BR102015026954A2 - ligas de alumínio-lítio, produto laminado e método de fabricação de uma liga de alumínio-lítio - Google Patents

Abstract

ligas de alumínio-lítio, produto laminado e método de fabricação de uma liga de alumínio-lítio. trata-se de uma liga de alumínio-lítio de alta resistência, alta formabilidade e baixo custo. a liga de alumínio-lítio tem capacidade para ser formada em produtos processados com uma espessura a partir de cerca de 0,025 centímetro (0,01 polegada) a cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada). as ligas de alumínio-lítio da invenção compreendem geralmente a partir de cerca de 3,5 a 4,5% em peso de cu, 0,8 a 1,6% em peso de li, 0,6 a 1,5% em peso de mg, a partir de 0,03 a 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão selecionado a partir do grupo que consiste em zr, sc, cr, v, hf, e outros elementos de terras raras, e até 1,0% em peso de zn, até 1,0% em peso de mn, até 0,12% em peso de si, até 0,15% em peso de fe, até 0,15% em peso de ti, até 0,05% em peso de qualquer outro elemento, sendo que o total desses outros elementos não excede 0,15% em peso, e o saldo é alumínio. ag não deveria ser maior que 0,5% em peso e, de preferência, não é adicionado intencionalmente. mg é pelo menos igual ou maior que zn em porcentagem em peso na liga da invenção. são fornecidos adicionalmente métodos para fabricação de produtos processados que incluem as ligas de alumínio-lítio da presente invenção.

Description

“LIGAS DE ALUMÍNIO-LÍTIO, PRODUTO LAMINADO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO” Antecedentes da Invenção 1. Campo da Invenção [001] Esta presente invenção refere-se, de modo geral, a produtos de liga à base de alumínio-cobre-lítio-magnésio. 2. Descrição da Técnica Relacionada [002] Com a finalidade de reduzir intensamente o peso de aeronave para melhor eficiência de combustível, as ligas de alumínio-lítio de baixa densidade estão sendo energicamente almejadas por fabricantes de estrutura de aeronaves e fabricantes de material de alumínio.

[003] Quando se trata de produtos de lâmina usados em aplicações de aeronave, os projetistas de aeronave usam geralmente ligas de “resistência média - tolerância a danos alta” como a liga AA2024 e seus derivados recentes como 2524 (consulte, por exemplo, patente n2 U.S. 5.213.639), ou ligas de “alta resistência - tolerância a danos média” como a liga AA7075.

[004] Para ambos os tipos de ligas (isto é, ligas do tipo AA2024 ou ligas do tipo AA7075), existem exigências adicionais a serem atendidas para que sejam usadas pela indústria aeronáutica. Por exemplo, a formabilidade melhor é exigida a fim de produzir as peças complexas necessárias em uma aeronave e uma resistência à corrosão melhor do que as ligas incumbentes é desejada para custos mais baixos de operação e manutenção da aeronave.

[005] Se existiu uma quantidade considerável de trabalhos relacionados a ligas à base de Al-Li de densidade baixa alternativas para as ligas do tipo AA2024 (isto é, resistência média - resistência a danos alta), o produto à base de Al-Li limitado foi desenvolvido para fornecer aos projetistas de aeronave alternativas melhores que a lâmina 7075 de alta resistência atualmente usada.

[006] A resistência da lâmina de Al-Li é de importância crítica para as aplicações aeroespaciais. A resistência maior permite um projeto de componente de peso total menor para eficiência de combustível melhor. Como uma referência, a resistência ao escoamento de liga de alumínio 7075-T6 usada comumente em lâmina de cerca de 0,127 centímetro (0,05 polegada) de espessura é de 468,84 MPa (68 ksi) com base em “Aluminum Standards and Data 2013” publicado por The Aluminum Association. A maioria das ligas de lâmina de Al-Li atuais tem resistência muito baixa em comparação com a lâmina 7xxx.

[007] É de conhecimento também que é um desafio técnico e metalúrgico produzir produto de alumínio-lítio (Al-Li), especialmente produtos de lâmina muito fina, nos quais a resistência do material, formabilidade, resistência à fratura, resistência à fadiga e resistência à corrosão são exigidas simultaneamente.

[008] Metalurgicamente, a textura e microestrutura desejada, que afetam fortemente as propriedades finais do produto, são muito mais difíceis de controlar para produtos de lâmina, especialmente produtos de Al-Li de lâmina fina. A microestrutura e textura são fortemente afetadas pela composição química da liga e pela maioria das etapas de fabricação, isto é, homogeneização, laminação a quente e a frio, recozimento, tratamento térmico em solução e estiramento. A lâmina de Al-Li, especialmente lâmina fina, é muito mais difícil de fabricar que a liga convencional: as lâminas de Al-Li finas são mais sensíveis à fissura de laminação, oxidação de superfície e distorção. Devido a essas limitações, existe uma janela de processamento pequena que pode ser usada para otimizar a microestrutura e textura desejada. Portanto, é um desafio significativo projetar uma liga de lâmina de alumínio-lítio que alcance a combinação desejada de propriedades (resistência, formabilidade, custo, com boa tolerância a danos e resistência à corrosão). Esses desafios técnicos de fabricação restringem muito a produção de produto de Al-Li de lâmina fina e alta resistência.

[009] Como consequência disso, há apenas uma liga de Al-Li, isto é, AA2090, registrada para produtos de lâmina com uma espessura menor que 0,16 centímetro (0,063 polegada), e apenas uma liga adicional, isto é, AA2198, registrada para produtos de lâmina com uma espessura menor que 0,318 centímetro (0,125 polegada), e apenas duas ligas adicionais, isto é, AA2195 e AA2199, registradas para produtos de lâmina/placa com uma espessura menor que 1,27 centímetro (0,5 polegada), com base no documento publicado mais recentemente (2011) “Registration Record Series - Tempers for Aluminum and Aluminum Alloys Production” pela The Aluminum Association.

[010] Esses desafios técnicos e metalúrgicos para a produção de produtos de lâmina fina de alta resistência também são refletidos nas patentes e pedidos de patente. De fato, uma quantidade significativa de patentes ou pedidos de patente está predominantemente relacionada a produtos de placa (>1,27 centímetro (0,5 polegada)), mas somente poucas estão relacionadas a produtos de lâmina.

[011] O custo de produto de liga de Al-Li é outra preocupação. O elemento prata (Ag) é adicionado a muitas ligas de Al-Li de nova geração, a fim de aprimorar as propriedades finais do produto, adicionando custos de liga significativos. Entres esses quatro produtos de lâmina de ligas de Al-Li registrados mencionados anteriormente, dois dos mesmos (AA2198 e AA2195) são ligas que contêm Ag.

[012] A patente n- U.S. 7.744.704 revela uma liga de alumínio-lítio para aplicações de placa de calibre leve ou lâmina de fuselagem de aeronave. Esta patente é a base para a liga de lâmina de Al-Li AA2198 registrada. Essa liga compreende 0,1 a 0,8% em peso de Ag, assim, não é considerada um liga de custo baixo. Adicionalmente, a mesma tem uma resistência relativamente baixa em comparação com as lâminas 7075 T6.

[013] A patente n2 U.S. 7.438.772 revela uma liga de alumínio-cobre-magnésio que tem adições ancilares de lítio. Esta patente é a base para a liga de Al-Li registrada AA2060. O nível reivindicado para lítio é apenas a partir de 0,01 a 0,8% em peso; devido a essa adição limitada de lítio, a mesma não é considerada prontamente uma liga de “baixa densidade”.

[014] A patente n- U.S. 8.118.950 revela ligas de alumínio-cobre-lítio aprimoradas. Esta patente é a base para a liga de Al-Li registrada AA2055. Essa liga compreende 0,3 a 0,7% em peso de Ag, assim, não é considerada um liga de custo baixo. Conforme fornecido na patente, a liga é usada para extrusões de alta resistência.

[015] A patente n- U.S. 7.229.509 revela uma liga com uma ampla faixa de composição química, e que inclui 0,2 a 0,8% em peso de Ag, assim, não é considerada uma liga de custo baixo. Esta patente é a base para a liga de placa de Al-Li registrada AA2050. Conforme descrito no artigo de “Aluminum-Copper-Lithium Alloy 2050 Developed for Médium to Thick Plate [Lequeu 2010]”, AA2050 é designado para produtos de placa de Al-Li a partir de 12,7 mm (0,5 polegada) a 127 mm (5 polegadas). Similar à patente n2 US7229509, o pedido de patente de “US2011.0209801 A2” inclui 0,15 a 0,35% em peso de Ag. Além disso, este pedido reivindica especificamente que a liga seja adequada para placa na faixa de espessura de 30 mm (1,2 polegada) a 100 mm (3,9 polegadas).

[016] Outros pedidos de patente que incluem Ag e também são usados para placas espessas são “US 2009/0142222 Al” e “US 2013/0302206”.

[017] A patente n2 US5032359 revela uma liga que inclui 0,05 a 1,2% em peso de Ag, assim, a mesma não é considerada uma liga de custo baixo. A principal vantagem dessa liga é ter alta resistência, ductilidade, excelente soldabilidade e resposta ao envelhecimento natural.

[018] O pedido de patente de “US 2014/0050936 Al” revela um produto de liga de Al-Li que contém 3,00 a 3,80% em peso de Cu, 0,05 a 0,35% em peso de Mg e 0,975 a 1,385% em peso de Li. Essa é basicamente uma versão de Al-Li da liga de aplicação de “tolerância a danos alta -resistência média”, sendo que a resistência não corresponde ao desempenho de AA7075.

[019] Em geral, a técnica anterior relacionada atualmente mostra que (1) há uma forte necessidade por ligas de Al-Li de alta resistência, baixa densidade, alta formabilidade, baixo custo, em conjunto com boa tolerância a danos e propriedades de corrosão, com capacidade para produzir produtos de lâmina fina; (2) é um desafio técnico e metalúrgico extremo produzir tais produtos; (3) a Ag muito dispendiosa é muitas vezes adicionada para qualidade metalúrgica melhor, mas essa adição aumenta significativamente o custo do produto de Al-Li.

Descrição Resumida da Invenção [020] A presente invenção fornece uma liga de alumínio-lítio de alta resistência, alta formabilidade e baixo custo, adequada para o uso na fabricação de componentes de transporte, tais como componentes estruturais aeroespaciais. A liga de alumínio-lítio da presente invenção compreende a partir de cerca de 3,5 a 4,5% em peso de Cu, 0,8 a 1,6% em peso de Li, 0,6 a 1,5% em peso de Mg, um ou mais elementos de controle de estrutura de grão selecionados a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras, e até 1,0% em peso de Zn, até 1,0% em peso de Mn, até 0,12% em peso de Si, até 0,15% em peso de Fe, até 0,15% em peso de Ti, até 0,15% em peso de elemento incidental, sendo que o total desses elementos incidentais não excede 0,35% em peso, e sendo que o saldo é alumínio. O nível de Mg é pelo menos igual ou maior que Zn em porcentagem em peso na liga de alumínio-lítio. A quantidade de Ag é, de preferência, menor que 0,5% em peso.

[021] De preferência, a liga de alumínio-lítio da presente invenção é um produto de lâmina processado por extrusão ou forjado que tem uma espessura de 0,025 a 0,632 centímetro (0,01 a 0,249 polegada), com mais preferência, espessuras de 0,025 a 0,318 centímetro (0,01 a 0,125 polegada). Descobriu-se surpreendentemente que a liga de alumínio-lítio da presente invenção que não tem Ag, ou quantidades muito baixas de Ag, e alto teor de Mg, tem capacidade para produzir produtos de lâmina de 0,025 a 0,632 centímetro (0,01 a 0,249 polegada) de espessura com alta resistência, baixa densidade, baixo custo, excelente formabilidade e boas propriedades de tolerância a danos e resistência à corrosão.

[022] Outro aspecto da presente invenção é um método para fabricar ligas de alumínio-lítio da presente invenção.

Breve Descrição das Figuras [023] Os recursos e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de uma realização preferencial da mesma, tomados em conjunto com os desenho em anexo, no quais: a Figura 1 é um gráfico que mostra a resistência ao escoamento versos calibre de lâmina para a liga de alumínio-lítio da presente invenção e ligas registradas; a Figura 2 fornece imagens que mostram as condições de fissura de superfície da lâmina de têmpera T3 de liga A flexionada, uma liga de alumínio-lítio da presente invenção; a Figura 3 é um gráfico que mostra a curva de limite de formação (FLC) da lâmina de têmpera T3 de liga A, uma liga de alumínio-lítio da presente invenção; a Figura 4 é um gráfico que mostra a resistência à fissura eficaz KReff como uma função da extensão de fissura eficaz (Daeff) de lâminas de liga A em têmpera T8 (uma liga de alumínio-lítio da presente invenção), 2198 em têmpera T8 e liga 7075 em têmpera T6; a Figura 5 é um gráfico que mostra da/dN como uma função de fator de intensidade de tensão de lâminas de liga A (uma liga de alumínio-lítio da presente invenção) e 2198 de têmpera T8 em orientações T-L e L-T; a Figura 6 é uma imagem que mostra as aparências de superfície típicas após o tempo de exposição do teste MASTMASSIS de 672 horas tanto para liga A (uma liga de alumínio-lítio da presente invenção) como para a liga 2198 no local T/2; e a Figura 7 mostra uma imagem da microestrutura das amostras após o tempo de exposição do teste MASTMASSIS de 672 horas tanto para a liga A (uma liga de alumínio-lítio da presente invenção) como para a liga 2198 no local T/2.

Descrição Detalhada da Invenção [024] A presente invenção é direcionada a ligas de alumínio-lítio, especificamente ligas de alumínio-cobre-lítio-magnésio. A liga de alumínio-lítio da presente invenção compreende a partir de cerca de 3,5 a cerca de 4,5% em peso de Cu, cerca de 0,8 a cerca de 1,6% em peso de Li, cerca de 0,6 a cerca de 1,5% em peso de Mg, a partir de cerca de 0,03 a cerca de 0,6 % em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras, e opcionalmente até cerca de 1,0% em peso de Zn, opcionalmente até cerca de 1,0% em peso de Mn, até cerca de 0,12% em peso de Si, até cerca de 0,15% em peso de Fe, até cerca de 0,15% em peso de Ti, até cerca de 0,15% em peso de elementos incidentais, sendo que o total desses elementos incidentais não excede 0,35% em peso, sendo que o saldo é alumínio. A liga de alumínio-lítio da presente invenção não deveria ter mais que cerca de 0,5% em peso de Ag. Alternativamente, é preferencial que Ag não seja intencionalmente adicionado na liga de alumínio-lítio. Como tal, a liga de alumínio-lítio pode incluir realizações alternativas que têm menos que cerca de 0,2% em peso de Ag, menos que cerca de 0,1% em peso de Ag, menos que cerca de 0,05% em peso de Ag ou menos que cerca de 0,01% em peso de Ag. Em uma realização preferencial, a liga de alumínio-lítio tem um teor de Mg que é pelo menos igual a ou maior que Zn em porcentagem em peso.

[025] Em uma realização alternativa, a liga de alumínio-lítio compreende cerca de 3,6 a cerca de 4,2% em peso de Cu, cerca de 0,9 a cerca de 1,5% em peso de Li, cerca de 0,8 a cerca de 1,2% em peso de Li, cerca de pelo menos 0,05% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras, um máximo de cerca de 0,05% em peso de Si, um máximo de cerca de 0,08% em peso de Fe. Tal realização da liga de alumínio-lítio também teria um teor de Mg que é pelo menos igual a ou maior que Zn em porcentagem em peso. Adicionalmente, a liga de alumínio-lítio pode incluir menos que cerca de 0,2% em peso de Ag, menos que cerca de 0,1% em peso de Ag, menos que cerca de 0,05% em peso de Ag ou menos que cerca de 0,01% em peso de Ag. Em uma realização preferencial, nenhum Ag é intencionalmente adicionado à liga de alumínio-lítio.

[026] A liga de alumínio-lítio da presente invenção pode ser usada para produzir produtos processados, de preferência, que têm uma faixa de espessura de 0,025 a 0,632 centímetro (0,01 a 0,249 polegada), com mais preferência, na faixa de espessura de 0,025 a 0,318 centímetro (0,01 a 0,125 polegada). Além da densidade baixa e baixo custo, as ligas de alumínio-lítio da presente invenção são produtos processados que têm alta resistência, excelente formabilidade, boa tolerância a danos e propriedades de corrosão.

[027] Tais produtos são adequados para o uso em muitas aplicações estruturais, especialmente para componentes estruturais aeroespaciais, tais como armações, longerões e fuselagens. A liga de alumínio-lítio da presente invenção pode ser usada em uma série de processos de manufatura na fabricação de componente de metal de lâmina. Os métodos comuns são formação por laminação, formação por estiramento, formação por golpe de martelo, estampagem, formação por esticamento e hidroformação. Os componentes de exemplo que podem ser produzidos a partir desses métodos de formação são, mas sem limitação, armações de fuselagem, longerões de fuselagem, revestimentos de fuselagem contornadas, revestimento em seção transversal constantes, grampos de chicote de fios elétricos, suportes para cabo usados em sistemas de controle, pontos de fixação para componentes interiores a estruturas primárias, tais como armações de fuselagem, tirantes para fixar armações de fuselagem a revestimentos de fuselagem, tirantes para fixar nervuras de asa a revestimento de asa, nervuras de asa, grampos para fixar nervuras de asa a vergas de asa, revestimentos de empenagem, nervuras de empenagem, revestimentos de nacela, revestimentos de entrada de borda anterior do motor, revestimentos de antepara de pressão, revestimentos de torre, conjunto de suportes para fixar aviônica a componentes estruturais, conjunto de suportes para fixar sistemas de oxigênio de passageiro, compartimentos de aviônica, prateleiras para componentes de aviônica, etc.

[028] Conforme demonstrado na Figura 1, a liga de alumínio-lítio da presente invenção tem resistência exclusivamente alta e baixo custo e também tem capacidade para produzir produtos de lâmina muito fina em comparação com outras ligas de alumínio-lítio conhecidas.

[029] As faixas composicionais dos elementos de liga principais (Cobre, Lítio, Magnésio) das ligas de alumínio-lítio da presente invenção são relacionadas na Tabela 1: [030] O cobre é adicionado à liga de alumínio-lítio da presente invenção na faixa de 3,5 a 4,5% em peso, principalmente para otimizar a resistência e também para aprimorar a combinação de resistência, formabilidade de resistência à fratura. Uma quantidade excessiva de Cu, particularmente, na faixa definida da liga de alumínio-lítio da presente invenção, podería resultar em partículas intermetálicas desfavoráveis que podem afetar negativamente as propriedades do material, tais como ductilidade, formabilidade e resistência à fratura. A interação de Cu com outros elementos, tais como Li e Mg, também deveria ser considerada. Em uma realização preferencial, Cu se situa na faixa de 3,6 a 4,2% em peso. Entende-se que dentro da faixa de 3,5 a 4,5% em peso de Cu, o limite superior ou inferior para a quantidade de Cu pode ser selecionado a partir de 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4 e 4,5% em peso de Cu.

[031] Lítio é adicionado à liga de alumínio-lítio da presente invenção na faixa de 0,8 a 1,6% em peso. O benefício primário em adicionar o elemento Li é reduzir a densidade e aumentar o módulo elástico. Combinado com outros elementos, tais como Cu, Li, também é de importância crítica aprimorar a resistência, tolerância a danos e desempenho de corrosão. Um teor de Li alto demais, contudo, pode afetar negativamente a resistência à fratura, anisotropia de propriedades de tração e propriedades de formabilidade. Em uma realização preferencial, Li se situa na faixa de 0,9 a 1,5% em peso. Entende-se que dentro da faixa de 0,8 a 1,6% em peso de Li, o limite superior ou inferior para a quantidade de Li pode ser selecionado a partir de 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5 e 1,6% em peso de Li.

[032] Mg é adicionado à liga de alumínio-lítio da presente invenção na faixa de 0,6 a 1,5% em peso. O propósito primário de adicionar Mg é otimizar a resistência com o propósito secundário de reduzir a densidade ligeiramente. Contudo, uma quantidade alta demais de Mg pode reduzir a solubilidade de Li na matriz, afetando, portanto, significativa e negativamente a cinética de envelhecimento para resistência maior. Em uma realização preferencial, Mg se situa na faixa de 0,8 a 1,2% em peso. Entende-se que dentro da faixa de 0,6 a 1,5% em peso de Mg, o limite superior ou inferior para a quantidade de Li pode ser selecionado a partir de 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4 e 1,5% em peso de Mg.

[033] A adição de baixo nível de Zn na liga de alumínio-lítio da presente invenção tem como objetivo aprimorar a resistência à corrosão. Em uma realização, a adição de Zn é opcional e pode ser de até 1,0% em peso. Entende-se que o limite superior para a quantidade de Zn pode ser selecionado a partir de 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 e 1,0% em peso de Zn. Em uma outra realização, a razão de Mg/Zn deveria ser maior que 1,0.

[034] Em uma realização, Ag não é adicionado intencionalmente na liga de alumínio-lítio da presente invenção. Ag pode existir na liga como um resultado do elemento adicionado de maneira não intencional. Nesse caso, o Ag não deveria ser maior que 0,5% em peso. A liga de alumínio-lítio pode incluir realizações alternativas que têm menos que 0,2% em peso de Ag, menos que 0,1% em peso de Ag ou menos que 0,05% em peso de Ag. Acredita-se que Ag aprimore as propriedades do produto final e, portanto, é incluído em muitas ligas de alumínio-lítio, assim como em muitas patentes e pedidos de patente. Contudo, Ag aumenta significativamente o custo das ligas. Na realização preferencial da liga de alumínio-lítio da presente invenção, Ag não é incluído intencionalmente a fim de reduzir o custo. É surpreendente constatar que a liga de alumínio-lítio da presente invenção, sem a adição de Ag para fornecer baixo custo, pode ser usada para produzir produtos de lâmina de alta resistência, alta formabilidade, excelente resistência à corrosão e bom desempenho de tolerância a danos adequados para aplicações estruturais, particularmente, aplicações estruturais aeroespaciais.

[035] Em uma realização, Mn pode ser opcionalmente incluído em até 1,0% em peso. Em uma realização, o nível de Mn é de pelo menos 0,1% em peso. Entende-se que o limite inferior ou superior para a quantidade de Mn pode ser selecionado a partir de 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 e 1,0% em peso de Mn. Mn pode ajudar a aprimorar as estruturas de grão para melhor formabilidade e anisotropia mecânica.

[036] Ti pode ser adicionado em até 0,15% em peso. O propósito de adicionar Ti é principalmente para o refino de grão. Entende-se que o limite superior para a quantidade de Ti pode ser selecionado a partir de 0,01, 0,02, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,10, 0,11,0,12, 0,13, 0,14 e 0,15% em peso de Ti.

[037] Além de alumínio, cobre, lítio, magnésio, opcionalmente zinco, opcionalmente manganês, e titânio, a liga de alumínio-lítio da presente invenção pode conter pelo menos um dentre os elementos de controle de estrutura de grão selecionados a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras em uma quantidade total de até 1,0% em peso. Em uma realização, tal elemento de controle de estrutura de grão tem que ser de pelo menos 0,05% em peso. Entende-se que o limite inferior ou superior para a quantidade total de elementos de controle de estrutura de grão pode ser selecionado a partir de 0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0% em peso.

[038] Si e Fe podem estar presentes na liga de alumínio-lítio da presente invenção como impurezas, mas não são adicionados intencionalmente. Quando presentes, seu teor precisa ser de até cerca de 0,12% em peso para Si e até 0,15% em peso para Fe. Si, de preferência, <0,05% em peso de Si. Em uma realização, a liga de alumínio-lítio da presente invenção inclui um teor máximo de cerca de 0,05% em peso para Si e 0,08% em peso para Fe.

[039] A liga de alumínio-lítio da presente invenção pode incluir também baixo nível de “elementos incidentais” que não são incluídos intencionalmente. Os “elementos incidentais” se referem a quaisquer outros elementos, exceto os descritos acima Al, Cu, Li, Mg, Zn, Mn, Ag, Fe, Si, Ti, Zr, Sc, Cr, V, Hf e outros elementos de terras raras.

[040] A liga de Al-Li de alta resistência e baixo custo da presente invenção pode ser usada para produzir produtos processados. Em uma realização, a liga de alumínio-lítio da presente invenção tem capacidade para produzir produtos laminados, de preferência, um produto de bobina ou lâmina na faixa de espessura de 0,025 a 0,632 centímetro (0,01 a 0,249 polegada), com mais preferência, na faixa de 0,025 a 0,318 centímetro (0,01 a 0,125 polegada).

[041] Os produtos laminados podem ser fabricados com o uso de processos conhecidos, tais como fundição, homogeneização, laminação a quente, opcionalmente laminação a frio, tratamento térmico em solução e arrefecimento, opcionalmente estiramento e nivelamento, e tratamentos de envelhecimento. O lingote pode ser fundido por meio do método tradicional de fundição por resfriamento direto (DC). O lingote pode ser homogeneizado em temperaturas a partir de 454 a 549 °C (850 a 1.020 °F), de preferência, a partir de 482 a 543 °C (900 a 1.010 °F), e com mais preferência a partir de 496 a 538 °C (925 a 1.000 °F). A temperatura de laminação a quente pode ser a partir de 343 a 499 °C (650 a 930 °F), de preferência, a partir de 357 a 482 °C (675 a 900 °F), e com mais preferência a partir de 371 a 466 °C (700 a 870 °F). A laminação a frio opcional pode ser necessária particularmente para os calibres mais finos. A redução de trabalho a frio pode ser a partir de 20% a 95%, de preferência, a partir de 40% a 90%. Os produtos podem ser tratados por calor em solução na faixa de temperatura a partir de 454 a 543 °C (850 a 1.010 °F), de preferência, a partir de 482 a 538 °C (900 a 1.000 °F), e com mais preferência a partir de 493 a 532 °C (920 a 990 °F). Os produtos processados são arrefecidos com água fria até a temperatura ambiente e podem ser opcionalmente estirados ou trabalhados a frio até 15%, de preferência, a partir de 2 a 8%. O produto arrefecido pode ser submetido a qualquer prática de envelhecimento conhecida por aqueles elementos versados na técnica, que inclui, porém sem limitação, práticas de envelhecimento de uma etapa que produzem uma têmpera final desejável, tal com têmpera T8, para melhor combinação de resistência, resistência à fratura e resistência à corrosão, as quais são altamente desejáveis para membros aeroespaciais. A temperatura de envelhecimento pode se situar na faixa de 121 a 205 °C (250 a 400 °F), de preferência, a partir de 135 a 193 °C (275 a 380 °F), e com mais preferência a partir de 149 a 182 °C (300 a 360 °F) e o tempo de envelhecimento pode se situar na faixa de 2 a 60 horas, de preferência, a partir de 10 a 48 horas.

[042] Muitas peças aeroespaciais, tais como armações, precisam ser formadas na geometria projetada para aplicações finais. Portanto, a formabilidade também é uma consideração crítica juntamente com as propriedades do material dinâmicas e estáticas. A formabilidade é normalmente avaliada pelo simples método de teste de flexão e/ou pelo método de diagrama de limite de formação (FLD) mais sofisticado. A formabilidade da lâmina de têmpera T3 é principalmente focalizada para a liga de alumínio-lítio da presente invenção. Para a lâmina de liga 7xxx e 2xxx de alta resistência, a têmpera 0 é comumente fornecida a partir do fabricante de produto de alumínio (moinho de alumínio) para o fabricante de estrutura de aeronave. A lâmina de têmpera 0 é processada em maneiras diferentes, tais como formação, solubilização, arrefecimento com água fria e envelhecimento. A lâmina de têmpera T3 fornecida tem uma vantagem de custo significativa, uma vez que elimina o processo de solubilização e as etapas do processo de arrefecimento com água fria na fabricação de estrutura de aeronave.

[043] Os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (68 ksi). Alternativamente, os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 510,21 MPa (74 ksi). Adicionalmente, os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial um raio de flexão mínimo de 1,88*t na direção longitudinal. Adicionalmente, os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínimo de 468,84 MPa (68 ksi) ou 510,21 MPa (74 ksi) e um raio de flexão mínimo de 1,88*t na direção longitudinal.

[044] Os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,125 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (68 ksi). Alternativamente, os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,125 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 510,21 MPa (74 ksi). Adicionalmente, os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,125 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial um raio de flexão mínimo de 1,88*t na direção longitudinal. Adicionalmente, os produtos laminados que incluem uma liga de alumínio-lítio da presente invenção que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,125 polegada) podem exibir, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínimo de 468,84 MPa (68 ksi) ou 510,21 MPa (74 ksi) e um raio de flexão mínimo de 1,88*t na direção longitudinal.

[045] Os exemplos a seguir ilustram diversos aspectos da invenção e não se destinam a limitar o escopo da invenção.

Exemplo 1: Estudo de Produto à Base de Lingote de Molde Livro [046] Onze lingotes de molde livro com a dimensão aproximada de 3,17 x 15,24 x 30,48 centímetros (1,25 x 6 x 12 polegadas) foram fundidos e processados em produtos de lâmina de 0,127 centímetro (0,05 polegada). A Tabela 2 proporciona as composições químicas desses 11 lingotes de molde livro. Entre esses 11 produtos químicos, o n- 5 não estava na faixa da composição química da invenção devido ao teor muito baixo de Cu. Os lingotes n2 6 a 11 têm cerca de 0,3% em peso de Ag, portanto, não estão na faixa de composição química da invenção.

Tabela 2 [047] Os lingotes de molde livro tiveram a superfície removida, foram homogeneizados, laminados a quente, laminados a frio, tratados com calor em solução, arrefecidos, estirados e envelhecidos até lâminas finais de espessura de 0,127 centímetro (0,05 polegada) de têmpera T8.

[048] Os lingotes foram homogeneizados em temperaturas a partir de 496 a 538 °C (925 a 1.000 °F). As temperaturas de laminação a quente se situaram na faixa de 399 a 466 °C (750 a 870 °F). Os lingotes foram laminados a quente em múltiplas passagens em lâminas de espessura de 0,152 a 0,508 centímetro (0,06 a 0,20 polegada). Embora a laminação a frio seja opcional, todas as lâminas de molde livro de exemplo foram adicionalmente laminadas a frio até espessura de 0,127 centímetro (0,05 polegada). As lâminas laminadas a frio foram tratadas com calor em solução em uma faixa de temperatura a partir de 493 a 532 °C (920 a 990 °F). As lâminas foram arrefecidas com água fria até a temperatura ambiente. Embora o estiramento ou trabalho a frio seja opcional, todas as lâminas de exemplo foram estiradas em cerca de 2 a 6%. As lâminas estiradas foram envelhecidas a têmpera T8 na faixa de temperatura de 166 X) (330 °F) durante 24 horas. A formabilidade de lâminas de têmpera T3 foi avaliada, e as propriedades de tração foram avaliadas para as lâminas de têmpera T8.

[049] A Tabela 3 proporciona as propriedades de tração de lâmina na têmpera T8 (envelhecida). A resistência ao escoamento de deslocamento de 0,2% (TYS) e a resistência máxima à tração (UTS) ao longo da direção de laminação (L) foram medidas sob a especificação de ASTM B557. O produto químico n° 5, o qual não está dentro da faixa de produto químico da invenção, tem resistência muito menor devido ao baixo teor de Cu. As amostras n— 6 a 11, as quais são não invenção, ligas contendo Ag, têm resistências altas, conforme esperado. Contudo, é surpreendente observar que as ligas n— 1 a 4, as ligas não contendo Ag da invenção, também têm resistência alta, muito próxima às ligas contendo Ag.

[050] A Tabela 3 inclui o mínimo exigido nas especificações de AMS da indústria para lâminas 7075 T62 e lâminas 2024 T3. As ligas da invenção estão no nível de 7075 T62 e muito maior que o mínimo de 2024 T3.

[051] A Tabela 3 também inclui a resistência ao escoamento específica, isto é, resistência dividida pela densidade: as ligas da invenção são muito maiores que a liga incumbente 7075 T62.

Tabela 3 [052] O desempenho de flexão da lâmina de têmpera T3 também foi avaliado com base em ASTM 290-09. Uma extremidade da espécime de lâmina junto com a matriz de suporte de flexão foi mantida em conjunto em um torno. Uma força foi aplicada na outra extremidade da lâmina para flexionar contra o raio de uma matriz de suporte a 180°. Após a flexão, a superfície da espécime foi examinada para determinar se houveram fissuras. A razão de flexão R/t, isto é, raio da matriz de suporte (R) para espessura da lâmina (t), é, normalmente, usada para avaliar o desempenho de flexão. Quanto menor a razão de flexão melhor o desempenho de flexão.

[053] A Tabela 4 proporciona o desempenho de flexão de cada lâmina de liga. “Fissura” na tabela indica que existiram fissuras notáveis após o teste de flexão. Conforme pode ser visto, a razão de flexão mínima antes da fissura é de 1,6*t 1,88*t, o qual é um desempenho muito bom: por exemplo, nas lâminas 2024 T3 amplamente usadas, a razão de flexão mínima na especificação da indústria AMS 4037 é de 2,5*t. Não há diferença notável entre as ligas contendo Ag e as ligas da invenção não contendo de baixo custo.

Tabela 4 [054] Considerando-se tanto a resistência como a formabilidade, a liga da invenção n-1 a4 tem resistência muito alta, alta formabilidade e baixo custo. A liga não inventiva n2 5 tem resistência muito baixa devido ao baixo teor de Cu. As outras ligas não inventivas n— 6 a 11 também têm alta resistência e alta formabilidade, mas alto custo devido á adição de Ag.

Exemplo 2: Teste de Fábrica de Escala Completa [055] Dois lingotes de 406 mm (16 polegadas) de espessura de escala industrial das ligas da invenção e um da liga 2198 foram fundidos pelo processo de fundição DC (resfriamento direto) e processados a lâminas de espessura de 0,127 centímetro (0,05 polegada). A liga 2198 foi usada como uma liga de linha de base. A Tabela 5 proporciona as composições químicas de lingotes de escala industrial das ligas da invenção e liga 2198.

TabelaS

[056] Os lingotes foram homogeneizados em temperaturas a partir de 496 a 538 °C (925 a 1.000 °F). As temperaturas de laminação a quente foram a partir de 371 a 466 °C (700 a 870 °F). Os lingotes foram laminados a quente em múltiplas passagens em lâminas de espessura de 0,152 a 0,508 centímetro (0,06 a 0,20 polegada). Embora a laminação a frio seja opcional, todas as lâminas foram adicionalmente laminadas a frio até espessura de 0,127 centímetro (0,05 polegada). As lâminas laminadas a frio foram tratadas com calor em solução em uma faixa de temperatura a partir de 493 a 532 °C (920 a 990 °F). As lâminas foram arrefecidas com água fria até a temperatura ambiente. Embora o estiramento ou trabalho a frio seja opcional, todas as lâminas de exemplo foram estiradas em cerca de 2 a 7%. As lâminas estiradas sem envelhecimento artificial foram usadas para as avaliações de formabilidade e tração de têmpera T3. As lâminas estiradas foram adicionalmente envelhecidas a têmpera T8 para a avaliação de resistência, fratura e desempenho de fadiga. A temperatura de envelhecimento foi de 166 °(330 °F) durante 24 horas.

[057] As propriedades de tração de lâminas de têmpera T3 ao longo da direção de laminação (L), direção transversal do comprimento (LT) e 45 graus da direção de laminação (L45) são dadas na Tabela 6. As lâminas de liga da invenção, Liga A e Liga B, têm resistência maior que a lâmina de liga 2198 em têmpera T3 e também a mínima de 2024-T3 por AMS4037. A diferença de resistência em orientações de tração diferentes, L, LT e L45, (isto é, a anisotropia em plano) também é muito pequena.

Tabela 6 [058] A Tabela 7 proporciona as propriedades de tração ao longo das orientações L, LT e L45 para as ligas diferentes e tempos de envelhecimento a 165 °C (330 °F). As lâminas de liga da invenção, Liga A e Liga B, têm resistência muito maior que a lâmina de liga 2198 existente em todas as orientações e tempos de envelhecimento do teste.

Tabela 7 [059] A lâmina de alumínio 7075-T62 é o produto típico para a aplicação aeroespacial de “alta resistência - tolerância a danos média”. Em comparação com 7075-T62, a liga da invenção tem resistência muito maior, especialmente Resistência ao Escoamento (TYS).

[060] A formabilidade foi avaliada através de ambos os testes padrão de flexão uniaxial e Diagrama de Limite de Formação (FLD).

[061] Conforme descrito acima, o teste de flexão foi com base em ASTM 290-09. Como um exemplo, a Figura 2 mostra as condições de fissura de superfície da lâmina de liga A em têmpera T3 flexionada em razões de flexão diferentes e direções diferentes Longitudinal (L) e Transversal longa (LT). Pequenas fissuras podem ser observadas para a razão de flexão baixa de 1,6*t, mas nenhuma fissura é observada na razão de flexão de 1,88*t.

[062] A Tabela 8 proporciona o desempenho de flexão das lâminas em têmpera T3 tanto para a direção Longitudinal como Transversal longa, em dois níveis de estiramento diferentes após o arrefecimento (2% e 6%) e diversas razões de flexão. Para as ligas da invenção, poucas fissuras podem ser encontradas em razões de flexão de 1,6*t a 1,88*t; para a liga AA2198 de resistência muito menor, nenhuma fissura é encontrada em 1,25*t. A liga A e B têm o mesmo desempenho de flexão. A liga 2198 tem desempenho de flexão ligeiramente melhor em comparação com a liga da invenção, mas com resistência muito menor. Observe também que com o teor de Ag em 2198, também é uma liga de produção muito mais dispendiosa.

Tabela 8 [063] As ligas da invenção têm melhor desempenho de flexão que as lâminas 2024 T3 amplamente usadas, em que a razão de flexão mínima exigida pela especificação da indústria AMS 4037 é de 2,5*t.

[064] A Figura 3 é um gráfico que mostra o diagrama de limite de formação (FLD) da lâmina de Liga A na têmpera T3 da invenção. O FLD foi avaliado com base na especificação ASTM E2218-02 (reaprovada em 2008). Uma curva de limite de formação (FLC) foi gerada pelos pontos identificados pelo estreitamento sobre as amostras.

[065] A resistência à fratura foi avaliada com base em ASTM E561-10e2 e ASTM B646-06a. A espécime comumente usada de 40,64 centímetros de largura e 101,6 centímetros de comprimento (16 polegadas de largura e 40 polegadas de comprimento) foi usada para o teste de resistência à fratura por tração com fissura central da lâmina de 0,127 centímetro (0,05 polegada) de espessura. A Figura 4 é um gráfico que mostra a resistência à fissura eficaz KRetf, como uma função da extensão de fissura eficaz (Daeft) da Liga A da invenção e 2198 em têmpera T8. Os dados de 7075-T6 a partir do ASM Handbook (ASM Handbook Volume 19: Fatigue and Fracture R.J. Bucci et.al. páginas 771 a 812) também foram adicionados na Figura 4. A lâmina de liga da invenção em têmpera T8 tem melhor resistência à fratura que 7075-T6, mas menor que a lâmina de 2198-T8. Isso é consistente com o alvo de “alta resistência - tolerância a danos média” das ligas da invenção, quando a AA2198 é uma liga de “resistência média - alta tolerância a danos”.

[066] A taxa de crescimento de fissura por fadiga (FCGR) foi avaliada com base em ASTM E647-08 (9.1). A Figura 5 é um gráfico que mostra a da/dN como uma função de fator de intensidade de tensão tanto de lâminas de liga A da invenção como de lâminas de 2198 de têmpera T8 tanto nas orientações T-L como L-T; Os resultados do teste de 2198 e Liga A na Figura 5 foram com base em uma razão de tensão de 0,1 e uma frequência de 10 Hz. Os dados de 7075-T6 a partir do ASM Handbook (ASM Handbook Volume 19: Fatigue and Fracture R.J. Bucci et.al. páginas 771 a 912) também foram adicionados na Figura 5. A liga da invenção tem melhor desempenho de resistência ao crescimento de fissura por fadiga que a lâmina 7075-T6, mas comparável ou somente ligeiramente pior que a liga 2198.

[067] A resistência à corrosão foi avaliada pelos testes MASTMASSIS. O teste MASTMASSIS é em geral considerado um bom método de corrosão acelerada representativo para as ligas à base de Al-Li.

[068] O teste MASTMASSIS foi com base no Anexo 2 de ASTM G85-11 sob condições de fundo seco. O tamanho da amostra foi de 0,127 centímetros de espessura x 10,16 centímetros de L x 10,16 centímetros de LT (0,050 polegada de espessura x 4,0 polegadas de L x 4,0 polegadas de LT). A temperatura da câmara de exposição através da duração do teste foi de 49 + 2 °C. A Liga A e 2198 em têmpera T8 foram testadas tanto no local T/2 (centro da espessura) como no local T/10 (1/10 da espessura a partir da superfície). Os tempos de duração do teste foram 24, 48, 96, 168, 336, 504 e 672 horas.

[069] A Figura 6 é uma figuração de imagens de superfície típicas após o tempo de exposição do teste MASTMASSIS de 672 horas tanto para liga A da invenção como para a liga 2198 no local T/2. A liga A da invenção tem uma classificação de corrosão por pite e 2198 tem classificação de corrosão por pite forte. A Figura 7 mostra a microestrutura das amostras após o tempo de exposição do teste MASTMASSIS de 672 horas tanto para liga A da invenção como para a liga 2198 em têmpera T8 no local T/2. Nenhuma característica de esfoliação pode ser observada.

[070] A Tabela 9 resume as classificações de corrosão do teste MASTMASSIS tanto para a liga da invenção como para a liga 2198 em têmpera T8.

Tabela 9 [071] Embora as realizações específicas da invenção tenham sido reveladas, será observado por aqueles elementos versados na técnica que diversas modificações e alterações naqueles detalhes poderíam ser desenvolvidas à luz das instruções gerais da revelação. Consequentemente, as disposições particulares reveladas destinam-se a ser ilustrativas e não limitadoras no que se refere ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada total abrangência no caso das reivindicações anexas e todo e qualquer equivalente das mesmas.

Claims (31)

1. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de alta resistência, alta formabilidade e baixo custo, caracterizada pelo fato de que compreende: a partir de cerca de 3,5 a cerca de 4,5% em peso de Cu, a partir de cerca de 0,8 a cerca de 1,6% em peso de Li, a partir de cerca de 0,6 a cerca de 1,5% em peso de Mg, menos que cerca de 0,2% em peso de Ag, a partir de cerca de 0,03 a cerca de 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras, opcionalmente, até cerca de 1,0% em peso de Zn, opcionalmente, até cerca de 1,0% em peso de Mn, até cerca de 0,15% em peso de Ti, até cerca de 0,12% em peso de Si, até cerca de 0,15% em peso de Fe, até cerca de 0,15% em peso de elementos incidentais, em que o total desses elementos incidentais não excede cerca de 0,35% em peso, sendo que o saldo é alumínio, e em que o teor de Mg é pelo menos igual a ou maior que Zn em porcentagem em peso.

2. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o teor de Cu na liga é a partir de cerca de 3,6 a cerca de 4,2% em peso.

3. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo fato de que o teor de Li na liga é a partir de cerca de 0,9 a cerca de 1,5% em peso.

4. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o teor de Mg na liga é a partir de cerca de 0,8 a cerca de 1,2% em peso.

5. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o elemento de controle de estrutura de grão selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras é de pelo menos 0,05% em peso.

6. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o teor de Si na liga é de no máximo cerca de 0,05% em peso.

7. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o teor de Fe na liga é de no máximo cerca de 0,08% em peso.

8. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o teor de Ag na liga é de menos que 0,1% em peso.

9. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o teor de Ag na liga é de menos que 0,05% em peso.

10. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que nenhum Ag é intencionalmente adicionado à liga de alumínio.

11. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a dita liga de alumínio-lítio está sob a forma de um produto laminado, extrudado ou forjado de cerca de 0,025 a 0,632 centímetro (0,01 a 0,249 polegada) de espessura.

12. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a dita liga de alumínio-lítio tem uma espessura máxima de cerca de 0,318 centímetro (0,125 polegada).

13. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio-lítio está sob a forma de uma lâmina ou bobina que tem uma espessura a partir de cerca de 0,025 a 0,632 centímetro (0,01 a 0,249 polegada).

14. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio-lítio tem uma espessura máxima de cerca de 0,318 centímetro (0,125 polegada).

15. PRODUTO LAMINADO que compreende uma liga de alumínio-lítio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada), exibindo, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (68 ksi).

16. PRODUTO LAMINADO que compreende uma liga de alumínio-lítio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada), exibindo, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (74 ksi).

17. PRODUTO LAMINADO que compreende uma liga de alumínio-lítio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,125 polegada), exibindo, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (68 ksi).

18. PRODUTO LAMINADO que compreende uma liga de alumínio-lítio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,125 polegada), exibindo, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (74 ksi).

19. PRODUTO LAMINADO que compreende uma liga de alumínio-lítio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que tem uma espessura máxima de cerca de 0,632 centímetro (0,249 polegada), que exibe em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento e estiramento, um raio de flexão mínimo de 1,88*t na direção longitudinal.

20. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de alta resistência, alta formabilidade e baixo custo, caracterizado pelo fato de que o método compreende: a. fundir o estoque de um lingote de liga de alumínio que compreende o produto de liga de alumínio-lítio conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, produzindo um estoque fundido b. homogeneizar o estoque fundido produzindo um estoque fundido homogeneizado; c. trabalhar a quente o estoque fundido homogeneizado por meio de um ou mais métodos selecionados a partir do grupo que consiste em laminação, extrusão e forjamento, formando um estoque usinado; d. opcionalmente, laminar a frio o estoque usinado; e. tratar por calor em solução (SHT) o estoque usinado opcionalmente laminado a frio, produzindo um estoque SHT; f. arrefecer por água fria o dito estoque SHT para produzir um estoque SHT arrefecido por água fria; g. opcionalmente, estirar o estoque SHT arrefecido por água fria; e h. envelhecer artificialmente o estoque SHT opcionalmente estirado e arrefecido por água fria.

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de homogeneizar inclui homogeneizar em temperaturas a partir de 454 a 549 °C (850 a 1.020 °F).

22. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de trabalhar a quente inclui laminar a quente a uma temperatura de 343 a 499 °C (650 a 930 °F).

23. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de opcionalmente trabalhar a frio inclui a redução a frio em cerca de 20% a 95%.

24. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de tratar com calor em solução inclui tratar com calor em solução na faixa de temperatura a partir de 454 a 543 °C (850 a 1.010 °F).

25. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de opcionalmente estirar inclui estirar até cerca de 15%.

26. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 24, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de envelhecer inclui 121 a 205 °C (250 a 400 °F) e o tempo de envelhecimento pode se situar na faixa de 2 a 60 horas.

27. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 25, caracterizado pelo fato de que a. a dita etapa de homogeneizar inclui homogeneizar em temperaturas a partir de 454 a 549 °C (850 a 1.020 °F). b. a dita etapa de trabalhar a quente inclui laminar a quente a uma temperatura de 343 a 499 °C (650 a 930 °F). c. a dita etapa de opcionalmente trabalhar a frio inclui a redução a frio em cerca de 20% a 95%. d. a dita etapa de tratar com calor em solução inclui tratar com calor em solução na faixa de temperatura a partir de 454 a 543 °C (850 a 1.010 °F). e. a dita etapa de opcionalmente estirar inclui estirar em cerca de até 15%. f. a dita etapa de envelhecer inclui 121 a 205 °F (250 a 400 °F) e o tempo de envelhecimento pode se situar na faixa de 2 a 60 horas.

28. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de alta resistência, alta formabilidade e baixo custo, caracterizada pelo fato de que compreende: a partir de cerca de 3,5 a cerca de 4,5% em peso de Cu, a partir de cerca de 0,8 a cerca de 1,6% em peso de Li, a partir de cerca de 0,6 a cerca de 1,5% em peso de Mg, menos que 0,05% em peso de Ag, a partir de cerca de 0,03 a cerca de 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sc, Cr, V, Hf, e outros elementos de terras raras, opcionalmente, até cerca de 1,0% em peso de Zn, opcionalmente, até cerca de 1,0% em peso de Mn, até cerca de 0,15% em peso de Ti, até cerca de 0,12% em peso de Si, até cerca de 0,15% em peso de Fe, em que cada elemento incidental está presente em até cerca de 0,15% em peso, sendo que o total desses outros elementos incidentais não excede cerca de 0,35% em peso, sendo que o saldo é alumínio, em que o teor de Mg é pelo menos igual ou maior que Zn em porcentagem em peso, em que a dita liga de alumínio-lítio é um produto laminado que tem uma espessura menor que 0,632 centímetro (0,249 polegada), em que a dita liga de alumínio-lítio exibe, em uma condição de tratamento com calor em solução, arrefecimento, estiramento e envelhecimento artificial, uma resistência ao escoamento longitudinal mínima de 468,84 MPa (68 ksi) e um raio de flexão mínimo de 1,88*t na direção longitudinal.

29. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a dita liga de alumínio-lítio tem uma espessura de menos que 0,318 centímetro (0,125 polegada).

30. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 28, caracterizada pelo fato de que a dita liga de alumínio-lítio não tem qualquer Ag intencionalmente adicionado.

31. LIGA DE ALUMÍNIO-LÍTIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 29, caracterizada pelo fato de que a dita resistência ao escoamento longitudinal mínima é de 510,21 MPa (74 ksi).