CN116445778A - 具有高强度和外观吸引力的铝合金 - Google Patents
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Abstract
本公开总体上涉及具有高强度和外观吸引力的铝合金。本公开提供了具有不同范围的合金元素和特性的铝合金。
Description
优先级
本专利申请要求2021年12月17日提交的名称为“ALUMINUM ALLOYS WITH HIGHSTRENGTH AND COSMETIC APPEAL”的美国临时专利申请第63/290,956号和2022年5月18日提交的名称为“ALUMINUM ALLOYS WITH HIGH STRENGTH AND COSMETIC APPEAL”的美国临时专利申请第63/343,443号的权益,这两个申请全文以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开一般涉及具有改善的材料特性和外观吸引力的铝合金,以用于包括电子设备的外壳的应用。
背景技术
许多商用7000系列铝合金已被开发用于航空航天应用。商用7000系列铝合金在作为消费产品时在外观上没有吸引力。甚至设计用于外观目的的合金也可能导致阳极化表面的碎裂、应力腐蚀开裂(SCC)和机械故障。
发明内容
在以下描述中部分地阐述了另外的实施方案和特征,并且本领域技术人员在审阅说明书之后将部分地明白或者通过本公开的实施方案的实践来学习这些实施方案和特征。可通过参考构成本公开的一部分的说明书和附图的剩余部分来实现某些实施方案的特点和优点的进一步理解。
在一些方面,本公开涉及包含以下的铝合金:3.4重量%至5.5重量%的Zn、1.3重量%至2.1重量%的Mg、至少0.07重量%的Cu、不大于0.08重量%的Zr和0.04重量%至0.20重量%的Fe,其中余量为铝和附带杂质。在各个方面,该合金具有不大于0.05重量%的Si、Mn、Cr、Ti、Ga、Sn、V、B、Li、Cd、Pb、Ni、P、Na和Ca。该合金可具有总量不大于0.03重量%的Mn和Cr。该合金可包含不大于0.02重量%的任一种附加元素和总量不大于0.10重量%的附加元素。
在另一方面,该铝合金包含至少0.12重量%的Cu。
在另一方面,该铝合金包含至少0.28重量%的Cu。
在另一方面,该铝合金包含至少4.5重量%至5.5重量%的Zn和1.5重量%至2.1重量%的Mg。
在另一方面,该铝合金包含至少4.0重量%至4.8重量%的Zn和1.2重量%至1.8重量%的Mg。
在另一方面,该铝合金具有1.8至3.5的Zn与Mg的重量%比。
在各个方面,该铝合金可在T6、A79或A76条件下回火。
在各个方面,该合金可在A78或A79条件下回火。
附图说明
通过参考附图和说明书来描述本公开的其他非限制性方面。
图1描绘了根据例示性实施方案,与组合的T6和A76回火条件下的参考合金相比,合金3和合金6的ano碎裂应力测试;
图2A描绘了根据例示性实施方案,显示A76回火后的合金3的晶界的TEM;
图2B描绘了根据例示性实施方案,A76回火后的合金3的晶界处的析出物的EDS线扫描和化学组成;
图3描绘了根据例示性实施方案,在85℃下和15% NaCl溶液浮现中进行的ASTMG30 U弯曲测试中,与A76回火的参考合金相比,合金3和合金6的SCC测试;
图4描绘了根据例示性实施方案,与A76回火后的参考合金相比,合金3和合金6在两小时后的故障率%;
图5描绘了根据例示性实施方案,与T6和A76回火条件下的处于四个取向的参考合金相比,合金3和合金6的夏比冲击能;
图6描绘了根据例示性实施方案,合金3和合金6与参考合金相比的挤出晶粒微结构,包括平均晶粒度、晶粒纵横比和最大晶粒度;
图7描绘了根据例示性实施方案,与A76回火条件下的参考合金相比,A78和A79回火条件下的合金3的SCC测试;
图8描绘了根据例示性实施方案,在90%相对空气湿度(RH)、65℃的热浸泡ASTMG30 U弯曲测试中,与A76回火条件下的参考合金相比,A78和A79回火条件下的合金3随浸泡时间变化的故障%;
图9描绘了根据例示性实施方案,T6、A76和A79回火条件下的合金3的分层性能;并且
图10描绘了根据例示性实施方案,回火条件T6、A76和A79下的合金3的L*、a*和b*与目标值的色差一致性。
具体实施方式
通过结合如下所述的附图,参考以下详细描述可以理解本公开。需注意,为了说明清楚起见,各种附图中的某些元件可能未按比例绘制,可能示意性地或概念性地表示,或者可能未完全对应于实施方案的某些物理配置。
本公开提供了7xxx系列铝合金,其相对于已知合金具有改善的性能。在某些变型形式中,本文公开的合金可同时满足一种或多种特性和/或加工变量。这些特性包括阳极化表面碎裂的令人惊讶地减少、SCC的减少、故障时间的显著缩短,以及/或者相对于其他外观合金具有相等或改善的夏比冲击能。在一些变型形式中,可在无需改变晶粒微结构(例如,平均晶粒度、晶粒纵横比和最大晶粒度)或显著损失挤出制造能力的情况下实现这些特性。
Al合金可由各种重量%的元素以及特定的特性来描述。在本文所述的合金的所有描述中,应当理解,合金的重量%余量为Al和附带杂质。在各种实施方案中,附带杂质可不大于任何一种附加元素(即,单一杂质)的0.05重量%,并且不大于所有附加元素(即,总杂质)总量的0.10重量%。
在一些方面,合金组合物可包含少量附带杂质。杂质元素可例如作为加工和制造的副产物存在。
铜
在各个方面,与参考合金相比,Cu的量范围增加。更高量的Cu令人惊讶地改善了阳极化的可靠性并且改善了抗SCC性。
在一些变型形式中,与参考合金相比,该合金具有更高的Cu。
在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.08重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.10重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.12重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.14重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.15重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.16重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.18重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.20重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.22重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.24重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.26重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.28重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.30重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.32重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.34重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.36重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.38重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金包含Cu,即至少0.40重量%的Cu。
在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.45重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.44重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.42重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.40重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.38重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.36重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.34重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.32重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.30重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.28重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.26重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.24重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.22重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.20重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.18重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.16重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.14重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.12重量%的Cu。在一些变型形式中,该合金具有等于或小于0.10重量%的Cu。
在一些变型形式中,该合金具有0.06重量%至0.08重量%的铜量。在一些变型形式中,该合金具有0.10重量%至0.20重量%的Cu量。在一些变型形式中,该合金具有0.025重量%至0.035重量%的Cu量。
表1描绘了与参考合金相比的六种合金的元素组成。该参考合金类似于公布为WO2018/013700的Misra等人的PCT/US2017/041731(该文献全文以引用方式并入本文)的代表性合金,其中Zn为5.0重量%。此外,公布为WO 2015/048788的Gable等人的PCT/US2014/058427全文以引用方式并入本文。
表1
重量% | 参考合金 | 合金1 | 合金2 | 合金3 | 合金4 | 合金5 | 合金6 |
Zn | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.4 | 4.4 | 4.4 |
Mg | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Fe | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 | 0.07 |
Cu | 0.04 | 0.08 | 0.15 | 0.30 | 0.08 | 0.15 | 0.30 |
Zr | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
表1示出了与参考合金相比的六种示例性合金的元素组成。合金1至3具有5.0重量%的Zn和1.8重量%的Mg,并且合金4至6具有4.4重量%的Zn和1.5重量%的Mg。合金1至3和合金4至6的Cu量分别从0.08重量%、0.15重量%的Cu和0.30重量%的Cu增加。
表2
F-EF229544
在一些变型形式中,与参考合金相比,铜增加导致阳极氧化碎裂减少。参考表2,与参考合金相比,将Cu量增加至0.08、0.15和0.30,导致阳极化分层显著减少。
表2描绘了在T6和A76回火条件下,与参考合金相比,合金1至6的抗拉屈服强度和5×5阳极化分层测试数据。T6是指一种峰值时效热处理,其中对合金在挤出后进行水淬,并通过两步热处理(在100℃下进行第一加热达5小时,并在150℃下进行第二加热达15小时)进行后续时效。A76是指对合金的过时效处理。具体地,A76处理可指一种时效处理,其中对合金进行强制风冷、挤出,并通过两步热处理(在100℃下加热5小时,随后在165℃下加热12小时)进行时效。T6回火通常改善合金强度,而A76回火通常减少SCC。
在T6和A76回火条件下,增加Cu量会导致许多合金特性得到令人惊讶的改善。在T6回火条件下,阳极化分层急剧下降,同时Cu从0.04重量%的Cu少量增加到0.08重量%的Cu。这种效果在0.15重量%的Cu和0.30重量%的Cu处更加显著,特别是对于具有较低Mg和Zn的合金5和6。
合金3和合金6各自具有0.30重量%的Cu。与参考合金相比,这些合金具有明显改善的阳极化后的抗碎裂性。图1描绘了与组合的T6和A76回火条件下的参考合金相比,合金3和合金6的阳极化碎裂应力测试。合金3和合金6两者均显示出相对于参考合金的显著改善。参考合金测试显示,比合金3或6相比,该参考合金在外观运输测试中形成大量凹坑,并且在锋利边缘碎裂测试中形成的凹坑数量明显更多。更令人信服的是,合金3和合金6在相同条件下的每种测试中都没有凹坑。在测试条件下,碎裂的消除或接近消除表示相对于参考合金具有令人惊讶且显著的改善。
在合金基底上形成氧化铝的阳极化工艺期间,合金元素可积聚在涂层下面并影响涂层与合金之间的粘附强度。Zn积聚减少了阳极化层粘附性。Cu积聚可减少Zn积聚,从而改善了阳极化层粘附性。
图2A描绘了显示A76回火后的合金3的晶界602的透射电子显微镜(TEM)。晶界602包括晶界析出物602和604。将晶界析出物与晶粒内析出物608分离。TEM示出了富含Cu的MgZn析出物。Cu富集增强了对SCC的抗性。富含MgZn的析出物中每种元素的量示于图2B的EDS线扫描中。
抗应力腐蚀开裂性
进一步参见表2,观察到SCC从合金2(其具有0.15重量%的Cu)到合金3(其具有0.30重量%的Cu)发生显著减少。SCC不会随Cu的增加而发生线性降低。从0.15重量%Cu的下降是出乎意料的。类似地,SCC中从0.15重量%Cu到0.30重量%Cu的急剧减少显著大于预期,并且不会随Cu而发生线性减少。对于合金4至6,SCC在Cu量较低时发生急剧减少。合金4至6具有较低的屈服强度。
图3描绘了在85℃下和15% NaCl溶液浸渍中进行的A76回火ASTM G30 U弯曲的SCC测试中,合金3 104和合金6 106与参考合金102的比较。参考合金在3小时处显示出几乎100%故障。合金3和合金6在3小时处均未显示出接近参考合金的故障水平。在12小时测量期结束时,合金3和合金6均未显示出100%故障。因此,与参考合金1的SCC相比,合金3和合金6两者在SCC测试中均显示出显著改善。
同样地,图4描绘了与A76回火后的参考合金相比,合金3和合金6在两小时后的故障率%。与参考合金1相比,合金3和合金6两者在2小时处均显示出显著降低的故障率。
在一些变型形式中,铜增加导致了抗SCC性改善。在制造工艺期间,晶界形成MgZn2析出物,这些析出物比铝阳极化基体更加阳极化,产生通过阳极溶解机制的SCC路径。增加的Cu溶解到晶界处的MgZn2析出物中,使得这些析出物较少阳极化并且导致SCC减少。
在一些变型形式中,在85℃下15% NaCl溶液中进行的浸渍ASTM G30 U弯曲测试中,该合金在1.5小时后可具有小于50%的故障率。在一些变型形式中,在85℃下15% NaCl溶液中进行的浸渍ASTM G30 U弯曲测试中,该合金在1.75小时后可具有小于50%的故障率。在一些变型形式中,在85℃下15% NaCl溶液中进行的浸渍ASTM G30 U弯曲测试中,该合金在2.0小时后可具有小于50%的故障率。在某些变型形式中,具有上述故障率的合金在A78条件下回火。在某些变型形式中,具有上述故障率的合金在A79条件下回火。在某些变型形式中,该合金为合金3。
作为非限制性示例,图7描绘了与A76回火条件下的参考合金相比,A78和A79回火条件下的合金3随浸泡时间变化的故障%。在85℃下15%NaCl溶液中进行的浸渍ASTM G30U弯曲测试中,A78或79条件下回火的合金3随浸泡时间变化显示出较低故障率。合金3显示出比参考合金更低的SCC故障率。合金3在A78和A79两种回火条件下均具有大于370MPa的屈服强度(A78回火导致屈服强度为375MPa,而A79回火导致屈服强度为384MPa)。
在一些变型形式中,在90%相对湿度(RH)、65℃、50小时的热浸泡ASTM G30 U弯曲测试中,该合金可具有小于50%的故障率。在一些变型形式中,在90%相对空气湿度(RH)、65℃、100小时的热浸泡ASTM G30 U弯曲测试中,该合金SCC可具有小于50%的故障率。在一些变型形式中,在90%相对空气湿度(RH)、65℃、150小时的热浸泡ASTM G30U弯曲测试中,该合金SCC可具有小于50%的故障率。在某些变型形式中,具有上述故障率的合金在A78条件下回火。在某些变型形式中,具有上述故障率的合金在A79条件下回火。在某些变型形式中,该合金为合金3。如本文所指,热浸泡ASTM G30 U弯曲测试截止至2022年5月1日。
作为非限制性示例,图8描绘了与A76回火条件下的参考合金相比,A78和A79两种回火条件下的合金3随浸泡时间变化的故障%。在90%相对湿度(RH)、65℃的热浸泡ASTMG30 U弯曲测试中,A78和A79两种回火条件下的合金3在故障随浸泡时间变化的情况下,其故障率小于50%。故障达到平稳状态,A78和A79两种条件下回火的合金3在50小时、100小时和150小时的情况下,其故障率小于50%。合金3显示出比参考合金更低的SCC故障率。
屈服强度
在一些变型形式中,该合金的屈服强度为至少340MPa。在一些变型形式中,该合金的屈服强度为至少350MPa。在一些变型形式中,该合金的屈服强度为至少360MPa。在一些变型形式中,该合金的屈服强度为至少370MPa。在一些变型形式中,该合金的屈服强度为至少380MPa。在一些变型形式中,该合金的屈服强度为至少390MPa。在某些变型形式中,该合金在A78条件下回火。在某些变型形式中,该合金在A79条件下回火。在某些变型形式中,该合金为合金3。
在一些变型形式中,该合金在单一回火条件下既可具有大于370MPa的屈服强度,又可具有抗SCC性。在单一条件下回火的合金固有地具有与用于其他位置的合金相匹配的颜色。
在一些情况下,该合金可具有高于阈值的屈服强度和抗SCC性。如果合金在两个不同位置处具有不同回火条件以具有屈服强度和抗SCC性,则两种回火可能在颜色上不匹配。具有屈服强度和抗SCC性两者的合金在单一回火下可在设备提供一致的颜色。
合金在回火条件下未显示出分层。图9描绘了T6、A76和A79回火条件下的合金3的分层性能。合金3在多种回火条件下未显示出分层。两个样品在每种回火条件下都显示出具有分层的零顶点。
锌和镁
在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.0重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.1重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.2重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.3重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.4重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.5重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.6重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.7重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于4.8重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.9重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于5.0重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于5.1重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于5.2重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于5.3重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于5.4重量%的Zn。
在一些变型形式中,该合金具有小于或等于5.5重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于5.4重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于5.3重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于5.2重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于5.1重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于5.0重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.9重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.8重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.7重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.6重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.5重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.4重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.3重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.2重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于4.1重量%的Zn。
在一些变型形式中,该合金具有4.0重量%至5.5重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有4.0重量%至5.0重量%的Zn。在一些变型形式中,该合金具有4.5重量%至5.5重量%的Zn。
在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.0重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.1重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.2重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.3重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.4重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.5重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.6重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.7重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.8重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于1.9重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于2.0重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于2.1重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于2.2重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于2.3重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有等于或大于2.4重量%的Mg。
在一些变型形式中,该合金具有小于或等于2.5重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于2.4重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于2.3重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于2.2重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于2.1重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于2.0重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.9重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.8重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.7重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.6重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.5重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.4重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.3重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.2重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于1.1重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有1.0重量%至2.5重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有1.0重量%至2.0重量%的Mg。在一些变型形式中,该合金具有1.3重量%至2.5重量%的Mg。
在某些变型形式中,该合金具有4.9重量%至5.1重量%的Zn和1.7重量%至1.9重量%的Mg。
在某些变型形式中,该合金具有4.3重量%至4.5重量%的Zn和1.4重量%至1.6重量%的Mg。
在一些变型形式中,固溶强化可改善纯金属的强度。在该合金化技术中,可将一种元素(例如合金化元素)的原子添加到另一种元素(例如贱金属)的晶格中。合金化元素可包含在基质中,形成固溶体。
Zn和Mg析出为MgxZny(例如,MgZn2),以在合金中形成第二MgxZny相。该第二MgxZny相可通过析出强化来提高合金的强度。在一些变型形式中,MgxZny析出物可由包括快速淬火和后续热处理的工艺产生,如本文所述。
在一些变型形式中,Zn/Mg重量%比为1.7至3.2。在一些变型形式中,Zn/Mg重量%比为1.7至3.0。在一些变型形式中,Zn/Mg重量%比为2.5至3.2。
可形成MgxZny(例如MgZn2)颗粒或析出物,并将其分布在Al中。在一些方面,合金可具有1.7至3.2的Zn:Mg重量%比。在一些方面,Zn/Mg重量%比为2.0至3.5。在一些变型形式中,Zn/Mg重量%比为2.5至3.5。在一些变型形式中,Zn/Mg重量%比为2.0至3.2。在一些变型形式中,Zn/Mg重量%比为2.5至3.0。在一些变型形式中,合金可具有2.5<Zn:Mg<3.2的Zn与Mg(Zn/Mg)重量比。在一些变型形式中,合金具有改善的抗SCC性。
铁
在各个方面,本文所述的合金中Fe的重量%可低于常规7xxx系列铝合金中Fe的重量%。通过将Fe水平控制在所公开的量,经阳极化处理后,合金可呈现出不那么深的颜色(即具有较浅的颜色),并且具有较少的粗颗粒缺陷。Fe的量可降低粗颗粒的体积分数,这能够改善外观特性,诸如图像清晰度(“DOI”)和阳极化后的雾度。
合金还可具有比商用7000系列铝合金更低的Fe杂质水平。合金中的Fe含量降低可有助于在阳极化之前和之后减少可能损害美观的粗次生颗粒的数量。相反,商用合金具有比本公开的合金更多的Fe杂质。所得DOI和Log雾度可在本文所述的合金中得到显著改善。
Fe的重量%可有助于该合金保持细晶粒结构。在一些变型形式中,该合金具有不大于0.08重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有不大于0.10重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有不大于0.15重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有不大于0.20重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有至少0.04重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有至少0.06重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有0.04重量%至0.20重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有0.04重量%至0.15重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金具有0.06重量%至0.08重量%的Fe。
在各个方面,减少或消除的Zr可与低重量%的Fe组合以允许晶粒度控制。
锆
在本文所公开的合金中,Zr的减少或不存在允许在样品与样品之间以低平均晶粒纵横比进行了令人惊讶的晶粒结构控制。此外,减少或消除合金中的Zr可减少成品中的伸长晶粒结构和/或条纹线。
在一些变型形式中,向合金中添加Zr可抑制再结晶并且产生可能导致不期望的阳极化外观的长晶粒结构。合金中不存在或少量的Zr可有助于形成等轴晶粒。
在一些变型形式中,该合金不含Zr。在一些变型形式中,该合金包含至少0.02重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含至少0.03重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含0.04重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含0.05重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含至少0.05重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含至少0.06重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含至少0.07重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含至少0.08重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.10重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.08重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.07重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.06重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.05重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.04重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.03重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金包含等于或小于0.02重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金可具有0.02重量%至0.06重量%的Zr。在一些实施方案中,该合金可具有0.03重量%至0.05重量%的Zr。在一些变型形式中,该合金可具有0.04重量%至0.06重量%的Zr。在一些实施方案中,该合金可具有0.03重量%至0.05重量%的Zr。在另一些变型形式中,该合金可具有约0.04重量%的Zr。在另外的变型形式中,该合金可具有约0.05重量%的Zr。
在一些变型形式中,这些合金包含0重量%至0.01重量%的Zr。在一些变型形式中,这些合金包含小于0.001重量%的Zr。在一些变型形式中,这些合金包含大于0重量%的Zr。
钛
在一些变型形式中,该合金不含Ti。在一些变型形式中,该合金具有至少0.005重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有至少0.010重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有至少0.015重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有至少0.020重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有至少0.025重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.030重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.030重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.025重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.020重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.015重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.010重量%的Ti。在一些变型形式中,该合金具有小于或等于0.005重量%的Ti。
在一些示例性变型形式中,该合金具有0.005重量%的Ti至0.025重量%的Ti。在一些示例性变型形式中,该合金具有0.010重量%至0.020重量%的Ti。
附加元素
在各种附加实施方案中,可将附加元素添加到该合金中。在一些变型形式中,不超过0.05重量%的附加元素包括Si。不超过0.05重量%的附加元素包括Si、Mn、Cr、Ga、Sn、V、B、Li、Cd、Pb、Ni和P。在一些变型形式中,不超过0.02重量%的附加元素包括Mn、Cr、Ga、Sn和V。不超过0.01重量%的附加元素包括B、Li、Cd、Pb、Ni和P。不超过0.001重量%的附加元素包括Na和Ca。在各个方面,Mn和Cr的组合不超过0.03。
特定合金
在一些变型形式中,该合金具有3.4重量%至5.5重量%的Zn、1.3重量%至2.1重量%的Mg、至少0.07重量%的Cu、0重量%至0.08重量%的Zr、0.04重量%至0.15重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金可包含不大于0.05重量%的Si、不大于0.02重量%的Mn、不大于0.02重量%的Cr、不大于0.02重量%的Ga、不大于0.02重量%的Sn、不大于0.02重量%的V、不大于0.01重量%的B、不大于0.01重量%的Li、不大于0.01重量%的Cd、不大于0.01重量%的Pb、不大于0.01重量%的Ni和不大于0.01重量%的P、不大于0.001重量%的Na、不大于0.001重量%的Ca、总量不大于0.03重量%的Mn和Cr、不大于0.02重量%的上文未提及的任何单一附加元素(即单一杂质),以及总量不大于0.10重量%的上文未描述的所有附加元素(即总杂质),其中余量为铝。在一些附加变型形式中,该合金可具有一定量的本文所述的任何元素。例如,在一些变型形式中,该合金可具有至少0.12重量%的Cu。在一些附加变型形式中,该合金具有至少0.28重量%的Cu。在这些变型形式中的一些变型形式中,该合金可经T6回火。在一些变型形式中,该合金可经A76回火。
在一些变型形式中,该合金具有4.5重量%至5.5重量%的Zn、1.5重量%至2.1重量%的Mg、至少0.07重量%的Cu、0重量%至0.08重量%的Zr、0.04重量%至0.15重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金可包含不大于0.05重量%的Si、不大于0.02重量%的Mn、不大于0.02重量%的Cr、不大于0.02重量%的Ga、不大于0.02重量%的Sn、不大于0.02重量%的V、不大于0.01重量%的B、不大于0.01重量%的Li、不大于0.01重量%的Cd、不大于0.01重量%的Pb、不大于0.01重量%的Ni和不大于0.01重量%的P、不大于0.001重量%的Na、不大于0.001重量%的Ca、总量不大于0.03重量%的Mn和Cr、不大于0.02重量%的上文未提及的任何单一附加元素(即单一杂质),以及总量不大于0.10重量%的上文未描述的所有附加元素(即总杂质),其中余量为铝。在一些附加变型形式中,该合金可具有一定量的本文所述的任何元素。例如,在一些变型形式中,该合金可具有至少0.12重量%的Cu。在一些附加变型形式中,该合金具有至少0.28重量%的Cu。在这些变型形式中的一些变型形式中,该合金可经T6回火。在一些变型形式中,该合金可经A76回火。
在一些变型形式中,该合金具有4.0重量%至4.8重量%的Zn、1.2重量%至1.8重量%的Mg、至少0.07重量%的Cu、0重量%至0.08重量%的Zr、0.04重量%至0.15重量%的Fe。在一些变型形式中,该合金可包含不大于0.05重量%的Si、不大于0.02重量%的Mn、不大于0.02重量%的Cr、不大于0.02重量%的Ga、不大于0.02重量%的Sn、不大于0.02重量%的V、不大于0.01重量%的B、不大于0.01重量%的Li、不大于0.01重量%的Cd、不大于0.01重量%的Pb、不大于0.01重量%的Ni和不大于0.01重量%的P、不大于0.001重量%的Na、不大于0.001重量%的Ca、总量不大于0.03重量%的Mn和Cr、不大于0.02重量%的上文未提及的任何单一附加元素(即单一杂质),以及总量不大于0.10重量%的上文未描述的所有附加元素(即总杂质),其中余量为铝。在一些附加变型形式中,该合金可具有一定量的本文所述的任何元素。例如,在一些变型形式中,该合金可具有至少0.12重量%的Cu。在一些附加变型形式中,该合金具有至少0.28重量%的Cu。在这些变型形式中的一些变型形式中,该合金可经T6回火。在一些变型形式中,该合金可经A76回火。
在另外的方面,峰值时效合金的韧性与参考合金的韧性保持相同,或相比于参考合金的韧性有所增加。如图5所描绘的,对于峰值时效(T6)合金,与参考合金的夏比冲击能相比,合金6显示出改善的夏比冲击能。峰值时效后的合金6比参考合金吸收更多的冲击能/平方单位面积。这种观察到的效果对于合金6的每种取向都成立。夏比冲击能在过时效(A76)的合金6中没有降低,并且在峰值时效(T6)或过时效(A76)的合金3中也没有减弱。
挤出特性
在一些变型形式中,可在保持挤出温度范围并且允许所公开的合金能够压制淬火的情况下,在该温度范围内挤出这些合金。较高强度的合金(诸如7000系列合金)在较高压力下挤出。令人惊讶的是,所公开的合金在较高的T6抗拉屈服强度下实现了类似的可挤出性。
晶粒形态特性
令人惊讶的是,合金1至6的晶粒形态与参考合金的晶粒形态没有偏差,尽管其他特性得到显著改善。图6描绘了合金3和合金6与参考合金相比的挤出晶粒微结构,包括平均晶粒度、晶粒纵横比和最大晶粒度。合金3和合金6两者均实现了与参考合金类似的晶粒结构。
晶粒度和纵横比
在各个方面,合金具有等轴晶粒。
图6描绘了参考合金与合金3和合金6的比较。合金3和合金6的平均晶粒度、晶粒纵横比和最大晶粒度与参考合金的平均晶粒度、晶粒纵横比和最大晶粒度没有偏差。
在一些变型形式中,平均晶粒度小于或等于120微米。在一些变型形式中,平均晶粒度小于或等于110微米。在一些变型形式中,平均晶粒度小于或等于100微米。在一些变型形式中,平均晶粒度为至少60微米。在一些变型形式中,合金的平均晶粒度为65微米。在一些变型形式中,合金的平均晶粒度为70微米。
在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.3的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.2的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.1的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.05的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.04的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.03的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.02的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有小于或等于1:1.01的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有等于1:1的平均晶粒纵横比。
在一些变型形式中,合金具有至少0.8:1的平均晶粒纵横比。在一些方面,合金具有至少0.9:1的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有至少0.95:1的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有至少0.96:1的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有至少0.97:1的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有至少0.98:1的平均晶粒纵横比。在一些变型形式中,合金具有至少0.99:1的平均晶粒纵横比。
在一些变型形式中,最大晶粒度小于或等于350微米。在一些变型形式中,最大晶粒度小于或等于340微米。在一些变型形式中,最大晶粒度小于或等于330微米。在一些变型形式中,最大晶粒度小于或等于320微米。在一些变型形式中,最大晶粒度小于或等于310微米。在一些变型形式中,最大晶粒度小于或等于300微米。在一些变型形式中,最大晶粒度为至少150微米。在一些变型形式中,最大晶粒度为至少160微米。在一些变型形式中,最大晶粒度为至少170微米。在一些变型形式中,最大晶粒度为至少180微米。在一些变型形式中,最大晶粒度为至少190微米。在一些变型形式中,最大晶粒度为至少200微米。
外观
与常规合金相比,所公开的合金提供了改善的亮度和透明度以及增加的屈服强度和硬度。在常规的Al合金中,高重量%的Fe和/或Si可能导致不良的阳极化和外观。在本文所公开的合金中,低的Fe和Si导致较少的内含物,这些内含物在阳极化后破坏透明度。因此,本文所述的合金具有改善的透明度。
可使用标准方法评价外观,包括颜色、光泽度和雾度。光泽度描述了当光反射时表面呈现出“闪亮”的感觉。光泽度单位(GU)由国际标准定义,包括ISO 2813和ASTM D523。该光泽度单位通过来自已知折射率为1.567的高度抛光的黑色玻璃标准品的反射光的量来确定。该标准品的镜面光泽度值被指定为100。雾度描述了在高光泽度表面的表面上看到的乳白色光晕或起霜。使用ASTM E430中描述的角度公差来计算雾度。仪器可显示自然雾度值(HU)或对数雾度值(HULOG)。雾度为零的高光泽度表面具有高对比度的深反射图像。基于ASTM D5767,DOI(图像清晰度)顾名思义,即涂层表面中反射图像清晰度的函数。在高光泽度特性变得越来越重要的涂料应用中,可评价桔皮、纹理、流出量和其他参数。光泽度、雾度和DOI的测量可通过测试装备(诸如Rhopoint IQ)来执行。
通过使用本公开的铝合金,减少了通过阳极化层观察到的缺陷,同时保持了屈服强度和硬度,从而提供了高光泽度和高图像清晰度以及令人惊讶的低雾度。
加工
在一些实施方案中,可通过加热包括组合物的合金来制备合金熔体。将熔体冷却至室温后,可对合金进行各种热处理,诸如均化、挤出、锻造、时效和/或其他成形或固溶热处理技术。
本文所述的合金中的MgxZny相既可在晶粒内也可在晶界处。MgxZny相可占合金的约3体积%至约6体积%。MgxZny可形成为离散颗粒和/或连接颗粒。可使用各种热处理来引导MgxZny形成为离散颗粒而不是形成为连接颗粒。在各个方面,离散颗粒可导致优于连接颗粒的强化。
在一些实施方案中,冷却的合金可通过加热至升高温度(诸如500℃)并在该升高温度下保持一段时间(诸如约8小时)来进行均化。本领域的技术人员应当理解,热处理条件(例如温度和时间)可变化。均化是指在升高温度下使用高温浸泡一段时间的工艺。均化可减少化学离析或冶金离析,这可能作为某些合金凝固的自然结果而发生。在一些实施方案中,进行高温浸泡的停留时间达例如约4小时至约48小时。本领域的技术人员应当理解,热处理条件(例如温度和时间)可变化。
在一些实施方案中,可对均化合金进行热加工,例如挤出。挤出是通过迫使金属塑性地流经模孔来将金属锭或坯料转换为均匀横截面的各种长度的工艺。
在一些实施方案中,可在高于450℃的升高温度下对热加工合金进行固溶热处理一段时间,例如2小时。固溶热处理可改变合金的强度。
在固溶热处理之后,可将合金在第一温度和时间下(例如100℃下约5小时)进行时效,然后加热至第二温度持续第二时间段(例如150℃下约9小时),然后用水淬火。时效(或回火)是指在升高温度下进行的热处理,并且可引起形成MgxZny析出物的析出反应。在一些实施方案中,时效可在第一温度下持续第一时间段,然后在第二温度下持续第二时间段。还可使用单一温度进行热处理,例如在120℃下持续24小时。本领域的技术人员应当理解,热处理条件(例如温度和时间)可变化。
合金可在本领域已知的各种回火条件下回火。在一些变型形式中,合金可在T6、A79或A76条件下回火。在其他变型形式中,合金可在A78条件下回火。在另外的变型形式中,合金可在A79条件下回火。
在另外的实施方案中,合金可任选地在固溶热处理与时效热处理之间进行应力消除处理。应力消除处理可包括拉伸合金、压缩合金或其组合。
阳极化和喷砂
在一些实施方案中,合金可以是阳极化的。阳极化是金属表面处理工艺,最常被用于保护铝合金。阳极化使用电解钝化来增加金属部件表面上的自然氧化物层的厚度。阳极化可增加耐腐蚀性和耐磨性,并且还可为油漆底漆和胶水提供比裸露金属更好的粘附性。阳极化膜也可用于美观效果,例如,它可增加对反射光的干涉效果。
本文所述的合金可仅使用硫酸在20℃和1.5ASD下进行阳极化。
不希望受限于特定的机理或作用模式,减少游离Zn可减少阳极化分层。另选地,在各种实施方案中,可存在一些过量的Zn或Mg。
在一些实施方案中,合金可形成电子设备的外壳。外壳可被设计成具有喷砂表面光洁度,或不存在条纹线。喷砂是表面修整工艺,例如使粗糙表面平滑或使平滑表面粗糙化。喷砂可通过在高压下强制推动磨料流抵靠表面而去除表面材料。
颜色
可使用标准方法评价外观,包括颜色、光泽度和雾度。假定入射光是白光,物体的颜色可由被反射或透射而不被吸收的光的波长来确定。物体的视觉外观可随光反射或透射而变化。附加外观属性可基于反射光或透射光的定向亮度分布,通常称为有光泽、闪亮、暗淡、透明、模糊等。可以基于有关颜色和外观测量的ASTM标准或者用于测量高光泽度表面的光泽度的ASTM E-430标准测试方法(包括ASTM D523(光泽度)、ASTM D2457(塑料光泽度)、ASTM E430(高光泽度表面上的光泽度、雾度)和ASTM D5767(DOI)等)来执行定量评估。光泽度、雾度和DOI的测量可通过测试装备(诸如Rhopoint IQ)来执行。
在一些实施方案中,颜色由参数L*、a*和b*来量化,其中L*代表光亮度、a*代表红色和绿色之间的颜色并且b*代表蓝色和黄色之间的颜色。例如,高b*值表示没有吸引力的淡黄色,而不是金黄色。a*和b*的值接近零表示中性色。低L*值表示亮度暗,而高L*值则表示亮度高。对于颜色测量,可使用测试装备,诸如X-Rite Color i7 XTH、X-Rite Coloreye7000。这些测量根据照明体、观测者以及L*a*b*色标的CIE/ISO标准。例如,标准包括:(a)ISO 11664-1:2007(E)/CIE S 014-1/E:2006:联合ISO/CIE标准:比色法—第1部分:CIE标准比色观测者;(b)ISO 11664-2:2007(E)/CIE S 014-2/E:2006:联合ISO/CIE标准:比色法—第2部分:用于比色法的CIE标准照明体;(c)ISO 11664-3:2012(E)/CIE S 014-3/E:2011:联合ISO/CIE标准:比色法—第3部分:CIE三色激励值;以及(d)ISO 11664-4:2008(E)/CIE S 014-4/E:2007:联合ISO/CIE标准:比色法—第4部分:CIE 1976L*a*b*色彩空间。
如本文所述,从合金中减少或消除Cu提供l具有中性颜色的合金。如本文所述,合金具有中性颜色和范围为0.8至1.2的低纵横比。本文描述的对应于中性颜色的L*a*b*至少部分地由本文所述的合金组合物产生。
在各个方面,本文所公开的合金的L*为至少85。在一些情况下,合金的L*为至少90。
本文所公开的合金可具有中性颜色。中性颜色是指未偏离接近0的某些值的a*和b*。在各个方面,a*不小于-0.5。在各个方面,a*不小于-0.25。在各个方面,a*不大于0.25。在各个方面,a*不大于0.5。在另外的方面,a*不小于-0.5且不大于0.5。在另外的方面,a*不小于-0.25且不大于0.25。
在各个方面,b*不小于-1.0。在各个方面,b*不小于-0.5。在各个方面,b*不小于0.0。在各个方面,b*不小于0.5。在各个方面,b*不小于1.0。在各个方面,b*不小于1.5。在各个方面,b*不大于0.0。在各个方面,b*不大于0.5。在各个方面,b*不大于1.0。在各个方面,b*不大于1.25。在各个方面,b*不大于1.50。在各个方面,b*不大于1.75。在各个方面,b*不大于2.0。在各个方面,b*不大于2.35。在各个方面,b*不大于2.5。在各个方面,b*不大于2.75。在各个方面,b*不大于3.0。
图10描绘了回火条件T6、A76和A79下的合金3的L*、a*和b*与目标值的色差。尽管存在三种不同回火,但实现了狭窄的颜色范围。L*、a*和b*中的每一者几乎不存在回火之间的变化。对于未染色的阳极化合金、深色变体合金和浅色变体合金中的每一者,L*、a*和b*中的每一者在回火之间是一致的。在每种颜色变体中,每种回火的样品之间的颜色也是一致的。
在各种实施方案中,合金可用作电子设备的外壳或其他部件,诸如该设备的外壳或壳体的一部分。设备可包括任何消费电子设备,诸如蜂窝电话、台式计算机、膝上型计算机和/或便携式音乐播放器。设备可以是显示器的一部分,诸如数字显示器、监视器、电子书阅读器、便携式网页浏览器和计算机监视器。设备还可以是娱乐设备,包括便携式DVD播放器、DVD播放器、蓝光影碟播放器、视频游戏控制台或音乐播放器,诸如便携式音乐播放器。设备还可以是提供控制的设备的一部分,诸如控制图像、视频、声音的流,或者其可以是电子设备的遥控器。合金可以是计算机或其附件的一部分,诸如硬盘塔外壳或壳体、膝上型计算机外壳、膝上型计算机键盘、膝上型计算机触控板、台式计算机键盘、鼠标和扬声器。合金还可应用于设备诸如手表或时钟。
在各种另外的实施方案中,多于一种合金可用于设备壳体。例如,可将具有增强的抗SCC性的合金放置在壳体的边缘上,同时将不具有这种差异的合金放置在壳体的中间。
描述了几个实施方案,本领域的技术人员应当理解,可以在不脱离本公开的精神的情况下使用多种修改、另选结构和等同物。此外,没有对许多熟知的工艺和元素进行描述,以避免不必要地模糊本文所公开的实施方案。因此,以上描述不应视为限制本文档的范围。
本领域的技术人员将会知道,本发明所公开的实施方案以示例而非限制性的方式来教导。因此,包含在以上描述中或者在附图中示出的内容应该被解释为说明性的而不是限制性的。以下权利要求旨在涵盖本文所述的所有通用和特定特征,以及就语言而言可以说是落在其间的本方法和系统的范围的所有陈述。
Claims (21)
1.一种铝合金,包含:
3.4重量%至5.5重量%的Zn;
1.3重量%至2.1重量%的Mg;
至少0.07重量%的Cu;
不大于0.08重量%的Zr;和
0.04重量%至0.20重量%的Fe;
不大于0.05重量%的Ti;
其中余量是铝和附带杂质。
2.根据权利要求1所述的铝合金,包含:
不大于0.05重量%的Si;
不大于0.05重量%的Mn;
不大于0.05重量%的Cr;
不大于0.05重量%的Ga;
不大于0.05重量%的Sn;
不大于0.05重量%的V;
不大于0.05重量%的B;
不大于0.05重量%的Li;
不大于0.05重量%的Cd;
不大于0.05重量%的Pb;
不大于0.05重量%的Ni;
不大于0.05重量%的P;
不大于0.05重量%的Na;
不大于0.05重量%的Ca;
总量不大于0.03重量%的Mn和Cr;
不大于0.02重量%的任一种附加元素;和
总量不大于0.10重量%的附加元素。
3.根据任一前述权利要求所述的铝合金,包含至少0.24重量%的Cu。
4.根据任一前述权利要求所述的铝合金,包含至少0.28重量%的Cu。
5.根据任一前述权利要求所述的铝合金,包含4.5重量%至5.5重量%的Zn和1.5重量%至2.1重量%的Mg。
6.根据任一前述权利要求所述的铝合金,包含4.0重量%至4.8重量%的Zn和1.2重量%至1.8重量%的Mg。
7.根据任一前述权利要求所述的铝合金,其中所述合金具有1.8至3.5的Zn与Mg的重量%比。
8.根据任一前述权利要求所述的铝合金,其中所述合金在T6、A79或A76条件下回火。
9.根据任一前述权利要求所述的铝合金,其中所述合金在A78或A79条件下回火。
10.根据任一前述权利要求所述的铝合金,其中所述合金具有至少370MPa的屈服强度。
11.根据任一前述权利要求所述的铝合金,其中在85℃下15%NaCl溶液中进行的浸渍ASTM G30 U弯曲测试中,所述合金在1.5小时处具有小于50%的故障率。
12.根据任一前述权利要求所述的铝合金,其中在90%相对湿度(RH)、65℃、50小时的热浸泡ASTM G30 U弯曲测试中,所述合金具有小于50%的故障率。
13.一种用于产生铝合金的方法,所述方法包括:
形成熔体,所述熔体包含:
3.4重量%至5.5重量%的Zn;
1.3重量%至2.1重量%的Mg;
至少0.07重量%的Cu;
不大于0.08重量%的Zr;
0.04重量%至0.20重量%的Fe;
其中余量是铝和附带杂质;
将所述熔体冷却至室温,以形成冷却熔体;
通过加热至第一升高温度使所述冷却熔体均化,以形成均化合金;
对所述均化合金进行热加工,以形成热加工合金;
在第二升高温度下对所述热加工合金进行固溶处理,以形成经固溶处理的合金;以及
在第三升高温度下使所述经固溶处理的合金回火一段时间,以产生所述铝合金。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述熔体包含:
不大于0.05重量%的Si;
不大于0.05重量%的Mn;
不大于0.05重量%的Cr;
不大于0.05重量%的Ti;
不大于0.05重量%的Ga;
不大于0.05重量%的Sn;
不大于0.05重量%的V;
不大于0.05重量%的B;
不大于0.05重量%的Li;
不大于0.05重量%的Cd;
不大于0.05重量%的Pb;
不大于0.05重量%的Ni;
不大于0.05重量%的P;
不大于0.05重量%的Na;
不大于0.05重量%的Ca;
总量不大于0.03重量%的Mn和Cr;
不大于0.02重量%的任一种附加元素;和
总量不大于0.10重量%的附加元素。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法,包含至少0.28重量%的Cu。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法,其中所述回火在T6、A79或A76条件下进行。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的方法,其中所述回火在A78或A79条件下进行。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法,其中所述合金具有至少370MPa的屈服强度。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法,其中在85℃下15%NaCl溶液中进行的浸渍ASTM G30 U弯曲测试中,所述合金在1.5小时处具有小于50%的故障率。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法,其中在90%相对湿度(RH)、65℃、50小时的热浸泡ASTM G30 U弯曲测试中,所述合金具有小于50%的故障率。
21.一种包含合金的制品,所述合金包含:
3.4重量%至5.5重量%的Zn;
1.3重量%至2.1重量%的Mg;
至少0.07重量%的Cu;
不大于0.08重量%的Zr;和
0.04重量%至0.20重量%的Fe;
其中余量是铝和附带杂质。
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