本申请公开了加工不敏感的形变2xxx?Al-Li合金产品。该形变铝合金产品总体上包括从约2.75重量%至约5.0重量%Cu，从约0.2重量%至约0.8重量%Mg，其中该铝合金中的铜/镁比率(Cu/Mg)的比率在约6.1至约17的范围内，从约0.1重量%至1.10重量%Li，从约0.3重量%至约2.0重量%Ag，从0.50重量%至约1.5重量%Zn，至多约1.0重量%Mn，余量为铝、任选的偶存元素和杂质。该形变铝合金产品由于其加工不敏感性质可实现低的强度差异并且是在短的时效时间内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低的强度差异的2xxx系列铝锂合金相关申请的交叉引用该国际专利申请要求于2010年4月12日提交的题为“2XXXSeries AluminumLithium Alloys Having Low StrengthDifferential”的美国临时专利申请第 61/323，224号的优先权，并且通过引用将其整体并入本文。
技术介绍
可热处理的铝合金例如2XXX系列铝合金可被固溶热处理并人工时效从而产生高强度的状态(temper )。可通过在固溶热处理步骤和人工时效步骤之间对产品冷加エ来进一步增加強度。然而，ー些形变产品形式可能由于产品形状而不能实现均匀的冷加工。这通常导致跨最终产品的高的強度差异。例如如图I所示，T8状态的模锻Al-Li产品可具有接受极少冷加工或无冷加工的区域110，而区域120被冷加工。进而，区域110可具有比区域120显著更低的強度(例如低lOksi)。跨此类产品的強度差异问题的一种解决方案是相对于较 高強度部分而言仅将此类铝合金产品的较低强度部分暴露于增加量的人工时效。然而，这对于商业生产的合金是不实用的方案，因为必须一次性在大的加热炉中对整个合金产品进行时效。专利技术概述概括而言，本公开涉及形变2XXX铝锂合金产品，该产品实现了跨此类产品的低的強度差异，并且涉及生产此类合金产品的方法。总体而言，当本文公开的形变2XXX铝锂合金产品含有本文所述的合金化元素以及具有特定的铜/镁比率时，它们实现了跨产品的低的強度差异。总体而言，该新2xxx合金具有从约2. 75至约5. O重量％Cu、从约O. 2至约O. 8重量％Mg、从约O. I至约I. 10重量％Li、从约O. 3至约2. O重量％Ag、从约O. 4至约I. 5重量％Zn、和至多约I. O重量％Mn，余量为铝、任选的偶存元素和杂质。所述合金通常具有约6. I至约17范围内的铜/镁比率(Cu/Mg)。在一些实施方案中，合金由这些合金化成分，余量的铝、任选的偶存元素和杂质组成或基本由其组成。包含这些合金的形变产品通常实现了跨产品的小的強度差异，例如跨形变铝合金产品的不大于Sksi的強度差异。这些形变产品通常被固溶热处理、冷加工和人工时效。冷加工有时被称为有效冷加工应变(本文中为简便起见称为“有效应变”)。由于冷加工，形变产品的第一部分可实现第一量的冷加工(例如高量的冷加工)并且该形变产品的第二部分可实现第二量的冷加工(例如低量的冷加工或甚至无冷加工)。第一量的冷加工通常比第二量的冷加工高至少约O. 5%。例如，现在參照附图说明图1，第一部分120的ー些部位具有高量的冷加エ，具有高达约O. 15 (in. /in)的有效应变。相反，第二部分110的ー些部位通常具有低达0.0 (in./in)的有效应变，即没有冷加工。其它产品形式可实现冷加工量的其它差异。使用目前公开的合金组成，可以确保这些第一部分和第二部分之间的强度差异減少。在ー种实施方案中，第一部分和第二部分之间的强度差异不大于约8. Oksi0在另外的实施方案中，第一部分和第二部分之间的强度差异不大于约7. 5ksi、或不大于约7. Oksi、或不大于约6. 5ksi、或不大于约6. Oksi、或不大于约5. 5ksi、或不大于约5. Oksi、或不大于约4. 5ksi、或不大于约4. Oksi、或不大于约3. 5ksi、或不大于约3. Oksi、或不大于约2. 5ksi、或不大于约2. Oksi、或不大于约I. 5ksi、或不大于约I. Oksi、或不大于约O. 5ksi、或更少。在一些实施方案中，跨产品的強度差异可忽略不计。在一些实施方案中，第一部分可与形变产品的具有最高量冷加工的部分相关联。在这些实施方案中，第二部分可与形变产品的具有最低量冷加工或最低有效应变(例如无应变)的部分相关联。在这些实施方案中，跨整个形变产品的強度差异可不大于约Sksi或更少，例如上述強度差异值中的任何。通常利用短的时效时间实现第一部分和第二部分之间的低的強度差异，例如在约310 °F的温度下的不大于约64小时的时效，或者基本上等效的人工时效温度和持续时间。正如本领域的技术人员所理解的，可基于公知的时效原理和/或规则(formula)来调节时效温度和/或时间。因此，本领域的技术人员可増加时效温度但是降低失效时间，或反其道而行之，或仅略微改变这些參数中的仅ー种，并仍实现与“在约310 °F温度下的不大于64小 时的时效”相同的結果。能够实现与“在约310 °F温度下的不大于64小时的时效”相同结果的人工时效操作的量是众多的，并因此本文不列出所有这些替代性时效操作，然而它们仍在本专利技术的范围内。使用短语“或基本上等效的人工时效温度和持续时间”或短语“或基本上等效的操作”用于涵盖(capture)所有这些替代性时效操作。可理解的是，这些替代性人工时效步骤能够以ー个或多个步骤、并且在ー个或多个温度发生。在一种实施方案中，以约310 °F温度下的不大于约60小时的人工时效、或基本上等效的人工时效操作来实现低的強度差异。在另外的实施方案中，以如下来实现低的強度差异在约310 0F的温度下,不大于约55小时的人工时效、或不大于约50小时的人工时效、或不大于约45小时的人工时效、或不大于约40小时的人工时效、或不大于约35小时的人エ时效、或不大于约30小时的人工时效、或不大于约25小时的人工时效、或更少，或基本上等效的人工时效操作。图58-62示出了用于ー种新合金的各种时效条件，以便说明落在“在约310 T温度下的不大于64小时的时效、或基本上等效的人工时效温度和持续时间”范围内的一些时效条件。下面的实施例5中提供了该新合金的组成。图60是该新合金在310 T下的时效曲线。在64小时，该新合金实现了约2. 3k s i的強度差异。该新合金还在约32小时的时效时间实现了不大于约8k s i的強度差异。因此，对于该特定合金，在310 T从约32小时至不大于64小时的任何时效时间是可用的。在270 0F ,这种合金在约345小时的时效之后实现了约Sksi的強度差异，以及在略小于约500小时的时效中实现了约2. 3ksi的強度差异，如图58所示。在290 °F，该合金在约120小时的时效之后实现了约Sksi的強度差异，并且约225-250小时左右的时效将有可能实现约2. 3ksi的强度差异，如图59所示。在330 0F,该合金在约11小时的时效之后实现了约8ksi的强度差异，并且约22小时左右的时效实现约2. 3ksi的強度差异，如图61所示。在350 °F，该合金在约3小时的时效之后实现了约Sksi的強度差异，并且约8小时左右的时效实现约2. 3ksi的強度差异，如图62所示。本领域的技术人员将认识到，对于这种合金而言在所需时效时间和时效温度之间存在类似的关系。本领域的技术人员还将认识到，位于本文提供的组成范围内的其它新合金可实现与图58-62中所提供的曲线不同的时效曲线，但是对于此类其它新合金组成，本领域的技术人员将能够易于产生此类时效曲线以便确定“在约310 °F温度下的不大于64小时的时效、或基本上等效的人工时效温度和持续时间”的含义，例如以上面所示类似的方式。在该新合金中包括铜(Cu),且通常在约2. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.12 US 61/323,2241.ー种形变铝合金产品，该产品包含 约2. 75重量％至约5. O重量％Cu ； 约O. 2重量％至约O. 8重量％Mg ； 其中该铝合金中的铜/镁比率(Cu/Mg)的比率在约6. I至约17的范围内； 约O. I重量％至I. 10重量％Li ； 约O. 30重量％至约2. O重量％Ag ； 约O. 50重量％至约I. 5重量％Zn ； 至多约I. O重量％Mn ;和 余量为招、任选的偶存元素和杂质。2.根据权利要求I的形变铝合金产品，该产品包含至少O.35重量％Ag。3.根据权利要求2的形变铝合金产品，该产品包含至少O.70重量％Zn。4.根据权利要求3的形变铝合金产品，该产品包含至少O.40重量％Ag。5.根据权利要求I的形变铝合金产品，该产品包含不大于I.05重量％Li。6.根据权利要求5的形变铝合金产品，该产品包含不大于1.00重量％1^。7.根据权利要求I的形变铝合金产品，其中该形变铝合金产品是通过包含如下步骤的方法制成 Ca)铸造具有权利要求I的组成的铸锭； (b)将铸锭热加工成中间合金产品，任选地随后进行SHT前的冷加工； (c)在热加工步骤(b)之后，对中间合金产品进行固溶热处理(SHT)和急冷； (d)在固溶热处理步骤(c)之后，对中间铝合金产品进行SHT后的冷加工，成为代表形变铝合金产品的基本上最終形式； (I)其中所述SHT后的冷加工步骤(d)导致具有第一量冷加工的该形变铝合金产品的第一部分以及具有第二量冷加工的该形变铝合金产品的第二部分，其中所述第一量冷加工与第二量冷加工之间的差别是至少约O. 5% ； (e)在约310°F的温度下将该形变铝合金产品人工时效不超过64小时，或者基本上等效的人工时效操作； 其中所述第一部分和第二部分实现小于约Sksi的強度差异。8.根据权利要求7的形变铝合金产品，其中所述第一量冷加工与第二量冷加工之间的差别是至少约2. 0%。9.根据权利要求8的形变铝合金产品，其中所述SHT后的冷加工步骤(d)导致第二部分接受基本上没有冷加工并且第一部分接受至少约2. 0%的冷加工。10.根据权利要求8的形变铝合金产品，其中所述第一部分和第二部分之间的强度差异不大于约5ksi。11.根据权利要求8的形变铝合金产品，其中所述第一部分和第二部分之间的强度差异不大于约3ksi。12.根据权利要求11的形变铝合金产品，其中所述第一量...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·亚纳尔，R·J·里奥嘉，J·C·林，R·R·绍泰尔，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：
国别省市：
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