CN115135784A - 具有改善的粘结耐久性的金属产品和相关方法 - Google Patents

Abstract

描述了铝合金产品，所述铝合金产品具有块体和微晶粒次表面结构。所述铝合金产品可以表现出优异的粘结特性并且可以包括或具有位于其上的含硅层。所述块体可以包括包含铝合金晶粒的基质并且可以包含铝和一种或多种合金元素，例如锌、镁、铜、铬、硅、铁或锰。所述微晶粒次表面结构可以基本上没有一个或多个缺陷(例如，空隙、转移裂纹或裂缝)或有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物，它们通常可以存在于轧制的近表面微结构中。所述微晶粒次表面结构可以包括或具有位于其上的厚度为1nm至20mn的第一氧化物层。还描述了制造铝合金产品的方法。

Description

具有改善的粘结耐久性的金属产品和相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年2月19日提交的美国临时申请第62/978,767号、2020年3月3日提交的美国临时申请第62/984,555号和2020年3月23日提交的美国临时申请第62/993,365号的权益和优先权，这些美国临时申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及冶金学，更具体地涉及轧制铝合金产品的近表面结构以及用于改善铝合金产品的机械和化学性能的技术。

背景技术

在铝合金产品的加工过程中，可能会产生轧制的近表面微结构，该近表面微结构可能会包括缺陷。例如，该缺陷可以是轧入的氧化物、轧入的油类、转移裂纹、表面裂纹、内部裂纹、裂缝或合金元素的高密度群。轧制的近表面微结构内的缺陷可能会影响铝合金产品的机械和化学性能。缺乏解决位于轧制的近表面微结构中的或与轧制的近表面微结构相关联的缺陷的技术。

发明内容

术语实施方案和类似术语意图广义地指代本公开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，或限制所附权利要求的含义或范围。由本文覆盖的本公开的实施方案由所附权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是本公开的各方面的高度概述，并介绍了一些概念，这些概念在下面的具体实施方式部分中进一步描述。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本质特征，也不意图用来孤立地确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本公开的整个说明书、任何或所有附图以及每项权利要求的适当部分来理解本主题。

在一个方面，描述了铝合金产品。铝合金产品可以包括或者是具有块体(bulk)、第一表面区域和第二表面区域的轧制铝合金产品。第一表面区域可以包括厚度小于500nm的近表面微结构(NSM)。该近表面微结构可能包括一个或多个缺陷。第二表面区域可以不含近表面微结构或基本上不含近表面微结构。第二表面区域可以具有从1nm到2μm，诸如从1nm到5nm、从5nm到10nm、从10nm到25nm、从25nm到50nm、从50nm到100nm，从100nm到250nm，从250nm到500nm，从500nm到1μm，或从1μm到2μm的厚度。第二表面区域可以包括氧化物层和微晶粒次表面结构。在一些实施方案中，第一表面区域和第二表面区域可以是不连续的。例如，在一些情况下，第一表面区域的“岛”可以形成在第二表面区域内，或者第二表面区域的“岛”可以形成在第一表面区域内。在一些实施方案中，第一表面区域的面积与第二表面区域的面积之比可以小于50％。例如，在轧制铝合金产品的100μm²表面积中，该表面积的至少51％(例如，55％、60％、65％、70％或大于75％)可以是或者包括第二表面区域。在一些情况下，只有第二表面区域可以存在于铝合金产品内。

在实施方案中，所述轧制铝合金产品可以包括7xxx系列铝合金产品、6xxx系列铝合金产品和5xxx系列铝合金产品中的至少一者。任选地，所述轧制铝合金产品可以是热轧制铝合金产品或冷轧制铝合金产品。所述块体可以包括具有铝合金晶粒的基质并且所述块体可以具有第一成分(composition)。第一成分可以包含铝和一种或多种选自由锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰组成的组的合金元素。所述一种或多种合金元素可以在空间上匀质地分布在所述块体中。

微晶粒次表面结构可以存在于氧化物层和块体之间，并且可以具有与块体不同或相同的组成，但可以具有例如1nm至2μm的厚度，并且可以具有有限数量的缺陷。

微晶粒次表面结构可以不同于在创建轧制铝合金产品(在本文中也被称为轧制的近表面微结构)时产生的近表面微结构，并且例如，微晶粒次表面结构在本文中也可被称为是或包括经修饰的近表面微结构，因为它是可在修饰其上具有轧制的近表面微结构的轧制铝合金产品的表面时产生的次表面或近表面结构。微晶粒次表面结构可以没有或基本上没有一个或多个缺陷，该缺陷可能存在于轧制的近表面微结构中。如本文所用，术语“基本上没有”是指材料内绝对不存在某物体或结构，或者该材料内某物体或结构的数量很少，一般不会影响机械特性、材料特性，或材料的性能。作为实例，当铝合金产品基本上没有缺陷时，可能会存在一些缺陷，但这些缺陷可能以其中缺陷与另一个缺陷平均间隔100nm或更大的浓度存在。在缺陷较小的一些情况下，缺陷可能以其中缺陷之间的平均间隔要近得多(诸如25-50nm)的浓度存在。

作为实例，该一个或多个缺陷可对应于或包括一种或多种空隙、转移裂纹或裂缝，它们可在本文中称为结构缺陷。微晶粒次表面结构可以具有第二成分。第二成分可以包含铝和一种或多种选自由锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰组成的组的合金元素。在一些实施方案中，铝合金中镁的浓度可以小于10wt.％，或者铝合金中镁和锌的浓度可以小于20wt.％，其中锌与镁的浓度比率可以为0.1至10.0。任选地，第一成分(即块体)中镁的浓度大于第二成分(即微晶粒次表面结构)中的镁浓度，第一成分中铜的浓度大于第二成分，或者第一成分中锌的浓度可以大于第二成分。第二成分(即，微晶粒次表面结构)可以基本上没有有机物、油类、烃类、污垢(soil)、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物，它们在本文中可以称为组成缺陷。

在一些实施方案中，第二成分(即，微晶粒次表面结构)可以包括比第一成分(即，块体)更多的缺陷。然而，在其他实施方案中，第二成分可以与第一成分基本相同。在一些例子中，第二成分可包括与第一成分的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性不同的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性。在一些实施方案中，第二成分可以包括与第一成分的晶粒结构不同的晶粒结构。例如，第二成分的晶粒结构可以包括平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。任选地，第二成分可以包括诸如具有约10nm至约200nm，诸如从10nm至25nm、从25nm至50nm、从50nm至100nm，从100nm至150nm，或从150nm至200nm的晶粒尺寸或平均晶粒尺寸的匀质超细晶粒。第二成分可以包括或含有沉淀物。在一些实例中，沉淀物的平均直径可为10nm至2μm。在一些实施方案中，沉淀物可以包含一种或多种选自包括锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰的组的合金元素。

微晶粒次表面结构上的氧化物层可以具有1nm至20nm的厚度。在一些实例中，氧化物层可以是天然氧化物层，或者由于在形成微晶粒次表面结构时或在后续加工中可能发生的加热，氧化物层可以比天然氧化物层厚。在一些实施方案中，铝合金产品可进一步包括位于微晶粒次表面结构或氧化物层上的含硅层。含硅层可以修饰微晶粒次表面结构内的一部分粘结位点。任选地，第二成分中铝的重量百分比可以小于第一成分中铝的重量百分比。在一些实施方案中，根据FLTM BV 101-07标准测试，粘性搭接剪切粘结的应力耐久性测试(Stress Durability Test for Adhesive Lap-Sear Bonds)(2017)(其特此通过引用并入)，具有微晶粒次表面结构的铝合金产品可以表现出从22个循环到100个或更多个循环的粘结耐久性。该粘结耐久性可以是至少22、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少100个循环。

在另一方面，描述了处理铝合金产品的方法。这个方面的方法可以包括提供具有块体和轧制的近表面微结构的轧制铝合金产品。在一些实施方案中，轧制的铝合金产品可包括7xxx系列铝合金产品、6xxx系列铝合金产品或5xxx系列铝合金产品中的至少一者。在一些实施方案中，轧制的铝合金产品可以是热轧制铝合金产品或冷轧铝合金产品。所述块体可以包括包括铝合金晶粒的基质并且所述块体可以具有第一成分。第一成分可以包含铝和一种或多种选自由锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰组成的组的合金元素。所述一种或多种合金元素可在空间上匀质地分布在所述块体内。轧制的近表面微结构可能包括一个或多个缺陷。例如，在一些实施方案中，该一个或多个缺陷可对应于或者包括空隙、转移裂纹或裂缝中的一者或多者。

该方法还可以包括修饰轧制的近表面微结构(即，近表面微结构)以产生第一表面区域和第二表面区域。第一表面区域可以包括具有小于500nm的厚度(其可以对应于修饰后近表面微结构的厚度减小)的轧制的近表面微结构。第二表面区域可以不含轧制的近表面微结构。第二表面区域可以包括氧化物层(诸如厚度为1nm至20nm的氧化物)，及微晶粒次表面结构(在本文中也被称为经修饰的近表面微结构)。在一些实施方案中，第一表面区域和第二表面区域可以是不连续的。例如，在一些情况下，第一表面区域的“岛”可以在第二表面区域内形成，反之亦然。在一些实施方案中，第一表面区域的面积与第二表面区域的面积的比率可以小于50％。例如，第一表面区域的面积与第二表面区域的面积的比率可以等于或小于40％、等于或小于35％、等于或小于33％、等于或小于30％、等于或小于25％、等于或小于20％、等于或小于15％、等于或小于10％，或等于或小于5％。在一些情况下，只有第二表面区域可以存在于铝合金产品内。

微晶粒次表面结构可以基本上没有该一个或多个缺陷。微晶粒次表面结构可以在氧化物层和块体之间并且可以具有第二成分。第二成分可以包含铝和一种或多种选自由锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰组成的组的合金元素。在一些实施方案中，铝合金中的镁浓度可以小于10重量％，或者铝合金中的镁和锌的浓度可以小于20重量％，其中锌与镁的浓度比率可以为0.1至10.0。任选地，第一成分中的镁浓度可以大于第二成分中的镁浓度，第一成分中的铜浓度可大于第二成分，或者第一成分中的锌浓度可大于第二成分中的锌浓度。第二成分可以基本上没有油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物。第二成分可以包含与第一成分的晶粒结构不同的晶粒结构。例如，第二成分的晶粒结构可以包括平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。

在一些实施方案中，修饰轧制的近表面微结构可以包括固结(consolidating)轧制的近表面微结构以产生第二成分并消除该一个或多个缺陷的至少一部分。在一些情况下，微晶粒次表面结构的第二成分可以具有比轧制的近表面微结构更少的缺陷。任选地，第二成分可以具有比第一成分更多的缺陷。然而，在一些实施方案中，第二成分可以与第一成分基本相同。在一些例子中，第二成分可包括与轧制的近表面微结构或第一成分的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性不同的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性。

第二表面区域可以包括厚度为1nm至20nm的第一氧化物层。在一些实施方案中，根据FLTM BV 101-07标准测试，微晶粒次表面结构可以表现出或向包括微晶粒次表面结构的铝合金产品提供从22个循环到100个或更多个循环的粘结耐久性。在一些实施方案中，修饰轧制的近表面微结构可以包括在产生微晶粒次表面结构时沉积含硅层。含硅层可存在于微晶粒次表面结构上并且/或者存在于微晶粒次表面结构的氧化物层上或者对应于微晶粒次表面结构的一部分。含硅层可以修饰微晶粒次表面结构内的一部分粘结位点。在一些例子中，修饰轧制的近表面微结构可以包括用含硅材料涂覆微晶粒次表面结构和/或其上的氧化物层的至少一部分，以修饰微晶粒次表面结构内的粘结位点的一部分。涂覆可包括从用于修饰轧制的近表面微结构的含硅砂粒转移含硅材料。示例性含硅砂粒可以包括SACO砂粒。任选地，修饰轧制的近表面微结构以产生微晶粒次表面结构可以包括产生匀质的超细晶粒。

在一些实施方案中，这个方面的方法可以进一步包括使轧制的近表面微结构经受一个或多个机械改变过程。机械改变可以包括对轧制的近表面微结构进行研磨、对轧制的近表面微结构进行物理剥蚀、对轧制的近表面微结构进行激光剥蚀、对轧制的近表面微结构进行砂石喷射，或者对轧制的近表面微结构进行抛光。在一些情况下，物理地剥蚀轧制的近表面微结构可以包括对轧制的近表面微结构进行砂粒喷射。在一些实施方案中，机械改变可包括使轧制的近表面微结构经受第一改变过程以及使轧制的近表面微结构经受第二改变过程。任选地，机械改变可以进一步包括使轧制的近表面微结构经受第三改变过程。在一些实例中，第一改变过程可以包括将轧制的近表面微结构暴露于第一砂粒，第二改变过程可以包括将轧制的近表面微结构暴露于第二砂粒，并且第三改变过程可以包括将轧制的近表面微结构暴露于第三砂粒。第一砂粒可以比第二砂粒更粗，并且第二砂粒可以比第三砂粒更粗。

在一些实施方案中，修饰轧制的近表面微结构可以在轧制铝合金产品的最终量测期间发生。任选地，修饰轧制的近表面微结构可以在热轧过程之后发生。在某些情况下，修饰轧制的近表面微结构可以在冷轧过程之前发生。任选地，修饰轧制的近表面微结构可以在预处理过程之前发生。

在一些实施方案中，所述方法可以进一步包括使微晶粒次表面结构经受预处理过程。在一些例子中，预处理过程可以包括蚀刻微晶粒次表面结构。

在另一方面，描述了铝合金产品，诸如根据本文所述的方法制造的铝合金产品。在又一方面，描述了用于制造如本文所述的铝合金产品的方法。

本发明的其他目的和优点将从以下非限制性实例的详细描述中变得明显。

附图说明

说明书参考了以下附图，其中不同附图中使用的相同的附图标记旨在例示相同或相似的部件。

图1A提供了具有包括一个或多个缺陷的轧制的近表面微结构的铝合金产品的示意图示。

图1B提供了具有包括一个或多个缺陷的轧制的近表面微结构的铝合金产品的SEM图像。

图2A提供了示出具有包括一个或多个缺陷的轧制的近表面微结构的铝合金产品的合金元素的元素分布和铝的分布随深度的变化的例示性曲线图。

图2B提供了示出具有微晶粒次表面结构的铝合金产品的合金元素的元素分布和铝的分布随深度的变化的例示性曲线图。

图2C提供了示出与具有微晶粒次表面结构的铝合金产品相比的具有轧制的近表面结构的铝合金产品的铜元素分布随深度的变化的示例性曲线图。

图2D提供了示出与具有微晶粒次表面结构的铝合金产品相比的具有轧制的近表面结构的铝合金产品的锌元素分布随深度的变化的示例性曲线图。

图3A提供了示出具有包括一个或多个缺陷的轧制的近表面微结构的铝合金产品的缺陷分布随深度的变化的例示性曲线图。

图3B提供了示出具有微晶粒次表面结构的铝合金产品的缺陷分布随深度的变化的例示性曲线图。

图4A提供了示出具有包括一个或多个缺陷的轧制的近表面微结构的铝合金产品的晶粒尺寸分布随深度的变化的例示性曲线图。

图4B提供了示出具有微晶粒次表面结构的铝合金产品的晶粒尺寸分布随深度的变化的例示性曲线图。

图5A、图5B和图5C提供了机械地改变轧制的近表面微结构以产生微晶粒次表面结构的示意图示。

图6A、图6B和图6C提供了根据另一个实施方案的机械地改变轧制的近表面微结构以产生微晶粒次表面结构的示意图示。

图7A、图7B和图7C提供了根据另一个实施方案的机械地改变轧制的近表面微结构以产生微晶粒次表面结构的示意图示。

图8A、图8B、图8C、图8D和图8E提供了经由多重改变(multi-alteration)过程机械地改变轧制的近表面微结构以产生微晶粒次表面结构的示意图示。

图9提供了已根据本文提供的技术和方法修饰的铝合金产品样品的元素分布的示例性图像。

图10A是具有包括微晶粒次表面结构的表面区域的铝合金产品样品的示例性图像。

图10B是具有缺乏微晶粒次表面结构的表面区域的铝合金产品样品的示例性图像。

图11提供了不同铝合金产品样品的表面区域的示例性图像。

具体实施方式

本文描述了通过铸造和/或轧制工艺产生的铝合金产品，其中轧制产品的轧制的近表面微结构被机械地改变成产生微晶粒次表面结构；以及产生此类产品的工艺。轧制的近表面微结构可以占据至进入轧制产品的块体中的一定深度的区域并且可以含有一个或多个缺陷。可通过机械地改变轧制的近表面微结构来产生微晶粒次表面结构。该微晶粒次表面结构可以具有与轧制的近表面微结构的组成不同的组成。

可以对铝合金产品进行铸造和轧制以产生具有轧制的近表面微结构的轧制产品。轧制的近表面微结构的产生可能发生在铝合金产品的次表面层(也称为“表面层”或“贝尔比层(Beilby layer)”)中。例如，轧制的近表面微结构内的缺陷可能在轧制过程中产生。示例性缺陷包括轧入的油类、轧入的氧化物、空隙、裂缝和裂纹。例如，无定形碳和/或碳化铝的高密度群的存在可能是由于在轧制过程中轧制润滑剂掺入到轧制产品的表面层中而产生的。类似地，轧制的近表面微结构内的氧化物的致密群可能是由掺入的轧制润滑剂和轧制过程中产生的剪切应变的组合产生的，这可能例如导致表面氧化物掺入在近表面微结构中。

轧制的近表面微结构内的缺陷的存在可能会影响铝合金产品的机械和化学性能。例如，缺陷可能会增加铝合金产品的腐蚀敏感性或者导致粘结的铝合金产品之间的粘结质量较差(诸如使用粘合剂或环氧树脂进行的粘结)。

作为另一个实例，在次表面层和块体之间的边界处或附近存在氧化物和/或空隙可能会导致或诱发裂纹扩展。因为边界处的空隙和氧化物可能会在次表层和块体之间提供优先的裂纹扩展路径，所以在加工或最终使用期间对该区域的任何应力都可能会导致次表层从块体上的剪切。进而，在轧制的近表面微结构内扩展的任何裂纹都可能产生新的裂纹。由于二次裂纹可能从一次裂纹发展而来，因此近表面微结构中缺陷的存在具有破坏性的连锁反应潜力。

这些缺陷还可能导致轧制的近表面微结构具有与块体相异的机械和化学特性。例如，轧制的近表面微结构内的氧化物的高密度群可能导致轧制的近表面微结构与块体相比具有相对低的延展性。这可能意味着轧制的近表面微结构在加工或使用过程中的变形可能小于块体。相异的延展性可能会导致铝合金产品出现机械失效，诸如轧制的近表面微结构和块体之间的断裂、开裂，或甚至剪切。

成分和晶粒结构的非匀质性是轧制和铸造过程可能导致的其他缺陷。在一些实施方案中，非匀质元素分布(例如，合金元素分布)是一个问题，因为它可能导致例如铝合金产品的腐蚀敏感性增加。在铝合金产品加工过程中，某些元素可能比其他元素更快地扩散到轧制产品的轧制的近表面微结构中。这可能导致轧制的近表面微结构内的某些合金元素群具有比块体中的群更高的密度。此外，一些合金元素的高密度群的存在可能会增加铝合金产品的腐蚀敏感性。低活化能和缺陷的存在可能会导致轧制的近表面微结构内高密度的合金元素的扩散速率大于块体内合金元素的扩散速率。这可能导致轧制的近表面微结构具有反应性。在腐蚀环境下，增高的扩散速率或表面附近合金元素的存在，以及轧制的近表面微结构内其他缺陷的存在可能会导致更活跃的腐蚀扩展条件。

机械地改变轧制的近表面微结构可以提供许多优点，包括产生新的(经修饰的)近表面微结构或具有与轧制的近表面微结构不同的组成的微晶粒次表面结构。作为具体实例，微晶粒次表面结构的经修饰的成分(在本文中也称为第二成分)可能不含或基本上不含存在于轧制成分中的缺陷。在一些情况下，微晶粒次表面结构的第二成分可以具有与轧制的近表面微结构的该成分中的缺陷数目相比减少的缺陷数目。

产生微晶粒次表面结构的另一个优点可能是降低腐蚀敏感性。通过在微晶粒次表面结构内产生匀质的元素分布，可以控制(例如，降低)次表面的反应性。此外，微晶粒次表面结构可以被机械地改变成具有合适的机械联锁和清洁度(例如，不存在缺陷)以承受循环或重复的腐蚀暴露。

总体而言，铝合金产品的机械和化学性能可以通过根据本文的讨论机械地改变轧制的近表面微结构来增强。产生匀质的元素分布和匀质的晶粒结构以及产生基本无缺陷的近表面成分可以改善后续的蚀刻和预处理过程并且延长铝合金产品的寿命和实用性。有利地，根据本公开的具有微晶粒次表面结构的合金产品之间的粘结也可以比具有轧制的近表面微结构的合金产品之间的粘结更耐用。

定义和描述：

如本文所使用，术语“发明”、“本发明(the invention、this invention和thepresent invention)”意图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，或限制所附专利权利要求的含义或范围。

在本说明书中，参考了由AA编号和其他相关名称标识的合金，诸如“系列”或“7xxx”。要了解最常用于命名和标识铝及其合金的编号命名系统，参见由铝业协会发布的“International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for WroughtAluminum and Wrought Aluminum Alloys”或“Registration Record of AluminumAssociation Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for AluminumAlloys in the Form of Castings and Ingot”。

如本文所用，板一般具有大于约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)的厚度一般为约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，片材的厚度可小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm、小于约1mm、小于约0.5mm或小于约0.3mm(例如，约0.2mm)。

如本文所用，诸如“铸造金属产品”、“铸造产品”、“铸造铝合金产品”的术语是可互换的，并且可指通过直接冷铸(包括直接冷共铸造)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(包括本文所述的方法)生产的产品。

如本文所使用，“室温”的含义可包括从约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，“环境条件”的含义可包括大致室温的温度、约20％至约100％的相对湿度以及约975毫巴(mbar)至约1050毫巴的气压。例如，相对湿度可为约20％、约21％、约22％、约23％、约24％、约25％、约26％、约27％、约28％、约29％、约30％、约31％、约32％、约33％、约34％、约35％、约36％、约37％、约38％、约39％、约40％、约41％、约42％、约43％、约44％、约45％、约46％、约47％、约48％、约49％、约50％、约51％、约52％、约53％、约54％、约55％、约56％、约57％、约58％、约59％、约60％、约61％、约62％、约63％、约64％、约65％、约66％、约67％、约68％、约69％、约70％、约71％、约72％、约73％、约74％、约75％、约76％、约77％、约78％、约79％、约80％、约81％、约82％、约83％、约84％、约85％、约86％、约87％、约88％、约89％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％、约100％或其间的任何值。例如，大气压力可以是约975毫巴、约980毫巴、约985毫巴、约990毫巴、约995毫巴、约1000毫巴、约1005毫巴、约1010毫巴、约1015毫巴、约1020毫巴、约1025毫巴、约1030毫巴、约1035毫巴、约1040毫巴、约1045毫巴、约1050毫巴或其间的任何值。

本文公开的所有范围应理解为涵盖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或更大的数开始(如1至6.1)，并且以最大值10或更小的数结束(如5.5至10)。除非另有说明，否则当提及元素的组成量时，表述“高达”意味着该元素是任选的并且包括该特定元素的百分之零组成。除非另有说明，否则所有组成百分比均是重量百分比(重量％)。

如本文所使用，除非上下文中另外明确指示，否则“一个/种(a、an)”、和“该/所述”的含义包括单数和复数指示物。

图1A示意性地示出了铝合金产品100。铝合金产品100可以是轧制产品，例如板、板条或片材。铝合金产品100可以通过任何合适的铸造和/或轧制工艺生产。示例性铸造工艺包括直接冷铸造(包括直接冷共铸造)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它连续铸造机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其它铸造方法。铝合金产品100可以包括或对应于轧制产品。根据铝合金产品100的铸造工艺和/或应用，轧制产品可以是冷轧制或热轧制产品。

在实施方案中，轧制产品的横截面可以是相对矩形的，具有宽度W和厚度T，其可以基于铝合金产品100的应用来选择。在各种实施方案中，轧制产品可以具有从约0.1m到约10m，诸如从0.1m到1m、从1m到2m、从2m到3m、从3m到5m，或从5m到10m的宽度W。在其他实施方案中，轧制产品可具有范围从0.1m至0.2m、从0.2m至0.3m、从0.3m至0.4m，或从0.4m至0.5m的宽度W。轧制产品可具有从0.2mm至1mm、从1mm至4mm、4mm至10mm、从4mm至15mm、从15mm至25mm、从25mm至40mm、从40mm到50mm、从50mm到100mm，或者，在实施方案中，大于100mm的厚度T。例如，轧制产品可以是板、板条或片材的形式。应理解的是，图1可能不是按比例缩放的。

轧制产品可以包括轧制的近表面微结构110和块体120。如本文所述，轧制的近表面微结构也可以称为近表面微结构(NSM)。在轧制过程中，可能会产生作为轧制产品的一部分的轧制的近表面微结构110。轧制的近表面微结构110可以出现在轧制产品的次表面层中。也称为“表面层”或“贝尔比层”的次表面层可以包括轧制产品的一部分，该部分占据从轧制产品的表面到进入轧制产品厚度中的深处的空间。在实施方案中，轧制产品可包括多于一个表面并且/或者具有多于一个次表面层。在此类实施方案中，轧制的近表面微结构110可以出现在每个次表面层中。例如，轧制产品可以具有这样的厚度，该厚度使得产生两个表面；一个位于轧制产品顶部的表面和一个位于轧制产品底部的表面，每个表面彼此直接相对。围绕轧制产品的侧面/边缘周向延伸的轧制产品的其他四个侧面或边缘可能不够厚或者面积不够大，不能形成次表面层，并且/或者可能没有经受充分的轧制工艺来产生轧制的近表面微结构，并且/或者可能无法进行近表面微结构评估。在某些情况下，侧面边缘可能会被去皮、修剪或以其他方式去除。在一些实例中，顶部和底部表面中的每一者均可以具有对应的次表面层。在每个对应的次表面层中，可能会存在轧制的近表面微结构110。因此，在各种实施方案中，轧制产品可具有多于一个具有轧制的近表面微结构110的表面。

在实施方案中，轧制的近表面微结构110可以占据整个次表面层。轧制的近表面微结构110可以占据从轧制产品的表面到通往块体120或进入块体120中的一定深度的空间。该深度可以大于500nm。在一些情况下，该深度的范围可以为从500nm到700nm、从500nm到800nm、从200nm到800nm、从800nm到1μm、从1μm到5μm、从5μm到10μm、从10μm至15μm、从15μm至20μm，或它们的任何子范围。在其他实施方案中，该深度可以小于500nm。例如，该深度的范围可以为从50nm到100nm、从100nm到150nm、从150nm到200nm、从200nm到250nm、从250nm到300nm、从300nm到350nm、从350nm至400nm、400nm至450nm、450nm至500nm，或它们的任何子范围。

轧制产品可以包括7xxx系列铝合金产品。示例性7xxx系列铝合金产品可包括AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095或AA7099结构。

在各种实施方案中，轧制产品可以包括5xxx系列铝合金产品。例如，轧制产品可包括AA5182、AA5183、AA5005、AA5005A、AA5205、AA5305、AA5505、AA5605、AA5006、AA5106、AA5010、AA5110、AA5110A、AA5210、AA5310、AA5016、AA5017、AA5018、AA5018A、AA5019、AA5019A、AA5119、AA5119A、AA5021、AA5022、AA5023、AA5024、AA5026、AA5027、AA5028、AA5040、AA5140、AA5041、AA5042、AA5043、AA5049、AA5149、AA5249、AA5349、AA5449、AA5449A、AA5050、AA5050A、AA5050C、AA5150、AA5051、AA5051A、AA5151、AA5251、AA5251A、AA5351、AA5451、AA5052、AA5252、AA5352、AA5154、AA5154A、AA5154B、AA5154C、AA5254、AA5354、AA5454、AA5554、AA5654、AA5654A、AA5754、AA5854、AA5954、AA5056、AA5356、AA5356A、AA5456、AA5456A、AA5456B、AA5556、AA5556A、AA5556B、AA5556C、AA5257、AA5457、AA5557、AA5657、AA5058、AA5059、AA5070、AA5180、AA5180A、AA5082、AA5182、AA5083、AA5183、AA5183A、AA5283、AA5283A、AA5283B、AA5383、AA5483、AA5086、AA5186、AA5087、AA5187或AA5088产品。

在各种实施方案中，轧制产品可以包括6xxx系列铝合金产品。例如，轧制产品可包括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产品。

而在又其他实施方案中，轧制产品可包括1xxx系列铝合金产品、2xxx系列铝合金产品、3xxx系列铝合金产品、4xxx系列铝合金产品或8xxx系列铝合金产品。

在轧制的近表面微结构110和块体120之间可以存在边界115。边界115可以指示轧制的近表面微结构110的轧制成分转变为块体120的成分(也称为块体成分或第一成分)处的深度。边界115可以存在于轧制的近表面微结构110进入块体120中所占据的深度处。边界115可以平行于或大致平行于轧制产品的表面延伸并且延伸穿过轧制产品的整个宽度或横向尺寸。在一些实施方案中，边界115可以出现在离散深度处或者可以出现在一定深度范围内。在实施方案中，边界115可以是轧制的近表面微结构110和块体120之间的晶粒边界。该晶粒边界可以是在轧制的近表面微结构110和块体120的两种不同晶粒结构之间划定的边界。例如，轧制的近表面微结构110可以具有不匀质的晶粒结构，诸如大晶粒尺寸和小晶粒尺寸的不均匀分布。相反，块体120可以具有匀质的(例如，均衡地分布的)晶粒结构，诸如可大或可小的晶粒尺寸的均匀分布。在这样的实例中，边界115可以是轧制的近表面微结构110的非匀质晶粒结构与块体120的匀质晶粒结构之间的晶粒边界。在实施方案中，根据合金和工艺，具有块体晶粒尺寸的块体120可以出现在从表面至进入轧制产品中的10μm至45μm的深度处。在一些情况下，匀质的晶粒结构可能意味着任何给定体积的块体120的一定百分比可以具有相同或近似相同的晶粒尺寸。例如，匀质的晶粒结构可能意味着任何给定体积的块体120的近似70％或更高百分比具有近似相同的晶粒尺寸，例如在5μm至50μm范围内的平均晶粒尺寸。相异的晶粒结构匀质性可以用轧制的近表面微结构110和块体120的相异填充图案在图1A和其他图上指示出来。

如上所指出的，轧制的近表面微结构110具有可包括一个或多个缺陷130a-130e(统称为缺陷130)的成分，该成分在本文中可称为“轧制成分”。该一个或多个缺陷130可能会影响铝合金产品100的机械和化学性能。例如，该一个或多个缺陷130可能会增加铝合金产品100的腐蚀敏感性，降低它的粘结耐久性性能，并降低它的拉伸和剪切强度。

如图1A所例示，该一个或多个缺陷130可以包括各种各样的缺陷。在一些实施方案中，该一个或多个缺陷130可以包括组成缺陷和结构缺陷中的一者或两者。例如，缺陷130可以包括一个或多个内部裂纹130a或表面裂纹130d。内部裂纹130a和表面裂纹130d可以包括转移裂纹、裂缝和微裂纹。内部裂纹130a和表面裂纹130d可能由于在轧制过程中施加到轧制产品上的应力或应变条件，诸如由轧辊施加到轧制产品上的垂直剪切应力而出现。如图1A所例示，表面裂纹130d可能出现在轧制的近表面微结构110的表面处，从而导致表面不平整或不规则。相反，内部裂纹130a可能出现在轧制的近表面微结构110内。在实施方案中，内部裂纹130a可以水平延伸穿过轧制的近表面微结构110，平行于轧制的近表面微结构110的表面，或者在相对于轧制的近表面微结构100的表面的任何其他方向上。

在实施方案中，空隙130b可以诱导内部裂纹130a和表面裂纹130d的发展。由缺陷130产生的薄弱位点(诸如空隙130b)可以为裂纹萌生提供更多的活性位点。空隙130b可以包括轧制的近表面微结构110内的没有任何固体材料的空间或由该空间组成。不存在任何固体材料可能是由于在加工过程中蒸气掺入到轧制的近表面微结构110中的结果，或者可能是轧制产品材料的机械结构和/或晶粒组成的结果。

该一个或多个缺陷130还可以包括轧入的材料130c。例如，轧入的材料130c可以包括热轧拾取料(pickup)，诸如轧入氧化物和/或轧入油。轧入的材料130c可以包括在轧制过程中掺入到轧制的近表面微结构110中的夹带的氧化物和润滑剂，以及任选的其他轧入的杂质。例如，在铝合金产品的轧制过程中，轧制润滑剂可能会掺入在轧制的近表面微结构110中。在轧制的近表面微结构110中夹带的无定形碳和/或碳化铝可以指示或对应于轧入的润滑剂。例如，轧入的氧化物可以包括金属氧化物，诸如氧化铝或氧化镁。当轧制产品表面处或附近的金属元素在加工过程中氧化时可能会产生金属氧化物，该金属氧化物随后掺入到轧制产品中。

边界115附近的空隙130b和/或轧入的材料130c的存在可能会引起裂纹扩展。边界115处的薄弱点(诸如空隙130b和轧入的材料130c)可能会提供在轧制的近表面微结构110与块体120之间的裂纹扩展路径。由于缺陷之间的此种路径可能是优先的裂纹扩展路径，因此任何应力条件都可能会诱导在轧制的近表面微结构110与块体120之间的内部裂纹130a的产生。应力暴露可导致轧制的近表面微结构110从块体120上的部分或完全剪切。此外，任何内部裂纹130a都可能进一步产生开裂。因此，缺陷130的存在有可能会产生在轧制的近表面微结构110内并且可能进入块体120中的破坏性的缺陷产生连锁反应。

在实施方案中，块体120可具有本文称为“第一成分”的成分，该成分可主要包含铝和合金元素140。示例性合金元素140可以包括锌、镁、铜、铬、硅、铁和/或锰，并且可以取决于或限定特定合金。如图1A所例示，合金元素140可以在空间上匀质地(例如，均等地)分布在块体120内。图1A中描绘的合金元素140的匀质分布可能并不意味着或并不要求出现合金元素140的阵列。相反，图1中的块体120中例示的合金元素140的分布不意在是块体120中合金元素140的匀质分布的图形表示。合金元素140的匀质分布可以意味着任何给定体积的第一成分的一定百分比可以含有相同或基本相同量的合金元素140。

在各种实施方案中，缺陷130中的一个缺陷可以包括合金元素140的非匀质分布。在铸造和/或轧制过程期间，合金元素140的高密度群130e可能会在轧制的近表面微结构110内出现或产生。一些合金元素140可以表现出彼此不同的扩散系数，从而导致不同合金元素具有不同的扩散速率。也就是说，一些合金元素140可以以与另一合金元素140不同的速率扩散。因此，在轧制产品的铸造和/或轧制期间，某些合金元素可以以比存在于块体120内的其他元素更快的速率从块体120扩散到表面或扩散进轧制的近表面微结构110中。某些合金元素140的更快扩散速率可以导致合金元素140在轧制的近表面微结构110与块体120之间的不均等分布，从而使轧制的近表面微结构110内产生某些合金元素140的高密度群130e。例如，在一些实施方案中，锌的高密度群130e可出现在轧制的近表面微结构110内，因为锌在加工条件下可具有比其他合金元素更高的扩散速率，这允许锌优先集中在表面处。同样，应理解图1A中所示的高密度群130e仅是图形表示，并且不将合金元素140的高密度群限制为如所例示的合金元素簇，尽管在某些情况下可能存在合金元素簇140。相反，轧制的近表面微结构110中高密度群130e的存在可能指示轧制的近表面微结构110中合金元素的浓度可能总体上不同于块体120(例如，更高)。

合金元素140的非匀质分布以及其他缺陷130可能影响铝合金产品100的化学性能。例如，轧制的近表面微结构110内存在缺陷130可能导致不完全覆盖或不完整的预处理应用。缺陷130也可能干扰蚀刻预处理，因为缺陷130和合金元素140的非匀质分布可能导致用于蚀刻工艺的介质不一致。

高密度群130e还可以或可替代地增加铝合金产品100的腐蚀敏感性。在表面处或附近，合金元素140的扩散速率可能由于低活化能以及其他缺陷130的存在而增加一或两倍。因此，高密度群130e可以使具有引发腐蚀的潜力的反应性凹穴或区域在轧制的近表面微结构110内扩展。由于合金元素140的高密度群130e，因此某些铝合金系列可能更容易受到腐蚀敏感性的影响。例如，7xxx系列铝合金可能更容易产生高密度群130e，因为它具有较高的合金元素140成分。虽然其他铝合金系列可包含3-4％的合金元素，但7xxx系列铝合金可包含例如超过10％的合金元素。

图1B描绘了铝合金产品105的扫描电子显微照片(SEM)图像。铝合金产品105可以与铝合金产品100相似或相同。如图所示，铝合金产品105可包括块体125，其可与块体120相同；以及近表面微结构112，其可与轧制的近表面微结构110相同。虽然图1B中所描绘的近表面微结构112可具有从100nm到300nm的厚度，但是近表面微结构112在铝合金产品105的其他部分中可以具有等于或大于500nm的厚度。近表面微结构112可具有一个或多个缺陷135。例如，如示出的该一个或多个缺陷135可以包括空隙或轧入的材料。

增加的腐蚀敏感性可能会导致在粘结和/或粘结耐久性测试期间性能较差。粘结耐久性测试评估由合金产品的表面(例如，近表面)微结构产生和/或与合金产品的表面(例如，近表面)微结构产生的粘结的强度。在测试过程中，诸如通过环氧树脂粘合剂在两个铝合金产品之间产生粘结。然后，使粘结的铝合金产品经受应变和/或其他条件。例如，可将粘结的合金产品浸入在盐溶液中，经受潮湿条件或干燥条件。在一个或多个条件下的一系列循环之后，评估铝合金之间的粘结的化学和机械失效。铝合金产品的粘结耐久性性能可指示该产品的轧制的近表面微结构的反应性和腐蚀敏感性。

图2A提供了合金元素140横跨铝合金产品100的深度的变化的元素分布的示例图表。图2中描绘的曲线图200A是仅出于示例性目的而提供的，以举例说明合金元素140横跨轧制产品深度的示例性元素分布，特别是轧制的近表面微结构110与块体120之间的元素分布的变化。在图2A中，进入轧制产品中的0nm到200nm的范围可以对应于轧制的近表面微结构110，而600nm到2400nm或更大的范围可以对应于轧制产品的块体120。

曲线图200A包括对应于进入轧制产品中的深度的x轴。x轴起始点0nm可以对应于轧制产品的表面。具体地，0nm可以对应于轧制的近表面微结构110的表面或起始处(beginning)。进入轧制产品中的深度可以对应于轧制产品的厚度。该深度可以对应于进入轧制产品厚度中的深度。在实施方案中，该深度可以对应于整个厚度，而在其他实施方案中，该深度可以仅对应于该厚度的一部分。

曲线图200A还包括多个y轴，该多个y轴对应于进入轧制产品中的给定深度处的轧制产品中铝的强度(例如，存在的元素量)和合金元素140的强度(例如，存在的元素量)。如图2A中所示，左侧y轴对应于轧制产品中存在的铝的强度，而右侧y轴对应于轧制产品中存在的一种或多种合金元素140的强度。在实施方案中，曲线图200A上展示的合金元素140可以包括锌、镁、铜、铬、硅、铁和/或锰。

曲线图200A上的铝分布线210A描绘了轧制产品的整个深度内的示例性铝元素谱(profile)。该深度可以对应于轧制产品的厚度。然而，在一些实施方案中，该深度可以仅对应于被轧入的成分，和/或第一成分的一部分占据的空间。如图所例示，如曲线图200A上示出的轧制产品的深度可以是2400nm(即，2.4μm)。在各种实施方案中，该深度可以大于2400nm。在其他实施方案中，该深度可以小于2400nm。例如，该深度可以是2000nm、1200nm或800nm。该深度可以取决于被例示的轧制产品的截面(例如，轧制成分、轧制成分的厚度等)。

如曲线图200A所例示，图2A中轧制的近表面微结构110的表面处或附近的铝浓度210A可能最小。在前600nm期间，铝浓度可能会增加，在大约500nm至600nm达到稳定状态。这种逐渐增加的铝分布可以表明在轧制产品的表面附近存在一个或多个缺陷130。随着一个或多个缺陷的增加，存在的铝的突出度(prominence)可能会降低。随着深度达到块体120，铝的浓度可以达到由铝分布线210的平台期指示的块体浓度。

图2A中的合金元素分布线220A描绘了轧制产品内的合金元素140的示例性元素谱。如图所示，高浓度的合金元素140可以存在于轧制产品的表面附近。合金元素140的突出度可能在表面附近最高，然后在达到恒定或近似恒定的浓度之前稳步降低直至进入轧制产品中的近似600nm的深度。进入轧制产品中的0nm至600nm的范围可以对应于图2A中的轧制的近表面微结构110。因此，在示例性实施方案中，合金元素140的高群可以存在于轧制的近表面微结构110内，并且然后在轧制产品的块体120内稳步减少成较低的群。由合金元素分布线220A的平台期所描绘的合金元素140的恒定浓度可以对应于如上所讨论的合金元素140在块体120内的匀质分布。相反，在前600nm的合金元素分布线220A的下降斜率可以对应于如上所讨论的合金元素140在轧制的近表面微结构110内的非匀质分布。在实施方案中，其中铝分布线210A和合金元素分布线220A开始在大约400nm或600nm稳定下来的铝和合金元素的拐点可以对应于边界115。这些拐点可以指示从轧制的近表面成分到第一成分的转变。在实施方案中，轧制的近表面微结构110可以在大约600nm的深度处结束并且块体120可以在此处开始。在各种实施方案中，轧制的近表面微结构110可以在大约50nm、大约100nm、大约150nm、大约250nm、大约300nm、大约400nm、大约500nm、大约600nm、大约800nm、大约1000nm、大约1200nm、大约1400nm、大约1600nm、大约1800nm的深度或超过1800nm的深度处转变成块体120。

图2B提供了合金元素140横跨具有微晶粒次表面结构的铝合金产品100的深度的变化的元素分布的示例图表。图2B中描绘的曲线图200B是仅出于示例性目的而提供的，以举例说明合金元素140横跨轧制产品的深度的示例性元素分布，具体地是图2A所例示的轧制的近表面微结构110与图2B所例示的微晶粒次表面结构之间的元素分布的变化。在图2B中，进入轧制产品中0nm至600nm的范围可对应于微晶粒次表面结构，而600nm至2400nm的范围可对应于轧制产品的块体120。如针对图5-8进一步详细讨论的，微晶粒次表面结构可以对应于具有机械改变的轧制的近表面微结构110的轧制产品。

曲线图200B包括对应于进入轧制产品中的深度的x轴。x轴起始点0nm可以对应于轧制产品的表面。具体而言，0nm可以对应于微晶粒次表面结构的表面或起始处。进入轧制产品中的深度可以对应于轧制产品的厚度。该深度可以对应于进入轧制产品厚度中的深度。在实施方案中，该深度可以对应于整个厚度，而在其他实施方案中，该深度可以仅对应于该厚度的一部分。

曲线图200B还包括对应于进入轧制产品中的给定深度处轧制产品中铝的强度(例如存在的元素量)和合金元素140的强度(例如存在的元素量)的多个y轴。如图2B所示，左侧y轴对应于轧制产品中存在的铝的强度，而右侧y轴对应于轧制产品中存在的一种或多种合金元素140的强度。在实施方案中，曲线图200B上展示的合金元素140可以包括锌、镁、铜、铬、硅、铁和/或锰。

曲线图200B上的铝分布线210B描绘了轧制产品的整个深度内的示例铝元素谱。该深度可以对应于轧制产品的厚度。然而，在一些实施方案中，该深度可以仅对应于由第二成分，和/或第一成分的一部分占据的空间。如图所例示，如曲线图200B上所示出的轧制产品的深度可以是2400nm。在实施方案中，该深度可以小于2400nm。该深度可以取决于正被例示的轧制产品的截面(例如，第二成分、第二成分的厚度，等)。

如曲线图200B所例示，图2B中的在微晶粒次表面结构的表面处或附近的铝浓度210B可以与整个深度内的铝浓度基本相同。尽管在最初的600nm期间，铝浓度可能会增加，在大约600至1200nm达到稳定状态，但曲线图200B中描绘的在轧制产品的整个深度内的铝浓度可保持基本恒定。如上所指出的，逐渐增加的铝分布可能表明在轧制产品的表面附近存在该一个或多个缺陷130。随着一个或多个缺陷的增加，存在的铝的突出度(prominence)可能会降低。相反，铝的突出度增加可指示该一个或多个缺陷130的缺乏或减少。因此，铝在微晶粒次表面结构的表面和块体120之间的恒定分布可以表明该一个或多个缺陷130的突出度或存在量较低。

图2B中的合金元素分布线220B描绘了轧制产品内的合金元素140的示例性元素谱。如图所示，合金元素140的密度可以在轧制产品的整个深度内保持基本相同。也就是说，合金元素140在微晶粒次表面结构的表面处或附近的突出度可以与合金元素140在块体120处或内的突出度相似或相同。

图2C提供了进入轧制产品的深度中的铜的变化的分布的示例数据图表。具体地，图2C中描绘的曲线图200C例示了具有轧制近表面微结构的轧制产品与具有微晶粒次表面结构的轧制产品之间的铜分布的示例比较。微晶粒次表面结构线230C描绘了轧制产品内的铜的示例元素谱。如图所示，在轧制产品的表面附近可能存在高密度的铜。铜的突出度可能在该表面附近最高，并且然后下降，直到进入轧制产品中近似300nm的深度，在轧制产品中铜的突出度在达到恒定或近似恒定的浓度之前稳步增加。进入轧制产品中的0nm至300nm的范围可以对应于微晶粒次表面结构。因此，在示例性实施方案中，铜的高密度群可存在于微晶粒次表面结构内，并且然后在轧制产品的块体(例如块体120)内稳步地减少成更低密度的群。

轧制的近表面微结构线235C描绘了轧制的近表面微结构(例如轧制的近表面微结构110)内的铜的示例元素谱。如图所示，在轧制产品的表面附近可能存在低密度的铜。在达到恒定或近似恒定的浓度之前，轧制产品中铜的存在可能会稳步增加，直到近似1200nm(1.2μm)。进入轧制产品中0至1200nm的范围可以对应于轧制的近表面微结构。因此，在示例性实施方案中，铜的低密度群可存在于轧制的近表面微结构内，并且然后在轧制产品的块体(例如块体120)内稳步地增加成更高密度的群。

图2D提供了进入轧制产品的深度中的锌的变化的分布的示例数据图表。具体来说，图2D提供了曲线图200D，其描绘了具有轧制的近表面微结构的轧制产品与具有微晶粒次表面结构的轧制产品之间的锌分布的示例比较。微晶粒次表面线230D描绘了轧制产品内的锌的示例元素谱。如曲线图200D所示，高密度锌可能存在于轧制产品表面附近。锌的突出度可能在该表面附近最高，并且然后下降，直到进入轧制产品中近似300nm的深度，在轧制产品中铜的突出度在达到恒定或近似恒定的浓度之前稳步增加。进入轧制产品中的0nm至300nm的范围可以对应于微晶粒次表面结构。因此，在示例性实施方案中，锌的高密度群可存在于微晶粒次表面结构内，并且然后在轧制产品的块体(例如块体120)内稳步地减少成更低密度的群。

轧制的近表面微结构线235D描绘了轧制的近表面微结构(诸如轧制的近表面微结构110)内的锌的示例元素谱。如图所示，在轧制产品的表面附近可能存在低密度的锌。在达到恒定或近似恒定浓度之前，轧制产品中锌的存在可能会稳步增加，直到近似1500nm(1.5μm)。进入轧制产品中0至1500nm的范围可以对应于轧制的近表面微结构。因此，在示例性实施方案中，锌的低密度群可存在于轧制的近表面微结构内，并且然后在轧制产品的块体(例如块体120)内稳步地增加成更高密度的群。

图3A提供了示出缺陷横跨铝合金产品100的深度的分布的图表。类似于曲线图200A和200B，曲线图300A是出于示例性目的而提供的，以举例说明缺陷横跨轧制产品的深度的示例性分布谱。

曲线图300A包括对应于进入轧制产品中的深度的x轴。曲线图300A中的x轴可以与曲线图200A和200B中的对应于进入轧制产品中的深度的x轴相同。在实施方案中，该深度可以对应于轧制产品的厚度。在各种实施方案中，x轴起始点0nm可对应于轧制产品的表面。轧制产品的表面也可以是轧制的近表面微结构110的表面。

曲线图300A也包括多个y轴。多个y轴可以对应于铝的强度和缺陷的强度。铝和缺陷两者的强度可以分别对应于存在于轧制产品的给定深度处的铝和缺陷中的每一者的群密度或浓度。例如，如在曲线图300A中由铝分布线310A所例示，较低浓度的铝可能存在于轧制产品的表面附近。然而，铝的浓度可能会增加并且在进入轧制产品中的600nm深度附近达到稳定浓度。这种逐渐增加的铝浓度可以表明在表面附近存在该一个或多个缺陷130。换言之，轧制产品表面附近铝的浓度较低可指示轧制的近表面微结构110内存在该一个或多个缺陷130。

缺陷分布线320A可以对应于轧制产品的整个深度内缺陷的群密度或浓度。该缺陷可以对应于该一个或多个缺陷130中的一个或多个。例如，该缺陷可以对应于轧入的材料130c、空隙130b和/或内部裂纹130a。

如由缺陷分布线320A所例示，一个或多个缺陷130的较高浓度可能存在于轧制产品的表面附近。表面附近的缺陷的浓度较高可以对应于轧制的近表面微结构110内存在一个或多个缺陷。在进入轧制产品的深度的过程中，一个或多个缺陷的浓度可能会进一步降低。在某一点，例如在进入轧制产品中的大约600nm的深度处，缺陷浓度可能会达到较低的稳定浓度。在实施方案中，一个或多个缺陷的浓度达到稳定浓度的点可以对应于轧制的近表面微结构110和块体120之间的边界115。

在示例性实施方案中，该缺陷可对应于轧入的材料130c。例如，该缺陷可能对应于轧入的轧制润滑剂。在这样的示例性实施方案中，缺陷分布线320A可以指示或对应于轧制产品的整个深度内的碳浓度。在轧制产品的前600nm内的高碳浓度可能表明在轧制的近表面微结构110内夹带了轧制润滑剂。在轧制产品的加工过程中，轧制润滑剂和其他加工材料可以掺入到轧制的近表面微结构110中。因此，在轧制产品的表面附近，诸如在轧制的近表面微结构110内，可能存在较高浓度的轧入的材料130c。然而，随着深度朝着块体120继续前行，轧入的材料130c的浓度可能会降低，直到该浓度达到第一成分的较低稳定浓度，对于一些缺陷，该浓度可能为零。

图3B提供了示出缺陷横跨铝合金产品100的深度的分布的图表。类似于曲线图300A，曲线图300B是出于示例性目的而提供的，以举例说明缺陷横跨轧制产品的深度的示例性分布谱，具体地以举例说明图3A所例示的轧制的近表面微结构110和图3B所例示的微晶粒次表面结构之间的缺陷分布之间的对比。

曲线图300B包括对应于进入轧制产品中的深度的x轴。曲线图300B中的x轴可能与对应于进入轧制产品中的深度的图300A中的x轴相同。在实施方案中，该深度可以对应于轧制产品的厚度。在实施方案中，该深度可以对应于轧制产品的厚度。在各种实施方案中，x轴起始点0nm可对应于轧制产品的表面。轧制产品的表面也可以是微晶粒次表面结构的表面。

曲线图300B也包括多个y轴。该多个y轴可以对应于铝的强度和缺陷的强度。铝和缺陷两者的强度可以分别对应于存在于轧制产品的给定深度处的铝和缺陷中的每一者的群密度或浓度。例如，如在曲线图300B中由铝分布线310B所例示，存在于轧制产品表面附近的铝浓度可以与存在于轧制产品的整个深度内的铝浓度相同或相似。如上所指出的，从轧制产品的表面朝向块体120的铝浓度逐渐增加可能表明在表面附近存在一个或多个缺陷130。因此，在轧制产品的表面和块体120之间稳定的铝浓度可能表明在表面附近不存在一个或多个缺陷130。

缺陷分布线320B(图3B中的实线)可对应于轧制产品的整个深度内缺陷的群密度或浓度。该缺陷可以对应于该一个或多个缺陷130中的一个或多个。例如，该缺陷可以对应于轧入的材料130c、空隙130b、内部裂纹130a等。如缺陷分布线320B所例示的，该表面附近的缺陷浓度可以在该表面附近的浓度和朝向轧制产品的块体120或进入轧制产品中的一定深度处的浓度之间保持恒定。该缺陷的浓度可以在微晶粒次表面结构与在进入轧制产品中的深度之间保持基本相同。例如，轧制产品表面附近的缺陷浓度可以与进入轧制产品中的大约600nm深度处的缺陷浓度相同或相似、与进入轧制产品中的大约1200nm深度处的缺陷浓度相同或相似、与进入轧制产品中的大约1800nm深度处的缺陷浓度相同或相似，或者与进入轧制产品中的大约2400nm深度处的缺陷浓度相同或相似。

图4A提供了横跨铝合金产品100的深度的晶粒尺寸分布图表。类似于上面讨论的曲线图200A和曲线图300A，曲线图400A是出于示例性目的而提供的，以举例说明相对晶粒尺寸的示例分布随着深度的变化。

曲线图400A包括对应于进入轧制产品中的深度的x轴。x轴可以与曲线图200A、200B、300A和300B中的x轴相同。x轴可以对应于进入轧制产品中的深度，从起始点0nm开始。起始点0nm可对应于轧制产品的表面。起始点也可以对应于轧制的近表面微结构110的表面。x轴可以延伸到2400nm的深度。类似于针对曲线图200A中的深度的讨论，该深度可以对应于被轧制成分占据的空间。在各种实施方案中，该深度可以对应于轧制产品的厚度。例如，如曲线图400A所例示，2400nm的深度可以对应于进入块体120中的深度。然而，在其他实施方案中，该深度可以大于2400nm或者可以小于2400nm。

曲线图400A也包括y轴。y轴对应于在轧制产品的整个深度内示例性铝合金产品100的晶粒尺寸。随着轧制产品的产生，晶粒尺寸可以对应于铝合金底层组分的结晶尺寸。晶粒尺寸分布线410A对应于轧制产品的整个深度内的晶粒尺寸。如曲线图400A所例示，轧制产品表面附近的晶粒尺寸可能大于更靠近块体120的晶粒尺寸。晶粒尺寸可以在表面附近、在轧制的近表面微结构110内最大，然后可以朝向块体120减小，直到晶粒尺寸达到稳定的小晶粒尺寸。在实施方案中，晶粒尺寸可以达到近似600nm左右的恒定尺寸。晶粒尺寸达到恒定尺寸的点可对应于轧制的近表面微结构110和块体120之间的边界115。在一些情况下，块体120内的晶粒尺寸可能更大，范围为从5μm到50μm。在各种实施方案中，晶粒尺寸在一定深度处可以是超细的，例如在块体120内。例如，块体120中的晶粒尺寸可以为10nm至5μm。在一些实施方案中，氧化物层下方的细晶粒层可以形成具有超细晶粒的层。在其他实施方案中，晶粒尺寸在轧制的近表面微结构110内可能较小，但朝向块体120进一步变大。

轧制的近表面微结构110内存在的一个或多个缺陷130也可能影响铝合金产品100的化学性能。具体而言，合金元素140的高密度群130e可以增加铝合金产品100的腐蚀敏感性。如上所讨论，高密度群130e可以增加铝合金产品100的腐蚀倾向，部分原因是构成高密度群130e的合金元素140可以比相邻元素或化合物扩散得更快，或者合金元素140可以比相邻的元素或化合物更具反应性。进而，高密度群130e可在轧制的近表面微结构110内产生反应性凹穴，该反应性凹穴可导致有利的腐蚀扩展条件。

图4B提供了横跨铝合金产品100的深度的晶粒尺寸分布图表。类似于上面讨论的曲线图200A、200B、300A、300B和400A，曲线图400B是出于示例性目的而提供的，以举例相对晶粒尺寸的示例分布随着微晶粒次表面结构的深度的变化。

曲线图400B包括对应于进入轧制产品中的深度的x轴。x轴可以与曲线图400A中的x轴相同。x轴可以对应于进入轧制产品中的深度，从起始点0nm开始。起始点0nm可对应于轧制产品的表面。起始点也可以对应于微晶粒次表面结构的表面。x轴可以延伸到2400nm的深度。类似于曲线图200B和300B中的深度，深度可以对应于由第二成分占据的空间。在各种实施方案中，该深度可以对应于轧制产品的厚度。例如，如曲线图400B所例示，2400nm的深度可对应于进入块体120中的深度。然而，在其他实施方案中，该深度可以大于2400nm或者可以小于2400nm。

曲线图400B还包括y轴。类似于曲线图400A，y轴可对应于轧制产品的整个深度内的铝合金产品100的晶粒尺寸。随着轧制产品的产生，晶粒尺寸可以对应于铝合金底层组分的结晶尺寸。晶粒尺寸分布线410B对应于轧制产品的整个深度内的晶粒尺寸。如曲线图400B所例示，轧制产品表面附近的晶粒尺寸可以与更靠近块体120的晶粒尺寸基本相同或相似。在实施方案中，晶粒尺寸可以是整个微晶粒次表面结构和块体120的细晶粒尺寸。在某些情况下，整个深度内的晶粒尺寸可能是超细的。例如，轧制产品的表面处和整个块体120的晶粒尺寸可以是10nm到5μm。在其他实施方案中，晶粒尺寸可以是整个微晶粒次表面结构和块体120的较大晶粒尺寸，例如大于轧制的近表面微结构110的晶粒尺寸。

上面讨论的在轧制的近表面微结构110内的一个或多个缺陷130和相异的晶粒尺寸可能影响铝合金产品100的机械性能。例如，轧入的材料130c或轧制的近表面微结构110内的其他缺陷的存在可能导致轧制的近表面微结构110具有与块体120不同的延展性。轧制的近表面微结构110和块体120之间的相异延展性可能导致机械失效，因为轧制的近表面微结构110的变形可能小于块体120。

在实施方案中，轧制的近表面微结构的机械改变可以包括修饰轧制的近表面微结构以产生第一表面区域和第二表面区域。第一表面区域可以是或包括具有小于500nm厚度的轧制的近表面微结构。例如，第一表面区域中的轧制的近表面微结构可以具有从400nm到500nm、从300nm到400nm、从200nm到300nm、从100nm到200nm、从50nm至100nm、10nm至50nm，或1nm至10nm的厚度。在一些情况下，第一表面区域可以基本上不含轧制的近表面微结构，使得仅存在痕量的轧制的近表面微结构。

第二表面区域可以不含或基本上不含近表面微结构。第二表面区域可以包括氧化物层。该氧化物层可以具有从1nm到20nm的厚度。例如，该氧化物层可以在1nm至15nm、1nm至10nm、1nm至5nm，或1nm至2nm的范围内。在一些情况下，第二表面区域可以不含或基本上不含氧化物层。在氧化物层和块体之间可能存在微晶粒次表面结构。该微晶粒次表面结构可以具有从1nm到2μm的厚度。例如，该微晶粒次表面结构可以具有从1nm至1μm、从10nm至800nm、从50nm到800nm、从100nm至800nm、从100nm至500nm，或从100nm至400的厚度。

在一些实施方案中，第一表面区域和第二表面区域都可以在轧制的近表面微结构的机械改变之后存在。第一表面区域和第二表面区域可以以50％或更小的第一表面区域与第二表面区域的比率存在。例如，第一表面区域的面积与第二表面区域的面积的比率可以是40％或更小、30％或更小、20％或更小、15％或更小、10％或更小、5％或更小，或1％或更小。在一些情况下，第一表面区域在轧制的近表面微结构的机械改变之后可能不存在。在一些实施方案中，第一表面区域和第二表面区域可以是不连续的。例如，第二表面区域可以在第一表面区域内形成“岛”或凹穴。

在各种实施方案中，轧制的近表面微结构的机械改变可包括产生新的经修饰的近表面微结构层(本文称为微晶粒次表面结构)。例如，轧制的近表面微结构的机械改变可以产生含有微晶粒次表面结构的第一表面区域。该新的微晶粒次表面结构层可以包括来自轧制的近表面微结构的材料和/或来自块体的材料，并且在一些情况下，可以任选地包括在机械改变过程中提供的材料。如图5A、5B和5C所例示，机械地改变轧制的近表面微结构510可以包括产生微晶粒次表面结构512。从图5A开始，铝合金产品500可以包括包括轧制的近表面微结构510和块体520的轧制产品。轧制的近表面微结构510可以具有包括一个或多个缺陷530的轧制成分。该一个或多个缺陷530可以与本文所讨论的一个或多个缺陷130相同或不同。类似地，轧制的近表面微结构510和块体520可以分别与轧制的近表面微结构110和块体120相同或不同。

轧制的近表面微结构510的成分可以包括一个或多个缺陷530，该一个或多个缺陷可以与该一个或多个缺陷130相同或不同。该一个或多个缺陷530可包括表面裂纹530d、内部裂纹530a、空隙530b、轧入的材料530c和/或合金元素540的高密度群530e。因此，该一个或多个缺陷530可包括合金元素540的非匀质分布以及轧制的近表面微结构510内的晶粒尺寸和结构的非匀质分布。与轧制的近表面微结构510相比，块体520可以具有包括最少到没有缺陷的第一成分。如图所例示，第一成分可以包括合金元素540的匀质分布，并且可以包括晶粒尺寸和结构的匀质分布。尽管合金元素540的匀质分布在图5A、5B和5C中被描绘为块体520中的阵列，但是应当理解，所例示的构造意图举例说明匀质分布而不是合金元素540作为阵列的构造。在实施方案中，合金元素540可以不在块体520中呈阵列，而是可以呈自然但匀质的分布的形式。

如图5B所示，轧制的近表面微结构510可以例如通过剥蚀来机械地改变。剥蚀轧制的近表面微结构510可以包括用砂粒555物理地剥蚀表面。可以通过剥蚀装置550将砂粒555推向轧制产品的表面。如下文针对图7B所指出的，剥蚀装置550可以被构造为在轧制的近表面微结构510处喷射砂粒555。剥蚀装置550的构造(例如，力、角度、暴露持续时间)可以取决于期望的改变深度。在实施方案中，剥蚀装置550可以包括被构造为喷射砂粒555的砂石喷射装置。在此类实施方案中，砂粒555可以包括砂子、玻璃或其他基于硅酸盐的砂粒。砂粒555的尺寸和组成可以取决于铝合金产品500的应用和/或对所期望的轧制的近表面微结构510的机械改变程度。

在一些实施方案中，顶部层512a可以在微颗粒次表面结构512上产生。顶部层512a可以任选地是或包括氧化物层。此种氧化物层可以是工程化的氧化物层，该工程化的氧化物层可以具有可允许与诸如环氧树脂粘合剂的粘合剂牢固粘结的特定厚度、组成和结构。

在一些实施方案中，顶部层512a可以是或包括含硅层。该含硅层可以修饰轧制的近表面微结构510的表面上或该近表面微结构内的一部分粘结位点。如上所指出的，轧制的近表面微结构510可以包括一个或多个缺陷530，例如转移裂纹、空隙或裂缝。通过将含硅层沉积到轧制的近表面微结构510上，可以解决轧制的近表面微结构510的轧制成分内的一个或多个缺陷530，以形成具有比轧制的近表面微结构510的轧制成分更少的缺陷530的第二成分。

为了将含硅层沉积到轧制的近表面微结构510上，可以使用含硅材料，诸如作为含硅砂粒实施的砂粒555。在实施方案中，将含硅层沉积到轧制的近表面微结构510或轧制的近表面微结构510的一部分上可以包括用含硅砂粒对轧制的近表面微结构510进行砂粒喷射。例如，可以用含硅材料涂覆或处理含硅砂粒，并将该含硅砂粒构造成在撞击时将含硅材料转移到表面，诸如轧制的近表面微结构510的表面。即，当砂粒555冲击轧制的近表面微结构510时，该冲击的热能、机械能和动能可引起或诱导涂覆砂粒555的含硅材料转移到轧制的近表面微结构510上。例如，当砂粒555冲击表面时，可能会产生局部热瞬变，导致含硅材料沉积到表面上。由每个砂粒555颗粒的单独冲击产生的能量可导致铝的天然氧化物被破坏，从而使得含硅材料接触并结合至表面处存在的氧化物和金属。在铝合金产品的机械改变过程或处理过程中，轧制产品的表面上可能会形成复杂的无定形含硅膜，从而产生位于微晶粒结构512内部、顶部或作为该微晶粒结构的一部分的含硅层。在实施方案中，可对含硅材料进行离子化，以使其具有正电荷或负电荷。在此类实施方案中，含硅材料的电离状态可以使含硅材料对轧制的近表面微结构510具有亲和力。因此，在砂粒555与轧制的近表面微结构510冲击时，部分地由于含硅材料的离子电荷，砂粒555可将硅转移到轧制的近表面微结构510。

如上所指出的，可以用含有用于转移到轧制的近表面微结构510的含硅材料的含硅化合物处理或涂覆砂粒555。例如，可以用以下物质处理砂粒555：氧化硅(例如，SiO_x例如SiO、SiO₂、SiO₃、SiO₄)、硅烷、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、四甲基硅烷(TMS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、三乙氧基硅烷、N-仲丁基(三甲基甲硅烷基)胺、1,3-二乙基-1,1,3,3,四甲基二硅氮烷、甲基硅烷、五甲基二硅烷、四乙基硅烷、四甲基二硅烷或任何其他合适的有机硅化合物。在实施方案中，含硅砂粒555还可以包含附加材料，诸如粘合促进剂、腐蚀抑制剂、美观掺杂剂、偶联剂、抗微生物剂等，或它们的任何组合。示例性砂粒555可以包括或包含SACO砂粒。

含硅材料可以修饰轧制的近表面微结构510内的一部分粘结位点。轧制的近表面微结构510可能具有不易获得或不易接受粘结的粘结位点。例如，该一个或多个缺陷530可能会减少或阻碍粘结位点，或者粘结位点可能被不希望的材料占据。为了改善粘结位点，含硅材料可使粘结位置打开并且可用于粘结。例如，含硅材料可以赋予所需的离子电荷或改变粘结位点的电化学或机械结构，从而改善和促进粘结位点处的粘结。在实施方案中，砂粒555的撞击可以改善粘结位点。例如，砂粒555的冲击可以加固轧制的近表面微结构510或者去除占据一部分粘结位点的不希望的材料。

图5C例示了可由上面讨论的含硅砂粒555沉积到轧制的近表面微结构510上的顶部层512a。在微晶粒次表面结构512的生成期间，顶部层512a可以在轧制的近表面微结构510的表面上形成。在实施方案中，诸如在含硅砂粒的情况下在含硅材料向表面转移期间，顶部层512a在轧制的近表面微结构510上的沉积或生成可以与微晶粒次表面结构512的生成同时发生或以其他方式相联合。例如，含硅材料内的硅可以改变或修饰轧制的近表面微结构510从而形成微晶粒次表面结构512。对轧制的近表面微结构510的改变或修饰可以包括加固轧制的近表面微结构510以解决一个或多个缺陷530以及/或者修饰粘结位点，如上所讨论的。在实施方案中，顶部层512a可以包括与微晶粒次表面结构512的第二成分不同的成分。例如，第二成分可以接近于第一成分，主要包含铝合金以及匀质分布的一种或多种合金元素540。相反，顶部层512a可以主要包含硅(诸如在使用含硅砂粒的情况下)，包括硅烷、硅酸盐、氧化硅，以及在表面处或附近粘附到氧化物和/或铝的其他硅基材料。在其他实施方案中，顶部层512a可具有与微晶粒次表面结构512的第二成分相似的成分并且可任选地包括氧化物层。

机械地改变轧制的近表面微结构以使其具有或产生微晶粒次表面结构对于改善铝合金产品的整体机械和化学性能是有用的。铝合金产品的机械和化学性能的改善部分地可能是由于一个或多个缺陷的去除或改变。图6A、6B和6C提供了根据一些实施方案的机械地改变轧制的近表面微结构610以产生微晶粒次表面结构612的示意图示。

图6A提供了铝合金产品600的示意图。铝合金产品600可以与铝合金产品100或500相同或不同。铝合金产品600可以包括包括块体620和轧制的近表面微结构610的轧制产品。轧制的近表面微结构610和块体620可以分别与轧制的近表面微结构110或510和块体120或520相同或不同。边界615可以任选地存在于轧制的近表面微结构610和块体620之间。在实施方案中，边界615可以与边界115或515相同或不同。

如图6A所示，轧制的近表面微结构610可以具有具有一个或多个缺陷630的轧制成分。该一个或多个缺陷630可以与该一个或多个缺陷130或530相同或不同。在实施方案中，该一个或多个缺陷630可包括内部裂纹630a、表面裂纹630d、空隙630b、轧入的材料630c和/或合金元素640的高密度群630e。内部裂纹630a可以对应于在轧制的近表面微结构610内产生的裂纹，并且表面裂纹630d可以对应于在轧制的近表面微结构610的表面上产生的裂纹。在实施方案中，轧入的材料630c可以对应于在轧制过程期间掺入到轧制的近表面微结构610中的轧入的润滑剂或氧化物。

如参考铝合金产品100和500所指出的，合金元素640的高密度群630e可以存在于轧制的近表面微结构610内。在块体620内，合金元素640可以匀质地分布，这意味着在任何给定体积的块体620中，可以存在相同或大致相同浓度的合金元素640。在图6A中，合金元素640在块体620内的匀质分布可以被描绘为合金元素640的阵列。在各种实施方案中，合金元素640可以不存在于这样的阵列中，而是可以根据合金元素640的自然合金化趋势随机分布在整个块体620中。

相反，合金元素640可能不匀质地分布在轧制的近表面微结构610内。如图6A所例示，合金元素640可以在轧制的近表面微结构610内非匀质地分布，从而产生合金元素640的低密度群的凹穴和合金元素640的高密度群630e的凹穴。

为了将轧制的近表面微结构610的轧制成分改变为更理想的成分，可以在铝合金产品600的加工过程中机械地改变轧制的近表面微结构610。例如，轧制的近表面微结构610可以在铝合金产品600经受任何预处理过程之前的任何阶段进行机械改变。在各种实施方案中，轧制的近表面微结构610可以在执行热轧工艺之后或在执行冷轧工艺之后进行机械改变。在其他实施方案中，轧制的近表面微结构610可以在铝合金产品600的最终量测过程中被机械地改变。

铝合金产品600可以根据本文公开的一种或多种方法进行处理。例如，处理铝合金产品的方法可以包括提供具有块体和轧制的近表面微结构的轧制产品，其中轧制的近表面微结构具有包括一个或多个缺陷的轧制成分。例如，该一个或多个缺陷可以包括以下中的至少一者：轧入的氧化物、轧入的油类、转移裂纹、空隙、裂缝、不均匀的粘结位点，或合金元素非匀质性。该方法还可以包括机械地改变轧制的近表面微结构以产生具有不同于轧制成分的第二成分的微晶粒次表面结构。在某些情况下，轧制的近表面微结构可能占据至进入块体中的一定深度的空间。在其他实施方案中，第二成分可以包括比轧制成分更少的缺陷，但比块体的第一成分更多的缺陷。例如，第二成分可以与块体的第一成分基本相同，或者第二成分可以基本不含该一个或多个缺陷。此外，第二成分可以包括晶粒结构匀质性和合金元素分布匀质性。

根据本公开的某些实施方案，处理铝合金产品(诸如铝合金产品600)的方法可以包括对轧制的近表面微结构进行研磨、对轧制的近表面微结构进行激光剥蚀、对轧制的近表面微结构进行砂石喷射，以及/或者对轧制的近表面微结构进行抛光。在一些实施方案中，机械地改变轧制的近表面微结构可以包括物理地剥蚀轧制的近表面微结构。例如，物理地剥蚀轧制的近表面微结构可以包括对轧制的近表面微结构进行砂粒喷射。而在又其他实施方案中，机械地改变轧制的近表面微结构可以包括将轧制的近表面微结构压缩到受控深度。例如，压缩轧制的近表面微结构可包括将近表面微结构喷丸处理至受控深度。机械地改变第二成分还可以包括产生匀质的超细晶粒。

机械地改变轧制的近表面微结构的方法还可以包括使轧制的近表面微结构经受第一改变过程，并然后使轧制的近表面微结构经受第二改变过程。在某些实施方案中，机械地改变可以进一步包括使轧制的近表面微结构经受第三改变过程。例如，第一改变过程可以包括将轧制的近表面微结构暴露于第一砂粒，第二改变过程可以包括将轧制的近表面微结构暴露于第二砂粒，并且第三改变过程可以包括将轧制的近表面微结构暴露于第三砂粒。在一些示例中，第一砂粒比第二砂粒更粗并且第二砂粒比第三砂粒更粗。

如本文所公开的处理铝合金产品的方法可以包括在轧制产品的最终量测期间机械地改变轧制的近表面微结构。然而，在其他实施方案中，机械地改变轧制的近表面微结构可以在热轧过程之后并且/或者在冷轧过程之前发生。在一些实施方案中，机械地改变轧制的近表面微结构可以在预处理轧制产品之前发生。该方法还可包括预处理轧制产品。例如，该方法可以包括通过蚀刻轧制产品来预处理轧制产品。

经受经由本文公开的方法进行的机械改变的轧制产品可以包括7xxx系列铝合金产品、6xxx系列铝合金产品或5xxx系列铝合金产品中的至少一者。在各种实施方案中，轧制产品可以是热轧产品或冷轧产品。

根据本文公开的方法和技术的铝合金产品可以包括具有块体和微晶粒次表面结构的轧制产品，其中该轧制产品最初具有轧制的近表面微结构，该轧制的近表面微结构具有包括一个或多个缺陷的轧制成分，该轧制成分被修饰成机械地改变轧制的近表面微结构以产生具有不同于轧制成分的第二成分的微晶粒次表面结构。该一个或多个缺陷可包括以下中的至少一者：轧入的氧化物、空隙、转移裂纹、裂缝、不均匀的粘结位点，或合金元素非匀质性。轧制的近表面微结构可以占据进入块体一定深度的空间。在各种实施方案中，第二成分可以包括比轧制成分更少的缺陷，但比第一成分更多的缺陷。例如，第二成分可以与块体的第一成分基本相同，或者第二成分可以基本不含该一个或多个缺陷。第二成分可以包括晶粒结构匀质性和合金元素分布匀质性。例如，第二成分可以包括匀质的超细晶粒。

在各种实施方案中，轧制产品可以包括7xxx系列铝合金产品、6xxx系列铝合金产品和5xxx系列铝合金产品中的至少一者。轧制产品可以是热轧产品或冷轧产品。在某些情况下，铝合金产品可以根据本文公开的任何方法制造。

如图6B所例示，铝合金产品600的轧制的近表面微结构610可以使用各种各样的改变工艺和设备来机械地改变。在各种实施方案中，机械地改变轧制的近表面微结构610可以包括对轧制的近表面微结构610进行研磨、物理剥蚀、激光剥蚀、压缩、砂石喷射、抛光、干冰喷射和/或电抛光。现在如图6B所示，一个或多个研磨元件650可被用于机械地改变轧制的近表面微结构610。研磨元件650可以延伸铝合金产品600的整个宽度。在实施方案中，研磨元件650可以仅使铝合金产品600宽度的一部分延伸。

如图6B所例示，轧制的近表面微结构610的组成可以被研磨元件650改变。例如，轧制的近表面微结构610可以被改变成使得去除了内部裂纹630a和一部分轧入的材料630c和空隙630b。轧制的近表面微结构610的机械改变可以通过使用研磨元件650来实现。研磨元件650可包括一个或多个磨损表面。例如，研磨元件650的外圆周可以包括磨损表面。示例性磨损表面可包括但不限于硅酸盐基表面、金属表面、金刚石或硬结晶表面、石头表面或陶瓷表面。所选择的磨损表面的类型可以取决于轧制的成分，特别是轧制的近表面微结构610内存在的一个或多个缺陷630的数量和类型，以及铝合金产品600的应用。例如，可以选择石头或陶瓷表面作为研磨元件650的磨损表面，因为一个或多个缺陷630可以包括高密度的空隙630b。通过使用石头或陶瓷作为磨损表面，轧制的近表面微结构610可以在机械改变期间随着被磨削而被压缩。压缩轧制的近表面微结构610对于包括高密度空隙630b的轧制的近表面微结构可能是合乎需要的，因为压缩可能是去除空隙630b的最佳方式。

磨损表面可以靠着轧制的近表面微结构610旋转或研磨，以去除材料以及/或者使轧制的成分重新分布。在各种实施方案中，磨损表面可以在平坦表面或平行于铝合金产品600的表面的表面上。代替旋转来磨损表面，可以来回搅动磨损表面以实现磨损表面和滚动的近表面微结构610之间的期望摩擦。在研磨表面期间施加的摩擦量可以与要改变的轧制的近表面微结构610的量成比例。例如，施加到表面的较高摩擦可对应于轧制的近表面微结构610的较高变化率。研磨元件650上的磨损表面的各种不同砂粒尺寸可被用于磨损表面，其中砂粒尺寸任选地随着研磨元件650施加的连续研磨而减小。开始时可能需要较大的砂粒尺寸以实现更稳健的研磨或摩擦效果，而较小的砂粒尺寸可能对于后续的研磨来说是合乎需要的，以越来越少地改变表面并产生所需的微晶粒次表面结构612。

如上所指出的，轧制的近表面微结构610可以占据从轧制产品的表面到进入块体620中的深度的空间。例如，该深度可以大于500nm。然而，在其他实施方案中，该深度可以小于500nm。该深度的范围可以为从200nm到400nm、从300nm到500nm、从400nm到600nm、从200nm到600nm、从500nm到700nm、从500nm到800nm或从200nm 800nm，800nm到1μm，1μm到5μm，5μm到10μm，10μm到15μm，或15μm到20μm。在机械改变期间，可以改变轧制的近表面微结构610的一部分深度。在实施方案中，可以机械地改变深度的一部分。例如，如果近表面微结构610的深度为10μm，则该深度的被机械改变的部分可以是轧制的近表面微结构610的前5μm。该深度的被机械地改变的部分的范围可以为从50nm到100nm、从100nm到200、从200nm到400nm、从300nm到500nm、从400nm到600nm、从200nm到600nm，从500nm到700nm，从500nm到800nm，从200nm到800nm，从800nm到1μm，从1μm到5μm，从5μm到10μm，从10μm到15μm，或从15μm到20μm，这取决于整体深度。在一些实施方案中，对应于轧制的近表面微结构610的整个深度可以改变。

可以通过如上所述的那样机械地改变轧制的近表面微结构610来实现微晶粒次表面结构612。如图6C所示，微晶粒次表面结构的第二成分可以不含或基本上不含一个或多个缺陷630。基本上不含一个或多个缺陷630的微晶粒次表面结构可以意指微晶粒次表面结构612的功能与不含一个或多个缺陷630的微晶粒次表面结构612相同。也就是说，基本上不含一个或多个缺陷630可以意味着：虽然一些缺陷630可能存在于微晶粒次表面结构612内，但是存在的任何缺陷630都不会明显影响铝合金产品602的机械或化学性能。第二成分可以不同于轧制成分。在各种实施方案中，第二成分可以在轧制成分和第一成分之间。在示例性实施方案中，第二成分可以与第一成分相同或基本相同。

如图6C所示，近表面微结构612的第二成分可以包括合金元素640的重新分布。合金元素640的重新分布可以意指合金元素640的高密度群630e已经被重新分布或改变从而实现合金元素640的匀质或相对更匀质的分布。虽然合金元素640在微晶粒次表面结构612内的重新分布可以类似于合金元素640在块体620内的分布，如图6C所例示，但是在各种实施方案中，微晶粒次表面结构612内的合金元素640的重新分布可被分布成与块体620内的分布不同。例如，在实施方案中，发现合金元素640在块体620中的浓度可能高于在微晶粒次表面结构612中的浓度。然而，无论合金元素640在块体620或微晶粒次表面结构612内的浓度或突出度如何，合金元素640在两者内的分布可以是匀质的。也就是说，合金元素640可以均衡地分布在任何给定体积的轧制产品内。

微晶粒次表面结构612的第二成分也可以包括匀质的晶粒结构。例如，晶粒结构匀质性可以使得整个微晶粒次表面结构612的晶粒尺寸相同或在块体620的标准偏差内。在各种实施方案中，晶粒结构匀质性可以对应于与块体620的晶粒结构匀质性相同的微晶粒次表面结构612的晶粒结构匀质性。例如，在轧制的近表面微结构610被机械地改变并产生微晶粒次表面结构之后，微晶粒次表面结构612的晶粒结构可以包括与第一成分内的超细晶粒结构匹配(或类似)的超细晶粒结构。然而，在其他实施方案中，超细晶粒结构可在微晶粒次表面结构612内产生，而块体620含有较大的均质晶粒结构。在一些情况下，微晶粒次表面结构612的晶粒结构可以包括平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。尽管图6C中未示出，但微晶粒次表面结构612可以包括或具有位于其上的顶部层，例如氧化物层。

图7A、7B和7C提供了根据另一个实施方案的机械地改变轧制的近表面微结构710以实现微晶粒次表面结构712的示意图示。从图7A开始，铝合金产品700可以包括具有块体720和轧制的近表面微结构710的轧制产品。块体720可以与块体120、块体520或块体620相同或不同，并且轧制的近表面微结构710可以与轧制的近表面微结构110、轧制的近表面微结构510，或轧制的近表面微结构610相同或不同。在实施方案中，铝合金产品700可以与铝合金产品100、铝合金产品500或铝合金产品600相同或不同。

轧制的近表面微结构700可以包括一个或多个缺陷730。该一个或多个缺陷730可以与如本文所述的该一个或多个缺陷130、530或该一个或多个缺陷630相同或不同。在实施方案中，该一个或多个缺陷730可以包括内部裂纹730a、表面裂纹730d、空隙730b、轧入的材料730c和/或合金元素740的高密度群730e。如图所例示，合金元素740在轧制的近表面微结构710内的分布可能是不匀质的，从而导致产生高密度群730e的凹穴和最小合金元素740的凹穴。类似于针对块体120、块体520或块体620讨论的第一成分，块体720的第一成分可以提供合金元素740的匀质分布。在块体720的第一成分和轧制的近表面微结构710的轧制成分之间可以任选地是边界715。边界715可以与边界115、边界515或边界615相同或不同。

在图7B中，轧制的近表面微结构710可以被机械地改变。机械地改变轧制的近表面微结构710可以包括剥蚀轧制的近表面微结构710。剥蚀轧制的近表面微结构710可以包括物理地剥蚀、激光剥蚀以及/或者压缩轧制的近表面微结构。物理剥蚀可包括对轧制的近表面微结构710进行砂石喷射或砂粒喷射。激光剥蚀可包括用激光束或另一高强度光束照射轧制的近表面微结构710以改变表面。压缩轧制的近表面微结构710可以包括对表面进行喷丸处理。喷丸处理可包括通过用弹丸冲击表面以实现塑性变形来改变轧制的近表面微结构710的机械特性。示例性弹丸可包括圆形金属的、玻璃的、硅酸盐的或陶瓷的颗粒。

机械地改变轧制的近表面微结构710可以包括一个或多个剥蚀装置750。一个或多个剥蚀装置750可以包括用于剥蚀轧制的近表面微结构710的部件。在示例性实施方案中，物理地剥蚀轧制的近表面微结构710可以包括对表面进行砂石喷射。在此种实施方案中，剥蚀装置750可以是砂粒喷射装置。剥蚀装置750可以被构造为在轧制的近表面微结构710处喷射砂粒755。在剥蚀装置750可以是砂石喷射装置的实施方案中，砂粒755可以包括砂石、玻璃或其他硅酸盐基砂粒。砂粒755的尺寸和组成可以取决于铝合金产品700的应用和/或对轧制的近表面微结构710的机械改变的期望程度。对于一些实施方案，可能期望使用具有各种尺寸的砂粒的砂粒喷射(诸如使用不同砂粒尺寸的多次连续砂粒喷射应用)使表面经受剥蚀。例如，开始时可能需要较大的砂粒尺寸以实现更稳健的修饰效果，而较小的砂粒尺寸可能对于后续的砂粒喷射来说是合乎需要的，以越来越少地改变表面并产生所需的微晶粒次表面结构712。

在机械地改变轧制的近表面微结构710包括对表面进行喷丸处理的示例性实施方案中，剥蚀装置750可以包括喷丸装置。示例性喷丸处理方法可包括物理喷丸处理、超声波喷丸、湿式喷丸和激光喷丸。在物理喷丸处理的情况下，剥蚀装置750可以包括喷丸装置，该喷丸装置被构造为以足够的力在轧制的近表面微结构710处推进弹丸以实现机械改变。在实施方案中，机械改变可以包括压缩轧制的近表面微结构710以在轧制产品的最外层内产生塑性变形。在需要去除较少材料的应用中，喷丸处理与磨损机械改变相比可能是优选的。由于喷丸处理压缩轧制的近表面微结构710，而不是从轧制的近表面微结构710中去除颗粒和材料，所以在某些应用中，喷丸处理可以是机械地改变轧制的近表面微结构710的优选方式。

可以通过如上所述的那样机械地改变轧制的近表面微结构710来产生微晶粒次表面结构712。新产生的微晶粒次表面结构712可以是薄表面层。在实施方案中，微晶粒次表面结构712可以是从1nm到2μm。例如，微晶粒次表面结构712可以是从25nm到50nm厚、从50nm到100nm厚、从50nm到200nm厚、从50nm到300nm厚、从50nm到400nm厚、从50nm到500nm厚、从50nm到100nm厚、从100nm到200nm厚、从100nm到400nm厚、从100nm到500nm厚、从500nm到1μm厚、从800nm到2μm厚，或从1μm到2μm厚。

微晶粒次表面结构712可包括不含或基本上不含一个或多个缺陷730的第二成分。如上所指出的，基本上不含一个或多个缺陷730可以意味着：微晶粒次表面结构712的功能与不含一个或多个缺陷的第二成分的功能相同。在实施方案中，当微晶粒次表面结构712基本上不含一个或多个缺陷730时，存在的任何缺陷730都不会影响铝合金产品700的机械或化学性能。微晶粒次表面结构712的第二成分可以不同于轧制的近表面微结构710的轧制成分。在各种实施方案中，第二成分可以在块体720的轧制成分和第一成分之间。在示例性实施方案中，第二成分可以与第一成分相同或基本相同。

类似于上面讨论的微晶粒次表面结构512和612，微晶粒次表面结构712的第二成分可以包括合金元素740的匀质分布。示例性合金元素740可以包括锌、锰、镁、铜、铬、硅和/或铁。如图7C所例示，合金元素740可在微晶粒次表面结构712内被重新分布从而实现匀质分布。如上所指出的，合金元素740在微晶粒次表面结构712内的重新分布可以类似于块体720内的匀质分布。然而，在其他实施方案中，合金元素740的重新分布可以不同于块体720内的匀质分布。如图7C所示，微晶粒次表面结构712内合金元素740的重新分布可提供匀质分布，然而，该分布可与块体720内的匀质分布不同。尽管未在图7C中示出，但微晶粒次表面结构712可包括或具有位于其上的顶部层，例如氧化物层。

在示例性实施方案中，轧制的近表面微结构的机械改变可以包括多重改变过程。多重改变过程可能是机械地改变轧制的近表面微结构的优选方式。在轧制的近表面微结构的机械改变过程中，可能会产生受扰动层。受扰动层可以是在轧制的近表面微结构的表面附近产生的层，该层由于机械改变过程而变形。为了最小化产生受扰动层的可能性，可以采用多重改变过程。如图8A、8B、8C、8D和8E所例示，多重改变过程可以任选地包括三个改变过程。在一些实施方案中，可以仅使用两个改变过程，而在其他实施方案中，可以使用多于三个改变过程。

如图8A所例示，铝合金产品800可以包括包括轧制的近表面微结构810和块体820的轧制产品。轧制的近表面微结构810和块体820可以分别与如上所讨论的轧制的近表面微结构110、510、610或710以及块体120、520、620或720相同或不同。轧制的近表面微结构810可以具有包括一个或多个缺陷830a-e(统称为缺陷830)的轧制成分。该一个或多个缺陷830可以包括针对该一个或多个缺陷130、530、630和730讨论的缺陷中的一些或全部缺陷。例如，如图8A所例示，该一个或多个缺陷830可包括内部裂纹830a、空隙830b、轧入的材料830c、表面裂纹830d和/或合金元素840的高密度群830e。与所讨论的其他实施方案类似，该一个或多个缺陷830可包括合金元素840的非匀质分布以及晶粒尺寸和结构的非匀质分布。该一个或多个缺陷830可能不存在于块体820的第一成分内。

为了获得所需的第二成分，可以机械地改变轧制的近表面微结构810。从图8B开始，轧制的近表面微结构810可以经受第一改变过程。第一改变过程可以包括通过第一改变手段改变轧制的近表面微结构810。在各种实施方案中，第一改变过程可以包括对轧制的近表面微结构810进行研磨、物理剥蚀、激光剥蚀、压缩、砂石喷射、抛光、干冰喷射和/或电抛光。出于示例性目的，图8B、8C和8D中所描绘的改变过程可包括物理地剥蚀轧制的近表面微结构810。具体地，所描绘的改变过程可以包括对轧制的近表面微结构810进行砂粒喷射。

每个改变过程，即图8B中的第一改变过程、图8C中的第二改变过程和图8C中的第三改变过程可以包括改变装置850，该改变装置被构造为在轧制的近表面微结构810处喷射砂粒855。在这三个改变过程中的每一个改变过程中使用的砂粒855可能彼此不同。例如，在第一改变过程中使用的砂粒855a可以是比在第二改变过程中使用的砂粒855b更大的砂粒，并且砂粒855b可以是比在第三改变过程中使用的砂粒855c更大的砂粒。在实施方案中，砂粒855a可以是320目粒度的粗砂，砂粒855b可以是400目粒度的砂，而砂粒855c可以是600目粒度的细砂。在各种实施方案中，机械改变过程可以包括研磨轧制的近表面微结构810。在此类实施方案中，第一改变过程可以使用320目粒度的研磨表面，第二次改变过程可以使用400目粒度的研磨表面，并且第三改变过程可以使用600目粒度的研磨表面。

通过使用相异的砂粒855a、855b和855c，可以机械地改变轧制的近表面微结构810以实现所需的第二成分。例如，可以首先使用较粗的砂粒855a来改变表面裂纹830d和空隙830b。然而，较粗的砂粒855a可能会产生具有粗糙、不希望的特征的受扰动层。作为受扰动层的一部分，可以存在合金元素840的高密度群830e，以及轧制的近表面微结构810内的不均衡的晶粒结构。为了在轧制的近表面微结构810中获得平滑、均匀的晶粒结构，可以在粗砂855a之后使用砂粒855b，随后使用细砂粒855c。砂粒855b和855c可以改变受扰动层并产生光滑、无缺陷的微晶粒次表面结构812。如上所指出的，微晶粒次表面结构812可以不含或基本上不含一个或多个缺陷830。尽管未在图8E中示出，但微晶粒次表面结构812可包括或具有位于其上的顶部层，例如氧化物层。

在各种实施方案中，可以在每个改变过程中使用不同类型的机械改变。例如，第一改变过程可以包括对轧制的近表面微结构810进行喷丸处理。第二改变过程可以包括用磨损辊研磨轧制的近表面微结构810。第三改变过程可以包括用细砂粒855对轧制的近表面微结构810进行砂石喷射。本文讨论的机械改变的任何组合都可被用于产生微晶粒次表面结构812。

在示例性实施方案中，每个改变过程均可以任选地使用10磅的砂粒855负载力。每个改变过程均可以任选地持续两分钟。在各种实施方案中，每个改变过程均可以持续多于两分钟或少于两分钟。在各种实施方案中，每个改变过程均可以使用大于10磅或小于10磅的负载。在每个改变过程期间施加的长度和负载可以取决于所需的微晶粒次表面结构812。

在图8E中，可以产生微晶粒次表面结构812。微晶粒次表面结构812可以具有不同于轧制成分的第二成分。在实施方案中，第二成分可以在轧制成分和第一成分之间。在示例性实施方案中，第二成分可以与第一成分相同或基本相同。如图8E所示，第二成分可以包括合金元素840的匀质分布。虽然微晶粒次表面结构812中的合金元素840分布可以与块体820内的分布不同，但这两种分布都可以是匀质的。类似地，虽然微晶粒次表面结构812中的晶粒尺寸分布可与块体820内的晶粒尺寸分布不同，但是这两种晶粒尺寸分布可以是匀质的。

在机械改变之后，所得产品可以通过任何合适的方式进行加工。例如，任选地，加工步骤可被用于制备片材。此类加工步骤包括但不限于匀质化、热轧、冷轧、固溶热处理和任选的预时效步骤。经机械改变的产品可以被加工和制造成产品，诸如片材、板材或其他合适的产品。

使用公开的金属产品的方法

本文所述的金属产品可用于汽车应用和其他运输应用(包括飞机和铁路应用)，或任何其他所需应用。例如，所公开的金属产品可用于制备汽车结构部件，诸如保险杠、侧梁、顶梁、横梁、支柱加强件(例如，A支柱、B支柱和C支柱)、内部面板、外部面板、侧部面板、内罩、外罩或行李箱盖板。本文所述的金属产品和方法还可用于飞机或铁路车辆的应用中，以制备例如外部和内部面板。

本文所述的金属产品和方法还可用于电子应用中。例如，本文所述的金属产品和方法可以用于制备包括移动电话和平板计算机在内的电子装置的外壳。在一些示例中，该金属产品可用于制备移动电话(例如，智能电话)、平板底架和其他便携式电子设备的外罩的壳体。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性1xxx系列铝合金可包括AA1100、AA1100A、AA1200、AA1200A、AA1300、AA1110、AA1120、AA1230、AA1230A、AA1235、AA1435、AA1145、AA1345、AA1445、AA1150、AA1350、AA1350A、AA1450、AA1370、AA1275、AA1185、AA1285、AA1385、AA1188、AA1190、AA1290、AA1193、AA1198或AA1199。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性2xxx系列铝合金可包括AA2001、A2002、AA2004、AA2005、AA2006、AA2007、AA2007A、AA2007B、AA2008、AA2009、AA2010、AA2011、AA2011A、AA2111、AA2111A、AA2111B、AA2012、AA2013、AA2014、AA2014A、AA2214、AA2015、AA2016、AA2017、AA2017A、AA2117、AA2018、AA2218、AA2618、AA2618A、AA2219、AA2319、AA2419、AA2519、AA2021、AA2022、AA2023、AA2024、AA2024A、AA2124、AA2224、AA2224A、AA2324、AA2424、AA2524、AA2624、AA2724、AA2824、AA2025、AA2026、AA2027、AA2028、AA2028A、AA2028B、AA2028C、AA2029、AA2030、AA2031、AA2032、AA2034、AA2036、AA2037、AA2038、AA2039、AA2139、AA2040、AA2041、AA2044、AA2045、AA2050、AA2055、AA2056、AA2060、AA2065、AA2070、AA2076、AA2090、AA2091、AA2094、AA2095、AA2195、AA2295、AA2196、AA2296、AA2097、AA2197、AA2297、AA2397、AA2098、AA2198、AA2099或AA2199。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性3xxx系列铝合金可包括AA3002、AA3102、AA3003、AA3103、AA3103A、AA3103B、AA3203、AA3403、AA3004、AA3004A、AA3104、AA3204、AA3304、AA3005、AA3005A、AA3105、AA3105A、AA3105B、AA3007、AA3107、AA3207、AA3207A、AA3307、AA3009、AA3010、AA3110、AA3011、AA3012、AA3012A、AA3013、AA3014、AA3015、AA3016、AA3017、AA3019、AA3020、AA3021、AA3025、AA3026、AA3030、AA3130或AA3065。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性4xxx系列铝合金可包括AA4045、AA4004、AA4104、AA4006、AA4007、AA4008、AA4009、AA4010、AA4013、AA4014、AA4015、AA4015A、AA4115、AA4016、AA4017、AA4018、AA4019、AA4020、AA4021、AA4026、AA4032、AA4043、AA4043A、AA4143、AA4343、AA4643、AA4943、AA4044、AA4145、AA4145A、AA4046、AA4047、AA4047A或AA4147。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性5xxx系列铝合金可包括AA5182、AA5183、AA5005、AA5005A、AA5205、AA5305、AA5505、AA5605、AA5006、AA5106、AA5010、AA5110、AA5110A、AA5210、AA5310、AA5016、AA5017、AA5018、AA5018A、AA5019、AA5019A、AA5119、AA5119A、AA5021、AA5022、AA5023、AA5024、AA5026、AA5027、AA5028、AA5040、AA5140、AA5041、AA5042、AA5043、AA5049、AA5149、AA5249、AA5349、AA5449、AA5449A、AA5050、AA5050A、AA5050C、AA5150、AA5051、AA5051A、AA5151、AA5251、AA5251A、AA5351、AA5451、AA5052、AA5252、AA5352、AA5154、AA5154A、AA5154B、AA5154C、AA5254、AA5354、AA5454、AA5554、AA5654、AA5654A、AA5754、AA5854、AA5954、AA5056、AA5356、AA5356A、AA5456、AA5456A、AA5456B、AA5556、AA5556A、AA5556B、AA5556C、AA5257、AA5457、AA5557、AA5657、AA5058、AA5059、AA5070、AA5180、AA5180A、AA5082、AA5182、AA5083、AA5183、AA5183A、AA5283、AA5283A、AA5283B、AA5383、AA5483、AA5086、AA5186、AA5087、AA5187或AA5088。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性6xxx系列铝合金可包括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。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性7xxx系列铝合金可包括AA7011、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7033、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149、AA7204、AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095或AA7099。

用于本文所述的产品、系统和方法的非限制性示例性8xxx系列铝合金可包括AA8005、AA8006、AA8007、AA8008、AA8010、AA8011、AA8011A、AA8111、AA8211、AA8112、AA8014、AA8015、AA8016、AA8017、AA8018、AA8019、AA8021、AA8021A、AA8021B、AA8022、AA8023、AA8024、AA8025、AA8026、AA8030、AA8130、AA8040、AA8050、AA8150、AA8076、AA8076A、AA8176、AA8077、AA8177、AA8079、AA8090、AA8091或AA8093。

本文公开的实施例将用于进一步举例说明本发明的方面，但同时不构成对本发明的任何限制。相反，应当清楚地理解，在阅读了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精神。除非另有说明，否则本文描述的实例和实施方案还可以利用常规程序。本文出于举例说明目的对一些程序进行描述。

实施例1

下表1提供了示出已被机械地改变成产生微晶粒次表面结构的各种铝合金产品的改善的粘结耐久性性能的示例性结果。表1中提供了保持轧制的近表面微结构并且未经受机械改变的铝合金产品的粘结耐久性结果以供比较。

对于表1中的结果，样品1包括使用物理磨损进行机械改变的7075铝合金产品。使用磨损表面对样品1进行机械改变，以产生微晶粒次表面结构。类似地，样品2包括使用类似磨损表面(诸如S702)进行机械改变的另一种7xxx系列铝合金产品。样品3和4包括7075铝合金产品。样品5、6和7包括额外的7xxx铝合金产品。样品3、4、5、6和7都具有研磨光洁度。样品3-7均未被机械改变，而是保留了轧制的近表面微结构。

所有样品都经受粘结耐久性测试。在这个测试期间，每个样品均由两块通过六个粘结点粘结在一起的使用相同的条件制备和处理的铝合金产品制成。然后，使每个样品经受各种各样的测试条件。例如，该测试条件可包括以下中的一者或多者：浸入在盐溶液中、暴露于潮湿条件下、暴露于干燥条件下或施加诱导应力或应变的力。每个样品都经受这些测试条件的多个循环。样品经受的循环数是达到机械失效的循环数或60个循环，即该特定测试中使用的最大循环数。机械失效包括粘结失效、金属产品断裂或粘合剂断裂。

如表1所示，样品1和2的性能明显优于未经改变的样品3、4、5、6和7。包括微晶粒次表面结构的样品1和2在所有六个粘结完好无损的情况下持续进行了60个粘结耐久性测试循环。相比之下，五个包括轧制的近表面微结构的经铣削精加工的样品在10个循环内都经历了所有粘结的机械失效。

表1

实施例2

图9提供了已根据本文提供的技术和方法修饰的铝合金产品样品的元素分布的示例性图像。图9中提供的图像是使用能量弥散X射线光谱仪(EDX)拍摄的。图像910提供了铝合金产品样品的横截面图。如图所示，该铝合金产品包括块体912，该块体可以与块体820相似或相同。该铝合金产品还包括氧化物层916。沉积的层914覆盖氧化物层916以在切片和成像过程期间保护表面。图像930中突出显示了氧化物层916的存在。如图所示，块体912的表面附近存在氧的更高密度的群，其指示氧化物层916。在该铝合金产品样品的横截面视图中，不存在微晶粒次表面结构。该微晶粒次表面结构可以存在于未示出的铝合金产品样品的其他表面区域中。

图像920、940和950示出了各种元素在铝合金产品样品的横截面中的分布。图像920提供了铝在铝合金产品样品中的分布。如图所示，铝密度在整个块体912中最高，并且在整个块体912的横截面深度中基本上是匀质的。图像940提供了锌在铝合金产品样品中的分布。如图所示，块体912内的锌群高于铝合金产品样品的其他区域中的锌群。图像950提供了铬在铝合金产品样品中的分布。如图所示，在块体912中铬的存在量较高，而块体912中存在较高密度的群。

实施例3

图10A和10B提供了已经根据本文的技术修饰的铝合金产品样品的示例性图像。图10A提供了描绘铝合金产品的横截面的图像1000A。图10B提供了描绘铝合金产品的另一个横截面的图像1000B。图像1000A和1000B取自同一样品但在不同区域，以举例说明铝合金产品样品表面区域的差异。如图所示，图像1000A中铝合金产品样品的表面区域包括微晶粒次表面结构1010。图10A中描绘的微晶粒次表面结构1010具有近似500nm的厚度。在未示出的其他区域中，微晶粒次表面结构1010可具有明显小于500nm，例如150nm、100nm或50nm的厚度。

在一些区域中，铝合金产品样品的表面区域可能没有或基本上没有微晶粒次表面结构1010。图像10B中描绘了一个这样的区域。图像1000B描绘了没有微晶粒次表面结构1010的铝合金产品样品的表面区域。如图所示，图像1000B中铝合金产品样品的表面区域处存在氧化物膜1020(即，氧化物层1020)。氧化物膜1020具有近似4nm的厚度。图像1000A和图像1000B都是使用SEM拍摄的。由于SEM的性质，图像1000B中的铝合金产品样品的表面覆盖有溅射金膜，以防止氧化物膜1020在成像期间降解。

实施例4

图11提供了不同铝合金产品样品的表面区域的示例性图像。图像1110对应于具有轧制的近表面微结构的第一铝合金材料。图像1120对应于具有微晶粒次表面结构的第二铝合金材料。图像1110和1120示出了第一表面区域和第二表面区域的比率。为了分析第一表面区域与第二表面区域的比率，使用色度颜色映射技术对这两种铝合金材料的样品进行颜色映射。较高的光吸收对应于黄色调，而较少的光吸收对应于蓝色调。当以黑白图像查看时，黄色调可能会显得较淡，而蓝色调可能会显得较暗。包括近表面微结构的第一表面区域显示出更强的光吸收，因此呈现黄色。包括微颗粒次表面结构的第二表面区域表现出较低的光吸收，因此呈现蓝色。

评估每个样品的黄色与蓝色表面区域的面积百分比以确定第一表面区域与第二表面区域的比率。图像1110包括样品1112和样品1114的颜色映射。样品1112和1114是具有铣削光洁度的第一铝合金材料的样品。如图所示，样品1112的表面积包括第一表面区域的47％和第二表面区域的53％。如图所示，样品1114的表面积包括第一表面区域的54.3％和第二表面区域的45.7％。第一表面区域的表面百分比的增加表明含有缺陷的近表面微结构突出。这可能对应于第一铝合金材料的较低粘结耐久性。

图像1120包括样品1122和样品1124的颜色映射。样品1122和1124是已经根据本文的技术和方法机械改变的第二铝合金材料的样品。如图所示，样品1122的表面积包括第一表面区域的32.3％和第二表面区域的67.7％。如图所示，样品1124的表面积包括第一表面区域的22.4％和第二表面区域的77.6％。对于样品1122和1124，第一表面区域的表面百分比与样品1112和1114相比降低，表明含有一个或多个缺陷的近表面微结构减少。这可以对应于第二铝合金材料的更高的粘结耐久性。

例证

如下文所使用的，对一系列例证的任何提及应被理解为分别对这些实例中的每一个的提及(例如，“例证1至4”应被理解为“例证1、2、3或4”)。

例证1是一种铝合金产品，其包括：块体，其中所述块体包括块体晶粒结构，所述块体晶粒结构包括铝合金的晶粒，所述铝合金包括：铝以及一种或多种选自由锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰组成的组的合金元素；第一表面区域，所述第一表面区域包括厚度小于500nm的近表面微结构(NSM)；不含NSM的第二表面区域，其中所述第二表面区域包括氧化物层；以及存在于所述氧化物层与所述块体之间的微晶粒次表面结构，其中所述微晶粒次表面结构：具有1nm至2μm的厚度；没有或基本上没有一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物；并且包括与块体晶粒结构不同的晶粒结构，其中所述晶粒结构包括平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。

例证2是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述氧化物层具有从1nm至20nm的厚度。

例证3是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述氧化物层具有10nm的平均厚度和5nm的标准偏差。

例证4是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述氧化物层没有或基本上没有一个或多个缺陷。

例证5是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述NSM包括一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物。

例证6是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述第一表面区域与所述第二表面区域的比率小于50％。

例证7是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述第一表面区域和所述第二表面区域是不连续的。

例证8是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构进一步包含平均直径为10nm至2μm的沉淀物，其中所述沉淀物包含一种或多种选自由以下组成的组的合金元素：锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰。

例证9是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，所述铝合金产品进一步包括在所述微晶粒次表面结构上的含硅层，其中所述含硅层修饰微晶粒次表面结构内的一部分粘结位点。

例证10是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构中铝的重量百分比小于所述块体中铝的重量百分比。

例证11是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，所述铝合金产品根据FLTMBV 101-07标准测试，表现出从22个循环至100个循环或更多个循环的粘结耐久性。

例证12是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述铝合金中镁和锌的浓度小于20重量％，其中锌与镁的浓度比率为0.1至10.0。

例证13是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述块体中镁的浓度大于所述微晶粒次表面结构中镁的浓度，其中所述块体中铜的浓度大于所述微晶粒次表面结构中铜的浓度，或者其中所述块体中锌的浓度大于所述微晶粒次表面结构中锌的浓度。

例证14是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构比所述块体包含更多的结构缺陷，其中结构缺陷对应于或包括空隙、转移裂纹或裂缝。

例证15是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构与所述块体基本相同。

例证16是如任何前述或后续例证所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构包括与所述块体的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性不同的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性。

例证17是一种处理铝合金产品的方法，其包括：提供轧制铝合金产品，所述轧制铝合金产品包括：块体，其中所述块体包括块体晶粒结构，所述块体晶粒结构包括铝合金的晶粒，所述铝合金包括：铝以及一种或多种选自由锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰组成的组的合金元素；和近表面微结构(NSM)，其具有大于500nm的厚度；修饰所述NSM以产生：第一表面区域，所述第一表面区域包括厚度小于500nm的近表面微结构(NSM)；不含NSM的第二表面区域，其中所述第二表面区域包括氧化物层；以及在所述氧化物层与所述块体之间的微晶粒次表面结构，其中所述微晶粒次表面结构：具有1nm至2μm的厚度；没有或基本上没有一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物；并且包括与块体晶粒结构不同的晶粒结构，其中所述晶粒结构包括平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。

例证18是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述氧化物层具有从1nm至20nm的厚度。

例证19是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述氧化物层具有10nm的平均厚度和5nm的标准偏差。

例证20是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述氧化物层没有或基本上没有一个或多个缺陷。

例证21是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述NSM包括一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物。

例证22是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述第一表面区域与所述第二表面区域的比率小于50％。

例证23是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述第一表面区域和所述第二表面区域是不连续的。

例证24是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构进一步包含平均直径为10nm至2μm的沉淀物，其中所述沉淀物包含一种或多种选自由以下组成的组的合金元素：锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰。

例证25是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述铝合金中镁和锌的浓度小于20重量％，其中锌与镁的浓度比率为0.1至10.0。

例证26是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构中铝的重量百分比小于所述块体中铝的重量百分比。

例证27是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述块体中镁的浓度大于所述微晶粒次表面结构中镁的浓度，其中所述块体中铜的浓度大于所述微晶粒次表面结构中铜的浓度，或者其中所述块体中锌的浓度大于所述微晶粒次表面结构中锌的浓度。

例证28是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构根据FLTM BV 101-07标准测试，表现出从22个循环到100个循环或更多个循环的粘结耐久性。

例证29是如任何前述或后续例证所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构具有比所述NSM更少的结构缺陷和比所述块体更多的结构缺陷，其中结构缺陷对应于或包括空隙、转移裂纹或裂缝。

例证30是如任何前述或后续例证所述的方法，其中修饰所述NSM包括在产生所述微晶粒次表面结构时沉积含硅层或者用含硅层涂覆所述微晶粒次表面结构的至少一部分，其中所述含硅层修饰所述微晶粒次表面结构内的一部分粘结位点。

例证31是如任何前述或后续例证所述的方法，其中修饰包括使NSM经受机械改变，其中所述机械改变包括以下中的一者或多者：对NSM进行研磨；对NSM进行物理剥蚀；对NSM进行砂粒喷射；对NSM进行激光剥蚀；对NSM进行砂石喷射；或对NSM进行抛光。

以上引用的所有专利、出版物和摘要通过引用以其整体并入本文。实施方案(包括示出的实施方案)的前述说明仅仅出于说明和描述的目的来呈现，并非意图穷举或限制所公开的精确形式。对于本领域技术人员而言，其多种修改、变动和用途将是显而易见的。

Claims (31)

1.一种铝合金产品，其包括：

块体，其中所述块体包括块体晶粒结构，所述块体晶粒结构包括铝合金晶粒，所述铝合金包括：

铝；和

一种或多种选自由以下组成的组的合金元素：锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰；

包括厚度小于500nm的近表面微结构(NSM)的第一表面区域；

不含所述NSM的第二表面区域，其中所述第二表面区域包括氧化物层；和

存在于所述氧化物层和所述块体之间的微晶粒次表面结构，其中所述微晶粒次表面结构：

具有从1nm至2μm的厚度；

没有或基本上没有一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物；并且

包含不同于所述块体晶粒结构的晶粒结构，其中所述晶粒结构包含平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。

2.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述氧化物层具有从1nm至20nm的厚度。

3.如权利要求2所述的铝合金产品，其中所述氧化物层具有10nm的平均厚度和5nm的标准偏差。

4.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述氧化物层没有或基本上没有一个或多个缺陷。

5.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述NSM包括一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入氧化物或阳极氧化物。

6.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述第一表面区域与所述第二表面区域的比率小于50％。

7.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述第一表面区域和所述第二表面区域是不连续的。

8.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构进一步包含平均直径为10nm至2μm的沉淀物，其中所述沉淀物包含一种或多种选自由以下组成的组的合金元素：锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰。

9.如权利要求1所述的铝合金产品，所述铝合金产品进一步包括在所述微晶粒次表面结构上的含硅层，其中所述含硅层修饰微晶粒次表面结构内的一部分粘结位点。

10.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构中铝的重量百分比小于所述块体中铝的重量百分比。

11.如权利要求1所述的铝合金产品，所述铝合金产品根据FLTM BV 101-07标准测试，表现出从22个循环至100个循环或更多个循环的粘结耐久性。

12.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述铝合金中镁和锌的浓度小于20重量％，其中锌与镁的浓度比率为0.1至10.0。

13.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述块体中镁的浓度大于所述微晶粒次表面结构中镁的浓度，其中所述块体中铜的浓度大于所述微晶粒次表面结构中铜的浓度，或者其中所述块体中锌的浓度大于所述微晶粒次表面结构中锌的浓度。

14.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构比所述块体包含更多的结构缺陷，其中结构缺陷对应于或包括空隙、转移裂纹或裂缝。

15.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构与所述块体基本相同。

16.如权利要求1所述的铝合金产品，其中所述微晶粒次表面结构包括与所述块体的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性不同的晶粒结构匀质性或合金元素分布匀质性。

17.一种处理铝合金产品的方法，其包括：

提供一种轧制铝合金产品，所述轧制铝合金产品包括：

块体，其中所述块体包括块体晶粒结构，所述块体晶粒结构包括铝合金晶粒，所述铝合金包括：

铝；和

一种或多种选自由以下组成的组的合金元素：锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰；以及

具有大于500nm厚度的近表面微结构(NSM)；

修饰所述NSM以产生：

包括厚度小于500nm的近表面微结构(NSM)的第一表面区域；

不含所述NSM的第二表面区域，其中所述第二表面区域包括氧化物层；和

在所述氧化物层和所述块体之间的微晶粒次表面结构，其中所述微晶粒次表面结构：

具有从1nm至2μm的厚度；

没有或基本上没有一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入的氧化物或阳极氧化物；并且

包含不同于所述块体晶粒结构的晶粒结构，其中所述晶粒结构包含平均直径为10nm至500nm的铝合金晶粒。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述氧化物层具有从1nm至20nm的厚度。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述氧化物层具有10nm的平均厚度和5nm的标准偏差。

20.如权利要求17所述的方法，其中所述氧化物层没有或基本上没有一个或多个缺陷。

21.如权利要求17所述的方法，其中所述NSM包括一个或多个组成缺陷，其中所述一个或多个组成缺陷包括有机物、油类、烃类、污垢、无机残留物、轧入氧化物或阳极氧化物。

22.如权利要求17所述的方法，其中所述第一表面区域与所述第二表面区域的比率小于50％。

23.如权利要求17所述的方法，其中所述第一表面区域和所述第二表面区域是不连续的。

24.如权利要求17所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构进一步包含平均直径为10nm至2μm的沉淀物，其中所述沉淀物包含一种或多种选自由以下组成的组的合金元素：锌、镁、铜、铬、硅、铁和锰。

25.如权利要求17所述的方法，其中所述铝合金中镁和锌的浓度小于20重量％，其中锌与镁的浓度比率为0.1至10.0。

26.如权利要求17所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构中铝的重量百分比小于所述块体中铝的重量百分比。

27.如权利要求17所述的方法，其中所述块体中镁的浓度大于所述微晶粒次表面结构中镁的浓度，其中所述块体中铜的浓度大于所述微晶粒次表面结构中铜的浓度，或者其中所述块体中锌的浓度大于所述微晶粒次表面结构中锌的浓度。

28.如权利要求17所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构根据FLTM BV 101-07标准测试，表现出从22个循环到100个循环或更多个循环的粘结耐久性。

29.如权利要求17所述的方法，其中所述微晶粒次表面结构具有比所述NSM更少的结构缺陷和比所述块体更多的结构缺陷，其中结构缺陷对应于或包括空隙、转移裂纹或裂缝。

30.如权利要求17所述的方法，其中修饰所述NSM包括在产生所述微晶粒次表面结构时沉积含硅层或者用含硅层涂覆所述微晶粒次表面结构的至少一部分，其中所述含硅层修饰所述微晶粒次表面结构内的一部分粘结位点。

31.如权利要求17所述的方法，其中修饰包括使所述NSM经受机械改变，其中所述机械改变包括以下中的一者或多者：

对NSM进行研磨，

对NSM进行物理剥蚀；

对NSM进行砂粒喷射；

对NSM进行激光剥蚀；

对NSM进行砂石喷射；或者

对NSM进行抛光。

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