JP7191077B2 - High-strength corrosion-resistant aluminum alloy and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、アルミニウム合金ならびにそれを作製する方法および加工する方法に関する。本開示はさらに、高い機械的強度、成形性、および耐食性を示すアルミニウム合金に関する。 The present disclosure relates to aluminum alloys and methods of making and processing the same. The present disclosure further relates to aluminum alloys that exhibit high mechanical strength, formability, and corrosion resistance.
高強度のリサイクル可能なアルミニウム合金は、輸送(例えば、トラック、トレーラー、列車、および船舶を包含するが、これらに限定されない)用途、電子機器用途、ならびに自動車用途を含む多くの用途において製品性能を改善させるために望ましい。例えば、トラックまたはトレーラーにおける高強度アルミニウム合金は、従来のスチール合金よりも軽量であり、新たなより厳格な政府の排出規制を満たすために必要な大幅な排出削減を提供する。こうした合金は、高強度、高成形性、および耐食性を呈するべきである。さらに、そのような合金は、リサイクルされた内容物から形成されることが望ましい。 High-strength, recyclable aluminum alloys enhance product performance in many applications, including transportation (including, but not limited to, trucks, trailers, trains, and ships), electronics, and automotive applications. desirable for improvement. For example, high-strength aluminum alloys in trucks or trailers are lighter than traditional steel alloys and provide the significant emission reductions needed to meet new, more stringent government emissions regulations. Such alloys should exhibit high strength, high formability and corrosion resistance. Additionally, such alloys are desirably formed from recycled content.
しかしながら、そのような合金、特に、リサイクルされた内容物を有する合金を提供する加工条件および合金組成を特定することは、課題となっている。リサイクルされた内容物から合金を形成すると、亜鉛(Zn)および銅(Cu)の含有量が高くなる場合がある。高亜鉛合金は伝統的に強度が不足しており、銅含有合金は腐食し易い。 However, it has been a challenge to identify processing conditions and alloy compositions that provide such alloys, particularly alloys with recycled content. Alloying from recycled content may result in high zinc (Zn) and copper (Cu) content. High zinc alloys have traditionally lacked strength, and copper-containing alloys are prone to corrosion.
本発明の網羅された実施形態は、この発明の概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本発明の様々な態様の高レベルの概説であり、以下の詳細な説明の項でさらに説明される概念のいくつかを紹介している。この発明の概要は、特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、明細書全体、任意のまたは全ての図面、および各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。 Exhaustive embodiments of the invention are defined by the claims, rather than by this summary of the invention. This Summary of the Invention is a high-level overview of various aspects of the invention and introduces some of the concepts that are further described in the Detailed Description section below. This Summary of the Invention is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used alone to determine the scope of the claimed subject matter. not. The subject matter should be understood by reference to the entire specification, any or all drawings, and appropriate portions of each claim.
本明細書では、約0.25~1.3重量%のSi、1.0~2.5重量%のMg、0.5~1.5重量%のCu、最大0.2重量%のFe、最大3.0重量%のZn、最大0.15重量%の不純物を、残りのAlと共に、含むアルミニウム合金を記載する。場合によっては、アルミニウム合金は、約0.55~1.1重量%のSi、1.25~2.25重量%のMg、0.6~1.0重量%のCu、0.05~0.17重量%のFe、1.5~3.0重量%のZn、最大0.15重量%の不純物を、残りのAlと共に、含むことができる。場合によっては、アルミニウム合金は、約0.65~1.0重量%のSi、1.5~2.25重量%のMg、0.6~1.0重量%のCu、0.12~0.17重量%のFe、2.0~3.0重量%のZn、最大0.15重量%の不純物を、残りのAlと共に、含むことができる。任意選択的に、本明細書に記載のアルミニウム合金は、Zrおよび/またはMnをさらに含むことができる。Zrは、最大約0.15重量%(例えば、約0.09~0.12重量%)の量で存在することができる。Mnは、最大約0.5重量%(例えば、約0.05~0.3重量%)の量で存在することができる。 Herein, about 0.25-1.3 wt% Si, 1.0-2.5 wt% Mg, 0.5-1.5 wt% Cu, up to 0.2 wt% Fe , up to 3.0 wt.% Zn, up to 0.15 wt.% impurities, with the balance Al. Optionally, the aluminum alloy comprises about 0.55-1.1 wt% Si, 1.25-2.25 wt% Mg, 0.6-1.0 wt% Cu, 0.05-0 .17 wt.% Fe, 1.5-3.0 wt.% Zn, up to 0.15 wt.% impurities, with the balance Al. Optionally, the aluminum alloy comprises about 0.65-1.0 wt% Si, 1.5-2.25 wt% Mg, 0.6-1.0 wt% Cu, 0.12-0 .17 wt.% Fe, 2.0-3.0 wt.% Zn, up to 0.15 wt.% impurities, with the balance Al. Optionally, the aluminum alloys described herein can further include Zr and/or Mn. Zr can be present in an amount up to about 0.15 wt% (eg, about 0.09-0.12 wt%). Mn can be present in an amount up to about 0.5 wt% (eg, about 0.05-0.3 wt%).
任意選択的に、Mg対Siの比(すなわち、Mg/Si比)は、約1.5対1~約3.5対1である。例えば、Mg/Si比は、約2.0対1~約3.0対1であることができる。任意選択的に、Zn対Mg/Si比(すなわち、Zn/(Mg/Si)比)は、約0.75対1~約1.4対1である。例えば、Zn/(Mg/Si)比は、約0.8対1~約1.1対1であることができる。任意選択的に、Cu対Zn/(Mg/Si)比の比(すなわち、Cu/[Zn/(Mg/Si)]比)は、約0.7対1~約1.4対1である。例えば、Cu/[Zn/(Mg/Si)]比は、約0.8対1~約1.1対1である。 Optionally, the ratio of Mg to Si (ie, the Mg/Si ratio) is from about 1.5:1 to about 3.5:1. For example, the Mg/Si ratio can be from about 2.0:1 to about 3.0:1. Optionally, the Zn to Mg/Si ratio (ie, the Zn/(Mg/Si) ratio) is from about 0.75:1 to about 1.4:1. For example, the Zn/(Mg/Si) ratio can be from about 0.8:1 to about 1.1:1. Optionally, the ratio of Cu to Zn/(Mg/Si) ratio (i.e. Cu/[Zn/(Mg/Si)] ratio) is from about 0.7 to 1 to about 1.4 to 1 . For example, the Cu/[Zn/(Mg/Si)] ratio is from about 0.8:1 to about 1.1:1.
本明細書に記載のアルミニウム合金を含むアルミニウム合金製品もまた本明細書に記載する。アルミニウム合金製品は、T6調質度において少なくとも約340MPa(例えば、約360MPa~約380MPa)の降伏強度を有することができる。本明細書に記載のアルミニウム合金製品は、耐食性であり、T6調質度において約100μm未満の平均粒界腐食孔深さを有することができる。アルミニウム合金製品はまた、優れた曲げ性を示し、T4調質度において約0.5以下のr/t(曲げ性)比を有することができる。 Also described herein are aluminum alloy products comprising the aluminum alloys described herein. The aluminum alloy product can have a yield strength of at least about 340 MPa (eg, about 360 MPa to about 380 MPa) at a T6 temper. The aluminum alloy products described herein can be corrosion resistant and have an average intergranular corrosion pitting depth of less than about 100 μm at the T6 temper. The aluminum alloy product also exhibits excellent bendability and can have an r/t (bendability) ratio of about 0.5 or less at the T4 temper.
任意選択的に、アルミニウム合金製品は、MgZn2/Mg(Zn,Cu)2、Mg2Si、およびAl4Mg8Si7Cu2からなる群から選択される1つ以上の析出物を含む。アルミニウム合金製品は、少なくとも約300,000,000粒子/mm2の平均量のMgZn2/Mg(Zn,Cu)2、少なくとも約600,000,000粒子/mm2の平均量のMg2Si、および/または少なくとも約600,000,000粒子/mm2の平均量のAl4Mg8Si7Cu2を含むことができる。いくつかの例では、アルミニウム合金製品は、MgZn2/Mg(Zn,Cu)2、Mg2Si、およびAl4Mg8Si7Cu2を含む。Mg2Si対Al4Mg8Si7Cu2の比は約1:1~約1.5:1であることができ、Mg2Si対MgZn2/Mg(Zn,Cu)2の比は約1.5:1~約3:1であることができ、Al4Mg8Si7Cu2対MgZn2/Mg(Zn,Cu)2の比は約1.5:1~約3:1であることができる。 Optionally, the aluminum alloy product comprises one or more precipitates selected from the group consisting of MgZn2 /Mg ( Zn ,Cu) 2 , Mg2Si , and Al4Mg8Si7Cu2 . The aluminum alloy product comprises MgZn2/Mg(Zn,Cu) 2 in an average amount of at least about 300,000,000 particles/ mm2 , Mg2Si in an average amount of at least about 600,000,000 particles/ mm2 , and/or Al 4 Mg 8 Si 7 Cu 2 in an average amount of at least about 600,000,000 particles/mm 2 . In some examples, the aluminum alloy product includes MgZn2 /Mg ( Zn ,Cu) 2 , Mg2Si , and Al4Mg8Si7Cu2 . The ratio of Mg 2 Si to Al 4 Mg 8 Si 7 Cu 2 can be from about 1:1 to about 1.5:1 and the ratio of Mg 2 Si to MgZn 2 /Mg(Zn,Cu) 2 can be about 1.5:1 to about 3:1 and the ratio of Al 4 Mg 8 Si 7 Cu 2 to MgZn 2 /Mg(Zn,Cu) 2 is about 1.5:1 to about 3:1. can be.
本明細書では、アルミニウム合金の製造方法についてさらに説明する。本方法は、本明細書に記載のアルミニウム合金を鋳造してアルミニウム合金鋳造製品を形成することと、アルミニウム合金鋳造製品を均質化することと、均質化されたアルミニウム合金鋳造製品を熱間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金を提供することと、最終ゲージのアルミニウム合金を溶体化熱処理することと、を含む。その方法は、最終ゲージのアルミニウム合金を予備時効することをさらに含むことができる。任意選択的に、アルミニウム合金は、スクラップ金属を含む溶融アルミニウム合金から、例えば、6xxx系アルミニウム合金、7xxx系アルミニウム合金、またはそれらの組み合わせを含有するスクラップ金属から、鋳造される。 Further described herein are methods of making aluminum alloys. The method includes casting an aluminum alloy as described herein to form an aluminum alloy cast product, homogenizing the aluminum alloy cast product, and hot rolling the homogenized aluminum alloy cast product. providing a final gauge aluminum alloy; and solution heat treating the final gauge aluminum alloy. The method may further include preaging the final gauge aluminum alloy. Optionally, the aluminum alloy is cast from a molten aluminum alloy comprising scrap metal, eg, scrap metal containing 6xxx series aluminum alloys, 7xxx series aluminum alloys, or combinations thereof.
高強度アルミニウム合金ならびにそのような合金を作製および加工する方法を記載する。本明細書に記載のアルミニウム合金は、改善された機械的強度、変形性、および耐食性特性を示す。さらに、アルミニウム合金はリサイクル材料から調製することができる。本明細書に記載の合金から調製されたアルミニウム合金製品は、MgZn2/Mg(Zn,Cu)2、Mg2Si、およびAl4Mg8Si7Cu2などの強度を高める析出物を含む。 High strength aluminum alloys and methods of making and processing such alloys are described. The aluminum alloys described herein exhibit improved mechanical strength, deformability, and corrosion resistance properties. Additionally, aluminum alloys can be prepared from recycled materials. Aluminum alloy products prepared from the alloys described herein contain strength - enhancing precipitates such as MgZn2 / Mg ( Zn,Cu) 2 , Mg2Si , and Al4Mg8Si7Cu2 .
定義および説明:
本明細書で使用される「発明」、「その発明」、「この発明」、および「本発明」という用語は、本特許出願および以下の「特許請求の範囲」の主題の全てを広く参照することが意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載された主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の意味もしくは範囲を限定するものではないと理解すべきである。
Definition and explanation:
As used herein, the terms "invention,""theinvention,""thisinvention," and "the present invention" refer broadly to all of the subject matter of this patent application and the following "claims." is intended. Statements containing these terms should not be understood as limiting the subject matter described herein or as limiting the meaning or scope of the following claims.
この説明において、アルミニウム工業記号によって識別された合金、例えば「系」、または「6xxx」が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および識別に最も一般的に使用されている番号記号システムを理解するために、「International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys」または「Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot」を参照されたい(いずれもアルミニウム工業会によって発行されている)。 In this description, reference is made to alloys identified by aluminum industry designations, such as "series," or "6xxx."アルミニウムおよびその合金の命名および識別に最も一般的に使用されている番号記号システムを理解するために、「International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys」または「Registration Record of Aluminum Association Alloy Designs and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot, both published by the Aluminum Industry Association.
本明細書で使用される場合、「1つの(a)」、「1つの(an)」または「その(the)」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。 As used herein, the meaning of "a," "an," or "the" refers to singular and plural references, unless the context clearly dictates otherwise. including.
本明細書で使用するとき、プレートは一般に約6mmを超える厚さを有する。例えば、プレートとは、6mmを超える、10mmを超える、15mmを超える、20mmを超える、25mmを超える、30mmを超える、35mmを超える、40mmを超える、45mmを超える、50mmを超える、または100mmを超える厚さを有するアルミニウム製品を指し得る。 As used herein, plates generally have a thickness greater than about 6 mm. For example, a plate is greater than 6 mm, greater than 10 mm, greater than 15 mm, greater than 20 mm, greater than 25 mm, greater than 30 mm, greater than 35 mm, greater than 40 mm, greater than 45 mm, greater than 50 mm, or greater than 100 mm. It can refer to an aluminum product with thickness.
本明細書で使用されるとき、「スラブ」という用語は、約5mm~約50mmの範囲の合金厚さを示す。例えば、スラブは、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、または50mmの厚さを有し得る。 As used herein, the term "slab" indicates an alloy thickness ranging from about 5 mm to about 50 mm. For example, a slab can have a thickness of 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm, or 50 mm.
本明細書で使用される場合、シェート(シートプレートとも称される)は、概して、約4mm~約15mmの厚さを有する。例えば、シェートは、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、または15mmの厚さを有し得る。 As used herein, a sheet (also referred to as a sheet plate) generally has a thickness of about 4 mm to about 15 mm. For example, the sheet can have a thickness of 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, or 15 mm.
本明細書で使用される場合、シートは、概して、約4mm未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、4mm未満、3mm未満、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.3mm未満、または0.1mmの厚さを有し得る。 As used herein, sheet generally refers to aluminum products having a thickness of less than about 4 mm. For example, the sheet can have a thickness of less than 4 mm, less than 3 mm, less than 2 mm, less than 1 mm, less than 0.5 mm, less than 0.3 mm, or 0.1 mm.
本出願では、合金の調質度または状態について言及する。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems」を参照されたい。F状態または調質度は、製造されたままのアルミニウム合金を指す。O状態または調質度は、アニーリング後のアルミニウム合金を指す。T4状態または調質度は、溶体化熱処理(SHT)(すなわち、溶体化)し、続いて自然時効させた後のアルミニウム合金を指す。T6状態または調質度とは、溶体化熱処理およびそれに続く人工時効(AA)の後のアルミニウム合金を指す。T8x状態または調質度は、溶体化熱処理、それに続く冷間加工、およびその後の人工時効の後のアルミニウム合金を指す。 In this application, reference is made to the degree or condition of the alloy. See "American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems" for an understanding of descriptions of the most commonly used alloy tempering degrees. F-state or tempered refers to the as-manufactured aluminum alloy. The O state or temper refers to the aluminum alloy after annealing. The T4 condition or temper refers to aluminum alloys after solution heat treatment (SHT) (ie, solution annealing) followed by natural aging. The T6 condition or temper refers to aluminum alloys after solution heat treatment and subsequent artificial aging (AA). The T8x condition or temper refers to aluminum alloys after solution heat treatment followed by cold working and subsequent artificial aging.
本明細書で使用されるとき、「鋳造金属物品」、「鋳造製品」などの用語は、互換性があり、直接チル鋳造(直接チル共鋳造を含む)または半連続鋳造、連続鋳造(例えば、双ベルト式鋳造機、双ロール式鋳造機、ブロック鋳造機、もしくは任意の他の連続鋳造機の使用によるものを含む)、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造方法によって製造された製品を指す。 As used herein, the terms "cast metal article", "cast product" and the like are used interchangeably to refer to direct chill casting (including direct chill co-casting) or semi-continuous casting, continuous casting (e.g. (including by use of a twin belt caster, twin roll caster, block caster, or any other continuous caster), electromagnetic casting, hot top casting, or any other casting method; point to the product.
本明細書で使用される場合、「室温」の意味は、約15℃~約30℃、例えば、約15℃、約16℃、約17℃、約18℃、約19℃、約20℃、約21℃、約22℃、約23℃、約24℃、約25℃、約26℃、約27℃、約28℃、約29℃、または約30℃の温度を含み得る。 As used herein, “room temperature” means about 15° C. to about 30° C., such as about 15° C., about 16° C., about 17° C., about 18° C., about 19° C., about 20° C., C., about 21.degree. C., about 22.degree. C., about 23.degree. C., about 24.degree. C., about 25.degree.
本明細書で開示されるすべての範囲は、その中に含まれるいずれかおよびすべての部分範囲を包含すると理解される。例えば、「1~10」と記載された範囲は、最小値1と最大値10との間の(およびそれらを含む)いずれかおよびすべての部分範囲、すなわち、1の最小値またはそれ以上、例えば、1~6.1で始まり、最大値10またはそれ以下、例えば、5.5~10で終わるすべての部分範囲を含むと考慮されるべきである。 All ranges disclosed herein are understood to encompass any and all subranges subsumed therein. For example, a range recited as "1 to 10" includes any and all subranges between (and including) the minimum value of 1 and the maximum value of 10, i.e., a minimum value of 1 or greater, e.g. , 1-6.1 and ending with a maximum value of 10 or less, eg, 5.5-10.
以下のアルミニウム合金は、それらの元素組成に関して、合金の総重量に基づく重量百分率(重量%)で記載されている。各合金の特定の例では、残りはアルミニウムであり、不純物の合計について0.15%の最大重量%である。 The following aluminum alloys are listed with respect to their elemental composition in weight percentages (wt%) based on the total weight of the alloy. In the particular example of each alloy, the remainder is aluminum, with a maximum weight percent of 0.15% for the total impurities.
合金の組成
以下、新しいアルミニウム合金について記載する。特定の態様では、合金は、高強度、高成形性、および耐食性を示す。合金の特性は、合金の元素組成と、シート、プレート、および板を含むアルミニウム合金製品を製造するために合金を処理する方法と、により獲得される。
ALLOY COMPOSITIONS New aluminum alloys are described below. In certain aspects, the alloy exhibits high strength, high formability, and corrosion resistance. The properties of an alloy are obtained by the elemental composition of the alloy and the method of processing the alloy to produce aluminum alloy products including sheet, plate and plate.
特定の態様では、以下でさらに記載するように、強化、成形性、および耐食性の複合効果のために、合金は、約0.5重量%~約1.5重量%のCu含有量、0.07重量%~約0.12重量%のZr含有量、および制御されたSi対Mg比を有する。 In certain embodiments, the alloy has a Cu content of from about 0.5 wt.% to about 1.5 wt.%, 0.5 wt. 07 wt % to about 0.12 wt %, and a controlled Si to Mg ratio.
合金は、表1に提供されるように、以下の元素組成を有し得る。
いくつかの例では、合金は、表2に提供されるような以下の元素組成を有し得る。
いくつかの例では、合金は、表3に提供されるような以下の元素組成を有し得る。
いくつかの例では、開示される合金は、合金の総重量に基づいて、約0.25%~約1.3%(例えば、約0.55%~約1.1%、または約0.65%~約1.0%)の量で、ケイ素(Si)を含む。例えば、合金は、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、約0.3%、約0.31%、約0.32%、約0.33%、約0.34%、約0.35%、約0.36%、約0.37%、約0.38%、約0.39%、約0.4%、0.41%、約0.42%、約0.43%、約0.44%、約0.45%、約0.46%、約0.47%、約0.48%、約0.49%、約0.5%、約0.51%、約0.52%、約0.53%、約0.54%、約0.55%、約0.56%、約0.57%、約0.58%、約0.59%、約0.6%、約0.61%、約0.62%、約0.63%、約0.64%、約0.65%、約0.66%、約0.67%、約0.68%、約0.69%、約0.7%、約0.71%、約0.72%、約0.73%、約0.74%、約0.75%、約0.76%、約0.77%、約0.78%、約0.79%、約0.8%、約0.81%、約0.82%、約0.83%、約0.84%、約0.85%、約0.86%、約0.87%、約0.88%、約0.89%、約0.9%、約0.91%、約0.92%、約0.93%、約0.94%、約0.95%、約0.96%、約0.97%、約0.98%、約0.99%、約1.0%、約1.01%、約1.02%、約1.03%、約1.04%、約1.05%、約1.06%、約1.07%、約1.08%、約1.09%、約1.1%、約1.11%、約1.12%、約1.13%、約1.14%、約1.15%、約1.16%、約1.17%、約1.18%、約1.19%、約1.2%、約1.21%、約1.22%、約1.23%、約1.24%、約1.25%、約1.26%、約1.27%、約1.28%、約1.29%、または約1.3%のSiを含むことができる。全てのパーセンテージは、重量%で表される。 In some examples, the disclosed alloys contain about 0.25% to about 1.3% (eg, about 0.55% to about 1.1%, or about 0.55% to about 1.1%), based on the total weight of the alloy. 65% to about 1.0%) of silicon (Si). For example, the alloy may contain about 0.25%, about 0.26%, about 0.27%, about 0.28%, about 0.29%, about 0.3%, about 0.31%, about 0.3%. 32%, about 0.33%, about 0.34%, about 0.35%, about 0.36%, about 0.37%, about 0.38%, about 0.39%, about 0.4% , 0.41%, about 0.42%, about 0.43%, about 0.44%, about 0.45%, about 0.46%, about 0.47%, about 0.48%, about 0 .49%, about 0.5%, about 0.51%, about 0.52%, about 0.53%, about 0.54%, about 0.55%, about 0.56%, about 0.57 %, about 0.58%, about 0.59%, about 0.6%, about 0.61%, about 0.62%, about 0.63%, about 0.64%, about 0.65%, about 0.66%, about 0.67%, about 0.68%, about 0.69%, about 0.7%, about 0.71%, about 0.72%, about 0.73%, about 0 .74%, about 0.75%, about 0.76%, about 0.77%, about 0.78%, about 0.79%, about 0.8%, about 0.81%, about 0.82 %, about 0.83%, about 0.84%, about 0.85%, about 0.86%, about 0.87%, about 0.88%, about 0.89%, about 0.9%, about 0.91%, about 0.92%, about 0.93%, about 0.94%, about 0.95%, about 0.96%, about 0.97%, about 0.98%, about 0 .99%, about 1.0%, about 1.01%, about 1.02%, about 1.03%, about 1.04%, about 1.05%, about 1.06%, about 1.07 %, about 1.08%, about 1.09%, about 1.1%, about 1.11%, about 1.12%, about 1.13%, about 1.14%, about 1.15%, about 1.16%, about 1.17%, about 1.18%, about 1.19%, about 1.2%, about 1.21%, about 1.22%, about 1.23%, about 1 .24%, about 1.25%, about 1.26%, about 1.27%, about 1.28%, about 1.29%, or about 1.3% Si. All percentages are expressed in weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の総重量に基づいて最大約0.2%(例えば、約0.05%~約0.17%または約0.12%~約0.17%)の量で鉄(Fe)を含む。例えば、合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.1%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、または約0.2%のFeを含み得る。いくつかの場合において、Feは合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てのパーセンテージは、重量%で表される。
In some examples, the alloys described herein contain up to about 0.2% (eg, from about 0.05% to about 0.17% or from about 0.12% to about 0.17%) of iron (Fe). For example, the alloy may contain about 0.01%, about 0.02%, about 0.03%, about 0.04%, about 0.05%, about 0.06%, about 0.07%, about 0.07%. 08%, about 0.09%, about 0.1%, about 0.11%, about 0.12%, about 0.13%, about 0.14%, about 0.15%, about 0.16% , about 0.17%, about 0.18%, about 0.19%, or about 0.2% Fe. In some cases Fe is not present in the alloy (
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.5%(例えば、約0.05%~約0.3%または約0.05%~約0.2%)の量でマンガン(Mn)を含む。例えば、合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.1%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.2%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、約0.3%、約0.31%、約0.32%、約0.33%、約0.34%、約0.35%、約0.36%、約0.37%、約0.38%、約0.39%、約0.4%、約0.41%、約0.42%、約0.43%、約0.44%、約0.45%、約0.46%、約0.47%、約0.48%、約0.49%、または約0.5%のMnを含むことができる。いくつかの場合において、Mnは合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てのパーセンテージは、重量%で表される。 In some examples, the alloys described herein contain up to about 0.5% (eg, from about 0.05% to about 0.3% or from about 0.05% to about 0.2%) of manganese (Mn). For example, the alloy may contain about 0.01%, about 0.02%, about 0.03%, about 0.04%, about 0.05%, about 0.06%, about 0.07%, about 0.07%. 08%, about 0.09%, about 0.1%, about 0.11%, about 0.12%, about 0.13%, about 0.14%, about 0.15%, about 0.16% , about 0.17%, about 0.18%, about 0.19%, about 0.2%, about 0.21%, about 0.22%, about 0.23%, about 0.24%, about 0.25%, about 0.26%, about 0.27%, about 0.28%, about 0.29%, about 0.3%, about 0.31%, about 0.32%, about 0.3%. 33%, about 0.34%, about 0.35%, about 0.36%, about 0.37%, about 0.38%, about 0.39%, about 0.4%, about 0.41% , about 0.42%, about 0.43%, about 0.44%, about 0.45%, about 0.46%, about 0.47%, about 0.48%, about 0.49%, or It may contain about 0.5% Mn. In some cases, Mn is absent (ie, 0%) in the alloy. All percentages are expressed in weight percent.
いくつかの例では、開示される合金は、合金の総重量に基づいて、約1.0%~約2.5%(例えば、約1.25%~約2.25%、または約1.5%~約2.25%)の量で、マグネシウム(Mg)を含む。例えば、合金は、約1.0%、約1.01%、約1.02%、約1.03%、約1.04%、約1.05%、約1.06%、約1.07%、約1.08%、約1.09%、約1.1%、約1.11%、約1.12%、約1.13%、約1.14%、約1.15%、約1.16%、約1.17%、約1.18%、約1.19%、約1.2%、約1.21%、約1.22%、約1.23%、約1.24%、約1.25%、約1.26%、約1.27%、約1.28%、約1.29%、約1.3%、約1.31%、約1.32%、約1.33%、約1.34%、約1.35%、約1.36%、約1.37%、約1.38%、約1.39%、約1.4%、約1.41%、約1.42%、約1.43%、約1.44%、約1.45%、約1.46%、約1.47%、約1.48%、約1.49%、約1.5%、約1.51%、約1.52%、約1.53%、約1.54%、約1.55%、約1.56%、約1.57%、約1.58%、約1.59%、約1.6%、約1.61%、約1.62%、約1.63%、約1.64%、約1.65%、約1.66%、約1.67%、約1.68%、約1.69%、約1.7%、約1.71%、約1.72%、約1.73%、約1.74%、約1.75%、約1.76%、約1.77%、約1.78%、約1.79%、約1.8%、約1.81%、約1.82%、約1.83%、約1.84%、約1.85%、約1.86%、約1.87%、約1.88%、約1.89%、約1.9%、約1.91%、約1.92%、約1.93%、約1.94%、約1.95%、約1.96%、約1.97%、約1.98%、約1.99%、約2.0%、約2.01%、約2.02%、約2.03%、約2.04%、約2.05%、約2.06%、約2.07%、約2.08%、約2.09%、約2.1%、約2.11%、約2.12%、約2.13%、約2.14%、約2.15%、約2.16%、約2.17%、約2.18%、約2.19%、約2.2%、約2.21%、約2.22%、約2.23%、約2.24%、約2.25%、約2.26%、約2.27%、約2.28%、約2.29%、約2.3%、約2.31%、約2.32%、約2.33%、約2.34%、約2.35%、約2.36%、約2.37%、約2.38%、約2.39%、約2.4%、約2.41%、約2.42%、約2.43%、約2.44%、約2.45%、約2.46%、約2.47%、約2.48%、約2.49%、または約2.5%のMgを含むことができる。全てのパーセンテージは、重量%で表される。 In some examples, the disclosed alloys contain about 1.0% to about 2.5% (eg, about 1.25% to about 2.25%, or about 1.5%, based on the total weight of the alloy). 5% to about 2.25%) of magnesium (Mg). For example, the alloy may contain about 1.0%, about 1.01%, about 1.02%, about 1.03%, about 1.04%, about 1.05%, about 1.06%, about 1.0%. 07%, about 1.08%, about 1.09%, about 1.1%, about 1.11%, about 1.12%, about 1.13%, about 1.14%, about 1.15% , about 1.16%, about 1.17%, about 1.18%, about 1.19%, about 1.2%, about 1.21%, about 1.22%, about 1.23%, about 1.24%, about 1.25%, about 1.26%, about 1.27%, about 1.28%, about 1.29%, about 1.3%, about 1.31%, about 1.3%. 32%, about 1.33%, about 1.34%, about 1.35%, about 1.36%, about 1.37%, about 1.38%, about 1.39%, about 1.4% , about 1.41%, about 1.42%, about 1.43%, about 1.44%, about 1.45%, about 1.46%, about 1.47%, about 1.48%, about 1.49%, about 1.5%, about 1.51%, about 1.52%, about 1.53%, about 1.54%, about 1.55%, about 1.56%, about 1.5%. 57%, about 1.58%, about 1.59%, about 1.6%, about 1.61%, about 1.62%, about 1.63%, about 1.64%, about 1.65% , about 1.66%, about 1.67%, about 1.68%, about 1.69%, about 1.7%, about 1.71%, about 1.72%, about 1.73%, about 1.74%, about 1.75%, about 1.76%, about 1.77%, about 1.78%, about 1.79%, about 1.8%, about 1.81%, about 1.7%. 82%, about 1.83%, about 1.84%, about 1.85%, about 1.86%, about 1.87%, about 1.88%, about 1.89%, about 1.9% , about 1.91%, about 1.92%, about 1.93%, about 1.94%, about 1.95%, about 1.96%, about 1.97%, about 1.98%, about 1.99%, about 2.0%, about 2.01%, about 2.02%, about 2.03%, about 2.04%, about 2.05%, about 2.06%, about 2.0%. 07%, about 2.08%, about 2.09%, about 2.1%, about 2.11%, about 2.12%, about 2.13%, about 2.14%, about 2.15% , about 2.16%, about 2.17%, about 2.18%, about 2.19%, about 2.2%, about 2.21%, about 2.22%, about 2.23%, about 2.24%, about 2.25%, about 2.26%, about 2.27%, about 2.28%, about 2.29%, about 2.3%, about 2.31%, about 2.3%. 32%, about 2.33%, about 2.34%, about 2.35%, about 2.36%, about 2.37%, about 2.38%, about 2.39%, about 2.4% , about 2.41%, about 2.42%, about 2.43% , about 2.44%, about 2.45%, about 2.46%, about 2.47%, about 2.48%, about 2.49%, or about 2.5% Mg . All percentages are expressed in weight percent.
いくつかの例では、開示される合金は、合金の総重量に基づいて、約0.5%~約1.5%(例えば、約0.6%~約1.0%または約0.6%~約0.9%)の量で、銅(Cu)を含む。例えば、合金は、約0.5%、約0.51%、約0.52%、約0.53%、約0.54%、約0.55%、約0.56%、約0.57%、約0.58%、約0.59%、約0.6%、約0.61%、約0.62%、約0.63%、約0.64%、約0.65%、約0.66%、約0.67%、約0.68%、約0.69%、約0.7%、約0.71%、約0.72%、約0.73%、約0.74%、約0.75%、約0.76%、約0.77%、約0.78%、約0.79%、約0.8%、約0.81%、約0.82%、約0.83%、約0.84%、約0.85%、約0.86%、約0.87%、約0.88%、約0.89%、約0.9%、約0.91%、約0.92%、約0.93%、約0.94%、約0.95%、約0.96%、約0.97%、約0.98%、約0.99%、約1.0%、約1.01%、約1.02%、約1.03%、約1.04%、約1.05%、約1.06%、約1.07%、約1.08%、約1.09%、約1.1%、約1.11%、約1.12%、約1.13%、約1.14%、約1.15%、約1.16%、約1.17%、約1.18%、約1.19%、約1.2%、約1.21%、約1.22%、約1.23%、約1.24%、約1.25%、約1.26%、約1.27%、約1.28%、約1.29%、約1.3%、約1.31%、約1.32%、約1.33%、約1.34%、約1.35%、約1.36%、約1.37%、約1.38%、約1.39%、約1.4%、約1.41%、約1.42%、約1.43%、約1.44%、約1.45%、約1.46%、約1.47%、約1.48%、約1.49%、または約1.5%のCuを含むことができる。全てのパーセンテージは、重量%で表される。 In some examples, the disclosed alloys contain about 0.5% to about 1.5% (eg, about 0.6% to about 1.0% or about 0.6%) based on the total weight of the alloy. % to about 0.9%) of copper (Cu). For example, the alloy may contain about 0.5%, about 0.51%, about 0.52%, about 0.53%, about 0.54%, about 0.55%, about 0.56%, about 0.56%. 57%, about 0.58%, about 0.59%, about 0.6%, about 0.61%, about 0.62%, about 0.63%, about 0.64%, about 0.65% , about 0.66%, about 0.67%, about 0.68%, about 0.69%, about 0.7%, about 0.71%, about 0.72%, about 0.73%, about 0.74%, about 0.75%, about 0.76%, about 0.77%, about 0.78%, about 0.79%, about 0.8%, about 0.81%, about 0.79%. 82%, about 0.83%, about 0.84%, about 0.85%, about 0.86%, about 0.87%, about 0.88%, about 0.89%, about 0.9% , about 0.91%, about 0.92%, about 0.93%, about 0.94%, about 0.95%, about 0.96%, about 0.97%, about 0.98%, about 0.99%, about 1.0%, about 1.01%, about 1.02%, about 1.03%, about 1.04%, about 1.05%, about 1.06%, about 1.0% 07%, about 1.08%, about 1.09%, about 1.1%, about 1.11%, about 1.12%, about 1.13%, about 1.14%, about 1.15% , about 1.16%, about 1.17%, about 1.18%, about 1.19%, about 1.2%, about 1.21%, about 1.22%, about 1.23%, about 1.24%, about 1.25%, about 1.26%, about 1.27%, about 1.28%, about 1.29%, about 1.3%, about 1.31%, about 1.3%. 32%, about 1.33%, about 1.34%, about 1.35%, about 1.36%, about 1.37%, about 1.38%, about 1.39%, about 1.4% , about 1.41%, about 1.42%, about 1.43%, about 1.44%, about 1.45%, about 1.46%, about 1.47%, about 1.48%, about It may contain 1.49%, or about 1.5% Cu. All percentages are expressed in weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の総重量に基づいて、最大約3.0%(例えば、約1.0%~約3.0%、約1.5%~約3.0%、または約2.0%~約3.0%)の量で、亜鉛(Zn)を含む。例えば、合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.1%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、約0.15%、約0.16%、約0.17%、約0.18%、約0.19%、約0.2%、約0.21%、約0.22%、約0.23%、約0.24%、約0.25%、約0.26%、約0.27%、約0.28%、約0.29%、約0.3%、約0.31%、約0.32%、約0.33%、約0.34%、約0.35%、約0.36%、約0.37%、約0.38%、約0.39%、約0.4%、約0.41%、約0.42%、約0.43%、約0.44%、約0.45%、約0.46%、約0.47%、約0.48%、約0.49%、約0.5%、約0.51%、約0.52%、約0.53%、約0.54%、約0.55%、約0.56%、約0.57%、約0.58%、約0.59%、約0.6%、約0.61%、約0.62%、約0.63%、約0.64%、約0.65%、約0.66%、約0.67%、約0.68%、約0.69%、約0.7%、約0.71%、約0.72%、約0.73%、約0.74%、約0.75%、約0.76%、約0.77%、約0.78%、約0.79%、約0.8%、約0.81%、約0.82%、約0.83%、約0.84%、約0.85%、約0.86%、約0.87%、約0.88%、約0.89%、約0.9%、約0.91%、約0.92%、約0.93%、約0.94%、約0.95%、約0.96%、約0.97%、約0.98%、約0.99%、約1.0%、約1.01%、約1.02%、約1.03%、約1.04%、約1.05%、約1.06%、約1.07%、約1.08%、約1.09%、約1.1%、約1.11%、約1.12%、約1.13%、約1.14%、約1.15%、約1.16%、約1.17%、約1.18%、約1.19%、約1.2%、約1.21%、約1.22%、約1.23%、約1.24%、約1.25%、約1.26%、約1.27%、約1.28%、約1.29%、約1.3%、約1.31%、約1.32%、約1.33%、約1.34%、約1.35%、約1.36%、約1.37%、約1.38%、約1.39%、約1.4%、約1.41%、約1.42%、約1.43%、約1.44%、約1.45%、約1.46%、約1.47%、約1.48%、約1.49%、約1.5%、約1.51%、約1.52%、約1.53%、約1.54%、約1.55%、約1.56%、約1.57%、約1.58%、約1.59%、約1.6%、約1.61%、約1.62%、約1.63%、約1.64%、約1.65%、約1.66%、約1.67%、約1.68%、約1.69%、約1.7%、約1.71%、約1.72%、約1.73%、約1.74%、約1.75%、約1.76%、約1.77%、約1.78%、約1.79%、約1.8%、約1.81%、約1.82%、約1.83%、約1.84%、約1.85%、約1.86%、約1.87%、約1.88%、約1.89%、約1.9%、約1.91%、約1.92%、約1.93%、約1.94%、約1.95%、約1.96%、約1.97%、約1.98%、約1.99%、約2.0%、約2.01%、約2.02%、約2.03%、約2.04%、約2.05%、約2.06%、約2.07%、約2.08%、約2.09%、約2.1%、約2.11%、約2.12%、約2.13%、約2.14%、約2.15%、約2.16%、約2.17%、約2.18%、約2.19%、約2.2%、約2.21%、約2.22%、約2.23%、約2.24%、約2.25%、約2.26%、約2.27%、約2.28%、約2.29%、約2.3%、約2.31%、約2.32%、約2.33%、約2.34%、約2.35%、約2.36%、約2.37%、約2.38%、約2.39%、約2.4%、約2.41%、約2.42%、約2.43%、約2.44%、約2.45%、約2.46%、約2.47%、約2.48%、約2.49%、約2.5%、約2.51%、約2.52%、約2.53%、約2.54%、約2.55%、約2.56%、約2.57%、約2.58%、約2.59%、約2.6%、約2.61%、約2.62%、約2.63%、約2.64%、約2.65%、約2.66%、約2.67%、約2.68%、約2.69%、約2.7%、約2.71%、約2.72%、約2.73%、約2.74%、約2.75%、約2.76%、約2.77%、約2.78%、約2.79%、約2.8%、約2.81%、約2.82%、約2.83%、約2.84%、約2.85%、約2.86%、約2.87%、約2.88%、約2.89%、約2.9%、約2.91%、約2.92%、約2.93%、約2.94%、約2.95%、約2.96%、約2.97%、約2.98%、約2.99%、または約3.0%のZnを含むことができる。場合によっては、Znは合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てのパーセンテージは、重量%で表される。
In some examples, the alloys described herein contain up to about 3.0% (eg, from about 1.0% to about 3.0%, from about 1.5% to about 3.0%, or about 2.0% to about 3.0%) of zinc (Zn). For example, the alloy may contain about 0.01%, about 0.02%, about 0.03%, about 0.04%, about 0.05%, about 0.06%, about 0.07%, about 0.07%. 08%, about 0.09%, about 0.1%, about 0.11%, about 0.12%, about 0.13%, about 0.14%, about 0.15%, about 0.16% , about 0.17%, about 0.18%, about 0.19%, about 0.2%, about 0.21%, about 0.22%, about 0.23%, about 0.24%, about 0.25%, about 0.26%, about 0.27%, about 0.28%, about 0.29%, about 0.3%, about 0.31%, about 0.32%, about 0.3%. 33%, about 0.34%, about 0.35%, about 0.36%, about 0.37%, about 0.38%, about 0.39%, about 0.4%, about 0.41% , about 0.42%, about 0.43%, about 0.44%, about 0.45%, about 0.46%, about 0.47%, about 0.48%, about 0.49%, about 0.5%, about 0.51%, about 0.52%, about 0.53%, about 0.54%, about 0.55%, about 0.56%, about 0.57%, about 0.5%. 58%, about 0.59%, about 0.6%, about 0.61%, about 0.62%, about 0.63%, about 0.64%, about 0.65%, about 0.66% , about 0.67%, about 0.68%, about 0.69%, about 0.7%, about 0.71%, about 0.72%, about 0.73%, about 0.74%, about 0.75%, about 0.76%, about 0.77%, about 0.78%, about 0.79%, about 0.8%, about 0.81%, about 0.82%, about 0.8%. 83%, about 0.84%, about 0.85%, about 0.86%, about 0.87%, about 0.88%, about 0.89%, about 0.9%, about 0.91% , about 0.92%, about 0.93%, about 0.94%, about 0.95%, about 0.96%, about 0.97%, about 0.98%, about 0.99%, about 1.0%, about 1.01%, about 1.02%, about 1.03%, about 1.04%, about 1.05%, about 1.06%, about 1.07%, about 1.0%. 08%, about 1.09%, about 1.1%, about 1.11%, about 1.12%, about 1.13%, about 1.14%, about 1.15%, about 1.16% , about 1.17%, about 1.18%, about 1.19%, about 1.2%, about 1.21%, about 1.22%, about 1.23%, about 1.24%, about 1.25%, about 1.26%, about 1.27%, about 1.28%, about 1.29%, about 1.3%, about 1.31%, about 1.32%, about 1.3%. 33%, about 1.34%, about 1.35%, about 1.36%, about 1.37%, about 1.38%, about 1.39%, about 1.4%, about 1.41% , about 1.42%, about 1.43%, about 1.44 %, about 1.45%, about 1.46%, about 1.47%, about 1.48%, about 1.49%, about 1.5%, about 1.51%, about 1.52%, about 1.53%, about 1.54%, about 1.55%, about 1.56%, about 1.57%, about 1.58%, about 1.59%, about 1.6%, about 1 .61%, about 1.62%, about 1.63%, about 1.64%, about 1.65%, about 1.66%, about 1.67%, about 1.68%, about 1.69 %, about 1.7%, about 1.71%, about 1.72%, about 1.73%, about 1.74%, about 1.75%, about 1.76%, about 1.77%, about 1.78%, about 1.79%, about 1.8%, about 1.81%, about 1.82%, about 1.83%, about 1.84%, about 1.85%, about 1 .86%, about 1.87%, about 1.88%, about 1.89%, about 1.9%, about 1.91%, about 1.92%, about 1.93%, about 1.94 %, about 1.95%, about 1.96%, about 1.97%, about 1.98%, about 1.99%, about 2.0%, about 2.01%, about 2.02%, about 2.03%, about 2.04%, about 2.05%, about 2.06%, about 2.07%, about 2.08%, about 2.09%, about 2.1%, about 2 .11%, about 2.12%, about 2.13%, about 2.14%, about 2.15%, about 2.16%, about 2.17%, about 2.18%, about 2.19 %, about 2.2%, about 2.21%, about 2.22%, about 2.23%, about 2.24%, about 2.25%, about 2.26%, about 2.27%, about 2.28%, about 2.29%, about 2.3%, about 2.31%, about 2.32%, about 2.33%, about 2.34%, about 2.35%, about 2 .36%, about 2.37%, about 2.38%, about 2.39%, about 2.4%, about 2.41%, about 2.42%, about 2.43%, about 2.44 %, about 2.45%, about 2.46%, about 2.47%, about 2.48%, about 2.49%, about 2.5%, about 2.51%, about 2.52%, about 2.53%, about 2.54%, about 2.55%, about 2.56%, about 2.57%, about 2.58%, about 2.59%, about 2.6%, about 2 .61%, about 2.62%, about 2.63%, about 2.64%, about 2.65%, about 2.66%, about 2.67%, about 2.68%, about 2.69 %, about 2.7%, about 2.71%, about 2.72%, about 2.73%, about 2.74%, about 2.75%, about 2.76%, about 2.77%, about 2.78%, about 2.79%, about 2.8%, about 2.81%, about 2.82%, about 2.83%, about 2.84%, about 2.85%, about 2 .86%, about 2.87%, about 2.88%, about 2.8 9%, about 2.9%, about 2.91%, about 2.92%, about 2.93%, about 2.94%, about 2.95%, about 2.96%, about 2.97% , about 2.98%, about 2.99%, or about 3.0% Zn. In some cases, Zn is not present in the alloy (
任意選択的に、ジルコニウム(Zr)は、本明細書に記載の合金に含めることができる。いくつかの例では、合金は、合金の総重量に基づいて、最大約0.15%(例えば、約0.07%~約0.15%、約0.09%~約0.12%、または約0.08%~約0.11%)の量で、Zrを含む。例えば、合金は、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.04%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、約0.1%、約0.11%、約0.12%、約0.13%、約0.14%、または約0.15%のZrを含むことができる。いくつかの例では、Zrは合金中に存在しない(すなわち、0%)。全てのパーセンテージは、重量%で表される。特定の態様では、Zrは上記組成物に添加されて、(Al,Si)3Zr分散質(DO22/DO23分散質)および/またはAl3Zr分散質(L12分散質)を形成する。 Optionally, zirconium (Zr) can be included in the alloys described herein. In some examples, the alloy contains up to about 0.15% (eg, about 0.07% to about 0.15%, about 0.09% to about 0.12%, or about 0.08% to about 0.11%). For example, the alloy may contain about 0.01%, about 0.02%, about 0.03%, about 0.04%, about 0.05%, about 0.06%, about 0.07%, about 0.07%. 08%, about 0.09%, about 0.1%, about 0.11%, about 0.12%, about 0.13%, about 0.14%, or about 0.15% Zr can be done. In some examples, Zr is absent (ie, 0%) in the alloy. All percentages are expressed in weight percent. In certain aspects, Zr is added to the composition to form (Al , Si) 3Zr dispersoids (DO22/ DO23 dispersoids) and/or Al3Zr dispersoids ( L12 dispersoids) .
任意選択的に、合金組成物は、時に不純物と称されることもある他の微量元素を、各約0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量でさらに含むことができる。これらの不純物としては、Ga、V、Ni、Sc、Ag、B、Bi、Li、Pb、Sn、Ca、Cr、Ti、Hf、Sr、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。したがって、Ga、V、Ni、Sc、Ag、B、Bi、Li、Pb、Sn、Ca、Cr、Ti、Hf、またはSrは、合金中に、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量で存在し得る。特定の態様では、すべての不純物の合計は、0.15%を超えない(例えば、0.1%)。全てのパーセンテージは、重量%で表される。特定の態様では、合金の残りの割合はアルミニウムである。 Optionally, the alloy composition contains no more than about 0.05%, no more than 0.04%, no more than 0.03%, no more than 0.02% each of other trace elements, sometimes referred to as impurities. , or in an amount of 0.01% or less. These impurities include, but are not limited to Ga, V, Ni, Sc, Ag, B, Bi, Li, Pb, Sn, Ca, Cr, Ti, Hf, Sr, or combinations thereof. Therefore, Ga, V, Ni, Sc, Ag, B, Bi, Li, Pb, Sn, Ca, Cr, Ti, Hf, or Sr is 0.05% or less, 0.04% or less, It may be present in an amount of 0.03% or less, 0.02% or less, or 0.01% or less. In certain aspects, the sum of all impurities does not exceed 0.15% (eg, 0.1%). All percentages are expressed in weight percent. In certain embodiments, the remaining proportion of the alloy is aluminum.
好適で例示的な合金は、例えば、1.0%のSi、2.0%~2.25%のMg、0.6%~0.7%のCu、2.5%~3.0%のZn、0.07~0.10%のMn、0.14~0.17%のFe、0.09~0.10%のZr、および最大0.15%の合計不純物、残りはAlを含むことができる。場合によっては、好適で例示的な合金は、0.55%~0.65%のSi、1.5%のMg、0.7%~0.8%のCu、1.55%のZn、0.14~0.15%のMn、0.16~0.18%のFe、および最大0.15%の合計不純物、残りはAlを含むことができる。場合によっては、好適で例示的な合金は、0.65%のSi、1.5%のMg、1.0%のCu、2.0%~3.0%のZn、0.14~0.15%のMn、0.17%のFe、および最大0.15%の合計不純物、残りはAlを含むことができる。 Suitable exemplary alloys are, for example, 1.0% Si, 2.0%-2.25% Mg, 0.6%-0.7% Cu, 2.5%-3.0% Zn, 0.07-0.10% Mn, 0.14-0.17% Fe, 0.09-0.10% Zr, and up to 0.15% total impurities, balance Al can contain. In some cases, a suitable exemplary alloy is 0.55%-0.65% Si, 1.5% Mg, 0.7%-0.8% Cu, 1.55% Zn, May contain 0.14-0.15% Mn, 0.16-0.18% Fe, and up to 0.15% total impurities, balance Al. In some cases, a suitable exemplary alloy is 0.65% Si, 1.5% Mg, 1.0% Cu, 2.0%-3.0% Zn, 0.14-0 .15% Mn, 0.17% Fe, and up to 0.15% total impurities, balance Al.
合金の微細構造および特性
特定の態様では、Cu、Mg、およびSiの比およびZn含有量を制御して、耐食性、強度、および成形性を向上させる。Zn含有量は、例えば、孔食を誘発し、粒界腐食(IGC)を抑制することによって、以下に説明するように腐食形態を制御することができる。
Alloy Microstructure and Properties In certain embodiments, the ratio of Cu, Mg, and Si and Zn content are controlled to improve corrosion resistance, strength, and formability. Zn content can control corrosion morphology, for example, by inducing pitting corrosion and suppressing intergranular corrosion (IGC), as described below.
いくつかの例では、Mg対Siの比(本明細書ではMg/Si比とも称する)は、約1.5:1~約3.5:1(例えば、約1.75:1~約3.0:1または約2.0:1~約3.0:1)であることができる。例えば、Mg/Si比は、約1.5:1、約1.6:1、約1.7:1、約1.8:1、約1.9:1、約2.0:1、約2.1:1、約2.2:1、約2.3:1、約2.4:1、約2.5:1、約2.6:1、約2.7:1、約2.8:1、約2.9:1、約3.0:1、約3.1:1、約3.2:1、約3.3:1、約3.4:1、約3.5:1、約3.6:1、約3.7:1、約3.8:1、約3.9:1、または約4.0:1であることができる。いくつかの非限定的な例において、約1.5:1~約3.5:1(例えば、約2.0:1~約3.0:1)のMg/Si比を有するアルミニウム合金は、高い強度および増加した成形性を示すことができる。 In some examples, the ratio of Mg to Si (also referred to herein as the Mg/Si ratio) is from about 1.5:1 to about 3.5:1 (eg, from about 1.75:1 to about 3 .0:1 or from about 2.0:1 to about 3.0:1). For example, the Mg/Si ratio is about 1.5:1, about 1.6:1, about 1.7:1, about 1.8:1, about 1.9:1, about 2.0:1, about 2.1:1, about 2.2:1, about 2.3:1, about 2.4:1, about 2.5:1, about 2.6:1, about 2.7:1, about 2.8:1, about 2.9:1, about 3.0:1, about 3.1:1, about 3.2:1, about 3.3:1, about 3.4:1, about 3 .5:1, about 3.6:1, about 3.7:1, about 3.8:1, about 3.9:1, or about 4.0:1. In some non-limiting examples, an aluminum alloy having a Mg/Si ratio of about 1.5:1 to about 3.5:1 (eg, about 2.0:1 to about 3.0:1) is , can exhibit high strength and increased formability.
いくつかの非限定的な例では、約2.0:1~3.0:1のMg/Si比および約2.5重量%~約3.0重量%のZn含有量を有するアルミニウム合金は、主要な合金元素としてMgおよびSiを有するアルミニウム合金において典型的に観察されるIGCを抑制することができ、代わりに孔食を誘導することができる。場合によっては、IGCは粒界に沿って発生し、孔食よりもアルミニウム合金の奥深くまで伝播する可能性があるため、孔食は、限られた攻撃深度のため、IGCよりも好ましい場合がある。いくつかの非限定的な例では、Zn対Mg/Si比の比(すなわち、Zn/(Mg/Si)比)は、約0.75:1~約1.4:1(例えば、約0.8:1~約1.1:1)であることができる。例えば、Zn/(Mg/Si)比は、約0.75:1、約0.8:1、約0.85:1、約0.9:1、約0.95:1、約1.0:1、約1.05:1、約1.1:1、約1.15:1、約1.2:1、約1.25:1、約1.3:1、約1.35:1、または約1.4:1であることができる。 In some non-limiting examples, an aluminum alloy having a Mg/Si ratio of about 2.0:1 to 3.0:1 and a Zn content of about 2.5% to about 3.0% by weight is , can suppress the IGC typically observed in aluminum alloys with Mg and Si as major alloying elements, and can instead induce pitting corrosion. In some cases, pitting may be preferred over IGC due to its limited depth of attack, as IGC can occur along grain boundaries and propagate deeper into aluminum alloys than pitting. . In some non-limiting examples, the ratio of Zn to Mg/Si ratio (i.e., Zn/(Mg/Si) ratio) is from about 0.75:1 to about 1.4:1 (e.g., about 0 .8:1 to about 1.1:1). For example, the Zn/(Mg/Si) ratio can be about 0.75:1, about 0.8:1, about 0.85:1, about 0.9:1, about 0.95:1, about 1.5:1, about 0.95:1, about 1.5:1, about 0.95:1, about 0.95:1. 0:1, about 1.05:1, about 1.1:1, about 1.15:1, about 1.2:1, about 1.25:1, about 1.3:1, about 1.35 :1, or about 1.4:1.
いくつかのなおさらなる非限定的な例では、Cu対Zn/(Mg/Si)比の比(すなわち、Cu/[Zn/(Mg/Si)]比)は、約0.7:1~約1.4:1(例えば、Cu/[Zn/(Mg/Si)]比は約0.8:1~約1.1:1であることができる)。例えば、Cu/[Zn/(Mg/Si)]の比は、約0.7:1、約0.75:1、約0.8:1、約0.85:1、約0.9:1、約0.95:1、約1.0:1、約1.05:1、約1.1:1、約1.15:1、約1.2:1、約1.25:1、約1.3:1、約1.35:1、または約1.4:1であることができる。いくつかの非限定的な例では、Cu/[Zn/(Mg/Si)]の比は、高強度、高変形性、および高耐食性を提供することができる。 In some still further non-limiting examples, the ratio of Cu to Zn/(Mg/Si) ratio (i.e., Cu/[Zn/(Mg/Si)] ratio) is from about 0.7:1 to about 1.4:1 (eg, the Cu/[Zn/(Mg/Si)] ratio can be from about 0.8:1 to about 1.1:1). For example, the Cu/[Zn/(Mg/Si)] ratio is about 0.7:1, about 0.75:1, about 0.8:1, about 0.85:1, about 0.9: 1, about 0.95:1, about 1.0:1, about 1.05:1, about 1.1:1, about 1.15:1, about 1.2:1, about 1.25:1 , about 1.3:1, about 1.35:1, or about 1.4:1. In some non-limiting examples, a ratio of Cu/[Zn/(Mg/Si)] can provide high strength, high deformability, and high corrosion resistance.
特定の態様では、Cu、Si、およびMgは、合金中に析出物を形成して、より高い強度と強化された耐食性を備えた合金をもたらすことができる。これらの析出物は、溶体化処理後の時効プロセス中に形成される場合がある。MgとCuの含有量は、M/η相またはM相(例えば、MgZn2/Mg(Zn,Cu)2)の析出をもたらすことができ、その結果、析出物が生じてアルミニウム合金の強度が増加させることができる。析出プロセス中に、準安定ギニエプレストン(GP)ゾーンが形成することができ、それは、開示される合金の析出強化に寄与するβ´´針状析出物(例えば、ケイ化マグネシウム、Mg2Si)に順次移行する。特定の態様では、Cuの添加は、旋盤形状のL相析出(例えば、Al4Mg8Si7Cu2)の形成をもたらし、それはQ´析出相形成の前駆体であり、強度にさらに寄与する。 In certain aspects, Cu, Si, and Mg can form precipitates in the alloy, resulting in alloys with higher strength and enhanced corrosion resistance. These precipitates may form during the aging process after solution treatment. The content of Mg and Cu can lead to precipitation of M/η phase or M phase (e.g. MgZn 2 /Mg(Zn,Cu) 2 ), resulting in precipitates that increase the strength of the aluminum alloy. can be increased. During the precipitation process, metastable Guinnie-Preston (GP) zones can form, which are β″ acicular precipitates (e.g., magnesium silicide, Mg 2 Si) that contribute to precipitation strengthening of the disclosed alloys. ) sequentially. In certain aspects, the addition of Cu results in the formation of lathe - shaped L-phase precipitates ( e.g., Al4Mg8Si7Cu2 ), which are precursors to the Q' precipitate phase formation, further contributing to strength. .
いくつかの例では、MgZn2および/またはMg(Zn,Cu)2を含むM相析出物は、1平方ミリメートル(mm2)当たり平均少なくとも約300,000,000個の粒子の量でアルミニウム合金中に存在することができる。例えば、M相析出物は、少なくとも約310,000,000粒子/mm2、少なくとも約320,000,000粒子/mm2、少なくとも約330,000,000粒子/mm2、少なくとも約340,000,000粒子/mm2、少なくとも約350,000,000粒子/mm2、少なくとも約360,000,000粒子/mm2、少なくとも約370,000,000粒子/mm2、少なくとも約380,000,000粒子/mm2、少なくとも約390,000,000粒子/mm2、または少なくとも約400,000,000粒子/mm2の量で存在することができる。 In some examples, the M-phase precipitates comprising MgZn2 and/or Mg(Zn,Cu) 2 are present in the aluminum alloy in an amount of an average of at least about 300,000,000 particles per square millimeter ( mm2 ). can exist in For example, the M-phase precipitates are at least about 310,000,000 particles/ mm2 , at least about 320,000,000 particles/ mm2 , at least about 330,000,000 particles/ mm2 , at least about 340,000, 000 particles/ mm2 , at least about 350,000,000 particles/ mm2 , at least about 360,000,000 particles/ mm2 , at least about 370,000,000 particles/ mm2 , at least about 380,000,000 particles /mm 2 , at least about 390,000,000 particles/mm 2 , or at least about 400,000,000 particles/mm 2 .
いくつかの例では、Al4Mg8Si7Cu2を含むL相析出物は、1平方ミリメートル(mm2)当たり平均少なくとも約600,000,000個の粒子の量でアルミニウム合金中に存在することができる。例えば、L相析出物は、少なくとも約610,000,000粒子/mm2、少なくとも約620,000,000粒子/mm2、少なくとも約630,000,000粒子/mm2、少なくとも約640,000,000粒子/mm2、少なくとも約650,000,000粒子/mm2、少なくとも約660,000,000粒子/mm2、少なくとも約670,000,000粒子/mm2、少なくとも約680,000,000粒子/mm2、少なくとも約690,000,000粒子/mm2、または少なくとも約700,000,000粒子/mm2の量で存在することができる。 In some examples, the L - phase precipitates comprising Al4Mg8Si7Cu2 are present in the aluminum alloy in an amount of an average of at least about 600,000,000 particles per square millimeter ( mm2 ). be able to. For example, the L-phase precipitates are at least about 610,000,000 particles/ mm2 , at least about 620,000,000 particles/ mm2 , at least about 630,000,000 particles/ mm2 , at least about 640,000, 000 particles/ mm2 , at least about 650,000,000 particles/ mm2 , at least about 660,000,000 particles/ mm2 , at least about 670,000,000 particles/ mm2 , at least about 680,000,000 particles /mm 2 , at least about 690,000,000 particles/mm 2 , or at least about 700,000,000 particles/mm 2 .
いくつかの例では、Mg2Siを含むβ”相析出物は、アルミニウム合金中に、1平方ミリメートル(mm2)当たり少なくとも平均約600,000,000個の粒子の量で存在することができる。例えば、β”相析出物は、少なくとも約610,000,000粒子/mm2、少なくとも約620,000,000粒子/mm2、少なくとも約630,000,000粒子/mm2、少なくとも約640,000,000粒子/mm2、少なくとも約650,000,000粒子/mm2、少なくとも約660,000,000粒子/mm2、少なくとも約670,000,000粒子/mm2、少なくとも約680,000,000粒子/mm2、少なくとも約690,000,000粒子/mm2、少なくとも約700,000,000粒子/mm2、少なくとも約710,000,000粒子/mm2、少なくとも約720,000,000粒子/mm2、少なくとも約730,000,000粒子/mm2、少なくとも約740,000,000粒子/mm2、または少なくとも約750,000,000粒子/mm2の量で存在することができる。 In some examples, the β″ phase precipitates comprising Mg 2 Si can be present in the aluminum alloy in an amount of at least an average of about 600,000,000 particles per square millimeter (mm 2 ). For example, the β″ phase precipitates are at least about 610,000,000 particles/mm 2 , at least about 620,000,000 particles/mm 2 , at least about 630,000,000 particles/mm 2 , at least about 640, 000,000 particles/mm2, at least about 650,000,000 particles/ mm2 , at least about 660,000,000 particles/ mm2 , at least about 670,000,000 particles/ mm2 , at least about 680,000, 000 particles/ mm2 , at least about 690,000,000 particles/ mm2 , at least about 700,000,000 particles/ mm2 , at least about 710,000,000 particles/ mm2 , at least about 720,000,000 particles /mm 2 , at least about 730,000,000 particles/mm 2 , at least about 740,000,000 particles/mm 2 , or at least about 750,000,000 particles/mm 2 .
いくつかの例では、β”相析出物(例えば、Mg2Si)対L相析出物(例えば、Al4Mg8Si7Cu2)の比は、約1:1~約1.5:1(例えば、約1.1:1~約1.4:1)であることができる。例えば、β”相析出物対L相析出物の比は、約1:1、約1.1:1、約1.2:1、約1.3:1、約1.4:1、または約1.5:1であることができる。 In some examples, the ratio of β″ phase precipitates (eg, Mg 2 Si) to L phase precipitates (eg, Al 4 Mg 8 Si 7 Cu 2 ) is from about 1:1 to about 1.5:1. (eg, from about 1.1:1 to about 1.4:1).For example, the ratio of β″ phase precipitates to L phase precipitates is about 1:1, about 1.1:1 , about 1.2:1, about 1.3:1, about 1.4:1, or about 1.5:1.
いくつかの例では、β”相析出物(例えば、Mg2Si)対M相析出物(例えば、MgZn2および/またはMg(Zn,Cu)2)の比は、約1.5:1~約3:1(例えば、約1.6:1~約2.8:1または約2.0:1~約2.5:1)であることができる。例えば、β”相析出物対M相析出物の比は、約1.5:1、約1.6:1、約1.7:1、約1.8:1、約1.9:1、約2.0:1、約2.1:1、約2.2:1、約2.3:1、約2.4:1、約2.5:1、約2.6:1、約2.7:1、約2.8:1、約2.9:1、または約3.0:1であることができる。 In some examples, the ratio of β″ phase precipitates (eg, Mg 2 Si) to M phase precipitates (eg, MgZn 2 and/or Mg(Zn,Cu) 2 ) is from about 1.5:1 to can be about 3:1 (eg, about 1.6:1 to about 2.8:1 or about 2.0:1 to about 2.5:1). The phase precipitate ratios are about 1.5:1, about 1.6:1, about 1.7:1, about 1.8:1, about 1.9:1, about 2.0:1, about 2.1:1, about 2.2:1, about 2.3:1, about 2.4:1, about 2.5:1, about 2.6:1, about 2.7:1, about 2 .8:1, about 2.9:1, or about 3.0:1.
いくつかの例では、L相析出物(例えば、Al4Mg8Si7Cu2)対M相析出物(例えば、MgZn2および/またはMg(Zn,Cu)2)の比は、約1.5:1~約3:1(例えば、約1.6:1~約2.8:1または約2.0:1~約2.5:1)であることができる。例えば、L相析出物対M相析出物の比は、約1.5:1、約1.6:1、約1.7:1、約1.8:1、約1.9:1、約2.0:1、約2.1:1、約2.2:1、約2.3:1、約2.4:1、約2.5:1、約2.6:1、約2.7:1、約2.8:1、約2.9:1、または約3.0:1であることができる。 In some examples, the ratio of L-phase precipitates (eg, Al 4 Mg 8 Si 7 Cu 2 ) to M-phase precipitates (eg, MgZn 2 and/or Mg(Zn,Cu) 2 ) is about 1.5. 5:1 to about 3:1 (eg, about 1.6:1 to about 2.8:1 or about 2.0:1 to about 2.5:1). For example, the ratio of L-phase to M-phase precipitates is about 1.5:1, about 1.6:1, about 1.7:1, about 1.8:1, about 1.9:1, about 2.0:1, about 2.1:1, about 2.2:1, about 2.3:1, about 2.4:1, about 2.5:1, about 2.6:1, about It can be 2.7:1, about 2.8:1, about 2.9:1, or about 3.0:1.
本明細書に記載の合金は、以下でさらに提供されるように、例外的な機械的特性を示す。アルミニウム合金の機械的性質は、所望の使用に応じて、様々な時効状態によってさらに制御することができる。一例として、合金は、T4調質度またはT6調質度で製造(または提供)することができる。溶体化熱処理および自然時効されるT4アルミニウム合金製品を提供することができる。これらのT4アルミニウム合金製品は、任意選択的に、追加の時効処理(複数可)に供されて、受領時に強度要件を満たすことができる。例えば、アルミニウム合金製品は、本明細書に記載の、または当業者に既知の適切な時効処理をT4合金材料に供することによって、T6調質度などの他の調質度で送達することができる。例示的な調質度における例示的な特性を以下に示す。 The alloys described herein exhibit exceptional mechanical properties, as provided further below. The mechanical properties of aluminum alloys can be further controlled by various aging conditions, depending on the desired use. As an example, the alloy can be produced (or provided) with a T4 temper or a T6 temper. A T4 aluminum alloy product can be provided that is solution heat treated and naturally aged. These T4 aluminum alloy products may optionally be subjected to additional aging treatment(s) to meet strength requirements upon receipt. For example, an aluminum alloy product can be delivered in other tempers, such as a T6 temper, by subjecting the T4 alloy material to the appropriate aging treatment described herein or known to those skilled in the art. . Exemplary properties for exemplary tempering degrees are provided below.
特定の態様では、アルミニウム合金は、T6調質度で少なくとも約340MPaの降伏強度を有することができる。非限定的な例では、降伏強度は、少なくとも約350MPa、少なくとも約360MPa、または少なくとも約370MPaであることができる。場合によっては、降伏強度は約340MPa~約400 MPaである。例えば、降伏強度は、約350MPa~約390MPa、または約360MPa~約380MPaであることができる。 In certain aspects, the aluminum alloy can have a yield strength of at least about 340 MPa at a T6 temper. In non-limiting examples, the yield strength can be at least about 350 MPa, at least about 360 MPa, or at least about 370 MPa. In some cases, the yield strength is from about 340 MPa to about 400 MPa. For example, the yield strength can be from about 350 MPa to about 390 MPa, or from about 360 MPa to about 380 MPa.
特定の態様では、アルミニウム合金は、T6調質度で少なくとも約400MPaの極限引張強度を有することができる。非限定的な例では、極限引張強度は、少なくとも約410MPa、少なくとも約420MPa、または少なくとも約430MPaであることができる。場合によっては、極限引張強度は約400MPa~約450MPaである。例えば、極限引張強度は、約410MPa~約440MPa、または約415MPa~約435MPaであることができる。 In certain aspects, the aluminum alloy can have an ultimate tensile strength of at least about 400 MPa at a T6 temper. In non-limiting examples, the ultimate tensile strength can be at least about 410 MPa, at least about 420 MPa, or at least about 430 MPa. In some cases, the ultimate tensile strength is from about 400 MPa to about 450 MPa. For example, the ultimate tensile strength can be from about 410 MPa to about 440 MPa, or from about 415 MPa to about 435 MPa.
特定の態様では、アルミニウム合金は、T4調質度で1.0以下(例えば、0.5以下)の90°曲げ性を満たすのに十分な延性または靭性を有する。特定の例では、r/t曲げ性比は、約1.0以下、約0.9以下、約0.8以下、約0.7以下、約0.6以下、約0.5以下、約0.4以下、約0.3以下、約0.2以下、または約0.1以下であり、rは使用する工具(ダイ)の半径であり、tは材料の厚さである。 In certain aspects, the aluminum alloy has sufficient ductility or toughness to meet a 90° bendability of 1.0 or less (eg, 0.5 or less) at the T4 temper. In certain examples, the r/t bendability ratio is about 1.0 or less, about 0.9 or less, about 0.8 or less, about 0.7 or less, about 0.6 or less, about 0.5 or less, about 0.4 or less, about 0.3 or less, about 0.2 or less, or about 0.1 or less, where r is the radius of the tool (die) used and t is the thickness of the material.
特定の態様では、アルミニウム合金は、T4調質度において20%以上の均一伸び、およびT4調質度において30%以上の全伸びを呈する。特定の態様では、合金は22%以上の均一の伸びおよび35%以上の全伸びを呈する。例えば、合金は、20%以上、21%以上、22%以上、23%以上、24%以上、25%以上、26%以上、27%以上、または28%以上の均一伸びを呈することができる。合金は、30%以上、31%以上、32%以上、33%以上、34%以上、35%以上、36%以上、37%以上、38%以上、39%以上、または40%以上の均一伸びを示すことができる。 In certain aspects, the aluminum alloy exhibits a uniform elongation of 20% or greater at the T4 temper and a total elongation of 30% or greater at the T4 temper. In certain embodiments, the alloy exhibits a uniform elongation of 22% or greater and a total elongation of 35% or greater. For example, the alloy can exhibit a uniform elongation of 20% or greater, 21% or greater, 22% or greater, 23% or greater, 24% or greater, 25% or greater, 26% or greater, 27% or greater, or 28% or greater. The alloy has a uniform elongation of 30% or more, 31% or more, 32% or more, 33% or more, 34% or more, 35% or more, 36% or more, 37% or more, 38% or more, 39% or more, or 40% or more. can be shown.
特定の態様では、アルミニウム合金は、ISO11846Bで測定されるIGCに対して好適な耐性を示す。例えば、T6調質度における合金の平均粒界腐食孔深さが100μm未満であるように、アルミニウム合金の孔食は、完全に抑制または改善することができる。例えば、平均粒界腐食孔深さは、90μm未満、80μm未満、70μm未満、60μm未満、50μm未満、または40μm未満であることができる。 In certain aspects, the aluminum alloy exhibits suitable resistance to IGC as measured by ISO 11846B. For example, pitting corrosion in aluminum alloys can be completely suppressed or ameliorated such that the alloy's average intergranular corrosion pitting depth at T6 temper is less than 100 μm. For example, the average intergranular corrosion pit depth can be less than 90 μm, less than 80 μm, less than 70 μm, less than 60 μm, less than 50 μm, or less than 40 μm.
アルミニウム合金の調製方法
特定の態様では、開示された合金組成物は、開示された方法の製品である。本開示を限定することを意図するものではないが、アルミニウム合金の性質は、合金の調製中の微細構造の形成によって部分的に決定される。特定の態様では、合金組成物の調製方法は、合金が所望の用途に適した性質を有するか否かに影響を及ぼし得るかまたは決定さえし得る。
Methods of Preparing Aluminum Alloys In certain aspects, the disclosed alloy compositions are products of the disclosed methods. Although not intended to limit the present disclosure, the properties of aluminum alloys are determined in part by the formation of microstructures during alloy preparation. In certain embodiments, the method of preparation of the alloy composition can affect or even determine whether the alloy has suitable properties for a desired application.
鋳造
本明細書に記載の合金は、鋳造方法を使用して鋳造することができる。いくつかの非限定的な例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、スクラップ合金を含む溶融アルミニウム合金から鋳造することができる(例えば、AA6xxx系アルミニウム合金スクラップ、AA7xxx系アルミニウム合金スクラップ、またはそれらの組み合わせから)。鋳造プロセスは、直接チル(DC)鋳造プロセスを含むことができる。任意選択的に、インゴットは、下流の処理の前にスキャルピングすることができる。任意に、鋳造プロセスは、連続鋳造(CC)プロセスを含むことができる。次いで、鋳造アルミニウム合金は、さらなる加工ステップに供することができる。例えば、本明細書に記載の加工方法は、均質化、熱間圧延、溶体化熱処理、および焼入れのステップを含むことができる。場合によっては、加工方法はまた、予備時効ステップおよび/または人工時効ステップも含むことができる。
Casting The alloys described herein can be cast using casting methods. In some non-limiting examples, the aluminum alloys described herein can be cast from molten aluminum alloys, including scrap alloys (e.g., AA6xxx series aluminum alloy scrap, AA7xxx series aluminum alloy scrap, or from a combination of ). The casting process can include a direct chill (DC) casting process. Optionally, the ingot can be scalped prior to downstream processing. Optionally, the casting process can include a continuous casting (CC) process. The cast aluminum alloy can then be subjected to further processing steps. For example, the processing methods described herein can include the steps of homogenization, hot rolling, solution heat treatment, and quenching. In some cases, the processing method can also include pre-aging and/or artificial aging steps.
均質化
均質化ステップは、本明細書に記載の合金組成物から調製されたインゴットを加熱して、約または少なくとも約500℃(例えば、少なくとも520℃、少なくとも530℃、少なくとも540℃、少なくとも550℃、少なくとも560℃、少なくとも570℃、または少なくとも580℃)のピーク金属温度(PMT)を達成することを含むことができる。例えば、インゴットは、約500℃~約600℃、約520℃~約580℃、約530℃~約575℃、約535℃~約570℃、約540℃~約565℃、約545℃~約560℃、約530℃~約560℃、または約550℃~約580℃の温度まで加熱することができる。いくつかの場合では、PMTへの加熱速度は、約70℃/時間以下、60℃/時間以下、50℃/時間以下、40℃/時間以下、30℃/時間以下、25℃/時間以下、20℃/時間以下、または15℃/時間以下であり得る。他の場合には、PMTまでの加熱速度は、約10℃/分~約100℃/分(例えば、約10℃/分~約90℃/分、約10℃/分~約70℃/分、約10℃/分~約60℃/分、約20℃/分~約90℃/分、約30℃/分~約80℃/分、約40℃/分~約70℃/分、または約50℃/分~約60℃/分)であり得る。
Homogenization The homogenization step heats an ingot prepared from an alloy composition described herein to about or at least about 500°C (e.g., at least 520°C, at least 530°C, at least 540°C, at least 550°C). , at least 560° C., at least 570° C., or at least 580° C.). For example, the ingot can be heated from about 500° C. to about 600° C., from about 520° C. to about 580° C., from about 530° C. to about 575° C., from about 535° C. to about 570° C., from about 540° C. to about 565° C., from about 545° C. to about It can be heated to a temperature of 560°C, from about 530°C to about 560°C, or from about 550°C to about 580°C. In some cases, the heating rate to the PMT is about 70° C./hour or less, 60° C./hour or less, 50° C./hour or less, 40° C./hour or less, 30° C./hour or less, 25° C./hour or less; It can be 20° C./hour or less, or 15° C./hour or less. In other cases, the heating rate to the PMT is from about 10° C./min to about 100° C./min (eg, from about 10° C./min to about 90° C./min, from about 10° C./min to about 70° C./min. , from about 10° C./min to about 60° C./min, from about 20° C./min to about 90° C./min, from about 30° C./min to about 80° C./min, from about 40° C./min to about 70° C./min, or from about 50° C./min to about 60° C./min).
次いで、インゴットを、ある時間浸漬する(すなわち、示した温度に保持される)。1つの非限定的な例によれば、インゴットは、最大約6時間(例えば、包括的に、約30分~約6時間)の間、浸漬することができる。例えば、インゴットは、少なくとも500℃の温度で、30分、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、またはそれらの間の任意の時間、浸漬することができる。 The ingot is then immersed (ie held at the indicated temperature) for a period of time. According to one non-limiting example, the ingot can be soaked for up to about 6 hours (eg, about 30 minutes to about 6 hours, inclusive). For example, the ingot can be soaked at a temperature of at least 500° C. for 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, or any time therebetween.
熱間圧延
均質化ステップの後、熱間圧延ステップを行ってホットバンドを形成することができる。特定の場合には、インゴットを置き、約230℃~約300℃の範囲の出口温度(例えば、約250℃~約300℃)で熱間圧延する。例えば、ホットロール出口温度は、約230℃、約235℃、約240℃、約245℃、約250℃、約255℃、約260℃、約265℃、約270℃、約275℃、約280℃、約285℃、約290℃、約295℃、または約300℃であることができる。
Hot Rolling After the homogenization step, a hot rolling step can be performed to form a hot band. In certain cases, the ingot is placed and hot rolled at an exit temperature ranging from about 230°C to about 300°C (eg, from about 250°C to about 300°C). For example, hot roll exit temperatures are about 230°C, about 235°C, about 240°C, about 245°C, about 250°C, about 255°C, about 260°C, about 265°C, about 270°C, about 275°C, about 280°C. °C, about 285°C, about 290°C, about 295°C, or about 300°C.
特定の場合には、インゴットは、約4mm~約15mmの厚さゲージ(例えば、約5mm~約12mmの厚さゲージ)まで熱間圧延することができる。例えば、インゴットは、約4mmの厚さゲージ、約5mmの厚さゲージ、約6mmの厚さゲージ、約7mmの厚さゲージ、約8mmの厚さゲージ、約9mmの厚さゲージ、約10mmの厚さゲージ、約11mmの厚さゲージ、約12mmの厚さゲージ、約13mmの厚さゲージ、約14mmの厚さゲージ、または約15mmの厚さゲージに熱間圧延することができる。特定の場合には、インゴットは、15mmの厚さを超えるゲージ(例えば、プレートゲージ)に熱間圧延することができる。他の例では、インゴットは、4mm未満のゲージ(すなわち、シートゲージ)に熱間圧延することができる。 In certain cases, the ingot can be hot rolled to a thickness gauge of about 4 mm to about 15 mm (eg, a thickness gauge of about 5 mm to about 12 mm). For example, the ingot has a thickness gauge of about 4 mm, a thickness gauge of about 5 mm, a thickness gauge of about 6 mm, a thickness gauge of about 7 mm, a thickness gauge of about 9 mm, a thickness gauge of about 9 mm, and a thickness gauge of about 10 mm. It can be hot rolled to a thickness gauge, about 11 mm thickness gauge, about 12 mm thickness gauge, about 13 mm thickness gauge, about 14 mm thickness gauge, or about 15 mm thickness gauge. In certain cases, ingots can be hot rolled to gauges (eg, plate gauges) greater than 15 mm thick. In another example, the ingot can be hot rolled to a gauge of less than 4 mm (ie sheet gauge).
溶体化熱処理
熱間圧延ステップに続いて、ホットバンドを空気で冷却し、次いで溶体化熱処理ステップで溶体化することができる。溶体化熱処理は、最終ゲージのアルミニウム合金を、室温から約520℃~約590℃(例えば、約520℃~約580℃、約530℃~約570℃、約545℃~約575℃、約550℃~約570℃、約555℃~約565℃、約540℃~約560℃、約560℃~約580℃、または約550℃~約575℃)の温度に加熱することを含むことができる。最終ゲージのアルミニウム合金は、その温度で一定時間浸漬することができる。特定の態様では、最終ゲージのアルミニウム合金は、最大約2時間(例えば、包括的に約10秒~約120分)浸漬することができる。例えば、最終ゲージのアルミニウム合金は、20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒、65秒、70秒、75秒、80秒、85秒、90秒、95秒、100秒、105秒、110秒、115秒、120秒、125秒、130秒、135秒、140秒、145秒、150秒、5分、10分、15分、20分、25分、30分、35分、40分、45分、50分、55分、60分、65分、70分、75分、80分、85分、90分、95分、100分、105分、110分、115分、もしくは120分、またはそれらの間の任意の時間、約525℃~約590℃の温度で浸漬することができる。
Solution Heat Treatment Following the hot rolling step, the hot band may be cooled with air and then solutionized in a solution heat treatment step. The solution heat treatment converts the final gauge aluminum alloy from room temperature to about 520°C to about 590°C (e.g. to about 570°C, about 555°C to about 565°C, about 540°C to about 560°C, about 560°C to about 580°C, or about 550°C to about 575°C). . The final gauge aluminum alloy can be soaked at that temperature for a period of time. In certain aspects, the final gauge aluminum alloy can be soaked for up to about 2 hours (eg, about 10 seconds to about 120 minutes, inclusive). For example, the final gauge aluminum alloy is , 90 seconds, 95 seconds, 100 seconds, 105 seconds, 110 seconds, 115 seconds, 120 seconds, 125 seconds, 130 seconds, 135 seconds, 140 seconds, 145 seconds, 150 seconds, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 seconds minutes, 25 minutes, 30 minutes, 35 minutes, 40 minutes, 45 minutes, 50 minutes, 55 minutes, 60 minutes, 65 minutes, 70 minutes, 75 minutes, 80 minutes, 85 minutes, 90 minutes, 95 minutes, 100 minutes, It can be soaked at a temperature of about 525° C. to about 590° C. for 105 minutes, 110 minutes, 115 minutes, or 120 minutes, or any time therebetween.
焼入れ
特定の態様では、最終ゲージのアルミニウム合金は、次いで、選択されたゲージに基づく焼入れステップにおいて、約50℃/秒~400℃/秒の間で変化し得る焼入れ速度で、約35℃の温度まで冷却することができる。例えば、焼入れ速度は、約50℃/秒~約375℃/秒、約60℃/秒~約375℃/秒、約70℃/秒~約350℃/秒、約80℃/秒~約325℃/秒、約90℃/秒~約300℃/秒、約100℃/秒~約275℃/秒、約125℃/秒~約250℃/秒、約150℃/秒~約225℃/秒、または約175℃/秒~約200℃/秒であってもよい。
Quenching In certain embodiments, the final gauge aluminum alloy is then subjected to a temperature of about 35° C. at a quenching rate that can vary between about 50° C./s and 400° C./s in a quenching step based on the gauge selected. can be cooled to For example, the quenching rate can be from about 50° C./s to about 375° C./s, from about 60° C./s to about 375° C./s, from about 70° C./s to about 350° C./s, from about 80° C./s to about 325° C./s. °C/s, about 90°C/s to about 300°C/s, about 100°C/s to about 275°C/s, about 125°C/s to about 250°C/s, about 150°C/s to about 225°C/s seconds, or from about 175° C./s to about 200° C./s.
焼入れステップでは、最終ゲージのアルミニウム合金は、液体(例えば水)および/または気体、または別の選択された焼入れ媒体で急速に焼入れされる。特定の態様では、最終ゲージのアルミニウム合金は、水で急速に焼入れすることができる。 In the quenching step, the final gauge aluminum alloy is rapidly quenched with a liquid (eg water) and/or gas or another selected quenching medium. In certain embodiments, the final gauge aluminum alloy can be rapidly quenched with water.
予備時効
任意選択的に、予備時効ステップを行うことができる。予備時効ステップは、焼入れステップ後の最終ゲージのアルミニウム合金を、約100℃~約160℃(例えば、約105℃~約155℃、約110℃~約150℃、約115℃~約145℃、約120℃~約140℃、または約125℃~約135℃)の温度まで加熱することを含むことがある。特定の態様では、アルミニウム合金シート、プレート、またはシェートは、最大約3時間(例えば、最大約10分間、最大約20分間、最大約30分間、最大約40分間、最大約45分間、最大約60分間、最大約90分間、最大約2時間、または最大約3時間)浸漬することができる。
Pre-Aging Optionally, a pre-aging step can be performed. The pre-aging step cools the final gauge aluminum alloy after the quenching step to about 100°C to about 160°C (e.g., about 105°C to about 155°C, about 110°C to about 150°C, about 115°C to about 145°C, heating to a temperature of about 120° C. to about 140° C., or about 125° C. to about 135° C.). In certain aspects, the aluminum alloy sheet, plate, or sheet is heated for up to about 3 hours (e.g., up to about 10 minutes, up to about 20 minutes, up to about 30 minutes, up to about 40 minutes, up to about 45 minutes, up to about 60 minutes). minutes, up to about 90 minutes, up to about 2 hours, or up to about 3 hours).
時効
最終ゲージのアルミニウム合金は、自然時効または人工時効することができる。いくつかの例では、最終ゲージのアルミニウム合金を、ある期間、自然時効させて、T4調質度にすることができる。特定の態様では、T4調質度における最終ゲージのアルミニウム合金は、約180℃~225℃(例えば、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、または225℃)において、ある期間、人工時効(AA)させることができる。任意選択的に、最終ゲージのアルミニウム合金は、約15分~約8時間(例えば、15分、30分、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、もしくは8時間、またはそれらの間の任意の時間)の間、人工時効させてT6調質度にすることができる。
Aging Final gauge aluminum alloys can be naturally aged or artificially aged. In some examples, the final gauge aluminum alloy can be naturally aged for a period of time to a T4 temper. In certain embodiments, the final gauge aluminum alloy at T4 temper is about 180°C to 225°C (e.g., 185°C, 190°C, 195°C, 200°C, 205°C, 210°C, 215°C, 220°C, or 225° C.) for a period of time. Optionally, the final gauge aluminum alloy is aged from about 15 minutes to about 8 hours (e.g., 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, 7 hours, or 8 hours, or any time therebetween) to a T6 temper.
使用法
本明細書に記載の合金および方法は、自動車、電子機器、および輸送用途、例えば、商用車、航空機、または鉄道用途、または他の用途で使用することができる。例えば、合金は、強度を得るために、シャシー、クロスメンバー、およびシャシー内部の部品(商用車シャシーにおける2つのCチャンネル間のすべての部品を包含するがそれらに限定されない)に使用することができ、高強度鋼の完全または部分的な代替として機能する。特定の例では、合金はT4およびT6調質度で使用することができる。
Uses The alloys and methods described herein can be used in automotive, electronic, and transportation applications, such as commercial vehicle, aircraft, or railroad applications, or other applications. For example, the alloys can be used in chassis, cross members, and internal chassis components (including but not limited to all components between two C-channels in a commercial vehicle chassis) to provide strength. , serves as a full or partial replacement for high-strength steel. In certain examples, alloys can be used in T4 and T6 tempers.
特定の態様では、合金および方法は、自動車の車体部品製品を調製するために使用され得る。例えば、開示された合金および方法は、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材(例えば、Aピラー、Bピラー、およびCピラー)、内部パネル、サイドパネル、フロアパネル、トンネル、構造パネル、補強パネル、インナーフード、またはトランクリッドパネルなど、自動車の車体部品を調製するために使用され得る。開示されたアルミニウム合金および方法はまた、航空機、または鉄道車両の用途において、例えば、外部および内部パネルを調製するために使用され得る。特定の態様では、開示された合金は、自動車のバッテリープレート/シェートなどの他の特殊性用途に使用され得る。 In certain embodiments, the alloys and methods can be used to prepare automotive body part products. For example, the disclosed alloys and methods can be used for bumpers, side beams, roof beams, cross beams, pillar reinforcements (e.g., A-pillars, B-pillars, and C-pillars), interior panels, side panels, floor panels, tunnels, structures It can be used to prepare automotive body parts such as panels, reinforcement panels, inner hoods or trunk lid panels. The disclosed aluminum alloys and methods can also be used to prepare, for example, exterior and interior panels in aircraft or rail vehicle applications. In certain aspects, the disclosed alloys may be used in other specialty applications such as automotive battery plates/sate.
例えば、本明細書に記載の合金および方法はまた、携帯電話およびタブレットコンピュータなどの電子機器用のハウジングを調製するためにも使用され得る。例えば、合金は、陽極酸化の有無にかかわらず、携帯電話(例えば、スマートフォン)、およびタブレットボトムシャーシの外部ケーシング用のハウジングを調製するために使用され得る。合金はまた、他の家電製品および製品部品を調製するために使用することもできる。例示的な家庭用電化製品としては、携帯電話、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、テレビ、ディスプレイ、家電製品、ビデオ再生および記録装置などが挙げられる。例示的な家庭用電化製品部品は、家庭用電化製品用の外側ハウジング(例えば、ファサード)および内側部品を含む。 For example, the alloys and methods described herein can also be used to prepare housings for electronic devices such as mobile phones and tablet computers. For example, the alloy, with or without anodization, can be used to prepare housings for the outer casings of mobile phones (eg, smartphones) and tablet bottom chassis. The alloys can also be used to prepare other consumer electronics and product parts. Exemplary consumer electronics include mobile phones, audio devices, video devices, cameras, laptop computers, desktop computers, tablet computers, televisions, displays, consumer electronics, video playback and recording devices, and the like. Exemplary consumer electronics components include outer housings (eg, facades) and inner components for consumer electronics.
以下の実施例は、本発明を更に説明するのに役立つが、それを限定するものではない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなくそれら自体を当業者に示唆し得る様々な実施形態、変更および均等物に頼ることができることを明確に理解されたい。以下の実施例に記載されている研究の間、特記しない限り、従来の手順に従った。説明の目的ために、手順のいくつかを以下に説明する。 The following examples serve to further illustrate the invention without, however, limiting it. On the contrary, it should be clearly understood that one can resort to various embodiments, modifications and equivalents, which may suggest themselves to those skilled in the art after reading the description herein without departing from the spirit of the invention. . During the studies described in the examples below, conventional procedures were followed unless otherwise stated. For illustrative purposes, some of the procedures are described below.
実施例1:アルミニウム合金組成物
以下の表4Aおよび4Bは、例示的なアルミニウム合金をまとめたものであり、表5は、降伏強度(YS)、粒界腐食孔深さ(IGC)、および90°曲げ性(曲げ)を含む合金特性を示している。
合金の特性は、合金元素の比率を制御することによって達成された。合金1は、アルミニウム合金中のMg2Si強化析出物に起因して、高強度を示す比較AA6xxx系アルミニウム合金を表している。合金2は、Znを添加すると耐食性が向上し、強度がわずかに低下する、比較アルミニウム合金である。Cu/[Zn/(Mg/Si)]の比が約0.7~約1.4の範囲にない合金1および2は、90°曲げ試験で有意なIGCおよび破損を示す。合金3は、Cu/[Zn/(Mg/Si)]の比が合金2よりも約0.7~約1.4の範囲により近い例示的なアルミニウム合金を表しており、優れた成形性およびIGC耐性と共に強度の低下を示す。合金4は、Cu/[Zn/(Mg/Si)]の比が約0.7~約1.4の範囲内にあるが、Zn/(Mg/Si)の比は約0.75~約1.4の範囲内にない例示的なアルミニウム合金を表しており、合金3と比較すると有意なIGCおよび劣った成形性、および増加した強度を示す。合金5は、Mg/Si、Zn/(Mg/Si)、およびCu/[Zn/(Mg/Si)]の比すべてがそれぞれの範囲内にある例示的なアルミニウム合金を表しており、高強度、良好な成形性、および良好な耐食性を示す。
Alloy properties were achieved by controlling the proportions of the alloying elements.
加えて、例示的な合金は、本明細書に記載の直接チル鋳造方法に従って製造した。合金組成は以下の表6にまとめてある。
実施例2:アルミニウム合金の微細構造
例示的な合金は、直接チル鋳造によって製造し、本明細書に記載の方法に従って加工した。上記のように、MgおよびCuの含有量は、M相の析出物(例えば、MgZn2/Mg(Zn,Cu)2)を準備することができ、アルミニウム合金の強度を増加させることができる析出物を準備する。M相(例えば、MgZn2)析出物の評価は、例示的な合金におけるMg含有量の関数として行った。図1は、Mg含有量が1.0重量%から3.0重量%に増加したことを示すグラフである。グラフから明らかなように、M相析出物の質量分率は、(i)Mg含有量が1.0重量%から1.5重量%に増加するのに比例して増加し、(ii)Mg含有量が1.5重量%から2.0重量%に増加しても一定のままであり、(iii)Mg含有量が2.0重量%から2.5重量%に増加すると比例して増加し、(iv)Mg含有量が2.5重量%を超えるとプラトーになる。M相析出物の増加により、例示的な合金の強度が増加する。
Example 2: Microstructure of Aluminum Alloys An exemplary alloy was produced by direct chill casting and processed according to the methods described herein. As mentioned above, the content of Mg and Cu can prepare M-phase precipitates (e.g., MgZn2 /Mg(Zn,Cu) 2 ), which can increase the strength of aluminum alloys. prepare things. Evaluation of M-phase (eg, MgZn 2 ) precipitates was made as a function of Mg content in exemplary alloys. FIG. 1 is a graph showing that the Mg content was increased from 1.0 wt% to 3.0 wt%. As is evident from the graph, the mass fraction of M-phase precipitates (i) increases proportionally as the Mg content increases from 1.0 wt% to 1.5 wt%, and (ii) Mg (iii) remains constant as the content increases from 1.5 wt% to 2.0 wt% and increases proportionally as the Mg content increases from 2.0 wt% to 2.5 wt% and (iv) a plateau occurs when the Mg content exceeds 2.5% by weight. An increase in M-phase precipitates increases the strength of the exemplary alloy.
図2は、上記の例示的な合金3のサンプル(「H1」、「H2」、および「H3」と称する)の示差走査熱量測定(DSC)分析を示すグラフである。発熱ピークAは、例示的な合金における析出物形成を示しており、吸熱ピークBは、例示的な合金3サンプルの融点を示している。
FIG. 2 is a graph showing differential scanning calorimetry (DSC) analysis of the
図3は、上記の例示的な合金5のサンプル(「H5」、「H6」、および「H7」と称する)のDSC分析を示しているグラフである。発熱ピークAは、M相析出物を示している。発熱ピークBは、人工時効ステップ中に強化析出物の形成を示し、かつ、例示的なアルミニウム合金の強度の増加に対応しているβ”(Mg2Si)析出物を示している。吸熱ピークCは、例示的な合金5サンプルの融点を示している。
FIG. 3 is a graph showing the DSC analysis of the above
図4Aは、3つの明確な強化析出相、M(MgZn2)410、β”(Mg2Si)420、およびL(Al4Mg8Si7Cu2)430を示す透過型電子顕微鏡(TEM)写真である。3つの析出相の組み合わせにより、10mmゲージのアルミニウム合金(例えば、合金5)に関してT6調質度において約370MPaの降伏強度が得られる。図4Bは、Zr含有析出粒子440を示すTEM顕微鏡写真である。例示的な合金における過剰なZrは、粗い針状粒子を形成させ得る。粗い針状のZr含有析出粒子440は、例示的な合金の成形性を低下させ得る。同様に、例示的な合金においてZrが少なすぎると、所望のAl3Zrおよび/または(Al,Si)3Zr分散質が得られない可能性がある。
FIG. 4A is a transmission electron microscope (TEM) showing three distinct strengthening precipitation phases , M( MgZn2 ) 410, β″( Mg2Si ) 420, and L ( Al4Mg8Si7Cu2 ) 430 . Figure 4B is a TEM showing Zr-containing precipitate
図5は、各明瞭な強化析出相の密度、すなわち、M(MgZn2)、L(Al4Mg8Si7Cu2)、およびβ´´(Mg2Si)の密度を、1平方ミリメートルあたりの析出粒子数(#/mm2)で示し、かつ、各明瞭な析出相が合金Cにおいて占める分析面積の分率(%)として示しているグラフである(表6を参照されたい)。β”析出物は、その形状により、密度および占有面積の両方で優勢である。したがって、より小さいMおよびL析出物は、より少ない面積を占め、β”析出物に匹敵する密度で存在する。 Figure 5 shows the density of each distinct strengthening precipitate phase, namely M ( MgZn2 ), L ( Al4Mg8Si7Cu2 ), and β'' (Mg2Si) per square millimeter. 2 is a graph showing the number of precipitated grains (#/mm 2 ) of and as a percentage of the analyzed area occupied in Alloy C by each distinct precipitated phase (see Table 6). The β″ precipitates, due to their shape, dominate in both density and area. Therefore, the smaller M and L precipitates occupy less area and are present at densities comparable to the β″ precipitates.
図6は、上記のような合金3のサンプルの光学顕微鏡写真を示している。析出物は、鋳放しサンプル(上段)、均質化サンプル(中段)、および10mmゲージに縮小された熱間圧延サンプル(下段)において分析した。共晶相の析出物は、鋳放しサンプルにおいて明確に認められた。顕微鏡写真の中段に示されているように、析出物は、均質化後、完全には溶解しなかった。熱間圧延されたサンプルでは、粗い(例えば、約5ミクロンを超える)析出物が明確に認められた。
FIG. 6 shows an optical micrograph of a sample of
図7は、鋳造、均質化、10mmゲージへの熱間圧延、および溶体化処理中に強化析出物の最大溶解を達成するための様々な溶体化熱処理手順の後の、上記合金3のサンプルの光学顕微鏡写真を示している。図7、パネルAは、45分間555℃の温度で溶体化した合金3サンプルを示している。図7、パネルBは、45分間350℃の温度で、次いで30分間500℃の温度で、最後に30分間565℃の温度で溶体化した合金3サンプルを示している。図7、パネルCは、45分間350℃の温度で、次いで30分間500℃の温度で、最後に60分間565℃の温度で溶体化した合金3サンプルを示している。図7、パネルDは、120分間560℃の温度で溶体化した合金3サンプルを示している。図7、パネルEは、30分間500℃の温度で、次いで30分間570℃の温度で溶体化した合金3サンプルを示している。図7、パネルFは、30分間500℃の温度で、次いで60分間570℃の温度で溶体化した合金3サンプルを示している。
FIG. 7 shows a sample of
図8は、上記のような合金5のサンプルの光学顕微鏡写真を示している。析出物を、鋳放しサンプル(上段)および均質化サンプル(下段)で分析した。共晶相の析出物は、鋳放しサンプルにおいて明確に認められた。顕微鏡写真の下段に見られるように、均質化後に析出物は完全には溶解しなかった。しかしながら、合金5は、溶質レベル(例えば、Mgレベル、Siレベル、およびMg/Si比)の変化により、均質化後の合金3と比較して未溶解析出物がより少なかった。
FIG. 8 shows an optical micrograph of a sample of
図9は、10mmゲージに熱間圧延した後の上記合金5のサンプルの光学顕微鏡写真を示している。図9、パネルA、B、およびCは、10mmゲージに熱間圧延した後の例示的な合金サンプルにおける析出粒子(黒点として認められる)を示している。図9、パネルD、E、およびFは、例示的な合金5サンプルを10mmのゲージに熱間圧延した後の結晶粒構造を示している。約280℃~約300℃の熱間圧延出口温度が低いため、結晶粒は完全には再結晶しなかった。
FIG. 9 shows an optical micrograph of a sample of
図10は、10mmゲージへの熱間圧延、溶体化処理、およびT4調質度による自然時効後の、上記合金5のサンプルの光学顕微鏡写真を示している。図10、パネルA、B、およびCは、T4調質度での例示的な合金サンプルにおける析出粒子が非常に少ないことを示している。図10、パネルD、E、およびFは、T4調質度での例示的な合金5サンプルの完全に再結晶した結晶粒構造を示している。
FIG. 10 shows an optical micrograph of a sample of
図11は、鋳造、均質化、熱間圧延、様々な溶体化熱処理手順、および人工時効(AA)後の、合金3のサンプルの導電率を示しているグラフである。導電率データ(すなわち、国際軟銅規格の百分率 (%IACS)としての導電性)は、熱間圧延後の大量の析出物を示している。析出物を溶解する試みにおいて、様々な溶体化熱処理手順を評価した。溶体化熱処理は、析出物を溶解することにおいて効果的ではなかった。さらに、最適な強度を提供するために、人工時効の間に不十分な強化析出物形成が存在した。
FIG. 11 is a graph showing the conductivity of
図12は、鋳造、均質化、熱間圧延、溶体化熱処理、および人工時効後の、合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)の導電率を示すグラフである。電気化学試験データは、熱間圧延後の大量の析出物を示している。析出物を溶解する試みにおいて、様々な溶体化熱処理手順を評価した。溶体化熱処理は、析出物を溶解することにおいて効果的であった。さらに、人工時効により析出物の形成が強化され、最適な強度が得られた。 FIG. 12 is a graph showing the conductivity of samples of Alloy 5 (designated "HR5," "HR6," and "HR7") after casting, homogenization, hot rolling, solution heat treatment, and artificial aging; be. Electrochemical test data show a large amount of precipitates after hot rolling. Various solution heat treatment procedures were evaluated in an attempt to dissolve the precipitates. The solution heat treatment was effective in dissolving the precipitates. Furthermore, artificial aging enhanced the formation of precipitates, resulting in optimum strength.
実施例3:アルミニウム合金の機械的特性
図13は、上記した例示的な合金A、B、およびCに関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。合金は、45分間565℃の温度で溶体化させ、2時間125℃の温度で予備時効し、4時間200℃の温度で人工時効させて、T6調質度にした。各合金は、370MPaを超える降伏強度、425MPaを超える極限引張強度、10%を超える均一伸び、および17%を超える全伸びを示した。Zn含有量の増加は、例示的なアルミニウム合金の強度に有意な影響を及ぼさなかったが、粒界腐食および成形性に対する耐性を改善した。
Example 3 Mechanical Properties of Aluminum Alloys FIG. 13 shows yield strength (left histogram of each set), ultimate tensile strength (right histogram of each set), uniform It is a graph showing elongation (white circles) and total elongation (white diamonds). The alloy was solution heat treated at a temperature of 565°C for 45 minutes, pre-aged at a temperature of 125°C for 2 hours, and artificially aged at a temperature of 200°C for 4 hours to a T6 temper. Each alloy exhibited a yield strength greater than 370 MPa, an ultimate tensile strength greater than 425 MPa, a uniform elongation greater than 10%, and a total elongation greater than 17%. Increasing the Zn content did not significantly affect the strength of the exemplary aluminum alloy, but improved resistance to intergranular corrosion and formability.
図14Aは、T4調質度の例示的な合金3のサンプル(「H1 T4」、「H2 T4」、および「H3 T4」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。図14Bは、T6調質度の例示的な合金3のサンプル(「H1 T6」、「H2 T6」、および「H3 T6」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。
FIG. 14A shows yield strength (left histogram of each set), ultimate tensile strength for
図15は、グラフのx軸に示したような様々な時効手順後のT6調質度における例示的な合金3のサンプル(「H1」、「H2」、および「H3」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。グラフから明らかなように、3つのステップの時効処理により、高強度(例えば、348MPa)のアルミニウム合金を製造することができた。また、グラフから明らかなように、低温(例えば、250℃未満)での時効は、合金サンプルにおいて強化析出物を生成するには不十分であった。
FIG. 15 shows the yield rate for
図16Aは、T4調質度における例示的な合金4のサンプル(「HR1」、「HR2」、「HR3」、および「HR4」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。図16Bは、T6調質度における例示的な合金4のサンプル(「HR1」、「HR2」、「HR3」、および「HR4」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。グラフから明らかなように、360MPaの最大強度が達成されました。また、グラフから明らかなように、低温(例えば、250℃未満)での時効は、合金サンプルにおいて強化析出物を生成するには不十分であった。 FIG. 16A shows the yield strength (left histogram of each set), ultimate tensile Graph showing intensity (right histogram for each set), uniform elongation (open circles), and total elongation (open diamonds). FIG. 16B shows the yield strength (left histogram of each set), ultimate tensile Graph showing intensity (right histogram for each set), uniform elongation (open circles), and total elongation (open diamonds). As can be seen from the graph, a maximum strength of 360 MPa was achieved. Also, as is evident from the graph, aging at low temperatures (eg, below 250° C.) was insufficient to form strengthening precipitates in the alloy samples.
図17Aは、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、溶体化熱処理、および様々な焼鈍し技術後の、T4調質度における例示的な合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。空冷されたサンプルは「AC」と称し、水焼入れされたサンプルは、熱間圧延後に「WQ」と称する。図17Bは、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、溶体化熱処理、および様々な焼鈍し技術後の、T6調質度における例示的な合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。空冷されたサンプルは「AC」と称し、水焼入れされたサンプルは、熱間圧延後に「WQ」と称する。T6調質度への人工時効により、約360MPa~約370MPaの降伏強度を有する高強度アルミニウム合金が得られた。
FIG. 17A shows
図18Aは、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、および溶体化熱処理後の、T4調質度における例示的な合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。図18Bは、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、溶体化熱処理、およびグラフに示したような様々な時効手順後の、T6調質度における例示的な合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)に関する、降伏強度(各セットの左ヒストグラム)、極限引張強度(各セットの右ヒストグラム)、均一伸び(白丸)、および全伸び(白菱形)を示すグラフである。T6調質度への人工時効により、約360MPa~約370MPaの降伏強度を有する高強度アルミニウム合金が得られた。
FIG. 18A shows
図19は、上記の例示的な合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)の90°曲げ試験成形性に関する荷重変位データを示しているグラフである。圧延方向に対して縦方向に試験したサンプルは「-L」で示し、圧延方向に対して横方向に試験したサンプルは「-T」で示している。合金5は、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、溶体化熱処理、および1週間の自然時効により、T4調質度の合金5サンプルを準備した。サンプルを90°曲げ試験にかけ、荷重変位(左軸)および最大荷重(右軸)を記録した。
FIG. 19 is a graph showing load-displacement data for the 90° bend test formability of the above
図20は、上記の例示的な合金5のサンプル(「HR5」、「HR6」、および「HR7」と称する)の90°曲げ試験成形性に関する荷重変位データを示しているグラフである。圧延方向に対して縦方向に試験したサンプルは「-L」で示し、圧延方向に対して横方向に試験したサンプルは「-T」で示している。合金5は、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、溶体化熱処理、125℃の温度で2時間の予備時効(「PX」と称する)、および1週間の自然時効によりT4調質度の合金5サンプルを準備した。サンプルを90°曲げ試験にかけ、荷重変位(左軸)および最大荷重(右軸)を記録した。
FIG. 20 is a graph showing load-displacement data for the 90° bend test formability of the above
図21は、上記した例示的な合金5のサンプルの90°曲げ試験成形性に関する荷重変位データを示しているグラフである。圧延方向に対して縦方向に試験したサンプルは「-L」で示し、圧延方向に対して横方向に試験したサンプルは「-T」で示している。サンプルは、鋳造、均質化、10mmゲージに熱間圧延、溶体化熱処理、125℃の温度で2時間の予備時効、および1ヶ月間の自然時効によりT4調質度の合金5サンプルを準備した。サンプルを90°曲げ試験にかけ、荷重変位(左軸)および最大荷重(右軸)を記録した。製造中に用いた予備時効を伴う、1週間の自然時効から1か月間の自然時効までの間に成形性の顕著な変化はなかった。
FIG. 21 is a graph showing load-displacement data for 90° bend test formability of
図22は、上記の合金に関する腐食試験の影響を示す光学顕微鏡写真である。合金は、ISO標準11846Bに従って腐食試験にかけた(例えば、3.0重量%の塩化ナトリウム(NaCl)と1.0体積%の塩酸(HCl)とを含有する水溶液に24時間浸漬)。図22、パネルA、および図22、パネルBは、上記の比較合金2における腐食試験の影響を示している。腐食形態は、粒界腐食(IGC)攻撃である。図22、パネルC、D、およびEは、上記の例示的な合金3における腐食試験の影響を示している。腐食形態は孔食である。孔食は、合金に対する損傷を少なくし、かつ例示的な合金における耐食性を示す、より望ましい腐食形態である。
FIG. 22 is an optical micrograph showing the effect of corrosion testing on the above alloys. The alloy was subjected to corrosion testing according to ISO standard 11846B (eg, immersion in an aqueous solution containing 3.0% by weight sodium chloride (NaCl) and 1.0% by volume hydrochloric acid (HCl) for 24 hours). Figure 22, Panel A and Figure 22, Panel B show the effect of corrosion testing on
図23は、上記の例示的な合金4のサンプルに関する腐食試験の影響を示す光学顕微鏡写真を示している。合金4の組成に起因する有意なIGC攻撃が顕微鏡写真において明らかに認められ、Cu/[Zn/Mg/Si)]の比は、約0.7~約1.4の範囲内であるが、Zn/(Mg/Si)の比は、約0.75~約1.4の範囲内ではなく、有意なIGC攻撃をもたらす。
FIG. 23 shows an optical micrograph showing the effects of corrosion testing on the
図24A、24B、および24Cは、上記の例示的な合金に関する腐食試験の結果を示す光学顕微鏡写真である。図24Aは合金Aにおける粒界腐食(IGC)攻撃を示している。図24Bは合金Bにおける粒界腐食攻撃を示している。図24Cは合金Cにおける粒界腐食攻撃を示している。図24A、図24B、および図24Cにおいて明らかなように、Zn含有量が増加すると腐食形態がIGCから孔食に変化し、腐食攻撃の深さは約150μm(合金A、図24A)から100μm未満に減少する(合金C、図24C)。 Figures 24A, 24B, and 24C are optical micrographs showing the results of corrosion tests on the above exemplary alloys. 24A shows intergranular corrosion (IGC) attack in Alloy A. FIG. 24B shows intergranular corrosion attack in Alloy B. FIG. 24C shows intergranular corrosion attack in alloy C. FIG. As is evident in Figures 24A, 24B, and 24C, the corrosion morphology changed from IGC to pitting with increasing Zn content, with a depth of corrosion attack from about 150 µm (Alloy A, Figure 24A) to less than 100 µm. (Alloy C, FIG. 24C).
上に引用されたすべての特許、刊行物、および要約は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的を達成するために記載されている。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる例示であることが認識されるべきである。多くの変更およびその適合は、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者には容易に明らかであろう。 All patents, publications, and abstracts cited above are hereby incorporated by reference in their entirety. Various embodiments of the invention have been described in fulfillment of the various objectives of the invention. It should be appreciated that these embodiments are merely illustrative of the principles of the invention. Many modifications and adaptations thereof will be readily apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.
Claims (26)
重量比でMg対Si比(Mg/Si比)が、1.5対1~3.5対1であり、
重量比でZn対前記Mg/Si比の比(Zn/(Mg/Si)比)が、0.75対1~1.4対1であり、
不純物の個々の元素が0~0.05重量%である、アルミニウム合金。 0.25-1.3 wt.% Si, 1.0-2.5 wt.% Mg, 0.5-1.5 wt.% Cu, 0.01-0.2 wt.% Fe, 0.01-0.2 wt. 01-3.0 wt% Zn, 0.01-0.15 wt% Zr, 0.01-0.5 wt% Mn, 0.01-0.15 wt% impurities, balance from Al become,
The Mg to Si ratio (Mg/Si ratio) by weight is 1.5 to 1 to 3.5 to 1,
The weight ratio of Zn to the Mg/Si ratio (Zn/(Mg/Si) ratio) is 0.75:1 to 1.4:1;
An aluminum alloy in which the individual elements of impurities are 0-0.05% by weight.
請求項1に記載のアルミニウム合金を鋳造してアルミニウム合金鋳造製品を形成することと、
前記アルミニウム合金鋳造製品を均質化することと、
熱間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金を提供することと、
前記最終ゲージのアルミニウム合金を溶体化熱処理することと、を含む、方法。 A method of manufacturing an aluminum alloy, comprising:
casting the aluminum alloy of claim 1 to form an aluminum alloy cast product;
homogenizing the aluminum alloy casting product;
hot rolling to provide a final gauge aluminum alloy;
solution heat treating said final gauge aluminum alloy.
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