專利名稱：：適合裝甲板應(yīng)用的Al-Mg合金產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有10毫米或更高厚度的鋁合金板。更具體地，本發(fā)明涉及適合裝曱板、還具有改善的性能特性、特別是與改善的可成形性結(jié)合的改善的對(duì)入射動(dòng)能彈的抵抗性的AlMg合金。
背景技術(shù)：
：如通過(guò)下文將認(rèn)識(shí)到的那樣，除非另外說(shuō)明，合金名稱和狀態(tài)名稱(temperdesignations)指的是美國(guó)4呂業(yè)十辦會(huì)(AluminumAssociation)出片反的4呂業(yè)才示)焦禾口凄史才居以及;;主冊(cè)i己錄(AluminumStandardsandDataandtheRegistrationRecords)中的美國(guó)4呂業(yè)協(xié)會(huì)名稱(AluminumAssociationdesignations)。對(duì)于合金組合物或優(yōu)選合金組合物的任何描述，所有提及的百分?jǐn)?shù)除非另外說(shuō)明均按重量百分比計(jì)。由于它們重量輕，鋁合金已經(jīng)在軍事用途中獲得廣泛應(yīng)用，包括軍用車輛，如人員輸送車。鋁的輕重量能夠?qū)崿F(xiàn)改善的性能和設(shè)備運(yùn)輸?shù)暮?jiǎn)易性，包括軍用車輛的空運(yùn)。在一些車輛中，通過(guò)提供裝曱板以保護(hù)車輛的乘客，來(lái)提供對(duì)攻擊的防護(hù)或保護(hù)是可行的。鋁主要用于裝曱板，并且針對(duì)不同鋁合金的使用存在許多裝曱板標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)鋁合金裝曱板的最相關(guān)的要求是對(duì)彈丸的抵抗性、良好的耐腐蝕性和在某些應(yīng)用中良好的可焊性。通常使用如7.62毫米APM2的穿曱("AP")彈和使用如普通20毫米彈丸的碎片模擬彈("FSP")進(jìn)行彈道試驗(yàn)(Ballistictests)。滿足對(duì)裝曱板所有要求的鋁合金是理想的，這些愿望已經(jīng)不同程度地得到滿足。針對(duì)裝曱板的美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)(U.S.MilitarySpecification)MIL-DTL-46027J(1998年9月)中涵蓋了鋁合金AA5083和AA5456,美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-DTL-46063H(1998年9月)中涵蓋了合金AA7039。通常認(rèn)為，對(duì)許多應(yīng)用而言，合金AA7039裝甲板優(yōu)于AA5083和AA5456裝甲板，盡管至少按照軍用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于穿曱彈道性能來(lái)說(shuō)優(yōu)勢(shì)更大，對(duì)于碎片模擬性能來(lái)說(shuō)優(yōu)勢(shì)較小。但是，合金AA7039可能存在比AA5083與AA5456更大程度的腐蝕或應(yīng)力腐蝕問(wèn)題。合金AA7039極難焊接。AA7039合金當(dāng)用于裝曱板應(yīng)用時(shí)通常為T6狀態(tài)(Temper),而AA5083與AA5456合金當(dāng)用于裝曱板應(yīng)用時(shí)以H131狀態(tài)使用。AA5083的組成范圍以重量百分比計(jì)為Mg4.0至4,9，Mn0.40至1.0,Cr0.05至0.25,Si最高為0.40,Fe最高為0.40,Cu最高為0.10，Zn最高為0.25，Ti最高為0.15，每種雜質(zhì)元素<0.05、雜質(zhì)總量<0.15,余量為鋁。AA5083合金的公稱組成為大約4.4重量％的Mg、0.7重量％的Mn和0.15重量％的Cr。AA5456的組成范圍以重量百分比計(jì)為Mg4.7至5.5，Mn0.50至1.0,Cr0.05至0.20，Si最高為0.25，F(xiàn)e最高為0.40,Cu最高為0.10，Zn最高為0.25，Ti最高為0.20,每種雜質(zhì)元素<0.05、雜質(zhì)總量<0.15,余量為鋁。AA5456合金的公稱組成為大約5.0重量％的Mg、0.7重量％的Mn和0.15重量％的Cr。AA7039的組成范圍以重量百分比計(jì)為Zn3.5至4.5，Mg2.3至3.3,Mn0.10至0.40,Cr0.15至0.25,Si最高為0.30，F(xiàn)e最高為0.40,Cu最高為O.IO，Ti最高為O.lO,每種雜質(zhì)元素<0.05、雜質(zhì)總量<0.15，余量為鋁。AA7039合金的公稱組成為大約4重量％的Zn、2.8重量％的Mg、0.25重量％的Mn和0.20重量％的Cr。除非另外說(shuō)明，本說(shuō)明書中的所有組成百分?jǐn)?shù)為重量百分^L對(duì)于鋁合金裝曱板最重要的要求是對(duì)彈丸的抵抗性、良好的耐腐蝕性，特別是耐應(yīng)力腐蝕性，以及在現(xiàn)代的應(yīng)用中，良好的可焊性。通常使用如0.30英寸口徑彈丸的穿曱彈和使用如普通20毫米彈丸的碎片模擬彈進(jìn)行彈道試驗(yàn)。滿足對(duì)裝曱板所有要求的鋁合金是理想的。另一種鋁-鎂合金是美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)在1999年6月登記的AA5059合金。AA5059登記的組成范圍按重量％計(jì)為Mg5.0至6.0,Mn0.6至1.2,Zn0.40至0.9,Zr0.05至0.25，Cr最高為0.25，Si最高為0.45,Fe最高為0.50，Cu最高為0.25,Ti最高為0.20，每種雜質(zhì)元素<0.05、合計(jì)<0.15,余量為鋁。該鋁合金也公開(kāi)在US-6,238，495-B2和US-6,342，113-B2中，其內(nèi)容在此全部引入作為參考。該鋁合金用于構(gòu)建大的焊接結(jié)構(gòu)，如用于海運(yùn)和陸運(yùn)的貯藏箱和容器。該合金已經(jīng)特別在造船應(yīng)用中獲得商業(yè)用途，由此，該鋁合金通常為H321-狀態(tài)或O-狀態(tài)，并具有低于20毫米的厚度或規(guī)格(thickness或gauge)。根據(jù)US-6,238，495,通過(guò)40%的冷軋壓縮量和接下來(lái)將冷軋產(chǎn)品在25(TC下均熱一小時(shí)而進(jìn)行熱處理來(lái)達(dá)到H321狀態(tài)。通過(guò)40%的冷軋壓縮量和接下來(lái)將冷軋產(chǎn)品在525。C下均熱15分鐘而進(jìn)^ff熱處理來(lái)達(dá)到O-狀態(tài)。發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供改進(jìn)的5000系列合金，其具有很好的可焊性，還表現(xiàn)出良好的腐蝕性能和對(duì)入射的動(dòng)能彈的高抵抗性。另一個(gè)的目的是提供具有至少與其AA5083-H131對(duì)應(yīng)物類似的彈道性能但又具有更高的斷裂伸長(zhǎng)(elongationatfracture)的5000系列合金產(chǎn)品。通過(guò)關(guān)于具有改善的對(duì)入射動(dòng)能彈的抵抗性的鋁合金板的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)或超越這些和其它目的以及進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，該板具有IO毫米或更高的厚度，并且該鋁合金具有以重量百分比計(jì)包含下列成分的化學(xué)組成Mg大約4.0至6.0,優(yōu)選大約4.3至5.7Mn大約0.2至1.4，優(yōu)選大約0.4至1.2Zn最高0.9，優(yōu)選大約0.20至0.90,優(yōu)選大約0.35至0.70Zr<0.3,優(yōu)選大約0.05至0.25Cr<0.3Sc<0.5Ti<0.3Fe<0.5，優(yōu)選<0.25Si<0.45,優(yōu)選<0.2Ag<0.4Cu<0.25其它元素和不可避免的雜質(zhì)每種<0.05，總量<0.20,余量為鋁，并且其中通過(guò)包括澆鑄、預(yù)熱和/或均化、熱軋、第一冷加工操作、在低于350。C的溫度下的退火處理、接下來(lái)的第二冷加工操作的制造方法獲得該合金板。在一種實(shí)施方案中，如通過(guò)按照1998年9月的MIL-DTL-46027J的30AMP2測(cè)試所測(cè)量的那樣，該板與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比在V50極限方面具有至少4%的改善，優(yōu)選至少5%的改善。AA5083-H131對(duì)應(yīng)物是指具有如上文對(duì)AA5083所定義的組成、且加工和熱處理至H131狀態(tài)并具有和與其相比的本發(fā)明的板相同的長(zhǎng)度、寬度和厚度尺寸的鋁合金板。典型的對(duì)應(yīng)物具有在大約4.4重量°/。的Mg、0.7重量%的Mn、0.15重量％的Cr、最高0.40重量％的Si、最高0.40重量％的Fe、最高0.10重量％的Cu、最高0.25重量％的Zn、最高0.15重量％的Ti、每種雜質(zhì)元素<0.05重量％、雜質(zhì)合計(jì)<0.15重量％且余量為鋁的元素范圍(elementalwindow)內(nèi)的組成。獲得H131狀態(tài)的典型加工路線是采用澆鑄確定組成的鑄塊、在熱軋前均化和/或預(yù)熱、熱軋至中間厚度、采用大約15至25%的冷軋形變冷軋至最終厚度，接著進(jìn)行最大1.5%的拉伸操作以滿足平整度和平直度要求。在冷軋或拉伸步驟之后都不進(jìn)行退火。在該元素組成范圍內(nèi)并如本發(fā)明所述處理過(guò)的板，在V50;fe限方面具有比單一AA5083-H131對(duì)應(yīng)物改善至少4%,該板符合成為在V50極限方面與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比具有至少4%改善的板的特征。例如，在本發(fā)明所述元素組成范圍內(nèi)的板，在V50極限方面具有比AA5083-H131對(duì)應(yīng)物至少4%的改善，具有4.4重量。/。的Mg、0.7重量。/。的Mn、0.15重量％的Cr、0.2重量％的Si、0.2重量％的Fe、0.05重量％的Cu、0.15重量％的Zn、0.1重量％的Ti、每種雜質(zhì)元素<0.05重量％、雜質(zhì)總量<0.15重量％且余量為鋁的組成，該板符合成為在V50極限方面與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比具有至少4%改善的板的特征。同樣，AA7039-T6對(duì)應(yīng)物是具有如上文對(duì)AA7039所定義的組成，并加工和熱處理至T6狀態(tài)，且具有和與其相比的本發(fā)明的板相同的長(zhǎng)度、寬度和厚度尺寸的鋁合金板。典型的對(duì)應(yīng)物具有在大約4重量％的Zn、2.8重量%的Mg、0.25重量％的Mn和0.20重量％的Cr、最高0.30重量％的Si、最高0.40重量。/。的Fe、最高0.10重量％的Cu、最高0.10重量％的Ti、雜質(zhì)每種元素<0.05重量％,雜質(zhì)合計(jì)<0.15重量％,余量為鋁；例如4重量％的Zn、2.8重量％的Mg、0.25重量％的Mn和0.20重量％的Cr、0.20重量％的Si、0.20重量％的Fe、0.05重量％的Cu、0.05重量％的Ti、雜質(zhì)每種元素<0.05重量％,雜質(zhì)合計(jì)<0.15重量％、余量為鋁的元素范圍(elementalwindow)內(nèi)的組成。該裝曱板可用于例如軍事和/或反恐應(yīng)用以保護(hù)授權(quán)的法律實(shí)施和/或軍事人員。例如，巡視藏有已知或可疑恐怖分子區(qū)域的經(jīng)授權(quán)的法律實(shí)施和/或軍事人員當(dāng)在用本裝曱板鎧裝的車輛中可以這樣做。附圖簡(jiǎn)述圖1顯示裝有頂置裝曱的多用途輪式車輛，或"HMMWV"。圖2顯示史崔克裝曱車(Strykervehicle)。圖3顯示布雷德利M2/M3戰(zhàn)車(BradleyM2/M3vehicle)。優(yōu)選實(shí)施方案詳述本發(fā)明提供具有改善的對(duì)入射動(dòng)能彈的抵抗性的鋁合金板，該板具有10毫米或更高的厚度，并且該鋁合金具有以重量百分比計(jì)包含下列成分的化學(xué)組成Mg大約4.0至6.0，優(yōu)選大約4.3至5.7,例如4.9至5.6Mn大約0.2至1.4,優(yōu)選大約0.4至1.2，例如0.65至0.9Zn最高大約0.9，優(yōu)選大約0.20至0.90,優(yōu)選大約0.35至0.70，例^口0.45至0.6Zr<0.3,優(yōu)選大約0.05至0.25,例如大約0.05至0.15Cr<0.3,例如大約0.08至0.15Sc￡0.5,例如大約0.08至0.45、0.2至0.45、或<0.1,但優(yōu)選為0.05至0.30、0.05至0.20或0.05至0.15Ti50.3，例如<0.1Fe<0.5,優(yōu)選<0.25,例如<0.14Si<0.45,優(yōu)選<0.2,例如<0.14Ag<0.4,例々口<0.01Cu<0.25,例如<0.05，其它元素和不可避免的雜質(zhì)每種<0.05,總量<0.20，余量為鋁，并且其中通過(guò)包括澆鑄、預(yù)熱和/或均化、熱軋、第一冷加工操作、在低于350。C的溫度下的退火處理、接下來(lái)的第二冷加工操作的制造方法獲得該合金板。在一種實(shí)施方案中，如通過(guò)按照1998年9月的MIL-DTL-46027J的30AMP2測(cè)試所測(cè)量的那樣，該板與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比在V50極限方面具有至少4%和優(yōu)選至少5%的改善。對(duì)于具有4.9%或更多的Mg的合金板產(chǎn)品來(lái)說(shuō)該改善尤其顯著。在一種實(shí)施方案中，如通過(guò)按照1998年9月的MIL-DTL-46027J的20毫米FSP測(cè)試所測(cè)量的那樣，該板與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比在V50極限方面具有至少4%和優(yōu)選至少6%的改善。對(duì)于具有4.9%或更多的Mg的合金板產(chǎn)品來(lái)說(shuō)該改善尤其顯著。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金板提供理想地適合裝曱板應(yīng)用的板產(chǎn)品，其具有與由斷裂伸長(zhǎng)表示的改善的可成形性相結(jié)合的與其AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比至少類似的彈道性能、且在最佳實(shí)施例中甚至明顯改善的彈道性能。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金板還提供具有接近于其AA7039-T6對(duì)應(yīng)物的彈道性能、但是和AA7039-T6相比還具有很好的可焊性和改善的耐腐蝕性能(特別是耐應(yīng)力腐蝕性性能)的板產(chǎn)品。彈道性能、很好的可焊性和耐腐蝕性的結(jié)合有助于本發(fā)明的合金板用于裝曱板用途。本發(fā)明的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，與AA5083-H131相比且甚至與AA7039-T6對(duì)應(yīng)物相比改善的質(zhì)量防護(hù)系數(shù)(MassEfficiency)。根據(jù)本發(fā)明的合金產(chǎn)品與AA5083和AA7039合金相比具有更^f氐的在20。C下測(cè)得的比重，這導(dǎo)致了有利的強(qiáng)度/重量比或比強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度除以比重)。對(duì)具有4.9%或更多的Mg的合金板產(chǎn)品來(lái)說(shuō)該改善尤其顯著。質(zhì)量防護(hù)系數(shù)是FSP性能的度量，它還涉及比重，并允許類似厚度的各種裝曱板材料彼此之間進(jìn)行公平比較。質(zhì)量防護(hù)系數(shù)或"Em"定義為挫敗給定彈道威脅所需的每單位面積參比材料例如AA5083-H131對(duì)應(yīng)物合金的重量除以每單位面積主題材料的重量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)取AA5083-H131作為基準(zhǔn)時(shí)，AA7039-T64顯示超過(guò)3%的更好的質(zhì)量防護(hù)系數(shù)，而本發(fā)明的合金產(chǎn)品顯示超過(guò)5%的改善，并且在更好的實(shí)施例中為至少7%的改善。當(dāng)沖擊彈丸速度更高時(shí)，發(fā)現(xiàn)這種改善更進(jìn)一步提高。該合金產(chǎn)品的改善的質(zhì)量防護(hù)系數(shù)使得在提供相同的對(duì)入射彈丸的抵抗性的同時(shí)能夠制造更輕的車輛。在裝曱車輛中節(jié)省重量可以在其它優(yōu)點(diǎn)中轉(zhuǎn)化為車輛的機(jī)動(dòng)性。或者，當(dāng)制造裝曱車輛時(shí)，可以使用不變的板厚度而提供顯著改善的對(duì)入射彈丸的抵抗性，并由此提供改善的抗毀性。在根據(jù)本發(fā)明的合金產(chǎn)品中，由于具有更高M(jìn)g含量的合金產(chǎn)品不是非常容易制造，Mg含量限制在6。/。。此外，超過(guò)6%的Mg含量不會(huì)導(dǎo)致任何顯著的強(qiáng)度改善，而在更高的Mg水平下耐腐蝕性，特別是對(duì)晶間腐蝕、剝蝕和應(yīng)力腐蝕的抵抗性非?？斓亓踊?。Mg含量應(yīng)高于4.0%以便尤其提供對(duì)該合金板用于裝曱板應(yīng)用的優(yōu)選用途的足夠的強(qiáng)度水平。該Mg含量更優(yōu)選為至少4.3%,更優(yōu)選至少4.9%。如果需要的話，Mg+Mn高于6.8%或Mg+Mn低于5.9%。該板產(chǎn)品優(yōu)選具有大約0.2至0.9重量％的Zn含量以提高該基板的可焊性和耐腐蝕性。該板產(chǎn)品優(yōu)選具有大約0.05至0.25%，例如>0.16至0.25的Zr含量以進(jìn)一步改善該基板的可焊性和耐腐蝕性。為了在澆鑄和/或焊接過(guò)程中的晶粒細(xì)化目的，可以有目的地加入Ti最多至大約0.3%，例如>0.16至0.3。如果需要的話，Cr和/或Ti可以不存在。但是，在另一種實(shí)施方案中，當(dāng)Ti和Cr均以確定范圍內(nèi)相當(dāng)大的量存在時(shí)，可以進(jìn)一步改善本發(fā)明的鋁合金板產(chǎn)品的性能，特別是耐腐蝕性。優(yōu)選鈦和鉻以等于或約等于在鋁合金產(chǎn)品中的量存在，其中Cr為大約0.08至0.25%，Ti為大約0.1至0.2%。在該實(shí)施方案中，除了Ti與Cr在給定范圍內(nèi)的共同存在外，也可以存在在先前確定的0.05至0.25%范圍內(nèi)的Zr。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于組合添加Cr和Ti的給定合金組成，強(qiáng)度提高，而韌性保持在大約相同的水平。在一種實(shí)施方案中，Sc可以有目的地加入最多至0.5%,優(yōu)選為0.05至0.3%，更優(yōu)選為0.05至0.15%，以進(jìn)一步提高對(duì)入射的動(dòng)能彈的抵抗性。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的鋁合金板具有在AA5059范圍內(nèi)的組成。在一種實(shí)施方案中，當(dāng)在其L方向上測(cè)量時(shí)，該合金板具有至少大約250MPa、優(yōu)選至少大約255MPa、更1尤選至少大約260MPa的彈限強(qiáng)度("PS")。在一種實(shí)施方案中，當(dāng)在其L方向或LT方向上測(cè)量時(shí)，該合金板具有至少大約320MPa，優(yōu)選至少大約330MPa、更優(yōu)選至少大約340MPa的極限拉伸強(qiáng)度("UTS")。在一種實(shí)施方案中，合金板具有超過(guò)10%、優(yōu)選超過(guò)12。/o的在L方向上的按照ASTMB557的拉伸試驗(yàn)中測(cè)得的斷裂伸長(zhǎng)。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，在LT方向上的伸長(zhǎng)為13%或更高，在最佳的實(shí)施例中為14%或更高。這些值提供改善的可成形性，使得可以在焊接前通過(guò)例如彎曲法形成該板產(chǎn)品。與類似厚度的AA5083-H131板相比，這些伸長(zhǎng)值更高。本發(fā)明的板理想地適合用作裝曱車輛，特別是裝曱軍用車輛中使用的裝曱板。該鋁合金板的規(guī)格范圍或厚度范圍為超過(guò)大約10毫米。鋁合金板的適宜的上限為大約100毫米。優(yōu)選的厚度范圍為大約15至75毫米，更優(yōu)選為大約25至75毫米。在該合金板的制造方法的更優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述冷加工操作后處于最終厚度的該合金板沒(méi)有經(jīng)進(jìn)一步的熱處理，使得在合金板中沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)的復(fù)原。這導(dǎo)致了保持基本不變的在最終厚度或最終規(guī);格下的機(jī)械性能，由此基本上不發(fā)生復(fù)原。在本發(fā)明的冷加工操作后，可以進(jìn)行例如在80。C下30分鐘的熱處理，由于這僅僅穩(wěn)定化該合金產(chǎn)品。而在25(TC下30分鐘或60分鐘的熱處理以獲得H321狀態(tài)尤其導(dǎo)致了延展性的不合意的增加。優(yōu)選避免冷加工至最終厚度后的任何高溫?zé)崽幚?。本文中描述的合金可以是由鑄塊制成的，且可以通過(guò)包括本領(lǐng)域中目前所采用的那些技術(shù)的澆鑄技術(shù)制成鑄塊或扁錠形式的。優(yōu)選的實(shí)施方式是例如厚度為350或600毫米、寬度為大約1000毫米或更高、長(zhǎng)度為大約3.5米或更高的大型鑄塊的半連續(xù)澆鑄。此類大型鑄塊在本發(fā)明的實(shí)踐中是優(yōu)選的，尤其在制造用于裝曱板應(yīng)用的大型板產(chǎn)品時(shí)。該鋁合金原料優(yōu)選在熱軋前以一個(gè)或多個(gè)步驟在至少480。C的溫度下進(jìn)行預(yù)熱或均化。為了避免導(dǎo)致在鑄塊中可能生成不合意的孔隙的共晶熔化，該溫度不應(yīng)太高，一般不應(yīng)超過(guò)535。C。對(duì)于大型商品鑄塊，在該溫度下的時(shí)間為大約2至24小時(shí)。更長(zhǎng)的時(shí)期，例如48小時(shí)或更久，不會(huì)立即對(duì)所需性能產(chǎn)生不利影響，但是在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。當(dāng)使用慣用的工業(yè)規(guī)模爐時(shí)，加熱速率通常為30至40。C/小時(shí)。將該合金熱軋，以便將其厚度降低其起始(任何熱軋前)厚度的至少大約30%,優(yōu)選大約50%或更高，例如當(dāng)使用大型商品原料(例如大約400毫米厚或更厚)并使用來(lái)回輥軋金屬以擠壓降低其厚度的可逆式熱軋機(jī)時(shí)為其厚度的60%或65%或更高。由此，可以使用不同的軋機(jī)遞增地進(jìn)行起始的熱軋。其還可包括在軋制道次之間的約500。C左右下的傳統(tǒng)再熱工序以補(bǔ)償損失的熱。在該熱軋搡作后，通過(guò)第一冷加工操作冷加工該合金產(chǎn)品，所述第一冷加工操作選自(i)2至15%的拉伸，和(ii)采用4%至低于45%的冷軋壓縮量的冷軋。在第一冷加工操作后，存在第二冷加工操作，其選自(i)大約2至15%的拉伸，和(ii)采用約4%至低于25%的冷軋壓縮量的冷軋。在第一和第二冷加工操作之間，在適于提高可加工性的低于350。C的溫度下，優(yōu)選在300。C或更低的溫度下且更優(yōu)選在大約220。C至30(TC的溫度范圍內(nèi)對(duì)該板施以退火處理。該退火處理的均熱時(shí)間通常為IO分鐘至1.0小時(shí)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果僅進(jìn)行一次冷加工操作，沒(méi)有任何退火處理，將導(dǎo)致過(guò)低的強(qiáng)度和降低的彈道性能，或?qū)е路浅５偷目沙尚涡?。在?yōu)選的實(shí)施方案中，在第一和第二冷加工操作中的冷拉伸由大約4至15%、優(yōu)選大約4至10%的伸長(zhǎng)組成。拉伸定義為在拉伸方向，通常在板產(chǎn)品的L方向上的永久伸長(zhǎng)。優(yōu)選當(dāng)生產(chǎn)更厚厚度的板產(chǎn)品，如對(duì)于最終厚度為22毫米或更高、優(yōu)選為38毫米或更高的板產(chǎn)品時(shí)進(jìn)行拉伸操作。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與冷軋操作相比，冷拉伸操作能夠提供在板的整個(gè)厚度上更為均勻的性質(zhì)。還可以結(jié)合進(jìn)行冷加工步驟，盡管以不那么優(yōu)選的方式，例如通過(guò)進(jìn)行10%的冷軋操作，接著進(jìn)行8%的拉伸操作?？梢酝ㄟ^(guò)所有慣用的焊接技術(shù)，如MIG和摩擦攪拌焊(frictionstirwelding),來(lái)焊接本發(fā)明的鋁合金板產(chǎn)品。在焊接操作之后，不需要進(jìn)一步熱處理以獲得最高性能或恢復(fù)由焊接操作中的熱輸入導(dǎo)致的在機(jī)械性能方面的某些損失，因此，在裝曱車輛的生產(chǎn)中成本較低?？梢允褂萌鏏A5183的慣用熔化焊絲(fillerwire)或通過(guò)具有更高M(jìn)g和/或Mn含量的改性熔化焊絲焊接該鋁板。本發(fā)明的進(jìn)一步的方面涉及該鋁合金產(chǎn)品在裝曱車輛，特別是在軍用車輛，如履帶式戰(zhàn)斗系統(tǒng)、人員輸送裝曱車、裝曱支援系統(tǒng)、兩棲攻擊系統(tǒng)、先進(jìn)水陸兩棲突擊載具或裝曱機(jī)器人載具(ArmedRoboticVehicles)中作為裝曱板的使用方法。當(dāng)用于此類裝曱車輛時(shí)，其將為焊接構(gòu)造的形式，以使其形成整體裝甲。對(duì)于本發(fā)明的鋁合金板來(lái)說(shuō)，懸掛式(Hang-on)裝甲板是可能的，但是并非最優(yōu)選的應(yīng)用。圖1顯示裝有頂置裝曱的美軍高機(jī)動(dòng)性多用途輪式車輛，或"HMMWV"llO。圖2顯示史崔克裝曱車120。圖3顯示布雷德利M2/M3戰(zhàn)車130。鑒于本發(fā)明，可以對(duì)這些車輛110、120、130進(jìn)行改造以具有本發(fā)明的裝曱板，該裝甲板通過(guò)例如焊接法施加于適合裝曱保護(hù)的車輛外表面或其它位置。該裝曱是針對(duì)輕武器、火箭推進(jìn)榴彈或RPGs與"筒易爆炸裝置"或正Ds的不可缺少的保護(hù)。對(duì)裝曱車輛的附加信息可以在全球安全網(wǎng)(GlobalSecurity.org，Alexandria,VA)的網(wǎng)站http:〃www.globAlsecurity.org/military/systems/ground/hmmwvua.htm(2006年7月)上獲得?，F(xiàn)在參照本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案舉例說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例實(shí)施例1在工業(yè)規(guī)模上，通過(guò)DC-澆鑄法已經(jīng)澆鑄了幾個(gè)400毫米厚度的鑄塊，其具有在AA5059范圍內(nèi)的組成，即以重量百分比計(jì)為5.45%的Mg、0.81%的Mn、0.51%的Zn、0.14%的Zr、0.09%的Si、0.08%的Fe、0.03%的Ti、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。已經(jīng)將該鑄塊的表層剝?nèi)?，隨后在510。C下預(yù)熱8小時(shí)，隨后熱軋至厚度為28至57毫米，隨后冷拉伸6%作為第一冷加工操作，隨后采用在大約25(TC下均熱大約15分鐘來(lái)退火，隨后冷拉伸大約6%或經(jīng)受大約7%的冷軋壓縮量作為第二冷加工操作，達(dá)到最終的板厚度。實(shí)施熱軋使得可以改變冷加工壓縮量以研究作為最終板厚度的函數(shù)的^I4成性能。冷加工過(guò)的板在最后的冷加工操作后不再接受進(jìn)一步的熱處理。在LT方向和L方向上已經(jīng)按照ASTMB557測(cè)量了機(jī)械性能(拉伸強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度)。該機(jī)械性能列于表1中。表1作為厚度量函數(shù)的T-L和L方向上的彈限強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度機(jī)械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>由表l的結(jié)果可以看出，當(dāng)按照本發(fā)明制造時(shí)該合金產(chǎn)品的機(jī)械性能水平與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比具有明顯更高的性能和伸長(zhǎng)的結(jié)合。類似厚度的AA5085-H131的典型伸長(zhǎng)在L方向上為大約9%,同時(shí)彈限強(qiáng)度為255MPa，極限拉伸強(qiáng)度為310MPa，并且在LT方向上典型伸長(zhǎng)為大約9.5°/。，彈限強(qiáng)度為256MPa,極限拉伸強(qiáng)度為311MPa。實(shí)施例2該實(shí)施例涉及按照本發(fā)明的38.8毫米厚的鋁合金板，特別是按照實(shí)施例1的方法和化學(xué)組成制造的AA5059合金的優(yōu)選實(shí)施方案。測(cè)試該板的彈道性能，并與其裝曱板對(duì)應(yīng)物AA5083-H131比較。已經(jīng)進(jìn)行了兩種彈道試驗(yàn)，即使用依照1998年9月的MIL-DTL-46027J的0.3英寸(6.72毫米)彈丸和使用依照1998年9月的MIL-DTL-46027J的20毫米碎片模擬彈丸的穿曱試驗(yàn)。在兩個(gè)測(cè)試中，測(cè)定以米/秒為單位的V50極限。該V50極限或v50值定義為2(3)個(gè)導(dǎo)致完全穿透的最低彈丸速度和導(dǎo)致部分穿透的2(3)個(gè)最高速度的算數(shù)平均。"2(3)"指的是3個(gè)中的2個(gè)。這些速度應(yīng)落入18.3(27.4)米/秒的括號(hào)內(nèi)(MIL-DTL-46027J(MR))。該結(jié)果列于表2中。表2根據(jù)本發(fā)明加工的AA5059合金的V50極限(以米/秒、計(jì))同標(biāo)準(zhǔn)AA5083-H131的對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>由表2的結(jié)果可以看出，本發(fā)明的板產(chǎn)品在兩種類型的測(cè)試中都表現(xiàn)出比其AA5083-H131對(duì)應(yīng)物更好的彈道性能。與上面的實(shí)施例1中例舉的更候選:'，'、、、、、'、、現(xiàn)在已經(jīng)全面描述了該發(fā)明，在不脫離本文中所述的本發(fā)明的精神或范圍的情況下可進(jìn)行許多變化和改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。權(quán)利要求1.具有改善的對(duì)入射動(dòng)能彈的抵抗性的鋁合金板，該板具有10毫米或更高的厚度，并且該鋁合金具有以重量百分比計(jì)包含下列成分的化學(xué)組成Mg4.0至6.0Mn0.2至1.4Zn最多0.9Zr＜0.3Cr＜0.3Sc≤0.5Ti≤0.3Fe＜0.5Si＜0.45Ag＜0.4Cu＜0.25其它元素和不可避免的雜質(zhì)每種＜0.05，合計(jì)＜0.20，余量為鋁，并且其中，通過(guò)包括澆鑄、預(yù)熱和/或均化、熱軋、第一冷加工操作、在低于350℃的溫度下的退火處理、接下來(lái)的第二冷加工操作的制造方法獲得該合金板。2.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，如通過(guò)按照1998年9月的MIL-DTL-46027J的30AMP2測(cè)試所測(cè)量的那樣，所述板與AA5083-H131對(duì)應(yīng)物相比在V50纟及限方面具有至少4的改善。3.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述板具有至少大約250MPa的彈限強(qiáng)度，并且該板優(yōu)選具有至少大約255MPa的彈限強(qiáng)度。4.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述板具有至少大約330MPa的極限拉伸強(qiáng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述板具有超過(guò)10%的在L方向上的伸長(zhǎng)，并優(yōu)選具有超過(guò)12%的在L方向上的伸長(zhǎng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Mg含量為4.3%或更高，優(yōu)選Mg含量為4.9%或更高。7.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Mn含量為0.4至1.2%,優(yōu)選Mn含量為0.65至1.2%。8.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Mg+Mn>6.8%或Mg+Mn<5.9%。9.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Zn含量為0.20至0.90%,優(yōu)選Zn含量為0.35至0.70%。10.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Zr含量為0.05至0.25%。11.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Cr含量為0.08至0.25%且Ti含量為0.1至0.2%。12.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，Sc含量為0.05至0.3%,優(yōu)選Sc含量為0.05至0.15%。13.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述化學(xué)組成在AA5059范圍內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述板具有低于100毫米的厚度，優(yōu)選所述板具有15至75毫米的厚度。15.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述第一冷加工操作由采用4%至12%的冷軋壓縮量的冷軋組成。16.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述第二冷加工操作由采用4°/。至12%的冷軋壓縮量的冷軋組成。17.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述第一冷加工操作由2至15%范圍內(nèi)的拉伸組成，優(yōu)選所述第一冷加工操作由4至10%范圍內(nèi)的拉伸組成。18.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述第二冷加工操作由2至15%的拉伸組成，優(yōu)選所述第二冷加工操作由4至10%的拉伸組成。19.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述冷加工由拉伸與冷禮的組合組成。20.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，在低于30(TC的溫度下、優(yōu)選在22(TC至30(TC的溫度下進(jìn)行退火處理。21.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述冷加工操作后處于最終厚度的合金板的制造方法沒(méi)有進(jìn)一步的熱處理，使得在合金板中沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)的復(fù)原。22.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述鋁合金的組合物由以重量百分比計(jì)的下述成分組成Mg4.9至6.0,Mn0.45至1.4,Zn<0.9,Zr<0.3，Cr<0.3,Sc<0.5,Ti<0.3，F(xiàn)e<0.35,Si<0.35，Ag<0.4,Cu<0.25,其它元素和不可避免的雜質(zhì)每種<0.05、合計(jì)<0.20,余量為鋁。23.—種使用方法，包括將根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板作為裝曱板用于裝曱車輛。24.根據(jù)權(quán)利要求23的使用方法，其中，所述鋁合金具有在AA5059范圍內(nèi)的組成，并焊接到該裝曱車輛上。25.根據(jù)權(quán)利要求1的鋁合金板，其中，所述制造方法包括澆鑄、預(yù)熱和/或均化、熱軋、第一冷加工操作、在低于350。C的溫度下的退火處理、接下來(lái)的第二冷加工操作的順序步驟。全文摘要具有改善的對(duì)入射動(dòng)能彈的抵抗性的鋁合金板，該板具有10毫米或更高的厚度，并且該鋁合金具有以重量百分比包含下列成分的化學(xué)組成Mg4.0至6.0，Mn0.2至1.4，Zn最高為0.9，Zr＜0.3，Cr＜0.3，Sc＜0.5，Ti＜0.3，F(xiàn)e＜0.5，Si＜0.45，Ag＜0.4，Cu＜0.25，其它元素和不可避免的雜質(zhì)每種＜0.05，總量＜0.20，余量為鋁，并且其中通過(guò)包括澆鑄、預(yù)熱和/或均化、熱軋、第一冷加工操作、在低于350℃的溫度下的退火處理、接下來(lái)的第二冷加工操作的制造方法獲得該合金板。文檔編號(hào)C22C1/06GK101631882SQ200880004376公開(kāi)日2010年1月20日申請(qǐng)日期2008年2月12日優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日發(fā)明者C·J·莫里茨,I·G·克洛普弗,S·莫爾登豪爾申請(qǐng)人:阿勒里斯鋁業(yè)科布倫茨有限公司