CN105612266A - 改善可成形性和抗腐蚀性的铝-铜-锂合金板材的转变方法 - Google Patents

改善可成形性和抗腐蚀性的铝-铜-锂合金板材的转变方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由特别是包含铜和锂的铝合金制成的0.5至10mm厚的轧制产品的制备方法，其中，在固溶处理和淬火之后进行短暂热处理，其中板材达到145℃至175℃之间的温度0.1至45分钟，加热速率在3至600℃/分钟之间。本发明的方法结束时获得的板材具有高的抗腐蚀性并能够成形以制备航空器的结构元件，特别是航空器机身蒙皮。

Description

改善可成形性和抗腐蚀性的铝-铜-锂合金板材的转变方法
技术领域
本发明涉及铝-铜-锂合金产品，更具体而言，涉及这类产品、其制造方法和用途，特别是用于航空和航天工程的用途。
背景技术
开发了由铝合金制成的轧制产品，以便生产特别是用于航空工业和航天工业的高强度部件。
在这方面，非常令人感兴趣的是含锂的铝合金，因为相对于所添加的每重量百分比的锂而言，锂可使铝的密度降低3％并可使弹性模量提高6％。
专利US5,032,359记载了一大类铝-铜-锂合金，其中镁和银的添加，特别是在0.3至0.5重量％之间的镁和银的添加，可使其机械强度提高。
专利US5,455,003记载了一种制造Al-Cu-Li合金的方法，所述合金特别是由于合适的应变硬化(écrouissage)和回火(revenu)而在低温下具有提高的机械强度和韧性。该专利特别建议的组成为：以重量百分比计，Cu＝3.0–4.5、Li＝0.7–1.1、Ag＝0-0.6、Mg＝0.3-0.6和Zn＝0-0.75。
专利US7,438,772记载了包含以下组分的合金：以重量百分比计，Cu:3-5、Mg:0.5-2、Li:0.01-0.9。
专利US7,229,509记载了一种包含以下组分的合金(重量％)：(2.5-5.5)Cu、(0.1-2.5)Li、(0.2-1.0)Mg、(0.2-0.8)Ag、(0.2-0.8)Mn、最多0.4的Zr或细化晶粒的其他试剂如Cr、Ti、Hf、Sc、V。
美国专利申请US2009/142222Al记载了包含以下组分的合金(以重量％计)：3.4至4.2％的Cu、0.9至1.4％的Li、0.3至0.7％的Ag、0.1至0.6％的Mg、0.2至0.8％的Zn、0.1至0.6％的Mn和0.01至0.6％的至少一种用于控制晶粒结构的元素。该申请还记载了一种制造挤出产品的方法。
专利EP1,966,402描述了一种具有基本上再结晶结构的用于机身板材的不含有锆的合金，其包含(以重量％计)：(2.1-2.8)Cu、(1.1-1.7)Li、(0.2-0.6)Mg、(0.1-0.8)Ag、(0.2-0.6)Mn。T8状态中获得的产品无法显著成形，特别是L和LT方向上的Rm/Rp0.2比小于1.2。
专利EP1,891,247记载了一种用于机身板材的合金，其包含(以重量％计)：(3.0-3.4)Cu、(0.8-1.2)Li、(0.2-0.6)Mg、(0.2-0.5)Ag和至少一种选自Zr、Mn、Cr、Sc、Hf和Ti中的元素，其中铜和锂的含量满足条件Cu+5/3Li<5.2。T8状态中获得的产品无法显著成形，特别是L和LT方向上的Rm/Rp0.2比小于1.2。此外，观察到与韧性有关的通过Kahn试验测量的断裂总能量随着变形而降低且在对于6％的变形所述降低更显著，其引起获得高韧性的问题，而不管成形过程中局部变形率如何。
专利EP1045043记载了一种通过结合最佳化学组成和特定的制造方法而制造由AA2024型合金形成的部件、特别是高度变形的部件的方法，所述方法可使所述部件尽可能地避免在成形板材上进行固溶热处理。
在发表于Aluminum--LithiumAlloys.Vol.III；Williamsburg,Virginia；USA；27-31Mar.1989.(1989年3月27日)的Pickens,JR；Heubaum,FH；Langan,TJ；Kramer,LS的文章“Al--(4.5-6.3)Cu--1.3Li--0.4Ag—0.4Mg--0.14ZrAlloyWeldalite049”中，记载了用于这些高铜含量的合金的各种热处理。
为了使这些合金能够选用于航空器中，其性能相对于其他商业性质而言必须达到常用合金的性能，特别是在静态机械强度的性质(弹性极限，抗断裂性)与损伤容限的性质(韧性，抗疲劳裂纹扩展性)之间的平衡方面，因为这些产品通常是矛盾的。一直在探寻改进机械强度与损伤容限之间的平衡。此外，其必须具有足够的抗腐蚀性，无论是在最终使用状态中还是在制造过程中的中间状态中。
由Al-Cu-Li合金制成的薄板材，特别是厚度在0.5至10mm之间的那些薄板材的另一重要性质是成形的能力。这些板材特别地用于制造具有总体复杂三维形状的飞机机身元件或火箭元件。为了降低制造成本，航空器制造商试图使板材成形步骤数最小，并且试图使用可使用简短的转变方法(即包含尽可能少的单个步骤)廉价地制造的板材。
对于制造机身面板而言，已知有几种方法。为了使成形过程中的变形低，通常使其小于4％，可在熟淬状态(étattrempé)(小应变硬化状态“T3”，或“T4”)中获得板材，并在该状态中使板材成形。
然而，在大多数情况下，所追求的变形是显著的，局部为至少5％或6％。此外，航空器制造商的现行实践通常是：根据所需厚度在粗状态(étatbrut)(标准EN515的“F”状态)中、在熟淬状态(“T3”或“T4”状态)、甚至在退火状态(étatrecuit)(“O”状态)中获得热轧板材或冷轧板材，使其经受固溶热处理随后进行淬火，然后使其在冷淬(“W”状态)中成形，最后使其经受自然时效或人工时效，以获得所需的机械特性。
在另一实践中，在O状态中，或甚至T3、T4状态中或在F状态中使用板材，由该状态进行第一成形操作，并且在固溶热处理和淬火之后进行第二成形操作。特别是当在所需的成形太显著而无法在W状态的单一操作中进行，但可在始于O状态的两阶段中进行时使用该替代方案。另外，状态O中的板材随时间保持稳定且更易于转变。然而，制造O状态中的板材需要对轧制粗板材进行最终退火，并因此通常需要额外的制造步骤，以及还需要对成形产品的固溶热处理和淬火，这有悖于本发明的简化的目标。
T8状态中的具有复杂结构的元件的成形受限于不能非常显著地成形，因为该状态中的伸长率和Rm/Rp0.2比值太低。
要注意的是，一旦所述部件已成形，特别是作为机身元件，必须获得在性质平衡方面的最佳性质，因为正是成形部件应当特别是在损伤容限方面具有良好的表现才能避免机身元件的过于频繁的修理。一般认为，固溶热处理和淬火之后的强烈的变形会导致机械强度提高，但导致韧性急剧下降。
另外，交付给航空器制造商的板材可能会在成形或经受回火之前储存一段有时是相当长的时间。因此，适当的是应防止这些板材对腐蚀敏感，以特别地简化储存条件。
需要这样一种简化的制造方法，该方法能使由铝-铜-锂合金制成的轧制产品成形以经济地获得特别是机身元件，但仍然获得令人满意的机械特性，其中所述产品在成形之前具有高的抗腐蚀性。
发明内容
本发明的第一目的是一种制造铝合金基轧制产品的方法，所述产品特别是用于航空工业，其中依次地：
a)制备铝基液态金属浴，其包含：2.1至3.9重量％的Cu、0.6至2.0重量％的Li、0.1至1.0重量％的Mg、0至0.6重量％的Ag、0至1重量％的Zn、总量为至多0.20重量％的Fe和Si，至少一种选自Zr、Mn、Cr、Sc、Hf和Ti的元素，如果被选择，则所述元素的量为：Zr为0.05至0.18重量％、Mn为0.1至0.6重量％、Cr为0.05至0.3％重量％、Sc为0.02至0.2重量％、Hf为0.05至0.5重量％、Ti为0.01至0.15重量％，其他元素各自至多0.05重量％且总计至多0.15重量％，其余部分为铝；
b)使用所述液态金属浴铸造轧制板坯；
c)任选地，将所述轧制板坯匀质化；
d)将所述轧制板坯热轧和任选地冷轧成厚度在0.5至10mm之间的板材，
e)将所述板材固溶热处理并淬火；
f)任选地，在累积变形为至少0.5％且小于3％的条件下以受控方式将所述板材矫平和/或拉伸，
g)进行短暂热处理，其中所述板材达到145℃至175℃之间且优选150℃至170℃之间的温度0.1至45分钟且优选0.5至5分钟，加热速率在3至600℃/分钟之间。
本发明的另一目的是一种能够通过本发明的方法获得的轧制产
品，其具有以下性质：弹性极限Rp0.2(L)和/或Rp0.2(LT)值为T4或T3状态中的具有相同组成的且已在淬火之后经受相同的受控拉伸的板材在相同方向上的弹性极限值的75至90％，优选80至85％，且优选81至84％；至少一种选自如下的性质：至少1.40且优选至少1.45的Rm/Rp0.2(L)比，和至少1.45且优选至少1.50的Rm/Rp0.2(LT)比；并具有至少一种选自如下的抗腐蚀性：对于经受试验ASTMG85A2的条件的板材而言根据标准ASTMG34的等级为P和/或EA，和对于经受标准ASTMG110条件的板材而言几乎没有形成的晶间腐蚀。
本发明的又一目的是通过本发明的方法获得的产品用于制造用于航空器，特别是用于航空器机身蒙皮的结构元件的用途。
附图说明
图1：在条件ASTMG110中暴露之后的样品S的显微截面图。
图2：在条件ASTMG110中暴露之后的样品H2的显微截面图。
图3：在条件ASTMG110中暴露之后的样品A30的显微截面图。
图4：在条件ASTMG110中暴露之后的样品A120的显微截面图。
具体实施方式
除非另有说明，所有关于合金的化学组成的标示均以基于合金的总重量计的重量百分比表示。表述1.4Cu意指以重量％表示的铜含量乘以1.4。合金的命名根据铝业协会(TheAluminumAssociation)的规定进行，本领域技术人员对此是已知的。冶金状态的定义以欧洲标准EN515指明。
拉伸下的静态机械特性，也就是抗断裂性Rm、在0.2％的伸长率时的常规弹性极限(Rp0.2)和极限伸长率A％，通过根据标准NFENISO6892-1的拉伸试验确定，且采样和测试方向通过标准EN485-1而定义。根据标准ASTMG34、ASTMG85A2和ASTMG110进行抗腐蚀性的试验。
根据本发明，在轧制成板材的形式、固溶热处理、淬火和可能的矫平和/或拉伸后，进行至少一次短暂热处理，所述热处理的时间和温度为使得所述板材达到145至175℃之间且150至170℃之间的温度0.1至45分钟，有利地0.2至20分钟，更优选0.5至5分钟且甚至更优选1至3分钟，加热速率在3至600℃/分钟之间。所述短暂热处理有利地在淬火后的至少24小时且优选淬火后的至少48小时的自然时效之后进行。实际上，有利的是时效在出现硬化沉淀物的条件下进行，以致短暂热处理具有所期望的效果。通常，在短暂热处理之后，相对于T3或T4状态中的相同的板材，弹性极限Rp0.2明显降低，即在L和LT方向上降低至少20MPa或甚至至少40MPa。短暂热处理不是获得T8状态的回火，而是一种可获得特别能够成形的非标准化状态的特定的热处理。实际上，T8状态中的板材具有比T3或T4状态中的相同的板材更大的弹性极限，而在本发明的短暂热处理后，弹性极限反而低于T3或T4状态中的弹性极限。有利地，所述短暂热处理以这样一种方式进行，即，使得获得0.5至35分钟、优选1至20分钟且更优选2至10分钟的150℃下的等效时间，150℃下的等效时间ti由下式定义：
t i = &Integral; exp ( - 16400 / T ) d t exp ( - 16400 / T r e f )
其中T(以开尔文为单位)为金属的瞬时处理温度，其随着时间t(以分钟为单位)变化，且Tref为固定在428K的参考温度。ti以分钟为单位表示。常数Q/R＝16400K源自Cu扩散的活化能，为此使用值Q＝136100J/mol。。
出人意料地，发明人观察到短暂热处理结束时获得的机械性能随着时间保持稳定，这使得可以使用短暂热处理结束时获得的状态中的板材而不是O状态或W状态中的板材用于成形。此外，发明人观察到，出人意料地，短暂热处理过程中高的加热速率和/或短的短暂热处理时间可以获得改善的成形能力，且仍在短暂热处理的结束时保持板材的抗腐蚀性，特别是抗晶间腐蚀性和抗剥落腐蚀性，相当于T3或T4状态中的板材的抗腐蚀性。
优选地，对于短暂热处理而言，加热速率是在10至400℃/分钟之间且优选在40至300℃/分钟之间。加热速率通常为板材的温度随在室温与145℃之间进行加热的时间而变的平均斜率。
对于具有小于6mm的厚度的板材而言，加热速率优选为至少80℃/分钟。
为了限制150℃下的等效时间，还优选在短暂处理之后足够快地冷却板材。有利地，在短暂热处理过程中，冷却速率是在1至1000℃/分钟之间，优选在10至800℃/分钟之间。冷却速率通常为板材的温度随145℃至70℃之间或甚至在145℃至30℃之间进行冷却的时间而变的平均斜率。在本发明的一个实施方案中，所述冷却通过喷洒液体(例如水)或通过浸入所述液体中而进行。在本发明的另一实施方案中，任选地在强制对流条件下用空气进行冷却，而冷却速率更优选在1至400℃/分钟之间，优选在40至200℃/分钟之间。
有利地，短暂热处理在连续式处理炉中进行。通常，连续式处理炉为这样的炉，其能以连续地展开的卷材的形式供应板材，以在所述炉中进行热处理然后冷却并卷绕。
发明人观察到，出人意料地，不仅所述短暂热处理可以通过免除在O或W状态成形来简化产品的制造方法，而且此外由于本发明的方法，回火状态中的静态机械强度与损伤容限之间的平衡，相对于不包含短暂热处理的方法，是至少相同的或甚至改善的。特别是对于短暂热处理之后的至少5％的额外冷变形，静态机械强度与韧性之间获得的平衡相对于现有技术而言是改进的。
当产品的铜含量在2.1至3.9重量％之间时，获得本发明的方法的优点。在本发明的一个有利的实施方案中，铜含量为至少2.8重量％或3重量％。优选最大含量为3.7重量％或3.4重量％。
锂含量在0.6重量％或0.7重量％至2.0重量％之间。有利地，锂含量为至少0.70重量％。优选锂的最大含量为1.4重量％或甚至1.1重量％。
镁含量在0.1至1.0重量％之间。优选地，镁含量为至少0.2重量％或甚至0.25重量％。在本发明的一个实施方案中，镁的最大含量为0.6重量％。
银含量在0至0.6重量％之间。在本发明的一个有利的实施方案中，银含量在0.1-0.5重量％之间且优选在0.15-0.4重量％之间。银的添加有助于改进通过本发明的方法获得的产品的机械性能的平衡。
锌含量在0至1重量％之间。优选地，锌含量小于0.6重量％，优选小于0.40重量％。锌通常为不想要的杂质，特别是由于它有助于合金的密度，本发明的一个实施方案中，锌含量小于0.2重量％且优选小于0.04重量％。然而，在另一实施方案中，锌可单独使用或与银组合使用，而锌的最小含量为0.2重量％是有利的。
所述合金还含有至少一种可有助于控制晶粒的大小的元素，所述元素选自Zr、Mn、Cr、Sc、Hf和Ti，其中如果被选择，则所述元素的量为：Zr为0.05至0.18重量％、Mn为0.1至0.6重量％、Cr为0.05至0.3重量％、Sc为0.02至0.2重量％、Hf为0.05至0.5重量％、Ti为0.01至0.15重量％。优选地，选择添加0.08至0.15重量％的锆和0.01至0.10重量％的钛且Mn、Cr、Sc和Hf的含量的最大值限定为0.05重量％，因为这些元素可具有不利影响，特别是对密度，且如果需要则单独地添加以进一步有助于基本上非再结晶结构的获得。
在本发明的一个有利的实施方案中，锆含量至少等于0.11重量％。
在本发明的另一实施方案中，锰含量在0.2至0.4重量％之间且锆含量小于0.04重量％。
铁含量和硅含量的总和为至多0.20重量％。优选地，铁含量和硅含量各自为至多0.08重量％。在本发明的一个有利的实施方案中，铁和硅的含量分别为至多0.06至0.04重量％。受控制的且受限制的铁和硅的含量有助于改进机械强度和损伤容限之间的平衡。
其他元素各自的含量为至多0.05重量％且总计为至多0.15重量％，这些元素为不可避免的杂质，其余部分为铝。
本发明的制造方法包含以下步骤：制备、铸造、轧制、固溶热处理、淬火、任选地矫平和/或拉伸、以及短暂热处理。
在第一步中，制备液态金属浴，以获得具有本发明的组成的铝合金。
然后，将液态金属浴铸造成轧制板坯的形式。
然后，可任选地匀质化轧制板坯，以达到450℃至550℃之间且优选480℃至530℃之间的温度5至60小时。可以以一个或几个步骤进行匀质化处理。
然后，将轧制板坯进行热轧和任选地冷轧成板材。所述板材的厚度在0.5至10mm之间，有利地在0.8至8mm之间并优选在1至6mm之间。
然后，对由此获得的产品进行固溶热处理，通常通过可以达到490至530℃之间的温度5分钟至8小时的热处理，然后通常用室温下的水或优选用冷水进行淬火。
任选地，可在累积变形为至少0.5％且小于3％的条件下以受控制的方式将所述固溶热处理且淬火的板材进行矫平和/或拉伸。当进行矫平时，矫平期间进行的变形并不总是精确地知道，但其估计为约0.5％。当进行拉伸时，受控拉伸在0.5至2.5％之间且更优选0.5至1.5％之间的永久变形的条件下进行。然而，本发明的实施方案中，所述短暂热处理在淬火之后直接进行而没有中间应变硬化，但是有利地在至少24小时的自然时效之后进行。该没有中间应变硬化的实施方案是有利的，特别是当在连续式处理炉中连续地进行固溶热处理、淬火和短暂热处理步骤时。此外，发明人观察到，在淬火与短暂热处理之间不存在中间应变硬化的情况下，诸如在成形之后出现吕德斯线(lignedeLüder)的缺点在某些情况下可被抑制。
然后，使产品经受已描述的短暂热处理。
在短暂热处理结束时，用本发明的方法获得的板材在短暂热处理之后—通常持续至少50天以及甚至至少200天—有利地具有以下性质：弹性极限Rp0.2(L)和/或Rp0.2(LT)值为T4或T3状态中的相同组成的且已在淬火之后进行相同的受控拉伸的板材在相同方向上的弹性极限值的75至90％，优选80至85％，优选81至84％；至少一种选自如下的性质：至少1.40且优选至少1.45的Rm/Rp0.2(L)比，和至少1.45且优选至少1.50的Rm/Rp0.2(LT)比；并具有至少一种选自如下的抗腐蚀性：对于经受试验ASTMG85A2的条件的板材而言根据标准ASTMG34的等级为P和/或EA，和对于经受标准ASTMG110条件的板材而言几乎没有形成的晶间腐蚀。
在一个有利的实施方案中，在短暂热处理结束时，通过本发明方法获得的板材通常在短暂热处理后持续至少50天且甚至至少200天具有以下性质的组合：至少一种选自至少220MPa且优选至少250MPa的Rp0.2(L)、至少200MPa且优选至少230MPa的Rp0.2(LT)、至少340MPa且优选至少380MPa的Rm(L)、至少320MPa且优选至少360MPa的Rm(LT)的性质；与选自至少14％且优选至少15％的A％(L)、至少24％且优选至少26％的A％(LT)、至少1.40且优选至少1.45的Rm/Rp0.2(L)、至少1.45且优选至少1.50的Rm/Rp0.2(LT)的性质；并具有至少一种选自如下的抗腐蚀性：对于经受试验ASTMG85A2的条件的板材根据标准ASTMG34的等级为P和/或EA，和对于经受标准ASTMG110条件的板材而言几乎没有形成的晶间腐蚀。
在本发明的一个有利的实施方案中，在短暂热处理结束时，通过本发明方法获得的板材具有至少1.52或1.53的LT方向上的Rm/Rp0.2比。
有利地，对于短暂热处理后的至少50天且优选至少200天，通过本发明方法获得的板材具有小于290MPa且优选小于280MPa的弹性极限Rp0.2(L)和小于270MPa的Rp0.2(LT)和/或小于410MPa且优选小于400MPa的抗断裂性Rm(L)以及小于390MPa的Rp0.2(LT)。
有利地，对于经受试验ASTMG85A2的条件的板材而言根据标准ASTMG34的等级为P或P-EA。
在本发明的范围内，如果经受标准ASTMG110条件的板材对应于图1或2的图像，则其晶间腐蚀性几乎没有形成。有利地，通过本发明方法获得的板材具有至少等于T3或T4状态中的相同组成的板材的抗晶间腐蚀性。
在短暂热处理结束时，由于板材的抗晶间腐蚀性，可在没有任何特别的困难的情况下储存板材。短暂热处理之后的板材随时可以进行额外冷变形，特别是三维成形操作。本发明的一个优点在于该额外变形可以局部地或以普遍的方式达到6至8％或甚至最高达10％的值。为了在T8状态中的回火结束时获得足够的机械性能，所述额外变形与由任选地在短暂热处理之前进行的矫平和/或受控拉伸造成的累积变形之间的最小累积变形为2％是有利的。优选地，局部或普遍的方式的额外冷变形为至少1％，更优选至少4％且甚至更优选至少6％。
最后进行回火，其中所述由此成形的板材达到130至170℃之间，有利地145至165℃之间且优选150至160℃之间的温度5至100小时且优选10至70小时。回火可在一个或几个阶段中进行。
有利地，冷变形通过一种或几种成形方法(例如拉伸、拉伸-成形、冲压、旋压、折叠)进行。在有利的实施方案中，为了获得具有复杂形状的部件，所述变形为三维空间上的成形，更优选通过拉伸-成形而变形。
因此，短暂热处理结束时获得的产品可和O状态中的产品或W状态中的产品一样进行成形。然而，相对于O状态中的产品，其具有的优点在于不再需要固溶热处理和淬火以达到最终的机械性能，而简单的回火是足够的。相对于W状态中的产品，其具有的优点在于是稳定且不需要冷藏室并且不会产生与该状态的变形有关的问题。该产品还具有的优点在于通常在成形过程中不会产生不可取的吕德斯线。因此，短暂热处理可例如在板材制造商处进行，由于其抗晶间腐蚀性高而在无任何特别的保护措施下储存，并且航空结构的制造商处直接在所交付的产品上进行成形。本发明的方法可以在短暂热处理结束时对板材进行三维成形，而所述板材在三维成形之前不处于T8状态、O状态或W状态。
出人意料地，相对于不包含短暂热处理的类似处理，回火结束时获得的静态机械性能与损伤容限的性质之间的平衡是有利的。
将能够通过本发明的包含短暂热处理、冷变形和回火步骤的方法获得的产品用于制造用于航空器的结构元件，特别是机身蒙皮，是特别有利的。
实施例
在该实施例中，比较厚度为4.3mm的由AA2198合金制成的板材的短暂热处理条件。将如表1所示组成的合金AA2198制成的轧制板坯匀质化然后热轧直至厚度为4.3mm。在505℃下将由此获得的板材固溶热处理30分钟，然后用水进行淬火。
表1.所用的由AA2198合金制成的板材的组成(以重量％表示)。
Si Fe Cu Mn Mg Zr Li Ag Ti Zn
0.03 0.05 3.3 0.05 0.34 0.14 0.99 0.28 0.03 0.03
然后以受控方式将板材拉伸。在永久伸长率为2％的条件下进行受控拉伸。在淬火后，人工时效至少24小时。
然后使所述板材经受具有表2中给出的条件的短暂热处理。最高加热速率——代表连续式处理炉中获得的加热速率——通过浸入油浴中获得，而最低加热速率通过用受控空气——代表静态炉中的工业条件——进行处理而获得。所有试验中的冷却速率为约60℃/分钟。
表2–短暂热处理条件
短暂热处理后的静态机械性能在纵向(L)方向和横向(LT)方向上表征并示于表3中。
表3–以MPa(Rp0.2和Rm)或以％(A％)表示的静态机械性能
样品 Rp0.2(L) Rm(L) A％(L) Rp0.2(LT) Rm(LT) A％(LT)
S 322 438 13.4 288 408 23.2
H1 274 394 14.4 246 373 24.2
H2 271 393 14.0 246 373 26.0
H4 261 384 13.2 238 366 26.9
H8 260 382 13.8 236 365 25.4
H16 259 383 13.8 234 365 25.5
H30 257 384 13.5 233 364 27.1
A30 262 387 14.2 239 370 27.1
A60 261 391 14.9 237 368 26.4
A120 265 391 15.2 240 369 27.3
A240 285 403 16.5 254 375 27.4
在晶间腐蚀(ASTMG110)和剥落腐蚀(MASTMAASISdrybottomASTMG85-A2)的标准化试验的条件下评估所述板材的抗腐蚀性。ASTMG110试验的浸渍测试时间为6小时，而MASTMAASIS试验的测试时间为750小时。在表面(“表皮”)上且在机械加工十分之一的厚度(T/10)之后进行表征。
ASTMG110的晶间腐蚀试验的结果示于表4中。
表示几乎没有形成的晶间腐蚀和点蚀的显微横截面在图1(样品S)和图2(样品H2)中给出。使用具有X200的放大倍数的光学显微镜进行观察。表示所形成的晶间腐蚀和点蚀的显微横截面在图3(样品A30)中给出。表示所形成的晶间腐蚀的显微横截面在图4(样品A120)中给出。
表4：ASTMG110的晶间腐蚀试验的结果
I.C.：晶间腐蚀
经受MASTMAASIS试验(drybottomASTMG85-A2)条件的板材的根据标准ASTMG34的剥落腐蚀试验结果示于表5中。
表5–MASTMAASIS试验(drybottomASTMG85-A2)条件下的剥落腐蚀试验结果。
样品S为T3状态中的样品。其没有任何使其可考虑用于最高变形的成形的机械性能。样品A30、A60、A120、A240具有使其可以考虑用于最高变形的成形的机械性能，但是其抗腐蚀性需要在储存过程中特定的保护措施。
样品H1、H2、H4、H8、H16和H30同时具有使其可以考虑用于最高变形的成形的机械性能和使其可在没有特定的保护措施的条件下考虑储存的抗腐蚀性。然而样品H1具有稍微不太有利的机械性能，特别是在方向LT上的伸长率方面。样品H30具有稍微不太有利的性质，特别是在抗腐蚀性方面。

Claims (13)

1.一种制造铝合金基轧制产品的方法，所述产品特别是用于航空工业，其中依次地：
a)制备铝基液态金属浴，其包含：2.1至3.9重量％的Cu、0.6至2.0重量％的Li、0.1至1.0重量％的Mg、0至0.6重量％的Ag、0至1重量％的Zn、总量为至多0.20重量％的Fe和Si，至少一种选自Zr、Mn、Cr、Sc、Hf和Ti中的元素，如果被选择，则所述元素的量为：Zr为0.05至0.18重量％、Mn为0.1至0.6重量％、Cr为0.05至0.3％重量％、Sc为0.02至0.2重量％、Hf为0.05至0.5重量％、Ti为0.01至0.15重量％，其他元素各自至多0.05重量％且总计至多0.15重量％，其余部分为铝；
b)使用所述液态金属浴铸造轧制板坯；
c)任选地，将所述轧制板坯匀质化；
d)将所述轧制板坯热轧和任选地冷轧成厚度在0.5至10mm之间的板材，
e)将所述板材固溶热处理并淬火；
f)任选地，在累积变形为至少0.5％且小于3％的条件下以受控方式将所述板材矫平和/或拉伸，
g)进行短暂热处理，其中所述板材达到145℃至175℃之间且优选150℃至170℃之间的温度0.1至45分钟且优选0.5至5分钟，加热速率在3至600℃/分钟之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述短暂热处理以这样一种方式进行，即，使得获得0.5至35分钟且优选1至20分钟的150℃下的等效时间，150℃下的等效时间ti由下式定义：
t i = &Integral; exp ( - 16400 / T ) d t exp ( - 16400 / T r e f )
其中T(以开尔文为单位)为金属的瞬时处理温度，其随着时间t(以分钟为单位)变化，且Tref为固定在428K的参考温度。ti以分钟为单位表示，常数Q/R＝16400K源自Cu扩散的活化能，为此使用值Q＝136100J/mol。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在短暂热处理的步骤g过程中，冷却速率在1至1000℃/分钟之间，优选在10至800℃/分钟之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述短暂热处理在淬火之后直接进行，而没有进行中间应变硬化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中铜含量为至少2.8重量％且至多3.4重量％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中锂含量为至少0.7重量％且至多1.1重量％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中镁含量为至少0.2且至多0.6重量％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中合金含有0.08至0.15重量％的锆、0.01至0.10重量％之间的钛，且其中Mn、Cr、Sc和Hf的含量为至多0.05重量％。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在步骤g之后，
h)对所述板材上进行额外冷变形，从而额外变形小于10％，
i)进行回火，其中所述板材达到130至170℃之间、有利地145至165℃之间且优选150至160℃之间的温度5至100小时且优选10至70小时。
10.通过根据权利要求1至8中任一项所述的方法获得的轧制产品，其具有以下性质：弹性极限Rp0.2(L)和/或Rp0.2(LT)的值为T4或T3状态中的具有相同组成的且已在淬火之后经受相同的受控拉伸的板材在相同方向上的弹性极限值的75至90％，优选80至85％，优选81至84％；至少一种选自如下的性质：至少1.40且优选至少1.45的Rm/Rp0.2(L)比，和至少1.45且优选至少1.50的Rm/Rp0.2(LT)比；并具有至少一种选自如下的抗腐蚀性：对于经受试验ASTMG85A2的条件的板材而言根据标准ASTMG34的等级为P和/或EA，和对于经受标准ASTMG110条件的板材而言几乎没有形成的晶间腐蚀。
11.根据权利要求10所述的轧制产品，其具有以下性质的组合：至少一种选自至少220MPa且优选至少250MPa的Rp0.2(L)、至少200MPa且优选至少230MPa的Rp0.2(LT)、至少340MPa且优选至少380MPa的Rm(L)、至少320MPa且优选至少360MPa的Rm(LT)的性质；与选自至少14％且优选至少15％的A％(L)、至少24％且优选至少26％的A％(LT)、至少1.40且优选至少1.45的Rm/Rp0.2(L)、至少1.45且优选至少1.50的Rm/Rp0.2(LT)的性质。
12.根据权利要求10或11所述的轧制产品，其中对于经受试验ASTMG85A2的条件的板材而言根据标准ASTMG34的等级为P或P-EA。
13.通过根据权利要求9所述的方法获得的产品用于制造航空器的结构元件——特别是航空器机身蒙皮——的用途。
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