用于制造飞机机身的各向同性铝‑铜‑锂合金板制造技术

本发明专利技术涉及由铝基合金制成的具有基本再结晶晶粒结构的厚度为0.5‑9mm的板，所述板包含：2.8‑3.2重量％的Cu、0.5‑0.8重量％的Li、0.1‑0.3重量％的Ag、0.2‑0.7重量％的Mg、0.2‑0.6重量％的Mn、0.01‑0.15重量％的Ti、含量小于0.2重量％的Zn、含量各自小于0.1重量％的Fe和Si，以及含量各自小于或等于0.05重量％且总计小于或等于0.15重量％的不可避免的杂质，所述板通过包括浇铸、均热、热轧和任选的冷轧、固溶退火、淬火和回火的方法获得。本发明专利技术的板对制造飞机机身壁板是特别有利的。

For the isotropic aluminum lithium alloy copper plate manufacturing aircraft fuselage

The invention relates to a base made of aluminum alloy basic recrystallization grain structure thickness of 0.5 9mm board, the board comprises 2.8 3.2 wt% Cu, 0.5 0.8 wt% Li, 0.1 0.3 wt% Ag, 0.2 0.7 wt% Mg, 0.2 0.6 Mn, 0.01 wt% 0.15 weight% of Ti, content of less than 0.2 wt% of Zn, their content is less than 0.1 wt% Fe and Si, as well as their unavoidable impurities content is less than or equal to 0.05 wt% and the total is equal to or less than 0.15 wt.%, the plate by including casting, heat hot rolling, cold rolling, and optional solution annealing, quenching and tempering method. The plates of the present invention are particularly advantageous for the manufacture of aircraft fuselage panels.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造飞机机身的各向同性铝-铜-锂合金板
本专利技术涉及轧制的铝-铜-锂合金产品，更具体而言，涉及这样的产品/其制造方法和用途，尤其是用于航空和航天制造。
技术介绍
开发轧制铝合金产品以制造尤其用于航空和航天业的机身部件。铝-铜-锂合金特别有希望用于制造该类产品。专利US5,032,359记载了一个铝-铜-锂合金大家族：其中添加镁和银，尤其是0.3-0.5重量％的镁和银，增加了机械强度。专利US5,455,003记载了用于制造铝-铜-锂合金的方法，所述合金在低温下，尤其是通过合适的冷锻和回火，具有改进了的机械强度和韧性。该专利尤其建议具有以下重量百分比的组合物：Cu＝3.0-4.5、Li＝0.7-1.1、Ag＝0-0.6、Mg＝0.3-0.6和Zn＝0-0.75。专利US7,438,772记载了包含以重量％计Cu:3-5％、Mg:0.5-2％、Li:0.01-0.9％的合金，且鉴于韧性和机械强度之间折衷的劣化，不鼓励使用更高含量的锂。专利US7,229,509记载了包含以重量％计(2.5-5.5％)Cu、(0.1-2.5％)Li、(0.2-1.0％)Mg、(0.2-0.8％)Ag、(0.2-0.8％)Mn、最大量为0.4％的Zr或其它晶粒细化剂如Cr、Ti、Hf、Sc、V的合金。专利US2009/142222A1记载了包含以重量％计3.4-4.2％Cu、0.9-1.4％Li、0.3-0.7％Ag、0.1-0.6％Mg、0.2-0.8％Zn、0.1-0.6％Mn和0.01-0.6％的至少一种用于控制晶粒结构的元素的合金。该申请还记载了用于制造拉拔产品(produitsfilés)的方法。专利申请US2011/0247730记载了包含以重量％计2.75-5.0％Cu、0.1-1.1％Li、0.3-2.0％Ag、0.2-0.8％Mg、0.50-1.5％Zn、最高1.0％Mn、同时Cu/Mg比为6.1-7的合金，该合金具有低的加工灵敏度。专利申请CN101967588记载了具有以下组成(以重量％计)的合金：Cu2.8-4.0％、Li0.8-1.9％、Mn0.2-0.6％、Zn0.20-0.80％、Zr0.04-0.20％、Mg0.20-0.80％、Ag0.1-0.7％、Si≤0.10％、Fe≤0.10％、Ti≤0.12％，其教导了锆和镁的联合添加。专利申请US2011/209801涉及了锻制品，例如基于铝的拉拔、轧制和/或锻造的产品，其包含(以重量％计)：Cu:3.0-3.9％、Li:0.8-1.3％、Mg:0.6-1.0％、Zr:0.05-0.18％、Ag:0.0-0.5％、Mn:0.0-0.5％、Fe+Si<＝0.20％、至少一种选自Ti:0.01-0.15％、Sc:0.05–0.3％、Cr:0.05–0.3％、Hf:0.05–0.5％的元素、其他元素各自<＝0.05且总计<＝0.15，余量为铝，所述产品特别用于制造用于航空业的结构元件的厚铝产品。用于制造机身应用的铝板的必要特征例如记载于专利EP1891247中。特别令人满意的是所述板具有高的屈服强度(对于抵抗弯曲)和高的平面应力断裂韧性，特征在于尤其是高的外观断裂应力强度因子(Kapp)和长的R曲线。专利EP1966402记载了具有以下组成(以重量％计)的合金：2.1-2.8％Cu、1.1-1.7％Li、0.1-0.8％Ag、0.2-0.6％Mg、0.2-0.6％Mn、各自小于或等于0.1重量％的Fe和Si，以及各自小于或等于0.05％且总计小于或等于0.15％的不可避免的杂质，合金基本上不含锆，尤其适用于制得再结晶板材。机身板可在几个方向载荷(sollicitées)，并且具有高性能且在L和TL方向上的机械强度与在L-T和T-L方向上的韧性平衡的的各向同性薄板是非常珍贵的。另外，已发现用在某些厚度，例如4mm，具有高性能的合金获得的薄板在一些情况下比用某些厚度，例如2.5mm，的合金获得的薄板具有较低的性质或各向异性。工业上使用具有不同厚度的不同合金常常是不利的，以及可以实现高的各向同性性质的任何厚度的合金将是特别有利的。需要薄板，特别是由铝-铜-锂合金制成的厚度为0.5-9mm的薄板，所述薄板与那些已知产品相比具有改进的性质和各向同性，尤其是在L和TL方向上的机械强度以及L-T和T-L方向上的韧性，并且在整个所述厚度范围内都如此。
技术实现思路
本专利技术的目的是由铝基合金制成的基本再结晶(essentiellementrecristallisée)晶粒结构的厚度为0.5-9mm的板，该板包含：2.8-3.2重量％Cu、0.5-0.8重量％Li、0.1-0.3重量％Ag、0.2-0.7重量％Mg、0.2-0.6重量％Mn、0.01-0.15重量％Ti、含量小于0.2重量％的Zn、含量各自小于或等于0.1重量％的Fe和Si，以及含量各自小于或等于0.05重量％且总计小于或等于0.15重量％的不可避免的杂质，所述板通过包括铸造、均质化、热轧和任选的冷轧、固溶处理(miseensolution)、淬火和回火的方法获得。本专利技术的另一目的是用于制造由铝基合金制成的厚度为0.5-9mm本专利技术的板的方法，其中，依序地a)制造(élaborer)一个液态金属浴，其包含：2.8-3.2重量％Cu、0.5-0.8重量％Li、0.1-0.3重量％Ag、0.2-0.7重量％Mg、0.2-0.6重量％Mn、0.01-0.15重量％Ti、含量小于0.2重量％的Zn，含量各自小于或等于0.1重量％的Fe和Si，以及含量各自小于或等于0.05重量％且总计小于或等于0.15重量％的不可避免的杂质，b)由所述液态金属浴铸造一个板；c)在480-535℃的温度下均质化所述板；d)通过热轧以及任选的冷轧将所述板轧制成厚度为0.5-9mm的板；e)将所述板在450-535℃的温度下固溶处理且淬火；h)将所述板用可控的方式以0.5-5％的永久变形拉伸，在固溶处理和淬火之后的总冷变形为小于15％；i)进行回火，包括加热至130-170℃的温度以及优选150-160℃的温度5-100小时以及优选10-40小时。本专利技术的另一目的是本专利技术的板在用于飞机机身壁板的用途。附图说明图1–R曲线：对于760mm宽试样(éprouvette)在厚度为4-5mm的板的L-T方向上得到。图2–R曲线：对于760mm宽试样在厚度为1.5-2.5mm的板的L-T方向上得到。具体实施方式除非另有说明，涉及合金的化学组成的所有指示均基于合金的总重量以重量％表示。表示1.4Cu是指以重量％表示的铜含量乘以1.4。合金的命名与本领域技术人员已知的铝业协会(TheAluminiumAssociation)的规则一致。除非另有说明，应用欧洲标准EN515中所示的冶金状态的命名。拉伸静态力学特性，也就是极限抗拉强度(larésistanceàlarupture)Rm、在0.2％伸长率时的常规抗拉屈服强度(lalimited’élasticitéconventionnelleà)Rp0.2和断裂伸长率A％根据标准NFENISO6892-1的拉伸测试测定，测试的取样和方向根据EN485-1进行定义。在本专利技术的框架本文档来自技高网...

【技术保护点】
由铝基合金制成的基本再结晶晶粒结构的厚度为0.5‑9mm的板，该板包含：2.8‑3.2重量％Cu、0.5‑0.8重量％Li、0.1‑0.3重量％Ag、0.2‑0.7重量％Mg、0.2‑0.6重量％Mn、0.01‑0.15重量％Ti、含量小于0.2重量％的Zn、含量各自小于或等于0.1重量％的Fe和Si，以及含量各自小于或等于0.05重量％且总计小于或等于0.15重量％的不可避免的杂质，所述板通过包括铸造、均质化、热轧和任选的冷轧、固溶处理、淬火和回火的方法获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.03 FR 14/022371.由铝基合金制成的基本再结晶晶粒结构的厚度为0.5-9mm的板，该板包含：2.8-3.2重量％Cu、0.5-0.8重量％Li、0.1-0.3重量％Ag、0.2-0.7重量％Mg、0.2-0.6重量％Mn、0.01-0.15重量％Ti、含量小于0.2重量％的Zn、含量各自小于或等于0.1重量％的Fe和Si，以及含量各自小于或等于0.05重量％且总计小于或等于0.15重量％的不可避免的杂质，所述板通过包括铸造、均质化、热轧和任选的冷轧、固溶处理、淬火和回火的方法获得。2.根据权利要求1的板，其铜含量为2.9-3.1重量％。3.根据权利要求1或2的板，其锂含量为0.55-0.75重量％以及优选0.64-0.73重量％。4.根据权利要求1-3中任一项的板，其银含量为0.15-0.28重量％。5.根据权利要求1-4中任一项的板，其镁含量为0.3-0.5重量％以及优选0.35-0.45重量％。6.根据权利要求1-5中任一项的板，其锆含量小于或等于0.04重量％以及优选小于或等于0.03重量％。7.根据权利要求1-6中任一项的板，其锰含量为0.2-0.45重量％以及优选0.25-0.45重量％。8.根据权利要求1-7中任一项的板，其特征在于，在L/TC平面内通过截距法根据标准ASTME112在半厚度处测得的晶粒各向异性指数小于20，优选小于15，以及优选小于10。9.根据权利要求1-8中任一项的板，其厚度为0.5-9mm，特别是1.5-6mm，且在T8状态下具有以下多对性质中的至少一种：-由CCT760型(2ao＝253mm)样品在L-T方向以及T-L方向上测定的平面应力断裂韧性Kapp为至少140MPa√m以及优选至少150MPa√m，以及在L和TL方向上的抗拉屈服强度RP0.2为至少360Mpa以及优选至少365Mpa，-由CCT760型(2ao＝25...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·舍维，B·贝斯，JC·埃斯特罗姆，F·埃伯尔，
申请(专利权)人：伊苏瓦尔肯联铝业，
类型：发明
国别省市：法国,FR