CN113166857A - 6xxx铝合金 - Google Patents

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Abstract

公开了具有改善的特性的组合的新型6xxx铝合金。所述新型6xxx铝合金通常包括0.65‑0.85重量％Si、0.40‑0.59重量％Mg，其中(Mg重量％)/(Si重量％)为0.47到0.90，0.05‑0.35重量％Fe，0.04‑0.13重量％Mn，0‑0.20重量％Cu，0‑0.15重量％Cr，0‑0.15重量％Zr，0‑0.15重量％Ti，0‑0.10重量％Zn，0‑0.05重量％V，余量为铝和杂质。

Description

6XXX铝合金
背景技术
铝合金可用于多种应用。然而，改善铝合金的一种特性而不降低另一种特性通常被证明是难以办到的。例如，在不降低合金耐腐蚀性的情况下难以增加其的强度。举两例，铝合金的其它所关注特性包括可成形性和关键断裂应变。
发明内容
广泛地，本公开涉及具有改善的特性的组合(例如改善的强度、可成形性、弯曲度和/或耐腐蚀性的组合)的新型6xxx铝合金。
i.组成
一般来说，新型6xxx铝合金包含以下(且在一些情况下主要由以下组成或由以下组成)：0.65到0.85重量％Si、0.40到0.59重量％Mg(其中Mg重量％与Si重量％的比率是0.47:1到0.90:1(Mg:Si))、0.05到0.35重量％Fe、0.04到0.13重量％Mn、0到0.20重量％Cu、0到0.15重量％Cr、0到0.15重量％Zr、0到0.10重量％Ti、0到0.05重量％V、0到0.05重量％Zn，余量为铝和杂质。
新型6xxx铝合金中镁(Mg)和硅(Si)的量可能与改善的特性(例如，强度、可成形性)的组合有关。一般来说，新型6xxx铝合金包括0.40到0.59重量％Mg。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.425重量％Mg。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.45重量％Mg。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.475重量％Mg。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.50重量％Mg。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.57重量％Mg。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.49到0.59重量％Mg。
一般来说，新型6xxx铝合金包括0.65到0.85重量％Si。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.675重量％Si。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.70重量％Si。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.825重量％Si。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.80重量％Si。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.70到0.80重量％Si。
一般来说，新型6xxx铝合金包括硅和镁，使得镁与硅的重量比为0.47:1到0.90:1，即，Mg重量％与Si重量％的比率是0.47:1到0.90:1(Mg:Si)。在一个实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是至少0.50:1(Mg:Si)。在另一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是至少0.52:1(Mg:Si)。在又一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是至少0.54:1(Mg:Si)。在另一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是至少0.56:1(Mg:Si)。在又一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是至少0.58:1(Mg:Si)。在另一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是至少0.60:1(Mg:Si)。在一个实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率不大于0.88:1(Mg:Si)。在另一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率不大于0.86:1(Mg:Si)。在又一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率不大于0.84:1(Mg:Si)。在另一实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率不大于0.82:1(Mg:Si)。在一个实施例中，Mg重量％与Si重量％的比率是0.61:1到0.84:1(Mg:Si)。
铁(Fe)一般包括于新型6xxx铝合金中，并且范围为0.05到0.35重量％Fe。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.08重量％Fe。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.10重量％Fe。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.12重量％Fe。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.15重量％。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.32重量％Fe。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.30重量％Fe。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.28重量％Fe。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.09到0.26重量％Fe。
新型6xxx铝合金中锰(Mn)的量可能与改善的特性(例如，可成形性)的组合有关。一般来说，新型6xxx铝合金包括0.04到0.13重量％Mn。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.05重量％Mn。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.06重量％Mn。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.12重量％Mn。％V。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.11重量％Mn。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Mn。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.06到0.10重量％Mn。
新型6xxx铝合金可以任选地包括铜(Cu)并且其量为至多0.20重量％Cu(例如，用于加强目的)。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.02重量％Cu。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.04重量％Cu。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.06重量％Cu。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.07重量％Cu。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.08重量％Cu。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.09重量％Cu。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.19重量％Cu。％V。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.18重量％Cu。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.17重量％Cu。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.09到0.17重量％Cu。
新型6xxx铝合金可以任选地包括铬(Cr)并且其量为至多0.15重量％Cr(例如，用于颗粒结构对照)。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.01重量％Cr。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.02重量％Cr。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Cr。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.08重量％Cr。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.06重量％Cr。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.05重量％Cr。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.01到0.05重量％Cr。
新型6xxx铝合金可任选地包括锆(Zr)并且其量为至多0.15重量％Zr(例如，用于颗粒结构对照)。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Zr。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.05重量％Zr。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.03重量％Zr。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.01重量％Zr。
新型6xxx铝合金产品可以包括至多0.15重量％Ti。钛(Ti)可任选地存在于新型6xxx铝合金中，例如出于颗粒精炼目的。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.005重量％Ti。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.010重量％Ti。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括至少0.0125重量％Ti。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Ti。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.08重量％Ti。在又一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.05重量％Ti。在一个实施例中，新型6xxx铝合金中钛的目标量为0.03重量％Ti。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括0.01到0.05重量％Ti。
锌(Zn)可以任选地存在于新型6xxx铝合金中，并且其量为至多0.10重量％Zn。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.05重量％Zn。在另一实施例中，新型铝合金包括不超过0.03重量％Zn。在另一实施例中，新型合金包括不超过0.01重量％Zn。
钒(V)可以任选地存在于新型6xxx铝合金中，并且其量为至多0.05重量％V。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.03重量％V。在另一实施例中，新型6xxx铝合金包括不超过0.01重量％V。
如上文所指出，新型铝合金的余量一般为铝和杂质。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包括总共不超过0.15重量％的杂质，且其中所述6xxx铝合金包括不超过0.05重量％的每种杂质。在另一实施例中，新型6xxx铝合金总共包括不超过0.10重量％的所述杂质，并且其中所述6xxx铝合金包括不超过0.03重量％的每种所述杂质。
除另有说明外，在提及元素的量时，表述“至多”表示所述元素组成是任选的并包括零量的所述特定组成组分。除非另有说明，否则所有组成百分数均为重量百分数(重量％)。
ii.加工和产品形式
新型6xxx合金可适用于多种产品形式，包括铸锭或坯料、锻造产品形式(薄片、板状、锻制和挤压)、成形铸件、增材制造产品和粉末冶金产品。在一个实施例中，新型6xxx铝合金是辊轧产品。举例来说，新型6xxx铝合金可以薄片形式生产。在一个实施例中，由新型6xxx铝合金制成的薄片的厚度为1.5mm到4.0mm。
在一个实施例中，使用铸锭铸造和热轧生产新型6xxx铝合金。在一个实施例中，一种方法包括以下步骤：铸造新型6xxx铝合金的铸锭，使所述铸锭均质化，将铸锭辊轧成具有最终规格(经由热轧和/或冷轧)的辊轧产品，对辊轧产品进行溶液热处理，其中溶液热处理包含将辊轧产品加热到一定温度且持续一定时间，使得辊轧产品的Mg2Si中的一些或基本上全部溶解到固体溶液中，且在溶液热处理之后，淬灭辊轧产品(例如水或空气淬灭)。在淬灭之后，可以对辊轧产品进行人工老化。在一些实施例中，可在辊轧步骤之前或之后完成一或多个退火步骤(例如，热轧到第一规格，退火，冷轧到最终规格)。可向人工老化的产品喷漆(例如，用于汽车零件)，且可因此经受油漆烘烤循环。在一个实施例中，由新型合金产生的辊轧铝合金产品可以并入汽车中。
在一个实施例中，经由连续铸造来铸造新型6xxx铝合金产品。在连续铸造下游，产品可(a)辊轧(热轧和/或冷轧)，(b)任选地退火(例如，在热轧之后且在任何冷轧步骤之前)，(c)溶液热处理和淬灭，(d)任选地冷加工(固溶热处理后)，和(e)人工老化，且所有步骤(a)-(e)相比于连续铸造步骤可在线或离线进行。在例如美国专利第7,182,825号、美国专利申请公开案第2014/0000768号和美国专利申请公开案第2014/036998号中描述了使用连续铸造和相关下游步骤来生产新型6xxx铝合金产品的一些方法，所述公开案中的每一个以全文引用的方式并入本文中。可向人工老化的产品喷漆(例如，用于汽车零件)，且可因此经受油漆烘烤循环。
在一个实施例中，热轧包含对中间规格产品的热轧，其中中间规格产品在不大于290℃的温度下退出热轧设备。在热轧之后，可完成任选的退火。在热轧和任何退火之后，可以将中间规格产品冷轧到最终规格。
在另一实施例中，热轧包含对到中间规格产品的辊轧，其中中间规格产品在400-480℃的温度下退出热轧设备。在热轧之后，可接着将中间规格产品冷轧到最终规格，即，在此实施例中，在热轧之后且在冷轧之前不需要退火。
当完成冷轧时，冷轧一般包含将中间规格厚度减小到最终规格厚度。在一个实施例中，冷轧包含至少50％的冷轧。在另一实施例中，冷轧包含至少60％的冷轧。在又一实施例中，冷轧包含至少65％的冷轧。在一个实施例中，冷轧不大于85％。
如本领域技术人员所知，“冷轧XX％”等意指XXCR％，其中XXCR％是当铝合金主体从T1的第一厚度减小到T2的第二厚度时实现的厚度减少量，其中T1是中间规格厚度，并且其中T2是厚度。换句话说，XXCR％等于：
XXCR％＝(1-T2/T1)*100％
例如，当铝合金主体从15.0mm的第一厚度(T1)冷轧到3.0mm的第二厚度(T2)时，XXCR％为80％。例如“冷轧80％(cold rolling 80％)”和“冷轧(cold rolled 80％)”相当于表达式XXCR％＝80％
在一个实施例中，固溶热处理期间的峰值金属温度在504℃到593℃的范围内。峰值金属温度为在固溶热处理期间由合金产品实现的最高温度。
在一个实施例中，将新型6xxx铝合金产品加工到如由ANSI H35.1(2009)定义的T4回火，即，对新型6xxx进行固溶热处理且随后淬灭，并且随后自然地老化到基本上稳定的状况。在一个实施例中，自然老化量为30天，并且在30天的自然老化下测量新型6xxx铝合金的T4特性。
在一个实施例中，将新型6xxx铝合金加工到如由ANSI H35.1(2009)定义的T6回火，即，对新型6xxx进行固溶热处理且接着淬灭，且随后进行人工老化。在一个实施例中，人工老化包含油漆烘烤。在一个实施例中，人工老化由油漆烘烤组成。在一个实施例中，油漆烘烤包含将新型6xxx铝合金产品加热到180℃，且接着保持20分钟。
在一个实施例中，将新型6xxx铝合金加工到如由ANSI H35.1(2009)定义的T8回火，即，对新型6xxx进行固溶热处理且接着淬灭，且随后冷加工(例如拉伸)，并且随后进行人工老化。在一个实施例中，人工老化包含油漆烘烤。在一个实施例中，人工老化由油漆烘烤组成。在一个实施例中，油漆烘烤包含将新型6xxx铝合金产品加热到180℃，且接着保持20分钟。
iii.微观结构
A.再结晶
可完成新型6xxx铝合金步骤的加工，使得新铝合金主体产品实现主要再结晶微观结构。主要再结晶微观结构意指铝合金主体含有至少51％再结晶颗粒(按体积分数计)。可使用用EBSD通过适当SEM和计算机软件分析的适当金相材料样品来测定新型6xxx铝合金产品的再结晶程度，以确定颗粒间取向错误。在一个实施例中，新型6xxx铝合金产品为至少60％再结晶的。在另一实施例中，新型6xxx铝合金产品为至少70％再结晶的。在又一实施例中，新型6xxx铝合金产品为至少80％再结晶的。在另一实施例中，新型6xxx铝合金产品为至少90％再结晶的。在又一实施例中，新型6xxx铝合金产品为至少95％再结晶的。在另一实施例中，新型6xxx铝合金产品为至少98％再结晶的，或更大。
B.粒度和纹理
新型6xxx铝合金产品可实现精细粒度。在一个实施例中，新型6xxx铝合金产品实现不大于45微米的面积加权平均粒度。在另一实施例中，新型6xxx铝合金产品实现不大于40微米的面积加权平均粒度。在一个实施例中，新型6xxx铝合金产品实现至少20微米的面积加权平均粒度。在另一实施例中，新型6xxx铝合金产品实现至少25微米的面积加权平均粒度。在又一实施例中，新型6xxx铝合金产品实现至少30微米的面积加权平均粒度。
新型6xxx铝合金产品可以实现独特的纹理。纹理意指结晶结构的至少一些颗粒的优选取向。使用火柴棍作为类比，考虑由火柴棍构成的材料。如果火柴棍以完全随机的方式包括于材料内，那么所述材料具有随机纹理。然而，如果那些火柴棍中的至少一些的头部对准，即它们指向相同方向，像指南针指向北方，那么材料将归因于对准的火柴棍而具有至少一些纹理。相同原理应用于结晶材料的颗粒。
由铝合金产品的生产产生的纹理组分可包括(仅举几例)铜、S纹理、黄铜、立方体和高斯纹理(Goss texture)中的一或多种。这些纹理组分中的每一种定义于以下表1中。
表1
Figure BDA0003099375910000071
下表是可以通过本文所公开的新型6xxx铝合金实现的纹理组分和范围的非限制性实例。
纹理类型 分钟(％) (最大(％)
立方体 10 25
高斯 0 2.0
黄铜 0 1.5
S 0 3.0
铜 0 2.5
出于本专利申请案的目的，将如下测量和归一化本专利申请案的粒度和纹理：
·将使用Phillips XL-30FESEM或等效物。
·将使用EDAX EBSD Digiview 5检测系统或等效物收集电子反向散射衍射(electron backscatter diffraction，EBSD)图案。将使用EDAX TSL EBSD DataCollection(OIM)TM软件(第7版)或等效物执行EBSD获取。
·将对样品进行截面和抛光以用于分析纵向(longitudinal，L)×短横向(shorttransverse，ST)平面，并且例如通过研磨截面和安装的样品平面且用连续较细磨料抛光到0.05μm胶态二氧化硅(SiO2)来准备用于标准金相分析。最终步骤为振动抛光45分钟。
·在金相制备之后，使用适当宽束氩离子研磨系统(例如，Hitachi IM4000Plus)在3kV和在样品表面上的掠入射角(10度)下操作对样品进行离子研磨15分钟，同时以每分钟25转旋转样品。
·数据获取参数将包括20kV的电子束能量、具有70度的样品倾斜角的光点大小5；将使用0.8微米步长和正方形网格扫描类型。
·将使用8×8分区和增强型图像处理来收集EBSD图案，包括背景减除和归一化强度直方图。在纵向(L)方向(即，薄片产品的辊轧方向)上，图案尺寸在短横向(ST)方向上为全厚度达800微米。
·用于分析所获取的数据的软件应为EDAX TSL OIMTM 8数据分析程序包或类似者。数据分析包括2-步清理程序。第一步为应用于具有0.1的最小置信指数(confidenceindex，CI)和5度的颗粒容差角度的数据的相邻取向相关性2级清理。第二步为颗粒扩张，对于单次迭代，使用5度的颗粒容差角及每颗粒5个点的最小值。
·颗粒被定义成每颗粒具有5个点的最小值以及5度的颗粒容差角。在一个实施例中，软件经由海恩截线法(Heyn linear intercept method)，一般根据ASTM E112-12,§13来确定粒度(平均颗粒直径)。
·在另一实施例中，通过对每个颗粒内的点的数目进行计数且乘以每个点的面积(步长平方)来确定单独粒度。
·以下等式可用于计算粒度(即，等效圆形直径)：
Figure BDA0003099375910000081
其中Ai为如以上所测量的每一单独颗粒的面积。假设颗粒为圆形，那么“vi”为所计算的单独粒度。数目平均粒度v-bar_n为vi的算术平均值。
Figure BDA0003099375910000082
·可使用以下等式计算“面积加权平均粒度”：
Figure BDA0003099375910000083
其中Ai为每一单独颗粒的面积，如上文所述，且其中vi为所计算的单独粒度，如上文所述。“v-bar_a”为面积加权平均粒度。
·存在的纹理组分(立方体％，高斯％，黄铜％，S％，铜％)的定量将被确定为分配到特定纹理组分的测量点的数目分数。如果取向错误角小于13.74度，偏离理想取向，那么将点分配给纹理组分。将此数目分数乘以100以发现样品中的每一纹理组分的百分比。
iv.特性
如上所述，本文所公开的新型6xxx铝合金可以实现改善的特性的组合。在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现90到110MPa的LT(长横向)方向上的T4抗拉屈服强度。在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现在LT(长横向)方向上至少21％的T4均匀伸长率。在一个实施例中，新型6xxx铝合金在LT(长横向)方向上实现至少0.245的T4 n值(10-20％)。出于此段落的目的，将在30天的自然老化之后测量T4特性。
出于本专利申请案的目的，将根据ASTM E8和B557测量抗拉屈服强度和均匀伸长率。出于本专利申请案的目的，将根据ASTM E646使用10-20％应变测量“n值(10-20％)”。
在一个实施例中，当通过在180℃下的油漆烘烤进行人工老化20分钟时，新型6xxx铝合金实现至少160MPa的T6(0％预应变/拉伸)抗拉屈服强度。在另一实施例中，当通过在180℃下的油漆烘烤进行人工老化20分钟时，新型6xxx铝合金实现T6，至少170MPa的(0％预应变/拉伸)抗拉屈服强度。在又一实施例中，当通过在180℃下的油漆烘烤进行人工老化20分钟时，新型6xxx铝合金实现至少180MPa的T6(0％预应变/拉伸)抗拉屈服强度。
在一个实施例中，当SHT后拉伸1-3％且接着在180℃下通过油漆烘烤进行人工老化20分钟时，新型6xxx铝合金实现至少215MPa的T8抗拉屈服强度。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现2或更佳的卷边等级(Hem rating)。卷边等级定义于以下实例中。在另一实施例中，新型6xxx铝合金实现1的卷边等级。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现至少125°的VDA弯曲角。VDA测试将通过使产品自然老化30天，并且然后在L(纵向)方向上拉伸产品10％，并且随后根据VDA238-100弯曲测试规格进行VDA弯曲测试来测试。(https://www.vda.de/en/services/Publications/ vda-238-100-plate-bending-test-for-metallic-materials.html)。在另一实施例中，新型6xxx铝合金实现至少130°的弯曲角。在又一实施例中，新型6xxx铝合金实现至少135°的VDA弯曲角。在另一实施例中，新型6xxx铝合金实现至少140°的VDA弯曲角。在又一实施例中，新型6xxx铝合金实现至少143°的VDA弯曲角。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金缺乏吕德(Ludering)。将通过自然地老化产品8天，并且然后在L(纵向)方向上拉伸产品10％来测试吕德。如果吕德线(Luder line)对肉眼可见，那么产品不缺吕德。如果吕德线对肉眼不可见，那么产品缺乏吕德。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现图1的“优选特性框”中所展示的特性的组合。在这些实施例中的一些中，新型6xxx铝合金实现至少140°的VDA弯曲角。还可实现上文识别的特性中的一些。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现图2的“优选特性框”中所展示的特性的组合。在这些实施例中的一些中，新型6xxx铝合金实现至少140°的VDA弯曲角。还可实现上文识别的特性中的一些。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现图3的“优选特性框”中所展示的特性的组合。在这些实施例中的一些中，新型6xxx铝合金实现至少140°的VDA弯曲角。还可实现上文识别的特性中的一些。
在一个实施例中，新型6xxx铝合金实现图4的“优选特性框”中所展示的特性的组合。在这些实施例中的一些中，新型6xxx铝合金实现至少140°的VDA弯曲角。还可实现上文识别的特性中的一些。
这些图构成本说明书的一部分，且包括本发明的说明性实施例，并且说明了本发明的各种目的和特征。另外，各图中所示的任何测量结果、规格等旨在为说明性的，而不是限制性的。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。
本公开的各种实施例将参照附图进一步进行解释，其中在若干个视图中，相同元件符号表示相同结构。所绘图不一定按比例绘制，相反，重点一般放在说明本发明的原理上。另外，某些特点可以放大以描绘出特定组件的细节。
在已经公开的那些益处和改进当中，根据结合附图进行的以下描述，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅说明可以通过各种形式体现的本发明。另外，连同本发明的各种实施例一起给出的实例中的每一个均旨在为说明性的，而不是限制性的。
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“在一个实施例中”和“在一些实施例中”不一定指相同实施例(虽然它们可以是)。另外，如本文所用，短语“在另一实施例中”和“在一些其它实施例中”不一定指不同实施例(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例组合，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它因素。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”。
附图说明
图1是合金A1-1的颗粒结构的图像。
图2是合金A1-10的颗粒结构的图像。
图3是合金A1-19的颗粒结构的图像。
图4是合金A1-22的颗粒结构的图像。
图5是说明各种实例合金在按原样(T4)回火下的抗拉屈服强度(在油漆烘烤之后，无预应变，即，T6)与n值(10-20％)的关系的图式。
图6是说明各种实例合金在按原样(T4)回火下的抗拉屈服强度(在油漆烘烤之后，无预应变，即，T6)与均匀伸长率的图式。
图7是说明各种实例合金在按原样(T4)回火下的抗拉屈服强度(在油漆烘烤之后，2％预应变，即，T8)与n值(10-20％)的关系的曲线。
图8是说明各种实例合金在按原样(T4)回火下的抗拉屈服强度(在油漆烘烤之后，2％预应变，即，T8)与均匀伸长率的图式。
具体实施方式
以下实施例意在示意本发明并且不应理解为以任何方式限制本发明。
实例1：合金组合物
将具有以下表1中所示的组合物的铝合金铸造成铸锭。
表1：实例1合金的组合物(重量％)
样品 Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Zn 余量
合金A1(本发明) 0.74 0.18 0.13 0.07 0.52 0.03 0.03 0.005 Al+杂质
合金A2(本发明) 0.76 0.14 0.13 0.07 0.54 0.03 0.03 0.007 Al+杂质
合金B1(非本发明) 0.63 0.21 0.13 0.07 0.60 0.03 0.02 0.004 Al+杂质
接着将铸锭均匀化，且接着热轧到出口温度不大于290℃的中间规格。接着将合金冷轧到0.95或1.2mm的最终规格。冷轧量(从中间规格减小到最终规格)提供于以下表2中。然后通过加热将最终规格产品固溶热处理到各种峰值金属温度(表2中展示)，其后立即空气淬灭合金。在淬灭之后，然后拉伸一些合金，而其它合金未拉伸，如表2中所示。然后将所有合金自然地老化30天，然后拉伸一些合金，并且其后通过加热到180℃且然后在此温度下保持20分钟，并且随后冷却到室温来人工老化一些合金(拉伸和未拉伸两者)。在实验室中完成2％拉伸(预应变)并且模拟典型的成型操作。
然后测量各种回火(T4、T6、T8)中的合金的机械特性，其结果提供于以下表3中。根据ASTM E8、ASTM B557测试机械特性。除非另外指明，否则所有所报告的机械特性值用于LT(长横向)方向，并且基于6个样本的平均值。根据ASTM E646使用10-20％应变测量“n值”。
表2：实例1合金的加工
Figure BDA0003099375910000121
Figure BDA0003099375910000131
表3：各种实施例2合金的抗拉特性
Figure BDA0003099375910000132
Figure BDA0003099375910000141
Figure BDA0003099375910000151
对于所有加工条件，本发明合金实现比非本发明合金高的抗拉屈服强度(tensileyield strength，TYS)和最终屈服强度(ultimate yield strength，UTS)。此外，本发明合金展示在较低峰值金属温度下的较小强度损耗。本发明合金此外在大多数加工条件下一般具有比非本发明合金更高的伸长率和更高的n值，指示可成形性得以改善。
实例2：卷边性能测试
选择的实例1合金通过在L方向上拉伸15％来测试其卷边性能，然后进行平卷边测试。在已经自然地老化30天并且无后续人工老化的合金上完成拉伸，即，在15％拉伸之前，合金处于T4回火下。对于每一加工条件完成四条卷边。接着根据以下量表评估卷边等级。
Figure BDA0003099375910000152
下表4展示A1和A2合金的所获得的卷边等级。
表4：选择的实例2合金的卷边等级
Figure BDA0003099375910000153
Figure BDA0003099375910000161
A1合金具有的铁比A2合金多。业内人士将较高铁含量与较差卷边性能联系起来。然而，A1合金展现出比A2合金更好的卷边性能。此外，较高铁含量改善具有较低冷加工水平的样品的卷边性能(例如合金A1-22、A1-23和A1-24具有65％冷加工，并且展现与具有相同规格但仅81％冷加工的合金A1-10、A1-11和A1-12相同的卷边性能)。
实例3：VDA弯曲性能测试
选择的实例1在L方向上拉伸10％且根据VDA 238-100弯曲测试规格来进行测试。(https://www.vda.de/en/services/Publications/vda-238-100-plate-bending-test- for-metallic-materials.html)VDA表示“Verband der Automobilindustrie(汽车工业联合会)”。在已经自然地老化30天并且无后续人工老化的合金上完成拉伸，即，在10％拉伸之前，合金处于T4回火。下表5展示选择的实例2合金的VDA弯曲测试结果。
表5：选择的实例2合金的VDA弯曲测试结果
Figure BDA0003099375910000162
在65％冷加工下，A1合金展示优于A2合金的改善的弯曲。相信至少铁含量的差异促成此特性差异。(在这些所实现的弯曲角水平下，2°的差异是实质差异。)
实例4：吕德
实例1合金的选择样品自然地老化8天，且接着在LT方向上拉伸10％，之后施加油漆涂层。在上漆之后，检查合金以确定是否存在吕德带。下表6展示选择的实例2合金的抗拉屈服强度和吕德带结果。
表6：选择的实例1合金的吕德结果
合金编号 TYS(MPa) 吕德出现
A1-1 108 无
A1-2 105 无
A1-3 101 无
A1-10 108 无
A1-11 103 无
A1-12 96 无
A1-13 106 无
A1-14 103 无
A1-15 100 无
A1-19 110 无
A1-20 104 无
A1-21 98 无
B1-1 107 无
B1-2 98 无
B1-3 88 是
B1-10 107 无
B1-11 101 是
B1-12 93 是
如表6中所示，仅非本发明合金展示吕德带的出现。对于一系列合金加工，本发明合金未出现任何吕德带。
实例5：纹理和粒度
经由扫描电子显微镜中的电子背散射检测，获得来自实例2的选择A1样品的粒度和纹理测量。粒度和纹理测量的结果展示于以下表7中。此外，经由SEM获得的颗粒结构图像展示于图1-4中。
表7：选择的实例2合金的粒度和纹理值
Figure BDA0003099375910000171
表7展示在较高水平的冷加工的情况下，A1合金具有较精细(较小)颗粒结构和较高水平的立方体纹理。图1-4展示经由SEM获得的合金A1-1、A1-10、A1-19和A1-22的颗粒结构图像。从合金A1-1、A1-10、A1-19和A1-22的这些图像获得的加权平均粒度分别为32μm、32μm、34μm和41μm。再次，在较高水平的冷加工的情况下，A1合金具有较精细(较小)颗粒结构。当比较本发明和相同加工的非本发明合金的粒度测量时，合金A1-1具有比合金B1-1更粗糙的颗粒结构。
因此，在一些实施例中，本文所公开的新型合金的粒度面积加权平均值可为20微米到45微米。在一个实施例中，新型合金的粒度为30到40微米。
在一些实施例中，本文所公开的新型合金可以呈薄片形式并且具有以下纹理特征：
纹理类型 分钟(％) (最大(％)
立方体 10 25
高斯 0 2.0
黄铜 0 1.5
S 0 3.0
铜 0 2.5
虽然已详细描述了本公开内容的各种实施例，但显而易见，本领域技术人员将想到那些实施例的修改和适应。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 (32)

1.一种6xxx铝合金，其包含：
0.65-0.85重量％Si；
0.40-0.59重量％Mg；
其中(Mg重量％)/(Si重量％)为0.47至0.90；
0.05-0.35重量％Fe；
0.04-0.13重量％Mn；
0-0.20重量％Cu；
0-0.15重量％Cr；
0-0.15重量％Zr；
0-0.15重量％Ti；
0-0.10重量％Zn；
0-0.05重量％V；
余量为铝和杂质。
2.根据权利要求1所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括至少0.675wt％Si，或至少0.70重量％Si。
3.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.825重量％Si，或不超过0.80重量％Si。
4.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括至少0.425重量％Mg，或至少0.45重量％Mg，0.475重量％Mg，或至少0.50重量％Mg。
5.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.57重量％Mg。
6.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述(Mg重量％)/(Si重量％)为至少0.50、或至少0.52、或至少0.54、或至少0.56、或至少0.58、或至少0.60。
7.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述(Mg重量％)/(Si重量％)不大于0.88，或不大于0.86，或不大于0.84，或不大于0.82。
8.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括至少0.08重量％Fe。
9.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.32重量％Fe，或不超过0.28重量％Fe，或不超过0.26重量％Fe。
10.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括至少0.02重量％Cu，或至少0.04重量％Cu，或至少0.06重量％Cu，或至少0.07重量％Cu，或至少0.08重量％Cu，或至少0.09重量％Cu。
11.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.19重量％Cu，或不超过0.18重量％Cu，或不超过0.17重量％Cu。
12.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括至少0.05重量％Mn，或至少0.06重量％Mn。
13.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不大于0.12重量％Mn，或不超过0.11重量％Mn，或不超过0.10重量％Mn。
14.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括至少0.01重量％Cr，或至少0.02重量％Cr。
15.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Cr，或不超过0.08重量％Cr，或不超过0.06重量％Cr，或不超过0.05重量％Cr。
16.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Zr，或不超过0.05重量％Zr，或不超过0.03重量％Zr，或不超过0.01重量％Zr。
17.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.10重量％Ti，或不超过0.08重量％Ti，或不超过0.05重量％Ti。
18.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.05重量％Zn，或不超过0.03重量％Zn，或不超过0.01重量％Zn。
19.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金包括不超过0.03重量％V，或不超过0.01重量％V。
20.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金总共包括不超过0.15重量％的所述杂质，且其中所述6xxx铝合金包括不超过0.05重量％的每种所述杂质。
21.根据前述权利要求中任一项所述的6xxx铝合金，其中所述6xxx铝合金总共包括不超过0.10重量％的所述杂质，并且其中所述6xxx铝合金包括不超过0.03重量％的每种所述杂质。
22.一种6xxx铝合金，其包含：
0.70-0.80重量％Si；
0.49-0.59重量％Mg；
其中(Mg重量％)/(Si重量％)为0.61至0.84；
0.09-0.29重量％Fe；
0.06-0.10重量％Mn；
0.09-0.17重量％Cu；
0.01-0.05重量％Cr；
0.01-0.05重量％Ti；
不超过0.05重量％Zn；
不超过0.05重量％V；
不超过0.05重量％Zr；
余量为铝和杂质。
23.一种方法，其包含：
(a)将根据权利要求1到22中任一项所述的6xxx铝合金铸造为铸造产品；
(b)将所述铸造产品热轧成中间规格产品，其中：
(i)所述中间规格产品的出口温度不大于290℃，并且其中在所述热轧之后完成所述中间规格产品的退火；或
(ii)所述中间规格产品的出口温度为400℃到480℃；
(c)将所述中间规格产品冷轧成最终规格产品；
其中所述中间规格产品具有接收到时的厚度；
其中所述最终规格产品具有最终厚度；
其中所述冷轧包含将所述接收到时的厚度减小至少50％以实现所述最终厚度。
24.根据权利要求23所述的方法，其包含：
在所述冷轧之后，对溶液进行热处理且接着将所述最终规格产品淬灭；
其中所述溶液热处理包含将所述最终规格产品加热到峰值金属温度；
其中所述峰值金属温度不大于593℃。
25.根据权利要求24所述的方法，其包含：
在所述淬灭之后，使所述最终规格产品人工老化。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述人工老化包含油漆烘烤。
27.根据权利要求23所述的方法，其包含：
在所述淬灭之后，使所述最终规格产品自然老化至少3天。
28.根据权利要求23所述的方法，其中所述最终规格产品实现主要再结晶微观结构。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述最终规格产品实现不大于45微米或不大于40微米的面积加权平均粒度。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述最终规格产品实现至少20微米、或至少25微米、或至少30微米的面积加权平均粒度。
31.根据权利要求28所述的方法，其中所述最终规格产品包含至少10％立方体纹理。
32.一种6xxx铝合金薄片产品，其包含：
0.65-0.85重量％Si；
0.40-0.59重量％Mg；
其中(Mg重量％)/(Si重量％)为0.47至0.90；
0.05-0.35重量％Fe；
0.04-0.13重量％Mn；
0-0.20重量％Cu；
0-0.15重量％Cr；
0-0.15重量％Zr；
0-0.15重量％Ti；
0-0.10重量％Zn；
0-0.05重量％V；
余量为铝和杂质；
其中所述6xxx铝合金薄片产品的厚度为1.5到4.0mm；
其中所述6xxx铝合金片产品具有主要再结晶微观结构；
其中所述6xxx铝合金薄片产品实现5到45微米的加权平均粒度；并且
其中所述6xxx铝合金薄片产品包含至少10％立方体纹理。
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