專利名稱：用于生產(chǎn)高損傷容限鋁合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了用以生產(chǎn)具有好的韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性、同時維持好的強(qiáng)度水平的高損傷容限鋁軋制合金的方法，和具有這樣高韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的鋁合金片材或板材產(chǎn)品。此外，發(fā)明涉及通過這個發(fā)明的方法獲得的合金產(chǎn)品的用途。
本領(lǐng)域已知，在許多涉及相對高強(qiáng)度的、例如飛機(jī)機(jī)身、車輛構(gòu)件和其它應(yīng)用的應(yīng)用中使用可熱處理的鋁合金。鋁合金AA2024，AA2324和AA2524是眾所周知的可熱處理鋁合金，其在T3、T39和T351狀態(tài)具有有用的強(qiáng)度和韌性性能。鋁合金AA6013和AA6056也是眾所周知的可熱處理鋁合金，其在T4和T6狀態(tài)具有有用的強(qiáng)度和韌性性能，同時也具有好的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性。
已知，T4狀態(tài)條件指的是自然時效到基本上穩(wěn)定的性能水平的固溶熱處理和淬火的條件，而T6狀態(tài)指的是通過人工時效產(chǎn)生的更為強(qiáng)烈的條件。
其它一些AA2000和AA6000系列的合金一般并不適用于商用飛機(jī)的設(shè)計，商用飛機(jī)對于不同結(jié)構(gòu)類型需要不同性能。依賴于用以特定飛機(jī)部件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，即使在韌性和抗裂紋擴(kuò)展性的小的提高，特別是對高ΔK-值，會使得重量減輕，這會在飛機(jī)的壽命中節(jié)約燃料和/或有更高的安全水平。特別是對機(jī)身蒙皮或下機(jī)翼蒙皮，具有例如或是以斷裂韌性的形式或是以抗疲勞裂紋擴(kuò)展性形式的好的抗裂紋擴(kuò)展性能是必要的。具有提高的損傷容限性能的以片材或是以板材使用的軋制合金產(chǎn)品將提高乘客的安全，將減少飛機(jī)的重量和將導(dǎo)致更長的飛行范圍、更低的消耗和更低頻率的維修間隔。
US-5,213,639公開了使用鋁基合金生產(chǎn)AA2000系列鋁合金的方法，鋁基合金進(jìn)行熱軋、加熱和再次熱軋，從而獲得強(qiáng)度與高的斷裂韌性和低的疲勞裂紋擴(kuò)展率的好的組合。也公開了在479-524℃之間的溫度熱軋鑄錠后，應(yīng)用中間退火處理，和再次熱軋中間退火的合金。據(jù)報道這種合金與傳統(tǒng)的AA2024-系列合金相比，在T-L斷裂韌性上提高5％并在某種ΔK-水平上具有提高的抗裂紋擴(kuò)展性。
已經(jīng)報道已知的AA6056合金在T6狀態(tài)條件對晶間腐蝕是敏感的。為了克服這個問題US-5,858,134提供具有限定化學(xué)組成的軋制或擠壓產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，由此，使產(chǎn)品達(dá)到過-時效狀態(tài)條件，該方法在飛機(jī)部件廠商端需要費(fèi)時費(fèi)錢處理次數(shù)。這里，報道為了獲得提高的抗晶間腐蝕性，在該方法中，合金中Mg/Si的比率小于1是必須的。
US-4,589,932公開了用于例如汽車和航空結(jié)構(gòu)的鋁鍛造合金產(chǎn)品，隨后這種合金注冊為AA命名6013。在接近合金固相線溫度的溫度范圍449-582℃已經(jīng)固溶熱處理這種鋁合金。
EP-A-1143027公開了生產(chǎn)具有限定化學(xué)組成的AA6000-系列的Al-Mg-Si合金的方法，且其中產(chǎn)品進(jìn)行人工時效過程以改善合金和滿足與優(yōu)選用于航空應(yīng)用的、但不是可焊的AA2024-系列合金相類似的高損傷容限(“HDT”)特性。通過組成的各自作用來優(yōu)化時效過程。
EP-1170394-A2公開了具有提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的鋁合金片材產(chǎn)品，具有由平均長度與寬度之比大于約4的顆粒限定的各向異性的顯微組織。通過各自片材產(chǎn)品與傳統(tǒng)AA2524-片材產(chǎn)品的比較，這種合金具有在抗壓屈服強(qiáng)度性能的提高。通過高度的各向異性的顆粒結(jié)構(gòu)，能提高抗疲勞裂紋擴(kuò)展性。
WO-97/22724公開了生產(chǎn)典型用于汽車應(yīng)用的鋁合金片材產(chǎn)品的方法和設(shè)備，通過在連續(xù)的卷取步驟前連續(xù)和快速的加熱已進(jìn)行固溶熱處理和淬火的熱軋和冷軋片材到預(yù)時效溫度而具有提高的屈服強(qiáng)度。在快速加熱后，環(huán)境冷卻卷取形狀的片材，快速加熱和環(huán)境冷卻提高了鋁合金片材的涂料烘干(paintbake)響應(yīng)。公開了優(yōu)選快速加熱卷取狀片材到65-121℃之間，和選擇環(huán)境冷卻速率，優(yōu)選為1.1-3.3℃/h。
本發(fā)明的目的在于提供生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法，該鋁合金產(chǎn)品具有提高的韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性，由此保持傳統(tǒng)AA2000-、AA6000-，AA5000-或AA7000-系列合金強(qiáng)度水平。更具體的，本發(fā)明的目的在于提供對于抗疲勞裂紋擴(kuò)展性、韌性、抗腐蝕性和強(qiáng)度具有平衡性能的高損傷容限(“HDT”)合金的改進(jìn)的生產(chǎn)方法。HDT-性能應(yīng)該優(yōu)選的好于傳統(tǒng)生產(chǎn)的AA6013-T6、6056-T6合金，和優(yōu)選的好于AA2024-T3或AA2524-T3合金。
更具體的，當(dāng)用于航空應(yīng)用時，對于優(yōu)選在AA6013和AA6056-系列的鋁合金范圍內(nèi)的軋制AA6000-系列鋁合金存在一般的要求，即疲勞裂紋擴(kuò)展率(“FCGR”)應(yīng)該不大于限定的最大值。滿足高損傷容限2024-系列合金產(chǎn)品要求的FCGR是例如在ΔK＝20MPa√m時FCGR低于0.001mm/循環(huán)，和在ΔK＝40MPa√m時低于0.01mm/循環(huán)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供用于飛機(jī)工業(yè)中構(gòu)造結(jié)構(gòu)零件的軋制鋁合金產(chǎn)品，以及提供由這種合金生產(chǎn)的飛機(jī)蒙皮材料或提供汽車組成零件。
本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決上述目的中一個或多個。
本發(fā)明的一個方面在于提供生產(chǎn)具有高韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的高損傷容限鋁合金的方法，包括步驟a)鑄造具有選自AA2000，AA5000，AA6000和AA7000-系列合金的組成的鑄錠；b)在鑄造后，均質(zhì)化和/或預(yù)加熱鑄錠；c)熱軋?jiān)撹T錠成為熱軋產(chǎn)品，并可選的進(jìn)一步冷軋?jiān)摕彳埉a(chǎn)品成為冷軋產(chǎn)品，特征在于該熱軋產(chǎn)品以熱軋機(jī)出口溫度(Texit)離開熱軋機(jī)并通過受控的冷卻循環(huán)將該熱軋產(chǎn)品從所述Texit冷卻到150℃，冷卻速率在由T(t)＝50-(50-Texit)eα·t定義的范圍內(nèi)，其中T(t)是作為時間(以小時表示)函數(shù)的溫度(℃)，t是時間(以小時表示)，和α(以hrs-1表示)是定義冷卻速率的參數(shù)，且α在-0.09±0.05(hrs-1)范圍，和更優(yōu)選的在-0.09±0.03(hrs-1)范圍。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在150℃溫度以下，冷卻速率不再與獲得根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)勢中的一個或多個有關(guān)。
然而，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員鑄造和熱軋鑄錠以獲得板材或片材產(chǎn)品，其中鑄錠在熱軋前可選的進(jìn)行預(yù)處理或均質(zhì)化，熱軋產(chǎn)品非?？斓氖テ涓邷囟龋虼藫p害了產(chǎn)品的性能。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明通過在升高的溫度維持該熱軋產(chǎn)品預(yù)定的時間并對其進(jìn)行受控的冷卻循環(huán)，能提高這種軋制產(chǎn)品的例如韌性和抗裂紋擴(kuò)展性的損傷容限性能。
在工業(yè)規(guī)模實(shí)踐中，典型的熱軋機(jī)出口溫度在350-500℃的范圍，并依賴于合金，例如對AA6xxx出口溫度將是該范圍的上端即大約420-500℃，而對AA2xxx和AA7xxx-系列合金出口溫度將是該范圍的下端即大約350-425℃。
卷取形式的冷卻的熱軋產(chǎn)品的進(jìn)一步冷軋是可選的。冷軋可以是等斷面軋制或橫軋。在冷軋前、過程中或之后的另外的中間退火步驟也是可選的。
此外，可能對熱軋產(chǎn)品進(jìn)行卷取以獲得卷取形式，從而獲得受控的冷卻速率直到產(chǎn)品冷卻到室溫。然后，可能切割卷材到坯材，然后再進(jìn)一步冷軋。通過這個發(fā)明的工藝路線生產(chǎn)的材料與沒有進(jìn)行卷取的在熱軋中或熱軋后切割成坯材(標(biāo)準(zhǔn)的板材路線)的那些熱軋產(chǎn)品或在冷軋后進(jìn)行卷取(標(biāo)準(zhǔn)的片材路線)的那些產(chǎn)品相比，展現(xiàn)出更好的性能平衡。
對熱軋產(chǎn)品進(jìn)行受控的冷卻循環(huán)的第二可替換方式是將合金在熱軋后連續(xù)移動通過爐的步驟，其中所述的爐是可調(diào)節(jié)的以在轉(zhuǎn)到冷軋位置或卷取位置時為該合金提供熱和/或冷。
在另外的可替換方式中，軋制產(chǎn)品被第一熱軋到所需的規(guī)格，并然后使用常規(guī)冷卻方法冷卻到室溫。之后，冷卻的熱軋產(chǎn)品再次加熱到熱軋機(jī)出口溫度，并然后使用根據(jù)發(fā)明的受控的冷卻循環(huán)冷卻到低于150℃，并隨后進(jìn)一步處理。
依賴于生產(chǎn)片材或板材，熱軋產(chǎn)品或是在熱軋后提供到所述的爐或是在熱軋后卷取，其中在卷材上進(jìn)行進(jìn)一步處理(片材路線)。如果在熱軋中或熱軋后切割產(chǎn)品成板材，在由此生產(chǎn)的板材上進(jìn)行進(jìn)一步處理。
爐優(yōu)選是可調(diào)節(jié)的，依賴于冷卻速率、離開熱軋位置的熱軋產(chǎn)品的厚度和其它尺寸，在接近熱軋位置提供各種量的熱和在離熱軋位置較遠(yuǎn)距離提供其他量的熱。
當(dāng)熱軋產(chǎn)品通過卷取進(jìn)行受控的冷卻循環(huán)時，可能在熱軋后在各自的爐中卷取合金，其中所述爐也優(yōu)選是可調(diào)節(jié)的以提供熱量以控制冷卻循環(huán)。
在一個實(shí)施方式中，在以熱軋機(jī)出口溫度離開熱軋機(jī)時，熱軋產(chǎn)品具有最高到12mm范圍的規(guī)格，優(yōu)選1-10mm范圍，更優(yōu)選4-8mm范圍。
在熱軋產(chǎn)品進(jìn)一步進(jìn)行冷軋操作時，優(yōu)選總的冷軋壓下量是40-70％以進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械性能。軋制合金產(chǎn)品的最終規(guī)格優(yōu)選是2-7mm范圍。
根據(jù)本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包括一個或多個以下步驟d)在足以將合金中的可溶組分置于固溶體中的溫度和時間下，對經(jīng)過受控冷卻循環(huán)后的熱軋產(chǎn)品或冷軋產(chǎn)品進(jìn)行固溶熱處理；e)通過噴灑淬火或在水中或其它淬火介質(zhì)中的浸漬淬火來淬火固溶熱處理的合金產(chǎn)品；f)可選的，拉伸或壓制淬火的合金產(chǎn)品或另外的冷加工方法以釋放應(yīng)力，例如片材產(chǎn)品的矯平；g)可選的時效淬火并可選的拉伸或壓制的合金產(chǎn)品以獲得所需的狀態(tài)，所需的狀態(tài)依賴與合金的化學(xué)組成，但包括T3、T351、T6、T4、T74、T76、T751、T7451、T7651、T77、T79狀態(tài)。
此外，可能在第一熱軋操作后退火和/或再加熱熱軋鑄錠，并然后根據(jù)本發(fā)明在冷卻后再次熱軋?jiān)摦a(chǎn)品到最終的熱軋規(guī)格。此外，可能在冷軋前和/或冷軋過程中中間退火熱軋的產(chǎn)品。這些已知的現(xiàn)有技術(shù)能有利的在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用受控冷卻循環(huán)時平均冷卻速率是12-20℃/小時范圍。
本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，用于如這里公開的方法的處理路線中的鑄錠，包括下面組成(重量％)Si 0.6-1.3、Cu 0.04-1.1、Mn0.1-0.9、Mg 0.4-1.3、Fe 0.01-0.3、Zr＜0.25、Cr＜0.25、Zn＜0.6、Ti＜0.15、V＜0.25、Hf＜0.25，其它元素，特別是雜質(zhì)，每種少于0.05和總量少于0.20，余量的鋁。更優(yōu)選的，合金在AA6013或AA6056的組成范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一個實(shí)施方式使用的鑄錠包括下面組成(重量％)Cu 3.8-5.2、Mg 0.2-1.6、Cr＜0.25、Zr＜0.25和優(yōu)選0.06-0.18、Mn≤0.50和Mn＞0，和優(yōu)選＞0.15、Fe≤0.15，Si≤0.15，和含Mn彌散體，和附帶的元素和雜質(zhì)，每種少于0.05和總量少于0.15，和余量基本上，且優(yōu)選的，其中含Zr彌散體至少部分替代含Mn彌散體。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一個實(shí)施方式，使用的鑄錠包括下面組成(重量％)Zn 5.0-9.5、Cu 1.0-3.0、Mg 1.0-3.0、Mn＜0.35、Zr＜0.25且優(yōu)選0.06-0.16、Cr＜0.25、Fe＜0.25、Si＜0.25、Sc＜0.35、Ti＜0.10、Hf和/或V＜0.25、其它元素，典型為雜質(zhì)，每種少于0.05和總量少于0.15，余量的鋁。典型的實(shí)施例是在AA7040、AA7050和AA7x75范圍的合金。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，公開了具有高韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的、根據(jù)如上已經(jīng)描述的和將在下面更為具體描述的方法生產(chǎn)的合金產(chǎn)品制成的鋁合金片或板材產(chǎn)品。更具體的是，本發(fā)明最適合生產(chǎn)作為飛機(jī)或汽車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軋制合金片材產(chǎn)品。這種軋制的片材產(chǎn)品能用于例如飛機(jī)的機(jī)身蒙皮或車輛的組成零件。
根據(jù)本發(fā)明的方法和合金產(chǎn)品的前述的和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的優(yōu)選的實(shí)施方式和附圖的詳細(xì)描述變得顯而易見，其中

圖1是使用根據(jù)這個發(fā)明的方法在熱軋后冷卻的鋁合金的典型冷卻曲線。
實(shí)施例實(shí)施例1在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式中，鑄造兩種傳統(tǒng)的合金(AA6013和AA6056)并加工成為片材產(chǎn)品。這里，使用兩種處理的變體
路線1.使用通過實(shí)驗(yàn)室鑄造傳統(tǒng)AA6013和AA60156-合金組成鑄錠的常規(guī)處理路線。80×80×100mm的坯塊被鋸下、均質(zhì)化、預(yù)加熱和熱軋到4.5mm片材。在熱軋后，通過環(huán)境空氣冷卻到室溫將熱軋產(chǎn)品常規(guī)冷卻到環(huán)境溫度，提供到冷軋位置，冷軋到2mm，并在550℃熱處理20分鐘，然后淬火和時效到T6-狀態(tài)190℃4小時。
路線2.傳統(tǒng)AA6013和AA6056-合金組成的鑄錠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室鑄造并鋸為80×80×100mm尺寸。這些坯塊進(jìn)行均質(zhì)化、預(yù)加熱和熱軋到4.5mm。通過對熱軋產(chǎn)品施加與全尺寸生產(chǎn)中的卷取相似溫度歷史，進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的熱卷取的模擬。其它的處理步驟保持與路線1相似。在冷軋后，冷軋產(chǎn)品在550℃熱處理20分鐘、淬火、然后時效到T6狀態(tài)190℃4小時。結(jié)果在表1中給出。
表1.根據(jù)如上描述路線1和路線2處理的在兩種不同熱軋機(jī)出口溫度設(shè)置下6013和6056-合金組成的使用小型Euronorm的強(qiáng)度(Rp、Rm)、缺口韌性(TS/Rp)、晶間腐蝕(IGC)深度和類型的總結(jié)。
從表1中可以看出，軋制產(chǎn)品通過維持好的拉伸屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度水平表現(xiàn)出更高熱軋溫度下更好的缺口韌性。此外，提高了晶間腐蝕，以至進(jìn)行關(guān)于抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的進(jìn)一步測試(表2)。
表5各種鯊肌醇脫氫酶的各種性質(zhì)一覽
<p>d1.無卷取(＝路線1)。
d2.卷取、冷卻和切割成板材(＝路線2)。
d3.卷取、冷卻和切割成板材(＝路線3)。
e1.冷軋到2mm最終規(guī)格(路線1)。
e2.在與熱軋相同的方向上冷軋到2mm最終規(guī)格(路線2)。
e3.在與熱軋不同的方向上冷軋(橫軋)到2mm最終規(guī)格(路線3)。
f.550℃熱處理2小時。
g.拉伸冷軋產(chǎn)品1.5-2.5％。
h.時效到T6狀態(tài)190℃4小時。
表4.使用依據(jù)表3的合金和上述三種處理路線1、2和3的最終產(chǎn)品的使用小型Euronorm的強(qiáng)度(Rp、Rm)、缺口韌性(TS/Rp)、晶間腐蝕(IGC)的總結(jié)。
盡管能維持強(qiáng)度水平，但根據(jù)處理路線2和3生產(chǎn)的軋制產(chǎn)品顯示出更好的缺口韌性和更好的晶間腐蝕性能。因此，也進(jìn)行抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的測試并在表5和6中給出。
表5.根據(jù)上述處理路線1、2和3生產(chǎn)的產(chǎn)品在5種不同ΔK-值的以mm/循環(huán)表示的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性。
表6.相對于標(biāo)準(zhǔn)(路線1)的表5的值。
上述樣品顯示出，通過使用本發(fā)明方法能提高片材和板材產(chǎn)品的損傷容限性能，特別是能提高較高ΔK值的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性。
實(shí)施例2圖1顯示了鋁AA7050合金從440℃熱軋出口溫度冷卻到低于150℃溫度時的典型連續(xù)冷卻曲線，由此根據(jù)這個發(fā)明的方法的一個實(shí)施方式，金屬片材具有4.5mm的規(guī)格，且在離開熱軋機(jī)時立即進(jìn)行卷取。卷材的寬度是1.4m。對于卷材的最熱點(diǎn)(中心，如圖1中HotSpt所示)和最冷點(diǎn)(卷材邊緣，如圖1中ColdSpt所示)，表7中也給出作為時間函數(shù)的該卷材溫度。表7也提供了具有2.8m寬卷材的情況的溫度。
如圖1冷卻曲線所示，α約為-0.084hrs-1。
使用常規(guī)冷卻技術(shù)，即在離開熱軋機(jī)后放置板材在正常靜止空氣中冷卻而沒有任何卷取等操作，使具有約4.0-4.5mm規(guī)格的片材從熱軋機(jī)出口溫度冷卻到低于150℃，在此情況下，典型的α為-0.5--2hrs-1范圍，結(jié)果是這種板材在小于3小時的時間內(nèi)從熱軋機(jī)出口溫度冷卻到150℃或更低溫度。
受控的冷卻循環(huán)遵循上述和權(quán)利要求中規(guī)定的等式，卷取產(chǎn)品形式從440到150℃的平均冷卻速率是12-20℃/小時范圍。
表7.當(dāng)具有4.5mm卷取規(guī)格的AA7050合金根據(jù)發(fā)明冷卻時，作為時間函數(shù)的卷材溫度。
現(xiàn)在已全部描述了發(fā)明，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，沒有偏離這里描述的發(fā)明范圍和主旨的許多變化和改變是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)具有高韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的高損傷容限鋁合金軋制產(chǎn)品的方法，包括步驟a)鑄造具有組成選自包括AA2000，AA5000，AA6000和AA7000-系列合金的鑄錠；b)在鑄造后，均質(zhì)化和/或預(yù)加熱鑄錠；c)熱軋鑄錠成為熱軋產(chǎn)品，并可選地冷軋?jiān)摕彳埉a(chǎn)品成為冷軋產(chǎn)品，特征在于該熱軋產(chǎn)品以熱軋機(jī)出口溫度(Texit)離開熱軋機(jī)并通過受控冷卻循環(huán)將該熱軋產(chǎn)品從所述Texit冷卻到150℃或更低，冷卻速率在由T(t)＝50-(50-Texit)eα·t限定的范圍內(nèi)，其中T(t)是作為時間(hrs)的函數(shù)的溫度(℃)，t是時間(小時)，和α在-0.09±0.05(hrs-1)的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中α在-0.09±0.03(hrs-1)的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中對該熱軋產(chǎn)品進(jìn)行受控的冷卻循環(huán)，從而在升高的溫度維持預(yù)定的時間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中通過在熱軋后卷取該熱軋產(chǎn)品合金，對該熱軋產(chǎn)品進(jìn)行受控冷卻循環(huán)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中通過在熱軋后將該軋制產(chǎn)品連續(xù)移動通過爐，對該熱軋產(chǎn)品進(jìn)行受控冷卻循環(huán)，其中所述爐是可調(diào)節(jié)的以在轉(zhuǎn)到冷軋位置或卷取位置時向該軋制合金產(chǎn)品提供熱量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中通過在熱軋后在爐中卷取該軋制合金產(chǎn)品，對該熱軋產(chǎn)品進(jìn)行受控冷卻循環(huán)，其中所述爐是可調(diào)節(jié)的以在卷取時控制合金產(chǎn)品的冷卻速率。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)以熱軋機(jī)出口溫度離開熱軋機(jī)時，該熱軋產(chǎn)品具有小于12mm范圍的規(guī)格。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該熱軋產(chǎn)品具有1-10mm范圍的規(guī)格，且優(yōu)選的4-8mm范圍。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中該方法進(jìn)一步包括一個或多個下面處理步驟d)固溶熱處理經(jīng)受控冷卻循環(huán)后的該熱軋產(chǎn)品，或固溶熱處理該冷軋產(chǎn)品；e)淬火固溶熱處理的合金產(chǎn)品；f)可選地拉伸或壓制淬火合金產(chǎn)品；g)可選地時效該淬火并可選拉伸或壓制的合金產(chǎn)品以獲得需要的狀態(tài)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中受控冷卻循環(huán)中的平均冷卻速率在12-20℃/小時范圍。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中鑄造包括下面組成(重量百分比)的鑄錠Si0.6-1.3Cu0.04-1.1Mn0.1-0.9Mg0.4-1.3Fe0.01-0.3Zr＜0.25Cr＜0.25Zn＜0.6Ti＜0.15V ＜0.25Hf＜0.25，其它元素每種少于0.05和總量少于0.20，余量的鋁。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中鑄造包括在AA6013或AA6056組成范圍內(nèi)的合金的鑄錠。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中鑄造包括下面組成(重量百分比)的鑄錠Cu3.8-5.2Mg0.2-1.6Cr＜0.25Zr＜0.25和優(yōu)選0.06-0.18Mn≤0.50和Mn＞0，和優(yōu)選＞0.15Fe≤0.15Si≤0.15其它元素每種少于0.05和總量少于0.15，余量的鋁。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中鑄造包括下面組成(重量百分比)的鑄錠Zn5.0-9.5Cu1.0-3.0Mg1.0-3.0Mn＜0.35Zr＜0.25和優(yōu)選0.06-0.16Cr＜0.25Fe＜0.25Si＜0.25Sc＜0.35Ti＜0.10Hf和/或V＜0.25其它元素每種少于0.05和總量少于0.15，余量的鋁。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中鑄造包括選自AA7040、AA7050和AA7×75組成范圍內(nèi)的合金的鑄錠。
16.由根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)方法生產(chǎn)的合金制成的具有高韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的鋁合金片材或板材產(chǎn)品。
17.根據(jù)權(quán)要求16的軋制合金片材產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是飛機(jī)或汽車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的軋制合金片材產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是飛機(jī)的機(jī)身蒙皮或車輛的組成零件。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)的軋制合金產(chǎn)品，其中所述軋制合金產(chǎn)品具有2-7mm范圍的最終規(guī)格。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有高韌性和提高的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性的高損傷容限鋁合金軋制產(chǎn)品的方法，包括步驟a)鑄造具有組成選自包括AA2000，AA5000，AA6000和AA7000－系列合金的鑄錠；b)在鑄造后，均質(zhì)化和/或預(yù)加熱鑄錠；c)熱軋鑄錠成為熱軋產(chǎn)品，并可選地冷軋?jiān)摕彳埉a(chǎn)品成為冷軋產(chǎn)品，特征在于該熱軋產(chǎn)品以熱軋機(jī)出口溫度(T
文檔編號C22F1/053GK1867689SQ200480030024
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者R·本奈迪克特斯, C·J·凱德爾, A·L·海因茨, A·J·P·哈薩勒, G·韋伯 申請人:克里斯鋁軋制品有限公司