本发明专利技术涉及ＡＡ２０００系列铝合金，含有２％－５．５％的Ｃｕ、０．５％－２％的Ｍｇ、最多１％的Ｍｎ、小于０．２５％的Ｆｅ、和大于０．１０至０．３５％的Ｓｉ，还涉及制造这些铝合金产品的方法。确切地说，本发明专利技术涉及相对厚的即约３０－３００毫米厚的铝压力加工产品。尽管一般按照轧板材的形式来实施本发明专利技术，但本发明专利技术也可以被用于制造挤压或锻造的产品形状。由该合金产品制成的、有代表性的构件包括整体梁等，它们由包括轧板在内的厚的压力加工型材机械加工而成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及AA2000系列铝合金，其含有2%-5.5%的Cu、 0.5°/。-2%的 Mg、最多1%的Mn、小于0.25%的Fe和大于0.10%(>0.10%)至0.35%的Si,还涉及制造这些铝合金产品的方法。确切地说，本专利技术涉及相对厚的 如约30-300毫米厚的铝压力加工产品。尽管本专利技术一^L以轧纟反形式实施， 但本专利技术也可以与挤压件型材或锻件型材的制造连用。由合金产品构成的 代表性结构零件包括整体梁等，它们由包括轧板在内的厚压力加工型材机 械加工制成。本专利技术尤其适用于制造高强度的挤压和锻造的航空器零部件。这样的航空器包括商务喷气式客机、货运飞机和某些军用飞机。此外， 可以根据本专利技术制造非航天航空零部件如各种厚的模具板或工装板。
技术介绍
如从以下将理解的，除非另作说明，合金牌号和状态标号是指于2006 年由铝业协会颁布的"铝标准和数据及登记备案，，中的铝业协会号。关于任何对合金成分或优选合金成分的说明，提到百分比时都是指重 量百分比，除非另作说明。过去，在航天航空领域，不同类型的铝合金被用于制造各种各样的结 构应用产品。航天航空领域的设计师和制造商在不断尝试提高燃料效率和 产品性能，并且一直试图降低生产成本和维修成本。用于实现这种提高及 成本降低的优选方法是单一合金(uni-alloy)概念，即， 一种在相关的产品形 状下能具有改善的性能均衡性的铝合金。当前的技术状况是用于机身板的高损伤容限的AA2x24(即AA2524)或 AA6xl3或AA7x75、用于下机翼的AA2324或AA7x75、用于上机翼的 AA7055或AA7449、和用于翼梁和肋条或其它由厚板机加工制成的型材的 AA7050或AA7010或AA7040或AA7140。针对每种不同应用采用不同合 金的主要原因是为获得整个构件的最佳特性而性能均衡有差异。对机身蒙皮而言，拉伸载荷下的损伤容限性能被认为是非常重要的， 即它是疲劳裂紋扩展速率(FCGR)、平面应力断裂韧性和抗腐蚀性的综合反映。依据这些性能要求，高损伤容限的AA2x24-T351(例如参见US5,213,639 或EP1026270A1)或者含Cu的AA6xxx-T6(例如参见US4,589，932 、 US5,888，320、 US2002/0039664A1或EP1143027A1)将会是民用飞机制造商 的优先选择。对下机翼蒙皮来说，期望有相似的性能均tf, ^_有时允许牺牲軔性以 求获得更高的抗拉强度。为此，处于T39或T8x状态的AA2x24被认为是 合理的选择(例如参见US5,865,914、 US5,593，516或EP114877A1)。对此时的压缩载荷比拉伸载荷更重要的上机翼而言，抗压强度、耐疲 劳性(SN疲劳或使用寿命或FCGR)和断裂韧性是最重要的性能。目前，优 先的选择将是AA7150、 AA7055 、 AA7449或AA7x75(例如参见 US5,221,377、 US5，865,911、 US5,560,789或US5,312,498)。这些合金具有 高的抗压屈服强度，同时具有可接受的抗腐蚀性和断裂韧性，尽管航天器 设计师会欢迎对这些性能组合做出改善。对厚度超过3英寸的厚型材或由这样的型材机械加工制成的零部件来 说，在整个厚度范围内存在可靠一致的性能均衡是重要的。目前，AA7050 或AA7010或AA7040(参见US6，027,582)或AA7085(例如参见美国专利申 请公开号2002/0121319Al)被用在这些类型的应用中。来自航天器制造商 的主要希望是淬火敏感性降低，即伴随较低的淬火速率或较厚产品而在厚 度范围内出现性能下降。尤其在ST方向上的性能是构件的设计师和制造 商的主要关注点。航天器的更好特性，即更低的生产成本和运营成本，可以通过改善构 件所采用的铝合金的性能均衡和通过优选只使用一种合金以降低合金成 本并降低铝边脚废料的回收成本来获得。因此，据信需要一种在几乎任何相关产品形状下都能得到改善的适当 性能均衡的铝合金。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种性能均衡得到改善的AA2000系列铝合金。本专利技术的另 一个目的是提供一种AA2000系列铝合金压力加工产品， 其含有2%-5.5%的Cu、 0.5%-2%的Mg、最多1%的Mn、小于0.25%的Fe、 和大于0.10%至0.35%的Si,并具有改善的性能尤其是改善的断裂韧性。本专利技术的又一目的是提供一种性能均衡得到改善的AA2x24系列铝合金。本专利技术的另一目的是提供一种制造这种AA2000系列铝合金产品的方法。用于制造AA2000系列铝合金压力加工产品的本专利技术方法满足或超越 了这些和其它的目的和进一步的优点，该方法包括以下步骤a. 铸造AA2000系列铝合金锭块，其化学成分按照重量百分比含有 2%-5.5%的Cu， 0.5%-2%的Mg,最多1%的Mn,小于0.25。/o的Fe，和大 于0.10%至0.35%的Si;b. 将铸锭预热和/或扩散退火均匀化；c. 通过选自轧制、挤压和锻造中的至少一种方法来热加工坯块；d. 可选择地冷加工经过热加工的坯块；e. 按照足以使铝合金中的可溶成分溶解在固溶体中的温度和时间，对 经过热加工和可选择i也经过冷加工的坯块进《亍固溶热处理(SHT);f. 冷却SHT坯块，优选通过以下方式之一喷洒淬火或在水或其它淬 火介质中浸没淬火；g. 可选择地拉伸或压缩被冷却的SHT坯块或以其它方式冷加工被冷却 的SHT坯块，以消除应力，例如矫直或拉拔或冷轧^皮冷却的SHT坯块；h. 对经过冷却和可选择地经过拉伸或压缩或其它方式冷加工的SHT坯 块进行时效处理，以获得期望的状态。根据本专利技术，在高于55(TC但低于该铝合金的固相线温度的范围内的 温度进行至少一次热处理，其中该热处理按以下方式进行i)在扩散退火 均匀化之后但在热加工之前；或者ii)在固溶热处理之后；或者iii)既在扩 散退火均匀化之后但在热加工之前，又在固溶热处理之后。铝合金能以锭、小方坯或大方坯的形式通过铸造产品
中常见 的铸造技术如DC铸造、EMC铸造、EMS铸造被提供，以便制成适当的 压力加工产品。也可以使用由连铸如带式连铸机或辊式连铸机获得的连铸 锭，如果生产较薄的最终产品，则连铸锭尤其是有利的。也可以象在现有 技术中众所周知的那样使用晶粒细化剂，例如含有钛和硼或含有钬和碳的 晶粒细化剂。在铸造出合金锭块后，锭块通常被剥皮修整，以除去锭块铸 造表面附近的偏析区。在现有技术中众所周知的是，扩散退火均匀化的意图有以下目的i)尽量溶解在凝固过程中形成的粗大可溶相，和ii)减小浓度梯度以Y足进溶解 步骤进行。预热处理也达到了其中的某些目的。 一种用于AA2x24系列铝 合金的典型的预热处理是在420。C至500。C的温度进行3至50小时、更典 型的是3至20小时的保温处理。首先，合金坯块中的可溶共晶相如S相利用常规工业做法被溶解。这 一般通过将坯块加热至低于500。C的温度来完成，这是因为S相的共晶相 (Al2MgCu相)在AA2x24系列铝合金中具有约507。C的熔化温度。在 AA2x24系列铝合金中，也存在具有约510。C的熔化温度的e相。如众所 周知，这可以通过在所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造ＡＡ２０００系列铝合金压力加工产品的方法，所述方法包括以下步骤： ａ．铸造ＡＡ２０００系列铝合金锭块，其化学成分按照重量百分比含有：２％－５．５％的Ｃｕ，０．５％－２％的Ｍｇ，最多１％的Ｍｎ，小于１．３％的Ｚｎ，小于０．２５％ 的Ｆｅ，和大于０．１０％至０．３５％的Ｓｉ，余量为Ａｌ、不可避免的元素和杂质； ｂ．将铸锭预热和／或扩散退火均匀化； ｃ．通过选自轧制、挤压和锻造中的至少一种方法热加工坯块； ｄ．可选择地冷加工经过热加工的坯块； ｅ ．对经过热加工和可选择地经过冷加工的坯块进行固溶热处理（ＳＨＴ）； ｆ．冷却ＳＨＴ坯块； ｇ．可选择地拉伸或压缩被冷却的ＳＨＴ坯块或以其它方式冷加工被冷却的ＳＨＴ坯块，以便消除应力，例如矫直或拉拔或冷轧被冷却的ＳＨＴ坯块； ｈ．对经过冷却和可选择地经过拉伸或压缩或其它方式的冷加工的ＳＨＴ坯块进行时效处理，以便获得期望的状态； 其中，在高于５５０℃但低于所述铝合金的固相线温度的范围内进行至少一次热处理，所述热处理按照以下方式进行：ｉ）在扩散退火均匀化之后 但在热加工之前；或者ｉｉ）在固溶热处理之后；或者ｉｉｉ）既在扩散退火均匀化之后但在热加工之前，又在固溶热处理之后。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A诺曼，H范斯库内维尔特，S霍斯拉，
申请(专利权)人：阿勒里斯铝业科布伦茨有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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