CN109890535A - 高强度6xxx系列铝合金及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了具有出乎意料的性质的6xxx系列铝合金和生产这种铝合金的新方法。所述铝合金具有高度可成形性并且表现出高强度。所述合金通过连续铸造生产，并且可以热轧成最终规格和/或最终状态。所述合金可用于汽车、运输、工业和电子应用，这里仅列举几例。

Description

高强度6XXX系列铝合金及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年10月27日提交的题为“高强度6XXX系列铝合金及其制造方法(HIGH STRENGTH 6XXX SERIES ALUMINUM ALLOY AND METHODS OF MAKING THE SAME)”的美国临时申请第62/413,740号；2017年7月6日提交的题为“用于制造铝合金板的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR MAKING ALUMINUM ALLOY PLATES)”的美国临时申请第62/529,028号；2016年10月27日提交的题为“连续铸造和轧制线的连接(DECOUPLEDCONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE)”的美国临时申请第62/413,591号；和2017年5月14日提交的题为“连续铸造和轧制线的连接(DECOUPLED CONTINUOUS CASTING ANDROLLING LINE)”的美国临时申请第62/505,944的权益，这些申请的全部内容通过引用并入本文。
另外，本申请涉及Milan Felberbaum等人于2017年9月27日提交的题为“金属铸造和轧制线(METAL CASTING AND ROLLING LINE)”的美国非临时专利申请第15/717,361号，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及材料科学、材料化学、金属制造、铝合金和铝制造领域。
背景技术
在多种应用如汽车、运输、工业或电子相关应用中，铝(Al)合金越来越多地取代钢和其它金属。在一些应用中，可能需要这种合金表现出高强度、高成形性、耐腐蚀性和/或低重量。然而，生产具有上述性质的合金是一项挑战，因为当通过已建立的方法生产时，常规方法和组合物可能无法达到不同应用所需的必要要求、规格和/或性能。例如，具有高溶质含量，包括铜(Cu)、镁(Mg)和锌(Zn)的铝合金，当铸锭是直接冷激(DC)铸件时会导致开裂。
发明内容
本发明的涵盖实施方案是由权利要求书限定，而非由此发明内容限定。此发明内容是本发明的各种方面的高级概述，且介绍了下文在具体实施方式章节中进一步所描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独使用以确定所要求保护的主题的范围。应参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每项权利要求来理解主题。
本文提供了表现出高强度和高成形性，并且在铸造期间和/或之后不会表现出开裂的铝合金，以及制造和加工所述合金的方法。该合金可用于汽车、运输、工业和电子应用，这里列举了少数示例。
在一些实例中，生产铝合金的方法包括连续铸造铝合金以形成板坯，其中所述铝合金包含约0.26-2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26–2.37重量％的Cu、0.06–0.57重量％的Mn、0.26–2.37重量％的Mg、0–0.21重量％的Cr、0–0.009重量％的Zn、0–0.09重量％的Ti、0–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al；并且将板坯热轧成最终规格，在最终规格之前不冷轧所述板坯。在一些情况下，所述铝合金包含约0.26–2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26-2.37重量％的Cu、0.06-0.57重量％的Mn、0.26-2.37重量％的Mg、0.02-0.21重量％的Cr、0.001-0.009重量％的Zn、0.006-0.09重量％的Ti、0.0003–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在一些情况下，所述铝合金包含约0.52–1.18重量％的Si、0.13–0.30重量％的Fe、0.52–1.18重量％的Cu、0.12–0.28重量％的Mn、0.52–1.18重量％的Mg、0.04–0.10重量％的Cr、0.002–0.006重量％的Zn、0.01-0.06重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在一些其它实例中，所述铝合金包含约0.70-1.0重量％的Si、0.15-0.25重量％的Fe、0.70-0.90重量％的Cu、0.15-0.25重量％的Mn、0.70-0.90重量％的Mg、0.05-0.10重量％的Cr、0.002-0.004重量％的Zn、0.01-0.03重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在某些情况下，在热轧所述板坯的步骤之前卷绕所述连续铸造的板坯。任选地，该方法还包括使所述板坯在离开连续铸造所述板坯的连铸机出口时冷却。冷却可包括用水将板坯淬火和/或空气冷却板坯。在一些情况下，该方法可包括在将板坯热轧到最终规格的步骤之前将板坯卷绕成中间盘管；在将板坯热轧到最终规格之前预热中间盘管；并且在将板坯热轧到最终规格之前均质化中间盘管。任选地，该方法还可包括固溶化最终规格的铝合金产品；将最终规格的铝合金产品淬火；并使最终规格的铝合金产品老化。任选地，不进行冷轧步骤。在一些情况下，在所述连续铸造步骤之后和所述热轧步骤之前，所述板坯没有长度大于约8.0mm的裂缝。
在其它实例中，生产铝合金产品的方法包括连续铸造铝合金以形成板坯，其中所述铝合金包含约0.26-2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26–2.37重量％的Cu、0.06–0.57重量％的Mn、0.26–2.37重量％的Mg、0–0.21重量％的Cr、0–0.009重量％的Zn、0–0.09重量％的Ti、0–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al；并且将板坯热轧成最终规格和最终状态(temper)。在一些情况下，所述铝合金包含约0.26–2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26-2.37重量％的Cu、0.06-0.57重量％的Mn、0.26-2.37重量％的Mg、0.02-0.21重量％的Cr、0.001-0.009重量％的Zn、0.006-0.09重量％的Ti、0.0003–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在一些情况下，所述铝合金包含约0.52–1.18重量％的Si、0.13–0.30重量％的Fe、0.52–1.18重量％的Cu、0.12–0.28重量％的Mn、0.52–1.18重量％的Mg、0.04–0.10重量％的Cr、0.002–0.006重量％的Zn、0.01-0.06重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在一些其它实例中，所述铝合金包含约0.70-1.0重量％的Si、0.15-0.25重量％的Fe、0.70-0.90重量％的Cu、0.15-0.25重量％的Mn、0.70-0.90重量％的Mg、0.05-0.10重量％的Cr、0.002-0.004重量％的Zn、0.01-0.03重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在某些情况下，铸造板坯在铸造期间和/或之后不会表现出开裂。在一些情况下，在所述连续铸造步骤之后和所述热轧步骤之前，所述板坯没有长度大于约8.0mm的裂缝。
在一些实例中，生产铝合金产品的方法包括在连铸机中连续铸造铝合金以形成板坯，其中所述铝合金包含约0.26-2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26–2.37重量％的Cu、0.06–0.57重量％的Mn、0.26–2.37重量％的Mg、0–0.21重量％的Cr、0–0.009重量％的Zn、0–0.09重量％的Ti、0–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al；使板坯在离开连铸机时均质化；并且热轧板坯以使板坯的厚度减小至少50％。在一些情况下，所述铝合金包含约0.26–2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26-2.37重量％的Cu、0.06-0.57重量％的Mn、0.26-2.37重量％的Mg、0.02-0.21重量％的Cr、0.001-0.009重量％的Zn、0.006-0.09重量％的Ti、0.0003–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在一些情况下，所述铝合金包含约0.52–1.18重量％的Si、0.13–0.30重量％的Fe、0.52–1.18重量％的Cu、0.12–0.28重量％的Mn、0.52–1.18重量％的Mg、0.04–0.10重量％的Cr、0.002–0.006重量％的Zn、0.01-0.06重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。在一些其它实例中，所述铝合金包含约0.70-1.0重量％的Si、0.15-0.25重量％的Fe、0.70-0.90重量％的Cu、0.15-0.25重量％的Mn、0.70-0.90重量％的Mg、0.05-0.10重量％的Cr、0.002-0.004重量％的Zn、0.01-0.03重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。任选地，所述均质化步骤在约500℃至约580℃的温度下进行。
本文还提供了根据本文所述的方法制备的铝合金产品。铝合金产品可以是铝合金片、铝合金板或铝合金薄板。所述铝合金产品在T82状态下可包括至少约365MPa的长横向抗拉屈服强度。所述铝合金产品在T4状态下可包括约40°至约130°的弯曲角度。任选地，所述铝合金产品在T4状态下可包括约35°至约65°的内部弯曲角度，在T82状态下可包括约110°至约130°的内部弯曲角度，并且在半碰撞条件下可包括约90°至约130°的内部弯曲角度。所述铝合金产品可以是汽车主体零件、机动车零件、运输主体零件、航空航天主体零件或电子设备外壳。
根据本文所述的方法制备的铝合金具有出乎意料的性质。例如，在没有冷轧步骤的情况下加工的连续铸造的6xxx系列铝合金表现出未经冷轧应变硬化的铝合金的预期延展性，同时随之表现出通常从冷轧步骤获得的拉伸强度。通过连续铸造生产的本文所述的铝合金还表现出对通过非连续直接冷激(DC)方法铸造的所述组合物的合金中常见的抗裂性。
从以下对本发明实施方案和附图的详细描述，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A和1B是显示本文所述的不同合金的两种不同加工路线的工艺流程图。图1A显示了对比工艺路线，其中铸态铝合金(“铸态”)经受预热步骤(“预热”)、热轧步骤(“LabHR”)、淬火/盘管冷却步骤(“Reroll”)、冷轧步骤(“Lab CR”)以产生最终规格的产品(“最终规格”)，经受固溶步骤以产生固溶热处理产品(“SHT”)，并且经受老化步骤以产生老化产品(“AA”)。图1B显示了示例性工艺路线，其中铸态铝合金(“铸态”)经受预热步骤(“预热”)，热轧至最终规格的步骤(“Lab HR”)以产生最终规格的产品(“最终规格”)，经受固溶步骤以产生固溶热处理产品(“SHT”)，并且经受老化步骤以产生老化产品(“AA”)。
图2是显示通过示例性路线(热轧至规格，称为“HRTG”，参见图1B)加工的连续铸造(称为“CC”)的示例性合金(A、B)和通过对比路线(热轧和冷轧，称为“HR+WQ+CR”，参见图1A)加工的DC铸造(称为“DC”)的对比合金(C)的屈服强度(每一对的左侧阴影填充直方图柱)和弯曲角度(每一对的右侧阴影填充直方图柱)的图表。在相对于轧制方向的长横向方向上进行测量。
图3是显示使用三种不同的固溶温度和在T4、T81和T82状态下通过图1A中描述的路线(“HR+WQ+CR”)加工的连续铸造的示例性合金A的拉伸性能的图表。每组中的左侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的屈服强度(“YS”)。每组中的中心直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的极限拉伸强度(“UTS”)。每组中的右侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的弯曲角度(“VDA”)。伸长率由未填充的点标记表示。每组中的菱形表示根据不同制造方法制造的合金的总伸长率(“TE”)，并且每组中的圆圈表示根据不同制造方法制造的合金的均匀伸长率(“UE”)。
图4是显示使用如图表中所示的三种不同的固溶温度和在T4、T81和T82状态下通过图1B中描述的路线(“HRTG”)加工的连续铸造的示例性合金A的拉伸性能的图表。每组中的左侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的屈服强度。每组中的中心直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的极限拉伸强度。每组中的右侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的弯曲角度。伸长率由未填充的点标记表示。每组中的菱形表示根据不同制造方法制造的合金的总伸长率，并且每组中的圆圈表示根据不同制造方法制造的合金的均匀伸长率。
图5是显示使用如图表中所示的三种不同的固溶温度和在T4、T81和T82状态下通过图1A中描述的路线HR+WQ+CR加工的连续铸造的示例性合金B的拉伸性能的图表。每组中的左侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的屈服强度。每组中的中心直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的极限拉伸强度。每组中的右侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的弯曲角度。伸长率由未填充的点标记表示。每组中的菱形表示根据不同制造方法制造的合金的总伸长率，并且每组中的圆圈表示根据不同制造方法制造的合金的均匀伸长率。
图6是显示使用如图表中所示的三种不同的固溶温度和在T4、T81和T82状态下通过图1B中描述的路线(“HRTG”)加工的连续铸造的示例性合金B的拉伸性能的图表。每组中的左侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的屈服强度。每组中的中心直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的极限拉伸强度。每组中的右侧直方图柱表示根据不同制造方法制造的合金的弯曲角度。伸长率由未填充的点标记表示。每组中的菱形表示根据不同制造方法制造的合金的总伸长率，并且每组中的圆圈表示根据不同制造方法制造的合金的均匀伸长率。
图7显示了本文所述的示例性合金的颗粒含量和晶粒结构的数字图像。顶行(“颗粒”)显示通过示例性路线(“A-HRTG”、“B-HRTG”)和对比路线(“A-HR+WQ+CR”、“B-HR+WQ+CR”)加工的示例性合金的颗粒含量。底行(“晶粒”)显示通过示例性和对比路线加工的示例性合金的晶粒结构。
图8显示了本文所述的示例性和对比合金的颗粒含量和晶粒结构的数字图像。顶行(“颗粒”)显示通过对比路线(热轧和冷轧，“A-HR+WQ+CR”、“B-HR+WQ+CR”、“C-HR+WQ+CR”)加工的示例性(A、B)和对比(C)合金的颗粒含量。底行(“晶粒”)显示通过对比路线加工的示例性和对比合金的晶粒结构。
图9是描述根据本公开某些方面生产铝合金制品的方法的示意图。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧、淬火、卷绕、冷轧、固溶和/或淬火。
图10是通过图9中描述的路线加工的铝合金的机械性能的图表。显示了VDA弯曲和屈服强度数据。
图11是描述根据本公开某些方面生产铝合金制品的方法的示意图。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧、淬火、卷绕、预热、淬火至低于预热温度的温度，温轧并固溶。
图12是通过图11中描述的路线加工的铝合金的机械性能的图表。显示了VDA弯曲和屈服强度数据。
图13是描述根据本公开某些方面生产铝合金制品的方法的示意图。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧、淬火、卷绕、预热、热轧、淬火、冷轧和固溶。
图14是通过图13中描述的路线加工的铝合金的机械性能的图表。显示了VDA弯曲和屈服强度数据。
图15是描述根据本公开某些方面生产铝合金制品的方法的示意图。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧、淬火、预热、淬火、冷轧和固溶。
图16是通过图15中描述的路线加工的铝合金的机械性能的图表。显示了VDA弯曲和屈服强度数据。
图17是根据本公开某些方面生产的铝合金的机械性能的图表。每组中的左侧直方图柱表示合金的屈服强度。每组中的右侧直方图柱表示合金的极限拉伸强度。伸长率由未填充的点标记表示。每组中的菱形表示合金的总伸长率，并且每组中的圆圈表示合金的均匀伸长率。
具体实施方式
本文描述了表现出高强度和高成形性的6xxx系列铝合金。在某些情况下，由于其高溶质含量，6xxx系列铝合金可能难以使用传统铸造工艺铸造。本文所述的方法允许将本文所述的6xxx系列铝合金铸造成薄板坯(例如，厚度为约5mm至约50mm的铝合金体)，正如通过视觉检查确定的那样，在铸造期间和/或之后没有开裂(例如，根据本文所述的方法制备的板坯中每平方米的裂缝比在直接冷激铸锭中的少)。在一些实例中，如本文所述，可连续铸造6xxx系列铝合金。在一些其它实例中，通过在离开连铸机时包括水淬火步骤，溶质可以在基质中冻结，而不是从基质中沉淀出来。在一些情况下，基质中溶质的冻结可以防止下游加工中沉淀物的粗化。
定义和描述
如本文档中所使用的术语“本发明(invention/the invention/this invention/the present invention)”旨在广泛地是指本专利申请和以下权利要求书的所有主题。应理解，包含这些术语的陈述并不限制本文所述的主题或限制以下专利权利要求的含义或范围。
如本文所用，除非上下文另外明确规定，否则“一(a/an)”和“所述”的意义包括单数和复数个参考物。
如本文所用，除非上下文另有明确规定，否则“金属”的含义包括纯金属、合金和金属固溶体。
在本说明书中，参考通过AA数字和其它相关名称识别的合金，例如“系列”或“6xxx.”。为了理解最常用于命名和识别铝及其合金的数字指定系统，参见“锻铝和锻铝合金的国际合金名称和化学组成限制”或“铸铝和铸锭形式的铝合金的铝协会合金名称和化学组成限制的注册记录”，其均由铝业协会(The Aluminum Association)出版。
在本申请中参考合金回火或条件。为了解最常用的合金回火描述，请参见“合金和回火指定系统的美国国家标准(ANSI)H35。”F条件或回火是指制造的铝合金。O条件或状态是指退火后的铝合金。T1条件或状态是指经过热加工冷却并自然老化(例如，在室温下)后的铝合金。T2条件或状态是指经过热加工冷却，冷加工并自然老化(例如，在室温下)后的铝合金。T3条件或状态是指固溶热处理(即，固溶化)、冷加工和自然老化后的铝合金。T4条件或状态是指固溶热处理随后自然老化后的铝合金。T5条件或状态是指经过热加工冷却和人工老化后的铝合金。T6条件或状态是指固溶热处理随后人工老化(AA)后的铝合金。T7条件或状态是指固溶热处理并且然后人工过老化后的铝合金。T8x条件或状态是指固溶热处理、随后冷加工，并且然后人工老化后的铝合金。T9条件或状态是指固溶热处理、随后人工老化，并且然后冷加工后的铝合金。
如本文所用，板通常具有大于约15mm的厚度。例如，板可以指厚度大于15mm、大于20mm、大于25mm、大于30mm、大于35mm、大于40mm、大于45mm、大于50mm或大于100mm的铝制品。
如本文所用，薄板(也称为板片)的厚度通常为约4mm至约15mm。举例来说，薄板的厚度可为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm。
如本文所用，片通常是指厚度小于约4mm的铝产品。举例来说，片的厚度可小于4mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.3mm或小于0.1mm。
本文公开的所有范围应理解为包括其中包含的任何和所有子范围。例如，“1至10”的所述范围应被视为包括最小值1和最大值10之间(包括其在内)的任何和所有子范围；也就是说，所有以最小值1或更大值开始，例如，1至6.1，并以最大值10或更小值结束，例如5.5至10的子范围。
在以下实例中，根据其元素组成，以整体的重量百分比(重量％)来描述铝合金。在每种合金中，剩余量是铝，杂质总和的最大重量％为0.15％。
合金组成
本文所述的合金是含铝的6xxx系列合金。该合金表现出乎意料的高强度和高成形性。在一些情况下，由于合金的元素组成，可以实现合金的性能。具体地，合金可具有如表1中提供的以下元素组成。
表1
在一些实例中，合金可具有表2中提供的元素组成。
表2
在一些实例中，合金可具有表3中提供的元素组成。
表3
在一些实例中，合金可具有表4中提供的以下元素组成。
表4
在一些实例中，本文所述的合金包含的硅(Si)的量按合金的总重量计，为约0.26重量％至约2.82重量％(例如，0.52重量％至1.18重量％或0.70重量％至1.0重量％)。例如，该合金可包含0.26重量％、0.27重量％、0.28重量％、0.29重量％、0.3重量％、0.31重量％、0.32重量％、0.33重量％、0.34重量％、0.35重量％、0.36重量％、0.37重量％、0.38重量％、0.39重量％、0.4重量％、0.41重量％、0.42重量％、0.43重量％、0.44重量％、0.45重量％、0.46重量％、0.47重量％、0.48重量％、0.49重量％、0.5重量％、0.51重量％、0.52重量％、0.53重量％、0.54重量％、0.55重量％、0.56重量％、0.57重量％、0.58重量％、0.59重量％、0.6重量％、0.61重量％、0.62重量％、0.63重量％、0.64重量％、0.65重量％、0.66重量％、0.67重量％、0.68重量％、0.69重量％、0.7重量％、0.71重量％、0.72重量％、0.73重量％、0.74重量％、0.75重量％、0.76重量％、0.77重量％、0.78重量％、0.79重量％、0.8重量％、0.81重量％、0.82重量％、0.83重量％、0.84重量％、0.85重量％、0.86重量％、0.87重量％、0.88重量％、0.89重量％、0.9重量％、0.91重量％、0.92重量％、0.93重量％、0.94重量％、0.95重量％、0.96重量％、0.97重量％、0.98重量％、0.99重量％、1.0重量％、1.01重量％、1.02重量％、1.03重量％、1.04重量％、1.05重量％、1.06重量％、1.07重量％、1.08重量％、1.09重量％、1.1重量％、1.11重量％、1.12重量％、1.13重量％、1.14重量％、1.15重量％、1.16重量％、1.17重量％、1.18重量％、1.19重量％、1.2重量％、1.21重量％、1.22重量％、1.23重量％、1.24重量％、1.25重量％、1.26重量％、1.27重量％、1.28重量％、1.29重量％、1.3重量％、1.31重量％、1.32重量％、1.33重量％、1.34重量％、1.35重量％、1.36重量％、1.37重量％、1.38重量％、1.39重量％、1.4重量％、1.41重量％、1.42重量％、1.43重量％、1.44重量％、1.45重量％、1.46重量％、1.47重量％、1.48重量％、1.49重量％、1.5重量％、1.51重量％、1.52重量％、1.53重量％、1.54重量％、1.55重量％、1.56重量％、1.57重量％、1.58重量％、1.59重量％、1.6重量％、1.61重量％、1.62重量％、1.63重量％、1.64重量％、1.65重量％、1.66重量％、1.67重量％、1.68重量％、1.69重量％、1.7重量％、1.71重量％、1.72重量％、1.73重量％、1.74重量％、1.75重量％、1.76重量％、1.77重量％、1.78重量％、1.79重量％、1.80重量％、1.81重量％、1.82重量％、1.83重量％、1.84重量％、1.85重量％、1.86重量％、1.87重量％、1.88重量％、1.89重量％、1.9重量％、1.91重量％、1.92重量％、1.93重量％、1.94重量％、1.95重量％、1.96重量％、1.97重量％、1.98重量％、1.99重量％、2.0重量％、2.01重量％、2.02重量％、2.03重量％、2.04重量％、2.05重量％、2.06重量％、2.07重量％、2.08重量％、2.09重量％、2.1重量％、2.11重量％、2.12重量％、2.13重量％、2.14重量％、2.15重量％、2.16重量％、2.17重量％、2.18重量％、2.19重量％、2.2重量％、2.21重量％、2.22重量％、2.23重量％、2.24重量％、2.25重量％、2.26重量％、2.27重量％、2.28重量％、2.29重量％、2.3重量％、2.31重量％、2.32重量％、2.33重量％、2.34重量％、2.35重量％、2.36重量％、2.37重量％、2.38重量％、2.39重量％、2.4重量％、2.41重量％、2.42重量％、2.43重量％、2.44重量％、2.45重量％、2.46重量％、2.47重量％、2.48重量％、2.49重量％、2.5重量％、2.51重量％、2.52重量％、2.53重量％、2.54重量％、2.55重量％、2.56重量％、2.57重量％、2.58重量％、2.59重量％、2.6重量％、2.61重量％、2.62重量％、2.63重量％、2.64重量％、2.65重量％、2.66重量％、2.67重量％、2.68重量％、2.69重量％、2.7重量％、2.71重量％、2.72重量％、2.73重量％、2.74重量％、2.75重量％、2.76重量％、2.77重量％、2.78重量％、2.79重量％、2.80重量％、2.81重量％或2.82重量％的Si。
在一些实例中，本文所述的合金包含的铁(Fe)的量按合金的总重量计，为约0.06重量％至约0.60重量％(例如，0.13重量％至0.30重量％或0.15重量％至0.25重量％)。例如，该合金可包含0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.11重量％、0.12重量％、0.13重量％、0.14重量％、0.15重量％、0.16重量％、0.17重量％、0.18重量％、0.19重量％、0.2重量％、0.21重量％、0.22重量％、0.23重量％、0.24重量％、0.25重量％、0.26重量％、0.27重量％、0.28重量％、0.29重量％、0.3重量％、0.31重量％、0.32重量％、0.33重量％、0.34重量％、0.35重量％、0.36重量％、0.37重量％、0.38重量％、0.39重量％、0.4重量％、0.41重量％、0.42重量％、0.43重量％、0.44重量％、0.45重量％、0.46重量％、0.47重量％、0.48重量％、0.49重量％、0.5重量％、0.51重量％、0.52重量％、0.53重量％、0.54重量％、0.55重量％、0.56重量％、0.57重量％、0.58重量％、0.59重量％或0.6重量％的Fe。
在一些实例中，本文所述的合金包含的铜(Cu)的量按合金的总重量计，为约0.26重量％至约2.37重量％(例如，0.52重量％至1.18重量％或0.70重量％至1.0重量％)。例如，该合金可包含0.26重量％、0.27重量％、0.28重量％、0.29重量％、0.3重量％、0.31重量％、0.32重量％、0.33重量％、0.34重量％、0.35重量％、0.36重量％、0.37重量％、0.38重量％、0.39重量％、0.4重量％、0.41重量％、0.42重量％、0.43重量％、0.44重量％、0.45重量％、0.46重量％、0.47重量％、0.48重量％、0.49重量％、0.5重量％、0.51重量％、0.52重量％、0.53重量％、0.54重量％、0.55重量％、0.56重量％、0.57重量％、0.58重量％、0.59重量％、0.6重量％、0.61重量％、0.62重量％、0.63重量％、0.64重量％、0.65重量％、0.66重量％、0.67重量％、0.68重量％、0.69重量％、0.7重量％、0.71重量％、0.72重量％、0.73重量％、0.74重量％、0.75重量％、0.76重量％、0.77重量％、0.78重量％、0.79重量％、0.8重量％、0.81重量％、0.82重量％、0.83重量％、0.84重量％、0.85重量％、0.86重量％、0.87重量％、0.88重量％、0.89重量％、0.9重量％、0.91重量％、0.92重量％、0.93重量％、0.94重量％、0.95重量％、0.96重量％、0.97重量％、0.98重量％、0.99重量％、1.0重量％、1.01重量％、1.02重量％、1.03重量％、1.04重量％、1.05重量％、1.06重量％、1.07重量％、1.08重量％、1.09重量％、1.1重量％、1.11重量％、1.12重量％、1.13重量％、1.14重量％、1.15重量％、1.16重量％、1.17重量％、1.18重量％、1.19重量％、1.2重量％、1.21重量％、1.22重量％、1.23重量％、1.24重量％、1.25重量％、1.26重量％、1.27重量％、1.28重量％、1.29重量％、1.3重量％、1.31重量％、1.32重量％、1.33重量％、1.34重量％、1.35重量％、1.36重量％、1.37重量％、1.38重量％、1.39重量％、1.4重量％、1.41重量％、1.42重量％、1.43重量％、1.44重量％、1.45重量％、1.46重量％、1.47重量％、1.48重量％、1.49重量％、1.5重量％、1.51重量％、1.52重量％、1.53重量％、1.54重量％、1.55重量％、1.56重量％、1.57重量％、1.58重量％、1.59重量％、1.6重量％、1.61重量％、1.62重量％、1.63重量％、1.64重量％、1.65重量％、1.66重量％、1.67重量％、1.68重量％、1.69重量％、1.7重量％、1.71重量％、1.72重量％、1.73重量％、1.74重量％、1.75重量％、1.76重量％、1.77重量％、1.78重量％、1.79重量％、1.80重量％、1.81重量％、1.82重量％、1.83重量％、1.84重量％、1.85重量％、1.86重量％、1.87重量％、1.88重量％、1.89重量％、1.9重量％、1.91重量％、1.92重量％、1.93重量％、1.94重量％、1.95重量％、1.96重量％、1.97重量％、1.98重量％、1.99重量％、2.0重量％、2.01重量％、2.02重量％、2.03重量％、2.04重量％、2.05重量％、2.06重量％、2.07重量％、2.08重量％、2.09重量％、2.1重量％、2.11重量％、2.12重量％、2.13重量％、2.14重量％、2.15重量％、2.16重量％、2.17重量％、2.18重量％、2.19重量％、2.2重量％、2.21重量％、2.22重量％、2.23重量％、2.24重量％、2.25重量％、2.26重量％、2.27重量％、2.28重量％、2.29重量％、2.3重量％、2.31重量％、2.32重量％、2.33重量％、2.34重量％、2.35重量％、2.36重量％或2.37重量％的Cu。
在一些实例中，本文所述的合金包含的锰(Mn)的量按合金的总重量计，为约0.06重量％至约0.57重量％(例如，0.12重量％至0.28重量％或0.15重量％至0.25重量％)。例如，该合金可包含0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.11重量％、0.12重量％、0.13重量％、0.14重量％、0.15重量％、0.16重量％、0.17重量％、0.18重量％、0.19重量％、0.2重量％、0.21重量％、0.22重量％、0.23重量％、0.24重量％、0.25重量％、0.26重量％、0.27重量％、0.28重量％、0.29重量％、0.3重量％、0.31重量％、0.32重量％、0.33重量％、0.34重量％、0.35重量％、0.36重量％、0.37重量％、0.38重量％、0.39重量％、0.4重量％、0.41重量％、0.42重量％、0.43重量％、0.44重量％、0.45重量％、0.46重量％、0.47重量％、0.48重量％、0.49重量％、0.5重量％、0.51重量％、0.52重量％、0.53重量％、0.54重量％、0.55重量％、0.56重量％或0.57重量％的Mn。
在一些实例中，本文所述的合金包含的镁(Mg)的量按合金的总重量计，为约0.26重量％至约2.37重量％(例如，0.52重量％至1.18重量％或0.70重量％至0.90重量％)。例如，该合金可包含0.26重量％、0.27重量％、0.28重量％、0.29重量％、0.3重量％、0.31重量％、0.32重量％、0.33重量％、0.34重量％、0.35重量％、0.36重量％、0.37重量％、0.38重量％、0.39重量％、0.4重量％、0.41重量％、0.42重量％、0.43重量％、0.44重量％、0.45重量％、0.46重量％、0.47重量％、0.48重量％、0.49重量％、0.5重量％、0.51重量％、0.52重量％、0.53重量％、0.54重量％、0.55重量％、0.56重量％、0.57重量％、0.58重量％、0.59重量％、0.6重量％、0.61重量％、0.62重量％、0.63重量％、0.64重量％、0.65重量％、0.66重量％、0.67重量％、0.68重量％、0.69重量％、0.7重量％、0.71重量％、0.72重量％、0.73重量％、0.74重量％、0.75重量％、0.76重量％、0.77重量％、0.78重量％、0.79重量％、0.8重量％、0.81重量％、0.82重量％、0.83重量％、0.84重量％、0.85重量％、0.86重量％、0.87重量％、0.88重量％、0.89重量％、0.9重量％、0.91重量％、0.92重量％、0.93重量％、0.94重量％、0.95重量％、0.96重量％、0.97重量％、0.98重量％、0.99重量％、1.0重量％、1.01重量％、1.02重量％、1.03重量％、1.04重量％、1.05重量％、1.06重量％、1.07重量％、1.08重量％、1.09重量％、1.1重量％、1.11重量％、1.12重量％、1.13重量％、1.14重量％、1.15重量％、1.16重量％、1.17重量％、1.18重量％、1.19重量％、1.2重量％、1.21重量％、1.22重量％、1.23重量％、1.24重量％、1.25重量％、1.26重量％、1.27重量％、1.28重量％、1.29重量％、1.3重量％、1.31重量％、1.32重量％、1.33重量％、1.34重量％、1.35重量％、1.36重量％、1.37重量％、1.38重量％、1.39重量％、1.4重量％、1.41重量％、1.42重量％、1.43重量％、1.44重量％、1.45重量％、1.46重量％、1.47重量％、1.48重量％、1.49重量％、1.5重量％、1.51重量％、1.52重量％、1.53重量％、1.54重量％、1.55重量％、1.56重量％、1.57重量％、1.58重量％、1.59重量％、1.6重量％、1.61重量％、1.62重量％、1.63重量％、1.64重量％、1.65重量％、1.66重量％、1.67重量％、1.68重量％、1.69重量％、1.7重量％、1.71重量％、1.72重量％、1.73重量％、1.74重量％、1.75重量％、1.76重量％、1.77重量％、1.78重量％、1.79重量％、1.80重量％、1.81重量％、1.82重量％、1.83重量％、1.84重量％、1.85重量％、1.86重量％、1.87重量％、1.88重量％、1.89重量％、1.9重量％、1.91重量％、1.92重量％、1.93重量％、1.94重量％、1.95重量％、1.96重量％、1.97重量％、1.98重量％、1.99重量％、2.0重量％、2.01重量％、2.02重量％、2.03重量％、2.04重量％、2.05重量％、2.06重量％、2.07重量％、2.08重量％、2.09重量％、2.1重量％、2.11重量％、2.12重量％、2.13重量％、2.14重量％、2.15重量％、2.16重量％、2.17重量％、2.18重量％、2.19重量％、2.2重量％、2.21重量％、2.22重量％、2.23重量％、2.24重量％、2.25重量％、2.26重量％、2.27重量％、2.28重量％、2.29重量％、2.3重量％、2.31重量％、2.32重量％、2.33重量％、2.34重量％、2.35重量％、2.36重量％或2.37重量％的Mg。
在一些实例中，本文所述的合金包含的铬(Cr)的量至多为约0.20重量％(例如，约0.02重量％至约0.20重量％，0.04重量％至0.10重量％或0.05重量％至0.10重量％)。例如，合金可包含0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.11重量％、0.12重量％、0.13重量％、0.14重量％、0.15重量％、0.16重量％、0.17重量％、0.18重量％、0.19重量％或0.2重量％的Cr。在某些方面，合金中不存在Cr(即为0重量％)。
在一些实例中，本文所述的合金包含的锌(Zn)的量按合金的总重量计，至多为约0.009重量％(例如，约0.001重量％至约0.009重量％，0.002重量％至0.006重量％或0.002重量％至0.004重量％)。例如，合金可包含0.001重量％、0.002重量％、0.003重量％、0.004重量％、0.005重量％、0.006重量％、0.007重量％、0.008重量％或0.009重量％的Zn。在某些方面，合金中不存在Zn(即为0重量％)。
在一些实例中，本文所述的合金包含的钛(Ti)的量按合金的总重量计，至多为约0.09重量％(例如，约0.006重量％至约0.09重量％，0.01重量％至0.06重量％或0.01重量％至0.03重量％)。例如，该合金可包含0.006重量％、0.007重量％、0.008重量％、0.009重量％、0.01重量％、0.011重量％、0.012重量％、0.013重量％、0.014重量％、0.015重量％、0.016重量％、0.017重量％、0.018重量％、0.019重量％、0.02重量％、0.021重量％、0.022重量％、0.023重量％、0.024重量％、0.025重量％、0.026重量％、0.027重量％、0.028重量％、0.029重量％、0.03重量％、0.031重量％、0.032重量％、0.033重量％、0.034重量％、0.035重量％、0.036重量％、0.037重量％、0.038重量％、0.039重量％、0.04重量％、0.041重量％、0.042重量％、0.043重量％、0.044重量％、0.045重量％、0.046重量％、0.047重量％、0.048重量％、0.049重量％、0.05重量％、0.051重量％、0.052重量％、0.053重量％、0.054重量％、0.055重量％、0.056重量％、0.057重量％、0.058重量％、0.059重量％、0.06重量％、0.061重量％、0.062重量％、0.063重量％、0.064重量％、0.065重量％、0.066重量％、0.067重量％、0.068重量％、0.069重量％、0.07重量％、0.071重量％、0.072重量％、0.073重量％、0.074重量％、0.075重量％、0.076重量％、0.077重量％、0.078重量％、0.079重量％、0.08重量％、0.081重量％、0.082重量％、0.083重量％、0.084重量％、0.085重量％、0.086重量％、0.087重量％、0.088重量％、0.089重量％、0.09重量％的Ti。在某些方面，合金中不存在Ti(即为0重量％)。
在一些实例中，本文所述的合金包含的锆(Zr)的量按合金的总重量计，至多为约0.20重量％(例如，约0.0003重量％至约0.003重量％，0.0006重量％至0.001重量％或0.0009重量％至0.001重量％)。例如，该合金可包含0.0001重量％、0.0002重量％、0.0003重量％、0.0004重量％、0.0005重量％、0.0006重量％、0.0007重量％、0.0008重量％、0.0009重量％、0.001重量％、0.0011重量％、0.0012重量％、0.0013重量％、0.0014重量％、0.0015重量％、0.0016重量％、0.0017重量％、0.0018重量％、0.0019重量％、0.002重量％、0.0021重量％、0.0022重量％、0.0023重量％、0.0024重量％、0.0025重量％、0.0026重量％、0.0027重量％、0.0028重量％、0.0029重量％、0.003重量％、0.004重量％、0.005重量％、0.006重量％、0.007重量％、0.008重量％、0.009重量％、0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.11重量％、0.12重量％、0.13重量％、0.14重量％、0.15重量％、0.16重量％、0.17重量％、0.18重量％、0.19重量％或0.2重量％的Zr。在某些方面，合金中不存在Zr(即为0重量％)。
任选地，本文所述的合金组合物还可包含有时称为杂质的其它微量元素，各自的量为0.05重量％或更低，0.04重量％或更低，0.03重量％或更低，0.02重量％或更低，0.01重量％或更低。这些杂质可包括但不限于V、Ni、Sn、Ga、Ca或其组合。因此，合金中V、Ni、Sn、Ga或Ca的量可以为0.05重量％或更低、0.04重量％或更低、0.03重量％或更低、0.02重量％或更低，或0.01重量％或更低。在一些实例中，所有杂质的总和不超过0.15重量％(例如，0.10重量％)。合金的剩余百分比为铝。
在一些实例中，所述铝合金包含0.79重量％的Si、0.20重量％的Fe、0.79重量％的Cu、0.196重量％的Mn、0.79重量％的Mg、0.07重量％的Cr、0.003重量％的Zn、0.02重量％的Ti、0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。
在一些实例中，所述铝合金包含0.94重量％的Si、0.20重量％的Fe、0.79重量％的Cu、0.196重量％的Mn、0.79重量％的Mg、0.07重量％的Cr、0.003重量％的Zn、0.03重量％的Ti、0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。
任选地，如本文所述的铝合金可以是根据以下铝合金名称中的一种的6xxx铝合金：AA6101、AA6101A、AA6101B、AA6201、AA6201A、AA6401、AA6501、AA6002、AA6003、AA6103、AA6005、AA6005A、AA6005B、AA6005C、AA6105、AA6205、AA6305、AA6006、AA6106、AA6206、AA6306、AA6008、AA6009、AA6010、AA6110、AA6110A、AA6011、AA6111、AA6012、AA6012A、AA6013、AA6113、AA6014、AA6015、AA6016、AA6016A、AA6116、AA6018、AA6019、AA6020、AA6021、AA6022、AA6023、AA6024、AA6025、AA6026、AA6027、AA6028、AA6031、AA6032、AA6033、AA6040、AA6041、AA6042、AA6043、AA6151、AA6351、AA6351A、AA6451、AA6951、AA6053、AA6055、AA6056、AA6156、AA6060、AA6160、AA6260、AA6360、AA6460、AA6460B、AA6560、AA6660、AA6061、AA6061A、AA6261、AA6361、AA6162、AA6262、AA6262A、AA6063、AA6063A、AA6463、AA6463A、AA6763、A6963、AA6064、AA6064A、AA6065、AA6066、AA6068、AA6069、AA6070、AA6081、AA6181、AA6181A、AA6082、AA6082A、AA6182、AA6091或AA6092。
制造方法
本文还描述了生产铝片的方法。可以铸造铝合金，然后可以进行进一步的加工步骤。在一些实例中，加工步骤包括预热和/或均质化步骤、热轧步骤、固溶化步骤、任选的淬火步骤、人工老化步骤、任选的涂漆步骤和任选的漆层烘烤步骤。
在一些实例中，该方法包括铸造板坯；热轧板坯以产生呈片材、薄板或板材形式的热轧铝合金；固溶化铝片、铝薄板或铝板；并使铝片、铝薄板或铝板老化。在一些实例中，热轧步骤包括将板坯热轧成最终规格和/或最终状态。在一些实例中，取消(即，排除)了冷轧步骤。在一些实例中，在离开连铸机时对板坯进行热淬火。在一些其它实例中，在离开连铸机出口时卷绕板坯。在一些情况下，卷绕的板坯在空气中冷却。在一些情况下，该方法还包括预热卷绕的板坯。在一些实例中，该方法还包括涂漆老化的铝片、铝薄板或铝板。在一些其他实例中，该方法还包括烘烤经涂漆的铝片、铝薄板或铝板。下面进一步描述了方法步骤。
铸造
可以使用连续铸造(CC)工艺将本文所述的合金铸造成板坯。连续铸造设备可以是任何合适的连续铸造设备。CC过程可包括但不限于使用块式连铸机、双辊连铸机或双带式连铸机。已经使用双带式铸造设备实现了令人惊讶的理想结果，诸如美国专利6,755,236中描述的带式铸造设备，其标题为“用于金属带的连续带式铸造的带式冷却和引导装置(BELT-COOLING AND GUIDING MEANS FOR CONTINUOUS BELT CASTING OF METAL STRIP)”，其公开内容据此通过引用整体并入本文。在一些实例中，通过使用带式铸造设备可以实现特别理想的结果，该带式铸造设备具有由具有高导热性的金属(例如铜)制成的带。带式铸造设备可包括由具有高达400瓦/米开尔文(W/m·K)的导热率的金属制成的带。例如，在铸造温度下，带的导热率可为50W/m·K、100W/m·K、150W/m·K、250W/m·K、300W/m·K、350W/m·K或400W/m·K，但可以使用具有其它导热率值的金属，包括碳钢或低碳钢。CC可以以高达约12米/分钟(m/min)的速率进行。例如，CC可以12m/min或更低11m/min或更低10m/min或更低9m/min或更低8m/min或更低7m/min或更低6m/min或更低5m/min或更低4m/min或更低3m/min或更低2m/min或更低或1m/min或更低的速率进行。
淬火
在离开连铸机时，所得到的板坯可任选地进行热淬火。在一些实例中，用水进行淬火。任选地，水淬火步骤可以高达约200℃/s的速率进行(例如，10℃/s至190℃/s，25℃/s至175℃/s，50℃/s至150℃/s，75℃/s至125℃/s，或10℃/s至50℃/s)。室温可为约20℃至约75℃(例如，约25℃、约30℃、约35℃、约40℃、约45℃、约50℃、约55℃、约60℃、约65℃、约70℃或约75℃)。任选地，空气冷却步骤可以以约1℃/s至约300℃/天的速率进行。所得到的板坯的厚度可为约5mm至约50mm(例如，约10mm至约45mm，约15mm至约40mm，或约20mm至约35mm)，诸如约10mm。例如，所得到的板坯可为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm、46mm、47mm、48mm、49mm或50mm厚。
在一些实例中，在离开连铸机时对板坯进行水淬火，产生T4状态的铝合金板坯。在任选的水淬火之后，然后可以任选地将T4-状态的板坯卷绕成中间盘管并储存长达90天的时间。出乎意料的是，在离开连铸机时对板坯进行水淬火不会导致板坯开裂，这通过目视检查确定，使得板坯可以没有裂缝。例如，与直接冷激铸锭相比，根据本文所述的方法生产的板坯的开裂趋势显著降低。在一些实例中，每平方米具有约8个或更少的裂缝，其长度小于约8.0mm(例如，每平方米约7个或更少的裂缝，约6个或更少的裂缝，约5个或更少的裂缝，约4个或更少的裂缝，约3个或更少的裂缝，约2个或更少的裂缝，或约1个裂缝)。
卷绕
可选地，在离开连铸机时，可以将板坯卷绕成中间盘管。在一些实例中，在离开连铸机时，将板坯卷绕成中间盘管，产生F-状态。在一些其它实例中，盘管在空气中冷却。在一些其它实例中，将空气冷却的盘管储存一段时间。在一些实例中，将中间盘管保持在约100℃至约350℃的温度(例如，约200℃或约300℃)。在一些其它实例中，中间盘管保持冷藏以防止自然老化产生F-状态。
预热和/或均质化
储存时，中间盘管可以任选地在预热步骤中再加热。在一些实例中，再加热步骤可包括预热中间盘管以进行热轧步骤。在一些其它实例中，再加热步骤可包括以高达约100℃/h(例如，约10℃/h或约50℃/h)的速率预热中间盘管。中间盘管可以加热到约350℃至约580℃的温度(例如，约375℃至约570℃，约400℃至约550℃，约425℃至约500℃，或约500℃至约580℃)。中间盘管可浸泡约1分钟至约120分钟，优选约60分钟。
任选地，存储和/或在离开铸造机时预加热盘管或板坯之后的中间盘管可以均质化。均质化步骤可包括加热板坯或中间盘管以获得约或至少约450℃或至少约450℃(例如，至少460℃、至少470℃、至少480℃、至少490℃、至少500℃、至少510℃、至少520℃、至少530℃、至少540℃、至少550℃、至少560℃、至少570℃或至少580℃)的峰值金属温度(PMT)。例如，可以将盘管或板坯加热到约450℃至约580℃，约460℃至约575℃，约470℃至约570℃，约480℃至约565℃，约490℃至约555℃，或约500℃至约550℃的温度。在一些情况下，加热到PMT的速率可以是约100℃/小时或更低，75℃/小时或更低，50℃/小时或更低，40℃/小时或更低，30℃/小时或更低，25℃/小时或更低，20℃/小时或更低，或15℃/小时或更低。在其它情况下，加热到PMT的速率可为约10℃/分钟至约100℃/分钟(例如，约10℃/分钟至约90℃/分钟，约10℃/分钟至约70℃/分钟，约10℃/分钟至约60℃/分钟，约20℃/分钟至约90℃/分钟，约30℃/分钟至约80℃/分钟，约40℃/分钟至约70℃/分钟，或约50℃/分钟至约60℃/分钟)。
然后使盘管或板坯浸泡(即，保持在指定的温度下)一段时间。根据一个非限制性实例，允许盘管或板坯浸泡最多约36小时(例如，约30分钟至约36小时，包括30分钟和36小时)。例如，盘管或板坯可在一定温度下浸泡10秒、15秒、30秒、45秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时、24小时、25小时、26小时、27小时、28小时、29小时、30小时、31小时、32小时、33小时、34小时、35小时、36小时或介于之间的任何时间。
热轧
在预热和/或均质化步骤之后，可以进行热轧步骤。热轧步骤可包括热可逆轧机操作和/或热串联轧机操作。热轧步骤可在约250℃至约500℃(例如，约300℃至约400℃或约350℃至约500℃)的温度下进行。例如，热轧步骤可以在约250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃的温度下进行。
在热轧步骤中，可以将金属产品热轧至10mm规格或更小(例如，约2mm至约8mm)的厚度。例如，可以将金属产品热轧至约10mm规格或更小，9mm规格或更小、8mm规格或更小、7mm规格或更小、6mm规格或更小、5mm规格或更小、4mm规格或更小、3mm规格或更小，或2mm规格或更小。在一些情况下，由热轧步骤导致的厚度减小百分比可为约35％至约80％(例如，35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％)。任选地，热轧金属产品在热轧步骤结束时(例如，在离开串列式轧机时)淬火。任选地，在热轧步骤结束时，卷绕热轧金属产品。
任选地，热轧金属以最终规格和/或最终状态提供。在一些非限制性实例中，热轧步骤可提供具有所需机械性能的最终产品，使得不需要进一步的下游加工。例如，最终产品可以热轧并以最终规格和状态交付，无需任何冷轧、固溶、固溶后淬火、自然老化和/或人工老化。热轧至最终规格和状态，也称为“HRTGT”，可以以显著降低的成本提供具有优化机械性能的金属产品。
任选地，可以进行进一步的加工步骤，诸如冷轧、温轧、固溶、固溶后淬火和/或老化。下面进一步描述了这些步骤。
冷轧-任选
任选地，热轧金属产品可以冷轧。例如，铝合金板或薄板可以冷轧至约0.1mm至约4mm厚的规格(例如，约0.5mm至约3mm厚的规格)，将其称为片材。例如，铸造铝合金产品可以冷轧至小于约4mm的厚度。例如，片材的厚度可以小于4mm，小于3mm，小于2mm，小于1mm，小于0.9mm，小于0.8mm，小于0.7mm，小于0.6mm，小于0.5mm，小于0.4mm，小于0.3mm，小于0.2mm，或小于0.1mm。轧态片材的状态称为F-状态。
任选地，消除冷轧步骤。在一些实例中，冷轧步骤可以增加铝合金的强度和硬度，同时伴随地降低铝合金片、板或薄板的可成形性。消除冷轧步骤可以保持铝合金片、薄板或板的延展性。出乎意料的是，消除冷轧步骤对本文所述的铝合金的强度没有不利影响，这将在以下实施例中详细描述。
温轧
任选地，可以将热轧金属产品温轧至最终规格。温轧步骤可在低于热轧温度的温度下进行。任选地，温轧温度可为约300℃至约400℃(例如，300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃或介于之间的任何温度)。在一些情况下，可以将热轧产品温轧至约0.1mm至约4mm厚的规格(例如，约0.5mm至约3mm厚的规格)，将其称为片材。例如，铸造铝合金产品可以温轧至小于约4mm的厚度。例如，片材的厚度可以小于4mm，小于3mm，小于2mm，小于1mm，小于0.9mm，小于0.8mm，小于0.7mm，小于0.6mm，小于0.5mm，小于0.4mm，小于0.3mm，小于0.2mm，或小于0.1mm。
如本文所述，淬火步骤可在温轧步骤之前，在温轧步骤之后，或在温轧步骤前后进行。任选地，热轧产品可以在温轧步骤之前卷绕和/或储存。在这些情况下，卷绕和/或储存的热轧产品可以在如上所述的预热步骤中再加热。
固溶
然后热轧金属产品或冷轧金属产品可以进行固溶步骤。固溶步骤可在约420℃至约560℃(例如，约480℃至约550℃或约500℃至约530℃)的温度下进行。固溶步骤可进行约0分钟至约1小时(例如，约1分钟或约30分钟)。任选地，在固溶步骤结束时(例如，在离开炉子时)，将片材进行热淬火步骤。可以使用空气和/或水进行热淬火步骤。室温可为约20℃至约75℃(例如，约25℃、约30℃、约35℃、约40℃、约45℃、约50℃、约55℃、约60℃、约65℃、约70℃或约75℃)。
老化
任选地，将金属产品进行人工老化步骤。人工老化步骤发展了合金的高强度性能并优化了合金中的其它所需性能。最终产品的机械性能可以根据所需用途通过各种老化条件来控制。在一些情况下，本文所述的金属产品可以呈Tx状态(例如，T1状态、T4状态、T5状态、T6状态、T7状态、T81状态或T82状态)、W状态、O状态或F状态交付给客户。在一些实例中，可以进行人工老化步骤。人工老化步骤可以在约100℃至约250℃(例如，约180℃或约225℃下)的温度下进行。老化步骤可以进行约10分钟至约36小时(例如，约30分钟或约24小时)的一段时间。在一些实例中，人工老化步骤可以在180℃下进行30分钟以产生T81状态。在一些实例中，人工老化步骤可以在185℃下进行25分钟以产生T81状态。在一些其它实例中，人工老化步骤可以在225℃下进行30分钟以产生T82状态。在一些其它实例中，合金进行自然老化步骤。自然老化步骤可产生T4状态。
涂漆和/或漆层烘烤
任选地，对金属产品进行涂漆步骤。任选地，涂漆步骤可包括锌磷化(Zn-磷化)和/或电涂(E-涂漆)。根据本领域技术人员已知的铝材工业中常用的标准进行Zn-磷化和E-涂漆。任选地，涂漆步骤之后可以进行漆层烘烤步骤。漆层烘烤步骤可以在约150℃至约230℃(例如，约180℃或约210℃下)的温度下进行。漆层烘烤步骤可以进行约10分钟至约60分钟(例如，约30分钟或约45分钟)的一段时间。
示例性方法
图1B描绘了一种示例性方法。铝合金从双带式连铸机连续铸造成板坯(例如，厚度为约5mm至约50mm，优选约10mm的铝合金)的形式。在一些实例中，在离开连铸机时，板坯可任选地用水淬火，并且可将所得到的淬火板坯卷绕并储存长达90天。在另一个实例中，在离开连铸机时，板坯可以任选地卷绕，并且所得到的盘管可以在空气中冷却。所得到的冷却盘管可以储存一段时间。在一些情况下，可以对板坯进行进一步加工步骤。在一些实例中，盘管可以任选地预热和/或均质化。可以将所得到的任选预热和/或均质化的盘管展开。展开的板坯可以热轧成最终规格的铝合金产品。最终规格的铝合金产品可以是板、片材或薄板。所得铝合金产品可任选地固溶(SHT)。所得到的固溶铝合金产品可任选地淬火。所得到的固溶和/或淬火铝合金产品可任选地经受老化步骤。老化步骤可包括自然和/或人工老化(AA)。
图9描绘了另一种示例性方法。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧以生产具有中间规格的热轧铝合金(即中间规格铝合金制品)，淬火并卷绕。然后任选地在一段时间之后，将卷绕的材料冷轧以提供最终规格的铝合金产品。所得到的铝合金产品可任选地固溶和/或淬火。所得到的淬火和/或固溶铝合金产品可任选地经受老化步骤。老化步骤可包括自然和/或人工老化(AA)。
图11描绘了如本文所述的另一种生产方法。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧以生产具有中间规格的热轧铝合金(即中间规格铝合金制品)，淬火并卷绕。然后任选地在一段时间之后将卷绕材料预热，淬火至低于预热温度的温度，并热轧以提供最终规格的铝合金产品。所得铝合金产品可任选地淬火和/或固溶。所得到的淬火和/或固溶铝合金产品可任选地经受老化步骤。老化步骤可包括自然和/或人工老化(AA)。
图13描绘了如本文所述的示例性生产方法。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧以生产具有第一中间规格的热轧铝合金(即第一中间规格铝合金制品)，淬火并卷绕。然后任选地在一段时间之后，将卷绕的材料预热、热轧以生产具有第二中间规格的热轧铝合金(即，第二中间规格铝合金制品)，淬火并冷轧以提供最终规格的铝合金产品。所得铝合金产品可任选地淬火和/或固溶。所得到的淬火和/或固溶铝合金产品可任选地经受老化步骤。老化步骤可包括自然和/或人工老化(AA)。
图15描绘了如本文所述的示例性生产方法。将铝合金连续铸造成板坯形式，均质化、热轧、淬火、预热、淬火并冷轧，以提供最终规格的铝合金产品。所得铝合金产品可任选地淬火和/或固溶。所得到的淬火和/或固溶铝合金产品可任选地经受老化步骤。老化步骤可包括自然和/或人工老化(AA)。
性能
如本文所述的所得到的金属产品具有所需性能的组合，包括在各种状态条件下的高强度和高成形性，包括Tx-状态条件(其中Tx状态可包括T1、T4、T5、T6、T7、T81或T82状态)、W状态、O状态或F状态。在一些实例中，所得到的金属产品的屈服强度为大约150-500MPa(例如，300MPa至500MPa，350MPa至475MPa，或374MPa至460MPa)。例如，屈服强度可为大约150MPa、160MPa、170MPa、180MPa、190MPa、200MPa、210MPa、220MPa、230MPa、240MPa、250MPa、260MPa、270MPa、280MPa、290MPa、300MPa、310MPa、320MPa、330MPa、340MPa、350MPa、360MPa、370MPa、380MPa、390MPa、400MPa、410MPa、420MPa、430MPa、440MPa、450MPa、460MPa、470MPa、480MPa、490MPa或500MPa。任选地，屈服强度介于150-500MPa之间的金属产品可以是T4、T81或T82状态。
在一些实例中，所得到的金属产品的弯曲角度介于大约35°和130°之间。例如，所得到的金属产品的弯曲角度可为大约35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°、60°、61°、62°、63°、64°、65°、66°、67°、68°、69°、70°、71°、72°、73°、74°、75°、76°、77°、78°、79°、80°、81°、82°、83°、84°、85°、86°、87°、88°、89°、90°、91°、92°、93°、94°、95°、96°、97°、98°、99°、100°、101°、102°、103°、104°、105°、106°、107°、108°、109°、110°、111°、112°、113°、114°、115°、116°、117°、118°、119°、120°、121°、122°、123°、124°、125°、126°、127°、128°、129°或130°任选地，弯曲角度介于40°和130°之间的金属产品可以是T4、T81或T82状态。在一些实例中，当处于T4状态时，金属产品具有约35°至约65°的内部弯曲角度。在其它实例中，当处于T82状态时，金属产品具有约110°至约130°的内部弯曲角度。任选地，在半碰撞应用中，当处于T82状态时，铝合金产品包括约90°至约130°和约100°至约130°的内部弯曲角度。
使用方法
本文所述的合金和方法可用于汽车和/或运输应用，包括机动车辆、飞机和铁路应用，或任何其它期望的应用。在一些实例中，所述合金和方法可用于制备机动车主体零件产品，例如保险杠、内板、外板、侧板、内罩、外罩或后备箱盖板。本文所述的铝合金和方法还可用于飞机或铁路车辆应用，以制备例如外板和内板。
本文所述的合金和方法还可用于电子设备应用中。举例来说，本文所述的合金和方法可用于制备电子装置的外壳，包括移动电话和平板电脑。在一些实例中，所述合金可用于制备移动电话(例如，智能电话)和平板电脑底架的外壳体的外壳。
在一些情况下，本文所述的合金和方法可用于工业应用中。例如，本文所述的合金和方法可用于制备用于一般分销市场的产品。
已详细地参考了所公开的主题的各种实例，上文阐述了所述主题的一个或多个实例。每个实例是通过对主题的阐释而非其限制来提供的。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对本主题进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分而说明或描述的特征可与另一实施方案一起使用以得到又一实施方案。
下列实例将用来进一步说明本发明，然而，同时不对其构成任何限制。相反，应该清楚地理解，在阅读本文的描述之后，在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可以采用各种实施例、其修改和等同物。
实施例
实施例1
制备各种合金用于强度、伸长率和成形性测试。这些合金的化学组成在下表5中提供。
表5
所有数值均以整体的重量百分比表示
使用本文所述的示例性方法连续铸造合金A和B(示例性合金)。具体地，使用双带式连铸机生产连铸铝合金板坯。合金A和B各自通过根据图1B的示例性加工路线(A-HRTG和B-HRTG)和根据图1A的对比加工路线(A-HR+WQ+CR和B-HR+WQ+CR)进行加工。根据本领域普通技术人员已知的方法，使用实验室规模的DC连铸机铸造合金C(对比合金)，然后通过根据图1A的对比路线(C-HR+WQ+CR)进行加工。下面描述了如图1A和1B中所述的加工路线。
图1A是描述对比加工路线的工艺流程图。对比路线(称为“HR+WQ+CR”)包括传统的慢预热和均质化步骤(预热)，接着是热轧(HR)、卷绕/水淬火(Reroll)、冷轧(CR)至最终规格(最终规格、固溶(SHT)和人工老化(AA)以获得T8x-状态性能或自然老化(未显示)以获得T4-状态性能。图1B是描述根据本文所述的方法的示例性加工路线的工艺流程图。示例性路线(称为“HRTG”)包括预热和均质化板坯(预热)和热轧(HR)至最终规格(最终规格)，接着是卷绕、固溶(SHT)、任选淬火和任选人工老化(AA)以获得T8x-状态性能或自然老化(未显示)以获得T4-状态性能。
机械性能根据拉伸试验的ASTM B557 2”GL标准进行测定。根据德国汽车工业协会(VDA)的3点弯曲试验标准测定成形性，无需对样品进行预应变。图2是显示在相对于轧制方向的长横向(L)取向中测试的每种合金(A、B和C)的屈服强度(YS，填充直方图)和弯曲角度(VDA，阴影直方图)的图表。在自然老化(T4状态)和人工老化(T82状态老化)之后，连续铸造的合金A和B以及DC铸造合金C的抗拉强度和弯曲性能的比较如图2所示。图2中，“CC”表示连续铸造，“DC”表示直接冷激铸造。
如图2所示，通过示例性HRTG路线加工的连续铸造的示例性合金A和B与通过对比HR+WQ+CR路线加工的DC铸造合金C相比可以提供类似的拉伸强度结果(YS～370MPa)与改善的弯曲角度(约小10–15°)。弯曲角度越小表示可成形性越高。
示例性合金A的机械性能如图3和4所示。图3呈现了从工艺路线HR+WQ+CR获得的连续铸造的示例性合金A的机械性能。图4呈现了从工艺路线HRTG获得的连续铸造的示例性合金A的机械性能。屈服强度(YS)(左侧直方图，填充阴影线)、极限拉伸强度(UTS)(中心直方图，填充交叉影线)和弯曲角度(VDA)(右侧直方图，填充垂直线)用直方图表示并且均匀伸长率(UE)(无填充的圆圈)和总伸长率(TE)(无填充的菱形)由无填充的点标记表示。如本文所述在自然老化(T4)之后和在人工老化(T81和T82)步骤之后对合金进行测试。从两种加工路线获得相似的拉伸强度，而HRTG路线与更传统的HR+WQ+CR路线相比提供了小10-15°的弯曲角度。在没有浸泡的情况下在550℃(峰值金属温度，PMT)下固溶(SHT)为T4-状态条件下的示例性和对比铝合金提供了最高的可弯曲性，并且为T82-状态调节下的示例性和对比合金提供了最高强度(～365MPa)。对于在较低PMT(520℃和500℃)下固溶的样品，强度降低并且弯曲得到改善。然而，对于连续铸造的6xxx合金而言，当在520℃下固溶而不浸泡时，可以获得约350MPa的高YS。
连续铸造的示例性合金B的机械性能如图5和6所示。图5呈现了从工艺路线HR+WQ+CR获得的连续铸造的示例性合金B的机械性能。图6呈现了从工艺路线HRTG获得的连续铸造的示例性合金B的机械性能。屈服强度(YS)(左侧直方图，填充阴影线)、极限拉伸强度(UTS)(中心直方图，填充交叉影线)和弯曲角度(VDA)(右侧直方图，填充垂直线)用直方图表示并且均匀伸长率(UE)(无填充的圆圈)和总伸长率(TE)(无填充的菱形)由无填充的点标记表示。如本文所述在自然老化(T4)之后和在人工老化(T81和T82)步骤之后对合金进行测试。与具有略高的拉伸强度和略微减小的弯曲角度的合金A相比，合金B具有相似的性能。机械性能的略微差异可归因于合金B的较高Si含量(比合金A高0.14重量％)。
连续铸造6xxx系列铝合金A和B提供的强度和可成形性的增加可归因于微观结构的差异。图7显示了硅化镁(Mg2Si)粒度和形态(顶行，“颗粒”)和晶粒结构(底行，“晶粒”)。当与通过更传统的HR+WQ+CR路线加工的连续铸造的示例性合金(A和B)相比时，在经受示例性加工路线HRTG的连续铸造的合金(A和B)中观察到细长的晶粒结构和较小的、未溶解的Mg2Si颗粒。HR+WQ+CR路线提供了更加等轴的再结晶晶粒结构和更大量的粗糙的未溶解的Mg2Si颗粒。
图8呈现了与DC铸造的对比合金C的微观结构相比，连续铸造的示例性合金A和B的微观结构。每种合金均经受传统热轧、冷轧加工程序并自然老化以获得T4-状态条件。从每个样品的纵向截面获得图像。DC铸造的合金C显示出粗糙的Mg2Si颗粒和由单个较小晶粒组成的再结晶晶粒结构。微观结构的差异可归因于较高的溶质含量(Mg和Si)和加工过程中的冷轧步骤。
与对比合金C相比，示例性合金A和B的溶质含量低，这可以有助于改善所生产的铝合金片、板或薄板的可成形性。具体地，与常规DC铸造的6xxx系列铝合金相比，6xxx系列铝合金的主要合金元素，Mg和Si以及Cu显著减少，并且所得到的铝合金表现出同等强度和优异的可成形性。常规DC铸造的6xxx铝合金含有较高量的Mg、Si和/或Cu溶质，并且往往这些溶质导致铝基质中存在未溶解的沉淀物。然而，在CC铝合金中，铝基质中存在的溶质将在示例性HRTG加工路线之后的人工老化步骤期间从铝基质中沉淀出来。通过对比HR+WQ+CR路线加工的铝合金表现出溶质沉淀，而与铸造技术无关。本文所述的示例性合金A和B含有更细的成分Mg2Si颗粒，并产生超饱和固溶体基质(SSSS)。与传统热轧和冷轧DC合金相比，热轧连续铸造合金至最终规格(HRTG)可以生产具有高强度和更好弯曲性的优异性能铝合金。
实施例2
制备各种合金用于强度、伸长率和成形性测试。这些合金的化学组成在下表6中提供。
表6
表示为整体的重量百分比(重量％)。
实施例2A
具有合金D-I的组成的合金经受下述生产方法，其包括铸造板坯；在热轧前使板坯均质化；热轧板坯以生产具有中间规格的热轧铝合金(例如，中间规格的铝合金制品)；将中间规格的铝合金制品淬火；冷轧中间规格的铝合金制品以提供最终规格的铝合金制品；固溶化最终规格的铝合金制品；并人工老化最终规格的铝合金制品。该方法称为“闪速(Flash)->WQ->CR”，如图9所示。下面进一步描述了方法步骤。
通过采用上述方法和任选的人工老化，提供呈T81状态和T82状态的示例性合金D-I(参见表6)。示例性合金D-I中的每一种均通过下述步骤生产：铸造铝合金制品910，使得离开连铸机920的铝合金制品具有约450℃的连铸机出口温度，在隧道式炉930中在约550℃至约570℃的温度下均质化2分钟，使铝合金制品910在轧机940中在约530℃至580℃的温度下减小约50％至约70％，并用淬火装置950将铝合金制品910水淬。然后将铝合金制品910在冷轧机960中冷轧至2.0mm的最终规格。
对于T81状态，在使示例性铝合金预应变2％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。对于T82状态，将示例性铝合金在225℃下人工老化30分钟。对于半碰撞条件，在使示例性铝合金预应变10％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。示例性铝合金的机械性能如图10所示。空心符号表示具有T81状态和T82状态的示例性合金。填充符号表示具有半碰撞性能的示例性合金。根据规范VDA 239-200将弯曲角度数据标准化为2.0mm厚度，并且根据VDA规范238-100进行VDA弯曲测试。示例性合金D、E和F表现出高强度和优异的可变形性(例如，展示出大于60°的弯曲角度)。
实施例2B
具有合金D-I的组成(参见表6)的合金经受下述生产方法，其包括铸造板坯；热轧前使板坯均质化；热轧前将板坯淬火；热轧板坯以生产具有中间规格的热轧铝合金(例如，中间规格的铝合金制品)；将中间规格的铝合金制品淬火；预热中间规格的铝合金；将预热的中间规格的铝合金淬火；温轧中间规格的铝合金制品以提供最终规格的铝合金制品；将最终规格的铝合金制品淬火；固溶化最终规格的铝合金制品；并人工老化最终规格的铝合金制品。该方法称为“闪速-->WQ-->HO-->WQ至350℃-->WR”，如图11所示。下面进一步描述了方法步骤。
通过采用上述方法和任选的人工老化，提供呈T81状态和T82状态的示例性合金D-I(参见表6)。示例性合金D-I中的每一种均通过下述步骤生产：铸造示例性铝合金制品910，使得离开连铸机920的铝合金制品具有约450℃的连铸机出口温度，在隧道式炉930中在约550℃至约570℃的温度下均质化2分钟，将铝合金制品910水淬，使铝合金制品910在轧机940中在约530℃至580℃的温度下减小约50％至约70％，并用淬火装置950将铝合金制品910水淬。然后将铝合金制品910在箱式炉1110中在约530℃至约560℃的温度下预热1至2小时。然后在冷轧之前使用淬火装置1120将铝合金制品910水淬至约350℃的温度。然后将铝合金制品910在冷轧机1130中冷轧至2.0mm的最终规格，并使用淬火装置1140水淬至50℃。
对于T81状态，在使示例性铝合金预应变2％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。对于T82状态，将示例性铝合金在225℃下人工老化30分钟。对于半碰撞条件，在使示例性铝合金预应变10％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。示例性铝合金的机械性能如图12所示。空心符号表示具有T81状态和T82状态的示例性合金。填充符号表示具有半碰撞性能的示例性合金。根据规范VDA 239-200将弯曲角度数据标准化为2.0mm厚度，并且根据VDA规范238-100进行VDA弯曲测试。示例性合金D、E和F表现出高强度和优异的可变形性(例如，具有大于60°的弯曲角度)。
实施例2C
具有合金D-I的组成(参见表6)的合金经受下述生产方法，其包括铸造板坯；热轧前使板坯均质化；热轧前将板坯淬火；热轧板坯以生产具有第一中间规格的热轧铝合金(例如，第一中间规格的铝合金制品)；将第一中间规格的铝合金制品淬火；预热第一中间规格的铝合金；热轧第一中间规格的铝合金制品以提供第二中间规格的铝合金制品；将第二中间规格的铝合金制品淬火；冷轧第二中间规格的铝合金制品以提供最终规格的铝合金制品；将最终规格的铝合金制品淬火；固溶化最终规格的铝合金制品；并人工老化最终规格的铝合金制品。该方法称为“闪速-->WQ-->HO-->HR-->WQ-->CR”，如图13所示。下面进一步描述了方法步骤。
通过采用上述方法和任选的人工老化，提供呈T81状态和T82状态的示例性合金D-I(参见表6)。示例性合金D-I中的每一种均通过下述步骤生产：铸造示例性铝合金制品910，使得离开连铸机920的铝合金制品具有约450℃的连铸机出口温度，在隧道式炉930中在约550℃至约570℃的温度下均质化2分钟，将均质化铝合金制品910水淬，使铝合金制品910在轧机940中在约530℃至580℃的温度下厚度减小约50％，并用淬火装置950将铝合金制品910水淬。然后将铝合金制品910在箱式炉1110中在约530℃至约560℃的温度下预热1至2小时。然后在轧机940中在大约530℃至580℃的温度下将铝合金制品进一步热轧至厚度减小约70％，并用淬火装置950水淬。然后将铝合金制品910在冷轧机1130中冷轧至2.0mm的最终规格，并使用淬火装置1140水淬至50℃。
对于T81状态，在使示例性铝合金预应变2％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。对于T82状态，将示例性铝合金在225℃下人工老化30分钟。对于半碰撞条件，在使示例性铝合金预应变10％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。示例性铝合金的机械性能如图14所示。空心符号表示具有T81状态和T82状态的示例性合金。填充符号表示具有半碰撞性能的示例性合金。根据规范VDA 239-200将弯曲角度数据标准化为2.0mm厚度，并且根据VDA规范238-100进行VDA弯曲测试。示例性合金D和F表现出高强度和优异的可变形性(例如，具有大于60°的弯曲角度)。
实施例2D
具有合金D-I的组成(参见表6)的合金经受下述生产方法，其包括铸造板坯；热轧前使板坯均质化；热轧前将板坯淬火；热轧板坯以生产具有中间规格的热轧铝合金(例如，中间规格的铝合金制品)；将中间规格的铝合金制品淬火；预热中间规格的铝合金；将预热的中间规格的铝合金淬火；冷轧中间规格的铝合金制品以提供最终规格的铝合金制品；固溶化最终规格的铝合金制品；并人工老化最终规格的铝合金制品。该方法称为“闪速-->WQ-->HO-->WQ-->CR”，如图15所示。下面进一步描述了方法步骤。
通过采用上述方法和任选的人工老化，提供呈T81状态和T82状态的示例性合金D-I(参见表6)。示例性合金D-I中的每一种均通过下述步骤生产：铸造示例性铝合金制品910，使得离开连铸机920的铝合金制品具有约450℃的连铸机出口温度，在隧道式炉930中在约550℃至约570℃的温度下均质化2分钟，将快速均质化的铝合金制品910水淬，使铝合金制品910在轧机940中在约530℃至580℃的温度下减小约50％至约70％，并用淬火装置950将铝合金制品910水淬。然后将铝合金制品910在箱式炉1110中在约530℃至约560℃的温度下预热1至2小时。然后在冷轧之前使用淬火装置1120将铝合金制品910水淬至约50℃的温度。然后将铝合金制品910在冷轧机1130中冷轧至2.0mm的最终规格。
对于T81状态，在使示例性铝合金预应变2％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。对于T82状态，将示例性铝合金在225℃下人工老化30分钟。对于半碰撞条件，在使示例性铝合金预应变10％之后，将示例性铝合金在185℃下人工老化20分钟。示例性铝合金的机械性能如图16所示。空心符号表示具有T81状态和T82状态的示例性合金。填充符号表示具有半碰撞性能的示例性合金。根据规范VDA 239-200将弯曲角度数据标准化为2.0mm厚度，并且根据VDA规范238-100进行VDA弯曲测试。示例性合金D和F表现出高强度和优异的可变形性(例如，具有大于60°的弯曲角度)。
实施例2E
具有合金D-I的组成(参见表6)的合金经受下述生产方法，其包括铸造板坯；在热轧前使板坯均质化；热轧板坯以生产具有中间规格的热轧铝合金(例如，中间规格的铝合金制品)；将中间规格的铝合金制品淬火；冷轧中间规格的铝合金制品以提供最终规格的铝合金制品；并固溶化最终规格的铝合金制品。图9中描绘了方法步骤并且在下面有进一步描述。
通过采用上述方法和任选的自然老化，提供呈T4状态的示例性合金D-I(参见表6)。示例性合金D-I中的每一种均通过下述步骤生产：铸造示例性铝合金制品910，使得离开连铸机920的铝合金制品具有约450℃的铸造出口温度，在隧道式炉930中在约550℃至约570℃的温度下均质化，持续2分钟，使铝合金制品910在轧机940中在约530℃至580℃的温度下减小约50％至约70％，并用淬火装置950将铝合金制品910水淬。然后将铝合金制品910在冷轧机960中冷轧至2.0mm的最终规格。对于T4状态，示例性铝合金自然老化约3周至约4周。示例性铝合金的机械性能如图17所示。对于T4状态的示例性合金，示出了屈服强度(每组中的左侧垂直条纹直方图)、极限拉伸强度(每组中的右侧水平条纹直方图)、均匀伸长率(空心圆圈)和总伸长率(空心菱形)。示例性合金E和G表现出高强度和优异的可变形性。
已经描述了本发明的各种实施方案以实现本发明的各种目的。应该认识到，这些实施方案仅仅是对本发明原理的说明。在不脱离如以下权利要求书中限定的本发明的精神和范围的情况下，许多修改和其改编对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种生产铝合金产品的方法，其包括：
连续铸造铝合金以形成板坯，其中所述铝合金包含约0.26-2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26–2.37重量％的Cu、0.06–0.57重量％的Mn、0.26–2.37重量％的Mg、0–0.21重量％的Cr、0–0.009重量％的Zn、0–0.09重量％的Ti、0–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al；并且
将所述板坯热轧成最终规格，而不是在所述最终规格之前冷轧所述板坯。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述铝合金包含约0.52-1.18重量％的Si、0.13–0.30重量％的Fe、0.52–1.18重量％的Cu、0.12-0.28重量％的Mn、0.52-1.18重量％的Mg、0.04-0.10重量％的Cr、0.002-0.006重量％的Zn、0.01-0.06重量％的Ti、0.0006-0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述铝合金包含约0.70-1.0重量％的Si、0.15–0.25重量％的Fe、0.70-0.90重量％的Cu、0.15–0.25重量％的Mn、0.70–0.90重量％的Mg、0.05–0.10重量％的Cr、0.002–0.004重量％的Zn、0.01–0.03重量％的Ti、0.0006–0.001重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在热轧所述板坯的步骤之前卷绕所述连续铸造的板坯。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其还包括使所述板坯在离开连续铸造所述板坯的连铸机出口时冷却。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述冷却步骤包括将所述板坯用水淬火。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述冷却步骤包括空气冷却所述板坯。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其还包括：
在将所述板坯热轧到最终规格的步骤之前，将所述板坯卷绕成中间盘管；
在将所述板坯热轧到最终规格之前预热所述中间盘管；并且
在将所述板坯热轧到最终规格之前均质化所述中间盘管。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其还包括：
固溶化所述最终规格的铝合金产品；
将所述最终规格的铝合金产品淬火；并且
使所述最终规格的铝合金产品老化。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中不进行冷轧步骤。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中在所述连续铸造之后和所述热轧之前，所述板坯没有长度大于约8.0mm的裂缝。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法制备的铝合金产品。
13.根据权利要求12所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品是铝合金片、铝合金板或铝合金薄板。
14.根据权利要求12或13所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品在T82状态下包括至少约365MPa的长横向抗拉屈服强度。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品在T4状态下包括约35°至约65°的内部弯曲角度，在T82状态下包括约110°至约130°的内部弯曲角度，并且在半碰撞条件下包括约90°至约130°的内部弯曲角度。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品是汽车主体零件、机动车零件、运输主体零件、航空航天主体零件或电子设备外壳。
17.一种生产铝合金的方法，其包括：
连续铸造铝合金以形成板坯，其中所述铝合金包含约0.26-2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26–2.37重量％的Cu、0.06–0.57重量％的Mn、0.26–2.37重量％的Mg、0–0.21重量％的Cr、0–0.009重量％的Zn、0–0.09重量％的Ti、0–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al；并且
将所述板坯热轧成最终规格和最终状态。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述连续铸造之后和所述热轧之前，所述板坯没有长度大于约8.0mm的裂缝。
19.一种生产铝合金产品的方法，其包括：
在连铸机中连续铸造铝合金以形成板坯，其中所述铝合金包含约0.26-2.82重量％的Si、0.06-0.60重量％的Fe、0.26–2.37重量％的Cu、0.06–0.57重量％的Mn、0.26–2.37重量％的Mg、0–0.21重量％的Cr、0–0.009重量％的Zn、0–0.09重量％的Ti、0–0.003重量％的Zr和至多0.15重量％的杂质，剩余量为Al；
在离开所述连铸机时均质化所述板坯；并且
热轧所述板坯以使所述板坯的厚度减小至少50％。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述均质化步骤在约500℃至约580℃的温度下进行。
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