CN108728702A - 添加镁、钙及铬、锰和锆中的至少一种的铝合金及其制造方法 - Google Patents

添加镁、钙及铬、锰和锆中的至少一种的铝合金及其制造方法 Download PDF

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CN108728702A CN201810331554.8A CN201810331554A CN108728702A CN 108728702 A CN108728702 A CN 108728702A CN 201810331554 A CN201810331554 A CN 201810331554A CN 108728702 A CN108728702 A CN 108728702A
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Abstract

本发明的名称为添加镁、钙及铬、锰和锆中的至少一种的铝合金及其制造方法。一种铝合金，其包括铝、按重量计大约2.5至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙以及按重量计至多大约0.2％的铬、按重量计至多大约0.2％的锆和按重量计至多大约0.3％的锰中的至少一种。

Description

添加镁、钙及铬、锰和锆中的至少一种的铝合金及其制造方法
技术领域
本申请涉及铝合金和制造铝合金的方法
背景技术
铝合金具有相对较高的强度重量比。因此，自引入金属蒙皮飞行器以来，铝合金在航空航天制造中一直非常重要。已经开发了各种类型的铝合金。例如，美国铝业协会(Aluminium Association of America)以将含镁的铝合金分类为5000系列铝合金。
与其他传统铝合金相比，铝-镁合金提供某些优势(例如，重量轻)。镁的添加提高了铝合金的强度，使得合金更有利于表面处理，并且改进了耐腐蚀性。然而，当铝-镁合金的镁含量增加至诸如按重量计5％或更多时，这种合金变得难以铸造。此外，在高镁含量铝镁合金中已观察到大的金属间夹杂物，这倾向于导致低延展性并且降低疲劳性能。
因此，本领域技术人员将继续铝合金领域的研究和开发工作。
发明内容
在一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约6％至大约17.4％的镁、和按重量计至多大约0.2％的铬。
在另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约6％至大约17.4％的镁、和按重量计至多大约0.3％的锰。
在另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约6％至大约17.4％的镁、和按重量计至多大约0.2％的锆。
在另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约6％至大约17.4％的镁、以及按重量计至多大约0.2％的铬、按重量计至多大约0.3％的锰和按重量计至多大约0.2％的锆中的至少一种。
在另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁，大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.2％的铬。
在另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.3％的锰。
在另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.2％的锆。
在又另一个实施方式中，所公开的铝合金包括铝、按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁、大约50至大约3000ppm的钙、以及按重量计至多大约0.2％的铬、按重量计至多大约0.3％的锰和按重量计至多大约0.2％的锆中的至少一种。
在一个实施方式中，所公开的制造铝合金的方法包括制备含钙的镁母合金和添加含钙的镁母合金到铝中的步骤。含钙的镁母合金可以通过以下步骤制备：通过熔化母体材料形成熔融的母体材料，和添加钙基化合物到熔融的母体材料中。钙基化合物可以包括钙以及镁、铬、锆、钛和铝中的至少一种。在可选的方案中，钙基化合物可以包括钙以及氧、氰化物、碳化物、氢氧化物和碳酸盐中的至少一种。所添加的钙的量可以与镁含量成比例。
在另一个实施方式中，所公开的制造铝合金的方法包括以下步骤：将铍和镁合金化在一起以形成铍和镁合金并且随后将铍和镁合金添加到铝中。
在又另一个实施方式中，所公开的制造铝合金的方法包括以下步骤：熔化铝、镁以及铬、锰、和锆中的至少一种以产生熔融物质，其中熔化在真空和表面通量中的至少一种下进行，并且冷却熔融物质以产生固体物质。
从以下详细描述、附图和所附的权利要求，所公开的铝合金和其制造方法的其他实施方式将变得显而易见。
附图说明
图1是描绘所公开的制造铝合金的方法的一个实施方式的流程图；
图2是描绘所公开的制造铝合金的方法的另一个实施方式的流程图；
图3是描绘所公开的制造铝合金的方法的又另一个实施方式的流程图；
图4是飞行器制造和服务方法的流程图；和
图5是飞行器的框图。
具体实施方式
所公开的是铝合金，特别地铝镁合金，其添加有铬、锰和锆中的至少一种，和任选地钙。通常在铝合金中使用的各种其他元素也可以存在于所公开的铝合金中。
所公开的铝合金可以包括大约2.5至大约17.4重量百分比水平，诸如大约6至大约17.4重量百分比的镁。相比于传统5000系列合金——对于商业产品其通常具有5.0％或更低的镁重量百分比——相对较高的镁可能引起增强的性质，诸如增加的延展性和强度。添加铬和/或锰和/或锆可以抑制所公开的铝合金中的晶粒生长和再结晶。
在所公开的铝合金中，铬、锰和锆的量可以相对于铝合金的镁含量具体调整。除了铬、锰和锆之外，在某些实施例中也可以存在钙，并且钙也可能有助于抑制晶粒生长和再结晶。所使用的钙的量可以相对于镁含量具体调整。
所公开的铝合金可以呈现增强的性质，诸如改进的拉伸伸长率。例如，所公开的铝合金的拉伸伸长率可以比传统5000系列铝合金高至少大约10％，这对于铝镁合金在可成形性、应变硬化和损伤容限方面可能是显著的性能改进。
作为第一个一般实例，所公开的铝合金可以具有表1中显示的组成。
表1
元素 量
镁 2.5-17.4wt％
钙 50-3000ppm
铬 至多0.2wt％
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表1中的铝合金可以包括铝、按重量计大约2.5至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.2％的非零量的铬。此外，表1中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
在表1中的铝合金的一种变型中，所公开的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.2％的非零量的铬。此外，所公开的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第二个一般实例，所公开的铝合金可以具有表2中显示的组成。
表2
元素 量
镁 2.5-17.4wt％
钙 50-3000ppm
锰 至多0.3wt％
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表2中的铝合金可以包括铝、按重量计大约2.5至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.3％的非零量的锰。此外，表2中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
在表2中的铝合金的一种变型中，所公开的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.3％的非零量的锰。此外，所公开的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第三个一般实例，所公开的铝合金可以具有表3中显示的组成。
表3
元素 量
镁 2.5-17.4wt％
钙 50-3000ppm
锆 至多0.2wt％
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表3中的铝合金可以包括铝、按重量计大约2.5至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.2％的非零量的锆。此外，表3中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
在表3中的铝合金的一种变型中，所公开的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、和按重量计至多大约0.2％的非零量的锆。此外，所公开的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第四个一般实例，所公开的铝合金可以具有表4中显示的组成。
表4
因而，表4中的铝合金可以包括铝、按重量计大约2.5至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、以及按重量计至多大约0.2％的非零量的铬、按重量计至多大约0.2％的非零量的锆、和按重量计至多大约0.3％的非零量的锰中的至少一种。此外，表4中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
在表4中的铝合金的一种变型中，所公开的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、大约50至大约3000ppm的钙、以及按重量计至多大约0.2％的非零量的铬，按重量计至多大约0.2％的非零量的锆和按重量计至多大约0.3％的非零量的锰中的至少一种。此外，所公开的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第五个一般实例，所公开的铝合金可以具有表5中显示的组成。
表5
元素 量
镁 6-17.4wt％
铬 至多0.2wt％
铍 0-100ppm
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表5中的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、按重量计至多大约0.2％的非零量的铬、和可选的铍。此外，表5中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第六个一般实例，所公开的铝合金可以具有表6中显示的组成。
表6
元素 量
镁 6-17.4wt％
锰 至多0.3wt％
铍 0-100ppm
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表6中的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、按重量计至多大约0.3％的非零量的锰、和任选的铍。此外，表6中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第七个一般实例，所公开的铝合金可以具有表7中显示的组成。
表7
元素 量
镁 6-17.4wt％
锆 至多0.2wt％
铍 0-100ppm
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表7中的铝合金可以包括铝、按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、按重量计至多大约0.2％的非零量的锆、和任选的铍。此外，表7中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第八个一般实例，所公开的铝合金可以具有表8中显示的组成。
表8
元素 量
镁 6-17.4wt％
铬 至多0.2wt％
锆 至多0.2wt％
锰 至多0.3wt％
铍 0-100ppm
其他元素 零至20wt％
铝 余量
因而，表8中的铝合金可以包括铝，按重量计大约6至大约17.4重量百分比的镁、按重量计至多大约0.2％的非零量的铬、至多大约0.2％的非零量的锆和按重量计至多大约0.3％的非零量的锰中的至少一种，和任选的铍。此外，表8中的铝合金可以包括按重量计至多大约1.4％的硅；按重量计至多大约1.2％的铁；按重量计至多大约0.8％的铜；按重量计至多大约0.1％的镍；按重量计至多大约2.8％的锌；按重量计至多大约0.05％的镓；按重量计至多大约0.05％的钒；按重量计至多大约0.05％的钪；和/或按重量计至多大约0.20％的钛。
作为第九个一般实例，所公开的铝合金可以具有表9中显示的组成。
表9
在表9中的一般实例中，Cr、Zr和Mn中的至少一种以至多规定限度的非零量存在。
基本上不影响物理性质的各种杂质也可以存在于所公开的铝合金中。本领域技术人员将领会，这种杂质的存在将不会导致背离本公开内容的范围。
也公开的是用于制造所公开的铝合金的方法。制造的铝合金的最终成分可以依赖于所使用的制造方法。
在第一实施方式中，所公开的用于制造铝合金的方法产生如下铝合金：其包括铝、按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁、大约50至大约3000ppm的钙以及按重量计至多大约0.2％的铬、按重量计至多大约0.2％的锆和按重量计至多大约0.3％的锰中的至少一种。所公开的方法包括以下步骤：(1)制备包括钙的镁母合金和(2)将所述镁母合金添加至铝(纯的或合金化的)中。
参考图1，根据第一实施方式的用于制造铝合金的方法，其通常指定为10，可以以制备熔融镁的步骤在方框12处开始。可以将镁(纯的或合金化的)放置到坩埚中并且加热至大约400℃至大约800℃范围内的温度。熔化温度可以依赖于成分变化。
在方框14处，熔融镁与钙基化合物组合。可以使用各种钙基化合物。作为一个一般的非限制性的实例，钙基化合物可以包括钙和铝。作为另一个一般的非限制性的实例，钙基化合物可以包括钙和镁。合适的钙基化合物的具体的、非限制性的实例包括CaO、CaCN2、CaC2、Ca(OH)2、CaCO3、Mg2Ca、Al2Ca、Al4Ca、(Mg,Al)2Ca、和其组合。
在方框16处，可以搅拌熔融镁和钙基化合物的混合物以促进镁和钙基化合物之间的反应，并且最终产生镁母合金18。搅拌(方框16)可以通过使用能够施加电磁场的装置围绕容纳熔融镁的熔炉产生电磁场进行，因而能够诱导熔融镁的对流。而且，可以从外部对熔融镁进行人工搅拌(机械搅拌)。
在方框20处，将镁母合金添加至铝(纯的或合金化的)中以产生所公开的铝合金22。在方框24处，可以通过将铝合金22浇注到室温下或预热状态的模具中进行铸造。模具可以是金属模具、陶瓷模具、石墨模具等。而且，铸造可以包括重力铸造、连续铸造及其等效方法。在方框26固化步骤中，模具可以被冷却至室温，并且之后，固化的铝合金可以从模具被移出。随后，尽管可选地，固化的铝合金可以经历进一步的处理，诸如热处理和/或成形(例如，热/温成形)。
在第二实施方式中，所公开的用于制造铝合金的方法产生如下铝合金，其包括铝、按重量计大约6％至大约17.4％的镁、铍和按重量计至多大约0.2％的铬、按重量计至多大约0.2％的锆和按重量计至多大约0.3％的锰中的至少一种。所公开的方法包括以下步骤：(1)将铍和镁合金化在一起以形成铍和镁合金和(2)添加铍和镁合金至铝。铍可以以5ppm至100ppm存在。
参考图2，根据第二实施方式的用于制造铝合金的方法，其通常被指定为40，可以在方框42处以将镁(例如，纯镁)与铍(例如，纯铍)合金化的步骤开始以产生铍和镁合金44。例如，合金化步骤(方框42)可以包括在大约400℃至大约800℃范围内的温度下熔化镁和铍。
在方框46处，将铍和镁合金44添加至铝(纯的或合金化的)以产生所公开的铝合金48。在方框50处，可以通过将铝合金48浇注到在室温或预热状态下的模具中进行铸造。模具可以是金属模具、陶瓷模具、石墨模具等。而且，铸造可以包括重力铸造、连续铸造和其等效方法。在方框52固化步骤中，模具可以被冷却至室温，并且然后，固化的铝合金可以从模具被移出。随后，尽管可选地，固化的铝合金可以经历进一步的处理，诸如热/温成形(方框54)和/或热处理(方框56)，诸如均化作用等。可选的成形(方框54)和热处理(方框56)步骤可以在SO2气体的保护层下进行。
在第三实施方式中，所公开的用于制造铝合金的方法产生如下铝合金：其包括铝、按重量计大约6％至大约17.4％的镁和按重量计至多大约0.2％的铬、按重量计至多大约0.2％的锆和按重量计至多大约0.3％的锰中的至少一种。所公开的方法包括以下步骤：(1)熔化铝、镁及铬、锆、和锰中的至少一种以产生熔融物质和(2)冷却熔融物质以产生固体物质。
参考图3，根据第三实施方式的用于制造铝合金的方法，其通常被指定为70，可以以制备包括铝及铬、锆、和锰中的至少一种的熔融物质的步骤在方框72处开始。熔融物质可以被加热至大约400℃至大约800℃范围内的温度。
在方框74处，可以将镁(例如，纯镁)添加至铝及铬、锆、和锰中的至少一种的熔融物质以产生所公开的铝合金76。在一种实施中，添加镁至熔融物质(方框74)可以在真空下进行。在另一种实施中，在添加镁至熔融物质之前可以使用表面通量(surface flux)(方框74)。
在方框78处，可以通过将铝合金76浇注到室温或预热状态下的模具中进行铸造。模具可以是金属模具、陶瓷模具、石墨模具等。而且，铸造可以包括重力铸造、连续铸造和其等效方法。在方框80固化步骤中，模具可以被冷却至室温，并且此后，固化的铝合金可以从模具被移出。随后，尽管可选地，固化的铝合金可以经历进一步的处理，诸如热/温成形(方框82)和/或热处理(方框84)，诸如均化作用等。可选的成形(方框82)和热处理(方框84)步骤可以在SO2气体的保护层下进行。
实施例
实施例1–13
表10中呈现的是所公开的铝合金——具体地，Al–Mg–Cr–Ca合金——的十个具体的非限制性的实施例。
表10
实施例14–26
表11中呈现的是所公开的铝合金——具体地，Al–Mg–Mn–Ca合金的——十个具体的非限制性的实施例。
表11
合金# Mg Mn Ca Al
14 3 0.2 300 余量
15 4 0.2 400 余量
16 5 0.2 500 余量
17 6 0.2 600 余量
18 7 0.2 700 余量
19 8 0.15 800 余量
20 9 0.15 900 余量
21 10 0.1 1000 余量
22 11 0.1 1100 余量
23 12 0.1 1200 余量
24 13 0.08 1300 余量
25 14 0.05 1400 余量
26 15 0.05 1500 余量
实施例27–39
表12中呈现的是所公开的铝合金——具体地，Al–Mg–Cr–Mn–Ca合金——的十个具体的非限制性的实施例。
表12
实施例40–52
表13中呈现的是所公开的铝合金——具体地，Al–Mg–Zr–Ca合金——的十个具体的、非限制性的实施例。
表13
合金# Mg Zr Ca Al
40 3 0.06 300 余量
41 4 0.05 400 余量
42 5 0.04 500 余量
43 6 0.03 600 余量
44 7 0.025 700 余量
45 8 0.02 800 余量
46 9 0.015 900 余量
47 10 0.015 1000 余量
48 11 0.01 1100 余量
49 12 0.01 1200 余量
50 13 0.01 1300 余量
51 14 0.01 1400 余量
52 15 0.01 1500 余量
以下表14显示了表12的某些Al–Mg–Cr–Mn–Ca合金的机械性质。Cr和Mn的水平相对于Mg被优化，在优化的Ca的存在下组合，以产生相对于未优化的合金具有改进的延展性和伸长率的合金。
表14具有6％至9％的Mg、优化的Cr和Mn水平的Al-Mg-Cr-Mn-Ca合金的机械性质
比较实施例C1–C3
表15显示了具有5wt％的镁(实施例C1)、7wt％的镁(实施例C2)和9wt％的镁(实施例C3)的Al–Mg–Ca合金组合物的实施例。利用与表10的实施例相同的一般方法(见图1)产生实施例C1–C3，但没有公开量的铬、锰和/或锆。
表15具有5％至9％的Mg、未优化的Cr、Mn和/或Zr水平的Al–Mg–Ca合金的机械性质
在查看表14和表15之后显而易见的是，从未优化的合金至优化的合金的性质改进在拉伸伸长率的改进值中例证。在这方面，与表15的未优化的合金相比，如表14中显示的优化的合金的拉伸伸长率高至少大约10％。在表14的所公开的铝合金中，拉伸伸长率是至少35％，然而表15的未优化的合金具有小于28％的伸长率。
例如，表14的实施例30包括6wt％的镁和钙(600ppm)、和优化量的铬(0.06wt％)和锰(0.125wt％)并且具有36.2％的伸长率，然而表15的实施例C1包括6wt％的镁和钙，但没有优化量的铬和锰，产生25％的伸长率。这是超过11％的差异。表14的实施例31包括7wt％的镁和钙(700ppm)、和优化量的铬(0.05wt％)和锰(0.125wt％)，并且具有35.7％的伸长率，然而表15的实施例C2包括7wt％的镁和钙，但没有优化量的铬和锰，产生23％的伸长率。这是超过12％的差异。表14的实施例33包括9wt％的镁和钙(900ppm)、和优化量的铬(0.03wt％)和锰(0.1wt％)，并且具有36.9％的伸长率，然而表15的实施例C3包括9wt％的镁和钙，但没有优化量的铬和锰，产生27.3％的伸长率。这是差不多10％的差异。这些伸长率差异显示所公开铝合金的性能的改进，特别地关于可成形性、应变硬化和损伤容限方面。
可以在如图4中所显示的飞行器制造和服务方法100和如图5中所显示的飞行器102背景下描述本公开内容的实施例。在生产前期间，飞行器制造和服务方法100包括，例如，飞行器102的规格和设计104和材料采购106。在生产期间，进行飞行器102的部件/子组件制造108和系统集成110。此后，飞行器102可以通过认证和交付112以便投入服务114。在客户投入服务期间，飞行器102被安排日常维护和保养116，其也可以包括更改、重新配置、翻新等。
方法100的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)进行或执行。为了该描述的目的，系统集成商包括，但不限于，任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方包括，但不限于，任何数量的卖主、分包商、和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。
如图5中所显示，通过实例方法100生产的飞行器102包括，例如，具有多个系统120和内部122的机体118。多个系统120的实例包括推进系统124、电气系统126、液压系统128和环境系统130中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。
在飞行器制造和服务方法100的任何一个或多个阶段期间，可以采用所公开的铝合金。作为一个实例，可以使用所公开的铝合金组装或制造对应于部件/子组件制造108、系统集成110、和/或维护和保养116的部件或子组件。作为另一个实例，可以使用所公开的铝合金构造机体118。而且，可以在部件/子组件制造108和/或系统集成110期间利用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合，例如，通过显著加快飞行器102诸如机体118和/或内部122的装配或降低其成本。类似地，当飞行器102投入服务中例如且不限于维护和保养116时，可以利用一个或多个系统实施例、方法实施例或其组合。
根据以下条款描述进一步的方面：
条款1、一种铝合金，其包括：
铝；
按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁；
大约50至大约3000ppm的钙；和
以下至少一种：
按重量计至多大约0.2％的铬；
按重量计至多大约0.3％的锰；和
按重量计至多大约0.2％的锆。
条款2、条款1所述的铝合金，其包括所述铬。
条款3、条款1或2所述的铝合金，其中所述铬以按重量计大约0.01％至大约0.1％存在。
条款4、条款1-3中任一项所述的铝合金，其包括所述锰。
条款5、条款1-4中任一项所述的铝合金，其中所述锰以按重量计大约0.01％至大约0.2％存在。
条款6、条款1-5中任一项所述的铝合金，其包括所述铬和所述锰二者。
条款7、条款1-6中任一项所述的铝合金，其包括所述锆。
条款8、条款1-7中任一项所述的铝合金，其中所述锆以按重量计大约0.01％至大约0.1％存在。
条款9、条款1-8中任一项所述的铝合金，其中所述钙以大约50至大约2000ppm存在；或者其中所述钙以大约500ppm至大约1600ppm存在。
条款10、条款1-9中任一项所述的铝合金，其中所述镁以按重量计大约6％至大约17.4％存在；或者其中所述镁以按重量计大约10％至大约17.4％存在；或者其中所述镁以按重量计大约8％至大约13％存在。
条款11、条款1-10中任一项所述的铝合金，其进一步包括以下至少一种：
按重量计至多大约1.4％的硅；
按重量计至多大约1.2％的铁；
按重量计至多大约0.8％的铜；
按重量计至多大约0.1％的镍；
按重量计至多大约2.8％的锌；
按重量计至多大约0.05％的镓；
按重量计至多大约0.05％的钒；
按重量计至多大约0.05％的钪；和
按重量计至多大约0.20％的钛。
条款12、条款1-11中任一项所述的铝合金，其中所述铝合金基本上由所述铝、所述镁、所述钙以及所述铬、所述锰和所述锆中的至少一种组成。
条款13、条款1-12中任一项所述的铝合金，其具有至少30％的拉伸伸长率。
条款14、一种制造条款1所述的铝合金的方法，其包括：
制备包括钙的镁母合金；和
将所述镁母合金添加至铝。
条款15、条款14所述的方法，所述制备所述镁母合金包括：
熔化包括镁的母体材料以产生熔融母体材料；和
将钙基化合物添加至所述熔融的母体材料。
条款16、条款14或15所述的方法，其中所述钙基化合物包括钙及镁和铝中的至少一种。
条款17、条款14-16中任一项所述的方法，其中所述钙基化合物选自CaO、CaCN2、CaC2、Ca(OH)2、CaCO3、Mg2Ca、Al2Ca、Al4Ca、(Mg,Al)2Ca、和其组合。
在飞行器背景下描述了所公开的铝合金；然而，本领域普通技术人员将容易认识到，所公开的铝合金可以用于各种应用。例如，所公开的铝合金可以在各种类型的交通工具中实施，例如，包括直升机、客船、汽车、海运产品(船、电机等)等。
虽然已经显示并描述了所公开的铝合金及其制造方法的各种实施方式，但是阅读说明书之后本领域技术人员将可以想到更改。本申请包括这种更改并且仅由权利要求书的范围限制。

Claims (10)

1.一种铝合金，其包括：
铝；
按重量计大约2.5％至大约17.4％的镁；
大约50至大约3000ppm的钙；和
以下的至少一种：
按重量计至多大约0.2％的铬；
按重量计至多大约0.3％的锰；和
按重量计至多大约0.2％的锆。
2.权利要求1所述的铝合金，其中所述铬以按重量计大约0.01％至大约0.1％存在；或
其中所述锰以按重量计大约0.01％至大约0.2％存在；或
其中所述锆以按重量计大约0.01％至大约0.1％存在；或
其中所述钙以大约50至大约2000ppm存在；或
其中所述钙以大约500ppm至大约1600ppm存在。
3.权利要求1-2所述的铝合金，其中所述镁以按重量计大约6％至大约17.4％存在；或
其中所述镁以按重量计大约10％至大约17.4％存在；或
其中所述镁以按重量计大约8％至大约13％存在。
4.权利要求1-3中任一项所述的铝合金，其进一步包括以下至少一种：
按重量计至多大约1.4％的硅；
按重量计至多大约1.2％的铁；
按重量计至多大约0.8％的铜；
按重量计至多大约0.1％的镍；
按重量计至多大约2.8％的锌；
按重量计至多大约0.05％的镓；
按重量计至多大约0.05％的钒；
按重量计至多大约0.05％的钪；和
按重量计至多大约0.20％的钛。
5.权利要求1-4中任一项所述的铝合金，其中所述铝合金基本上由所述铝、所述镁、所述钙以及所述铬、所述锰和所述锆中的至少一种组成。
6.权利要求1-5中任一项所述的铝合金，其具有至少30％的拉伸伸长率。
7.一种制造权利要求1所述的铝合金的方法，其包括：
制备包括钙的镁母合金；和
将所述镁母合金添加至铝。
8.权利要求7所述的方法，其中所述制备所述镁母合金包括：
熔化包括镁的母体材料以产生熔融的母体材料；和
将钙基化合物添加至所述熔融的母体材料。
9.权利要求7或8所述的方法，其中所述钙基化合物包括钙及镁和铝中的至少一种。
10.权利要求7-9中任一项所述的方法，其中所述钙基化合物选自CaO、CaCN2、CaC2、Ca(OH)2、CaCO3、Mg2Ca、Al2Ca、Al4Ca、(Mg,Al)2Ca、和其组合。
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