BR112019021170A2

BR112019021170A2 - produtos de liga de alumínio-cobre-lítio

Info

Publication number: BR112019021170A2
Application number: BR112019021170A
Authority: BR
Inventors: Chevy Juliette
Original assignee: Constellium Issoire
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2020-04-28
Also published as: EP3610047B1; CN110536972A; CA3058021A1; CN110536972B; BR112019021170B1; US20210087665A1; FR3065011B1; FR3065011A1; EP3610047A1; WO2018189471A1; DE18724941T1

Abstract

a invenção refere-se a um produto feito de uma liga baseada em alumínio, por % em peso, cu: 2,5 a 3,4; li: 1,6 a 2,2; mg: 0,4 a 0,9; mn: 0,2 a 0,6, zr: 0,08 a 0,18; zn: < 0,4; ag: < 0,15; fe + si = 0,20; pelo menos um elemento selecionado entre ti, se, cr, hf e v, o teor do elemento, se selecionado, sendo: ti: 0,01 a 0,15; se: 0,01 a 0,15; cr: 0,01 a 0,3; hf: 0,01 a 0,5; v: 0,01 a 0,3; outros elementos = 0,05 cada e = 0,15 no total; o restante sendo alumínio. a invenção também se refere a um método para fabricar um produto à base de liga de alumínio, extrudado, laminado e/ou forjado, e a um elemento estrutural que incorpora pelo menos um produto como descrito acima.

Description

“PRODUTOS DE LIGA

DE ALUMÍNIO-COBRE-LÍTIO”

RELATÓRIO DESCRITIVO

Campo de invenção [0001] A invenção refere-se, em geral, a produtos trabalhados feitos de ligas de alumínio-cobre-lítio e, mais particularmente, a esses produtos na forma de perfis destinados a fabricar reforços na construção aeronáutica.

Técnica anterior [0002] Um esforço contínuo de pesquisa é realizado para desenvolver materiais que possam reduzir simultaneamente o peso e aumentar a eficácia das estruturas de aviões de alto desempenho. As ligas de alumínio contendo lítio são de grande interesse nesse sentido, uma vez que o lítio pode reduzir a densidade do alumínio em 3% e aumentar o módulo de elasticidade em 6% para cada porcentagem em peso de lítio adicionado. Para que essas ligas sejam selecionadas em aviões, seu desempenho deve atingir o das ligas usadas rotineiramente, em particular em termos de compromisso entre as propriedades da resistência mecânica estática (ponto de escoamento, resistência à tração final) e as propriedades de tolerância a danos (tenacidade, resistência à propagação de trincas por fadiga), sendo essas propriedades em geral antinômicas. Além disso, essas ligas devem ter resistência suficiente à corrosão, podem ser formadas de acordo com os métodos usuais e apresentar baixas tensões residuais de modo a poderem ser usinadas integralmente.

[0003] Ê conhecida uma pluralidade de ligas de Al-Cu-Li, para as quais é realizada uma adição de prata.

[0004] A patente US 5 032 359 descreve uma vasta família de ligas

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2/15 de alumínio-cobre-lítio na qual a adição de magnésio e prata, em particular entre 0,3 e 0,5 por cento em peso, permite aumentar a resistência mecânica. Essas ligas são geralmente conhecidas sob o nome comercial Weldalite™.

[0005] A patente US 5 198 045 descreve uma família de ligas Weldalite™ compreendendo (em % em peso) (2,4 a 3,5) Cu, (1,35 a 1,8) Li, (0,25 a 0,65) Mg, (0,25 a 0,65) Ag, (0,08 a 0,25) Zr. Os produtos trabalhados fabricados com essas ligas combinam uma densidade inferior a 2,64 g / cm³ e um compromisso atraente entre a resistência mecânica e a tenacidade.

[0006] A patente US 7 229 509 descreve uma família de ligas Weldalite™ compreendendo (em % em peso) (2,5 a 5,5) Cu, (0,1 a 2,5) Li, (0,2 a 1,0) Mg, (0,2 a 0,0) Mg, (0,2 a 0,8) Ag, (0,2 a 0,8) Mn, (até 0,4) Zr ou outros elementos tais como Cr, Ti, Hf, Sc e V. Os exemplos apresentados apresentam um compromisso aprimorado entre a resistência mecânica e a tenacidade, mas sua densidade é superior a 2,7 g / cm³.

[0007] O pedido de patente W02007 / 080267 descreve uma liga Weldalite™ que não contém zircônio destinada a folhas de fuselagem compreendendo (em % em peso) (2,1 a 2,8) Cu, (1,1 a 1,7) Li, (0,2 a 0,6) Mg, (0,1 a 0,8)) Ag, (0,2 a 0,6) Mn.

[0008] Além disso, a liga AA2196 é conhecida, compreendendo (em % em peso) (2,5^a 3,3) Cu, (1,4 a 2,1) Li, (0,25 a 0,8) Mg, (0,25 a 0,6) Ag, (0,04 a 0,18) Zr e no máximo 0,35 Mn.

[0009] A limitação da quantidade de prata é economicamente muito favorável. No entanto, note-se que os produtos de acordo com a técnica anterior feitos de liga que substancialmente não contém prata não permitem obter propriedades tão vantajosas quanto os produtos feitos com ligas contendo prata, como a liga AA2196.

[0010] Há necessidade de produtos feitos de liga de alumínio-cobrelítio, perfis extrudados, com uma densidade e propriedades reduzidas substancialmente equivalentes às de produtos conhecidos contendo

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3/15 prata, em particular em termos de compromisso entre as propriedades da resistência mecânica estática e propriedades de tolerância a danos. A estabilidade térmica, a resistência à corrosão, a usinabilidade e a densidade desses produtos também devem ser satisfatórias em relação às dos produtos conhecidos contendo prata, embora com baixa densidade.

Objeto da invenção [0011] Um primeiro objetivo da invenção é um produto feito de liga contendo alumínio que compreende, em % em peso,

Cu: 2,5 a 3,4; de preferência 2,8 a 3,2;

Li: 1,6 a 2,2; de preferência 1,65 a 1,8;

Mg: 0,4 a 0,9; de preferência 0,5 a 0,8;

Mn: 0,2 a 0,6; de preferência 0,3 a 0,6;

Zr: 0,08 a 0,18; de preferência 0,12 a 0,16;

Zn: < 0,4 preferencialmente 0,05 a 0,4; mais preferencialmente de 0,2 a 0,4;

Ag: < 0,15; de preferência < 0,1; ainda mais preferencialmente < 0,05;

Fe + Si < 0,20;

pelo menos um elemento escolhido dentre

Ti: 0,01 a 0,15; de preferência 0,01 a 0,05;

Sc: 0,01 a 0,15, preferencialmente 0,02 a 0,1;

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Cr: 0,01 a 0,3, preferencialmente 0,02 a 0,1;

Hf: 0,01 a 0,5; de preferência 0,02 a 0,1;

V: 0,01 a 0,3, preferencialmente 0,01 a 0,05;

outros elementos < 0,05 cada e < 0,15 no total, o restante alumínio.

[0012] Um segundo objetivo da invenção é um método para fabricar um produto extrudado, laminado e/ou forjado contendo liga de alumínio, compreendendo as etapas de:

a) criar um banho de metal líquido compreendendo, em porcentagem em peso, Cu: 2,5 a 3,4; Li: 1,6 a 2,2; Mg: 0,4 a 0,9;

Mn: 0,2 a 0,6; Zr: 0,08 a 0,18; Zn: < 0,4; Ag: < 0,15; Fe + Si < 0,20; pelo menos um elemento escolhido dentre Ti, Sc, Cr, Hf e V, a concentração do referido elemento, se for escolhido, sendo Ti: 0,01 a0,15; Sc: 0,01 a0,15; Cr: 0,01 a 0,3; Hf: 0,01 a 0,5; V: 0,01 a 0,3; outros elementos < 0,05 cada e < 0,15 no total, o restante alumínio

b) fundir um produto em bruto do referido banho de metal líquido;

c) homogeneizar o referido produto em bruto;

d) trabalho a quente e, opcionalmente, a frio do produto bruto em um produto extrudado, laminado e/ou forjado;

e) tratamento térmico em solução e resfriamento brusco do referido produto;

f) estiramento de maneira controlada do referido produto com um conjunto permanente de 1 a 15 %, preferencialmente de 2 a 4 %;

g) maturação do referido produto por aquecimento a 140 a 170°C por 5 a 70 horas. Vantajosamente, a maturação é realizada de tal

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5/15 maneira que o referido produto possui um limite elástico convencional medido a 0,2 % do alongamento na direção L, R_po,2 (L), de pelo menos 510 MPa e uma tenacidade Kq (L-T), na direção L-T, de pelo menos 21MPaVm e tal que Kq (L-T) > -0,2667 * R_po,2 (L) + 169.

[0013] Ainda outro objetivo da invenção é um elemento estrutural que incorpora pelo menos um produto de acordo com a invenção.

Descrição dos desenhos [0014] Figura 1: o formato do perfil W do exemplo (formato significa a seção transversal do referido perfil). As dimensões são indicadas em mm. As amostras utilizadas para as caracterizações mecânicas foram amostradas na zona indicada por linhas tracejadas.

[0015] Figura 2: o formato do perfil Z do exemplo (formato significa a seção transversal do referido perfil). As dimensões são indicadas em mm. As amostras utilizadas para as caracterizações mecânicas foram amostradas na zona indicada por linhas tracejadas.

[0016] Figura 3: Comprometimento entre tenacidade e resistência mecânica obtidas para os perfis do exemplo.

Descrição da invenção [0017] Salvo indicação em contrário, todas as indicações relativas à composição química das ligas são expressas em porcentagem em peso, com base no peso total da liga. A designação das ligas é feita de acordo com os regulamentos da Associação de Alumínio, conhecidos por um versado na técnica. A densidade depende da composição e é determinada pelo cálculo e não por um método de medição de peso. Os valores são calculados de acordo com o procedimento da Associação de Alumínio, que é descrito nas páginas 2 a 12 e 2.13 de “Aluminum Standards and Data”. As definições dos estados metalúrgicos estão indicadas na norma europeia EN 515 (2009).

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6/15 [0018] Salvo indicação em contrário, as características mecânicas estáticas, ou seja, a resistência à tração final R_m, o limite elástico convencional a 0,2% do alongamento R_Po,2 (“limite elástico”) e o alongamento na ruptura A, são determinados por um teste de tração de acordo com de acordo com a norma EN 10002-1 (2001), a amostragem e a direção do teste são definidas pela norma EN 485-1 (2016).

[0019] O fator de intensidade de estresse (Kq) é determinado de acordo com a norma ASTM E 399 (2012). Assim, a proporção das peças de teste definidas no parágrafo 7.2.1 desta norma é sempre verificada exatamente como o procedimento geral definido no parágrafo 8. A norma ASTM E 399 (2012) dá nos parágrafos 9.1.3 e 9.1.4 critérios que permite determinar se Kq é um valor válido de Kic. Assim, um valor Kic é sempre um valor Kq, o inverso não é verdadeiro. No contexto da invenção, os critérios dos parágrafos 9.1.3 e 9.1.4 da norma ASTM E399 (2012) nem sempre são atendidos; no entanto, para uma dada geometria da peça de teste, os valores de Kq apresentados são sempre comparáveis um ao outro, a geometria da peça de teste que permite obter um valor válido de Kic nem sempre é acessível, dadas as restrições relacionadas às dimensões das folhas ou perfis.

[0020] Salvo indicação em contrário, aplicam-se as definições da norma EN 12258 (2012). A espessura dos perfis é definida de acordo com a norma EN 2066: 2001: a seção transversal é dividida em retângulos elementares com as dimensões A e B; A sendo sempre a maior dimensão do retângulo elementar e B podendo ser considerada como a espessura do retângulo elementar.

[0021] Aqui, elemento estrutural ou elemento estrutural de uma construção mecânica designa uma parte mecânica para a qual as propriedades mecânicas estáticas e/ou dinâmicas são particularmente importantes para o desempenho da estrutura e para as quais geralmente é prescrito ou realizado um cálculo estrutural. Estes são tipicamente elementos, cuja falha pode pôr em risco a segurança da referida construção, de seus usuários, de seus clientes ou de outros. Para um

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7/15 avião, esses elementos estruturais compreendem, em particular, os elementos que compõem a fuselagem (tal como o revestimento da fuselagem), os reforçadores ou longarinas da fuselagem, as anteparas, as molduras da fuselagem (molduras circunferenciais), as asas (tal como o revestimento da asa), os reforçadores (longarinas ou reforços), as nervuras e as vergas e a empenagem composta nomeadamente de estabilizadores horizontais e verticais, bem como os perfis do piso (vigas do piso), os trilhos do assento (pistas dos assentos) e as portas.

[0022] De acordo com a invenção, uma classe selecionada de ligas de alumínio contendo concentrações críticas e específicas de cobre, lítio, magnésio, zinco, manganês e zircônio, mas substancialmente não contendo prata, permite preparar produtos trabalhados, com um comprometimento aprimorado entre tenacidade e resistência mecânica em relação aos produtos que não contêm substancialmente prata.

[0023] Os presentes inventores observaram que, surpreendentemente, é possível que os produtos obtenham um compromisso entre as propriedades da resistência mecânica estática e as propriedades de tolerância a danos pelo menos equivalentes às obtidas com uma liga de alumínio-cobre-lítio contendo prata, tal como a liga AA2196, realizando uma seleção restrita das quantidades de lítio, cobre, magnésio, manganês, zinco e zircônio.

[0024] A concentração de cobre nos produtos de acordo com a invenção está entre 2,5 e 3,4% em peso. Em uma modalidade vantajosa da invenção, a concentração de cobre é de pelo menos 2,8 ou de preferência pelo menos 2,9 % em peso e/ou no máximo 3,2 e de preferência no máximo 3,1 % em peso.

[0025] A concentração de lítio nos produtos de acordo com a invenção está entre 1,6 e 2,2 % em peso. Vantajosamente, a concentração de lítio está entre 1,65 % e 1,8 % em peso. Preferencialmente, a concentração de lítio é no máximo 1,75 % em peso.

[0026] A concentração de magnésio nos produtos de acordo com a invenção está entre 0,4 e 0,9 % em peso e preferencialmente é pelo menos

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0,5 % em peso e, ainda mais preferencialmente, superior a 0,6 % em peso. Vantajosamente, a concentração de magnésio é no máximo 0,8 % em peso. Os presentes inventores observaram que quando a concentração de magnésio é inferior a 0,30 % em peso, o compromisso vantajoso entre a resistência mecânica e a tolerância ao dano não é obtido.

[0027] A concentração de manganês nos produtos de acordo com a invenção está entre 0,2 e 0,6 % em peso e, de preferência, é pelo menos 0,3 % em peso e, ainda mais preferencialmente, pelo menos 0,33 % em peso e mais preferencialmente, pelo menos, 0,4 % em peso. Em outra modalidade, a concentração de manganês está entre 0,2 e 0,4 % em peso, preferencialmente entre 0,25 e 0,35 % em peso. Os presentes inventores notaram que quando a concentração de manganês é inferior a 0,2 % em peso, a vantajosa tenacidade KQ (L-T), na direção L-T, de acordo com a invenção, não é obtida.

[0028] A concentração de zircônio nos produtos de acordo com a invenção está entre 0,08 e 0,18 % em peso e, de preferência, é de 0,12 a 0,16 % em peso e, ainda mais preferencialmente, de 0,14 a 0,15 % em peso. Em outra modalidade, a concentração de zircônio é vantajosamente entre 0,09 e 0,12 % em peso, preferencialmente entre 0,09 e 0,11 % em peso, ou mesmo entre 0,09 e 0,10 % em peso.

[0029] A concentração de zinco é inferior a 0,4 % em peso, de preferência é de 0,05 a 0,35 % em peso. Vantajosamente, a concentração de zinco é de 0,2 a 0,3 % em peso, o que pode contribuir para alcançar o compromisso desejado entre a tenacidade e a resistência mecânica.

[0030] A concentração de prata é inferior a 0,15 % em peso, preferencialmente inferior a 0,10 % em peso e, ainda mais preferencialmente, inferior a 0,05 % em peso. Os presentes inventores observaram que o compromisso vantajoso entre a resistência mecânica e a tolerância a danos conhecida por ligas tipicamente contendo 0,2 a 0,4 % de prata em peso pode ser obtido para ligas substancialmente não contendo prata com a seleção da composição realizada.

[0031] A soma da concentração de ferro e da concentração de silício

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9/15 é de no máximo 0,20 % em peso. De preferência, as concentrações de ferro e silício são cada uma no máximo 0,08 % em peso. Em uma modalidade vantajosa da invenção, as concentrações de ferro e silício são no máximo 0,06 % e 0,04 % em peso, respectivamente.

[0032] A liga também contém pelo menos um elemento que pode contribuir para controlar o tamanho de grão escolhido dentre Ti, Cr, Sc, Hf e V, a quantidade do elemento, se for escolhido, sendo de 0,01 a 0,15 % em peso, preferencialmente 0,01 a 0,05 % em peso para Ti; de 0,01 a 0,15 % em peso, de preferência 0,02 a 0,1 % em peso para Sc; 0,01 a 0,5 % em peso, de preferência 0,02 a 0,1 % em peso para Hf e de 0,01 a 0,3% em peso, preferencialmente de 0,02 a 0,1 % em peso para Cr e de 0,01 a 0,3 % em peso, preferencialmente de 0,01 a 0,05 % em peso para V. Preferencialmente, é escolhida entre 0,02 e 0,04 % de titânio em peso.

[0033] A liga de acordo com a invenção é particularmente destinada à fabricação de produtos laminados, extrudados e/ou forjados e, mais particularmente, produtos extrudados. Os produtos de acordo com a invenção têm um compromisso particularmente vantajoso entre resistência mecânica e tenacidade.

[0034] Os produtos de acordo com a invenção têm, em um estado extrudado, tratado a quente em solução, resfriado bruscamente, estirado e maturado, em particular para espessuras de até 50 mm ou entre 8 e 50 mm, ou mesmo entre 15 e 35 mm, um limite elástico convencional medido em 0,2 % de alongamento na direção L, Rp0,2 (L), de pelo menos 510 MPa e uma tenacidade KQ (LT), na direção L-T, de pelo menos 21MPaVm e tal que KQ (L-T) > -0,2667 * Rp0.2 (L) + 169. De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa, eles têm, nas condições descritas acima, um limite elástico convencional medido a 0,2 % de alongamento na direção L, Rp0.2 (L), de pelo menos 525 MPa e uma tenacidade KQ (L-T), na direção L-T, de pelo menos 23 MPaVm e tal que KQ (L-T) > -0,2667 * Rp0,2 (L) + 171. Na presente invenção, as peças de teste utilizadas para as medições de KQ são do tipo CT com uma espessura de 20 mm e uma largura de 50 mm.

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10/15 [0035] O método para fabricar os produtos de acordo com a invenção compreende etapas de produção, fundição, laminação, extrusão e/ou forjamento, tratamento térmico em solução, resfriamento brusco, alívio de tensão e maturação.

[0036] Em uma primeira etapa, um banho de metal líquido é produzido de modo a obter uma liga de alumínio com uma composição de acordo com a invenção.

[0037] O banho de metal líquido é então fundido como um produto em bruto, tipicamente um lingote de laminação, um tarugo de extrusão ou um forjamento em branco.

[0038] O produto em bruto é então homogeneizado a uma temperatura entre 450°C e 550°C e preferencialmente entre 520°C e 530°C durante um tempo entre 6 e 15 horas.

[0039] Após a homogeneização, o produto em bruto é opcionalmente arrefecido à temperatura ambiente antes de ser preaquecido na preparação para ser trabalhado a quente. O trabalho a quente é realizado por laminação, extrusão e/ou forjamento, de modo a obter um produto laminado, extrudado e/ou forjado, de preferência um produto extrudado. [0040] O produto assim obtido é então tratado a quente em solução por tratamento térmico entre 490 e 550°C por 15 minutos a 8 h, depois resfriado bruscamente tipicamente com água à temperatura ambiente.

[0041] O produto passa então por um alívio de tensão controlado, de preferência por estiramento, com um conjunto permanente de 1 a 15 % e preferencialmente de 2 a 4 %.

[0042] Vantajosamente, o produto extrudado possui, após as etapas do método descritas em detalhes acima, uma espessura de até 50 mm ou entre 8 e 50 mm, ou mesmo entre 15 e 35 mm.

[0043] A maturação é realizada compreendendo aquecimento a uma temperatura entre 140 e 170°C por 5 a 70 horas, de modo que o referido produto tenha um limite elástico convencional medido a 0,2 % do alongamento na direção L, R_po,2 (L), de pelo menos 510 MPa e uma tenacidade Kq (L-T), na direção L-T, de pelo menos 21 MPaVm e tal que

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Kq (L-T) > -0,2667 * R_po,2 (L) + 169. Os presentes inventores observaram que o compromisso entre a resistência mecânica e a tenacidade pode ser melhorado realizando a maturação a uma temperatura entre 150 e 165°C por um tempo com um ti equivalente a 160°C entre 15 e 28h, de preferência entre 20 e 27h, ti sendo definido pela fórmula:

J exp (-16400 / T) dt ^t/_ exp(-16400/T_ref) onde T (em Kelvin) é a temperatura instantânea do tratamento do metal, que muda com o tempo t (em horas), e T_ref é uma temperatura de referência definida para 433K.

[0044] De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa, o produto extrudado com um limite elástico convencional medido a 0,2% do alongamento na direção L, Rp0.2 (L), de pelo menos 525 MPa e uma tenacidade KQ (L-T), na direção L-T, de pelo menos 23 MPaVm e tal que KQ (L-T) > -0,2667 * Rp0,2 (L) + 171. Na referida modalidade, o produto extrudado apresenta vantajosamente uma espessura, até 50 mm ou entre 8 e 50 mm, ou mesmo entre 15 e 35mm.

[0045] Os produtos de acordo com a invenção podem ser vantajosamente utilizados em elementos estruturais, em particular em um avião. Assim, um objetivo da invenção é um elemento estrutural que incorpora pelo menos um produto de acordo com a invenção ou um produto fabricado usando um método de acordo com a invenção.

[0046] O uso de um elemento estrutural que incorpora pelo menos um produto de acordo com a invenção ou fabricado com esse produto é vantajoso, em particular para construção aeronáutica. Os produtos de acordo com a invenção são particularmente vantajosos para a criação de elementos estruturais, tais como os reforçadores ou as molduras, ou para a fabricação de elementos de superfície inferior ou superfície superior da asa de avião, preferencialmente reforçadores, vergas e nervuras, ou

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12/15 também as vigas do piso e trilhos do assento.

[0047] Estes aspectos, bem como outros da invenção, são explicados em mais detalhes usando os seguintes exemplos ilustrativos e não limitativos.

Exemplo [0048] Neste exemplo, uma pluralidade de tarugos (384 mm de diâmetro) feitos de uma liga Al-Cu-Li, cuja composição é dada na tabela 1, foram fundidos (ligas 67, 74 a e b, 66, 68 e 69) . A composição de duas ligas da técnica anterior AA2196 também foi dada na tabela 1 abaixo.

Tabela 1. Composição em % em peso e densidade das ligas de Al-Cu-Li utilizadas

Liga	Cu	Li	Mg	Zn	Ag	Mn	Zr	Ti
67	3,02	1,68	0,60	0.25	0,04	0,33	0,14	0,04
74a	2,98	1,67	0,56	0,05	0,03	0,32	0,15	0,04
74b	2,98	1,67	0,70	0,05	0,03	0,32	0,15	0,04
66	3,00	1,69	0,60	0.47	0,04	0,32	0,13	0,04
68	3,00	1,67	0,35	0,52	0,02	0,06	0,14	0,04
69	3,00	1,66	0,33	0,52	0,05	0,31	0,14 4	0,04
2
(Técnica anterior)	2,83	1.59	0,36	0,02	0,38	0,33	0,11	0,02
5
(Técnica anterior)	2,90	1,67	0,40	0,01	0,38	0,31	0,1	0,03

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Para todas as ligas 67, 74a e b, 66, 68 e 69, Fe e Si < 0,20 % em peso e outros elementos com menos de 0,05 % em peso cada, 0,15 % em peso total.

[0049] Os tarugos feitos das ligas 67, 74 a e b, 66, 68 e 69 foram então homogeneizados de 8 a lOh a 524°C. O tarugo feito da liga 2 foi homogeneizado 8h a 500°C e depois 24h a 527°C, enquanto o tarugo feito da liga 5 foi homogeneizado 8h a 520°C.

[0050] Após a homogeneização, os tarugos foram aquecidos a 450°C +/- 40°C e depois extrudados a quente para obter perfis W de acordo com a figura 1 para as ligas 2, 67, 74 a e b, 66, 68 e 69 e Z de acordo com a figura 2 para as ligas 5. Os perfis assim obtidos foram tratados a quente em solução a 524°C, resfriados bruscamente e estirados com um alongamento permanente entre 2 e 5 %.

[0051] Os perfis foram submetidos à maturação, conforme indicado na tabela 2: 30h a 152°C, 48h a 152°C, 30h a 160°C. Para as ligas 2 e 5, a maturação foi realizada por 48h a 152°C. Os tempos equivalentes de ti a 160 °C foram calculados considerando o tempo de subida ao platô de maturação e considerando uma velocidade crescente de 20°C / h.

[0052] As amostras colhidas na extremidade do perfil foram testadas para determinar suas propriedades mecânicas estáticas e sua tenacidade (Kq). A localização das amostras é indicada por linhas tracejadas nas figuras 1 e 2. As peças de teste utilizadas para a medição das propriedades estáticas tinham um diâmetro de 10 mm e foram amostradas de modo que a direção do eixo da peça de teste correspondesse na direção da extrusão (direção L). As peças de teste utilizadas para as medições de tenacidade eram do tipo CT e apresentavam as características B = 20 mm e W = 50 mm e foram usinadas de tal forma que a direção do carregamento correspondia à direção da extrusão e a direção da propagação era perpendicular na direção da extrusão e contida no plano das figuras 1 e 2 (configuração LT).

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14/15 [0053] Os resultados obtidos são apresentados na tabela 2 abaixo e ilustrados na figura 3 para as ligas da tabela 1.

Tabela 2. Condições e propriedades de maturação Rp0.2 (L) e Kq (L-T) das ligas

	Maturação	teq 160°C (h)	Rp0,2 (L) (MPa)	Kq (L-T) (MPaVm)
66	30h a152°C	16,8	506	27,3
48h a152°C	26,7	541	18,8
30h a160°C	30,6	545	16,6
67	30h a152°C	16,8	517	37,8
48h a152°C	26,7	564	24,8
30h a160°C	30,6	569	20,2
30h al55°C	21	545	33,1
40h a152°C	22,2	548	29,0
21h a160°C	21,6	542	27,7
68	30h a152°C	16,8	524	17,3
48h a152°C	26,7	548	15,1
30h a160°C	30,6	545	14,9
69	30h a152°C	16,8	551	20,9
48h a152°C	26,7	566	16,6
30h a160°C	30,6	560	15,7
74a	30h a152°C	16,8	518	32,4
48h a152°C	26,7	552	22,0
30h a160°C	30,6	552	18,4
74b	30h a152°C	16,8	515	38,7
48h a152°C	26,7	550	23,0
30h a160°C	30,6	557	18,5

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15/15

2	48h a152°C	26,7	522	37,6
5	48h a152°C	26,7	536	38,2

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Produto Feito de Liga Contendo Alumínio, caracterizado por que compreende, em % em peso,

Cu: 2,5 a 3,4; de preferência 2,8 a 3,2;

Li: 1,6 a 2,2; de preferência 1,65 a 1,8;

Mg: 0,4 a 0,9; de preferência 0,5 a 0,8;

Mn: 0,2 a 0,6; de preferência 0,3 a 0,6;

Zr: 0,08 a 0,18; de preferência 0,12 a 0,16;

Zn: < 0,4 preferencialmente 0,05 a 0,4; mais preferencialmente de 0,2 a 0,4;

Ag: < 0,15; de preferência < 0,1; ainda mais preferencialmente < 0,05;

Fe + Si < 0,20;

pelo menos um elemento escolhido dentre Ti, Sc, Cr, Hf e V, a concentração do elemento, se for escolhido, sendo:

Ti: 0,01 a 0,15; de preferência 0,01 a 0,05;

Sc: 0,01 a 0,15, preferencialmente 0,02 a 0,1;

Cr: 0,01 a 0,3, preferencialmente 0,02 a 0,1;

Hf: 0,01 a 0,5, preferencialmente 0,02 a 0,1;

V: 0,01 a 0,3, preferencialmente 0,01 a 0,05;

outros elementos < 0,05 cada e < 0,15 no total, o restante

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2/4 alumínio.

2. Produto Feito de Liga Contendo Alumínio, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a concentração de cobre é de 2,9 a 3,1 % em peso.
3. Produto Feito de Liga Contendo Alumínio, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 1 a 2, caracterizado por que a concentração de lítio é de 1,65 a 1,75 % em peso.
4. Produto Feito de Liga Contendo Alumínio, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 1 a 3, caracterizado por que a concentração de manganês é de 0,4 a 0,6 % em peso.
5. Produto Feito de Liga Contendo Alumínio, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 1 a 3, caracterizado por que a concentração de zircônio é de 0,14 a 0,15 % em peso.
6. Método Para Fabricar Produto Extrudado, Laminado e/ou Forjado Contendo Liga de Alumínio, caracterizado por que compreende as etapas de:

a) produzir de um banho de metal líquido compreendendo, em porcentagem em peso, Cu: 2,5 a 3,4; Li: 1,6 a 2,2; Mg: 0,4 a 0,9; Mn: 0,2 a 0,6; Zr: 0,08 a 0,18; Zn: < 0,4; Ag: < 0,15; Fe + Si < 0,20; pelo menos um elemento escolhido dentre Ti, Sc, Cr, Hf e V, a concentração do referido elemento, se for escolhido, sendo Ti: 0,01 a 0,15; Sc: 0,01 a 0,15; Cr: 0,01 a 0,3; Hf: 0,01 a 0,5; V: 0,01 a 0,3; outros elementos < 0,05 cada e < 0,15 no total, o restante alumínio

b) moldar um produto em bruto do referido banho de metal líquido;

c) homogeneização do referido produto em bruto;

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d) trabalho a quente e, opcionalmente, a frio do produto em bruto em um produto extrudado, laminado e/ou forjado;

e) tratamento térmico em solução e resfriamento brusco do referido produto;

f) estiramento de maneira controlada do referido produto com um conjunto permanente de 1 a 15%, preferencialmente de 2 a 4%;

g) maturação do referido produto extrudado por aquecimento de 140 a 170°C por 5 a 70 horas, de modo que o referido produto tenha um limite elástico convencional medido a 0,2 % de alongamento na direção L, Rpo,2 (L), de pelo menos 510MPa e uma tenacidade Kq (L-T), na direção L-T, de pelo menos 21MPaVm e tal que Kq (LT) > -0,2667 * Rpo,2 (L) + 169.
7. Método Para Fabricar Produto Extrudado, Laminado e/ou Forjado Contendo Liga de Alumínio, de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado por que a temperatura de homogeneização está entre 520°C e 530°C e o tempo de tratamento é entre 6 e 15 horas.
8. Método Para Fabricar Produto Extrudado, Laminado e/ou Forjado Contendo Liga de Alumínio, de acordo com qualquer uma das Reivindicações de 6 a 7, caracterizado por que a maturação é realizada a uma temperatura entre 150 e 165°C por um tempo com um equivalente ti a 160°C entre 15 e 28h, preferencialmente entre 20 e 27h, ti sendo definido pela fórmula:

J exp (-16400 / T) dt ^t/_ exp(-16400/T_ref) onde T (em Kelvin) é a temperatura instantânea do tratamento do metal, que muda com o tempo t (em horas), e Tref é uma temperatura de referência definida para 433K.

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9. Produto, obtido conforme definido em qualquer uma das Reivindicações de 6 a 8, caracterizado por que possui um limite elástico convencional medido a 0,2% do alongamento na direção L, Rp0,2 (L), de pelo menos 525 MPa e uma tenacidade KQ (L-T), na direção L-T, de pelo menos 23MPaVm e tal que KQ (L-T) > -0,2667 * Rp0,2 (L) +171.
10. Elemento Estrutural, caracterizado por que incorpora pelo menos um produto, conforme definido em qualquer uma das Reivindicações de 1 a 5, ou fabricado a partir de um produto obtido conforme definido em qualquer uma das Reivindicações de 6 a 8.
11. Elemento Estrutural, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que é usado como reforçador ou moldura para a fabricação de elementos de superfície inferior ou superfície superior da asa de avião, preferencialmente reforçadores, vergas e nervuras, ou vigas do piso e trilhos do assento.