BR112021009928B1 - Método de fabricação de um produto de liga da série aimgsc - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM PRODUTO DE LIGA DA SÉRIE AIMgSc. A presente invenção refere-se a um método de fabricação de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc, o método compreendendo a etapa de resfriar o dito produto de liga de alumínio da série AIMgSc de uma temperatura de recozimento final para abaixo de 150°C, em que o resfriamento em uma primeira faixa de temperatura de cerca de 250°C a cerca de 200°C está em um tempo equivalente de mais de 4 horas, e em que o resfriamento em uma segunda faixa de temperatura de cerca de 200°C a cerca de 150°C está em um tempo equivalente de mais de 0,2 horas, e em que o tempo equivalente (t (eq)) é definido como (I), em que T (em graus Kelvin) indica a temperatura do tratamento térmico, que muda ao longo do tempo t (em horas) e Tref (em graus Kelvin) é a temperatura de referência selecionada em 200°C (473 K).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um método de fabricação de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc. O produto resultante provê uma melhor resistência à corrosão. O produto de liga de alumínio pode se apresentar na forma de um produto laminado (folha ou chapa), um produto extrusado, um produto forjado ou um produto de metalurgia do pó.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Ligas de alumínio da série AIMg que podem opcional ou obrigatoriamente ter Sc como elemento de liga são conhecidas na técnica, por exemplo, a partir dos seguintes documentos:

[0003] O documento US-6.695.935-B1 (Corus/Aleris) descreve uma liga na forma de um produto laminado ou extrusado e apresentando a composição de: 3,5-6,0% Mg, 0,4-1,2% Mn, 0,4-1. 5% Zn, até 0,25% Zr, até 0,3% Cr, até 0,2% Ti, até 0,5% Fe, até 0,5% Si, até 0,4% Cu, um ou mais selecionados do grupo de (0,005 -0,1% Bi, 0,005-0,1% Pb, 0,01 - 0,1% Sn, 0,01 -0,5% Ag, 0,01 -0,5% Sc, 0,01 -0,5% Li, 0,01 -0,3% V, 0,01 -0,3% Ce, 0,01 -0,3 % Y, 0,01 -0,3% Ni), outros cada 0,05%, total 0,15%, equilíbrio de alumínio. A liga é considerada como oferecendo uma melhor resistência à corrosão de longo prazo tanto na têmpera mole (têmpera O) quanto na têmpera dura por trabalho ou deformação (têmpera H), em comparação àquelas da liga AA5454 padrão.

[0004] O documento EP-1917373-B1 (Aleris) descreve um produto de liga de alumínio com 3,5-6,0% Mg, 0,4-1,2% Mn, até 0,5% Fe, até 0,5% Si, até 0,15% Cu, 0,05-0,25% Zr, 0,03-0,15% Cr, 0,03-0,2% Ti, 0,1 -0,3% Sc, até 1,7% Zn, até 0,4% Ag, até 0,4% Li, opcionalmente um ou mais elementos formadores de dispersoide selecionados do grupo que consiste em (Er, Y, Hf, V) cada um até 0,5%, impurezas ou elementos incidentais cada um <0,05%, total <0,15% e o equilíbrio de alumínio.

[0005] O documento RU-2280705-C1 descreve uma liga que contém 4,2-6,5% Mg, 0,5-1,2% Mn, até 0,2% Zn, até 0,2% Cr, até 0,15% Ti, até 0,25% Si, até 0,30 % Fe, até 0,1% Cu, 0,05-0,3% Zr, pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em (0,05-0,3% Sc, 0,0001 -0,01% Be, 0,001 -0,1% Y, 0,001 -0,1% Nd, 0,001 -0,1% Ce), equilíbrio de alumínio. A liga de alumínio é considerada como tendo melhorado as propriedades balísticas. O teor de Zn e Si é reduzido para melhorar a soldabilidade e aumentar a resistência à corrosão da liga de alumínio.

[0006] O documento RU-2268319-C1 descreve uma liga que contém 5,5-6,5% de Mg, 0,10-0,20% de Sc, 0,5-10% Mn, 0,10-0,25% Cr, 0,05-0,20% Zr, 0,02-0,15% Ti, 0,1 -10% Zn, 0,003-0,015% B, 0,0002-0,005% Be, equilíbrio de alumínio, e em que a soma de Sc + Mn + Cr é de pelo menos 0,85%.

[0007] WO-01/12869-A (Kaiser Alumínio) descreve uma liga que compreende 4,0-8,0% Mg, 0,05-0,6% Sc, 0,1 -0,8% Mn, 0,5-2,0% Cu ou Zn, 0,05-0,20% Hf ou Zr, e o alumínio de equilíbrio e impurezas incidentais.

[0008] O documento WO-98/35068 (Alcoa) descreve um produto de liga de alumínio que compreende 3-7% Mg, 0,03-0,2% Zr, 0,2-12% Mn, até 0,15% Si e 0,05-0,5% de um elemento formador de dispersoide selecionado do grupo que consiste em (Sc, Er, Y, Ga, Ho, Hf), o equilíbrio sendo alumínio e elementos incidentais e impurezas, e em que o produto de liga de alumínio é preferivelmente isento de Zn e de Li.

[0009] O documento WO-2018/073533-A1 (Constellium) descreve um método para a produção de um produto trabalhado a quente, em particular, um produto em folha com uma espessura inferior a 12 mm, formado de uma liga de alumínio composta de Mg: 3,8-4,2%, Mn: 0,30,8%, Sc: 0,1 -0,3%, Zn: 0,1 -0,4%, Ti: 0,01 -0,05%, Zr: 0,07-0,15%, Cr: <0,01%, Fe: <0,15%, Si <0,1%, em que a homogeneização é executada a uma temperatura de entre 370 ° C e 450 ° C, por entre 2 e 50 horas, de tal modo que o tempo equivalente a 400°C esteja entre 5 e 100 horas, e a deformação a quente é executada em uma temperatura inicial entre 350°C e 450°C. Os produtos são considerados vantajosos, pois oferecem um melhor compromisso em termos de resistência mecânica, tenacidade e formabilidade a quente.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0010] Como será apreciado aqui abaixo, exceto quando indicado em contrário, as designações de liga de alumínio e têmpera referem-se às designações da Associação de Alumínio em Padrões e Dados de Alumínio e nos Registros de Registro, conforme publicado pela Associação de Alumínio em 2018 e são bem conhecidas daqueles versados na técnica.

[0011] Para qualquer descrição de composições de ligas ou composições de ligas preferidas, todas as referências a percentagens são em percentagem em peso, a menos que indicado em contrário.

[0012] Os termos "até" e "até cerca de", conforme empregados neste documento, incluem explicitamente a possibilidade de zero por cento em peso do componente de liga particular ao qual eles se referem, embora não fiquem limitados a essa possibilidade. Por exemplo, até 0,10% de Zn pode incluir uma liga sem qualquer Zn.

[0013] Um objetivo da invenção é o de prover um método de fabricação de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc com um melhor desempenho de corrosão.

[0014] Um objetivo da invenção é o de prover um método de fabricação de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc apresentando uma melhor resistência à corrosão por esfoliação em combinação com uma melhor resistência à corrosão intergranular.

[0015] Estes e outros objetivos e vantagens adicionais são atendidos ou excedidos pela presente invenção, provendo um método de fabricação de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc, o método compreendendo a etapa de resfriar o dito produto de liga de alumínio da série AIMgSc a partir de uma temperatura de recozimento final ou uma temperatura de recozimento definida para abaixo de 150°C, em que o resfriamento em uma primeira faixa de temperatura de cerca de 250°C a cerca de 200°C se dá em um tempo equivalente de mais de 4 horas, preferivelmente de mais de 6,5 horas e mais preferivelmente de mais de 26 horas, e em que o resfriamento em uma segunda faixa de temperatura de cerca de 200°C a cerca de 150°C se dá em um tempo equivalente de mais de 0,2 horas, preferivelmente de mais de 0,4 horas e mais preferivelmente de mais de 0,8 horas, e em que o tempo equivalente (t(eq)) é definido como:

[0016] em que T (em graus Kelvin) indica a temperatura do tratamento térmico, que muda ao longo do tempo t (em horas) e Tref (em graus Kelvin) é a temperatura de referência selecionada em 200°C (473 K).

[0017] O método de acordo com a invenção provê produtos de liga de alumínio da série AIMgSc que apresentam uma boa resistência, preferivelmente Rp> 200 MPa, em combinação com uma boa resistência à corrosão, em particular, uma boa resistência à corrosão por esfoliação em combinação com uma boa resistência à corrosão intergranular. As taxas de resfriamento aplicadas são economicamente viáveis em um ambiente industrial de fabricação de produtos de liga de alumínio da série AIMgSc.

[0018] O produto de liga de alumínio da série AIMgSc fabricado de acordo com a invenção é resistente à corrosão por esfoliação. "Resistente à corrosão por esfoliação" significa que o produto de liga de alumínio passa no Padrão ASTM G66-99 (2013), intitulado "Método de Teste Padrão para Avaliação Visual da Suscetibilidade à Corrosão por Esfoliação de Ligas de Alumínio da Série 5XXX (teste ASSET)". N, PA, PB, PC e PD indicam os resultados do teste ASSET, N representando o melhor resultado. Os produtos de liga de alumínio fabricados de acordo com a invenção alcançam um resultado PB ou melhor antes e depois de serem sensibilizados.

[0019] O produto de liga de alumínio da série AIMgSc fabricado de acordo com a invenção também é resistente à corrosão intergranular. "Resistente à corrosão intergranular" significa que, antes e depois de a liga de alumínio da série AIMgSc ter sido sensibilizada, o produto de liga de alumínio passa no Padrão ASTM G67-13, intitulado ao "Método de Teste Padrão para Determinar a Suscetibilidade à Corrosão Intergranular de Ligas de Alumínio da Série 5XXX por Perda de Massa Após a Exposição ao Ácido Nítrico" (Teste NAMLT)”. Se a perda de massa medida por ASTM G67-13 não for superior a 15 mg/cm2, então, a amostra será considerada não suscetível à corrosão intergranular. Se a perda de massa for superior a 25 mg/cm2, a amostra será considerada suscetível à corrosão intergranular. Se a perda de massa medida estiver entre 15 mg/cm2 e 25 mg/cm2, então, verificações adicionais serão conduzidas por microscopia para determinar o tipo e a profundidade do ataque, após o que aquele versado na técnica poderá determinar se há corrosão intergranular por meio dos resultados da microscopia. Os produtos de liga de alumínio da série AIMgSc-fabricados de acordo com a invenção atingem uma perda de massa medida por ASTM G67-13 não superior a 15 mg/cm2, tanto antes quanto depois de terem sido sensibilizados. Preferivelmente, a perda de massa medida não é maior do que 12 mg/cm2, e mais preferivelmente não maior do que 9 mg/cm2. “Sensibilizado” significa que o produto de liga de alumínio AIMgSc foi recozido a uma condição representativa de pelo menos 20 anos de vida útil. Por exemplo, o produto de liga de alumínio pode ficar continuamente exposto a temperatura elevada por vários dias (por exemplo, uma temperatura na faixa de 100°C a 120°C por um período de cerca de 7 dias/168 horas).

[0020] O produto de liga de alumínio da série AIMgSc pode apresentar resistência a rachaduras por corrosão sob tensão e corrosão intergranular como resultado, pelo menos em parte, devido à ausência de um filme contínuo de partículas de fase β nos limites de grão. Os produtos de liga de alumínio são policristalinos. Um "grão" é um cristal da estrutura policristalina da liga de alumínio, e "limites de grão" são os limites que conectam os grãos da estrutura policristalina da liga de alumínio, a "fase β" é Al3Mg2, e "um filme contínuo de fase β" significa que um volume contínuo de partículas de fase β está presente na maioria dos limites de grão. A continuidade da fase β pode ser determinada, por exemplo, por meio de microscopia em uma resolução adequada (por exemplo, em uma ampliação de pelo menos 200X).

[0021] De acordo com a invenção, descobriu-se que uma taxa de resfriamento muito rápida, por exemplo, por meio de resfriamento brusco da temperatura de recozimento final para abaixo de 150°C apresenta um efeito adverso sobre a resistência à corrosão do produto de liga de alumínio da série AIMgSc, em particular, sobre a resistência à corrosão testada de acordo com o teste NAMLT após ser sensibilizado. Uma taxa de resfriamento mais lenta resulta em uma maior resistência à corrosão intergranular.

[0022] Para o resfriamento da temperatura de recozimento final a cerca de 150°C, mais em particular, na primeira faixa de temperatura de cerca de 250°C a cerca de 200°C, o tempo equivalente deve ser superior a 4 horas, preferivelmente superior a 6,5 horas, mais preferivelmente superior a 26 horas e, na segunda faixa de temperatura de cerca de 200°C a cerca de 150°C, o tempo equivalente deve ser superior a 0,2 horas, preferivelmente superior a 0,4 horas, mais preferivelmente superior a 0,8 horas. A relativa taxa de resfriamento lento é importante para a precipitação de partículas descontínuas de fase β nos limites de grão e para impedir a precipitação de um filme contínuo de partículas de fase β, tanto após o resfriamento à temperatura ambiente quanto após a liga Al-Mg-Sc ter sido sensibilizada. O resfriamento é preferivelmente executado em um modo contínuo de tal maneira que a temperatura do metal seja continuamente reduzida ao longo do tempo.

[0023] O resfriamento da temperatura de recozimento final para a primeira faixa de temperatura começando em cerca de 250°C não é crítico. Quando do emprego do método de acordo com a invenção em escala industrial, poderá ser útil ou conveniente aplicar aproximadamente a mesma taxa de resfriamento como para a primeira faixa de temperatura.

[0024] O resfriamento adicional de cerca de 150°C para abaixo de cerca de 85°C é menos crítico e pode ser feito a uma taxa de resfriamento mais alta para minimizar o engrossamento dos precipitados. A taxa de resfriamento para o resfriamento de cerca de 85°C até a temperatura ambiente não é crítica.

[0025] Em uma concretização, o produto de liga de alumínio da série AIMgSc se apresenta em uma forma selecionada do grupo que consiste em um produto laminado (folha ou placa), um produto extrusado, um produto forjado e um produto de metalurgia do pó. Em uma outra concretização, qualquer desses produtos está em uma condição soldada ou em uma condição formada.

[0026] Em uma concretização específica, o produto de liga de alumínio da série AIMgSc se apresenta na forma de um produto laminado. Em uma outra concretização, o produto laminado foi soldado ou formado.

[0027] Em uma concretização, a espessura do produto laminado de liga de alumínio da série AIMgSc é no máximo de 25,4 mm (1 polegada) e, preferivelmente, no máximo de 12 mm (0,47 polegadas), e mais preferivelmente de 6 mm (0,24 polegadas), e mais preferivelmente ainda de 4,5 mm (0,18 polegadas). Em uma concretização, a espessura do produto laminado de alumínio da série AIMgSc é de pelo menos de 1,2 mm (0,047 polegadas).

[0028] Em uma concretização específica, o produto de liga de alumínio da série AIMgSc se apresenta na forma de um produto extrusado.

[0029] Em uma concretização, o produto laminado de liga de alumínio da série AIMgSc é fundido, subsequentemente laminado até o calibre final e recozido. A liga pode ser provida como um lingote ou placa para fabricação em matéria-prima de laminação usando técnicas de fundição regulares na técnica para produtos fundidos, por exemplo, fundição por resfriamento direto (DC), e preferivelmente tendo uma espessura de lingote em uma faixa de cerca de 220 mm ou mais, por exemplo, de 400 mm, 500 mm ou 600 mm. Em outra concretização, placas de calibre fino resultantes de fundição contínua, por exemplo, rodízios de correia ou rodízios de rolo, podem também ser usadas, apresentando uma espessura de até cerca de 40 mm. Depois de fundir a matéria-prima de laminação, o lingote espesso como fundido é comumente escalpelado para remover zonas de segregação perto da superfície fundida do lingote.

[0030] Preferivelmente, o processo de laminação aplicado compreende laminação a quente e compreende, opcionalmente, laminação a quente seguida por laminação a frio até o calibre final e, quando aplicável, um recozimento intermediário é aplicado antes da operação de laminação a frio ou durante a operação de laminação a frio em um calibre de laminação a frio intermediário.

[0031] Antes da laminação a quente, o produto de liga de alumínio da série AIMgSc é homogeneizado ou pré-aquecido por até cerca de 50 horas, preferivelmente até cerca de 24 horas, a uma temperatura em uma faixa de cerca de 320°C a 470°C, preferivelmente de cerca de 320°C a 450°C.

[0032] Em uma concretização depois da operação de laminação a quente, o produto laminado a quente recebe uma etapa de laminação a frio muito suave (laminação superficial ou passagem superficial) com uma redução de menos de cerca de 1%, preferivelmente de menos de cerca de 0,5%, para melhorar a planicidade do produto laminado. Em uma concretização alternativa, o produto laminado a quente pode ser esticado. Esta etapa de alongamento pode ser executada com uma redução de até 3%, preferivelmente entre cerca de 0,5% a 1%, para melhorar a planicidade do produto laminado a quente.

[0033] O recozimento final ou tratamento térmico de recozimento no calibre final se dá para recuperar a microestrutura e é tipicamente executado a uma temperatura de recozimento definida na faixa de 250°C a 400°C, preferivelmente na faixa de 260°C a 375°C, e mais preferivelmente em uma faixa de cerca de 280°C a 350°C, por um tempo em uma faixa de cerca de 0,5 horas a 20 horas, e preferivelmente de cerca de 0,5 horas a 10 horas.

[0034] Em uma concretização, o produto extrusado de liga de alumínio da série AIMgSc é produzido por um método que compreende as etapas, nessa ordem, de: (a) prover um lingote de extrusão, por exemplo, por meio de fundição por resfriamento direto (DC), da liga de alumínio, conforme aqui descrito e reivindicado; (b) pré-aquecer e/ou homogeneizar o lingote de extrusão, preferivelmente em temperatura e tempos similares como para a matéria-prima de laminação; (c) extrusar a quente o lingote em um perfil extrusado apresentando uma seção ou espessura de parede em uma faixa de 1 mm a cerca de 20 mm, preferivelmente de 1 mm a cerca de 15 mm; a temperatura do tarugo no início do processo de extrusão está tipicamente na faixa de cerca de 400°C a cerca de 500°C; alongamento opcional do perfil extrusado para aumentar a linearidade do produto; e (d) recozer o perfil extrusado em uma primeira temperatura de recozimento seguida pelo procedimento de resfriamento de acordo com a presente invenção.

[0035] Em uma concretização da invenção, o método de resfriar o produto de liga de alumínio é aplicado imediatamente após uma operação de formação a alta temperatura para moldar o produto de liga de alumínio da série AIMgSc em um produto de forma curva simples ou dupla. A operação de formação a alta temperatura é executada na temperatura de recozimento final na faixa de 180°C a 500°C, preferivelmente na faixa de 250°C a 400°C, mais preferivelmente na faixa de 260°C a 375°C, e mais preferivelmente ainda em uma faixa de 280°C a 350°C, por exemplo a cerca de 300°C ou a cerca de 325°C. Uma concretização preferida específica de tal operação de formação a alta temperatura na temperatura de recozimento final se dá por meio de uma operação de formação de fluência ou uma operação de formação de relaxamento. A formação de fluência é um processo ou operação de restringir um componente a uma forma específica durante o tratamento térmico, permitindo que o componente alivie as tensões e fluência para contornar, por exemplo, cascos de fuselagem com uma curvatura dupla. Este processo de formação de fluência é, por exemplo, explicado no artigo de S. Jambu et al., “Creep forming of AlMgSc alloys for aeronautic and space applications”, publicado por ocasião do congresso ICAS- 2002.

[0036] Em uma concretização preferida da operação de formação a alta temperatura na temperatura de recozimento final em um produto de forma curva simples ou dupla, um produto de liga de alumínio da série AIMgSc laminado está sendo empregado. O produto de liga de alumínio da série AIMgSc pode ser provido em uma condição recozida, também fabricado pelo método de acordo com esta invenção.

[0037] Opcionalmente, produtos de liga de alumínio da série AIMgSc extrusados estão sendo também empregados, por exemplo, como longarinas extrusadas como parte de um painel de fuselagem.

[0038] Em uma concretização da invenção, o método de resfriar o produto de liga de alumínio é aplicado em um produto soldado ou painel que incorpora o produto de liga de alumínio da série AIMgSc imediatamente após um tratamento térmico pós-soldagem para recuperar alguma resistência, em particular, por reprecipitação de dispersoides AlScZr. O tratamento térmico pós-soldagem é executado a uma temperatura similar àquela do tratamento térmico de recozimento final e está na faixa de 250°C a 400°C, preferivelmente na faixa de 260°C a 375°C, e mais preferivelmente em uma faixa de cerca de 260°C a 350°C, por um período de tempo em uma faixa de cerca de 0,5 horas a 20 horas, e preferivelmente de cerca de 0,5 horas a 10 horas.

[0039] Em uma concretização da invenção, o método de resfriar o produto de liga de alumínio é aplicado em um produto formado a frio e moldado a partir da liga de alumínio da série AIMgSc, por meio do que um tratamento térmico de recozimento é executado para reduzir a tensão residual no produto formado a frio e moldado ou para recuperar certas propriedades de engenharia, como alongamento ou tolerância a danos. Tal tratamento térmico de recozimento é executado a uma temperatura similar àquela do tratamento térmico de recozimento final e está na faixa de 250°C a 400°C, preferivelmente na faixa de 260°C a 375°C, e mais preferivelmente em uma faixa de cerca de 280°C a 350°C, por um tempo em uma faixa de cerca de 0,5 horas a 20 horas, e preferivelmente de cerca de 0,5 horas a 10 horas.

[0040] Em uma concretização, a liga de alumínio da série AIMgSc apresenta uma composição que compreende, em porcentagem em peso:

[0041] Mg 3,0% a 6,0%, preferivelmente 3,2%-4,8%, mais preferivelmente 3,5% a 4,5%,

[0042] Sc 0,02% a 0,5%, preferivelmente 0,02%-0,40%, mais preferivelmente 0,05% -0,3%,

[0043] Mn até 1%, preferivelmente 0,3% a 1,0%, mais preferivelmente 0,3% a 0,8%,

[0044] Zr até 0,3%, preferivelmente 0,05% a 0,3%, mais preferivelmente 0,07% a 0,15%,

[0045] Cr até 0,3%, preferivelmente 0,02% a 0,2%

[0046] Ti até 0,2%, preferivelmente 0,01% a 0,2%,

[0047] Cu até 0,2%, preferivelmente até 0,1%, mais preferivelmente até 0,05%,

[0048] Zn até 1,5%, preferivelmente até 0,8%, mais preferivelmente 0,1% a 0,8%,

[0049] Fe até 0,4%, preferivelmente até 0,3%, mais preferivelmente até 0,20%,

[0050] Si até 0,3%, preferivelmente até 0,2%, mais preferivelmente até 0,1%,

[0051] impurezas e equilíbrio de alumínio. Tipicamente, essas impurezas estão presentes, cada qual, em <0,05% e no total <0,15%.

[0052] O Mg é o principal elemento de liga nas ligas da série AIMgSc e, para o método de acordo com esta invenção, deve estar na faixa de 3,0% a 6,0%. Um limite inferior preferido para o teor de Mg é de cerca de 3,2%, mais preferivelmente de cerca de 3,8%. Um limite superior preferido para o teor de Mg é de cerca de 4,8%. Em uma concretização, o limite superior para o teor de Mg é de cerca de 4,5%.

[0053] Sc é outro elemento de liga importante e deve estar presente em uma faixa de 0,02% a 0,5%. Um limite inferior preferido para o teor de Sc é de cerca de 0,05%, e mais preferivelmente de cerca de 0,1%. Em uma concretização, o teor de Sc é de até cerca de 0,4% e, preferivelmente, de até cerca de 0,3%.

[0054] Mn pode ser acrescentado às ligas de alumínio da série AIMgSc e pode estar presente em uma faixa de até cerca de 1%. Em uma concretização, o teor de Mn está na faixa de cerca de 0,3% a 1% e, preferivelmente, de cerca de 0,3% a 0,8%.

[0055] Para tornar o Sc mais eficaz, é preferível acrescentar também Zr em uma faixa de até cerca de 0,3%. Em uma concretização, o Zr está presente em uma faixa de 0,05% a 0,30%, preferivelmente em uma faixa de cerca de 0,05% a 0,25%, e mais preferivelmente está presente em uma faixa de cerca de 0,07% a 0,15%.

[0056] Cr pode estar presente em uma faixa de até cerca de 0,3%. Quando acrescentado propositadamente, está preferivelmente está em uma faixa de cerca de 0,02% a 0,3%, e mais preferivelmente em uma faixa de cerca de 0,05% a 0,15%. Em uma concretização, não há adição intencional de Cr e ele pode estar presente em até 0,05% sendo, preferivelmente, mantido abaixo de 0,02%.

[0057] Ti pode ser adicionado até cerca de 0,2% à liga AIMgSc como elemento de reforço ou para melhorar a resistência à corrosão ou para fins de refinador de grãos. Uma adição preferida de Ti está na faixa de cerca de 0,01% a 0,2% e, preferivelmente, na faixa de cerca de 0,01% a 0,10%.

[0058] Em uma concretização, há uma adição combinada proposital de Zr+Cr+Ti. Nesta concretização, a adição combinada é de pelo menos de 0,15% para alcançar resistência suficiente e, preferivelmente, não excede 0,30% para impedir a formação de precipitados muito grandes.

[0059] Em outra concretização, há uma adição combinada proposital de Zr e Ti, mas nenhuma adição proposital de Cr. Nesta concretização, a adição combinada de Zr+Ti é de pelo menos 0,08% e, preferivelmente, não excede 0,25%, e em que Cr é de até 0,02% e, preferivelmente, apenas de até 0,01%.

[0060] Zinco (Zn) em uma faixa de até 1,5% pode ser acrescentado propositalmente para aumentar ainda mais a resistência do produto de liga de alumínio. Um limite inferior preferido para a adição proposital de Zn seria de 0,1%. Um limite superior preferido seria de cerca de 0,8%, e mais preferivelmente de 0,5%, para prover um equilíbrio em força e resistência à corrosão.

[0061] Em uma concretização, o Zn é um elemento de impureza tolerável e pode estar presente em até 0,15% e, preferivelmente, até 0,10%.

[0062] Cu pode estar presente na liga AIMgSc como elemento de reforço em uma faixa de até cerca de 2%. No entanto, em aplicações do produto em que a resistência à corrosão é uma propriedade de engenharia muito crítica, é preferível manter o Cu a um nível baixo de cerca de 0,2% ou menos, e preferivelmente a um nível de cerca de 0,1% ou menos, e mais preferivelmente a um nível de 0,05% ou menos. Em uma concretização, o teor de Cu é de 0,01% ou menos.

[0063] Fe é uma impureza regular em ligas de alumínio e pode ser tolerado até cerca de 0,4%. Preferivelmente, ele é mantido a um nível de até cerca de 0,3% e, mais preferivelmente, até cerca de 0,20%.

[0064] Si também é uma impureza regular em ligas de alumínio e pode ser tolerado até cerca de 0,3%. Preferivelmente, ele é mantido a um nível de até 0,2% e, mais preferivelmente, de até 0,10%.

[0065] Em uma concretização, a liga de alumínio da série AIMgSc apresenta uma composição consistindo em porcentagem de peso em: Mg 3,0% a 6,0%, Sc 0,02% a 0,5%, Mn até 1%, Zr até 0,3%, Cr até 0,3%, Ti até 0,2%, Cu até 0,2%, Zn até 1,5%, Fe até 0,4%, Si até 0,3%, equilíbrio de alumínio e impurezas, cada qual, de <0,05% e total <0,15%, e com faixas composicionais mais estreitas preferidas, conforme aqui descrito e reivindicado.

[0066] De acordo com a invenção, descobriu-se que o método pode ser empregado em uma ampla gama de ligas de alumínio da série AIMgSc. Descobriu-se que, com o aumento do teor de Cu na liga de alumínio, é preferida uma taxa de resfriamento mais baixa e, portanto, um tempo equivalente mais longo nas primeira e segunda faixas de temperatura definidas da temperatura de recozimento final. Tal taxa de resfriamento muito baixa não apresenta nenhum efeito adverso no desempenho de corrosão das ligas de alumínio da série AIMgSc com um teor de Cu muito baixo, por exemplo, de menos de 0,05%, ou mesmo menos de 0,01%.

[0067] Em uma concretização, o produto de liga de alumínio é um painel de curva simples ou dupla, em particular, um painel de fuselagem de aeronave de curva simples ou dupla.

[0068] A invenção será agora ilustrada com referência ao seguinte exemplo não limitativo, tanto de acordo com a invenção quanto comparativo.

EXEMPLO

[0069] Os produtos em folha de 4,5 mm foram fabricados em escala industrial compreendendo as etapas de fundição por resfriamento direto (DC) de um lingote de laminação, escalpelamento, fresagem, pré- aquecimento à temperatura de laminação a quente entre 400°C e 450°C, laminação a quente, laminação a frio até 4,5 mm e com recozimento intermediário durante a operação de laminação a frio, e recozimento final a uma temperatura definida de 325°C (598K) por 2 horas e seguido por diferentes taxas de resfriamento controlado de acordo com a Tabela 1 e por meio do que os espécimes A, B e C estão de acordo a invenção, e o espécime D é comparativo.

[0070] A peça fundida de liga de alumínio AIMgSc apresenta a seguinte composição, em porcentagem em peso, 4,0% de Mg, 0,55% de Mn, 0,2% de Sc, 0,3% de Zn, 0,1% de Zr, 0,07% de Cr, 0,07% de Ti, 0,02% de Si, 0,02% de Fe, 0,006% de Cu, equilíbrio de alumínio e impurezas inevitáveis.

[0071] A Tabela 1 lista a perda de massa medida de acordo com ASTM G67-13 para cada espécime com diferentes regimes de resfriamento a partir da temperatura de recozimento final após a sensibilização a 120°C por 168 horas.

[0072] O produto laminado de liga de alumínio da série AIMgSc fabricado de acordo com a invenção é resistente à corrosão intergranular. "Resistente à corrosão intergranular" significa que, tanto antes quanto depois da sensibilização da liga de alumínio da série AIMgSc, o produto de liga de alumínio passa no Padrão ASTM G67-13, (Teste NAMLT)”. Todos os espécimes sensibilizados tiveram um desempenho PA, e todos os espécimes não sensibilizados tiveram também um desempenho PA.

[0073] A partir dos resultados da Tabela 1 pode-se ver que os produtos laminados de liga de alumínio da AIMgSc fabricados de acordo com a invenção conseguem uma perda de massa medida por ASTM G67-13 não superior a 15 mg/cm2 depois de serem sensibilizados. Os melhores exemplos apresentam uma perda de massa não superior a 9 mg/cm2. Com uma taxa de resfriamento mais lenta ou um tempo equivalente mais longo na faixa de temperatura definida, a perda de massa é ainda mais reduzida. O espécime D apresentou na temperatura de 200°C a 150°C (473 K a 423 K) uma taxa de resfriamento rápida demais e fora da invenção, resultando em uma maior perda de massa significativa por ASTM G67-13.

[0074] Portanto, o método de acordo com a invenção resulta em um produto de liga de alumínio com uma boa resistência à corrosão intergranular em combinação com uma boa resistência à corrosão por esfoliação.

[0075] Um desempenho de corrosão similar do produto de liga de alumínio será alcançado no resfriamento de uma operação de formação a alta temperatura executada na temperatura de recozimento final, por exemplo, uma operação de formação de fluência executada a 310 °C ou 325°C.

[0076] A invenção não é limitada às concretizações descritas antes, podendo ser amplamente variada dentro do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims (13)

1. Método de fabricação de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de resfriamento do dito produto de liga de alumínio da série AIMgSc de uma temperatura de recozimento final para abaixo de 150°C, sendo que o resfriamento em uma primeira faixa de temperatura de 250°C a 200°C está em um tempo equivalente de mais de 4 horas, e sendo que o resfriamento em uma segunda faixa de temperatura de 200°C a 150°C está em um tempo equivalente de mais de 0,2 horas, e sendo que o tempo equivalente (t(eq)) é definido como sendo que T (em graus Kelvin) indica a temperatura do tratamento térmico, que muda ao longo do tempo t (em horas) e Tref (em graus Kelvin) é a temperatura de referência selecionada a 473 K (200°C).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o tempo equivalente na primeira faixa de temperatura ser superior a 6,5 horas, e preferivelmente superior a 26 horas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o tempo equivalente na segunda faixa de temperatura ser superior a 0,4 horas, e preferivelmente superior a 0,8 horas.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a temperatura de recozimento final estar em uma faixa de 250°C a 400°C, preferivelmente em uma faixa de 260°C a 375°C, e mais preferivelmente em um intervalo de 280°C a 350°C.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o dito produto de liga de alumínio da série AIMgSc se apresentar em uma forma selecionada a partir do grupo que consiste em um produto laminado, um produto extrudado, um produto forjado, um produto de metalurgia do pó.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o dito produto de liga de alumínio da série AIMgSc ser um produto laminado.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o produto laminado ter uma espessura de até 25,4 mm, e preferivelmente de até 12 mm, mais preferivelmente de até 6 mm.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 7, caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de fundição de um lingote de liga de alumínio da série AIMgSc, laminação do lingote para calibre final em um produto laminado e tratamento térmico por recozimento do produto laminado à temperatura de recozimento final, seguido por resfriamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o método compreender as etapas de uma operação de formação a alta temperatura de um produto de liga de alumínio da série AIMgSc em um produto de forma curva simples ou dupla na temperatura de recozimento final seguido por resfriamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a operação de formação a alta temperatura na temperatura de recozimento final se dar por uma operação de formação de fluência ou uma operação de formação de relaxamento.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o produto de liga de alumínio da série AIMgSc apresentar uma composição que compreende, em porcentagem em peso: Mg 3,0% a 6,0%, preferivelmente 3,2% a 4,8%, Sc 0,02% a 0,5%, preferivelmente 0,02% a 0,40%, Mn até 1%, Zr até 0,3%, preferivelmente 0,05% a 0,3%, impurezas e equilíbrio de alumínio.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de o produto de liga de alumínio da série AIMgSc apresentar uma composição que compreende, em porcentagem em peso: Mg 3,0% a 6,0%, preferivelmente 3,2% a 4,8, Sc 0,02% a 0,5%, preferivelmente 0,02% a 0,40%, Mn até 1%, preferivelmente 0,3% a 1,0%, Zr até 0,3%, preferivelmente 0,05% a 0,3%, Cr até 0,3%, Ti até 0,2%, preferivelmente 0,01% a 0,2%, Cu até 0,2%, Zn até 1,5%, Fe até 0,4%, Si até 0,3%, impurezas e equilíbrio de alumínio.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de o produto de liga de alumínio da série AIMgSc fabricado de acordo com a invenção atingir uma perda de massa medida por ASTM G67-13 não superior a 15 mg/m2, tanto antes quanto depois de ser sensibilizado, preferivelmente a perda de massa não sendo maior do que 12 mg/cm2, e mais preferivelmente não maior do que 9 mg/cm2.