BR112021008230A2 - ligas de alumínio-lítio 2xxx - Google Patents

Abstract

LIGAS DE ALUMÍNIO-LÍTIO 2XXX. A presente invenção refere-se a novas ligas de alumínio 2xxx. As novas ligas de alumínio 2xxx geralmente incluem 2,5 - 3,9% em peso de Cu, 0,82 - 1,20% em peso de Li, 0,5 - 2,0% em peso de Zn, 0,10 - 0,60% em peso de Mn, 0,05 - 0,35% em peso de Mg, de 0,05 a 0,50% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão, em que o pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão é selecionado do grupo consistindo em Zr, Sc, Cr, V, Hf, outros elementos de terra rara e combinações dos mesmos, até 0,22% em peso de Ag, até 0,15% em peso de Fe, até 0,12% em peso de Si, e até 0,15% em peso de Ti, o restante sendo alumínio, elementos incidentais e impurezas. As novas ligas de alumínio 2xxx podem apresentar uma combinação aprimorada de duas ou mais de resistência, resistência à fratura, alongamento e resistência à corrosão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LIGAS DE ALUMÍNIO-LÍTIO 2XXX".

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente divulgação refere-se a ligas de alumínio-lítio 2Xxx e produtos feitos a partir das mesmas.

FUNDAMENTOS

[0002] Ligas de alumínio são úteis em uma variedade de aplica- ções. No entanto, aprimorar uma propriedade de uma liga de alumínio sem degradar outra propriedade é frequentemente é difícil. Por exem- plo, é difícil aumentar a resistência de uma liga sem diminuir a tenaci- dade de uma liga. Outras propriedades de interesse para ligas de alu- mínio incluem resistência à corrosão e resistência à taxa de crescimento de trincas por fadiga, para citar dois.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] Em termos gerais, o presente pedido de patente refere-se a novas ligas de alumínio-lítio da série 2xxx. Geralmente, as novas ligas de alumínio-lítio da série 2xxx compreendem (e alguns casos consistem essencialmente em ou consistem em) de 2,5 a 3,9% em peso de Cu, de 0,82 a 1,20% em peso de Li, de 0,5 a 2,0% em peso de Zn, de 0,10 a 0,60 em peso. de Mn, de 0,05 a 0,35% em peso de Mg; de 0,05 a 0,50% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão, em que o pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão é selecionado do grupo consistindo em Zr, Sc, Cr, V, Hf, outros elementos de terra rara e combinações dos mesmos, até 0,22% em peso de Ag, até 0,15% em peso de Fe, até 0,12% em peso de Si, e até 0,15% em peso de Ti, o restante sendo alumínio, elementos incidentais e impure- zas. Os produtos que incorporam tais composições de liga podem al- cançar uma combinação melhorada de, por exemplo, duas ou mais den- tre resistência, alongamento, tenacidade à fratura e resistência à ruptura por corrosão sob tensão.

i. Composição

[0004] Conforme observado acima, o cobre (Cu) está incluído na liga e geralmente no intervalo de 2,5% em peso a 3,9% em peso de Cu. As modalidades mais específicas relacionadas ao cobre são fornecidas próximas ao final desta seção.

[0005] Conforme observado acima, o lítio (Li) está incluído na nova liga e geralmente no intervalo de 0,82% em peso a 1,20% em peso Em uma modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,85% em peso de Li. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,875% em peso de Li. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,90% em peso de Li. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,925% em peso de Li. Em outra modalidade, uma nova liga in- clui pelo menos 0,95% em peso de Li. Em uma modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 1,15% em peso de Li. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 1,10% em peso de Li. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 1,075% em peso de Li. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 1,050% em peso de Li. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 1,025% em peso de Li. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 1,000% em peso de Li. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,980% em peso de Li.

[0006] O zinco (Zn) é geralmente incluído na nova liga e geralmente na faixa de 0,50 em peso de Zn à 2,0% em peso de Zn. As modalidades mais específicas relacionadas ao zinco são fornecidas próximas ao final desta seção.

[0007] A razão de peso entre cobre e zinco na liga pode estar rela- cionada às suas propriedades melhoradas (por exemplo, sua sensibili- dade a têmpera). Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio da série 2xxx apresenta uma razão de peso cobre-zinco de não mais que

4,25:1 (Cu:Zn).

[0008] O manganês (Mn) é geralmente incluído na nova liga e ge- ralmente no intervalo de 0,10% em peso a 0,60 em peso de Mn. Em uma modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,125% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,15% em peso de Mn. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui pelo me- nos 0,175% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,20% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,225% em peso de Mn. Em ainda outra modali- dade, uma nova liga inclui pelo menos 0,25% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,27% em peso de Mn. Em uma modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,55% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,50% em peso de Mn. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,45% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,425% em peso de Mn. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,40% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,375% em peso de Mn. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,35% em peso de Mn. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,325% em peso de Mn. Em outra modali- dade, uma nova liga inclui não mais do que 0,30% em peso de Mn. Na indústria de ligas, o manganês pode ser considerado um ingrediente de liga e um elemento de controle de estrutura de grão -- o manganês retido em solução sólida pode melhorar uma propriedade mecânica da liga (por exemplo, força e/ou tenacidade), enquanto o manganês em forma particulada (por exemplo, como AlgMn, Ali2Mn3Si2, AlaoCu2Mn3 -- às ve- zes referido como a estrutura de grãos dispersoides) pode melhorar as propriedades de controle de resistência, pode também melhorar a tole- rância. No entanto, uma vez que Mn é definido separadamente com seus próprios limites de composição no presente pedido de patente, não está dentro da definição de "elemento de controle de estrutura de grãos" (descrito abaixo) para os fins do presente pedido de patente.

[0009] O magnésio (Mg) está incluído na nova liga e geralmente no intervalo de 0,05% em peso a 0,35% em peso de Mg. As modalidades mais específicas relacionadas ao magnésio são fornecidas próximas ao final desta seção.

[0010] A liga pode incluir 0,05 a 0,50% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão selecionado do grupo que consiste em zircônio (Zr), escândio (Sc), cromo (Cr), vanádio (V) e/ou háfnio (Hf) e/ou outros elementos de terra rara, e de modo que os ele- mentos de controle de estrutura de grão utilizados sejam mantidos abaixo da solubilidade máxima. Conforme usado neste documento, "ele- mento de controle da estrutura de grãos" significa elementos ou com- postos que são adições de liga deliberadas com o objetivo de formar partículas de segunda fase, geralmente no estado sólido, para controlar as mudanças na estrutura de grãos de estado sólido durante processos térmicos, tais como recuperação e recristalização. Para fins do presente pedido de patente, os elementos de controle de estrutura de grãos in- cluem Zr, Sc, Cr, V, Hf e outros elementos de terras raras, para citar alguns, mas exclui Mn.

[0011] A quantidade de material de controle da estrutura de grãos utilizada em uma liga geralmente depende do tipo de material utilizado para controle da estrutura de grãos e/ou o processo de produção de ligas. Em uma abordagem, o elemento de controle de estrutura de grão é Zr, e a liga inclui de 0,05% em peso a 0,20% em peso de Zr. Em uma modalidade, a liga de alumínio inclui pelo menos 0,06% em peso de Zr. Em outra modalidade, a liga de alumínio inclui pelo menos 0,07% em peso de Zr. Em ainda outra modalidade, a liga de alumínio inclui pelo menos 0,08% em peso de Zr. Em um modalidade, a liga de alumínio inclui não mais que 0,18% em peso de Zr. Em outra modalidade, a liga de alumínio inclui não mais que 0,16% em peso de Zr. Em outra moda- lidade, a liga de alumínio inclui não mais que 0,15% em peso de Zr. Em ainda outra modalidade, a liga inclui não mais que 0,14% em peso de Zr. Em outra modalidade, a liga de alumínio inclui não mais que 0,13% em peso de Zr. Em uma modalidade, a liga inclui de 0,05% em peso a 0,15% em peso de Zr. Em outra modalidade, a liga inclui de 0,07% em peso a 0,14% em peso de Zr. Em outra modalidade, a liga inclui de 0,08% em peso a 0,13% em peso de Zr.

[0012] A liga pode incluir até 0,15% em peso de Ti cumulativamente para refino de grãos e/ou outros fins. Os refinadores de grãos são ino- culantes ou núcleos para semear novos grãos durante a solidificação da liga. Um exemplo de um refinador de grãos é uma coluna de 9,525 mm compreendendo 96% de alumínio, 3% de titânio (Ti) e 1% de boro (B) (todos em porcentagem em peso), onde praticamente todo o boro está presente como partículas de TiB2 finamente dispersas. Durante a fundi- ção, uma coluna de refino de grão pode ser alimentada em linha na liga fundida que flui para dentro do poço de fundição a uma taxa controlada. A quantidade de refinador de grãos incluída na liga geralmente depende do tipo de material utilizado para refino de grãos e o processo de produ- ção de liga. Exemplos de refinadores de grãos incluem Ti combinado com B (por exemplo, TiB2) ou carbono (TiC), embora outros refinadores de grãos, tais como ligas mestre de Al-Ti possam ser utilizados. Geral- mente, refinadores de grãos são adicionados em uma quantidade que varia de 0,0003% em peso a 0,005% em peso à liga, dependendo do tamanho de grão em estado bruto recém moldado desejado. Além disso, Ti pode ser adicionado separadamente à liga em uma quantidade de até 0,15% em peso, dependendo da forma do produto, para aumentar a efi- cácia do refinador de grãos e, normalmente, no intervalo de 0,005 a 0,15% em peso de Ti. Quando Ti for incluído na liga, o mesmo estará geralmente presente em uma quantidade de 0,01 a 0,10% em peso. Em uma modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,005% em peso de Ti. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,01% em peso de Ti. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,015% em peso de Ti. Em outra modalidade, uma nova liga inclui pelo menos 0,020% em peso de Ti. Em uma modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,10% em peso de Ti. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,08% em peso de Ti. Em ainda outra moda- lidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,07% em peso de Ti. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,06% em peso de Ti. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,05% em peso de Ti. Em uma modalidade, a liga de alumínio inclui um refinador de grãos, e o refinador de grãos é pelo menos um dentre TiB, e TiC, onde % em peso de Ti na liga é de 0,01 a 0,06% em peso, ou de 0,01 a 0,03% em peso.

[0013] A nova liga de alumínio pode incluir ferro (Fe). O teor de ferro da nova liga geralmente não deve exceder 0,15% em peso. Em uma modalidade, uma nova liga pode incluir pelo menos 0,01% em peso de Fe. Em uma modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,12% em peso de Fe. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,10% em peso de Fe. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,08% em peso de Fe. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,06% em peso de Fe. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,04% em peso de Fe.

[0014] A nova liga de alumínio pode incluir silício (Si). O teor de si- lício da nova liga geralmente não deve exceder 0,12% em peso. Em uma modalidade, uma nova liga pode incluir pelo menos 0,01% em peso de Si. Em uma modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,10% em peso de Si. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,08% em peso de Si. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,06% em peso de Si. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,04% em peso de Si.

[0015] Conforme observado acima, a nova liga de alumínio pode opcionalmente incluir prata e em uma quantidade de até 0,22% em peso. Em uma modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,20% em peso de Ag. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,15% em peso de Ag. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,10% em peso de Ag. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,05% em peso de Ag. Em ainda outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,01% em peso de Ag. Em outra modalidade, uma nova liga inclui não mais do que 0,005% em peso de Ag e/ou não é detectável em uma nova liga.

[0016] Conforme observado acima, as novas ligas geralmente in- cluem os ingredientes de liga declarados, o restante sendo alumínio, elementos incidentais opcionais e impurezas. Conforme usado neste documento, "elementos incidentais" significam aqueles elementos ou materiais, além dos elementos listados acima, que podem opcional- mente ser adicionados à liga para auxiliar na produção da liga. Exem- plos de elementos incidentais incluem auxiliares de fundição, tais como refinadores de grãos e desoxidantes. Os elementos incidentais opcio- nais podem ser incluídos na liga em uma quantidade cumulativa de até 1,0% em peso. Como um exemplo não limitante, um ou mais elementos incidentais podem ser adicionados à liga durante a fundição para reduzir ou restringir (e, em alguns casos, eliminar) a rachadura do lingote de- vido, por exemplo, à dobra de óxido, manchas de poço e óxido. Esses tipos de elementos incidentais são geralmente referidos neste docu- mento como desoxidantes. Exemplos de alguns desoxidantes incluem Ca, Sr e Be. Quando o cálcio (Ca) for incluído na liga, o mesmo estará geralmente presente em uma quantidade de até cerca de 0,05% em peso, ou até cerca de 0,03% em peso. Em algumas modalidades, o Ca é incluído na liga em uma quantidade de cerca de 0,001-0,03 % em peso ou cerca de 0,05% em peso, tal como 0,001-0,008% em peso (ou 10 a 80 ppm). O estrôncio (Sr) pode ser incluído na liga como um substituto para Ca (no todo ou em parte) e, portanto, pode ser incluído na liga nas mesmas quantidades ou quantidades semelhantes de Ca. Tradicional- mente, as adições de berílio (Be) ajudaram a reduzir a tendência de ra- chaduras no lingote, embora por motivos ambientais, de saúde e segu- rança, algumas modalidades da liga sejam substancialmente livres de Be. Quando Be estiver incluído na liga, o mesmo estará geralmente pre- sente em uma quantidade de até cerca de 20 ppm. Os elementos inci- dentais podem estar presentes em pequenas quantidades, ou podem estar presentes em quantidades significativas, e podem adicionar carac- terísticas desejáveis ou outras características por si só sem se afastar da liga descrita neste documento, desde que a liga retenha as caracte- rísticas desejáveis descritas neste documento. Deve ser entendido, no entanto, que o escopo desta divulgação não deve/não pode ser evitado através da simples adição de um elemento ou elementos em quantida- des que não afetariam de outra forma as combinações de propriedades desejadas e obtidas neste documento.

[0017] As novas ligas de alumínio 2xxx geralmente contêm baixas quantidades de impurezas. Em uma modalidade, uma nova liga de alu- mínio 2xxx inclui não mais que 0,15% em peso, no total, das impurezas, e em que a liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 0,05 % em peso de cada uma das impurezas. Em outra modalidade, uma nova liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 0,10% em peso, no total, das impure- zas, e em que a liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 0,03% em peso de cada uma das impurezas. a. Exemplo da Primeira Versão da Nova Liga de Alumínio 2xxx

[0018] Em uma modalidade, uma primeira versão da nova liga de alumínio da série 2xxx inclui as primeiras quantidades personalizadas de cobre, magnésio e zinco. Em uma abordagem, a primeira versão in- clui de 3,1 a 3,8% em peso de cobre, de 0,5 a 2,0% em peso de Zn, e de 0,05 a 0,35% em peso de Mg.

[0019] Em uma modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 3,2% em peso de Cu. Em outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 3,3% em peso de Cu. Em uma modalidade, a primeira ver- são inclui não mais que 3,75% em peso de Cu. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 3,7% em peso de Cu. Em uma mo- dalidade, a primeira versão inclui não mais que 3,65% em peso de Cu. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 3,6% em peso de Cu.

[0020] Em uma modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,6% em peso de Zn. Em outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,7% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,75% em peso de Zn. Em outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,8% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,85% em peso de Zn. Em outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,9% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,95% em peso de Zn. Em uma modalidade, a primeira ver- são inclui não mais que 1,8% em peso de Zn. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 1,6% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 1,4% em peso de Zn. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 1,3% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 1,2% em peso de Zn. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 1,1% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 1,05% em peso de Zn.

[0021] Conforme observado acima, razão de peso entre cobre e

Zinco na liga pode estar relacionada às suas propriedades melhoradas (por exemplo, sua sensibilidade a têmpera). Em uma modalidade, a pri- meira versão apresenta uma razão de cobre-zinco (peso) não superior a 4,25:1 (Cu:Zn), isto é, (% em peso de Cu)/(% em peso de Zn) da liga não é maior que 4,25. Em outra modalidade, a primeira versão apre- senta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 4,10:1. Em ainda outra modalidade, a primeira versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 4,00:1. Em outra modalidade, a primeira versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,90:1. Em ainda outra modalidade, a primeira versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,80:1. Em outra modalidade, a primeira versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,78:1.

[0022] Em uma modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,10% em peso de Mg. Em outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,125% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a pri- meira versão inclui pelo menos 0,15% em peso de Mg. Em outra moda- lidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,175% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,20% em peso de Mg. Em outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,21% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui pelo menos 0,22% em peso de Mg. Em uma modalidade, a pri- meira versão inclui não mais que 0,325% em peso de Mg. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 0,30% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 0,29% em peso de Mg. Em outra modalidade, a primeira versão inclui não mais que 0,28% em peso de Mg.

[0023] Várias modalidades da primeira versão da liga 2xxx são for- necidas abaixo.

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[0024] Em uma modalidade, uma primeira versão inclui 3,2 - 3,7% em peso de Cu, 0,85 - 1,45% em peso de Li, 0,75 - 1,25% em peso de Zn, em que Cu:Zn (razão de peso) é < 4,25:1, 0,15 - 0,29% em peso de Mg, (X1, X2, X3, X4 ou X5) % em peso de Mn, < 0,005% em peso de Ag, 0,05 - 0,15% em peso de Zr, < 0,10% em peso de Fe, < 0,08% em peso de Si, 0,01 - 0,10% em peso de Ti, o restante sendo alumínio, elementos incidentais opcionais e impurezas, em que X1 é 0,15 - 0,40 (isto é, X1% em peso de Mn é 0,15 - 0,40% em peso de Mn), em que X2 é 0,15-0,30, em que X3 é 0,15 - 0,25, em que X4 é 0,20 - 0,40, e em que X5 é 0,25 - 0,35. b. Exemplo da Segunda Versão da Nova Liga de Alumínio 2xxx

[0025] Em uma modalidade, uma segunda versão da nova liga de alumínio da série 2xxx inclui as segundas quantidades personalizadas de cobre, magnésio e zinco. Em uma abordagem, a segunda versão inclui de 2,5 a 3,4% em peso de cobre, de 0,5 a 2,0% em peso de Zn, e de 0,05 a 0,35% em peso de Mg.

[0026] Em uma modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 2,6% em peso de Cu. Em outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 2,7% em peso de Cu. Em ainda outra modalidade, a se- gunda versão inclui pelo menos 2,8% em peso de Cu. Em outra moda- lidade, a segunda versão inclui pelo menos 2,85% em peso de Cu. Em uma modalidade, a segunda versão inclui não mais que 3,35% em peso de Cu. Em outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 3,3% em peso de Cu. Em uma modalidade, a segunda versão inclui não mais que 3,25% em peso de Cu. Em outra modalidade, a segunda ver- são inclui não mais que 3,2% em peso de Cu. Em outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 3,15% em peso de Cu.

[0027] Em uma modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,6% em peso de Zn. Em outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,8% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a se- gunda versão inclui pelo menos 1,0% em peso de Zn. Em outra modali- dade, a segunda versão inclui pelo menos 1,1% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 1,2% em peso de Zn. Em outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 1,3% em peso de Zn. Em uma modalidade, a segunda versão inclui não mais que 1,9% em peso de Zn. Em outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 1,8% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 1,7% em peso de Zn. Em outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 1,6% em peso de Zn. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 1,5% em peso de Zn.

[0028] Conforme observado acima, razão de peso entre cobre e Zinco na liga pode estar relacionada às suas propriedades melhoradas (por exemplo, sua sensibilidade a têmpera). Em uma modalidade, a se- gunda versão apresenta uma razão de cobre-zinco (peso) não superior a 4,25:1 (Cu:Zn), isto é, (% em peso de Cu)/(% em peso de Zn) da liga não é maior que 4,00:1. Em outra modalidade, a segunda versão apre- senta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,75:1. Em ainda outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,50:1. Em outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,30:1. Em ainda outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 3,10:1. Em outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 2,95:1. Em ainda outra mo- dalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 2,90:1. Em outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 2,75:1. Em outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 2,67:1. Em outra modali- dade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 2,50:1. Em outra modalidade, a segunda versão apresenta uma razão de cobre para zinco (peso) de não mais que 2,42:1.

[0029] Em uma modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,10% em peso de Mg. Em outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,12% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a se- gunda versão inclui pelo menos 0,13% em peso de Mg. Em outra mo- dalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,14% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,15% em peso de Mg. Em outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,16% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui pelo menos 0,17% em peso de Mg. Em uma modalidade, a segunda versão inclui não mais que 0,30% em peso de Mg. Em outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 0,275% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 0,25% em peso de Mg. Em outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 0,24% em peso de Mg. Em ainda outra modalidade, a segunda versão inclui não mais que 0,23% em peso de Mg.

[0030] Várias modalidades da segunda versão da liga 2xxx inova- dora são fornecidas abaixo.

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[0031] Em uma modalidade, uma segunda versão inclui 2,7 - 3,3% em peso de Cu, 0,85 - 1,45% em peso de Li, 1,2 - 1,68% em peso de Zn, em que Cu:Zn (razão de peso) é < 4,25:1, 0,15 - 0,30% em peso de Mg, (Y1, Y2, Y3, Y4 ou Y5)% em peso de Mn, < 0,005% em peso de Ag, 0,05 - 0,15% em peso de Zr, < 0,10% em peso de Fe, < 0,08% em peso de Si, 0,01 - 0,10% em peso de Ti, o restante sendo alumínio, elementos incidentais opcionais e impurezas, em que Y1 é 0,15 - 0,40 (isto é, Y1% em peso de Mn é 0,15 - 0,40% em peso de Mn), em que Y2 é 0,15-0,30, em que Y3 é 0,15 - 0,25, em que Y4 é 0,20 - 0,40, e em que Y5 é 0,25 - 0,35. ii. Formas do Produto

[0032] As novas ligas podem ser úteis em uma variedade de formas de produto, incluindo lingote ou tarugo, formas de produto forjado (placa, forjamentos e extrusões), moldes em fôrma, produtos fabricados aditi- vamente e produtos de metalurgia de pó, por exemplo.

[0033] Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio da série 2xxx está na forma de um produto forjado espesso. Os produtos de liga de alumínio forjado espessos são aqueles produtos forjados com uma espessura transversal de pelo menos 12,7 mm. Os produtos forjados podem ser produtos laminados, produtos forjados ou produtos extruda- dos. Em uma modalidade, um produto de liga de alumínio forjado es- pesso tem uma espessura de pelo menos 25,4 mm. Em outra modali- dade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espes- sura de pelo menos 50,8 mm. Em ainda outra modalidade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espessura de pelo menos 76,2 mm. Em outra modalidade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espessura de pelo menos 101,6 mm. Em ainda outra modalidade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espessura de pelo menos 126,0 mm. Em outra modalidade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espessura de pelo menos

152,4 mm. As propriedades melhoradas descritas neste documento po- dem ser obtidas com produtos forjados grossos com uma espessura de até 304,8 mm. Em uma modalidade, um produto de liga de alumínio for- jado espesso tem uma espessura não maior que 254,0 mm. Em outra modalidade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espessura não maior que 203,2 mm. Em ainda outra modalidade, um produto de liga de alumínio forjado espesso tem uma espessura não maior que 177,8 mm. Conforme usado neste parágrafo, espessura re- fere-se à espessura mínima do produto, percebendo que algumas par- tes do produto podem apresentar espessuras ligeiramente maiores do que o mínimo estabelecido. iii. Processamento Forjado

[0034] A nova liga pode ser preparada em forma forjada e, na tem- peratura adequada, por práticas mais ou menos convencionais, inclu- indo o resfriamento direto (CD) que molda a liga de alumínio em forma de lingote. Após escalpelamento, torneamento ou descascamento con- vencional (se necessário) e homogeneização, cuja homogeneização que pode ser concluída antes ou após escalpelamento, esses lingotes podem ser posteriormente processados por trabalho a quente do pro- duto. O produto pode, então, ser opcionalmente trabalhado a frio, opci- onalmente recozido, tratado termicamente com solução, têmpera e tra- balhado a frio final (por exemplo, por estiramento ou compressão de 0,5% a 10%). Após a etapa final de trabalho a frio, o produto pode ser artificialmente envelhecido. Assim, em algumas modalidades, os produ- tos podem ser produzidos em uma têmpera T3 ou T8. Em outras moda- lidades, outras têmperas T podem ser usadas (por exemplo, qualquer uma dentre uma têmpera T1, T2, T4, T5, T6, T7 ou T9). Os temperos T são definidos na ANSI H35.1 (2009). iv. Propriedades

[0035] As novas ligas de alumínio-lítio 2xxx geralmente apresentam uma combinação aprimorada de pelo menos um dois entre resistência, alongamento, tenacidade à fratura e resistência ao craqueamento por corrosão por tensão.

[0036] Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um limite de resistência à tração (ST) de pelo menos 440 MPa na têmpera T8. Em outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espes- sura de pelo menos 80 mm e apresenta um limite de resistência à tração (ST) de pelo menos 450 MPa na têmpera T8. Em ainda outra modali- dade, uma nova liga de alumínio-lítio 2Xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um limite de resistência à tração (ST) de pelo menos 460 MPa na têmpera T8. Em outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apre- senta um limite de resistência à tração (ST) de pelo menos 470 MPa na têmpera T8. Em ainda outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um limite de resistência à tração (ST) de pelo menos 480 MPa ou mais na têm- pera T8. As propriedades de resistência acima podem ser concebidas em produtos com uma espessura de pelo menos 100 mm, ou pelo me- nos 125 mm, ou pelo menos 150 mm, ou mais.

[0037] Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta uma tenacidade à fratura de deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 20 MPa-sqrt-m na têmpera T8. Em outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta uma tena- cidade à fratura por deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 21 MPa-sqrt-m na têmpera T8. Em ainda outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apre- senta uma tenacidade à fratura de deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 22 MPa-sqrt-m na têmpera T8. Em outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta uma tenacidade à fratura por deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 23 MPa-sqrt-m na têmpera T8. Em ainda outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta uma tenacidade à fratura de deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 24 MPa-sqrt-m na têmpera T8. Em outra modali- dade, uma nova liga de alumínio-lítio 2Xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta uma tenacidade à fratura por deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 25 MPa-sqgrt-m na têmpera T8. Em ainda outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta uma tenacidade à fratura de deformação plana (Krc) (S-L) de pelo menos 26 MPa-sqrt-m ou mais, na têmpera T8. As propriedades de resistência à fratura acima podem ser concebidas em produtos com uma espessura de pelo menos 100 mm, ou pelo menos 125 mm, ou pelo menos 150 mm, ou mais.

[0038] Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um alongamento (ST) de pelo menos 1,5% na têmpera T8. Em outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um alongamento (ST) de pelo menos 2,0% na têmpera T8. Em ainda outra modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xXxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um alongamento (ST) de pelo menos 2,5% na têmpera T8. Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e apresenta um alongamento (ST) de pelo menos 3,0% ou mais, na têmpera T8. As propriedades de alongamento acima podem ser conce- bidas em produtos com uma espessura de pelo menos 100 mm, ou pelo menos 125 mm, ou pelo menos 150 mm, ou mais.

[0039] Em uma modalidade, uma nova liga de alumínio-lítio 2xxx tem uma espessura de pelo menos 80 mm e é resistente a rachaduras por corrosão por tensão (definida abaixo) na têmpera T8. As proprieda- des de resistência à rachadura por corrosão sob tensão acima podem ser concebidas em produtos com uma espessura de pelo menos 100 mm, ou pelo menos 125 mm, ou pelo menos 150 mm, ou mais.

[0040] Em uma abordagem, uma nova liga de lítio de alumínio da série 2xxx apresenta pelo menos 3,0 MPa-sqrt-m (MPavm) de resistên- cia à fratura de deformação plana superior (Ktc) em comparação a um produto de liga de alumínio padrão 2070, onde ambos os produtos são processados na mesma forma de produto, calibre, resistência ao rendi- mento e têmpera. Por exemplo, se uma nova liga de alumínio-lítio da série 2xxx e uma liga 2070 forem produzidas como uma placa de 150 mm na têmpera T8 (com a mesma quantidade de estiramento ou com- pressão, por exemplo, dentro de 0,5% de estiramento/compressão entre si), e se ambas as ligas forem artificialmente envelhecidas até cerca da mesma resistência à tração (por exemplo, dentro de 5 MPa uma da ou- tra), então, nessa abordagem, a tenacidade à fratura Kc da nova liga de alumínio-lítio 2xxx seria pelo menos 3 MPa-sqrt-m maior do que a liga

2070. Em uma modalidade, uma nova liga de lítio de alumínio da série 2xxx apresenta pelo menos 4,0 MPa-sqrt-m de resistência à fratura de deformação plana superior (Ktc) em comparação a um produto de liga de alumínio padrão 2070, onde ambos os produtos são processados na mesma forma de produto, calibre, resistência ao rendimento e têmpera. Em outra abordagem, uma nova liga de lítio de alumínio da série 2xxx apresenta pelo menos 5,0 MPa-sqgrt-m de resistência à fratura de defor- mação plana superior (Ktc) em comparação a um produto de liga de alu- mínio padrão 2070, onde ambos os produtos são processados na mesma forma de produto, calibre, resistência ao rendimento e têmpera. Um produto de liga de alumínio 2070 padrão nominalmente inclui (alvos) 3,5% em peso de Cu, 0,30% em peso de Mn, 0,22% em peso de Mg, 0,30% em peso de Zn, 1,15% em peso de Li, 0,30% em peso de Zn,

0,11% em peso de Zr, < 0,04% em peso de Si, < 0,06% em peso de Fe, < 0,03% em peso de Ti, não superior a 0,10% em peso, no total, de impurezas, e não superior a 0,03% em peso de cada uma das impure- zas, em que o restante é o alumínio.

[0041] Embora as propriedades acima geralmente se relacionem a produtos de placa espessa, propriedades semelhantes também podem ser concebidas em produtos forjados e produtos extrudados espessos. Além disso, muitas das propriedades acima podem ser concebidas em combinação, conforme mostrado pelos exemplos abaixo. v. Definições

[0042] Exceto quando indicado, as seguintes definições se aplicam ao presente pedido:

[0043] "ligas de alumínio 2xxx" são composições de ligas de alumí- nio com cobre como o principal elemento de liga, de acordo com a defi- nição da Aluminum Association fornecida em "International Alloy Desig- nations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys ," página 28(2015). Para fins deste pedido de patente, as composições de liga de alumínio de série 2Xxxx podem ser usadas em produtos não forjados, tais como moldes em fôrma, lin- gote/tarugo e produtos fabricados aditivamente, entre outros.

[0044] "Produto de liga de alumínio forjado" significa um produto de liga de alumínio que é trabalhado a quente após a fundição e inclui pro- dutos laminados (folha ou placa), produtos forjados e produtos extruda- dos.

[0045] "Produto de liga de alumínio forjado" significa um produto de liga de alumínio forjado que é forjado fundido ou forjado manualmente.

[0046] "Tratamento térmico da solução" significa exposição de uma liga de alumínio a temperatura elevada com o objetivo de colocar so- luto(s) em solução sólida.

[0047] "Trabalho a quente" significa trabalhar o produto de liga de alumínio em temperatura elevada, geralmente pelo menos 250 *F.

[0048] "Trabalho a frio" significa trabalhar o produto de liga de alu- mínio em temperaturas que não são consideradas temperaturas de tra- balho quentes, geralmente abaixo de cerca de 2500F (por exemplo, em ambiente).

[0049] "Envelhecimento artificial" significa exposição de uma liga de alumínio a temperatura elevada com o objetivo de precipitar soluto(s). O envelhecimento artificial pode ocorrer em uma ou várias etapas, que podem incluir temperaturas e/ou tempos de exposição variáveis.

[0050] A resistência e o alongamento são medidos de acordo com ASTM E8 e B557.

[0051] A resistência à fratura é medida de acordo com ASTM E399.

[0052] "Resistente à rachadura por corrosão sob tensão" significa que todas as amostras de um produto de liga de alumínio da série 2xxx não falham após 30 dias de testes de imersão alternativos em um es- tresse líquido de 379 MPa de acordo com a ASTM G44/G47, e com pelo menos 5 amostras sendo necessárias para testes. Em uma modalidade, todas as amostras de um produto de liga de alumínio da série 2xxx não falham após 60 dias de teste de imersão alternativo em uma tensão lí- quida de 379 MPa de acordo com ASTM G44/G47, e com pelo menos amostras sendo necessárias para o teste. Em outras modalidade, to- das as amostras de um produto de liga de alumínio da série 2xxx não falham após 90 dias de testes de imersão alternativos em um estresse líquido de 379 MPa de acordo com a ASTM G44/G47, e com pelo menos 5 amostras sendo necessárias para testes. As amostras de teste de SCC são extraídas de modo a serem centralizadas no plano intermedi- ário e orientadas na direção ST em relação ao produto de liga original.

[0053] Conforme usado neste documento, "fabricação aditiva" sig- nifica "um processo de união de materiais para produzir objetos a partir de dados de modelo 3D, usualmente camada sobre camada, em oposi- ção às metodologias de fabricação subtrativa", conforme definido em ASTM F2792-12a intitulado "Standard Terminology for Additively Manu- facturing Technologies". Exemplos não limitantes de processos de fabri- cação aditivos úteis na produção de produtos de liga de alumínio in- cluem, por exemplo, DMLS (direct metal laser sintering - sinterização a laser de metal direta), SLM (selective laser melting - fusão seletiva a laser), SLS (selective laser sintering - sinterização seletiva a laser) e EBM (electron beam melting - fusão por feixe de elétrons), entre outros. Quaisquer matérias-primas adequadas feitas das novas ligas de alumí- nio 2xxx acima podem ser usadas, incluindo um ou mais pós, um ou mais fios e suas combinações. Em algumas modalidades, a matéria-prima de fabricação aditiva é composta por um ou mais pós compreendendo as novas ligas de alumínio 2xxx. Limalhas são tipos de partículas. Em algu- mas modalidades, a matéria-prima de fabricação aditiva é composta por um ou mais fios compreendendo as novas ligas de alumínio 2xxx. Um cabo de fita é um tipo de fio. Em algumas modalidades, a matéria-prima de fa- bricação aditiva é composta por uma ou mais folhas compreendendo as novas ligas de alumínio 2xxx. A lâmina é um tipo de folha.

[0054] Estes e outros aspectos, vantagens e recursos inovadores desta nova tecnologia são estabelecidos em parte na descrição a seguir e se tornarão evidentes para aqueles versados na técnica após o exame da seguinte descrição e figuras, ou podem ser aprendidos pela prática de uma ou mais modalidades da tecnologia fornecida pela presente divulgação.

[0055] As figuras fazem parte desta especificação e incluem moda- lidades ilustrativas da presente divulgação e ilustram vários objetos e características das mesmas. Além disso, quaisquer medições, especifi- cações e similares mostradas nas figuras têm finalidade ilustrativa e não restritiva. Portanto, detalhes estruturais e funcionais específicos divul- gados neste documento não devem ser interpretados como limitantes,

mas meramente como uma base representativa para ensinar uma pes- soa versada na técnica como empregar de maneira variada a presente invenção.

[0056] Entre os benefícios e melhorias que foram divulgados, outros objetos e vantagens desta invenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição feita juntamente com as figuras que a acompanham. As modalidades detalhadas da presente invenção são divulgadas neste documento; no entanto, deve ser entendido que as modalidades divul- gadas são meramente ilustrativas da invenção, que pode ser incorpo- rada de várias formas. Além disso, cada um dos exemplos dados em conexão com as várias modalidades da invenção tem finalidade ilustra- tiva e não restritiva.

[0057] Ao longo da especificação e reivindicações, os seguintes ter- mos têm os significados explicitamente associados neste documento, a menos que o contexto indique claramente o contrário. As frases "em uma modalidade" e "em algumas modalidades", conforme usadas neste documento, não necessariamente se referem às mesmas modalidades, embora possam. Além disso, as frases "em outra modalidade" e "em algumas outras modalidades", conforme usadas neste documento, não se referem necessariamente a uma modalidade diferente, embora pos- sam. Assim, várias modalidades da invenção podem ser prontamente combinadas, sem se afastar do escopo ou espírito da invenção.

[0058] Além disso, conforme usado neste documento, o termo "ou" é um operador "ou" inclusivo e é equivalente ao termo "e/ou", a menos que o contexto indique claramente o contrário (por exemplo, "X1, X2, X3, X4 ou X5" não significa "e/ou" neste documento porque todo X1-X5 é exclusivo e distinto um do outro). O termo "com base em" não é ex- clusivo e permite ser baseado em fatores adicionais não descritos, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Além disso, em todo o relatório descritivo, o significado de "um", "uma" e "o(a)" inclui referências plurais, a menos que o contexto indique claramente o con- trário. O significado de "em" inclui "em" e "sobre", a menos que o con- texto indique claramente o contrário.

[0059] Embora uma série de modalidades da presente invenção te- nham sido descritas, entende-se que estas modalidades são ilustrativas apenas e não restritivas, e que muitas modificações podem tornar-se evidentes para aqueles versados na técnica. Além disso, a menos que o contexto exija claramente o contrário, as várias etapas podem ser re- alizadas em qualquer ordem desejada e quaisquer etapas aplicáveis po- dem ser adicionadas e/ou eliminadas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0060] As Figuras 1-2 são gráficos que ilustram o desempenho de vários produtos de liga de alumínio do Exemplo 1.

[0061] A Figura 3 é um gráfico que ilustra o desempenho de vários produtos de ligas de alumínio do Exemplo 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA Exemplo 1 - Teste de Placa

[0062] Várias ligas de Al-Li foram moldadas como lingote e homo- geneizadas. A composição de cada lingote é mostrada na Tabela 3a, abaixo. As ligas A e B são ligas de invenção. A liga C e a liga 2070 são ligas fora da invenção. A liga 2070 é descrita, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente U.S. de propriedade comum nº 2012/0225271. TABELA 3a - COMPOSIÇÃO DAS LIGAS [ee js [re Jeu Tue mg f2n fu fz qm [5 es [004 [296 [032 [021 142 [096 [006 [002]

[0063] O restante de cada liga foi de alumínio, elementos incidentais e impurezas, sem nenhuma impureza excedendo 0,05 % em peso e com a quantidade total de impurezas não excedendo 0,15% em peso. Após a homogeneização, as ligas foram laminadas a quente até o cali- bre final, tratadas termicamente com solução, temperadas e esticadas em cerca de 6%. Medidores finais aproximados são fornecidos na Ta- bela 3b, abaixo. TABELA 3b - LIGAS E MEDIDOR FINAL

[0064] Várias práticas de envelhecimento artificial de duas etapas são concluídas nas ligas, a primeira etapa sendo concluída a 290 ºF (143,3 ºC) por várias vezes, conforme fornecido na Tabela 4, abaixo, a segunda etapa sendo 12 horas a 225 ºF (107,2ºC). Várias propriedades mecânicas das placas de liga de alumínio envelhecidas são medidas de acordo com ASTM E8 e B557. As propriedades de resistência à fratura de algumas amostras também foram medidas e de acordo com ASTM E399. Conforme mostrado pelos dados abaixo e pela Figura 1-2 corres- pondente, as ligas da invenção apresentaram uma combinação melho- rada de propriedades na direção transversal curta.

TABELA 4 - Propriedades Mecânicas (Direção Transversal Curta) Ú 1º Tempo de Enve- | TYS(ST) UTS(ST) Along, Ke (S-L) ga 9 lhecimento (horas) | (MPa) (MPa) (ST)(%) | (MPa-sqrt-m) nO as 20700 os 2070(ii) 461,3 527,4 3,4 18,2* (120 mm) 2070(ii) 50 482,6 538,1 2,7 16,5* (120 mm) * = valor de Ko

[0065] Em 100 mm, as novas ligas geralmente apresentam uma te- nacidade à fratura melhorada com resistência equivalente. Por exemplo, a liga de invenção A-1 apresenta cerca de 3 MPa-sqrt-m de resistência maior sobre a liga 2070 em cerca de resistência equivalente (em 30 ho- ras de envelhecimento). A liga de invenção A-2 também é melhorada sobre a liga 2070, e espera-se que a liga A-2 atinja resultados seme- lhantes aos da Liga A-1 se o teor de silício da liga A-2 seja reduzido para

0,02% em peso. A liga de invenção B apresenta uma dureza de fratura muito alta em níveis de resistência reduzidos, mas espera-se que atinja resultados pelo menos tão bons quanto A-1, se envelhecer até a resis- tência equivalente. As propriedades melhoradas são ainda mais pronun- ciadas a 150 mm, onde todas as ligas de invenção apresentaram uma tenacidade à fratura muito melhor com resistência equivalente. Notavel- mente, as ligas da invenção incluem menos magnésio do que a liga fora da invenção C. As ligas da invenção também têm uma razão Cu:Zn (peso) de não mais que 4,25:1, enquanto as ligas fora da invenção apre- sentam razões Cu:Zn mais altas. As ligas da invenção também têm mais zinco do que a liga C e do que a liga fora da invenção 2070.

[0066] As propriedades de resistência a craqueamento por corrosão sob tensão (SCC) de muitas das ligas foram testadas na direção ST e de acordo com ASTM G44/G47. Todas as ligas da invenção em todas as condições de envelhecimento não apresentaram, ou esperava-se que não apresentassem, nenhuma falha em tensões líquidas de 310 MPa e 379 MPa ao longo de um período de 30 dias de teste (algumas ligas ainda estão em teste). Por outro lado, a liga C apresentou várias falhas em tensões líquidas de 310 MPa e 379 MPa dentro do período de 30 dias e sob as mesmas condições de teste. Isso pode ser devido ao fato de que a liga C inclui alto teor de magnésio, o que pode tornar a liga C propensa a rachaduras por corrosão sob tensão. A liga C poderia ser envelhecida ainda mais para melhorar a corrosão, mas sua já pouca resistência à fratura diminuiria. Por outro lado, as ligas de invenção A e B alcançam uma boa combinação de quatro propriedades: força, alon- gamento, tenacidade a fraturas e resistência a fratura por corrosão sob tensão. Exemplo 2 - Teste de Placa Adicional

[0067] Três ligas AI-Li adicionais (todas as invenções) foram molda- das como lingote e homogeneizadas, as composições das quais são mostradas na Tabela 5, abaixo. Tabela 5 - Composições de Ligas do Exemplo 2 [es Te Jos [Me mo 7º fa [5 [2% 1) [1 joao 546 [027 [026 [096] - Joss [070 [005] [2 osr [on [365 [027 026 097 | Jose [005 102 [2 loss [opa] 350 [026 022 [096 |-- Joss [ans josa]

[0068] O restante de cada liga foi de alumínio, elementos incidentais e impurezas, sem nenhuma impureza excedendo 0,05 % em peso e com a quantidade total de impurezas não excedendo 0,15% em peso. Após a homogeneização, as ligas foram laminadas a quente até o cali- bre final, tratadas termicamente com solução, temperadas e, então, es- ticadas em cerca de 6%. As ligas foram, então, envelhecidas artificial- mente em vários momentos e temperaturas. As condições de envelhe- cimento são mostradas na Tabela 6. Tabela 6 - Práticas de Envelhecimento para as Ligas do Exemplo 2

[0069] As ligas foram resfriadas até a temperatura ambiente entre as etapas de envelhecimento.

[0070] As propriedades mecânicas através da espessura das ligas foram então testadas, cujos resultados são mostrados na Tabela 7, abaixo. Tabela 7 - Propriedades Mecânicas das Ligas de Exemplo 2 (mm) velhecimento (MPa) (MPa) (%) (MPaym) Pe Esso osso

Ú Marca final | Condição de En- | ST TYS | ST UTS | ST Along. | S-L Kc o (mm) velhecimento (MPa) (MPa) (%) (MPaym) BE fe je E e e e e)

[0071] Conforme mostrado na Figura 3, as Ligas 1-2, com uma es- pessura de cerca de 60 mm, apresenta uma excelente combinação de resistência e resiliência à fratura. A liga 3 apresenta uma tendência de resistência-resiliência semelhante às ligas de 100 mm do Exemplo 1.

[0072] As propriedades de resistência a rachadura por corrosão sob tensão (SCC) de muitas das ligas também foram testadas na direção ST conforme o Exemplo 1 em uma tensão líquida de 310 MPa. Os resulta- dos são fornecidos na Tabela 8, abaixo. Tabela 8 - Resultados do teste de SCC (dias em teste) Condição de En- Liga | Marca final (mm) . Amostra 1 | Amostra 2 | Amostra 3 velhecimento 1 59,8

BA 2 60,8

BA 3 107,4

BA T = ainda não falhou após 20 dias no teste.

[0073] Embora várias modalidades da presente divulgação foram descritas em detalhes, é evidente que as modificações e adaptações destas modalidades ocorrerão aos versados na técnica. No entanto, deve ser expressamente entendido que tais modificações e adaptações estão dentro do espírito e escopo da presente divulgação.

Claims (40)

UT REIVINDICAÇÕES

1. Liga de alumínio 2xxx, caracterizada pelo fato de que compreende: 2,5 - 3,9% em peso de Cu; 0,82 - 1,20% em peso de Li; 0,5 - 2,0% em peso de Zn; 0,10 - 0,60% em peso de Mn; 0,05 - 0,35% em peso de Mg; de 0,05 a 0,50% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão, em que o pelo menos um elemento de controle de estrutura de grão é selecionado do grupo consistindo em Zr, Sc, Cr, V, Hf, outros elementos de terra rara e combinações dos mes- mos; até 0,22% em peso de Ag; até 0,15% em peso de Fe; até 0,12% em peso de Si; e até 0,15% em peso de Ti; o restante sendo alumínio, elementos incidentais e impure- zas.

2. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 0,20% em peso de Ag, ou não mais que 0,15% em peso de Ag, ou não mais que 0,10% em peso de Ag, ou não mais que 0,05% em peso de Ag, ou não mais que 0,01% em peso de Ag, ou não mais que 0,005% em peso de Ag.

3. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui pelo menos 0,85% em peso de Li, ou pelo menos 0,875% em peso de Li, ou pelo menos 0,900% em peso de Li, ou pelo menos 0,925% em peso de Li, ou pelo menos 0,950% em peso de Li.

4. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx não inclui mais do que 1,15% em peso de Li, ou não mais que 1,10% em peso de Li, ou não mais que 1,075% em peso de Li, ou não mais que 1,050% em peso de Li, ou não mais que 1,025% em peso de Li, ou não mais que 1,000% em peso de Li, ou não mais que 0,980% em peso de Li.

5. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui pelo menos 0,125% em peso de Mn, ou pelo menos 0,15% em peso de Mn, ou pelo menos 0,175% em peso de Mn, ou pelo menos 0,20% em peso de Mn, ou pelo menos 0,225% em peso de Mn, ou pelo menos 0,25% em peso de Mn, ou pelo menos 0,27% em peso de Mn.

6. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx não inclui mais do que 0,055% em peso de Mn, ou não mais que 0,50% em peso de Mn, ou não mais que 0,45% em peso de Mn, ou não mais que 0,425% em peso de Mn, ou não mais que 0,40% em peso de Mn, ou não mais que 0,375% em peso de Mn, ou não mais que 0,35% em peso de Mn, ou não mais que 0,325% em peso de Mn, ou não mais que 0,30% em peso de Mn.

7. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx não inclui mais do que 0,12% em peso de Fe, ou não mais que 0,10% em peso de Fe, ou não mais que 0,08% em peso de Fe, ou não mais que 0,06% em peso de Fe.

8. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx não inclui mais do que 0,10% em peso de Si, ou não mais que 0,08% em peso de Si, ou não mais que 0,06% em peso de Si, ou não mais que 0,04% em peso de Si.

9. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui pelo menos 0,005% em peso de Ti, ou pelo menos 0,010% em peso de Ti, ou pelo menos 0,015% em peso de Ti, ou pelo menos 0,020% em peso de Ti.

10. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx não inclui mais do que 0,10% em peso de Ti, ou não mais que 0,08% em peso de Ti, ou não mais que 0,07% em peso de Ti, ou não mais que 0,06% em peso de Ti, ou não mais que 0,05% em peso de Ti.

11. Liga de alumínio da série 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento de controle da estrutura de grãos é pelo menos Zr, e em que a liga inclui 0,05 a 0,20% em peso de Zr.

12. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui pelo menos 0,06% em peso de Zr, ou pelo menos 0,07% em peso de Zr, ou pelo menos 0,08% em peso de Zr.

13. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 0,18% em peso de Zr, ou não mais que 0,16% em peso de Zr, ou não mais que 0,15% em peso de Zr, ou não mais que 0,14% em peso de Zr, ou não mais que 0,13% em peso de Zr.

14. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que (% em peso de Cu)/(% em peso de Zn) não é maior que 4,25.

15. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui de 3,1 - 3,8% em peso de Cu.

16. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui pelo menos 0,6% em peso de Zn, ou pelo menos 0,7% em peso de Zn, ou pelo me- nos 0,75% em peso de Zn, ou pelo menos 0,80% em peso de Zn, ou pelo menos 0,85% em peso de Zn, ou pelo menos 0,9% em peso de Zn, ou pelo menos 0,95% em peso de Zn.

17. Liga de alumínio 2xxx, de acordo a reivindicação 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 1,8% em peso de Zn, ou não mais que 1,6% em peso de Zn, ou não mais que 1,4% em peso de Zn, ou não mais que 1,3% em peso de Zn, ou não mais que 1,2% em peso de Zn, ou não mais que 1,1% em peso de Zn, ou não mais que 1,05% em peso de Zn.

18. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui pelo menos 3,1% em peso de Cu, ou pelo menos 3,2% em peso de Cu, ou pelo menos 3,3% em peso de Cu.

19. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui não mais que 3,75% em peso de Cu, ou não mais que 3,7% em peso de Cu, ou não mais que 3,65% em peso de Cu, ou não mais que 3,6% em peso de Cu.

20. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui pelo menos 0,10% em peso de Mg, ou pelo menos 0,125% em peso de Mg, ou pelo menos 0,15% em peso de Mg, ou pelo menos 0,175% em peso de Mg, ou pelo menos 0,20% em peso de Mg, ou pelo menos 0,21% em peso de Mg, ou pelo menos 0,22% em peso de Mg.

21. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui não mais que 0,325% em peso de Mg, ou não mais que 0,30% em peso de Mg, ou não mais que 0,29% em peso de Mg, ou não mais que 0,28% em peso de Mg.

22. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizada pelo fato de que (% em peso de Cu)/(% em peso de Zn) não é maior que 4,10, ou não maior que 4,00, ou não maior que 3,90, ou não maior que 3,80, ou não maior que 3,78.

23. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui de 2,5 - 3,4% em peso de Cu.

24. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui pelo menos 0,6% em peso de Zn, ou pelo menos 0,8% em peso de Zn, ou pelo me- nos 1,0% em peso de Zn, ou pelo menos 1,1% em peso de Zn, ou pelo menos 1,2% em peso de Zn, ou pelo menos 1,3% em peso de Zn.

25. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizada pelo fato de que a liga de alumínio 2xxx inclui não mais que 1,9% em peso de Zn, ou não mais que 1,8% em peso de Zn, ou não mais que 1,7% em peso de Zn, ou não mais que 1,6% em peso de Zn, ou não mais que 1,5% em peso de Zn.

26. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui pelo menos 2,6% em peso de Cu, ou pelo menos 2,7% em peso de Cu, ou pelo menos 2,8% em peso de Cu, ou pelo menos 2,85% em peso de Cu.

27. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 26, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui não mais que 3,35% em peso de Cu, ou não mais que

3,3% em peso de Cu, ou não mais que 3,25% em peso de Cu, ou não mais que 3,2% em peso de Cu.

28. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 27, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui pelo menos 0,10% em peso de Mg, ou pelo menos 0,12% em peso de Mg, ou pelo menos 0,13% em peso de Mg, ou pelo menos 0,14% em peso de Mg, ou pelo menos 0,15% em peso de Mg, ou pelo menos 0,16% em peso de Mg, ou pelo menos 0,17% em peso de Mg.

29. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 28, caracterizada pelo fato de que a liga de alumí- nio 2xxx inclui não mais que 0,30% em peso de Mg, ou não mais que 0,275% em peso de Mg, ou não mais que 0,25% em peso de Mg, ou não mais que 0,24% em peso de Mg, ou não mais que 0,23% em peso de Mg.

30. Liga de alumínio 2xxx, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 29, caracterizada pelo fato de que (% em peso de Cu)/(% em peso de Zn) não é maior que 4,0, ou não é maior que 3,75, ou não é maior que 3,50, ou não é maior que 3,30, ou não é maior que 3,10, ou não é maior que 2,95, ou não é maior que 2,90, ou não é maior que 2,75, ou não é maior que 2,67, ou não é maior que 2,50, ou não é maior que 2,42.

31. Produto de liga de alumínio forjada, caracterizado pelo fato de que é produzido a partir da liga de alumínio 2xxx, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 30.

32. Produto de liga de alumínio forjado, de acordo com a rei- vindicação 31, caracterizado pelo fato de que o produto de liga de alu- mínio forjado tem uma espessura de pelo menos 12,7 mm.

33. Produto de liga de alumínio forjado, de acordo com a rei- vindicação 31, caracterizado pelo fato de que o produto de liga de alu- mínio forjado tem uma espessura de pelo menos 101,6 mm.

34. Produto de liga de alumínio forjado, de acordo com a rei- vindicação 31, caracterizado pelo fato de que o produto de liga de alu- mínio forjado tem uma espessura de pelo menos 152,4 mm.

35. Produto de liga de alumínio forjado, de acordo com qual- quer uma das reivindicações 31 a 34, caracterizado pelo fato de que o produto de liga de alumínio forjado tem uma espessura não superior a 203,2 mm.

36. Produto de liga de alumínio forjado, de acordo com qual- quer uma das reivindicações 31 a 35, caracterizado pelo fato de que o produto de liga de alumínio forjado é um produto de placa, um produto extrudado ou um produto forjado.

37. Produto fabricado aditivamente, caracterizado pelo fato de que é produzido a partir da liga de alumínio 2xxx, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 30.

38. Matéria-prima para fabricação aditiva, caracterizada pelo fato de que é produzida a partir da liga de alumínio 2xxx, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 30.

39. Produto fundido em molde, caracterizado pelo fato de que é produzido a partir da liga de alumínio 2xxx, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 30.

40. Lingote, caracterizado pelo fato de que é produzido a partir da liga de alumínio 2xxx, como definida em qualquer uma das rei- vindicações 1 a 30.