BR112021004434B1 - Produto de liga de alumínio da série 7xxx - Google Patents
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Abstract
"produto de liga de alumínio da série 7xxx". a presente invenção refere-se a produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx que possui composição que compreende, % em peso de zn 6,20 a 7,50, mg 2,15 a 2,75, cu 1,20 a 2,00, e em que cu + mg <4,50, e em que mg <2,5 + 5/3 (cu -1,2), fe até 0,25, si até 0,25 e, opcionalmente, um ou mais elementos selecionados do grupo que consiste em: (zn até 0,3, cr até 0,3, mn até 0,45, ti até 0,25, sc até 0,5, ag até 0,5), sendo o restante alumínio e impurezas.
Description
[0001] A invenção se refere a um tipo de alumínio forjado Al-Zn-Mg- Cu (ou ligas de alumínio das séries 7000 ou 7xxx, conforme designado pela Associação de Alumínio). Mais especificamente, a presente invenção está relacionada a uma liga de alumínio endurecível pelo tempo, de elevada dureza e altamente resistente à corrosão por tensão, que é resistente à fragilização por hidrogênio, e aos produtos feitos dessa liga de alumínio. Os produtos feitos com esta liga são muito adequados para aplicações aeroespaciais, mas não se limitam a isso. A liga de alumínio pode ser transformada em várias formas de produto, por exemplo, chapa fina, chapa grossa, produtos extrudados ou forjados.
[0002] Ligas de alumínio de alta resistência baseadas no sistema alumínio-zinco-magnésio-cobre são usadas em inúmeras aplicações. Normalmente, o perfil de propriedades dessas ligas precisa ser ajustado para a aplicação e é difícil melhorar uma propriedade sem afetar adversamente outras propriedades. Por exemplo, dureza e resistência à corrosão precisam ser equilibradas aplicando-se a têmpera mais adequada para a aplicação objetivo. Outra propriedade de relevância é a resistência à fragilização por hidrogênio, onde a fissuração quebradiça de um material pode ocorrer quando uma liga suscetível é submetida a uma tensão sustentada na direção ST por longos períodos de tempo em uma atmosfera úmida. Este fenômeno, também conhecido como fratura- mento ambientalmente assistido ("EAC"), pode ser um desafio para os fabricantes de componentes, uma vez que sob certas condições a integridade estrutural pode ser afetada. A sensibilidade a esta forma de EAC foi observada especialmente em ligas de alumínio de alta resistência com elevado conteúdo de Zn. Portanto, há uma necessidade de ligas de alumínio que combinem uma alta resistência com boa resistência à corrosão SCC e ao mesmo tempo tenham uma resistência aumentada ao fenômeno de fragilização por hidrogênio.
[0003] O documento de patente EP-0863220-A1 (Alusuisse) des creve um elemento de conexão, em particular um parafuso ou um rebite, feito de uma liga da série 7XXX de composição definida. O método de fabricação deste elemento de conexão inclui fundição de um tarugo, homogeneização e extrusão do tarugo, recozimento e têmpera por solução, conformação a frio e envelhecimento artificial, e pelo qual um reco- zimento por reversão é realizado a uma temperatura de 180° C a 260° C por 5 segundos para 120 minutos antes da conformação a frio. Nenhuma referência é feita à resistência EAC deste produto.
[0004] Conforme será apreciado neste documento, exceto quando indicado de outra forma, as designações de liga de alumínio e designações de têmpera referem-se às designações da Associação de Alumínio em Padrões e Dados de Alumínio e nas Anotações de Registro, conforme publicado pela Associação de Alumínio em 2018 e são bem conhecidos pelos especialistas na técnica. As designações de têmpera são estabelecidas na Norma Européia EN515.
[0005] Para qualquer descrição de composições de ligas ou compo sições de ligas preferidas, todas as referências a percentagens são em percentagem em peso, a menos que seja indicado o contrário.
[0006] Conforme usado neste documento, o termo "aproximada mente" quando usado para descrever uma faixa de composição ou quantidade de uma adição de liga significa que a quantidade real da adição de liga pode variar da quantidade nominal pretendida devido a fatores como variações de processamento padrão como entendido por aqueles especializados na técnica.
[0007] O termo "até" e "até aproximadamente", conforme empregado neste documento inclui explicitamente, mas não está limitado a, a possibilidade de zero por cento em peso do componente de liga particular ao qual se refere. Por exemplo, até 0,5% de Sc pode incluir uma liga de alumínio sem Sc.
[0008] É um objetivo de a invenção fornecer um produto de liga de alumínio da série 7xxx forjado possuindo um equilíbrio melhorado de alta resistência, alta resistência à SCC e possuindo uma resistência melhorada à fragilização por hidrogênio.
[0009] Este e outros objetivos e outras vantagens são atendidos ou excedidos pela presente invenção, proporcionando um produto de liga de alumínio da série 7xxx forjado, e de preferência possuindo uma bitola de pelo menos 12,7 mm (0,5 polegadas), e possuindo uma composição que compreende, em % de peso: Zn 6,20% a 7,50%; Mg 2,15% a 2,85%; Cu 1,20% to 2,00%; e com a condição de conteúdo de Cu e Mg de modo que Cu + Mg <4,50% e Mg <2,5 + 5/3 (Cu - 1,2); Fe até 0,25%, de preferência até 0,15%; Si até 0,25%, de preferência até 0,15%; e, opcionalmente, um ou mais elementos selecionados do grupo que consiste em: Zr até 0,3%, Cr até 0,3%, Mn até 0,45%, Ti até 0,25%, de preferência até 0,15%, Sc até 0,5%, Ag até 0,5%, sendo o restante alumínio e impurezas.
[0010] Normalmente, essas impurezas estão presentes, cada uma <0,05% e no total <0,15%.
[0011] O produto de liga de alumínio da série 7xxx forjado pos suindo um equilíbrio melhorado de alta resistência, alta resistência à SCC e possuindo uma boa resistência à fragilização por hidrogênio.
[0012] Mais em particular, o produto de liga de alumínio da série 7xxx forjado de acordo com esta invenção é envelhecido para atingir duas ou mais das seguintes propriedades:
[0013] - uma resistência à tração convencional (em MPa) medida de acordo com o padrão ASTM-B557-15 na direção L medida em um quarto de espessura de mais de 470-0,12 * (t-100) MPa (sendo t a espessura do produto em mm). Em uma modalidade preferida, a resistência à tração é> 485-0,12 (t-100) MPa, de preferência> 500-0,12 (t-100) MPa, e mais preferencialmente> 510-0,12 (t-100) MPa:
[0014] - uma vida mínima sem falha devido à corrosão sob tensão fraturante (SCC) medida de acordo com ASTM G47-98 de pelo menos 20 dias, de preferência de pelo menos 30 dias, a um nível de tensão transversal (ST) curta de 170 MPa. Em uma concretização preferida a um nível de tensão transversal curta (ST) de 205 MPa, e mais preferencialmente de 240 MPa.
[0015] - uma vida mínima sem falha devido ao fraturamento ambi ental assistido (EAC) em uma atmosfera úmida isenta de cloreto de sódio e medida com configurações de teste de carga constante de acordo com ASTM G47-98 em amostras de tensão ST redondas de pelo menos 50 dias, preferidas de pelo menos 95 dias, mais preferidas de pelo menos 140 dias, a mais preferida de pelo menos 185 dias, a um nível de tensão de carga constante transversal curto (ST) de 85% de resistência ao escoamento (YS) e com uma exposição contínua a uma temperatura de 70° C, e a uma umidade de 85% (UR).
[0016] Em uma modalidade, o produto de liga de alumínio forjado possui um teor de Zn de no máximo 7,30% e, de preferência, no máximo 7,10%. Um conteúdo mínimo de Zn preferido é 6,40%, mais preferencialmente 6,50%, mais preferencialmente 6,60%, e mais preferencialmente 6,75%.
[0017] Em uma modalidade, o produto de liga de alumínio forjado possui um teor de Cu de no máximo 1,90% e, de preferência, de no máximo 1,80%, e mais preferencialmente de no máximo 1,75%, e mais preferencialmente de no máximo 1,70%. Um conteúdo mínimo de Cu preferido é de 1,30%, e mais preferencialmente de 1,35%.
[0018] Em uma modalidade, o produto de liga de alumínio forjado possui um teor de Mg de pelo menos 2,25% e, de preferência, de pelo menos 2,30%, mais preferencialmente de pelo menos 2,35%, e mais preferencialmente de pelo menos 2,45%. Em uma modalidade, o produto de liga de alumínio forjado possui um teor de Mg de no máximo 2,75% e, de preferência, no máximo 2,60% e mais preferencialmente no máximo 2,55%.
[0019] Em uma modalidade preferida, o produto de liga de alumínio forjado possui Zn 6,40% a 7,30%, Mg 2,25% a 2,75% e Cu 1,25% a 1,90%, e com a condição de Cu + Mg <4,45 e Mg <2,55 + 2 (Cu - 1,25).
[0020] Em uma modalidade mais preferida, o produto de liga de alu mínio forjado possui Zn 6,50% a 7,20%, Mg 2,30% a 2,60% e Cu 1,30% a 1,80%.
[0021] Em uma modalidade mais preferida, o produto de liga de alu mínio forjado possui Zn 6,75% a 7,10%, Mg 2,35% a 2,55% e Cu 1,35% a 1,75%.
[0022] Em uma modalidade preferida, o produto de liga de alumínio forjado possui Zn 6,75% a 7,10%, Mg 2,45% a 2,55% e Cu 1,35% a 1,75%.
[0023] Uma visão geral das faixas preferidas de Zn, Cu e Mg para o produto de liga de alumínio forjado de acordo com a invenção é fornecida na Tabela 1 abaixo.
[0024] Tabela 1. Uma visão geral das faixas preferidas de Zn, Cu e Mg no produto de liga alumínio série de 7xxx forjado de acordo com a invenção.
[0025] Em uma moda idade, o produto de liga de alumínio forjado compreende ainda até 10 a 0,3% de um ou mais elementos selecionados do grupo de V, Ni, Co, Nb, Mo, Ge, Er, Hf, Ce, Y, Dy e Sr.
[0026] Os teores de ferro e silício devem ser mantidos significativa mente baixos, por exemplo, não excedendo aproximadamente 0,15% Fe, e preferivelmente menos que 0,10% Fe, e não excedendo aproximadamente 0,15% Si e preferivelmente 0,10% Si ou menos. Em qualquer caso, é concebível que níveis ainda ligeiramente mais elevados de ambas as impurezas, no máximo aproximadamente 0,25% Fe e no máximo aproximadamente 0,25% Si, possam ser tolerados, embora numa base menos preferida neste documento.
[0027] O produto de liga de alumínio forjado compreende opcional mente um ou mais elementos formadores de dispersóide para controlar a estrutura do grão e a sensibilidade de têmpera selecionada a partir do grupo que consiste em: Zr até 0,3%, Cr até 0,3%, Mn até 0,45%, Ti até 0,25%, Sc até 0,5%.
[0028] Um máximo preferido para o nível de Zr é 0,25%. Uma faixa adequada do nível de Zr é de aproximadamente 0,03% a 0,25%, e mais preferencialmente aproximadamente 0,05% a 0,18%, e mais preferencialmente aproximadamente 0,05% a 0,13%. Zr é o elemento de liga formador de dispersóide preferido no produto de liga de alumínio de acordo com esta invenção.
[0029] A adição de Sc é preferencialmente não mais do que aproxi madamente 0,5% e mais preferencialmente não mais do que aproximadamente 0,3%, e mais preferencialmente não mais do que aproximadamente 0,25%. Um limite inferior preferido para a adição de Sc é 0,03%, e mais preferencialmente 0,05%. Em uma modalidade, quando combinado com Zr, a soma de Sc + Zr deve ser inferior a 0,35%, de preferência inferior a 0,30%.
[0030] Outro elemento formador de dispersóide que pode ser adici onado, sozinho ou com outros formadores de dispersóide, é o Cr. Os níveis de Cr devem estar preferencialmente abaixo de 0,3%, e mais preferencialmente em um máximo de aproximadamente 0,25%, e mais preferencialmente em um máximo de aproximadamente 0,22%. Um limite inferior preferido para o Cr seria aproximadamente 0,04%.
[0031] Em outra modalidade do produto forjado de liga de alumínio de acordo com a invenção, ele é isento de Cr, em termos práticos, isso significaria que é considerado uma impureza e o teor de Cr é de até 0,05% e, de preferência, de até 0,04%, e mais preferencialmente apenas até 0,03%.
[0032] O Mn pode ser adicionado como um único formador de dis- persóide ou em combinação com qualquer um dos outros formadores de dispersóide mencionados. Um máximo para a adição de Mn é aproximadamente 0,4%. Uma faixa prática para a adição de Mn está no intervalo de aproximadamente 0,05% a 0,4% e, de preferência, no intervalo de aproximadamente 0,05% a 0,3%. Um limite inferior preferido para a adição de Mn é aproximadamente 0,12%. Quando combinado com Zr, a soma de Mn mais Zr deve ser inferior a aproximadamente 0,4%, de preferência inferior a aproximadamente 0,32%, e um mínimo adequado é de aproximadamente 0,12%.
[0033] Em outra modalidade do produto forjado de liga de alumínio de acordo com a invenção, ele é isento de Mn, em termos práticos, isso significaria que é considerado uma impureza e o teor de Mn é de até 0,05% e, de preferência, de até 0,04%, e mais preferencialmente apenas até 0,03%.
[0034] Em outra modalidade, cada um deles, Cr e Mn está presente apenas no nível de impureza no produto forjado de liga de alumínio. Preferivelmente, a presença combinada de Cr e Mn é apenas até 0,05%, preferivelmente até 0,04% e mais preferivelmente até 0,02%.
[0035] Prata (Ag) em uma faixa de até 0,5% pode ser adicionada propositalmente para aumentar ainda mais a resistência durante o envelhecimento. Um limite inferior preferido para a adição de Ag proposital seria aproximadamente 0,05% e mais preferencialmente aproximadamente 0,08%. Um limite superior preferido seria aproximadamente 0,4%.
[0036] Em uma modalidade, a Ag é um elemento de impureza e pode estar presente até 0,05% e, de preferência, até 0,03%.
[0037] Em uma modalidade, o produto de liga de alumínio da série 7xxx forjado, de preferência possuindo uma bitola de pelo menos 12,7 mm (0,5 polegadas), possui uma composição que consiste em % em peso, Zn 6,20% a 7,50%; Mg 2,15% a 2,85%; Cu 1,20% a 2,00%, e com a condição Cu + Mg <4,50 e Mg <2,5 + 5/3 (Cu - 1,2); Fe até 0,25%; Si até 0,25%%, e, opcionalmente, um ou mais elementos selecionados do grupo que consiste em: Zr até 0,3%; Cr até 0,3%; Mn até 0,45%; Ti até 0,25%; Sc até 0,5%; Ag até 0,5%, sendo o saldo de alumínio e impurezas cada <0,05%, total <0,15%, e com faixas de composição mais estreitas preferidas como aqui descrito e reivindicado.
[0038] Para fornecer o melhor equilíbrio em força, resistência ao SCC e resistência à fragilização por hidrogênio, o produto forjado é preferencialmente fornecido em uma condição T7 envelhecida. Mais preferencialmente, uma condição T7 é selecionada a partir do grupo que consiste em: T73, T74, T76, T77, T79.
[0039] Em uma modalidade preferida, o produto forjado é fornecido em uma têmpera T74, mais em particular uma têmpera T7451, ou em uma têmpera T76, mais particular mente em uma têmpera T7651.
[0040] Em uma modalidade preferida, o produto forjado é fornecido em uma têmpera T77, mais em particular uma têmpera T7751, ou em uma têmpera T79, mais particular mente em uma têmpera T7951.
[0041] Numa concretização preferida, o produto forjado de acordo com esta invenção possui uma espessura nominal de pelo menos 12,7 mm (0,5 polegadas). Em outra modalidade, a espessura é de pelo menos 25,4 mm (1,0 polegadas). Em ainda outra modalidade, a espessura é de pelo menos 38,1 mm (1,5 polegadas) e, de preferência, pelo menos 76,2 mm (3,0 polegadas). Em uma modalidade, a espessura máxima é de 304,8 mm (12,0 polegadas). Em uma concretização preferida, a espessura máxima é de 254 mm (10,0 polegadas) e mais preferencialmente de 203,2 mm (8,0 polegadas).
[0042] O produto forjado pode ser fornecido em várias formas, em particular como um produto laminado, um produto extrudado ou um produto forjado.
[0043] Em uma concretização preferida, o produto forjado é forne cido como um produto laminado, mais em particular como um produto laminado em chapa.
[0044] Em uma modalidade, o produto forjado é um produto aero espacial, mais em particular uma parte estrutural da aeronave, por exemplo, uma longarina de asa, nervura de asa, forro de asa, viga de piso ou estrutura da fuselagem.
[0045] Em uma modalidade particular, o produto forjado é fornecido como um produto laminado, idealmente como uma parte estrutural da aeronave, possuindo uma espessura na faixa de 38,4 mm (1,5 polegadas) a 307,2 mm (12,0 polegadas), e com intervalos mais estreitos preferidos, como aqui descrito e reivindicado, e é fornecido em uma condição T7, mais preferencialmente em uma condição T74 ou T76. Nesta modalidade, o produto laminado possui as propriedades aqui descritas e reivindicadas.
[0046] Em uma modalidade particular, o produto forjado é fornecido como um produto laminado, idealmente como uma parte estrutural da aeronave, possuindo uma espessura na faixa de 38,1 mm (1,5 polegadas) a 304,8 mm (12,0 polegadas), e com intervalos mais estreitos preferidos, como aqui descrito e reivindicado, e é fornecido em uma condição T76, mais preferencialmente uma condição T7651. Nesta modalidade, o produto laminado possui as propriedades aqui descritas e reivindicadas.
[0047] Em outro aspecto da invenção, refere-se a um método de produção do produto forjado de liga de alumínio da série 7xxx, de preferência possuindo uma bitola de pelo menos 12,7 mm (0,5 polegadas), o método compreendendo as etapas, nessa ordem, de: A - material fundido de um lingote da liga de alumínio da série AA7000 de acordo com esta invenção; B - pré-aquecimento e / ou homogeneização do material fundido; C - trabalho a quente da matéria prima por um ou mais métodos selecionados do grupo que consiste em laminação, extrusão e forjamento; D - opcionalmente trabalho a frio da matéria prima trabalhada a quente; E - tratamento térmico em solução ("SHT") da matéria prima trabalhada a quente e opcionalmente trabalhada a frio; F - resfriamento da matéria prima SHT, preferencialmente por um deste, têmpera por borrifo ou têmpera por imersão em água ou outro meio de têmpera; G - opcionalmente esticar ou comprimir a matéria prima de SHT resfriada ou de outro modo trabalhar a frio a matéria prima de SHT resfriada para aliviar tensões, por exemplo, nivelamento ou trefilação ou laminação a frio da matéria prima de SHT resfriada; H - envelhecimento artificial da matéria prima de SHT resfriada e opcionalmente esticada ou comprimida ou trabalhada a frio para atingir a têmpera desejada, de preferência para uma condição T7.
[0048] A liga de alumínio pode ser fornecida como um lingote ou placa ou tarugo para fabricação em um produto forjado adequado por procedimentos de fundição regulares na técnica para produtos fundidos, por exemplo, Fundição e Resfriamento Direto, Fundição Eletromagnética (EMC), Fundição Eletromagnética - Agitação (EMS). Placas resultantes de lingotamento contínuo, por exemplo, podem também ser usados moldes de correia ou moldes de roletes, o que em particular pode ser vantajoso ao produzir produtos finais de bitola mais fina. Refinado- res de grãos, tais como aqueles contendo titânio e boro, ou titânio e carbono, também podem ser usados como é bem conhecido na técnica. O teor de Ti na liga de alumínio é de até 0,25% e, de preferência, até 0,15%, e mais preferencialmente na faixa de 0,01% a 0,1%. Opcionalmente, um lingote fundido pode ser aliviado de tensão, por exemplo, mantendo-o a uma temperatura em uma faixa de aproximadamente 350° C a 450° C seguido por resfriamento lento à temperatura ambiente. Depois de fundir a matéria prima da liga, um lingote é comu- mente escalpelado para remover zonas de segregação próximas à superfície fundida do lingote.
[0049] A finalidade de um tratamento térmico de homogeneização possui pelo menos os seguintes objetivos: (i) dissolver tanto quanto possível as fases solúveis grosseiras formadas durante a solidificação e (ii) reduzir gradientes de concentração para facilitar a etapa de dissolução. Um tratamento de pré-aquecimento também atinge alguns desses objetivos.
[0050] Normalmente, um pré-aquecimento refere-se ao aqueci mento de um lingote a uma temperatura definida e imersão nessa temperatura por um tempo definido, seguido pelo início da laminação a quente em torno dessa temperatura. Homogeneização refere-se a um ciclo de aquecimento, imersão e resfriamento com uma ou mais etapas de imersão, aplicado a um lingote de laminação em que a temperatura final após a homogeneização é a temperatura ambiente.
[0051] Um pré-tratamento térmico típico para a liga da série AA7xxx usada no método de acordo com esta invenção seria uma temperatura de 390° C a 450° C com um tempo de imersão na faixa de 2 a 50 horas, mais tipicamente de 2 a 20 horas.
[0052] Em primeiro lugar, as fases eutéticas solúveis e / ou fases intermetálicas, como a fase S, a fase T e a fase M na matéria prima de liga são dissolvidas usando a prática regular da indústria. Isso é normalmente realizado aquecendo a matéria prima a uma temperatura inferior a 500° C, normalmente em uma faixa de 450° C a 485° C, uma vez que a fase S (fase Al2MgCu) possui uma temperatura de fusão de aproximadamente 489° C em ligas da série AA7xxx e a fase M (fase MgZn2) possui um ponto de fusão de aproximadamente 478° C. Isto pode ser conseguido por um tratamento de homogeneização na referida faixa de temperatura e deixado resfriar até a temperatura de laminação a quente, ou após a homogeneização o material é subsequentemente resfriado e reaquecido antes da laminação a quente. O processo de homogeneização também pode ser feito em duas ou mais etapas, se desejado, e que são normalmente realizadas em uma faixa de temperatura de 430° C a 490° C para a liga da série AA7xxx. Por exemplo, em um processo de duas etapas, há uma primeira etapa entre 455° C e 470° C, e uma segunda etapa entre 470° C e 485° C, para otimizar o processo de dissolução das várias fases dependendo da exata composição da liga.
[0053] O tempo de imersão na temperatura de homogeneização está na faixa de 1 a 50 horas, e mais comumente de 2 a 20 horas. As taxas de aquecimento que podem ser aplicadas são as regulares na técnica.
[0054] Seguindo a prática de pré-aquecimento e / ou homogeneiza ção, a matéria prima é trabalhada a quente por um ou mais métodos selecionados do grupo que consiste em laminação, extrusão e forja- mento. O método de laminação a quente é preferido para a presente invenção.
[0055] O trabalho a quente, e a laminação a quente em particular, podem ser realizados até uma bitola final preferencialmente de 12,7 mm (0,5 polegadas) ou mais.
[0056] Em uma modalidade, o material da placa é laminado a quente em uma primeira etapa de laminação a quente para uma bitola de laminado a quente intermediária, seguido por uma etapa de recozi- mento intermediária e, em seguida, laminado a quente em uma segunda etapa de laminação a quente até a bitola do laminado a quente final.
[0057] Em outra modalidade, o material da placa é laminado a quente em uma primeira etapa de laminação a quente até uma bitola de laminado a quente intermediária, seguida por um tratamento de recozi- mento de recristalização a uma temperatura até a faixa de temperatura SHT e, em seguida, laminado a quente em uma segunda etapa de lami- nação a quente até a bitola do laminado a quente final. Isso melhorará a isotropia das propriedades e pode aumentar ainda mais a vida útil mínima sem falha devido ao EAC.
[0058] Alternativamente, a etapa de trabalho a quente pode ser re alizada para fornecer matéria prima na bitola intermediária. Depois disso, esta matéria prima de bitola intermediária pode ser trabalhada a frio, por exemplo, por meio de laminação, para uma bitola final. Dependendo da quantidade de trabalho a frio, um recozimento intermediário pode ser usado antes ou durante a operação de trabalho a frio.
[0059] Uma próxima etapa do processo é tratamento térmico em solução ("SHT") da matéria prima trabalhada a quente e opcionalmente trabalhada a frio. O produto deve ser aquecido para trazer, tanto quanto possível, todas ou substancialmente todas as porções de zinco, magnésio e cobre solúveis em solução. O SHT é preferencialmente realizado no mesmo intervalo de temperatura e intervalo de tempo que o tratamento de homogeneização de acordo com esta invenção conforme estabelecido nesta descrição, juntamente com os intervalos mais estreitos preferidos. No entanto, acredita-se que também tempos de imersão mais curtos podem ainda ser muito úteis, por exemplo, na faixa de aproximadamente 2 a 180 minutos. O SHT é normalmente realizado em um lote ou em um forno contínuo. Após o SHT, é importante que a liga de alumínio seja resfriada com uma alta taxa de resfriamento até uma temperatura de 175° C ou inferior, de preferência à temperatura ambiente, para evitar ou minimizar a precipitação descontrolada de fases secundárias, por exemplo, Al2CuMg e AI2CU e / ou MgZn2. Por outro lado, as taxas de resfriamento não devem, de preferência, ser muito altas para permitir um nivelamento suficiente e um baixo nível de tensões residuais no produto. Taxas de resfriamento adequadas podem ser alcançadas com o uso de água, por exemplo, imersão em água ou jatos de água.
[0060] A matéria prima pode ser posteriormente trabalhada a frio, por exemplo, esticando-se na faixa de aproximadamente 0,5% a 8% do seu comprimento original para aliviar tensões residuais nela e para melhorar a condição planiforme do produto. De preferência, o estiramento está na faixa de aproximadamente 0,5% a 6%, mais preferencialmente de aproximadamente 1% a 3%. Após o resfriamento, a matéria prima é envelhecida artificialmente, de preferência para fornecer uma condição T7, mais preferencialmente uma condição T7x51.
[0061] Uma forma estrutural desejada ou forma estrutural quase rede é então usinada a partir dessas seções de placa tratadas termica- mente, mais frequentemente geralmente após envelhecimento artificial, por exemplo.
[0062] SHT, têmpera, operações opcionais de alívio de tensão e en velhecimento artificial também são seguidas na fabricação de seções feitas por extrusão ou etapas de processamento de forja.
[0063] Tendo agora descrito completamente a invenção, será evi dente para aqueles especialistas na técnica que muitas mudanças e modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito ou escopo da invenção como aqui descrito.
Claims (22)
1. Produto de liga de alumínio da série 7xxx forjado, caracterizado pelo fato de que possui composição que compreende, em % do peso: Zn 6,20 a 7,50; Mg 2,15 a 2,60; Cu 1,20 a 2,00, e em que Cu + Mg <4,50, e em que Mg <2,5 + 5/3 (Cu - 1,2); Fe até 0,25; Si até 0, 25, até 0,3% de um ou mais destes elementos V, Ni, Co, Nb, Mo, Ge, Er, Hf, Ce, Y, Dy, Sr e, opcionalmente, um ou mais elementos selecionados do grupo que consiste em: Zr até 0,3; Cr até 0,3; Mn até 0,45; Ti até 0,25; Sc até 0,5; Ag até 0,5, sendo o restante alumínio e impurezas.
2. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o teor de Mg é de pelo menos 2,25% e, de preferência, pelo menos 2,30%.
3. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato que o teor de Zn é de pelo menos 6,50% e, de preferência, > 6,70%.
4. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato que: Zn 6,20 a 7,30; Mg 2,25 a 2,60; Cu 1,25 a 1,90, e em que Cu + Mg <4,45, e em que Mg <2,55 + 2 (Cu - 1,25).
5. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato que: Zn 6,50 a 7,20; Mg 2,30 a 2,60; Cu 1,30 a 1,80.
6. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que: Zn 6,75 a 7,10; Mg 2,35 a 2,55; Cu 1,35 a 1,75.
7. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato que: Zn 6,75 a 7,10; Mg 2,45 a 2,55; Cu 1,35 a 1,75.
8. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato que o referido produto possui teor de Zr na faixa de 0,03% a 0,25% e, de preferência, na faixa de 0,05% a 0,18%.
9. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato que o referido produto possui teor de Cr na faixa de 0,04% a 0,3% e, de preferência, na faixa de 0,04% a 0,25%.
10. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato que o referido produto possui teor de Cr de até 0,05%, de preferência até 0,03%.
11. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato que o referido produto possui teor de Mn na faixa de 0,05% a 0,4% e, de preferência, na faixa de 0,05% a 0,3%.
12. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato que o referido produto possui teor de Mn de até 0,05%, e de preferência até 0,03%.
13. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato que o referido produto possui soma de Mn+Cr de até 0,05%.
14. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato que o referido produto possui espessura de pelo menos 12,7 mm.
15. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato que o referido produto é um produto aeroespacial.
16. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato que o referido produto está em uma condição T7.
17. Produto forjado de liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato que o produto está em uma condição T7 selecionada a partir do grupo que consiste em T73, T74, T76, T77 e T79 e, de preferência, selecionada do grupo que consiste em T7451, T7651, T7751 e T7951.
18. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato que o produto possui espessura de pelo menos 25,4 mm, mais preferencialmente de pelo menos 38,1 mm, e mais preferencialmente de pelo menos 76,8 mm, e preferencialmente de no máximo 304,8 mm.
19. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato que o referido produto está na forma de um produto laminado, ex- trudado ou forjado.
20. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato que o referido produto está na forma de um produto laminado.
21. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato que o produto forjado é uma peça estrutural de uma aeronave.
22. Produto forjado em liga de alumínio da série 7xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato que o produto forjado é uma peça estrutural de uma aeronave selecionado a partir do grupo de uma longarina de asa, nervura de asa, forro de asa, viga de piso ou estrutura da fuselagem.
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