111,11 1313 601601 148148 1,261.26 14fourteen 616616 122122 1,351.35

Из результатов, представленных в таблицах 2а-2 с, очевидно, что небольшая степень (от 10 до 20%) холодной прокатки является благоприятной для оптимального баланса вязкости и прочности. Подвергнутый только горячей прокатке материал в соответствии с вариантом 1 (таблица 2а) близок к оптимальному, но в целом сплавы по варианту 3 лучше.From the results presented in tables 2A-2C, it is obvious that a small degree (10 to 20%) of cold rolling is favorable for an optimal balance of viscosity and strength. Only hot rolled material in accordance with option 1 (table 2a) is close to optimal, but in general, the alloys of option 3 are better.

Кроме того, можно видеть, что Sc-содержащий сплав 14 является преимущественным в том случае, когда требуется высокая прочность при высокой статистической вязкости. Небольшие количества марганца повышают прочность, но за счет некоторой вязкости.In addition, it can be seen that the Sc-containing alloy 14 is advantageous when high strength with high statistical viscosity is required. Small amounts of manganese increase strength, but at the expense of some viscosity.

Пример 2Example 2

Сплавы с дополнительными химическими составами обработали в соответствии с вышеописанными стадиями обработки 1-8, используя при этом вариант 3 стадии 5 из вышеприведенного примера 1 и старение до состояния Т76. Alloys with additional chemical compositions were treated in accordance with the above-described processing steps 1-8, using option 3 of step 5 of Example 1 above and aging to T76 state.

Таблица 3Table 3 Химические составы сплавов в виде тонких плит, в мас.%, причем для всех сплавов остаток составляют алюминий и неизбежные примеси, Fe 0,06, Si 0,05The chemical compositions of the alloys in the form of thin plates, in wt.%, Moreover, for all alloys, the remainder is aluminum and inevitable impurities, Fe 0.06, Si 0.05 СплавAlloy CuCu MgMg ZnZn ZrZr TiTi ПрочиеOther 1one 2,02.0 2,12.1 8,08.0 0,110.11 0,030,03 0,08 Mn0.08 Mn 22 2,12.1 2,12.1 8,18.1 0,120.12 0,030,03 -- 33 1,71.7 2,22.2 8,78.7 0,120.12 0,030,03 -- 4four 2,12.1 2,12.1 8,68.6 0,120.12 0,030,03 -- 55 2,42,4 2,12.1 8,78.7 0,120.12 0,030,03 -- 66 2,12.1 2,12.1 9,29.2 0,120.12 0,030,03 -- 77 2,12.1 2,12.1 8,78.7 0,120.12 0,040.04 0,04 Ce0.04 Ce 88 2,12.1 2,12.1 8,78.7 0,100.10 0,040.04 0,06 Sc0.06 Sc 99 1,71.7 2,12.1 9,39.3 0,120.12 0,030,03 -- 1010 1,61,6 2,52.5 9,29.2 0,120.12 0,040.04 -- 11eleven 2,12.1 2,42,4 9,29.2 0,120.12 0,040.04 --

Свойства сплавов, представленных в таблице 3, были испытаны в L-направлении при определении плотности и в направлении L-T при определении вязкости. The properties of the alloys shown in table 3 were tested in the L-direction in determining density and in the direction of L-T in determining viscosity.

Таблица 4Table 4 Свойства прочности и вязкость представленных в таблице 3 сплавов в МПа и статистическая вязкость (TS/Rp) в соответствии с вариантом 3Strength properties and toughness presented in table 3 alloys in MPa and statistical viscosity (TS / R p ) in accordance with option 3 СплавAlloy Rp (МПа)R p (MPa) Rm (МПа)R m (MPa) UPE (кДж/м2)UPE (kJ / m 2 ) TS/Rp TS / R p 1one 601601 637637 177177 1,351.35 22 575575 603603 221221 1,481.48 33 591591 610610 194194 1,451.45 4four 613613 647647 199199 1,341.34 55 624624 645645 178178 1,181.18 66 608608 638638 6363 1,131.13 77 601601 639639 163163 1,271.27 88 618618 652652 132132 1,351.35 99 613613 632632 7575 1,251.25 1010 618618 650650 55 1,291.29 11eleven 619619 654654 2626 1,181.18

Вязкость по отношению к пределу прочности на растяжение (Rp), представленные в таблице 4, ясно показывают, что наилучшее значение вязкости по отношению к пределу прочности на растяжение получено для сплавов, содержащих около 8,6-8,7 мас.% цинка. Сплавы с более низкими уровнями содержания цинка будут демонстрировать сходные значения вязкости, однако прочность при растяжении, вообще говоря, ниже, в то время как высокие уровни содержания цинка приводят к более высоким уровням прочности, но более низким уровням вязкости. Небольшие количества марганца действительно повышают прочность за счет вязкости.Viscosity with respect to tensile strength (R p ), presented in table 4, clearly show that the best value of viscosity with respect to tensile strength is obtained for alloys containing about 8.6-8.7 wt.% Zinc. Alloys with lower levels of zinc will exhibit similar viscosity values, however, tensile strength is generally lower, while higher levels of zinc lead to higher levels of strength, but lower levels of viscosity. Small amounts of manganese do increase strength due to viscosity.

Пример 3Example 3

Дальнейшие испытания проводили с уровнями содержания цинка 8,6 и 8,7, варьируя при этом уровни содержания меди и магния. Можно видеть, что уровни вязкости могут быть повышены при одинаковых уровнях прочности. Некоторые дополнительные сплавы обрабатывали таким же образом, как и сплавы в примере 2, используя при этом вышеописанные стадии обработки 1-8 и вариант 3 стадии 5 из примера 1. Further tests were carried out with zinc levels of 8.6 and 8.7, while varying the levels of copper and magnesium. It can be seen that viscosity levels can be increased at the same strength levels. Some additional alloys were treated in the same way as the alloys in example 2, using the above-described processing steps 1-8 and option 3 of stage 5 of example 1.

Таблица 5Table 5 Химические составы сплавов в виде тонких плит, в мас.%, причем для всех сплавов остаток составляют алюминий и неизбежные примеси, Fe 0,06, Si 0,05The chemical compositions of the alloys in the form of thin plates, in wt.%, Moreover, for all alloys, the remainder is aluminum and inevitable impurities, Fe 0.06, Si 0.05 СплавAlloy CuCu MgMg ZnZn ZrZr TiTi ПрочиеOther 33 1,71.7 2,22.2 8,78.7 0,120.12 0,030,03 -- 4four 2,12.1 2,12.1 8,68.6 0,120.12 0,030,03 -- 55 2,42,4 2,12.1 8,78.7 0,120.12 0,030,03 -- 1212 2,52.5 2,52.5 8,78.7 0,110.11 0,030,03 0,08 Mn0.08 Mn 1313 2,12.1 2,42,4 8,68.6 0,120.12 0,030,03 -- 14fourteen 1,71.7 2,52.5 8,78.7 0,120.12 0,030,03 -- 15fifteen 1,71.7 1,71.7 8,78.7 0,120.12 0,030,03 -- 1616 2,42,4 1,71.7 8,68.6 0,120.12 0,030,03 -- 1717 2,12.1 1,71.7 8,68.6 0,120.12 0,040.04 --

Таблица 6Table 6 Свойства прочности и вязкости представленных в таблице 5 сплавов в МПа и статистическая вязкость (TS/Rp) в соответствии с вариантом 3The strength and viscosity properties of the alloys presented in table 5 in MPa and the statistical viscosity (TS / R p ) in accordance with option 3 СплавAlloy Rp (МПа)R p (MPa) UPE (кДж/м2)UPE (kJ / m 2 ) TS/Rp TS / R p 33 591591 194194 1,451.45 4four 613613 199199 1,341.34 55 624624 178178 1,181.18 1212 614614 2626 0,920.92 1313 607607 3131 1,091.09 14fourteen 621621 5555 1,011.01 15fifteen 535535 232232 1,591,59 1616 604604 252252 1,391.39 1717 573573 260260 1,461.46

Как показано в таблице 6, преимущественно иметь уровни содержания магния менее 2,4% при оптимальном содержании примерно 1,7%. Когда уровни содержания магния составляют примерно 1,7%, получаются прекрасные свойства вязкости, но уровни прочности снижаются. При уровнях содержания магния примерно 2,1% получены самые высокие уровни прочности. Поэтому лучше всего иметь содержание магния между 1,7 и 2,1%.As shown in table 6, it is preferable to have magnesium levels of less than 2.4% with an optimal content of about 1.7%. When magnesium levels are approximately 1.7%, excellent viscosity properties are obtained, but strength levels are reduced. At magnesium levels of approximately 2.1%, the highest levels of strength are obtained. Therefore, it is best to have a magnesium content between 1.7 and 2.1%.

Все вышеупомянутые сплавы были испытаны на коррозионное расслаивание согласно ASTM G-34. Все они продемонстрировали характеристику классу ЕВ или лучше.All of the above alloys were tested for corrosion delamination according to ASTM G-34. All of them demonstrated a characteristic of class EB or better.

Более того, было показано, что добавление Се или Sc улучшает микроструктуру сплава, тем самым снижая уровень процессов регенерации. Поскольку регенерация в материале сплава является низкой, перекристаллизация почти не происходит даже несмотря на использование термообработки на твердый раствор в соответствии со стандартным технологическим маршрутом. Sc подавляет перекристаллизацию, так что обычно более чем 90% толщины тонких плит остаются неперекристаллизованными.Moreover, it was shown that the addition of Ce or Sc improves the microstructure of the alloy, thereby reducing the level of regeneration processes. Since the regeneration in the alloy material is low, recrystallization almost does not occur even despite the use of heat treatment for solid solution in accordance with the standard technological route. Sc suppresses recrystallization, so that usually more than 90% of the thickness of thin plates remain unrecrystallized.

После изучения вышеприведенного описания рядовому специалисту в данной области техники будет очевидно, что могут быть сделаны многочисленные изменения и модификации без отклонения от объема или сущности описанного здесь изобретения.After studying the above description, it will be apparent to those skilled in the art that numerous changes and modifications can be made without departing from the scope or spirit of the invention described herein.

Claims (21)

1. Способ изготовления катаного продукта в виде плиты из сплава на основе алюминия с повышенным содержанием Zn с улучшенным сочетанием высокой вязкости и высокой прочности при сохранении хорошей коррозионной стойкости, включающий следующие стадии:
a) отливка слитка со следующим составом, мас.%:
Zn 6,0-11,0 Cu 1,4-2,2 Mg 1,4-2,4 Zr 0,05-0,15 Ti <0,05 Hf и/или V <0,25 необязательно Sc и/или Се 0,05-0,25% необязательно Mn 0,05-0,12% неизбежные примеси и алюминий остальное;

b) гомогенизация и/или предварительный нагрев слитка после отливки;
c) горячая деформационная обработка слитка с получением предварительно обработанного продукта;
d) подогрев предварительно обработанного продукта и либо
d1) горячая прокатка подогретого продукта до конечной толщины, либо
d2) горячая прокатка и холодная прокатка подогретого продукта до конечной толщины;
e) термообработка на твердый раствор и закалка термообработанного на твердый раствор продукта;
f) необязательное растяжение или сжатие закаленного продукта; и
g) необязательное старение закаленного и необязательно растянутого или сжатого продукта до достижения желаемого состояния,
при этом катаный продукт в своем конечном состоянии имеет, по существу, полностью неперекристаллизованную микроструктуру по меньшей мере в положении Т/10.1. A method of manufacturing a rolled product in the form of a plate of an alloy based on aluminum with a high content of Zn with an improved combination of high viscosity and high strength while maintaining good corrosion resistance, comprising the following stages:
a) casting an ingot with the following composition, wt.%:
Zn 6.0-11.0 Cu 1.4-2.2 Mg 1.4-2.4 Zr 0.05-0.15 Ti <0.05 Hf and / or V <0.25 optionally Sc and / or Ce 0.05-0.25% optional mn 0.05-0.12% unavoidable impurities and aluminum rest;

b) homogenization and / or preheating of the ingot after casting;
c) hot deformation processing of the ingot to obtain a pre-processed product;
d) heating the pre-processed product and either
d1) hot rolling of the heated product to a final thickness, or
d2) hot rolling and cold rolling of the heated product to a final thickness;
e) heat treatment for solid solution and quenching of heat-treated solid solution product;
f) optional stretching or compression of the hardened product; and
g) optionally aging the hardened and optionally stretched or compressed product to achieve the desired state,
however, the rolled product in its final state has a substantially completely non-recrystallized microstructure at least in the T / 10 position. 2. Способ по п.1, включающий горячую прокатку подогретого продукта до 150-250% от конечной толщины, а затем холодную прокатку горячекатаного продукта до конечной толщины.2. The method according to claim 1, comprising hot rolling the heated product to 150-250% of the final thickness, and then cold rolling the hot-rolled product to the final thickness. 3. Способ по п.1, включающий горячую прокатку подогретого продукта до 105-140% от конечной толщины, а затем холодную прокатку горячекатаного продукта до конечной толщины.3. The method according to claim 1, comprising hot rolling the heated product to 105-140% of the final thickness, and then cold rolling the hot-rolled product to the final thickness. 4. Способ по п.1, включающий горячую прокатку подогретого продукта при низких температурах в интервале от 300 до 420°С для предотвращения перекристаллизации продукта.4. The method according to claim 1, comprising hot rolling the heated product at low temperatures in the range from 300 to 420 ° C to prevent recrystallization of the product. 5. Способ по п.1, в котором искусственное старение на стадии g) осуществляют до состояния, выбранного из группы, состоящей из Т79 и Т76, а предпочтительно посредством двухстадийной обработки старением.5. The method according to claim 1, in which the artificial aging in step g) is carried out to a state selected from the group consisting of T79 and T76, and preferably through a two-stage aging treatment. 6. Способ по п.1, в котором искусственное старение на стадии g) состоит из первой стадии старения при температуре в интервале от 105 до 135°С в течение от 2 до 20 ч и второй стадии старения при температуре выше 135°С, но ниже 210°С, в течение от 4 до 12 ч до состояния, выбранного из состояний Т79 и Т76.6. The method according to claim 1, in which artificial aging in stage g) consists of a first aging stage at a temperature in the range from 105 to 135 ° C for 2 to 20 hours and a second aging stage at a temperature above 135 ° C, but below 210 ° C, for 4 to 12 hours to a state selected from states T79 and T76. 7. Способ по п.1, в котором искусственное старение на стадии g) состоит из первой стадии старения при температуре 120°С в течение от 2 до 20 ч и второй стадии старения при температуре выше 135°С, но ниже 210°С, в течение от 4 до 12 ч до состояния, выбранного из состояний Т79 и Т76.7. The method according to claim 1, in which artificial aging in stage g) consists of a first aging stage at a temperature of 120 ° C for 2 to 20 hours and a second aging stage at a temperature above 135 ° C, but below 210 ° C, within 4 to 12 hours to a state selected from states T79 and T76. 8. Способ по п.1, в котором искусственное старение на стадии g) состоит из первой стадии старения при температуре 120°С в течение от 2 до 20 ч и второй стадии старения при температуре 155°С в течение от 4 до 12 ч до состояния, выбранного из состояний Т79 и Т76.8. The method according to claim 1, in which the artificial aging in stage g) consists of a first aging stage at a temperature of 120 ° C for 2 to 20 hours and a second aging stage at a temperature of 155 ° C for 4 to 12 hours to a state selected from states T79 and T76. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором количество Zn составляет 7,4-9,6 мас.%.9. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the amount of Zn is 7.4-9.6 wt.%. 10. Способ по любому из пп.1-8, в котором количество Zn составляет 8,0-9,6 мас.%, а предпочтительно 8,4-8,9 мас.%.10. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the amount of Zn is 8.0-9.6 wt.%, And preferably 8.4-8.9 wt.%. 11. Способ по любому из пп.2-8, в котором количество Сu составляет 1,7-2,2 мас.%, а предпочтительно 1,8-2,1 мас.%.11. The method according to any one of claims 2 to 8, in which the amount of Cu is 1.7-2.2 wt.%, And preferably 1.8-2.1 wt.%. 12. Способ по любому из пп.1-8, в котором количество Mg составляет 1,7-2,2 мас.%, а предпочтительно 1,7-2,1 мас.%.12. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the amount of Mg is 1.7-2.2 wt.%, And preferably 1.7-2.1 wt.%. 13. Способ по п.1, в котором количество Сu составляет 1,7-2,2 мас.%, а предпочтительно 1,8-2,1 мас.%.13. The method according to claim 1, in which the amount of Cu is 1.7-2.2 wt.%, And preferably 1.8-2.1 wt.%. 14. Способ по п.13, в котором количество Mg составляет 1,7-2,2 мас.%, а предпочтительно 1,7-2,1 мас.%.14. The method according to item 13, in which the amount of Mg is 1.7-2.2 wt.%, And preferably 1.7-2.1 wt.%. 15. Способ по любому из пп.1-8, в котором количество Sc и Zr удовлетворяет неравенству [Zr]+1,5[Sc]<0,15 мас.%.15. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the amount of Sc and Zr satisfies the inequality [Zr] +1.5 [Sc] <0.15 wt.%. 16. Способ по любому из пп.1-8, в котором количество Sc составляет 0,03-0,06%, а количество Се составляет 0,03-0,06%.16. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the amount of Sc is 0.03-0.06%, and the amount of Ce is 0.03-0.06%. 17. Способ по любому из пп.с 1-8, в котором количество неизбежных примесей составляет <0,05 мас.% каждой, а в целом <0,5 мас.%.17. The method according to any one of claims 1-8, wherein the amount of unavoidable impurities is <0.05 wt.% Each, and in general <0.5 wt.%. 18. Способ по любому из пп.1-8, в котором готовый катаный продукт более чем на 80%, а предпочтительно более чем на 90% толщины имеет, по существу, неперекристаллизованную микроструктуру.18. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the finished rolled product is more than 80%, and preferably more than 90% of the thickness, has a substantially non-recrystallized microstructure. 19. Способ по любому из пп.1-8, в котором продукт представляет собой тонкую плиту или плиту толщиной 20-60 мм, а предпочтительно 30-50 мм.19. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the product is a thin plate or a plate with a thickness of 20-60 mm, and preferably 30-50 mm 20. Способ по любому из пп.1-8, в котором продукт представляет собой продукт, выбранный из группы, состоящей из тонкой детали воздушного летательного аппарата, детали верхней части крыла, тонкой детали обшивки верхней части крыла или стрингер воздушного летательного аппарата.20. The method according to any one of claims 1 to 8, in which the product is a product selected from the group consisting of a thin part of an aircraft, part of the upper part of the wing, a thin part of the skin of the upper part of the wing, or stringer of an aircraft. 21. Катаный продукт в виде плиты из сплава на основе алюминия с повышенным содержанием Zn с улучшенным сочетанием высокой вязкости и высокой прочности при сохранении хорошей коррозионной стойкости, состоящего из, мас.%:
Zn 6,0-11,0 Cu 1,4-2,2 Mg 1,4-2,4 Zr 0,05-0,15 Ti <0,05 Hf и/или V <0,25 необязательно Sc и/или Се 0,05-0,25 и необязательно Mn 0,05-0,12 неизбежные примеси менее 0,05 каждой и менее 0,50 в целом алюминий остальное,

при этом катаный продукт в своем конечном состоянии имеет, по существу, полностью неперекристаллизованную микроструктуру по меньшей мере в положении Т/10. 21. Rolled product in the form of a plate of an alloy based on aluminum with a high content of Zn with an improved combination of high viscosity and high strength while maintaining good corrosion resistance, consisting of, wt.%:
Zn 6.0-11.0 Cu 1.4-2.2 Mg 1.4-2.4 Zr 0.05-0.15 Ti <0.05 Hf and / or V <0.25 optionally Sc and / or Ce 0.05-0.25 and optional mn 0.05-0.12 inevitable impurities less than 0.05 each and less than 0.50 in total aluminum rest,

however, the rolled product in its final state has a substantially completely non-recrystallized microstructure at least in the T / 10 position.
RU2007116979/02A 2004-10-05 2005-10-04 PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT RU2404276C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04077721 2004-10-05
EP04077721.1 2004-10-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007116979A RU2007116979A (en) 2008-11-20
RU2404276C2 true RU2404276C2 (en) 2010-11-20

Family

ID=34928547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007116979/02A RU2404276C2 (en) 2004-10-05 2005-10-04 PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1831415B2 (en)
JP (1) JP5068654B2 (en)
CN (1) CN101068943B (en)
AT (1) ATE426050T1 (en)
BR (1) BRPI0517538B1 (en)
CA (1) CA2592132C (en)
DE (2) DE102005045341A1 (en)
FR (1) FR2876118B1 (en)
RU (1) RU2404276C2 (en)
WO (1) WO2006037648A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813825C2 (en) * 2019-06-24 2024-02-19 Арконик Текнолоджиз ЭлЭлСи Improved wrought aluminum alloys of 7xxx series of large thickness and methods of production thereof

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101835915B (en) * 2007-03-30 2012-05-23 总理事，国防研发机构 Alloy composition and preparation thereof
CN101407876A (en) * 2008-09-17 2009-04-15 北京有色金属研究总院 Aluminum alloy material for manufacturing large cross section main load-carrying structure member and preparation thereof
CN101670364B (en) * 2009-09-14 2011-11-02 中色科技股份有限公司 Novel hard alloy wire rod processing process
CN101906561B (en) * 2010-02-02 2013-02-27 北京福吉长安防爆材料有限责任公司 Anti-explosion material and manufacturing method thereof
CN101928865A (en) * 2010-04-27 2010-12-29 中国兵器工业第五九研究所 Ultrahigh-strength aluminum alloy for bullets
CN101979692B (en) * 2010-11-24 2012-05-30 中国兵器工业第五九研究所 Preparation process of Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy with ultra-high strength
CN102703782A (en) * 2012-04-20 2012-10-03 北京工业大学 Ultrahigh-strength high-hardenability Al, Zn, Mg and Cu alloy
CN102760508B (en) * 2012-07-18 2014-05-28 中南大学 High-conductivity creep-resistant aluminium alloy cable conductor containing Hf and Ce and preparation method thereof
CN103409673A (en) * 2013-08-26 2013-11-27 深圳市天合兴五金塑胶有限公司 High-strength die-cast aluminum-titanium alloy
WO2015131992A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-11 Constellium Rolled Products Ravenswood, Llc A 7xxx alloy for defence applications with a balanced armor piercing-fragmentation performance
CN104294116A (en) * 2014-10-29 2015-01-21 严静儿 High-performance aluminum alloy
CN104294117A (en) * 2014-10-29 2015-01-21 严静儿 High-ductility aluminum alloy
CN105112746B (en) * 2015-09-25 2017-05-17 沈阳工业大学 High-strength Al-Zn-Mg-Cu-Ce-Y-Er-La-Sc wrought aluminum alloy and manufacturing method thereof
EP3265595B1 (en) 2015-10-30 2019-03-13 Novelis, Inc. High strength 7xxx aluminum alloys and methods of making the same
CN110191970A (en) * 2017-01-17 2019-08-30 诺维尔里斯公司 The quick aging of high-intensitive 7XXX aluminium alloy and preparation method
CN106825043A (en) * 2017-01-18 2017-06-13 王显坤 The milling method of Zinc-base wear-resisting alloy with high tenacity and low expansion coefficient thin plate
CN107119215B (en) * 2017-06-27 2019-01-04 中南大学 A kind of superpower aluminium alloy and preparation method thereof
CN108707793A (en) * 2018-06-01 2018-10-26 中国航发北京航空材料研究院 A method of improving 750MPa grades of ultra-high-strength aluminum alloy corrosive natures
CN109055832A (en) * 2018-07-30 2018-12-21 赣州铝业股份有限公司 A kind of high zinc aluminium alloy casting rod and its melting and casting method
CN109055834A (en) * 2018-07-30 2018-12-21 赣州铝业股份有限公司 A kind of aluminium alloy cast rod and its melting and casting method of addition scandium and manganese element
CN109055833A (en) * 2018-07-30 2018-12-21 赣州铝业股份有限公司 A kind of high zinc aluminium alloy casting rod and its melting and casting method for adding scandium element
CN109022857B (en) * 2018-08-16 2020-05-26 西京学院 Method for increasing recrystallization temperature of aluminum alloy
CN109207749B (en) * 2018-09-11 2021-04-13 湖南工业大学 Salt-fog-corrosion-resistant aluminum alloy material and application thereof in preparation of cartridge case
CN109338183B (en) * 2018-10-23 2020-06-02 东北大学 Preparation method of high-strength aluminum alloy bolt
CN109457149A (en) * 2018-12-05 2019-03-12 天津忠旺铝业有限公司 A kind of processing method of 7 line aluminium alloy slab
CN111676401A (en) * 2020-05-12 2020-09-18 宁波吉胜铸业有限公司 Aluminum casting reduction box for vehicle
CN112030047A (en) * 2020-08-26 2020-12-04 合肥工业大学 Preparation method of high-hardness fine-grain rare earth aluminum alloy material
CN114369778A (en) * 2021-10-28 2022-04-19 中国航发西安动力控制科技有限公司 Heat treatment process of 7055 aluminum alloy
CN114411072B (en) * 2021-12-28 2022-09-23 中南大学 Aluminum alloy material with gradient structure and preparation method thereof
CN116083765A (en) * 2023-01-17 2023-05-09 上海交通大学 Hafnium-containing aluminum alloy and preparation method and application thereof
KR102566987B1 (en) * 2023-04-24 2023-08-14 한국재료연구원 High strength aluminum-zinc-magnesium-cooper alloy thick plate and method of manufacturing the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4305763A (en) * 1978-09-29 1981-12-15 The Boeing Company Method of producing an aluminum alloy product
EP0368005B1 (en) * 1988-10-12 1996-09-11 Aluminum Company Of America A method of producing an unrecrystallized aluminum based thin gauge flat rolled, heat treated product
US5496426A (en) * 1994-07-20 1996-03-05 Aluminum Company Of America Aluminum alloy product having good combinations of mechanical and corrosion resistance properties and formability and process for producing such product
EP0829552B1 (en) * 1996-09-11 2003-07-16 Aluminum Company Of America Aluminium alloy products suited for commercial jet aircraft wing members
US6315842B1 (en) * 1997-07-21 2001-11-13 Pechiney Rhenalu Thick alznmgcu alloy products with improved properties
US6562154B1 (en) * 2000-06-12 2003-05-13 Aloca Inc. Aluminum sheet products having improved fatigue crack growth resistance and methods of making same
FR2820438B1 (en) * 2001-02-07 2003-03-07 Pechiney Rhenalu PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A CORROSIVE PRODUCT WITH HIGH RESISTANCE IN ALZNMAGCU ALLOY
JP4285916B2 (en) * 2001-02-16 2009-06-24 株式会社神戸製鋼所 Manufacturing method of aluminum alloy plate for structural use with high strength and high corrosion resistance
FR2838136B1 (en) * 2002-04-05 2005-01-28 Pechiney Rhenalu ALLOY PRODUCTS A1-Zn-Mg-Cu HAS COMPROMISED STATISTICAL CHARACTERISTICS / DAMAGE TOLERANCE IMPROVED
US20050006010A1 (en) * 2002-06-24 2005-01-13 Rinze Benedictus Method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813825C2 (en) * 2019-06-24 2024-02-19 Арконик Текнолоджиз ЭлЭлСи Improved wrought aluminum alloys of 7xxx series of large thickness and methods of production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP1831415A1 (en) 2007-09-12
FR2876118B1 (en) 2010-08-20
JP2008516079A (en) 2008-05-15
CA2592132A1 (en) 2006-04-13
FR2876118A1 (en) 2006-04-07
CN101068943B (en) 2011-11-23
CN101068943A (en) 2007-11-07
EP1831415B2 (en) 2014-10-15
JP5068654B2 (en) 2012-11-07
CA2592132C (en) 2014-08-05
DE602005013429D1 (en) 2009-04-30
BRPI0517538A (en) 2008-10-14
WO2006037648A1 (en) 2006-04-13
EP1831415B1 (en) 2009-03-18
RU2007116979A (en) 2008-11-20
ATE426050T1 (en) 2009-04-15
BRPI0517538B1 (en) 2015-06-16
DE102005045341A1 (en) 2006-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2404276C2 (en) PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT
RU2353699C2 (en) PRODUCT MADE OF DEFORM HIGH-STRENGTH ALLOY Al-Zn AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT
EP1945825B1 (en) Al-cu-mg alloy suitable for aerospace application
CA2485524C (en) Method for producing a high strength al-zn-mg-cu alloy
JP4903039B2 (en) Highly damage resistant aluminum alloy products, especially for aerospace applications
US7604704B2 (en) Balanced Al-Cu-Mg-Si alloy product
EP0020505B2 (en) Method of producing aluminum alloys
JP5128124B2 (en) Al-Zn-Mg-Cu alloy
US7883591B2 (en) High-strength, high toughness Al-Zn alloy product and method for producing such product
US10253404B2 (en) High strength, high formability, and low cost aluminum-lithium alloys
JP2008516079A5 (en)
US8771441B2 (en) High fracture toughness aluminum-copper-lithium sheet or light-gauge plates suitable for fuselage panels
WO2006086534A2 (en) Al-zn-cu-mg aluminum base alloys and methods of manufacture and use
EP3521467B1 (en) A low cost, low density, substantially ag-free and zn-free aluminum-lithium plate alloy for aerospace application
US20230114162A1 (en) Dispersoids 7XXX Alloy Products With Enhanced Environmentally Assisted Cracking and Fatigue Crack Growth Deviation Resistance
JP7321195B2 (en) Aluminum alloys and overaged aluminum alloy products made from such alloys
US20070151637A1 (en) Al-Cu-Mg ALLOY SUITABLE FOR AEROSPACE APPLICATION
US20190368009A1 (en) High Strength, Better Fatigue Crack Deviation Performance, and High Anisotropic Ductility 7xxx Aluminum Alloy Products and Methods of Making Such Products