本申請公開了加工不敏感的形變2xxx?Al-Li合金產品。該形變鋁合金產品總體上包括從約2.75重量%至約5.0重量%Cu，從約0.2重量%至約0.8重量%Mg，其中該鋁合金中的銅/鎂比率(Cu/Mg)的比率在約6.1至約17的范圍內，從約0.1重量%至1.10重量%Li，從約0.3重量%至約2.0重量%Ag，從0.50重量%至約1.5重量%Zn，至多約1.0重量%Mn，余量為鋁、任選的偶存元素和雜質。該形變鋁合金產品由于其加工不敏感性質可實現低的強度差異并且是在短的時效時間內。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有低的強度差異的2xxx系列鋁鋰合金相關申請的交叉引用該國際專利申請要求于2010年4月12日提交的題為“2XXXSeries AluminumLithium Alloys Having Low StrengthDifferential”的美國臨時專利申請第 61/323，224號的優先權，并且通過引用將其整體并入本文。
技術介紹
可熱處理的鋁合金例如2XXX系列鋁合金可被固溶熱處理并人工時效從而產生高強度的狀態(temper )。可通過在固溶熱處理步驟和人工時效步驟之間對產品冷加エ來進一步增加強度。然而，ー些形變產品形式可能由于產品形狀而不能實現均勻的冷加工。這通常導致跨最終產品的高的強度差異。例如如圖I所示，T8狀態的模鍛Al-Li產品可具有接受極少冷加工或無冷加工的區域110，而區域120被冷加工。進而，區域110可具有比區域120顯著更低的強度(例如低lOksi)。跨此類產品的強度差異問題的一種解決方案是相對于較 高強度部分而言僅將此類鋁合金產品的較低強度部分暴露于增加量的人工時效。然而，這對于商業生產的合金是不實用的方案，因為必須一次性在大的加熱爐中對整個合金產品進行時效。專利技術概述概括而言，本公開涉及形變2XXX鋁鋰合金產品，該產品實現了跨此類產品的低的強度差異，并且涉及生產此類合金產品的方法。總體而言，當本文公開的形變2XXX鋁鋰合金產品含有本文所述的合金化元素以及具有特定的銅/鎂比率時，它們實現了跨產品的低的強度差異。總體而言，該新2xxx合金具有從約2. 75至約5. O重量％Cu、從約O. 2至約O. 8重量％Mg、從約O. I至約I. 10重量％Li、從約O. 3至約2. O重量％Ag、從約O. 4至約I. 5重量％Zn、和至多約I. O重量％Mn，余量為鋁、任選的偶存元素和雜質。所述合金通常具有約6. I至約17范圍內的銅/鎂比率(Cu/Mg)。在一些實施方案中，合金由這些合金化成分，余量的鋁、任選的偶存元素和雜質組成或基本由其組成。包含這些合金的形變產品通常實現了跨產品的小的強度差異，例如跨形變鋁合金產品的不大于Sksi的強度差異。這些形變產品通常被固溶熱處理、冷加工和人工時效。冷加工有時被稱為有效冷加工應變(本文中為簡便起見稱為“有效應變”)。由于冷加工，形變產品的第一部分可實現第一量的冷加工(例如高量的冷加工)并且該形變產品的第二部分可實現第二量的冷加工(例如低量的冷加工或甚至無冷加工)。第一量的冷加工通常比第二量的冷加工高至少約O. 5%。例如，現在參照附圖說明圖1，第一部分120的ー些部位具有高量的冷加エ，具有高達約O. 15 (in. /in)的有效應變。相反，第二部分110的ー些部位通常具有低達0.0 (in./in)的有效應變，即沒有冷加工。其它產品形式可實現冷加工量的其它差異。使用目前公開的合金組成，可以確保這些第一部分和第二部分之間的強度差異減少。在ー種實施方案中，第一部分和第二部分之間的強度差異不大于約8. Oksi0在另外的實施方案中，第一部分和第二部分之間的強度差異不大于約7. 5ksi、或不大于約7. Oksi、或不大于約6. 5ksi、或不大于約6. Oksi、或不大于約5. 5ksi、或不大于約5. Oksi、或不大于約4. 5ksi、或不大于約4. Oksi、或不大于約3. 5ksi、或不大于約3. Oksi、或不大于約2. 5ksi、或不大于約2. Oksi、或不大于約I. 5ksi、或不大于約I. Oksi、或不大于約O. 5ksi、或更少。在一些實施方案中，跨產品的強度差異可忽略不計。在一些實施方案中，第一部分可與形變產品的具有最高量冷加工的部分相關聯。在這些實施方案中，第二部分可與形變產品的具有最低量冷加工或最低有效應變(例如無應變)的部分相關聯。在這些實施方案中，跨整個形變產品的強度差異可不大于約Sksi或更少，例如上述強度差異值中的任何。通常利用短的時效時間實現第一部分和第二部分之間的低的強度差異，例如在約310 °F的溫度下的不大于約64小時的時效，或者基本上等效的人工時效溫度和持續時間。正如本領域的技術人員所理解的，可基于公知的時效原理和/或規則(formula)來調節時效溫度和/或時間。因此，本領域的技術人員可増加時效溫度但是降低失效時間，或反其道而行之，或僅略微改變這些參數中的僅ー種，并仍實現與“在約310 °F溫度下的不大于64小 時的時效”相同的結果。能夠實現與“在約310 °F溫度下的不大于64小時的時效”相同結果的人工時效操作的量是眾多的，并因此本文不列出所有這些替代性時效操作，然而它們仍在本專利技術的范圍內。使用短語“或基本上等效的人工時效溫度和持續時間”或短語“或基本上等效的操作”用于涵蓋(capture)所有這些替代性時效操作。可理解的是，這些替代性人工時效步驟能夠以ー個或多個步驟、并且在ー個或多個溫度發生。在一種實施方案中，以約310 °F溫度下的不大于約60小時的人工時效、或基本上等效的人工時效操作來實現低的強度差異。在另外的實施方案中，以如下來實現低的強度差異在約310 0F的溫度下,不大于約55小時的人工時效、或不大于約50小時的人工時效、或不大于約45小時的人工時效、或不大于約40小時的人工時效、或不大于約35小時的人エ時效、或不大于約30小時的人工時效、或不大于約25小時的人工時效、或更少，或基本上等效的人工時效操作。圖58-62示出了用于ー種新合金的各種時效條件，以便說明落在“在約310 T溫度下的不大于64小時的時效、或基本上等效的人工時效溫度和持續時間”范圍內的一些時效條件。下面的實施例5中提供了該新合金的組成。圖60是該新合金在310 T下的時效曲線。在64小時，該新合金實現了約2. 3k s i的強度差異。該新合金還在約32小時的時效時間實現了不大于約8k s i的強度差異。因此，對于該特定合金，在310 T從約32小時至不大于64小時的任何時效時間是可用的。在270 0F ,這種合金在約345小時的時效之后實現了約Sksi的強度差異，以及在略小于約500小時的時效中實現了約2. 3ksi的強度差異，如圖58所示。在290 °F，該合金在約120小時的時效之后實現了約Sksi的強度差異，并且約225-250小時左右的時效將有可能實現約2. 3ksi的強度差異，如圖59所示。在330 0F,該合金在約11小時的時效之后實現了約8ksi的強度差異，并且約22小時左右的時效實現約2. 3ksi的強度差異，如圖61所示。在350 °F，該合金在約3小時的時效之后實現了約Sksi的強度差異，并且約8小時左右的時效實現約2. 3ksi的強度差異，如圖62所示。本領域的技術人員將認識到，對于這種合金而言在所需時效時間和時效溫度之間存在類似的關系。本領域的技術人員還將認識到，位于本文提供的組成范圍內的其它新合金可實現與圖58-62中所提供的曲線不同的時效曲線，但是對于此類其它新合金組成，本領域的技術人員將能夠易于產生此類時效曲線以便確定“在約310 °F溫度下的不大于64小時的時效、或基本上等效的人工時效溫度和持續時間”的含義，例如以上面所示類似的方式。在該新合金中包括銅(Cu),且通常在約2. 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.12 US 61/323,2241.ー種形變鋁合金產品，該產品包含 約2. 75重量％至約5. O重量％Cu ； 約O. 2重量％至約O. 8重量％Mg ； 其中該鋁合金中的銅/鎂比率(Cu/Mg)的比率在約6. I至約17的范圍內； 約O. I重量％至I. 10重量％Li ； 約O. 30重量％至約2. O重量％Ag ； 約O. 50重量％至約I. 5重量％Zn ； 至多約I. O重量％Mn ;和 余量為招、任選的偶存元素和雜質。2.根據權利要求I的形變鋁合金產品，該產品包含至少O.35重量％Ag。3.根據權利要求2的形變鋁合金產品，該產品包含至少O.70重量％Zn。4.根據權利要求3的形變鋁合金產品，該產品包含至少O.40重量％Ag。5.根據權利要求I的形變鋁合金產品，該產品包含不大于I.05重量％Li。6.根據權利要求5的形變鋁合金產品，該產品包含不大于1.00重量％1^。7.根據權利要求I的形變鋁合金產品，其中該形變鋁合金產品是通過包含如下步驟的方法制成 Ca)鑄造具有權利要求I的組成的鑄錠； (b)將鑄錠熱加工成中間合金產品，任選地隨后進行SHT前的冷加工； (c)在熱加工步驟(b)之后，對中間合金產品進行固溶熱處理(SHT)和急冷； (d)在固溶熱處理步驟(c)之后，對中間鋁合金產品進行SHT后的冷加工，成為代表形變鋁合金產品的基本上最終形式； (I)其中所述SHT后的冷加工步驟(d)導致具有第一量冷加工的該形變鋁合金產品的第一部分以及具有第二量冷加工的該形變鋁合金產品的第二部分，其中所述第一量冷加工與第二量冷加工之間的差別是至少約O. 5% ； (e)在約310°F的溫度下將該形變鋁合金產品人工時效不超過64小時，或者基本上等效的人工時效操作； 其中所述第一部分和第二部分實現小于約Sksi的強度差異。8.根據權利要求7的形變鋁合金產品，其中所述第一量冷加工與第二量冷加工之間的差別是至少約2. 0%。9.根據權利要求8的形變鋁合金產品，其中所述SHT后的冷加工步驟(d)導致第二部分接受基本上沒有冷加工并且第一部分接受至少約2. 0%的冷加工。10.根據權利要求8的形變鋁合金產品，其中所述第一部分和第二部分之間的強度差異不大于約5ksi。11.根據權利要求8的形變鋁合金產品，其中所述第一部分和第二部分之間的強度差異不大于約3ksi。12.根據權利要求11的形變鋁合金產品，其中所述第一量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：C·亞納爾，R·J·里奧嘉，J·C·林，R·R·紹泰爾，
申請(專利權)人：美鋁公司，
類型：
國別省市：
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