导本领域技术人员如何实践公开的构思的代表性基础。
[0021]销合金通常由四位数字来标识，第一位数字通常标识主要合金化元素。7xxx系列铝中的主要合金化元素是锌，而5XXX系列的主要合金化元素是镁，对于6XXX系列是镁和硅。系列牌号中的字符“X”代表的附加数字定义准确的铝合金。例如，可使用具有5.1% -6.1%的锌、2.1% -2.9%的镁、1.2% -2.0%的铜以及小于0.5%的硅、铁、锰、钛、铬和其他金属的组成的7075铝合金。
[0022]7xxx系列和某些6xxx系列合金需要时效硬化处理(也称为析出硬化)。以达到高的屈服强度(YS)。例如，对于7XXX系列合金，时效硬化可产生400MPa以上的YS。热处理6xxx系列合金(例如，6061和6111)和7xxx系列合金(例如，7075)需要固溶处理、淬火和后续的时效硬化处理。固溶热处理过程可使最初由6xxx或7XXX合金冲压出来的部件变形(distort)。
[0023]在7xxx系列合金中，添加主要合金化元素以通过析出硬化来引入诸如强度和韧性的特定性能。次要合金化元素作为晶粒细化剂/固定剂(pinners)来间接地影响性能。7xxx系列中的主要合金化元素是Zn、Mg和Cu，这些主要合金化元素具有用于固溶热处理的固溶度。6xxx系列中的主要合金化元素是Mg、Si和Cu，这些主要合金化元素具有用于固溶热处理的固溶度。这些主要合金化元素支持强度、韧性和延展性。次要合金元素具有低的固溶度，因此在固溶热处理和淬火过程中支持晶粒细化。
[0024]时效硬化前面是铝合金材料的固溶热处理(或固溶化)和淬火。固溶热处理通常包括将合金至少加热至它的溶线温度以上并将它保持在该升高的温度，直到合金形成均匀的固溶体或单固相。在固溶化期间保持合金的温度已知是固溶温度。例如，7XXX系列铝合金的固溶温度可为大致460°C至490°C，固溶热处理可持续大约5分钟至45分钟。对于6xxx系列铝合金，固溶温度可为大致510°C至580°C，固溶处理可持续大约I分钟至2小时。根据给定的铝合金的组成来确定固溶温度和/或时间。固溶温度可为物质易于相容的温度。相容性是按照所有比例混合材料以形成均匀溶体的性质。相容性可以存在于所有的相中:固体、液体和气体。
[0025]在固溶处理之后，执行将合金快速冷却至溶线温度以下以形成过饱和固溶体的淬火步骤。由于快速冷却，合金中的原子没有充足的时间来扩散足够长的距离以在合金中形成两相或更多个相。因此合金处在非平衡态。淬火速率可以是用于在淬火的合金中形成过饱和溶体的任何合适的速率。可在例如从400°C至290°C的特定温度范围内确定淬火速率。在至少一个实施例中，淬火速率为至少100°C /秒。可执行淬火，直到合金处在诸如大约290°C的足够低的温度，使得合金保持在过饱和状态(例如，扩散明显变慢)下。然后，可按照比淬火速率小的速率来风冷或以其他方式来冷却合金，直至达到期望的温度。可选择地，可执行淬火至诸如100°C以下或低至大约室温的更低的温度。
[0026]传统上使用连续退火和固溶热处理(CASH)炉来执行6xxx和7xxx系列板的固溶热处理。通常通过将板浸在诸如水或油的淬火介质中或以其他方式施用(例如，喷射)淬火介质来完成淬火。执行CASH过程的炉被构造并设置成处理具有均匀厚度的板。为了确保在板中完成正确的固溶热处理，调整诸如温度、传送机的速度、传送机的长度、处理时间等的设定以适应正在被处理的板的厚度。类似地，为了确保在板中完成正确的淬火，调整淬火过程以适应板厚度(例如，淬火介质、淬火时间、淬火速率等)。
[0027]为了达到至少400MPa或更大的YS，固溶处理和淬火过的7xxx系列销合金必须被时效硬化(或析出硬化)，而时效硬化过的6xxx系列合金可达到至少200MPa的YS。时效硬化包括加热合金以及使合金保持在升高的温度，在该温度存在处于平衡的两个或更多个相。过饱和合金由于在合金内的扩散而形成遍及各处的精细的、分散的析出物。析出物开始为原子簇，然后原子簇生长以形成GP区，GP区的尺寸为几纳米的数量级并且大体在结晶学上与周围的金属基质一致。随着GP区在尺寸上生长，它们变成析出物，这些析出物通过阻止位错运动来强化合金。由于析出物非常精细地分散在合金内，因此位错不能容易地移动并且为了蔓延而必须或绕过或穿过析出物。
[0028]对于铝合金可使用五个基本状态代号，它们是:F_刚制造出的、O-退火过的、H-应变硬化过的、T-热处理过的和W-刚淬火过的(在固溶热处理与人工时效处理或自然时效处理之间)。用于已公开的固溶化和时效硬化处理的到货的原材料可最初具有上述状态代号中的任一种。用于进一步细分的一位或两位数字可跟在状态代号的后面。T6态代号的铝合金是已经被固溶热处理和人工时效处理过，但在固溶热处理之后未被冷加工的合金。T6可表现出根据该材料的屈服强度相对于时间和温度的曲线的峰值时效屈服强度的点。T7x态可表示已经发生了固溶热处理，并且该材料被人工时效处理且超过了屈服强度相对于时间和温度的曲线的峰值时效屈服强度(过度时效处理)。T7x态材料可具有比T6态材料低的屈服强度，但与T6态相比T7x态通常提供增强的耐腐蚀性能。在一个实施例中，形成了具有490MPa或更大(例如，至少500MPa)的YS的处于T6态的7xxx系列铝合金部件。在另一实施例中，形成了诸如T73态或T76态的T7x态。Τ7χ态材料可具有至少435MPa的YS。6xxx系列铝合金可被时效硬化至具有240MPa或更大(例如，至少260MPa)的YS的T6态或具有至少200MPa的YS的T7态。例如，处于T6态的6061可具有大约275MPa的屈服强度，处于T6态的6111可具有大约300MPa的屈服强度。
[0029]在汽车工业中，使用铝制组件替代钢制车辆组件可使得组件的重量减轻，进而使车辆整体的重量减轻。另一种减轻钢制车辆组件的重量的方法是在多个区域中调整(tailor)组件的厚度，使得钢制组件具有相对厚的区域(例如，高载荷区)和相对薄的区域(例如，低载荷区)。对钢制组件的厚度进行调整可使得在组件的一些部分中厚度减小，这些部分之前比它们所需的厚度厚。可使用被称为差厚轧制(tailored rolling，或称为“变截面轧制”)的工艺来实现钢制组件的调整过的厚度。
[0030]参照图1，示出了差厚轧制设备10，其中金属卷12正被展开并通过两组轧辊14和16。如图1所示，每组轧辊包括两个轧辊。然而，可仅有单个轧辊在板的上方和下方，或可存在三个或更多个轧辊在板的上方和下方，或者它们的任何组合(例如，两个轧辊在上方且一个轧辊在下方)。两组轧辊14和16之间的间隙18控制板12在通过轧辊之后的厚度20。间隙18的尺寸以及由此得到的板12的厚度20可通过相对于彼此竖直地移动轧辊14和16的组来调节。如果轧辊14和16朝向彼此移动，则间隙18变小，如果轧辊14和16彼此远离地移动，则间隙18变大。为了改变间隙18的尺寸，乳辊14和16都可相对于彼此移动。可选择地，在轧辊14或16的组中的一组保持固定的情况下，乳辊14或16的组中的任何一组可相对于另一组移动。可随着板12经过轧辊14和16调节间隙18的尺寸来沿板12的长度增大或减小板12的厚度20。设备10可产生均匀的过渡区。轧辊14和/或16的移动可由计算机软件控制，所述计算机软件被编制成在板12中产