用于航空应用的具有提高损伤容限性能的2000系列铝合金制造技术

本发明专利技术提供了具有提高损伤容限的2000系列铝合金，该合金的基本组成为：约3.0-4.0wt％铜；约0.4-1.1wt％镁；至多约0.8wt％银；至多约1.0wt％Zn；至多约0.25wt％Zr；至多约0.9wt％Mn；至多约0.5wt％Fe；和至多约0.5wt％Si；余量基本上是铝，附带的杂质和元素，所述铜和镁的存在比例是约3.6-5份铜比约1份镁。该合金适用于形变或铸造产品包括航空应用中使用的产品特别是片材或板材结构构件、挤压件和铸件，并且本发明专利技术提供了强度和损伤容限的改良组合。

【技术实现步骤摘要】

本申请是美国申请第10/893，003号的部分继续，这里通过引用将该申请的全部内容并入本文。本专利技术涉及适于航空和其它要求用途的具有提高损伤容限的Al-Cu-Mg-Ag合金。该合金具有非常低的铁和硅含量，和低的铜与镁的比值。
技术介绍
在商用喷气式飞机应用中，下机翼和机身应用的关键结构要求是通过疲劳裂纹扩展(FCG)和断裂韧性测量的高水平的损伤容限。目前阶段的材料选自Al-Cu 2XXX系列，典型为2X24型。这些合金通常以T3X状态使用，并且固有地具有适中的强度和高的断裂韧性和好的抗FCG性。典型地，当2X24合金人工时效到强度增加的T8状态时，韧性和/或FCG性能劣化。损伤容限是断裂韧性和抗FCG性的结合。当强度增加时，断裂韧性同时下降，而维持高韧性的同时具有增加的强度是 任何新合金产品所希望的属性。通常使用两种常见载荷配制(configuration)测量FCG性能1)等幅(CA)和2)在谱载荷和可变载荷下。后者能更好地代表使用中所预期的载荷。J. Schi jve在“The s ignificance offlight-simulation fatigue tests”(本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有强度、韧性和抗腐蚀性的有效组合的2xxx系列航空合金产品，包括基本上由下组分组成的合金：Cu：约3.0?约4.0wt％；Mg：约0.4?约1.1wt％；Mn：约0.20?约0.40wt％；Fe：至多约0.5wt％；Si：至多约0.5wt％；Ag：约0.3?约0.8wt％；Zn：至多约0.40wt％；和至多约0.1wt％的晶粒细化剂、余量是铝及附带的元素和杂质，其中Ag和Zn的总重量百分比是至少约0.3wt％，且所述Cu和Mg的存在比例是约3.6?5份Cu比约1份Mg。

【技术特征摘要】
2005.09.07 US 11/220,4241.具有强度、韧性和抗腐蚀性的有效组合的2XXX系列航空合金产品，包括基本上由下组分组成的合金Cu :约 3. O-约 4. Owt % ；Mg :约 O. 4-约1.1wt % ；Mn :约 O. 20-约 O. 40wt% ；Fe :至多约 O. 5wt% ；S1:至多约 O. 5wt% ；Ag :约 O. 3-约 O. 8wt% ；Zn :至多约 O. 40wt% ；和至多约O. lwt%的晶粒细化剂、余量是铝及附带的元素和杂质，其中Ag和Zn的总重量百分比是至少约O. 3wt%,且所述Cu和Mg的存在比例是约3. 6-5份Cu比约I份Mg。2.权利要求1的合金产品,其中Ag和Zn的总重量百分比是至少约O.4wt%，且所述比例是约4. 0-4. 5份Cu比约1. O份Mg。3.权利要求2的合金产品，其中Ag的重量百分比为O.30-0. 50。4.权利要求1的合金产品，还包括选自Zr、Cr、Sc、Hf和Er的再结晶抑制剂。5.权利要求4的合金产品，其中所述再结晶抑制剂是至多约O.18被％的Zr。6.权利要求1的合金产品，其中所述晶粒细化剂是陶瓷化合物。7.权利要求1的合金产品，其中所述晶粒细化剂是钛或钛化合物。8.权利要求1的合金产品，其中所述晶粒细化剂是T1、TiB2或TiC。9.权利要求1的合金产品,其中Ag的重量百分比是至少O.4wt%。10.权利要求1的合金产品，其中对产品进行冷加工和人工时效。11.权利要求1的合金产品，其中将产品时效到不完全时效强度。12.权利要求1的合金产品，其中将产品时效到峰值强度。13.权利要求1的合金产品，其中将产品时效到过时效强度。14.具有强度、韧性和抗腐蚀性的有价值组合的形变或铸造铝合金产品，所述产品基本由包含如下成分的合金组成约 3. O-约 4. Owt % 铜约 O. 4-约1.1wt %约 O. 2-约 O. 4wt% 猛约 O. 01-约 O. 8wt% 银；约 O. 01-约 O. 40wt%# ;和至多O.1wt %的晶粒细化剂，可选地，再结晶抑制剂，余量是铝及附带的元素和杂质，其中Zn和Ag的总重量百分比是约O. 30-约O. 80wt%，和所述合金产品具有a)、b)或c)的机械性能；其中a)通过使用ASTM B871的Kahn撕裂测试测量的比进行相似测试的AA2524HDT-T3或 T8高至少60%的T-L方向韧性(UPE) ；b)就平均疲劳寿命(循环数)而言，比2X24HDT多约60%的平均高载荷转移接头疲劳寿命；和c)通过ASTM GllO测量的从晶间向点蚀转变的腐蚀性能类型的变化。15.权利要求14的铝合金产品，其中Zn加Ag的总量是至少O.3wt%。16.权利要求14的铝合金产品，其中Zn加Ag的总量是至少O.3wt%，且Cu与Mg的比例为约3. 6-5份Cu比约I份Mg。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·林，J·M·纽曼，P·E·麦格纽森，G·H·布雷，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：