CN110832094A

CN110832094A - 改进的厚锻造7xxx铝合金及其制造方法

Info

Publication number: CN110832094A
Application number: CN201880038484.5A
Authority: CN
Inventors: J·博斯利; G·H·布雷; C·亚纳尔; L·M·卡拉宾; S·坎比尔; F·S·博瓦德; J·C·林
Original assignee: Arconic Inc
Current assignee: Aokoninke Technology Co., Ltd
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2020-02-21
Also published as: CA3066252C; BR112019026036B1; RU2745433C1; BR112019026036A2; EP3642375A1; WO2018237196A1; WO2018237196A9; EP3642375B1; CA3066252A1

Abstract

本发明公开了改进的厚锻造7XXX铝合金产品，及其生产方法。所述新型7xxx铝合金产品可以实现环境致裂抵抗性与强度、伸长率和断裂韧性等性质中的至少一者的改善组合。所述新型7xxx铝合金产品通常包含大量的锰。因此，所述新型7xxx铝合金产品通常包含0.15至0.50重量％的Mn与5.5‑7.5重量％的Zn、0.95‑2.20重量％的Mg和1.50‑2.40重量％的Cu的组合。

Description

改进的厚锻造7XXX铝合金及其制造方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求(a)2017年6月21日提交的、标题为“IMPROVED THICK WROUGHT7XXX ALUMINUM ALLOYS,AND METHODS FOR MAKING THE SAME(改进的厚锻造7XXX铝合金及其制造方法)”的美国临时专利申请No.62/523,128，和(b)2017年10月12日提交的、标题为“IMPROVED THICK WROUGHT 7XXX ALUMINUM ALLOYS,AND METHODS FOR MAKING THE SAME(改进的厚锻造7XXX铝合金及其制造方法)”的美国临时专利申请No.62/571,401的优先权。以上确定的两个专利申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本专利申请涉及改进的厚锻造7XXX铝合金产品及其生产方法。

背景技术

铝合金可用于多种应用。然而，改进铝合金的一种性质而不降低另一种性质是难以办到的。例如，很难在不影响其他性质(诸如断裂韧性或耐蚀性)的情况下提高锻造铝合金的强度。7xxx(基于Al-Zn-Mg)是易于腐蚀的。参见例如Bonn,W.Grubl,“The stresscorrosion behaviour of high strength AIZnMg alloys”,在意大利冶金协会国际会议(International Meeting of Associazione Italiana di Metallurgie)上发表的论文,“Aluminum Alloys in Aircraft Industries”,都灵,1976年10月。

发明内容

概括地说，本专利申请涉及改进的厚锻造7XXX铝合金产品及其生产方法。新型厚锻造7XXX铝合金产品(“新型7xxx铝合金产品”)可以实现环境致裂抵抗性与强度、伸长率和断裂韧性等性质中的至少一者的改善组合。

新型7xxx铝合金产品通常包含大量的锰。已经发现锰与适量的锌、镁和铜组合有助于生产对环境致裂具有高抵抗性的厚7xxx铝合金产品。因此，新型7xxx铝合金产品通常包含0.15至0.50重量％的Mn与5.5-7.5重量％的Zn、0.95-2.20重量％的Mg和1.50-2.40重量％的Cu的组合(在一些情况下由它们组成或基本上由它们组成)。新型锻造7xxx铝合金产品的厚度通常为至少1.5英寸，可以厚达12英寸，并且在短横向(ST)方向上实现了对环境致裂的抵抗性，该抵抗性对于航空航天和其他应用，尤其是在短横向(ST)方向上具有结构载荷的那些应用是重要的。这种厚锻造7XXX铝合金产品通常还实现了良好的强度、伸长率、断裂韧性和抗裂纹开裂性(crack-deviation resistance)性质。因此，新型锻造7xxx铝合金产品通常实现了耐蚀性以及强度、伸长率、断裂韧性和抗裂纹开裂性中的至少一者的改善组合。除锰、锌、镁和铜之外，新型7xxx铝合金产品还可以包含普通晶粒结构控制材料、晶粒细化剂和杂质。例如，新型7xxx铝合金产品可以包含Zr、Cr、Sc和Hf中的一者或多者作为晶粒结构控制材料(例如，Zr、Cr、Sc和Hf中的一者或多者各自占0.05-0.25重量％)，这限制了这些元素的总量，以使合金中不形成大的初级颗粒。又如，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.15重量％的Ti作为晶粒细化剂，任选地一些钛呈TiB₂和/或TiC形式。新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.20重量％的Fe和最多0.15重量％的Si作为杂质。可以使用更少量的铁和硅。新型7xxx铝合金产品的余量通常为铝和其他不可避免的杂质(除铁和硅之外)。

如上所述，新型7xxx铝合金产品通常包含0.15至0.50重量％的Mn。新型7xxx铝合金产品通常包含足够量的锰，从而有利于在新型7xxx铝合金产品中实现环境致裂抵抗性(EAC抵抗性)。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.18重量％的Mn，从而有利于EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.20重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.22重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.25重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.275重量％的Mn。

应限制锰的量，以限制赋予新型7xxx铝合金产品过度的淬火敏感性。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.45重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.40重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.375重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.35重量％的Mn。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.325重量％的Mn。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.30重量％的Mn。

如上所述，除锰之外，新型7xxx铝合金产品通常还包含定制量的锌、镁和铜，从而有利于实现EAC抵抗性与良好的强度和/或断裂韧性性质等等的组合。在这方面，新型7xxx铝合金产品通常包含0.15至0.50重量％的Mn，诸如上文所述的任一种锰限度/范围，与5.5-7.5重量％的Zn、0.95-2.20重量％的Mg和1.50-2.4重量％的Cu的组合。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品通常包含0.15至0.50重量％的Mn，诸如上文所述的任一种锰限度/范围，与5.5-7.2重量％的Zn、1.05-2.05重量％的Mg和1.5-2.2重量％的Cu的组合。

如上所述，新型7xxx铝合金产品通常包含5.5至7.5重量％的Zn。在一个实施方案中，新型合金包含不超过7.4重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过7.3重量％的Zn。在又一个实施方案中，新型合金包含不超过7.2重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过7.1重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过7.0重量％的Zn。在又一个实施方案中，新型合金包含不超过6.9重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过6.8重量％的Zn。在又一个实施方案中，新型合金包含不超过6.7重量％的Zn。在一个实施方案中，新型合金包含至少5.5重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含至少5.75重量％的Zn。在又一个实施方案中，新型合金包含至少6.0重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含至少6.25重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含至少6.375重量％的Zn。在另一个实施方案中，新型合金包含至少6.5重量％的Zn。

如上所述，新型7xxx铝合金产品通常包含1.5至2.4重量％的Cu。在一个实施方案中，新型合金包含不超过2.3重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过2.2重量％的Cu。在一个实施方案中，新型合金包含不超过2.1重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过2.0重量％的Cu。在一个实施方案中，新型合金包含至少1.55重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.60重量％的Cu。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.65重量％的Cu。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.70重量％的Cu。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.75重量％的Cu。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.80重量％的Cu。

如上所述，新型7xxx铝合金产品通常包含0.95至2.2重量％的Mg。在一个实施方案中，新型合金包含至少1.05重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.15重量％的Mg。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.25重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.35重量％的Mg。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.40重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.45重量％的Mg。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.50重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.55重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.60重量％的Mg。在又一个实施方案中，新型合金包含至少1.65重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含至少1.70重量％的Mg。在一个实施方案中，新型合金包含不超过2.15重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过2.10重量％的Mg。在又一个实施方案中，新型合金包含不超过2.05重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过2.00重量％的Mg。在另一个实施方案中，新型合金包含不超过1.95重量％的Mg。在又一个实施方案中，新型合金包含不超过1.90重量％的Mg。

在一个实施方案中，第一7xxx铝合金产品包含5.5-7.5重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和1.5-2.4重量％的Cu。在一个实施方案中，第一7xxx铝合金产品包含不超过7.2重量％的Zn或不超过7.0重量％的Zn(例如，从而有利于改善的EAC抵抗性)。在一个实施方案中，第一7xxx铝合金产品包含6.0-7.0重量％的Zn。

在另一个实施方案中，第二7xxx铝合金产品包含5.5-7.5重量％的Zn、1.35-1.7重量％的Mg和1.5-2.1重量％的Cu。第一7xxx铝合金产品可以实现例如比第二铝合金产品更高的强度，但是可能以降低断裂韧性和/或降低伸长率为代价。在一个实施方案中，第二7xxx铝合金产品包含不超过7.2重量％的Zn或不超过7.0重量％的Zn(例如，从而有利于改善的EAC抵抗性)。在一个实施方案中，第二7xxx铝合金产品包含6.0-7.0重量％的Zn。

在另一个实施方案中，第三7xxx铝合金产品包含5.5-7.5重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和1.5-1.8重量％的Cu。该第三7xxx铝合金产品可以是第一7xxx铝合金产品区的低强度区。在一个实施方案中，第三7xxx铝合金产品包含不超过7.2重量％的Zn或不超过7.0重量％的Zn(例如，从而有利于改善的EAC抵抗性)。在一个实施方案中，第三7xxx铝合金产品包含6.0-7.0重量％的Zn。

在另一个实施方案中，第四7xxx铝合金产品包含5.5-7.5重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和1.8-2.0重量％的Cu。该第四7xxx铝合金产品可以是第一7xxx铝合金产品区的中强度区。在一个实施方案中，第四7xxx铝合金产品包含不超过7.2重量％的Zn或不超过7.0重量％的Zn(例如，从而有利于改善的EAC抵抗性)。在一个实施方案中，第四7xxx铝合金产品包含6.0-7.0重量％的Zn。

在另一个实施方案中，第五7xxx铝合金产品包含5.5-7.5重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和2.0-2.4重量％的Cu。该第五7xxx铝合金产品可以是第一7xxx铝合金产品区的高强度区。在一个实施方案中，第五7xxx铝合金产品包含2.0-2.2重量％的Cu。在一个实施方案中，第五7xxx铝合金产品包含不超过7.2重量％的Zn或不超过7.0重量％的Zn(例如，从而有利于改善的EAC抵抗性)。在一个实施方案中，第五7xxx铝合金产品包含6.0-7.0重量％的Zn。

与第四或第五铝合金产品相比，第三7xxx铝合金产品可以实现更高的韧性和/或伸长率。与第五铝合金产品相比，第四7xxx铝合金产品可以实现更高的韧性和/或伸长率。

在一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥2.9重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.0重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.1重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.2重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.3重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.35重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.4重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.45重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.5重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.55重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.6重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.65重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.7重量％。

在一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.5重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.4重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.3重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.2重量％。在又一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.1重量％。在另一个实施方案中，新型合金包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.0重量％。

在一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量满足以下关系：2.362≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤3.062。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量满足以下关系：2.502≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤2.912。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量满足以下关系：2.662≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤3.062。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量满足以下关系：2.662≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤2.912。前面段落中描述的锌、镁和铜的量中的任一者都可以与上文所示的经验关系组合使用。

在一种方法中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比不超过5.25:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤5.25:1)。在一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过5.00:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤5.00:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.75:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.75:1)。在又一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.60:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.60:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.50:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.50:1)。在又一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.40:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.40:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.35:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.35:1)。在又一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.30:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.30:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.25:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.25:1)。在又一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.20:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.20:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.15:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.15:1)。在又一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.10:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.10:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过4.00:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤4.00:1)。在又一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过3.95:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤3.95:1)。在另一个实施方案中，锌与镁的重量比不超过3.90:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≤3.90:1)。

在一种方法中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.0:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≥3.0:1)。在一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.25:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≥3.25:1)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.33:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≥3.33:1)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.45:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≥3.45:1)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.55:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≥3.55:1)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品中的锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.60:1(即，(重量％Zn/重量％Mg)≥3.60:1)。

如上所述，新型7xxx铝合金产品可以包含Zr、Cr、Sc和Hf中的一者或多者作为晶粒结构控制材料(例如，Zr、Cr、Sc和Hf中的一者或多者各自占0.05-0.25重量％)，这限制了这些元素的总量，以使合金中不形成大的初级颗粒。晶粒结构控制材料可以例如促进适当的晶粒结构(例如，非重结晶晶粒结构)。当采用新型7xxx铝合金产品时，该产品通常包含至少0.05重量％的晶粒结构控制材料。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.07％重量的晶粒结构控制材料。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含至少0.09重量％的晶粒结构控制材料。当采用新型7xxx铝合金产品时，该产品通常包含不超过1.0重量％的晶粒结构控制材料。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.75重量％的晶粒结构控制材料。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含不超过0.50重量％的晶粒结构控制材料。在一个实施方案中，晶粒结构控制材料选自Zr、Cr、Sc和Hf。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料选自Zr和Cr。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Zr。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Cr。

在一个实施方案中，晶粒结构控制材料包含Zr和Cr二者，并且新型7xxx铝合金产品包含至少0.07重量％的Zr和至少0.07重量％的Cr，其中重量％的Zr加上重量％的Cr不超过0.40重量％(即，重量％Zr+重量％Cr≤0.40重量％)。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料包含Zr和Cr二者，并且新型7xxx铝合金产品包含至少0.07重量％的Zr和至少0.07重量％的Cr，其中重量％的Zr加上重量％的Cr不超过0.35重量％(即，重量％Zr+重量％Cr≤0.35重量％)。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料包含Zr和Cr二者，并且新型7xxx铝合金产品包含至少0.07重量％的Zr和至少0.07重量％的Cr，其中重量％的Zr加上重量％的Cr不超过0.30重量％(即，重量％Zr+重量％Cr≤0.30重量％)。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料包含Zr和Cr二者，并且新型7xxx铝合金产品包含至少0.07重量％的Zr和至少0.07重量％的Cr，其中重量％的Zr加上重量％的Cr不超过0.25重量％(即，重量％Zr+重量％Cr≤0.25重量％)。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料包含Zr和Cr二者，并且新型7xxx铝合金产品包含至少0.07重量％的Zr和至少0.07重量％的Cr，其中重量％的Zr加上重量％的Cr不超过0.20重量％(即，重量％Zr+重量％Cr≤0.20重量％)。在这些实施方案中的任一个中，新型7xxx铝合金产品可以包含至少0.09重量％的Zr和Cr中的至少一者。在这些实施方案中的任一个中，新型7xxx铝合金产品可以包含至少0.09重量％的Zr和Cr二者。

在一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Zr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.07至0.18重量％的Zr。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Zr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.07至0.16重量％的Zr。在又一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Zr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.08至0.15重量％的Zr。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Zr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.09至0.14重量％的Zr。在其中晶粒结构控制材料是Zr的实施方案中，新型7xxx铝合金产品通常含有少量Cr、Sc和Hf(例如，≤0.04重量％的Cr、Sc和Hf中的每个。)。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.03重量％的Cr、Sc和Hf中的每个。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.02重量％的Cr、Sc和Hf中的每个。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.01重量％的Cr、Sc和Hf中的每个。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.005重量％的Cr、Sc和Hf中的每个。

在一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Cr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.07至0.25重量％的Cr。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Cr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.07至0.20重量％的Cr。在又一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Cr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.08至0.15重量％的Cr。在另一个实施方案中，晶粒结构控制材料是Cr，并且新型7xxx铝合金产品包含0.10至0.15重量％的Cr。在其他实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有少量Cr(例如，≤0.04重量％的Cr)。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.03重量％的Cr。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.02重量％的Cr。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.01重量％的Cr。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.005重量％的Cr。

在一些实施方案中，新型7xxx铝合金包含少量锆(例如，≤0.04重量％的Zr)。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.03重量％的Zr。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.02重量％的Zr。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.01重量％的Zr。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品含有不超过0.005重量％的Zr。

如上所述，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.15重量％的Ti。钛可用于在铸造期间促进晶粒细化，诸如通过使用TiB₂或TiC。可以另外或替代地使用元素钛。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品包含0.005至0.025重量％的Ti。

如上所述，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.15重量％的Si和最多0.20重量％的Fe作为杂质。硅和铁的量可以是有限的，以避免有害地影响强度、断裂韧性和抗裂纹开裂性的组合。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.12重量％的Si和最多0.15重量％的Fe作为杂质。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.10重量％的Si和最多0.12重量％的Fe作为杂质。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.08重量％的Si和最多0.10重量％的Fe作为杂质。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.06重量％的Si和最多0.08重量％的Fe作为杂质。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.04重量％的Si和最多0.06重量％的Fe作为杂质。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品可以包含最多0.03重量％的Si和最多0.05重量％的Fe作为杂质。

如上所述，新型7xxx铝合金产品具有1.5至12.0英寸的厚度。在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有2.0至10.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有3.0至8.0英寸(7.62-20.3cm)的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有1.5至8.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有1.5至6.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有1.5至4.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有2.0至8.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有2.0至6.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有3.0至6.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有4.0至10.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有4.0至8.0英寸的厚度。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品具有4.0至6.0英寸的厚度。

在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品是轧制产品(例如，板形产品)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品是挤出产品。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品是锻造产品(例如，手工锻造产品、模锻产品)。

如上所述，新型7xxx铝合金产品可以实现性质的改善组合。在一个实施方案中，根据ASTM E8和B557，新型7xxx铝合金产品实现了至少63ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少64ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少65ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少66ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少67ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少68ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少69ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少70ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少71ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少72ksi的典型拉伸屈服强度(L)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少73ksi的典型拉伸屈服强度(L)。

在一个实施方案中，根据ASTM E8和B557，新型7xxx铝合金产品实现了至少57ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少58ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少59ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少60ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少61ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少62ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少63ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少64ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在又一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少65ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。在另一个实施方案中，7xxx铝合金产品可以实现至少66ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。

在一个实施方案中，根据ASTM E8和E399-12，新型7xxx铝合金产品实现了至少25ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少27ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少28ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少29ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少30ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少31ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少32ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少33ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少34ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少35ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少36ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少37ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少38ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少39ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少40ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少41ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少42ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少43ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少44ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少45ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。

在一个实施方案中，根据ASTM E8和E399-12，新型7xxx铝合金产品实现了至少20ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少22ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少24ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少26ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少28ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少30ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少32ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少34ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少36ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少38ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少40ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。

在一个实施方案中，根据ASTM E8和B557，新型7xxx铝合金产品实现了至少8％的典型伸长率(L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少9％的典型伸长率(L)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少10％的典型伸长率(L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少11％的典型伸长率(L)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少12％的典型伸长率(L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少13％的典型伸长率(L)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少14％的典型伸长率(L)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少15％的典型伸长率(L)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少16％的典型伸长率(L)。

在一个实施方案中，根据ASTM E8和B557，新型7xxx铝合金产品实现了至少3％的典型伸长率(ST)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少4％的典型伸长率(ST)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少5％的典型伸长率(ST)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少6％的典型伸长率(ST)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少7％的典型伸长率(ST)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少8％的典型伸长率(ST)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少9％的典型伸长率(ST)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少10％的典型伸长率(ST)。

在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少25ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少27ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少29ksi-sqrt-in.的典型抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少31ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少33ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少35ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少37ksi-sqrt-in.的典型抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少39ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少41ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少43ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少45ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少47ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在又一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少49ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品实现了至少50ksi-sqrt-in.的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。

在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少80天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少100天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少120天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少140天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少160天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少180天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少200天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少220天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少240天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少260天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少280天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST时实现了至少300天的典型EAC抵抗性。

在一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少90天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少120天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少150天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少180天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少210天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少240天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少270天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少300天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少330天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少360天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少390天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少420天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少450天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少480天的典型EAC抵抗性。在另一个实施方案中，新型7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST时实现了至少500天的典型EAC抵抗性。

如上所述，新型厚7xxx铝合金产品可以适用于各种航空航天应用中的部件。在一个实施方案中，合金产品是航空航天结构组件。航空器结构组件可以是以下中的任一者：上翼板(蒙皮)、上翼纵樑、具有一体式纵樑的上翼罩、翼樑、翼樑盖、翼樑腹板、肋、肋支架或肋腹板、加固元件、框架、起落架组件(例如，筒、梁)、承阻拉杆、舱壁、襟翼导轨组装件、机身和挡风玻璃框架、轮肋、侧撑、配件、机身组件(例如，机身蒙皮)和空间组件(例如，用于可以离开地球的火箭和其他运载器)。在一个实施方案中，合金产品是装甲组件(例如，机动车辆的装甲组件)。在一个实施方案中，合金产品被用于石油和天然气行业(例如，作为管道、结构组件)。在一个实施方案中，合金产品是厚铸件块/铸件板产品(例如，用于注射成型)。在一个实施方案中，合金产品是汽车产品。

可以通过将具有前述组合物中的任一者的铝合金铸造成铸锭或铸坯，然后对铸锭或铸坯进行均匀化处理，从而将新型厚7xxx铝合金产品制成锻造产品。均匀化的铸锭或铸坯可以通过轧制、挤出或锻造成最终规格而进行加工，通常通过热加工来进行，任选地进行一些冷加工。最终规格产品可以是热处理，然后淬火，然后消除应力(例如，通过拉伸或压缩)以及其后人工老化的溶液。

除传统锻造产品之外，新型7xxx铝合金还可以制成成型铸件或通过增材制造为增材制造的产品。增材制造的产品可以按原样使用，或可以随后进行处理，例如经由机械、热或热机械处理方式进行处理。

定义

如本文所用，“典型纵向(L)拉伸屈服强度”或TYS(L)根据ASTM B557-10并且通过测量来自至少三个不同批次的材料在T/4位置处在纵向方向(L)上的拉伸屈服强度(TYS)来确定，每个批次测试至少一个一式两份样本，得到总共至少6个不同的测量样本值，典型TYS(L)是至少6个不同的测量样本值的平均值。在纵向拉伸测试期间测量典型伸长率(L)。

如本文所用，“典型纵向(ST)拉伸屈服强度”或TYS(ST)根据ASTMB557-10并且通过测量来自至少三个不同批次的材料在短横向方向(ST)上的拉伸屈服强度(TYS)来确定，每个批次测试至少一个一式两份样本，得到总共至少6个不同的测量样本值，典型TYS(ST)是至少6个不同的测量样本值的平均值。采集短横向可拉伸样本，以使得量具截面的中点与板的中间厚度平面重合。在短横向拉伸测试期间测量典型伸长率(ST)。

如本文所用，“典型平面应变断裂韧性(K_IC)(L-T)”根据ASTM E399-12通过使用C(T)样本测量来自至少三个不同批次的材料在T/4位置处在L-T方向上的平面应变断裂韧性来确定，其中“W”为4.0英寸，对于厚度为至少2.0英寸的产品，其中“B”为2.0英寸，并且对于厚度小于2.0英寸的产品，其中“B”为1.5英寸，每个批次测试至少一个一式两份样本，得到总共至少6个不同的测量样本值，典型平面应变断裂韧性(K_IC)(L-T)是至少6个不同的有效K_IC测量样本值的平均值。

如本文所用，“典型平面应变断裂韧性(K_IC)(S-L)”根据ASTM E399-12通过使用C(T)样本测量来自至少三个不同批次的材料在T/2位置处在S-L方向上的平面应变断裂韧性来确定，其中“W”和“B”按下表所示，每个批次测试至少一个一式两份样本，得到总共至少6个不同的测量样本值，典型平面应变断裂韧性(K_IC)(S-L)是至少6个不同的有效K_IC测量样本值的平均值。

S-L样本参数

产品厚度	“W”	“B”
			≥5.0英寸	4.0英寸	2.0英寸
<5.0英寸至≥3.8英寸	3.0英寸	1.5英寸
			<3.8英寸至≥3.2英寸	2.5英寸	1.25英寸
<3.2英寸至≥2.6英寸	2.0英寸	1.0英寸
			<2.6英寸至≥2.0英寸	1.5英寸	0.75英寸
<2.0英寸至≥1.5英寸	1.0英寸	0.5英寸

根据共同拥有的美国专利申请公开No.2017/0088920第0058段中所述的程序来确定典型L-S抗裂纹开裂性性质(K_max-dev)，该程序以引用的方式并入本文，但以下几点除外：(a)样本的“W”尺寸应为2.0英寸(5.08cm)，(b)样本应以T/2为中心(与缺口尖端相对)，以及(c)测试样本可以在实验室空气中而不是在高湿度空气中进行测试。

如本文所用，根据ASTM G49并且根据下文定义的条件来测试“EAC抵抗性”。从最终产品的中间厚度并且在最终产品的W/4和3W/4之间采集至少三个短横向(ST)样品。然后根据ASTM E8将所采集的样品加工成可拉伸样本，并与图3的尺寸匹配(图3的尺寸的单位是英寸)。如果最终产品厚度为至少2.25英寸，则可拉伸样本的长度为2.00英寸，如图3所示。如果最终产品厚度为1.50英寸至小于2.25英寸，则样本的长度必须为至少1.25英寸，并且应尽可能接近2.00英寸。在测试之前，通过在丙酮中洗涤来使可拉伸样本清洁/去脂。然后将可拉伸样本在短横向方向上拉紧至其ST拉伸屈服强度(强度在室温下测量)的85％或60％。根据ASTM G49第7.2.2节，所用的应力框架是恒应变类型(参见例如ASTM G49的图4a)。然后将拉紧的样本置于具有85％相对湿度(不添加至空气中，诸如氯化物)和70C温度的空气的控制箱中。必须测试至少三个样本。“典型EAC抵抗性”是至少三个样本的最短失效日期。例如，如果样本A在76天失效，但是样本B和样本C分别在140和180天失效，则“典型EAC抵抗性”是76天。如果样本沿标距或在邻近标距的一个样本肩处断裂成两半，则为失效。肩失效在统计学上相当于标距失效。当确定典型EAC抵抗性时，不包括螺纹失效。如果在样本的螺纹端而不是在标距中出现裂纹，则为螺纹失效。螺纹失效通常在从应力框架取下样本时才能检测到。

术语“平方根”在本文中可以缩写为“sqrt”。

在通篇说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语采取本文明确相关的含义。如本文所用，短语“在一个实施方案中”和“在一些实施方案中”不一定指相同实施方案(虽然它们可以是)。另外，如本文所用，短语“在另一个实施方案中”和“在一些其它实施方案中”不一定指不同实施方案(虽然它们可以是)。因此，如下文所述，可以容易地将本发明的各种实施方案组合，而不偏离本发明的范围或精神。

此外，除非上下文另外明确规定，否则如本文所用，术语“或”是一种包括性的“或”运算符，且相当于术语“和/或”。除非上下文另外明确规定，否则术语“基于”不具有排他性且允许基于未描述的其他因素。此外，在本说明书全篇中，除非上下文另外明确规定，否则“一个”、“一种”和“所述”的含义包括复数指代物。除非上下文另外明确规定，否则“在...中”的含义包括“在...中”和“在...上”

虽然已经描述了本发明的多个实施方案，但应了解这些实施方案仅具说明性且无限制性，且多种润饰对于所属领域的技术人员而言可为显而易见的。更进一步，除非上下文另外明确要求，否则各种步骤可以以任何期望的顺序进行，并且可以添加和/或消除任何适用的步骤。

附图说明

图1是示出实施例1合金在其TYS-ST的85％时的EAC抵抗性性质的图形。

图2是示出实施例1合金在其TYS-ST的60％时的EAC抵抗性性质的图形。

图3是用于测试EAC抵抗性性质的可拉伸样本的图示。

图4是示出实施例3合金在其TYS-ST的85％时的EAC抵抗性性质的图形。

图5是示出实施例3合金在其TYS-ST的60％时的EAC抵抗性性质的图形。

图6是示出实施例4合金在其TYS-ST的85％时的EAC抵抗性性质的图形。

图7是示出实施例4合金在其TYS-ST的60％时的EAC抵抗性性质的图形。

具体实施方式

实施例1

将各种7xxx铝合金铸造为六英寸(15.24cm)厚的铸锭(标称)。铸锭的实际组成如下表1所示。7085-LS是常规铝合金的实验室规模版本，已在铝业协会(AluminumAssociation)注册为铝合金7085。7085合金的注册版本特别要求0.08-0.15重量％的Zn、不超过0.04重量％的Mn和不超过0.04重量％的Cr，如文档“International AlloyDesignations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and WroughtAluminum Alloys”,The Aluminum Association(2009),第12页所示。共同拥有的美国专利No.6,972,110(除其他专利外)也涉及7085合金。合金1-7是具有少量锌(Zn)和/或还具有锰(Mn)的新型合金

表1-实施例1合金的组成(重量％)-实验室规模材料

每种合金的余量为铝和不可避免的杂质(各自≤0.03重量％，总量≤0.10重量％)。在铸造之后，使铸锭消除应力，锯成多段，刮皮，均匀化，然后热轧成最终规格为约1.75英寸(4.445cm)的板。然后对合金板进行溶液热处理，然后在190℉水(87.8℃)中进行热水淬火，以模拟相对于冷水(环境)淬火的针对5英寸板在T/2(中间厚度)下的冷却条件。然后将板拉伸约2.25％，然后人工老化。下表2提供了针对各种合金的老化条件。使用两种不同的老化实践来老化合金4、6和7的样品。将7085板老化成T7451型或T7651型回火物(temper)(参见ANSI H35.1、AMS-4329A)。

表2–针对各种合金的老化实践

合金	老化实践
		合金1	6h/250F+14-15h/310F+空气冷却+24h/250F
合金2	6h/250F+10-11h/320F+空气冷却+24h/250F
		合金3	6h/250F+7h/320F+空气冷却+24h/250F
合金4-1	6h/250F+6-7h/320F+空气冷却+24h/250F
		合金4-2	6h/250F+10h/320F+空气冷却+24h/250F
合金5	6h/250F+4-5h/320F+空气冷却+24h/250F
		合金6-1	6h/250F+12-13h/320F+空气冷却+24h/250F
合金6-2	6h/250F+13-14h/320F+空气冷却+24h/250F
		合金7-1	6h/250F+14-15h/320F+空气冷却+24h/250F
合金7-2	6h/250F+16-17h/320F+空气冷却+24h/250F

然后测试铝合金板的各种性质。具体而言，根据ASTM E8和B557在材料的T/2位置处测试强度和伸长率性质。使用从材料的T/2位置采集的C(T)样本在L-T方向上并且根据ASTM E399来测试平面应变断裂韧性性质，其中样本的“B”尺寸为0.25英寸(6.35mm)，样本的“W”尺寸为2.5英寸(63.5mm)。共同拥有的美国专利申请公开No.2017/0088920第0058段中所述的程序来确定典型L-S抗裂纹开裂性性质(K_max-dev)，该程序以引用的方式并入本文，但是对于本实施例1，样本的“W”尺寸为1.3英寸(33.02mm)。使用大约20ksi√in的K_max开始测试。

测试结果如下表3所示。所示的强度和伸长率值是一式两份样本的平均值。从单个样本采集断裂韧性值。裂纹开裂值是一式三份样本的平均值。

表3-测量的性质

还测试了材料的EAC抵抗性，该测试结果如下表4a-4b所示。对于尚未失效的材料，将测试天数包括在内(T＝在指定天数时仍在测试中)。

表4a-EAC性质–第一测试

表4b-EAC性质–第二测试

“N/A”意指由于螺纹失效而不适用的样本数据。

如图所示，具有锰并且锌、镁和铜在公式2.362≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤3.062的范围内的新型合金在常规7085材料上实现了性质(包括EAC抵抗性性质)的改善组合。该数据还表明，使用不超过5.25:1的Zn/Mg(重量％比率)与使用锰组合可以产生性质的改善组合。

作为比较，还测量了工厂生产的7050和7085材料在T7451和T7651回火物中的机械性质和EAC抵抗性，该测量结果在下表5a-5b中提供。

表5a-工厂机械性质数据

表5b-工厂EAC数据

**该材料的三个另外重复在18、14和26天失效。

如表5a-5b所示，常规7085材料的EAC抵抗性与实验室规模材料的结果一致。

图1-2展示了拉伸强度与EAC结果。如图所示，落入本文定义的组成范围的范围内的合金实现了EAC抵抗性和强度的改善组合。工厂生产的材料包括标签PP。实验室规模材料包括标签LS。工厂生产的材料在数据标记上具有深色边缘。

实施例2

对实施例1的合金2、3、6和7进行另外的测试。具体而言，将合金2、3、6和7的样品人工老化至不同的条件，其后测试机械和腐蚀性质。老化条件和结果如下表6-8所示。

表6-针对实施例2合金的老化实践

合金	老化实践
		合金2	6h/250F+7-8h/320F+空气冷却+24h/250F
合金3	6h/250F+2h/320F+空气冷却+24h/250F
		合金6	6h/250F+10-11h/320F+空气冷却+24h/250F
合金7	6h/250F+12h/320F+空气冷却+24h/250F

表7-测量的性质-实施例2

表8-EAC性质-实施例2

如图所示，与常规7085-T7451合金相比，合金2、3、6和7实现了机械和腐蚀性质的改善组合。

实施例3-另外的实验室规模测试

将各种7xxx铝合金铸造为六英寸(15.24cm)厚的铸锭(标称)。铸锭的实际组成如下表9所示。还生产了常规合金7085和7050。

表9-实施例3合金的组成(重量％)-实验室规模材料

合金	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	Zr
										7085	0.02	0.03	1.64	--	1.52	--	7.59	0.02	0.11
7050	0.05	0.08	2.22	--	2.09	--	6.10	0.02	0.11
										8	0.02	0.03	1.69	0.36	1.29	--	6.55	0.02	0.11
9	0.03	0.03	1.89	0.35	1.30	--	6.49	0.02	0.11
										10	0.02	0.03	2.10	0.36	1.31	--	6.57	0.02	0.11
11	0.02	0.03	2.06	0.34	1.55	--	5.98	0.02	0.12

每种合金的余量为铝和不可避免的杂质(各自≤0.03重量％，总量≤0.10重量％)。然后将铸锭热轧至1.75英寸的最终规格，然后进行溶液热处理，然后进行热水淬火，以模拟针对大约8英寸厚板在T/2(中间厚度)下的冷却条件。然后将板拉伸约2.25％，然后进行人工老化，其后测试机械和腐蚀性质。老化条件和结果如下表10-13所示。

对于本实施例3，对于强度、断裂韧性、EAC抵抗性和L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)，使用与实施例1相同的测试标准。所示的强度和伸长率值是一式两份样本的平均值。从单个样本采集断裂韧性值。裂纹开裂值是一式三份样本的平均值。

表10-针对实施例2合金的老化实践

表11-实施例3合金的机械性质-老化实践1

表12-实施例3合金的机械性质-老化实践2

表13-EAC性质-实施例3

如上述数据所示，与模拟约5英寸厚的板的表4a和4b所示的合金7085相比，模拟约8英寸厚的板的合金7085实现了更长的失效所需天数。同样如上述数据所示，合金11实现了在300天后未发生EAC失效，但是强度和断裂韧性显著高于合金7050。合金11实现了显著优于合金7085的EAC抵抗性性质，并且具有相似的强度和断裂韧性性质。合金8-10具有稍低的性质，但是可以实现类似于合金11的性质，前提条件是合金8-10具有至少1.35重量％的Mg和/或更低的锌与镁的重量比(例如，比率不超过4.75:1，(重量％Zn)/(重量％Mg))。

实施例4-工厂规模测试

铸造二十个工业尺寸铸锭，其中九个常规7085铸锭、两个7050铸锭和九个实验合金铸锭(每种合金三个)。实验合金铸锭的组成提供于下表14中。

表14-工厂规模铸锭的组成-发明合金

合金	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	Zr
										12	0.02	0.04	1.68	0.27	1.53	--	6.62	0.02	0.11
13	0.02	0.04	1.87	0.25	1.52	--	6.43	0.02	0.11
										14	0.02	0.04	1.64	0.25	1.65	--	6.37	0.02	0.11

每种合金的余量为铝和不可避免的杂质(各自≤0.03重量％，总量≤0.10重量％)。然后将铸锭热轧至各种最终规格，然后进行溶液热处理并在冷水中淬火。然后将板拉伸约2.25-2.50％，然后人工老化。下表15提供了针对各种合金的各种条件。表16提供了表15中列出的各种人工老化条件。将7085板老化成T7451型或T7651型回火物(参见ANSIH35.1、AMS-4329A)。将7050板另外老化成T7451型或T651型回火物。

表15-合金条件

表16-针对表15的人工老化实践

对于本实施例4，对于强度、断裂韧性和EAC抵抗性，使用与实施例1相同的ASTM测试标准。根据共同拥有的美国专利申请公开No.2017/0088920第0058段所述的程序来确定典型L-S抗裂纹开裂性性质(K_max-dev)，该程序在上文根据上文的定义部分进行了修改。所示的强度、伸长率和断裂韧性值是一式两份样本的平均值。裂纹开裂值是一式三份样本的平均值。测试结果如下表17-19所示。

表17-实施例4的机械性质-常规合金

表18-实施例4的机械性质-实验合金

*＝根据ASTM E399-17测试结果在技术上是无效的，因此作为P_max/P_Q大于1.1的结果，是K_Q值。然而，根据ASTM B645-10，鉴于B在指定的测试位置已达到最大值，测试结果可用于批次放行。

表19-EAC性质-实施例4

如上述数据所示，对于至少一种老化条件，在同等规格下，合金12-14显示出与7085相比EAC抵抗性显著改进。此外，合金12-14在相似的规格下相对于7050表现出显著更好的强度和断裂韧性，相对于7085表现出相当的强度和断裂韧性。如实施例3所示，对于给定的老化实践，EAC抵抗性随着规格的增加而增加。

虽然已详细描述了本公开内容的各种实施方案，但显而易见，本领域技术人员将想到那些实施方案的修改和适应。然而，应明确地理解，这些修改和适应在本公开内容的精神和范围内。

Claims

1.一种锻造7xxx铝合金产品，包含：

0.15至0.50重量％的Mn；

5.5-7.5重量％的Zn；

0.95-2.2重量％的Mg；

1.5-2.4重量％的Cu；

最多1.0重量％的晶粒结构控制材料，其中所述晶粒结构控制材料包含Zr、Cr、Sc和Hf中的至少一者；以及

最多0.15重量％的Ti；

余量为铝和不可避免的杂质；

其中所述锻造7xxx铝合金产品具有1.5至12英寸的厚度。

2.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含至少0.20重量％的Mn，或至少0.22重量％的Mn，或至少0.25重量％的Mn。

3.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含不超过0.45重量％的Mn，或不超过0.40重量％的Mn，或不超过0.35重量％的Mn，或不超过0.325重量％的Mn，或不超过0.30重量％的Mn。

4.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含不超过7.4重量％的Zn，或不超过7.3重量％的Zn，或不超过7.2重量％的Zn，或不超过7.1重量％的Zn，或不超过7.0重量％的Zn，或不超过6.9重量％的Zn，或不超过6.8重量％的Zn，或不超过6.7重量％的Zn。

5.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含至少5.75重量％的Zn，或至少6.0重量％的Zn，或至少6.25重量％的Zn，或至少6.375重量％的Zn，或至少6.5重量％的Zn。

6.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含不超过2.3重量％的Cu，或不超过2.2重量％的Cu，或不超过2.1重量％的Cu，或不超过2.0重量％的Cu。

7.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含至少1.55重量％的Cu，或至少1.60重量％的Cu，或至少1.65重量％的Cu，或至少1.70重量％的Cu，或至少1.75重量％的Cu，或至少1.80重量％的Cu。

8.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含至少1.05重量％的Mg，或至少1.15重量％的Mg，或至少1.25重量％的Mg，或至少1.35重量％的Mg，或至少1.40重量％的Mg，或至少1.45重量％的Mg，或至少1.50重量％的Mg，或至少1.55重量％的Mg，或至少1.60重量％的Mg，或至少1.65重量％的Mg，或至少1.70重量％的Mg。

9.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含不超过2.15重量％的Mg，或不超过2.10重量％的Mg，或不超过2.05重量％的Mg，或不超过2.00重量％的Mg，或不超过1.95重量％的Mg，或超过1.90重量％的Mg。

10.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含5.5-7.2重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和1.5-2.4重量％的Cu。

11.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含5.5-7.2重量％的Zn、1.35-1.7重量％的Mg和1.5-2.1重量％的Cu。

12.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含5.5-7.2重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和1.5-1.8重量％的Cu。

13.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含5.5-7.2重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和1.8-2.0重量％的Cu。

14.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含5.5-7.2重量％的Zn、1.7-2.2重量％的Mg和2.0-2.4重量％的Cu。

15.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥2.9重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.0重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.1重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.2重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.3重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.35重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.4重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.45重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.5重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.55重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.6重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.65重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≥3.7重量％。

16.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述锻造7xxx铝合金产品包含的铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.5重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.4重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.3重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.2重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.1重量％，或铜和镁的总量使得(重量％Cu+重量％Mg)≤4.0重量％。

17.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量(单位为重量％)满足关系2.362≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤3.062，或所述7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量(单位为重量％)满足关系2.502≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤2.912，或所述7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量(单位为重量％)满足关系2.662≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤3.062，或所述7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量满足(单位为重量％)关系2.662≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤2.912。

18.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中锌和镁的量使得锌与镁的重量比不超过5.25:1，或不超过5.00:1，或不超过4.75:1，或不超过4.60:1，或不超过4.50:1，或不超过4.40:1，或不超过4.35:1，或不超过4.30:1，或不超过4.25:1，或不超过4.20:1，或不超过4.15:1，或不超过4.10:1，或不超过4.05:1，或不超过4.00:1，或不超过3.95:1，或不超过3.90:1。

19.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中锌和镁的量使得锌与镁的重量比为至少3.00:1、或至少3.25:1、或至少3.33:1、或至少3.45:1、或至少3.55:1、或至少3.60:1。

20.一种锻造7xxx铝合金产品，包含：

0.25至0.40重量％的Mn；

6.0-7.0重量％的Zn；

1.35-2.05重量％的Mg；

1.5-2.2重量％的Cu；

其中(重量％Cu+重量％Mg)≥3.2重量％；

其中所述7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量(单位为重量％)满足关系2.362≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤3.062；

其中锌和镁的量使得锌与镁的重量比不超过5.25:1；

最多0.15重量％的Ti；

余量为铝和不可避免的杂质；

其中所述锻造7xxx铝合金产品具有1.5至12英寸的厚度。

21.如权利要求20所述的锻造7xxx铝合金产品，包含0.25-0.35重量％的Mn。

22.如权利要求21所述的锻造7xxx合金产品，其中所述7xxx铝合金产品中的锌、镁和铜的量(单位为重量％)满足关系2.662≤Mg+0.429*Cu+0.067*Zn≤2.912。

23.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少63ksi、或至少64ksi、或至少65ksi、或至少66ksi、或至少67ksi、或至少68ksi、或至少69ksi、或至少70ksi、或至少71ksi、或至少72ksi、或至少73ksi的典型拉伸屈服强度(L)。

24.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少57ksi、或至少58ksi、或至少59ksi、或至少60ksi、或至少61ksi、或至少62ksi、或至少63ksi、或至少64ksi、或至少65ksi、或至少66ksi的典型拉伸屈服强度(ST)。

25.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少25ksi-sqrt-inch、或至少26ksi-sqrt-inch、或至少27ksi-sqrt-inch、或至少28ksi-sqrt-inch、或至少29ksi-sqrt-inch、或至少30ksi-sqrt-inch、或至少31ksi-sqrt-inch、或至少32ksi-sqrt-inch、或至少33ksi-sqrt-inch、或至少34ksi-sqrt-inch、或至少35ksi-sqrt-inch、或至少36ksi-sqrt-inch、或至少37ksi-sqrt-inch、或至少38ksi-sqrt-inch、或至少39ksi-sqrt-inch、或至少40ksi-sqrt-inch、或至少41ksi-sqrt-inch、或至少42ksi-sqrt-inch、或至少43ksi-sqrt-inch、或至少44ksi-sqrt-inch、或至少45ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(L-T)。

26.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少20ksi-sqrt-inch、或至少22ksi-sqrt-inch、或至少24ksi-sqrt-inch、或至少26ksi-sqrt-inch、或至少28ksi-sqrt-inch、或至少30ksi-sqrt-inch、或至少32ksi-sqrt-inch、或至少34ksi-sqrt-inch、或至少38ksi-sqrt-inch、或至少38ksi-sqrt-inch、或至少40ksi-sqrt-inch的典型K_IC平面应变断裂韧性(S-L)。

27.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少8％、或至少9％、或至少10％、或至少11％、或至少12％、或至少13％、或至少14％、或至少15％、或至少16％的典型伸长率(L)。

28.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少3％、或至少4％、或至少5％、或至少6％、或至少7％、或至少8％、或至少9％、或至少10％的典型伸长率(ST)。

29.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品实现了至少25ksi-sqrt-inch、或至少27ksi-sqrt-in、或至少29ksi-sqrt-in、或至少31ksi-sqrt-in、或至少33ksi-sqrt-in、或至少35ksi-sqrt-in、或至少37ksi-sqrt-in、或至少39ksi-sqrt-in、或至少41ksi-sqrt-in、或至少43ksi-sqrt-in、或至少45ksi-sqrt-in、或至少47ksi-sqrt-in、或至少49ksi-sqrt-in、或至少50ksi-sqrt-in的典型L-S抗裂纹开裂性(K_max-dev)。

30.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品在85％的TYS-ST下实现了至少80天、或至少100天、或至少120天、或至少140天、或至少160天、或至少180天、或至少200天、或至少220天、或至少240天、或至少260天、或至少280天、或至少300天的典型EAC抵抗性。

31.如前述权利要求中任一项所述的锻造7xxx铝合金产品，其中所述7xxx铝合金产品在60％的TYS-ST下实现了至少90天、或至少120天、或至少150天、或至少180天、或至少210天、或至少240天、或至少270天、或至少300天、或至少330天、或至少360天、或至少390天、或至少420天、或至少450天、或至少480天、或至少500天的典型EAC抵抗性。

32.一种航空航天结构组件，由如权利要求1至权利要求31所述的锻造7xxx铝合金产品中的任一种制成。