包含镁和锌的可热处理铝合金及其制备方法_2

文档序号:9291148阅读:来源:国知局
例中,新型镁锌铝合金中包含的其他元素各自为不大于0. 03重 量%,并且这些其他元素的总量不超出0. 10重量%。
[0015] 在选择铝合金中含有的元素的总量(即,所有上述元素或"成合金元素")时,应当 让铝合金可被恰当地进行固溶热处理和淬火(例如,以便在限制组分颗粒量的同时促进硬 化)。在一个实施例中,镁锌铝合金包含一定量的成合金元素,使得镁锌铝合金在固溶热处 理和淬火之后不含或基本上不含可溶性组分颗粒。在一个实施例中,镁锌铝合金包含一定 量的成合金元素,使得铝合金在固溶热处理和淬火之后具有少量(例如,有限的/最少的) 不溶性组分颗粒。在其他实施例中,镁锌铝合金可受益于受控量的不溶性组分颗粒。
[0016] 除非另有说明,否则措辞"至多"在涉及元素的量时意味着元素组成是任选的,特 定组成组分的含量为零。除非另有说明,否则所有组成百分比均以重量百分数(重量%) 计。
[0017] 新型镁锌铝合金可被处理成多种锻造形式,如呈乳制形式(片、板)、作为挤出物 或作为锻件,以及呈多种回火。就这一点而言,可对新型镁锌铝合金进行浇铸(例如,直接 冷铸或连铸),接着加工(热加工和/或冷加工)成恰当的产品形式(片、板、挤出物或锻 件)。在加工之后,可把新型镁锌铝合金处理成T回火和W回火中的一种,如铝业协会所定 义。在一个实施例中,新型镁锌铝合金被处理成"T回火"(热处理)。就这一点而言,新型 镁锌铝合金可被处理成T1回火、T2回火、T3回火、T4回火、T5回火、T6回火、T7回火、T8 回火或T9回火中的任一种,如铝业协会所定义。在一个实施例中,新型镁锌铝合金被处理 成T4回火、T6回火或T7回火中的一种,其中新型镁锌铝合金先是进行固溶热处理,接着进 行淬火,然后进行自然时效(T4)或人工时效(T6或T7)。在一个实施例中,新型镁锌铝合 金被处理成T3回火或T8回火中的一种,其中新型镁锌铝合金先是进行固溶热处理,接着进 行淬火,冷加工,然后进行自然时效(T3)或人工时效(T8)。在另一个实施例中,新型镁锌 铝合金被处理成"W回火"(固溶热处理),如铝业协会所定义。在又一个实施例中,在把铝 合金加工成恰当产品形式之后不执行固溶热处理,因此,新型镁锌铝合金可被处理成"F回 火"(如制造那样),如铝业协会所定义。
[0018] 新型镁锌铝合金可用于多种应用,如汽车应用或航空应用。
[0019] 在一个实施例中,新型镁锌铝合金用于航空应用,如机翼蒙皮(上部和下部)或長 術/加劲板、机身蒙皮或長術、翼肋、框架、翼梁、座椅调节导轨、隔框、圆周框架、尾翼(如水 平尾翼和垂直尾翼)、底梁、座椅调节导轨、机门和控制表面部件(例如,方向舵、副翼)等 等。
[0020] 在另一个实施例中,新型镁锌铝合金用于汽车应用,如围板(例如,引擎盖、挡泥 板、车门、车顶和后备箱盖等等)、车轮,以及临界强度应用,如在白车身(例如,支柱、加固 条)应用中,等等。
【附图说明】
[0021] 图1至3是示出实例1的结果的图。
[0022] 图4含有实例1的合金的显微图,示出了合金的耐腐蚀性。
【具体实施方式】
[0023]实例 1
[0024] 浇铸六个书型铸锭(2.25〃〇1)\3.75〃(1)\14〃(1)),其具有以下表1中所示的成 分。
[0025] 表1-实例1合金的成分(以重量%计)
[0026]
[0027] 这些合金全部包含不大于约0. 12重量%的?6、不大于约0. 11重量%的Si、约 0. 01至约0. 02重量%的Ti,以及约0. 10至0. 11重量%的Zr。铝合金的其余部分是铝和 其他元素,其中铝合金中其他元素的含量各自不大于〇. 03重量%,并且这些其他元素的总 量不超出〇. 10重量%。
[0028] 这些铸锭处理成T6型回火。具体地讲,这些铸锭被均质化,热乳成0. 5〃规格,接 着进行固溶热处理和冷水淬火,然后拉伸约1%至2%进行平整。接着让产品在室温下自然 时效至少96小时,然后在各种温度下人工时效各种时间(如下文所示)。在时效之后,测量 机械特性,测量结果在下面的表2至4中示出。其中,根据ASTM ES和B557测量强度特性 和伸长特性,夏比冲击能量测试根据ASTM E23-07a执行。
[0029] 表2 -实例1合金的特件(L)-在325 °F下时效
[0030]
[0031] 表3 -实例1合金的特件(L)_在350 °F下时效
[0032]
[0033]
[0034] 表4 -实例1合金的特件(L)_在375 °F下时效
[0035] L0036」

[0037] 如上文和图1至3中所示,与包含2. 19重量% Zn的非本发明合金相比,包含至少 3. 0重量% Zn的本发明合金拥有更高的强度。本发明合金还实现了高抗夏比冲击性,全部 都实现了约154至157ft-lbf?的抗夏比冲击性。相比之下,常规合金6061在相似处理条件 下仅能实现约85ft-lbf的抗夏比冲击性。
[0038] 本发明合金还实现了良好的耐颗粒间腐蚀性。根据ASTM G110测量合金3、4和6 的颗粒间腐蚀。此外,还出于比较目的对常规合金6061进行了测试。如下面的图4和表5 中所示,与常规合金6061相比,本发明合金的耐颗粒间腐蚀性得到了改善。
[0039] 表5-合金的腐蚀特件-峰倌强度条件(在385 °F的淵度下2小时)
[0040]
[0041]实例 2
[0042] 在固溶热处理之后还对实例1的合金6进行高冷加工处理。具体地讲,合金6被 热乳成1. 〇英寸的中间规格,接着进行固溶热处理,冷水淬火,然后冷乳50% (即,厚度减 小50% )成0.5英寸的最终规格,从而引起50%冷加工。接着在350 °F下对合金6执行人 工时效,持续〇. 5小时和2小时。在时效之前和之后,分别测量机械特性,结果在下面的表 6中示出。根据ASTM ES和B557测量强度特性和伸长特性。
[0043] 表6-实例2合金6的特件(L)-在350 °F下时效
[0044]
[0045] 如上所示,0. 5英寸板实现了高强度,具有良好的伸长性,因而实现了约59ksi的 峰值拉伸屈服强度,并且伸长率为约16%,时效时间仅为30分钟。相比之下,厚度相似的 常规合金5083在相似伸长率和相似耐腐蚀性的条件下通常实现约36ksi的拉伸屈服强度 (LT)。
[0046] 尽管本申请已经详细描述了本公开的各种实施例,但很显然,本领域的技术人员 会想到这些实施例的各种修改和改型。然而,应当明确理解,此类修改和改型还是在本公开 的精神和范围内。
【主权项】
1. 一种由以下成分组成的铝合金: 3. O重量%至6. O重量%的Mg ; 2. 5重量%至5. O重量%的Zn ; 其中(重量% MgV(重量% Zn)为0.6至2. 40; 至多1.0重量%的Cu; 至多0.5重量%的Si ; 任选地,选自Zr、Sc、Cr、Mn、Hf、V、Ti和稀土元素的至少一种次要元素,所述次要元素 的含量如下: 至多0. 20重量%的Zr ; 至多0. 30重量%的Sc ; 至多0. 50重量%的Cr ; 至多I. 0重量%的Mn ; 各自至多0. 25重量%的Hf、V和稀土元素中的任何一种; 至多〇. 15重量%的Ti ; 至多0.35重量%的Fe;以及 其余成分为铝和其他元素,其中所述铝合金中的所述其他元素的含量各自为不大于 0. 15重量%,并且其中所述其他元素的总量不超出0. 35重量%。2. 根据权利要求1所述的铝合金,其中
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