CN114144536A - 超高强度铝合金产品及其制造方法 - Google Patents

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CN114144536A CN202080041110.6A CN202080041110A CN114144536A CN 114144536 A CN114144536 A CN 114144536A CN 202080041110 A CN202080041110 A CN 202080041110A CN 114144536 A CN114144536 A CN 114144536A
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Abstract

本文提供了超高强度铝合金和由其制备的产品，以及加工超高强度铝合金的方法。本文所述的铝合金是高溶质合金，所述高溶质合金除铝之外还包含显著量的锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)和其他元素。本文所述的铝合金适于老化后加工而不会开裂。

Description

超高强度铝合金产品及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年6月3日提交的美国临时申请62/856,204的权益，该临时申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及冶金学，并且更具体地涉及制备铝合金和制造铝合金产品。
背景技术
铝合金产品正在各种应用中迅速取代钢产品，所述各种应用包括汽车、运输和电子应用。铝合金产品可以表现出期望的强度和成型性，以在许多用途中适当地替代钢。然而，在一些应用中，由于超高强度钢(例如，表现出150–170MPa/(g/cm3))范围内的比强度值的钢)的可用性，优选使用钢。在这些情况下，由于强度要求，原始设备制造商默认使用钢，所述强度要求在使用铝合金产品时被认为是无法实现的。因此，需要表现出与钢相当的强度水平的铝合金产品。
发明内容
本发明涵盖的实施方案由权利要求书而非本发明内容限定。本发明内容是对本发明的各个方面的高度概括，并且介绍了在以下的具体实施方式部分中将进一步描述的一些概念。本发明内容并不意图确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。应当参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每个权利要求来理解本主题。
本文描述了超高强度铝合金和由其制备的产品，以及加工超高强度铝合金的方法。本文所述的铝合金可实现高达300MPa/(g/cm3)的比屈服强度，这显著高于超高强度钢实现的比屈服强度，所述超高强度钢的比屈服强度可在150–170MPa/(g/cm3)的范围内。铝合金组合物中的合金元素的独特组合以及加工铝合金组合物的方法导致铝合金产品的强度可媲美并超过先前仅通过钢基产品可实现的强度。
本文所述的铝合金包含约5.5重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.0重量％至2.5重量％Cu、少于0.10重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.25重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。在一些非限制性实例中，铝合金包含约7.1重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.6重量％至2.5重量％Cu、0重量％至0.09重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.20重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。在一些非限制性实例中，铝合金包含约8.3重量％至10.7重量％Zn、2.0重量％至2.6重量％Mg、2.0重量％至2.5重量％Cu、0.01重量％至0.09重量％Mn、0.01重量％至0.20重量％Cr、0.01重量％至0.20重量％Si、0.05重量％至0.25重量％Fe、0.01重量％至0.05重量％Ti、0.05重量％至0.20重量％Zr、至多0.10重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。在一些非限制性实例中，铝合金包含约8.5重量％至10.5重量％Zn、2.0重量％至2.5重量％Mg、2.0重量％至2.4重量％Cu、0.02重量％至0.06重量％Mn、0.03重量％至0.15重量％Cr、0.01重量％至0.10重量％Si、0.08重量％至0.20重量％Fe、0.02重量％至0.05重量％Ti、0.10重量％至0.15重量％Zr、至多0.10重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
任选地，Zn、Mg和Cu的组合量为约9.5重量％至16重量％。在一些非限制性实例中，Cu与Mg的比率为约1:1至约1:2.5，Cu与Zn的比率为约1:3至约1:8，并且/或者Mg与Zn的比率为约1:2至约1:6。在一些非限制性实例中，Mn和Cr的组合量为至少约0.06重量％，并且/或者Zr和Sc的组合量为至少约0.06重量％。铝合金可任选地包含含Sc的分散体、含Zr的分散体或含Sc和Zr的分散体。在一些情况下，铝合金还包含至多约0.1重量％Er，并且合金可包含含Er的分散体。在某些实例中，铝合金还包含至多约0.1重量％Hf，并且合金可包含含Hf的分散体。
本文还描述了包含如本文所述的铝合金的铝合金产品。铝合金产品可任选地为片材，其中该片材可任选地具有小于约4mm(例如，约0.1mm至约3.2mm)的厚度。铝合金产品在处于T9回火时可任选地具有约700MPa或更大的屈服强度并且/或者在处于T6回火时可任选地具有约600MPa或更大的屈服强度。任选地，铝合金产品在处于T9回火时可具有至少约2％的总伸长率并且/或者在处于T6回火时可具有至少约7％的总伸长率。铝合金产品可包括汽车车身零件、运输车身零件、航天车身零件、航海结构或非结构零件或电子设备外壳。
本文还描述了制备铝合金产品的方法。该方法包括铸造如本文所述的铝合金以制备铸造铝合金产品，使铸造铝合金产品均质化以制备均质化铸造铝合金产品，对均质化铸造铝合金产品进行热轧和冷轧以制备轧制铝合金产品，对轧制铝合金产品进行固溶热处理，对轧制铝合金产品进行老化以制备老化铝合金产品，并且使老化铝合金产品经受一个或多个老化后加工步骤，其中所述一个或多个老化后加工步骤导致老化铝合金产品的厚度压下率。任选地，所述一个或多个老化后加工步骤包括老化后冷轧步骤、进一步人工老化步骤和老化后温轧步骤中的一者或多者。
在一些非限制性实例中，所述一个或多个老化后加工步骤包括在室温下或在约-100℃至约0℃的温度下进行的老化后冷轧步骤。任选地，所述一个或多个老化后加工步骤包括在约65℃至约250℃范围内的温度下进行的老化后温轧步骤。老化后温轧步骤可任选地导致约10％至约60％的厚度压下率。任选地，所述一个或多个老化后加工步骤还可包括在约250℃至约400℃的温度下进行的温成形步骤、在0℃至约-200℃的温度下进行的低温成形步骤和/或在约室温至约400℃的温度下进行的辊轧成形步骤。
附图说明
图1是示出如本文所述的加工方法的示意图。
图2是示出如本文所述的加工方法的示意图。
图3是示出如本文所述的加工方法的示意图。
图4A至图4C是示出如本文所述的三种加工方法的示意图。
图5是示出如本文所述的铝合金的计算的固相线和固溶线温度的图。
图6是示出如本文所述的铝合金的计算的沉淀质量分数的图。
图7是示出如本文所述的合金A、B、C、D、E、F、G和H处于T6回火时的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图8是示出如本文所述的合金A、D、E和G处于T9回火时的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图9是示出如本文所述的合金A、D、E、F、G和H在温轧后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图10是示出如本文所述的合金D在不同的老化和轧制过程后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图11是示出如本文所述的合金E在不同的固溶热处理温度后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图12是示出如本文所述的合金E在不同的固溶热处理时间后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图13是示出如本文所述的合金G在不同的固溶热处理温度后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图14是示出如本文所述的合金G在不同的固溶热处理时间后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图15是示出如本文所述的合金G在不同的老化过程后的屈服强度和总伸长率测量值的图。
图16包含显微照片，示出如本文所述的合金A、B、C、D、E、F、G和H的沉淀含量。
图17包含显微照片，示出如本文所述的合金A、B、C、D、E、F、G和H的晶粒结构。
具体实施方式
本文提供了超高强度铝合金和由其制备的产品，以及加工超高强度铝合金的方法。如下文进一步详述，本文所述的铝合金是高溶质合金，这意味着除铝之外，合金还包含显著量的锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)和其他元素。这种高溶质合金很难铸造和铸造后加工。例如，在一些情况下，直接冷硬铸造不适合铸造高溶质合金。此外，对人工老化后的高溶质合金进行冷轧也很麻烦，常常会导致开裂。这些障碍被本文所述的合金和方法克服，其允许高溶质合金的老化后加工(例如，轧制)而不会开裂。下文进一步详述合金组合物和加工方法。
定义和描述
如本文所用，术语“发明”、“该发明”、“此发明”和“本发明”旨在广泛地指代本专利申请和所附权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制下文的专利权利要求的含义或范围。
在该描述中，参考了由铝工业标号，诸如“系列”或“6xxx”的标识的合金。为了理解命名和标识铝以及其合金中最常使用的数字标号系统，参见“International AlloyDesignations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and WroughtAluminum Alloys”或“Registration Record of Aluminum Association AlloyDesignations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Formof Castings and Ingot”，两者都由美国铝业协会出版。
如本文中所使用，除非上下文中另外明确指示，否则单数形式“一种”、“一个”和“所述”包括单数和复数个指示物。
如本文所用，板通常具有大于约15mm的厚度。例如，板可以是指厚度大于约15mm、大于约20mm、大于约25mm、大于约30mm、大于约35mm、大于约40mm、大于约45mm、大于约50mm或大于约100mm的铝产品。
如本文所用，沙特板(也称为片材板)的厚度通常为约4mm至约15mm。例如，沙特板的厚度可以为约4mm、约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、约10mm、约11mm、约12mm、约13mm、约14mm或约15mm。
如本文所用，片材通常是指厚度小于约4mm的铝产品。例如，片材可以具有小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm、小于约1mm、小于约0.5mm、小于约0.3mm或小于约0.1mm的厚度。
在本申请中参考合金回火或状态。要了解最常用的合金回火描述，参见“AmericanNational Standards(ANSI)H35 on Alloy and Temper Designation Systems”。F状态或回火是指制造的铝合金。O状态或回火是指退火后的铝合金。T1状态或回火是指从热加工冷却并自然老化(例如，在环境温度下)的铝合金。T2状态或回火是指从热加工冷却、冷加工并自然老化的铝合金。T3状态或回火是指经固溶热处理、冷加工并自然老化的铝合金。T4状态或回火是指经固溶热处理并自然老化的铝合金。T5状态或回火是指从热加工冷却并人工老化(在高温下)的铝合金。T6状态或回火是指经固溶热处理并人工老化的铝合金。T7状态或回火是指经固溶热处理并人工过老化的铝合金。T8x状态或回火是指经固溶热处理、冷加工并人工老化的铝合金。T9状态或回火是指经固溶热处理、人工老化并冷加工的铝合金。
如本文中所使用，“室温”的含义可以包括约15℃至约30℃的温度，例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃。
如本文所用，诸如“铸造的铝合金产品”、“铸造的金属产品”、“铸造的产品”等术语是可互换的，并且是指通过直接冷硬铸造(包括直接冷硬共铸造)或半连续铸造、连续铸造(包括例如通过使用双带式铸造机、双辊式铸造机、块式铸造机或任何其他连续铸造机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其他铸造方法或它们的任何组合制备的产品。
本文所公开的所有范围应理解为涵盖端点以及其中包含的任何和所有子范围。例如，指定范围的“1至10”应被视为包括最小值1与最大值10之间(并且包括1和10)的任何和所有子范围；即，所有子范围均以最小值1或更大开始(如1至6.1)，并且以最大值10或更小结束(如5.5至10)。
以下铝合金根据基于合金的总重量的其元素组成的重量百分比(重量％)进行描述。在每种合金的某些实例中，剩余部分为铝，其中杂质总和的最大重量％为0.15％。
合金组成
本文描述了在老化后(例如，处于T6或T9回火时)表现出异常高强度的新型铝合金。本文所述的铝合金可实现超过超高强度钢所表现出的屈服强度。本文所述的铝合金是高溶质合金，这意味着除铝之外，合金还包含显著量的锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)和/或其他元素，如下文进一步详述。在一些情况下，本文所述的铝合金包含锆(Zr)和钪(Sc)中的一者或两者，其与铝合金组合物中存在的其他元素相互作用以形成有助于强化铝合金产品的分散体，如下文进一步描述。在一些实例中，铝合金可包含铒(Er)或铪(Hf)中的一者或两者，其与组合物中存在的其他元素相互作用以形成有助于强化铝合金产品的分散体(例如，含Er的分散体和/或含Hf的分散体)，如下文进一步描述。
在一些情况下，如本文所述的铝合金可具有如表1中提供的以下元素组成。
表1
Figure BDA0003389063130000081
在一些实例中，如本文所述的铝合金可具有如表2中提供的以下元素组成。
表2
Figure BDA0003389063130000091
在一些实例中，如本文所述的铝合金可具有如表3中提供的以下元素组成。
表3
Figure BDA0003389063130000092
在一些实例中，如本文所述的铝合金可具有如表4中提供的以下元素组成。
表4
Figure BDA0003389063130000101
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的锌(Zn)的量为约5.5％至约11.0％(例如，约6.0％至约11.0％、约6.5％至约11.0％、约7.0％至约11.0％、约7.5％至约11.0％、约8.0％至约11.0％、约8.1％至约11.0％、约8.1％至约10.9％、约8.1％至约10.8％、约8.1％至约10.7％、约8.1％至约10.6％、约8.1％至约10.5％、约8.2％至约11.0％、约8.2％至约10.9％、约8.2％至约10.8％、约8.2％至约10.7％、约8.2％至约10.6％、约8.2％至约10.5％、约8.3％至约11.0％、约8.3％至约10.9％、约8.3％至约10.8％、约8.3％至约10.7％、约8.3％至约10.6％、约8.3％至约10.5％、约8.4％至约11.0％、约8.4％至约10.9％、约8.4％至约10.8％、约8.4％至约10.7％、约8.4％至约10.6％、约8.4％至约10.5％、约8.5％至约11.0％、约8.5％至约10.9％、约8.5％至约10.8％、约8.5％至约10.7％、约8.5％至约10.6％、或约8.5％至约10.5％)。例如，铝合金可包含5.5％、5.6％、5.7％、5.8％、5.9％、6.0％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％、6.8％、6.9％、7.0％、7.1％、7.2％、7.3％、7.4％、7.5％、7.6％、7.7％、7.8％、7.9％、8.0％、8.1％、8.2％、8.3％、8.4％、8.5％、8.6％、8.7％、8.8％、8.9％、9.0％、9.1％、9.2％、9.3％、9.4％、9.5％、9.6％、9.7％、9.8％、9.9％、10.0％、10.1％、10.2％、10.3％、10.4％、10.5％、10.6％、10.7％、10.8％、10.9％或11.0％Zn。所有以重量％表达。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的镁(Mg)的量为约2.0％至约3.0％(例如，约2.0％至约2.9％、约2.0％至约2.8％、约2.0％至约2.7％、约2.0％至约2.6％、约2.0％至约2.5％、约2.1％至约3.0％、约2.1％至约2.9％、约2.1％至约2.8％、约2.1％至约2.7％、约2.1％至约2.6％、约2.1％至约2.5％、约2.2％至约3.0％、约2.2％至约2.9％、约2.2％至约2.8％、约2.2％至约2.7％、约2.2％至约2.6％、约2.2％至约2.5％、约2.3％至约3.0％、约2.3％至约2.9％、约2.3％至约2.8％、约2.3％至约2.7％、约2.3％至约2.6％、或约2.3％至约2.5％)。例如，合金可包含2.0％、2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％、2.5％、2.55％、2.6％、2.65％、2.7％、2.75％、2.8％、2.85％、2.9％、2.95％或3.0％Mg。所有以重量％表达。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的铜(Cu)的量为约1.0％至约2.5％(例如，约1.1％至约2.4％、约1.2％至约2.3％、约1.3％至约2.2％、约1.4％至约2.1％、约1.5％至约2.0％、约1.6％至约1.9％、约1.7％至约1.8％、约1.6％至约2.5％、约1.8％至约2.1％、约2.0％至约2.5％、约2.0％至约2.4％、或约2.0％至约2.3％)。例如，合金可包含1.0％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％、1.55％、1.6％、1.65％、1.7％、1.75％、1.8％、1.85％、1.9％、1.95％、2.0％、2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％或2.5％Cu。所有以重量％表达。
上述铝合金可包含显著量的Zn、Mg和Cu。如本文所用，显着量的Zn、Mg和Cu意指铝合金中存在的Zn、Mg和Cu的组合量可以在约9.3％至约16.5％的范围内。例如，Zn、Mg和Cu的组合量可以在约9.5％至约16％、约10％至约16％、或约11％至约16％的范围内。在一些实例中，Zn、Mg和Cu的组合量可为约9.3％、9.4％、9.5％、9.6％、9.7％、9.8％、9.9％、10.0％、10.1％、10.2％、10.3％、10.4％、10.5％、10.6％、10.7％、10.8％、10.9％、11.0％、11.1％、11.2％、11.3％、11.4％、11.5％、11.6％、11.7％、11.8％、11.9％、12.0％、12.1％、12.2％、12.3％、12.4％、12.5％、12.6％、12.7％、12.8％、12.9％、13.0％、13.1％、13.2％、13.3％、13.4％、13.5％、13.6％、13.7％、13.8％、13.9％、14.0％、14.1％、14.2％、14.3％、14.4％、14.5％、14.6％、14.7％、14.8％、14.9％、15.0％、15.1％、15.2％、15.3％、15.4％、15.5％、15.6％、15.7％、15.8％、15.9％或16.0％。
为了确保达到适当的强化水平，仔细控制铝合金中的Zn、Mg和Cu的相对量。在一些实例中，Cu与Mg的比率为约1:1至约1:2.5(例如，约1:1至约1:2)。例如，Cu与Mg的比率可为约1:1、1:1.05、1:1.1、1:1.15、1:1.2、1:1.25、1:1.3、1:1.35、1:1.4、1:1.45、1:1.5、1:1.55、1:1.6、1:1.65、1:1.7、1:1.75、1:1.8、1:1.85、1:1.9、1:1.95、1:2、1:2.05、1:2.1、1:2.15、1:2.2、1:2.25、1:2.3、1:2.35、1:2.4、1:2.45或1:2.5。
在一些实例中，Cu与Zn的比率为约1:3至约1:8(例如，约1:3.5至约1:7或约1:3.6至1:6.9)。例如，Cu与Zn的比率可为约1:3.5、1:3.6、1:3.7、1:3.8、1:3.9、1:4、1:4.1、1:4.2、1:4.3、1:4.4、1:4.5、1:4.6、1:4.7、1:4.8、1:4.9、1:5、1:5.1、1:5.2、1:5.3、1:5.4、1:5.5、1:5.6、1:5.7、1:5.8、1:5.9、1:6、1:6.1、1:6.2、1:6.3、1:6.4、1:6.5、1:6.6、1:6.7、1:6.8、1:6.9、1:7、1:7.1、1:7.2、1:7.3、1:7.4、1:7.5、1:7.6、1:7.7、1:7.8、1:7.9或1:8。
在一些实例中，Mg与Zn的比率为约1:2至约1:6(例如，约1:2.1至约1:5.5或约1:2.2至1:5.2)。例如，Mg与Zn的比率可为约1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9、1:3、1:3.1、1:3.2、1:3.3、1:3.4、1:3.5、1:3.6、1:3.7、1:3.8、1:3.9、1:4、1:4.1、1:4.2、1:4.3、1:4.4、1:4.5、1:4.6、1:4.7、1:4.8、1:4.9、1:5、1:5.1、1:5.2、1:5.3、1:5.4、1:5.5、1:5.6、1:5.7、1:5.8、1:5.9或1:6。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的锰(Mn)的量少于约0.10％(例如，约0.001％至约0.09％、约0.01％至约0.09％、约0.01％至约0.08％、约0.01％至约0.07％、约0.01％至约0.6％、约0.02％至约0.10％、约0.02％至约0.09％、约0.02％至约0.08％、约0.02％至约0.07％、或约0.02％至约0.06％)。例如，合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％或0.09％Mn。在一些情况下，合金中不存在Mn(即，0％)。所有以重量％表达。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的铬(Cr)的量至多约0.25％(例如，约0.01％至约0.25％、约0.01％至约0.20％、约0.01％至约0.15％、约0.02％至约0.25％、约0.02％至约0.20％、约0.02％至约0.15％、约0.03％至约0.25％、约0.03％至约0.20％、或约0.03％至约0.15％)。例如，合金可包含0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％或0.25％Cr。在一些情况下，合金中不存在Cr(即，0％)。所有以重量％表达。
在一些情况下，本文所述的铝合金包含至少约0.06％的Mn和Cr的组合。例如，本文所述的铝合金中的Mn和Cr的组合含量可为约0.07％至约0.5％、约0.08％至约0.4％、约0.09％至约0.3％、或约0.1％至约0.25％。所有以重量％表达。如本文所用，“Mn和Cr的组合含量”或“Mn和Cr的组合”是指合金中元素的总量，但并不表示这两种元素都是必需的。在一些实例中，Mn和Cr都存在于铝合金中并且组合含量基于合金中这两种元素的总量。在一些实例中，仅存在Mn或Cr中的一者并且因此组合含量基于合金中存在的元素的量。在某些方面，Mn和Cr的组合含量根据每种元素在铝合金基体中的溶解度来考虑。例如，Mn可以大于1.8％的浓度掺入铝合金中，并且Cr可以至多约0.3％的浓度掺入铝合金中。Mn在铝合金基体中表现出比Cr更大的溶解度。
在某些方面，Mn和Cr可以在铝合金基体中形成分散体。分散体是可以减慢或阻止重结晶和/或增加铝合金的断裂韧性的二次沉淀。在一些情况下，分散体可具有约10nm至约500nm(例如，约25nm至约450nm、约50nm至约400nm、约75nm至约350nm、约100nm至约300nm、或约150nm至约250nm)的直径范围。例如，分散体的直径可为约10nm、约20nm、约30nm、约40nm、约50nm、约60nm、约70nm、约80nm、约90nm、约100nm、约110nm、约120nm、约130nm、约140nm、约150nm、约160nm、约170nm、约180nm、约190nm、约200nm、约210nm、约220nm、约230nm、约240nm、约250nm、约260nm、约270nm、约280nm、约290nm、约300nm、约310nm、约320nm、约330nm、约340nm、约350nm、约360nm、约370nm、约380nm、约390nm、约400nm、约410nm、约420nm、约430nm、约440nm、约450nm、约460nm、约470nm、约480nm、约490nm或约500nm。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的硅(Si)的量至多约0.2％(例如，约0.01％至约0.20％、约0.01％至约0.15％、约0.01％至约0.10％、约0.02％至约0.20％、约0.02％至约0.15％、约0.02％至约0.10％、约0.04％至约0.20％、约0.04％至约0.15％、或约0.04％至约0.10％)。例如，合金可包含0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％或0.2％Si。在一些情况下，合金中不存在Si(即，0％)。所有以重量％表达。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的铁(Fe)的量为约0.05％至约0.30％(例如，约0.05％至约0.25％、约0.05％至约0.20％、约0.08％至约0.30％、约0.08％至约0.25％、约0.08％至约0.20％、约0.1％至约0.30％、约0.1％至约0.25％、或约0.1％至约0.20％)。例如，合金可包括0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％或0.30％Fe。所有以重量％表达。
在一些实例中，本文所述的铝合金包含钛(Ti)。在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的Ti的量至多约0.1％(例如，约0.001％至约0.1％、约0.005％至约0.1％、约0.01％至约0.1％、或约0.01％至约0.05％)。例如，合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％或0.1％Ti。在一些情况下，合金中不存在Ti(即，0％)。所有以重量％表达。
在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的锆(Zr)的量为约0.05％至约0.25％(例如，约0.05％至约0.20％、约0.05％至约0.15％、约0.08％至约0.25％、约0.08％至约0.20％、约0.08％至约0.15％、约0.1％至约0.25％、约0.1％至约0.20％、或约0.1％至约0.15％)。例如，合金可包含0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％或0.25％Zr。所有以重量％表达。
在一些实例中，本文所述的铝合金包含钪(Sc)。在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的Sc的量至多约0.25％(例如，至多约0.10％、约0.001％至约0.25％、约0.005％至约0.25％、约0.01％至约0.25％、约0.001％至约0.20％、约0.005％至约0.20％、约0.01％至约0.20％、约0.001％至约0.15％、约0.005％至约0.15％、约0.01％至约0.15％、约0.001％至约0.10％、约0.005％至约0.10％、约0.01％至约0.10％、或约0.01％至约0.05％)。例如，合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％或0.25％Sc。所有以重量％表达。
在一些实例中，本文所述的铝合金包含铒(Er)。在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的Er的量至多约0.1％(例如，约0.001％至约0.1％、约0.005％至约0.1％、约0.01％至约0.1％、约0.05％至约0.1％、或约0.01％至约0.05％)。例如，合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％或0.1％Er。在一些情况下，合金中不存在Er(即，0％)。所有以重量％表达。
在一些实例中，本文所述的铝合金包含铪(Hf)。在一些实例中，基于合金的总重量，本文所述的铝合金包含的Hf的量至多约0.1％(例如，约0.001％至约0.1％、约0.005％至约0.1％、约0.01％至约0.1％、约0.05％至约0.1％、或约0.01％至约0.05％)。例如，合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％或0.1％Hf。在一些情况下，合金中不存在Hf(即，0％)。所有以重量％表达。
在一些情况下，本文所述的铝合金包含至少约0.06％的Zr和Sc的组合。例如，本文所述的铝合金中的Zr和Sc的组合含量可为约0.07％至约0.5％、约0.08％至约0.4％、约0.09％至约0.3％、或约0.1％至约0.25％。所有以重量％表达。如本文所用，“Zr和Sr的组合含量”或“Zr和Sc的组合”是指合金中元素的总量，但并不表示这两种元素都是必需的。在一些实例中，Zr和Sc都存在于铝合金中并且组合含量基于合金中这两种元素的总量。在一些实例中，仅存在Zr或Sc中的一者并且因此组合含量基于合金中存在的元素的量。铝合金可任选地包含含钪的分散体、含锆的分散体、含钪和锆的分散体、钪-锆-铒分散体、含铪的分散体、任何其他合适的分散体、或它们的任何组合。
任选地，本文所述的铝合金还可包含其他微量元素，有时称为杂质，其量为0.05％或以下、0.04％或以下、0.03％或以下、0.02％或以下、或0.01％或以下。这些杂质可包括但不限于V、Ni、Sc、Zr、Sn、Ga、Ca、Bi、Na、Pb或它们的组合。因此，V、Ni、Sc、Zr、Sn、Ga、Ca、Bi、Na或Pb可以0.05％或以下、0.04％或以下、0.03％或以下、0.02％或以下、或0.01％或以下的量存在于合金中。所有杂质的总和不超过0.15％(例如，0.1％)。所有以重量％表达。每种合金的其余百分比是铝。
制备铝合金的方法
铝合金特性部分地由合金制备过程中微结构的形成来决定。在某些方面，合金组合物的制备方法可能会影响或者甚至决定合金是否具有适合期望应用的特性。
铸造
如本文所述的铝合金可以使用任何合适的铸造方法铸造成铸造铝合金产品。例如，铸造工艺可包括直接冷硬(DC)铸造工艺或连续铸造(CC)工艺。在一些实例中，金属可以使用CC工艺进行铸造，所述CC工艺可包括但不限于使用双带式铸造机、双辊式铸造机或块式铸造机，以形成锭坯、板坯、沙特板、带坯等形式的铸造产品。
然后可使铸造铝合金产品经受进一步加工步骤。例如，如本文所述的加工方法可包括均质化、热轧、冷轧、固溶热处理和/或人工老化以形成铝合金产品的步骤。加工方法还可包括一个或多个老化后加工步骤，诸如冷轧、进一步人工老化和/或温轧。
均质化
均质化步骤可包括加热铸造铝合金产品以达到最高约550℃(例如最高550℃、最高540℃、最高530℃、最高520℃、最高510℃、最高500℃、最高490℃、最高480℃、最高470℃或最高460℃)的温度。例如，铸造铝合金产品可加热到约450℃至约550℃(例如，约455℃至约550℃、约460℃至约535℃、或约465℃至约525℃)的温度。在一些情况下，加热速率可为约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。在其他情况下，加热速率可为约10℃/min至约100℃/min(例如，约10℃/min至约90℃/min、约10℃/min至约70℃/min、约10℃/min至约60℃/min、约20℃/min至约90℃/min、约30℃/min至约80℃/min、约40℃/min至约70℃/min、或约50℃/min至约60℃/min)。铸造铝合金产品可以使用任何合适的加热设备进行加热，诸如空气炉、隧道炉或感应炉。在某些方面，均质化是一步法。在一些实例中，均质化是如下所述的两步法。
然后使铸造铝合金产品均热处理一段时间。根据一个非限制性实例，使铸造铝合金产品均热处理至多约30小时(例如，约20分钟至约30小时或约5小时至约20小时，包括端值在内)。例如，铸造铝合金产品可在约450℃至约550℃的温度下均热处理约20分钟、约30分钟、约45分钟、约1小时、约1.5小时、约2小时、约3小时、约4小时、约5小时、约6小时、约7小时、约8小时、约9小时、约10小时、约11小时、约12小时、约13小时、约14小时、约15小时、约16小时、约17小时、约18小时、约19小时、约20小时、约21小时、约22小时、约23小时、约24小时、约25小时、约26小时、约27小时、约28小时、约29小时、约30小时或其间的任何时间。
热轧
在均质化步骤之后，可以进行热轧步骤。在某些情况下，将铸造铝合金产品放下并以约350℃至450℃(例如，约360℃至约450℃、约375℃至约440℃、或约400℃至约430℃)的入口温度范围进行热轧。入口温度可为例如约350℃、355℃、360℃、365℃、370℃、375℃、380℃、385℃、390℃、395℃、400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃或其间的任何温度。在一些实施方案中，铸造铝合金产品从均质化温度冷却至热轧入口温度。在某些情况下，热辊出口温度可在约200℃至约290℃(例如，约210℃至约280℃或约220℃至约270℃)的范围内。例如，热辊出口温度可为约200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃或其间的任何温度。
在某些情况下，铸造铝合金产品被热轧至约3mm至约15mm厚度(例如，约5mm至约12mm厚度)，其被称为热轧带。例如，铸造产品可被热轧成15mm厚度、14mm厚度、13mm厚度、12mm厚度、11mm厚度、10mm厚度、9mm厚度、8mm厚度、7mm厚度、6mm厚度、5mm厚度、4mm厚度或3mm厚度。由于热轧而导致的铸造铝合金产品的厚度方面的压下率百分比可在约50％至约80％的范围内(例如，约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％或约80％的厚度压下率)。所轧制的热轧带的回火称为F回火。
任选地，在热轧后，可以使所轧制的热轧带经受两步均质化过程的第二步。例如，第一均质化步骤可包括在DC铸造或CC之后加热铸造铝合金产品，以达到最高约400℃(例如，最高约395℃、最高约390℃、最高约385℃、最高约380℃、最高约375℃、最高约370℃、最高约365℃或最高约360℃)的温度。铸造铝合金产品可以在第一均质化温度下均热处理至多约4小时(例如，至多约3.5小时、至多约3小时、至多约2.5小时或至多约2小时)。热轧后，第二均质化步骤可包括加热所轧制的热轧带，以达到最高约490℃(例如，最高约485℃、最高约480℃、最高约475℃、最高约470℃、最高约465℃、最高约460℃、最高约455℃或最高约450℃)的温度。所轧制的热轧带可在第二均质化温度下均热处理至多约2小时(例如，至多约1.5小时或至多约1小时)，以提供均质化热轧带。在某些情况下，均质化热轧带可被进一步热轧至最终厚度(例如，在热轧机或精轧机中)。在一些实例中，均质化热轧带可被进一步热轧至50％的压下率，然后冷轧至最终厚度(如下所述)。
卷材冷却
任选地，热轧带可在离开热轧机时被盘绕成热轧带卷材(即，中间厚度的铝合金产品卷材)。在一些实例中，热轧带在离开热轧机时被盘绕成热轧带卷材，导致F-回火。在一些另外的实例中，热轧带卷材在空气中冷却。空气冷却步骤可以约12.5℃/小时(℃/h)至约3600℃/h的速率进行。例如，卷材冷却步骤可以约12.5℃/h、25℃/h、50℃/h、100℃/h、200℃/h、400℃/h、800℃/h、1600℃/h、3200℃/h、3600℃/h或其间的任何速率进行。在一些另外的实例中，空气冷却的卷材被储存一段时间。在一些实例中，热轧带卷材保持在约100℃至约350℃(例如，约200℃或约300℃)的温度。
冷轧
冷轧步骤可任选地在固溶热处理步骤之前进行。在某些方面，热轧带被冷轧成铝合金产品(例如，片材)。在一些实例中，铝合金片材的厚度为4mm或更小、3mm或更小、2mm或更小、1mm或更小、0.9mm或更小、0.8mm或更小、0.7mm或更小、0.6mm或更小、0.5mm或更小、0.4mm或更小、0.3mm或更小、0.2mm或更小、或0.1mm。由于冷轧而导致的成为铝合金片材的热轧带的厚度方面的压下率百分比可以在约40％至约80％(例如，约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％或约80％)的厚度压下率范围内。
任选的中间退火
在一些非限制性实例中，任选的中间退火步骤可以在冷轧期间进行。例如，可将热轧带材冷轧至中间冷轧厚度，退火，然后冷轧至较低厚度。在一些方面，任选的中间退火可以在分批过程中进行(即，分批中间退火步骤)。中间退火步骤可以在约300℃至约450℃(例如，约310℃、约320℃、约330℃、约340℃、约350℃、约360℃、约370℃、约380℃、约390℃、约400℃、约410℃、约420℃、约430℃、约440℃或约450℃)的温度下进行。
固溶热处理
固溶热处理步骤可包括将铝合金产品从室温加热到峰值金属温度。任选地，峰值金属温度可为约460℃至约550℃(例如，约465℃至约545℃、约470℃至约540℃、约475℃至约535℃、约480℃至约530℃、或约465℃至约500℃)。铝合金产品可以在峰值金属温度下均热处理一段时间。在某些方面，使铝合金产品均热处理至多约60分钟(例如，约10秒至约60分钟，包括端值在内)。例如，铝合金产品可在约460℃至约550℃的峰值金属温度下均热处理10秒、15秒、20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒、65秒、70秒、75秒、80秒、85秒、90秒、95秒、100秒、105秒、110秒、115秒、120秒、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、60分钟或其间的任何时间。在固溶热处理后，铝合金产品可以从峰值金属温度淬火，如下所述。
淬火
任选地，铝合金产品可以在固溶热处理后在室温水中以约50℃/s至约800℃/s(例如，约75℃/s至约750℃/s、约100℃/s至约700℃/s、约150℃/s至约650℃/s、约200℃/s至约600℃/s、约250℃/s至约550℃/s、约300℃/s至约500℃/s、或约350℃/s至约450℃/s)的淬火速率进行淬火。例如，铝合金产品可以约50℃/s、约75℃/s、约100℃/s、约125℃/s、约150℃/s、约175℃/s、约200℃/s、约225℃/s、约250℃/s、约275℃/s、约300℃/s、约325℃/s、约350℃/s、约375℃/s、约400℃/s、约425℃/s、约450℃/s、约475℃/s、约500℃/s、约525℃/s、约550℃/s、约575℃/s、约600℃/s、约625℃/s、约650℃/s、约675℃/s、约700℃/s、约725℃/s、约750℃/s、约775℃/s或约800℃/s的速率进行淬火。
老化
任选地，然后可对铝合金产品进行自然老化和/或人工老化(例如，在固溶热处理和/或淬火之后)。在一些非限制性实例中，铝合金产品可通过在室温(例如，约15℃、约20℃、约25℃或约30℃)下储存至少72小时而自然老化至T4回火。例如铝合金产品可以自然老化72小时、84小时、96小时、108小时、120小时、132小时、144小时、156小时、168小时、180小时、192小时、204小时、216小时、240小时、264小时、288小时、312小时、336小时、360小时、384小时、408小时、432小时、456小时、480小时、504小时、528小时、552小时、576小时、600小时、624小时、648小时、672小时或其间的任何时间。
在一些非限制性实例中，铝合金产品可通过在约120℃至约160℃的温度下加热产品一段时间而人工老化至T6回火。例如，铝合金产品可通过在约125℃、约130℃、约135℃、约140℃、约145℃、约150℃、约155℃或约160℃的温度下加热而人工老化。铝合金产品可加热至多36小时(例如，1小时至36小时、5小时至30小时、或8小时至24小时)的时间段。例如，铝合金产品可加热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小时或36小时。
在老化过程后，铝合金产品可以任选地在一个或多个老化后过程中进行进一步加工(例如，老化后冷轧、老化后温轧和/或进一步人工老化)。任选地，进一步加工可得到处于T9回火的铝合金产品。进一步加工还导致对铝合金产品的沉淀强化和应变硬化效应。
老化后冷轧
可任选地对老化后的铝合金产品(在本文中称为老化的铝合金产品)进行老化后冷轧步骤。冷轧可在约-130℃至室温(例如，约-130℃至约30℃、约-100℃至约20℃、或约-50℃至约15℃)范围内的温度下进行。例如，通过单独使用或与溶剂(例如，有机溶剂)结合使用冰、干冰或液氮，可实现低温以进行老化后冷轧。在低于0℃的温度下轧制在本文中也称为深冷轧制或低温轧制。同样，低于0℃的温度在本文中被称为低温温度。在某些方面，老化的铝合金产品被冷轧以产生约10％至约50％的厚度压下率(例如，约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％或约50％的厚度压下率)。所得的冷轧的老化铝合金产品可具有3.6mm或更小、3mm或更小、2mm或更小、1mm或更小、0.9mm或更小、0.8mm或更小、0.7mm或更小、0.6mm或更小、0.5mm或更小、0.4mm或更小、0.3mm或更小、0.2mm或更小、或0.1mm的厚度。
进一步人工老化
任选地，冷轧的老化铝合金产品然后可以进一步老化(例如，进一步人工老化或进一步预老化)。在一些非限制性实例中，冷轧的老化铝合金产品可通过在约80℃至约160℃的温度下加热铝合金产品一段时间而人工老化至T6回火。例如，冷轧的老化铝合金产品可通过在约80℃、约85℃、约90℃、约95℃、约100℃、约105℃、约110℃、约115℃、约120℃、约125℃、约130℃、约135℃、约140℃、约145℃、约150℃、约155℃或约160℃的温度下加热而人工老化。冷轧的老化铝合金产品可加热至多36小时(例如，10分钟至36小时、1小时至30小时或8小时至24小时)的时间段。例如，冷轧的老化铝合金产品可加热10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50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小时或36小时。
老化后温轧
在任选的老化后冷轧和任选的进一步人工老化之后，可以进行老化后温轧步骤。老化后温轧可在约65℃至约250℃(例如，约65℃至约240℃、约70℃至约230℃、约70℃至约220℃、约70℃至约210℃、约70℃至约200℃、约70℃至约190℃、约70℃至约180℃、约70℃至约170℃、约70℃至约160℃、约80℃至约150℃、约90℃至约140℃、约100℃至约130℃、或约110℃至约125℃)的温度下进行。老化后温轧在被设计为抑制或防止沉淀粗化和/或溶解的温度下进行。例如，η相沉淀(例如，MgZn2)可以在7xxx系列铝合金中形成，并且本文所述的方法可防止MgZn2沉淀的形成。此外，硅化镁(Mg2Si)沉淀可在6xxx系列铝合金中形成，并且本文所述的方法可防止Mg2Si沉淀的形成。
在某些方面，进行老化后温轧以得到约10％至约60％的材料厚度压下率(例如，约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％或约60％的厚度压下率)。所得的铝合金产品可具有3.2mm或更小、3mm或更小、2mm或更小、1mm或更小、0.9mm或更小、0.8mm或更小、0.7mm或更小、0.6mm或更小、0.5mm或更小、0.4mm或更小、0.3mm或更小、0.2mm或更小、或0.1mm的厚度。如本文所述进行的老化后温轧引发材料的冶金退行以实现软化状态，这允许对铝合金产品执行成形技术。老化后温轧材料适于各种变形技术，包括热成形(例如，在约400℃至约600℃的温度下使铝合金产品成形)、温成形(例如，在约250℃至约400℃的温度下使铝合金产品成形)、低温成形(例如，在约0℃至约-200℃的温度下使铝合金产品成形)、辊轧成形(例如，在约室温至约400℃的温度下使铝合金产品辊轧成形)和/或室温成形(例如，在室温下使铝合金产品成形)，以提供成形的铝合金产品。变形可包括切割、冲压、压制、压制成形、拉延或可产生本领域普通技术人员已知的二维或三维形状的其他方法。这种非平面铝合金产品可称为“冲压的”、“压制的”、“压制成形的”、“拉延的”、“三维成型的”、“辊轧成形的”或其他类似术语。
合金微结构和特性
本文所述的铝合金和铝合金产品可包含分散体。在包含钪和/或锆的实例中，可形成包含所述元素中的一者或两者的分散体。在一些实例中，铝合金和由其制备的铝合金产品可包含含钪的分散体、含锆的分散体或含钪和锆的分散体。本文所述的分散体可具有在约5nm至约30nm(例如，约6nm至约29nm、约7nm至约28nm、约8nm至约27nm、约9nm至约26nm、约10nm至约25nm、约11nm至约24nm、约12nm至约23nm、约13nm至约22nm、约14nm至约21nm、约15nm至约20nm、约16nm至约19nm、或约17nm至约18nm)范围内的任何直径。例如，分散体可具有约5nm、约6nm、约7nm、约8nm、约9nm、约10nm、约11nm、约12nm、约13nm、约14nm、约15nm、约16nm、约17nm、约18nm、约19nm、约20nm、约21nm、约22nm、约23nm、约24nm、约25nm、约26nm、约27nm、约28nm、约29nm或约30nm的直径。
如上所述，如本文所述的铝合金和由其制备的铝合金产品表现出异常高的强度值。在一些实例中，铝合金产品在例如处于T9回火时具有约700MPa或更大的屈服强度。例如，铝合金产品可具有705MPa或更大、710MPa或更大、715MPa或更大、720MPa或更大、725MPa或更大、730MPa或更大、735MPa或更大、740MPa或更大、745MPa或更大、750MPa或更大、755MPa或更大、760MPa或更大、765MPa或更大、770MPa或更大、775MPa或更大、780MPa或更大、785MPa或更大、790MPa或更大、795MPa或更大、800MPa或更大、810MPa或更大、815MPa或更大、820MPa或更大、825MPa或更大、830MPa或更大、835MPa或更大、840MPa或更大、845MPa或更大、850MPa或更大、855MPa或更大、860MPa或更大、865MPa或更大、870MPa或更大、875MPa或更大、880MPa或更大、885MPa或更大、890MPa或更大、895MPa或更大、或900MPa或更大的屈服强度。在一些情况下，屈服强度为约700MPa至约1000MPa(例如，约705MPa至约950MPa、约710MPa至约900MPa、约715MPa至约850、或约720MPa约800MPa)。
在一些实例中，铝合金产品在例如处于T6回火时具有约600MPa或更大的屈服强度。例如，铝合金产品可具有600MPa或更大、605MPa或更大、610MPa或更大、615MPa或更大、620MPa或更大、625MPa或更大、630MPa或更大、635MPa或更大、或640MPa或更大的屈服强度。在一些情况下，铝合金产品可具有约600MPa至约650MPa(例如，约605MPa至约645MPa、约610MPa至约640MPa、或约615MPa至约640MPa)的屈服强度。
在一些情况下，铝合金产品在例如处于T9回火时可具有至少约2％且至多约5％的总伸长率。例如，铝合金产品的总伸长率可为约2％、3％、4％或5％或其间的任何值。
在一些情况下，铝合金产品在例如处于T6回火时可具有至少约7％且至多约15％的总伸长率。例如，铝合金产品的总伸长率可为约7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％或其间的任何值。
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，或任何其他期望应用。在一些实例中，合金和方法可用于制备机动车辆车身零件产品，诸如安全升降机、白车身、防撞导轨、保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件(例如，A柱、B柱和C柱)、内板、外板、侧板、内罩、外罩或行李箱盖板。本文所述的铝合金和方法还可用于飞机或铁路车辆应用中，以制备例如外部和内部面板。
本文所述的合金和方法还可用于电子应用中，以制备例如外部和内部壳体。例如，本文所述的合金和方法还可用于制备包括移动电话和平板计算机的电子设备的外壳。在一些实例中，合金可用于制备移动电话(例如，智能电话)和平板底架的外罩的外壳。
在某些方面，产品和方法可用于制备航天车辆车身零件产品。例如，所公开的产品和方法可用于制备飞机机身零件，诸如蒙皮合金。在一些实例中，产品和方法可用于制备航海结构或非结构零件。
在一些情况下，产品和方法可用于制备建筑零件。例如，所公开的产品和方法可用于制备建筑板、美学零件、屋顶板、遮阳篷、门、窗框等。
产品和方法可用于任何其他期望应用。
合适的合金、产品和方法的说明
说明1是一种铝合金，该铝合金包含约5.5重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.0重量％至2.5重量％Cu、少于0.10重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.25重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
说明2是任何前述或后续说明的铝合金，该铝合金包含约7.1重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.6重量％至2.5重量％Cu、0重量％至0.09重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.20重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
说明3是任何前述或后续说明的铝合金，该铝合金包含约8.3重量％至10.7重量％Zn、2.0重量％至2.6重量％Mg、2.0重量％至2.5重量％Cu、0.01重量％至0.09重量％Mn、0.01重量％至0.20重量％Cr、0.01重量％至0.20重量％Si、0.05重量％至0.25重量％Fe、0.01重量％至0.05重量％Ti、0.05重量％至0.20重量％Zr、至多0.10重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
说明4是任何前述或后续说明的铝合金，该铝合金包含约8.5重量％至10.5重量％Zn、2.0重量％至2.5重量％Mg、2.0重量％至2.4重量％Cu、0.02重量％至0.06重量％Mn、0.03重量％至0.15重量％Cr、0.01重量％至0.10重量％Si、0.08重量％至0.20重量％Fe、0.02重量％至0.05重量％Ti、0.10重量％至0.15重量％Zr、至多0.10重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
说明5是任何前述或后续说明的铝合金，其中Zn、Mg和Cu的组合量为约9.5％至16％。
说明6是任何前述或后续说明的铝合金，其中Cu与Mg的比率为约1:1至约1:2.5。
说明7是任何前述或后续说明的铝合金，其中Cu与Zn的比率为约1:3至约1:8。
说明8是任何前述或后续说明的铝合金，其中Mg与Zn的比率为约1:2至约1:6。
说明9是任何前述或后续说明的铝合金，其中Mn和Cr的组合量为至少约0.06重量％。
说明10是任何前述或后续说明的铝合金，其中Zr和Sc的组合量为至少约0.06重量％。
说明11是任何前述或后续说明的铝合金，其中铝合金包含含Sc的分散体、含Zr的分散体或含Sc和Zr的分散体。
说明12是任何前述或后续说明的铝合金，该铝合金还包含至多约0.1重量％Er。
说明13是任何前述或后续说明的铝合金，其中铝合金包含含Er的分散体。
说明14是任何前述或后续说明的铝合金，该铝合金还包含至多约0.1重量％Hf。
说明15是任何前述或后续说明的铝合金，其中铝合金包含含Hf的分散体。
说明16是一种铝合金产品，该铝合金产品包含根据任一前述说明的铝合金。
说明17是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中铝合金产品包括片材。
说明18是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中片材的厚度小于约4mm。
说明19是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中片材的厚度为约0.1mm至约3.2mm。
说明20是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中铝合金产品在处于T9回火时具有约700MPa或更大的屈服强度。
说明21是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中铝合金产品在处于T6回火时具有约600MPa或更大的屈服强度。
说明22是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中铝合金产品在处于T9回火时具有至少约2％的总伸长率。
说明23是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中铝合金产品在处于T6回火时具有至少约7％的总伸长率。
说明24是任何前述或后续说明的铝合金产品，其中铝合金产品包括汽车车身零件、运输车身零件、航天车身零件、航海结构或非结构零件或电子设备外壳。
说明25是一种制备铝合金产品的方法，该方法包括铸造根据任一前述说明的铝合金以制备铸造铝合金产品，使铸造铝合金产品均质化以制备均质化铸造铝合金产品，对均质化铸造铝合金产品进行热轧和冷轧以制备轧制铝合金产品，对轧制铝合金产品进行固溶热处理，对轧制铝合金产品进行老化以制备老化铝合金产品，并且使老化铝合金产品经受一个或多个老化后加工步骤，其中所述一个或多个老化后加工步骤导致老化铝合金产品的厚度压下率。
说明26是任何前述或后续说明的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括老化后冷轧步骤、进一步人工老化步骤和老化后温轧步骤中的一者或多者。
说明27是任何前述或后续说明的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括在室温下进行的老化后冷轧步骤。
说明28是任何前述或后续说明的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括在约-100℃至约0℃范围内的温度下进行的老化后冷轧步骤。
说明29是任何前述或后续说明的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括在约65℃至约250℃范围内的温度下进行的老化后温轧步骤。
说明30是任何前述或后续说明的方法，其中老化后温轧步骤导致约10％至约60％的厚度压下率。
说明31是任何前述或后续说明的铝合金，还包括在约250℃至约400℃的温度下进行的温成形步骤。
说明32是任何前述或后续说明的铝合金，还包括在0℃至约-200℃的温度下进行的低温成形步骤。
说明33是任何前述或后续说明的铝合金，还包括在约室温至约400℃的温度下进行的辊轧成形步骤。
以下实施例将用于进一步说明本发明，但不构成对本发明的任何限制。相反，应当清楚地理解，在阅读本文的说明书之后本领域技术人员可以想到作出各种其他实施方案、修改以及其等效方案而不背离本发明的实质。
实施例
实施例1：合金组合物、加工和特性
具有下表5中所示组成的铝合金通过连续铸造然后均质化、热轧、冷轧、固溶热处理、淬火和人工老化以根据本文所述的方法产生T6回火来制备。根据本文所述的方法，还在老化后加工步骤中进一步加工合金以达到T9回火。改变某些参数，包括固溶热处理温度、固溶热处理均热时间、老化后轧制条件和进一步老化条件，如下文进一步详述。
表5
Figure BDA0003389063130000311
在表5中，所有值均以整体的重量百分比(重量％)表示。合金可包含至多0.15重量％的总杂质，其余为铝。合金A是对比7075铝合金。下表6示出了对比合金A和合金B-H的Mg、Cu和Zn的组合溶质含量。此外，表6示出了Zn与Mg、Mg与Cu以及Zr与Sc的溶质比率。
表6
合金 Mg+Cu+Zn Zn/Mg Mg/Cu Zr/Sc
A 9.92 2.17 1.63 -
B 11.87 2.68 1.66 -
C 12.11 2.67 1.65 0.75
D 12.70 4.00 1.92 -
E 13.30 3.44 1.08 -
F 13.39 3.47 1.07 1.28
G 14.43 5.08 1.00 -
H 15.06 4.22 1.24 1.23
在表6中，所有值均以整体的重量百分比(重量％)表示。
如本文所述的加工方法示于图1、图2、图3和图4A至图4C中。在工艺流程A的实例中(参见图1)，本文所述的铝合金经由双带式铸造机被连续铸造为具有10.0mm厚度的板坯，其中铸造机出口温度为约400℃至约450℃。所铸造的板坯在约400℃至约450℃的隧道炉中均质化。均质化的板坯从均质化温度冷却到约400℃至约410℃并进行热轧。进行热轧以得到50％–80％的压下率(例如，在热轧机中使用一个或多个热轧道次)，随后将材料从约200℃至约230℃的热轧机(在图1中称为“HM”)出口温度进行盘绕冷却。热轧后，将铝合金在冷轧机(在图1中称为“CM”)中冷轧至50％–80％的压下率。将冷轧铝合金盘绕并使其冷却，随后在约480℃的峰值金属温度(PMT)下进行固溶热处理(在图1中称为“SHT”)，并在PMT下保持约5分钟。固溶热处理后，将铝合金在室温水中以约50℃/s至约800℃/s的淬火速率进行淬火。将经固溶热处理的铝合金在约120℃的PMT下在空气炉中人工老化约24小时。
在工艺流程B的实例中(参见图2)，本文所述的铝合金经由双带式铸造机被连续铸造为具有10.0mm厚度的板坯，其中铸造机出口温度为约400℃至约450℃。所铸造的板坯在约400℃至约450℃的隧道炉中均质化。将均质化的板坯冷却到约400℃至约410℃并进行热轧。进行热轧以得到50％–80％的压下率，随后将材料从约200℃至约230℃的热轧机(在图2中称为“HM”)出口温度进行盘绕冷却。热轧后，铝合金根据组成经由各种方法均质化(即，特定于组成的均质化)。合金A、B、D、E和G(例如，组成中未添加Sc的合金)在约465℃下进行一步均质化2小时。合金C、F和H(例如，组成中包含Sc的合金)经受两步均质化过程。合金C、F和H首先在约365℃下均质化约4小时，然后在约465℃下均质化约2小时。在特定于组成的均质化后，对比合金A和合金B-H在热轧机(在图2中称为“HM”)中轧制成最终厚度，或者在冷轧机(在图2中称为“CM”)中冷轧至50％–80％压下率。将冷轧铝合金盘绕并使其冷却，随后在约480℃的峰值金属温度(PMT)下进行固溶热处理(在图2中称为“SHT”)，并在PMT下保持约5分钟。固溶热处理后，将铝合金在室温水中以约50℃/s至约800℃/s的淬火速率进行淬火。将经固溶热处理的铝合金在约120℃的PMT下在空气炉中人工老化约24小时。
对比合金A和合金B-H经受进一步热处理和轧制，以提供处于T8x回火的对比合金A和合金B-H。在图3的实施例中，在固溶热处理后(如上面的图1和图2的实施例)，对比合金A和合金B-H在约80℃至约160℃的温度下预老化约10分钟至约60分钟。将预老化对比合金A和合金B-H冷轧或温轧(在图3中称为“WR”)至5％至20％压下率，并在约120℃的PMT下在空气炉中人工老化约24小时。
在人工老化后(例如，在上述图1、图2或图3的实施例中)，对比合金A和合金B-H经受进一步热处理和轧制，以提供处于T9回火的对比合金A和合金B-H。在图4A至图4C的实施例中，使用三种方法来提供处于T9回火的对比合金A和合金B-H。低温方法(在图4A的实施例中)包括将对比合金A和合金B-H浸入液氮中，以获得0℃至约-200℃(例如，约-50℃至约-120℃)的金属温度。在液氮浸泡后，将对比合金A和合金B-H冷轧至介于10％和50％之间的压下率。在介于-50℃和-120℃之间的温度下冷轧通过冻结合金中的最大位错密度提供了更高的强度(例如，约100MPa的屈服强度增加)，如下文进一步讨论。另选地，冷轧方法(在图4B的实施例中)包括将人工老化的对比合金A和合金B-H冷轧至介于10％和50％之间的压下率。与低温方法类似，人工老化后的冷轧过程通过在合金中捕获最大位错密度来提供更高的强度。最后，温轧方法(在图4C的实施例中)包括将对比合金A和合金B-H再加热至约80℃至约160℃的温度约10分钟至约60分钟，然后温轧至介于10％和80％之间的压下率。温轧提供了更高的压下率(即，更薄的铝合金)，并经由变形结构提供了更高的强度。
使用热力学计算来确定在图1至图4C的实施例中描述的加工方法中使用的固溶热处理温度。图5示出了溶质含量对包含Cu、Mg和Zn的铝合金的固相线温度的影响。如图5所示，铝合金的固相线温度随着溶质含量的增加而降低。热力学计算为确定对比合金A和合金B-H的固溶热处理温度提供了基础。
进一步使用热力学计算来确定溶质含量对强化沉淀MgZn2的产生的影响。图6示出了当Cu、Mg和Zn溶质含量增加时预期的MgZn2相增加。此外，图6示出了约13重量％的溶质含量(例如，Cu+Mg+Zn)预期在铝合金中提供最大的MgZn2相。
对比合金A和合金B-H在根据上述方法加工后进行机械特性测试。对比合金A和合金B-H的拉伸特性示于图7至图15中。作为对比实施例，图7示出了对比合金A和合金B-H处于T6回火时的拉伸特性(例如，与以本文所述的T8x和T9回火提供的合金相比)。另外，图7示出了增加铝合金中的溶质含量的影响。对比合金A具有9.92重量％的Mg+Cu+Zn组合含量，并且合金B-H的Mg+Cu+Zn组合含量为至少11.8重量％(参见表6)。如图7所示，越高的溶质含量提供越高的屈服强度，验证了上述热力学计算。此外，添加的Sc提供了更高的屈服强度，如在合金C、F和H中所证实(例如，屈服强度从约50MPa至约70MPa增加到约600MPa至约700MPa的范围)。另外，对比合金A和合金B-H的伸长率在约8％至约14％的范围内。
在上述低温加工之后对合金A、D、E和G进行拉伸测试，从而提供处于T9回火的合金A、D、E和G。图8示出了合金A、D、E和G在通过低温方法加工后的屈服强度和伸长率。如图8所示，低温方法提供了在10％辊轧压下率后屈服强度增加约100MPa的铝合金。
在上述温轧加工后对合金A、D、E、F、G和H进行拉伸测试，从而提供处于T9回火的合金A、D、E、F、G和H。图9示出了合金A、D、E、F、G和H在通过图4C的实施例中的温轧方法加工后的屈服强度和伸长率。如图9所示，温轧方法提供了在各种轧制压下率(在图9中称为“温轧压下率％”)后屈服强度增加约100MPa的铝合金。
对均处于T6回火的对比合金A(对比AA7075铝合金)和合金B-H进一步进行各种加工方法，包括如上所述的低温温度下的轧制(称为“低温轧制”，对于本实施例，在-100℃的温度下进行)、冷轧(对于本实施例，在室温下进行)和温轧(对于本实施例，在120℃下进行)，以提供均处于T9回火的对比合金A和合金B-H。对处于T9回火的对比合金A和合金B-H进行后续的拉伸测试。各种轧制条件对拉伸特性的影响汇总于下表7中。
表7
Figure BDA0003389063130000351
Figure BDA0003389063130000361
将合金D在各种老化和轧制条件后进行拉伸测试。图10示出了合金D在480℃下固溶热处理5分钟、各种老化过程(在图10中称为“老化条件”)、各种轧制温度(在图10中称为“轧制温度”，并且“RT”表示室温)和各种轧制压下率(在图10中称为“CR/WR％”)后的屈服强度和伸长率。如图10所示，冷轧压下率捕获了位错密度，从而为任何经由冷轧的压下率量提供了更高的屈服强度。此外，图10示出，作为温轧过程一部分的加热步骤溶解了一些MgZn2强化沉淀，从而使屈服强度增加少于冷轧过程提供的增加。另外，与在140℃下轧制相比，更高的轧制温度(例如，160℃)提供更低的屈服强度，表明MgZn2加强了沉淀的溶解。
在各种固溶热处理过程后对合金E进行拉伸测试，从而提供处于T6回火的合金E，如图11所示。有趣的是，在较高的PMT下固溶热处理对屈服强度的影响可以忽略不计，但是伸长率随着固溶热处理温度的升高而降低。另外，合金E展示了在约470℃至约490℃范围内的温度下进行固溶热处理的能力。另外，图12示出了合金E在固溶热处理过程中均热时间的影响。如图12所示，均热时间对屈服强度和伸长率的影响可以忽略不计，并且合金E可经受短(例如，5分钟)均热时间，以实现高强度和伸长率。
在各种固溶热处理过程后对合金G进行拉伸测试，从而提供处于T6回火的合金G，如图13所示。有趣的是，在较高PMT下进行固溶热处理对屈服强度和伸长率的影响可以忽略不计。合金G展示了在约460℃至约500℃范围内的温度下进行固溶热处理的能力。另外，图14示出了合金G在固溶热处理过程中均热时间的影响。如图14所示，均热时间对屈服强度和伸长率的影响可以忽略不计，并且合金G可经受短(例如，5分钟)均热时间，以实现高强度和伸长率。此外，在各种人工老化过程(例如，在80℃、100℃、120℃和150℃下人工老化0.5小时、1小时、2小时、4小时、8小时、16小时和24小时)后对合金G进行拉伸测试。
在各种人工老化过程后，合金G以T8x回火提供。在图15的实施例中，屈服强度随不同老化时间的变化显示为实线曲线。在不同老化时间内的伸长率变化显示为虚线曲线。如图15所示，在150℃下的人工老化在0.5小时人工老化后提供了过老化的合金G。否则，屈服强度和伸长率不受影响。
评估对比合金A和合金B-H的微结构，并示于图16至图17中。图16示出了合金A、B、D、E和G中的Al3Zr分散体含量，以及合金C、F和H中的Al3Sc分散体含量(在显微照片中显示为暗点)。Al3Zr和Al3Sc分散体的直径在5nm至10nm的范围内。图17示出了对比合金A和合金B-H的重结晶。合金C、F和H(即，含Sc的合金)未重结晶。由于Al3Zr分散体的形成，合金B、D、E和G部分地重结晶。由于合金中没有Zr或Sc，合金A完全重结晶。根据本文所述的方法向合金B-H中添加Zr和Sc并加工合金B-H提供了屈服强度大于700MPa的铝合金。
以上引用的所有专利、出版物和摘要均全文以引用方式并入本文。为了实现本发明的各个目的，已经描述了本发明的各个实施方案。应当认识到，这些实施方案仅是说明本发明的原理。在不脱离如在以下权利要求中所定义的本发明的实质和范围的情况下，其各种修改和改动对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种铝合金，其包含5.5重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.0重量％至2.5重量％Cu、少于0.10重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.25重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
2.如权利要求1所述的铝合金，其包含7.1重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.6重量％至2.5重量％Cu、0重量％至0.09重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.20重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
3.如权利要求1或2所述的铝合金，其包含8.3重量％至10.7重量％Zn、2.0重量％至2.6重量％Mg、2.0重量％至2.5重量％Cu、0.01重量％至0.09重量％Mn、0.01重量％至0.20重量％Cr、0.01重量％至0.20重量％Si、0.05重量％至0.25重量％Fe、0.01重量％至0.05重量％Ti、0.05重量％至0.20重量％Zr、至多0.10重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
4.如权利要求1至3中任一项所述的铝合金，其包含8.5重量％至10.5重量％Zn、2.0重量％至2.5重量％Mg、2.0重量％至2.4重量％Cu、0.02重量％至0.06重量％Mn、0.03重量％至0.15重量％Cr、0.01重量％至0.10重量％Si、0.08重量％至0.20重量％Fe、0.02重量％至0.05重量％Ti、0.10重量％至0.15重量％Zr、至多0.10重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al。
5.如权利要求1至4中任一项所述的铝合金，其中Zn、Mg和Cu的组合量为9.5％至16％。
6.如权利要求1至5中任一项所述的铝合金，其中所述铝合金的Cu与Mg的比率为1:1至1:2.5；Cu与Zn的比率为约1:3至约1:8；并且/或者Mg与Zn的比率为约1:2至约1:6。
7.如权利要求1至6中任一项所述的铝合金，其中Mn和Cr的组合量为至少0.06重量％。
8.如权利要求1至7中任一项所述的铝合金，其中Zr和Sc的组合量为至少0.06重量％。
9.如权利要求1至8中任一项所述的铝合金，其中所述铝合金包含含Sc的分散体、含Zr的分散体或含Sc和Zr的分散体。
10.如权利要求1至9中任一项所述的铝合金，其还包含至多0.1重量％Er，其中所述铝合金包含含Er的分散体。
11.如权利要求1至10中任一项所述的铝合金，其还包含至多0.1重量％Hf，其中所述铝合金包含含Hf的分散体。
12.一种铝合金产品，其产品包含如权利要求1至11中任一项所述的铝合金。
13.如权利要求12所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品包括厚度小于约4mm的片材。
14.如权利要求12或13所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品在处于T9回火时具有约700MPa或更大的屈服强度，并且/或者在处于T9回火时具有至少约2％的总伸长率。
15.如权利要求12至14中任一项所述的铝合金产品，其中所述铝合金产品在处于T6回火时具有约600MPa或更大的屈服强度，并且/或者在处于T6回火时具有至少约7％的总伸长率。
16.一种制备铝合金产品的方法，所述方法包括：
铸造铝合金以制备铸造铝合金产品，其中所述铝合金包含约5.5重量％至11.0重量％Zn、2.0重量％至3.0重量％Mg、1.0重量％至2.5重量％Cu、少于0.10重量％Mn、至多0.25重量％Cr、至多0.20重量％Si、0.05重量％至0.30重量％Fe、至多0.10重量％Ti、0.05重量％至0.25重量％Zr、至多0.25重量％Sc、至多0.15重量％杂质、以及Al；
使所述铸造铝合金产品均质化以制备均质化铸造铝合金产品；
对所述均质化铸造铝合金产品进行热轧和冷轧以制备轧制铝合金产品；
对所述轧制铝合金产品进行固溶热处理；
对所述轧制铝合金产品进行老化以制备老化铝合金产品；并且
使所述老化铝合金产品经受一个或多个老化后加工步骤，其中所述一个或多个老化后加工步骤导致所述老化铝合金产品的厚度压下率。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括老化后冷轧步骤、进一步人工老化步骤和老化后温轧步骤中的一者或多者。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括在室温下进行或在约-100℃至约0℃范围内的温度下进行的老化后冷轧步骤。
19.如权利要求16或17所述的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括在约65℃至约250℃范围内的温度下进行的老化后温轧步骤，其中所述老化后温轧步骤导致约10％至约60％的厚度压下率。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个老化后加工步骤包括在约250℃至约400℃的温度下进行的温成形步骤、在0℃至约-200℃的温度下进行的低温成形步骤、或在约室温至约400℃的温度下进行的辊轧成形步骤。
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