ES2793021T3 - Productos de aleación de aluminio y método de preparación - Google Patents

Productos de aleación de aluminio y método de preparación Download PDF

Info

Publication number
ES2793021T3
ES2793021T3 ES15790789T ES15790789T ES2793021T3 ES 2793021 T3 ES2793021 T3 ES 2793021T3 ES 15790789 T ES15790789 T ES 15790789T ES 15790789 T ES15790789 T ES 15790789T ES 2793021 T3 ES2793021 T3 ES 2793021T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
weight
alloy
aluminum alloy
sheet
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15790789T
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Bull
Rajeev G Kamat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Novelis Inc Canada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=54477351&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2793021(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Novelis Inc Canada filed Critical Novelis Inc Canada
Application granted granted Critical
Publication of ES2793021T3 publication Critical patent/ES2793021T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/005—Casting ingots, e.g. from ferrous metals from non-ferrous metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/14—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

Una lámina de aleación de aluminio, que comprende 0,40-0,65 % en peso de Cu, 0-0,40 % en peso de Fe, 0,66- 0,74 % en peso de Mg, 0-0,40 % en peso de Mn, 0,40-0,7 % en peso de Si, 0-0,2 % en peso de Cr, 0 - 0,1 % en peso de Zn, 0-0,20 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0-0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza, resto de Al.

Description

DESCRIPCIÓN
Productos de aleación de aluminio y método de preparación
Campo de la invención
La presente invención se refiere a productos de aleación de aluminio que tienen muy buena formabilidad en el revenido T4 y tenacidad y ductilidad particularmente altas en los prevenidos de alta resistencia (por ejemplo, los revenido son T6, T8 y T9). La ductilidad y tenacidad son tales que la aleación puede remacharse en estos prevenidos de alta resistencia y posee excelentes propiedades de ductilidad y tenacidad en su servicio previsto. La presente invención también se refiere a un método para producir los productos de aleación de aluminio. En particular, estos productos tienen aplicación en la industria de automoción.
Antecedentes
Las carrocerías para muchos vehículos se fabrican a partir de varias láminas de carrocería. Hasta la fecha en la industria de automoción, estas láminas han sido principalmente de acero. Sin embargo, más recientemente, ha habido una tendencia en la industria de automoción a reemplazar las láminas de acero más pesadas por láminas de aluminio más livianas.
Para ser aceptables para láminas de carrocería de automóvil, sin embargo, las aleaciones de aluminio no solo deben poseer las características requeridas de resistencia y resistencia a la corrosión, por ejemplo, sino también deben exhibir buena ductilidad y tenacidad. Estas características son importantes ya que las láminas de carrocería de automóvil deben unirse o combinarse con otras láminas, paneles, marcos, y similares. Los métodos para unir o combinar láminas incluyen soldadura por puntos de resistencia, remachado autoperforante, pegamento adhesivo, doblado, y similares.
El remachado autoperforante es un proceso en el que un remache autoperforante perfora completamente la lámina superior, pero solo perfora parcialmente la lámina inferior. El extremo de la cola del remache no atraviesa la lámina inferior y, como resultado, proporciona una junta estanca al agua o al gas entre las láminas superior e inferior. Además, el extremo posterior del remache se ensancha y se enclava en la lámina inferior formando un botón de bajo perfil. Para garantizar la máxima resistencia de la junta e integridad y durabilidad en servicio, el material de lámina de aluminio deformado debe estar esencialmente libre de todos los defectos. Estos defectos pueden incluir huecos o grietas internos, grietas externas o grietas significativas en la superficie. Como hay muchas combinaciones de grosores de lámina y tipos de remaches, cada uno de los cuales debe "ajustarse" a la situación de producción, no es práctico utilizar el remachado por sí mismo como una evaluación de la ductilidad y tenacidad del material. Un sustituto próximo de la deformación que experimenta el material durante el remachado es someter el material, a la fuerza de servicio prevista, a una operación de flexión. Por tanto, sometiendo el material a esta operación de flexión, el material puede clasificarse según su capacidad para remacharse, o para ser suficientemente dúctil o resistente en el servicio previsto. La conformación completa se realiza con el rendimiento real de remachado y bloqueo. Hasta ahora, los datos de flexión han correlacionado suficientemente bien con el rendimiento real del servicio; por tanto, el ensayo de flexión es el criterio de lanzamiento oficial de al menos un fabricante de equipos originales (OEM). Otros ensayos, tales como el ensayo de cizalladura, también son medios para evaluar la tenacidad.
Con los estándares más altos de OEM, el remachado autoperforante requiere láminas de metal con suficiente ductilidad y dureza que cumplan con las proporciones requeridas de radio de curvatura/grosor de lámina (r/t). Tener una ductilidad suficiente es crucial porque asegura que las láminas de metal puedan remacharse con una resistencia particular y puedan cumplir los requisitos generales de tenacidad durante un evento de choque. El material necesita retener suficiente ductilidad de manera que se deforme con un grado razonable de plasticidad, en lugar de por un evento de fractura rápida. Este es un requisito particularmente difícil de cumplir. Por ejemplo, en general, se sabe en el campo que para doblar aleaciones de aluminio con resistencias similares, la relación r/t está habitualmente entre 2-4. Hasta ahora, todo el material con una relación r/t mayor que 1 ha exhibido un comportamiento de remachado muy pobre. Se han realizado algunas juntas remachadas aceptables con material que exhibe una relación r/t de menos de 0,6 (por ejemplo, entre 0,4 y 0,6). Sin embargo, para las juntas remachadas más difíciles, el material debe exhibir una relación r/t de menos de 0,4. En una relación r/t de 0,4, las deformaciones de la superficie externa de la fibra superan el 40 %, que es un requisito de deformación severo, previamente inalcanzable a estas altas resistencias de servicio por encima de 260 MPa de límite de elasticidad (YS), y típicamente en el intervalo de 280­ 300 MPa de YS. Dado que la resistencia de servicio real está típicamente en el intervalo de 280-300 MPa de YS, esta combinación de resistencia y ductilidad es particularmente difícil de obtener.
Por tanto, existe la necesidad de una lámina de carrocería de automóvil que pueda remacharse y cumplir con los requisitos de ductilidad y tenacidad durante un evento de choque.
El documento WO 2007/076980 A1 se refiere a una lámina de aleación de aluminio para aplicaciones de automoción que comprende en % en peso: Si: 0,50- <0,70 Cu: 0,40 - 1,20 Fe: 0,20 - 0,4 Mn: >0,1 - 0,60 Mg: 0,60 - 1,40 Zn: <0,5 Ti: <0,2 Cr: <0,15, otros elementos hasta 0,05 cada uno y hasta 0,15 en total, y el resto de aluminio. La lámina de aleación de aluminio tiene un bajo límite elástico y un alto alargamiento según se suministra para una mejor formabilidad, una disminución mínima en el límite elástico durante la primera etapa de un proceso de endurecimiento con pintura, alto límite elástico y alta resistencia a la corrosión filiforme después de completar el proceso de horneado de pintura.
El documento JP 2003 268472 A se refiere a una lámina de aleación de Al-Mg-Si para formar con capacidad de flexión del doblez mejorada para su uso en automóviles o similar. La lámina de aleación de aluminio incluye 0,3-1,0 % de Mg, 0,3-1,2 % de Si, uno o más elementos de Mn, Cr, Zr, V, Fe, Ti, y Zn, en pequeña cantidad, 1,0 % o menos de Cu, y el resto Al, y tiene un alargamiento de muesca de 10 % o más.
El documento WO 00/03052 A1 se refiere a un proceso de tratamiento térmico de un artículo laminar hecho de una aleación de aluminio de la serie 6000 para lograr una buena "respuesta de horneado de pintura" que no se ve sustancialmente afectada por envejecimiento natural. El proceso comprende calentar el artículo laminar de aleación a una temperatura de disolución seguido de enfriamiento del artículo laminar de aleación. Los artículos laminares de aleación adecuados para uso en fabricación de partes de piel de automóviles se pueden producir de este modo. El documento WO 96/03531 A1 se refiere a una aleación de aluminio que contiene magnesio, silicio y opcionalmente cobre en cantidades en porcentaje en peso que se encuentran aproximadamente dentro de uno de los siguientes intervalos: (1) 0,4 < Mg <0,8, 0,2 < Si <0,5, 0,3 < Cu < 3,5; (2) 0,8 < Mg < 1,4, 0,2 < Si <0,5, Cu < 2,5; y (3) 0,4 < Mg < 1,0, 0,5 < Si < 1,4, Cu < 2,0. La aleación también puede contener al menos un elemento adicional seleccionado de Fe en una cantidad de 0,4 por ciento en peso o menos, Mn en una cantidad de 0,4 por ciento en peso o menos, Zn en una cantidad de 0,3 por ciento en peso o menos, y una pequeña cantidad de al menos otro elemento, tal como Cr, Ti, Zr y V. La aleación puede fabricarse en un material laminar adecuado en una máquina de colada de correa colando la aleación mientras extrae calor de la aleación a una velocidad que evite la distorsión de corteza de la lámina y la segregación excesiva superficial, al menos hasta que dicha aleación se congela. La aleación puede someterse a un tratamiento térmico en solución, a redisolver las partículas precipitadas y a un proceso de enfriamiento a una velocidad que produzca un revenido T4 y un revenido T8X potencial adecuado para paneles de automóvil.
El documento CN 102732760 A1 se refiere a una lámina de aleación de aluminio para una carrocería de vehículo caracterizada por que la composición comprende los siguientes componentes en porcentaje en masa: 0,5-0,8 % en peso de Si, 0,6-1,2 % en peso de Mg, 0,6-1,1 % en peso de Cu, 0,15-0,3 % en peso de Mn, el resto es Al e impurezas traza, en donde las impurezas traza están compuestas de Fe (<0,3 % en peso), Zn (<0,2 % en peso), Ti (<0,1 % en peso) y Cr (<0,2 % en peso) y en donde la relación de masa de Mg a Si está entre 1 y 2. La aleación de aluminio se somete a un tratamiento térmico a una temperatura de tratamiento térmico de 100 °C - 150 °C y un tiempo de tratamiento térmico de 10 minutos a 2 horas.
El documento US 6.423.164 B1 se refiere a un método para producir un producto laminar de aleación de aluminio que incluye moldear una plancha o lingote, homogeneizar la plancha fundida y laminar en caliente la plancha homogeneizada para proporcionar un producto de calibre intermedio. La temperatura y otros parámetros operativos del proceso de laminado en caliente se controlan de modo que la temperatura del lingote al comienzo del laminado en caliente se mantenga a una temperatura entre 925 °F (496 °C) y 1025 °F (552 °C), y la temperatura del producto de calibre intermedio que sale de la etapa de laminado en caliente esté entre 500 °F (260 °C) y 600 °F (316 °C). El producto de calibre intermedio se somete a una reducción en frío de 45 % a 70 %, recocido, y laminado en frío hasta el calibre final. La combinación de controlar el laminado en caliente para proporcionar la temperatura de entrada de la línea caliente deseada y la temperatura de salida deseada del producto de calibre intermedio y el recocido antes del laminado en frío al calibre final minimiza o elimina la aparición de defectos de líneas estriadas en el producto de lámina de aluminio cuando el producto se somete a un esfuerzo adicional en una operación de formación. Se produce un producto laminar de aleación de aluminio mejorado que tiene un acabado superficial adecuado para su uso en componentes de automoción mientras se mantiene una alta resistencia.
Sumario
Las realizaciones cubiertas de la invención están definidas por las reivindicaciones, no este sumario. Este sumario es una descripción general de alto nivel de varios aspectos de la invención e introduce algunos de los conceptos que se describen adicionalmente en la sección Descripción detallada a continuación. Este sumario no pretende identificar características clave o esenciales del tema reivindicado, ni está destinado a usarse de forma aislada para determinar el alcance del tema reivindicado. El tema debe entenderse por referencia a las partes apropiadas de toda la memoria descriptiva, todos y cada uno de los dibujos y cada reivindicación.
La presente invención resuelve los problemas de la técnica anterior y proporciona láminas de aluminio para automóvil que tienen muy buena formabilidad en el revenido T4 y tenacidad y ductilidad particularmente altas en los revenidos de alta resistencia, tales como revenidos T6, T8, y T9. La ductilidad y tenacidad es tal que la aleación puede remacharse en estos revenidos de alta resistencia y posee excelentes propiedades de ductilidad y tenacidad para su servicio previsto. La capacidad de remachar con éxito el material en estos revenidos de alta resistencia, que generalmente es también la condición de revenido de servicio, es por sí sola una prueba severa de tenacidad y ductilidad del material, ya que la operación de remache somete al material a una tensión muy alta y un proceso de deformación por tensión. Además, la presente invención proporciona un proceso para preparar las láminas de aluminio para automóvil. Como ejemplo no limitante, el proceso de la presente invención tiene una aplicación particular en la industria de automoción.
En diferentes realizaciones, las aleaciones de la presente invención pueden usarse para fabricar productos en forma de extrusiones, placas, láminas, y forjados.
Otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la invención.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es una representación esquemática de las velocidades de calentamiento empleadas en asociación con el Ejemplo 1.
La Figura 2 es un gráfico que representa la densidad numérica, porcentaje de área y tamaño promedio de dispersoides producidos por diferentes prácticas de homogeneización.
La Figura 3 es un gráfico que representa el tamaño medio y la fracción de área dividida por el radio (f/r) de los dispersoides producidos por diferentes prácticas de homogeneización.
La Figura 4 es un gráfico que muestra la frecuencia y el área de los dispersoides producidos por la homogeneización a 570 °C durante 8 horas (barra de histograma izquierda en cada conjunto), a 570 °C durante 4 horas (barra de histograma central en cada conjunto), y mediante una práctica de dos pasos de 560 °C durante 6 horas y luego a 540 °C durante 2 horas (barra de histograma derecho en cada conjunto).
La Figura 5 es un gráfico que muestra la frecuencia y el área de los dispersoides producidos por la homogeneización a 550 °C durante 8 horas (barra de histograma izquierda en cada conjunto), a 550 °C durante 4 horas (barra de histograma central en cada conjunto), y mediante una práctica de dos pasos de 560 °C durante 6 horas y luego a 540 °C durante 2 horas (barra de histograma derecho en cada conjunto).
La Figura 6 es un gráfico que muestra la frecuencia y el área de los dispersoides producidos por la homogeneización a 530 °C durante 8 horas (barra de histograma izquierda en cada conjunto), a 530 °C durante 4 horas (barra de histograma central en cada conjunto), y mediante una práctica de dos pasos de 560 °C durante 6 horas y luego a 540 °C durante 2 horas (barra de histograma derecho en cada conjunto).
La Figura 7A es un mapa composicional de los lingotes moldeados.
La Figura 7B es un mapa de composición de los lingotes después de una etapa de homogeneización a 530 °C durante 4 horas.
La Figura 7C es un mapa de composición de los lingotes después de una etapa de homogeneización a 530 °C durante 8 horas.
La Figura 8 es una representación esquemática del límite elástico (MPa) y la relación r/t de las aleaciones x615 y x616 en revenido T82 a varias temperaturas de tratamiento térmico de solución (SHT). x615 tiene un intervalo de temperatura SHT más amplio que x616 para obtener valores de r/t por debajo de 0,4. También se muestran los valores mínimos de límite elástico T82 y la relación r/t máxima.
La Figura 9 es una representación esquemática de una gráfica de efectos principales para el gráfico r/t medio donde la relación r/t es el eje vertical y la cantidad es el eje horizontal (más Mg - menor r/t; menos Si - menor r/t). Este gráfico de efectos es el resultado de un ensayo industrial de 32 lingotes por el cual el Cu, los contenidos de Mg y Si junto con los parámetros de 2 líneas se examinaron sistemáticamente mediante un ensayo DOE (Diseño de Experimento). Los detalles de esta prueba se resumen en los Ejemplos y con las figuras que se acompañan. La Figura 10 es una representación esquemática de las condiciones de prueba descritas en el Ejemplo 4.
La Figura 11 es una representación esquemática de los resultados de la prueba de resistencia al corte final para aleaciones x615 (barra de histograma izquierda en cada conjunto) y x616 (barra de histograma derecha en cada conjunto) en T4, revenidos T81 y T82.
La Figura 12A es una curva de desplazamiento de carga axial para muestras de aplastamiento preparadas a partir de aleación x615 en T4, revenidos T81, y T2 y aleación 5754 en revenido O. La Figura 12B es un gráfico que muestra la energía absorbida por unidad de desplazamiento para muestras de aplastamiento preparadas a partir de aleación x615 en T4, revenidos T81, y T2 y aleación 5754 en revenido O. La Figura 12C es un gráfico que muestra el aumento de la energía absorbida por unidad de desplazamiento para muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 en T4, revenidos T81, y T2 y aleación 5754 en revenido O. La Figura 12D es una imagen de las muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 y la aleación 5754.
La Figura 13A es una imagen de muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 en el revenido T81 y el revenido T82. La Figura 13B contiene imágenes de muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación 6111 en el revenido T81 y el revenido T82 (etiquetado como "revenido T6x").
La Figura 14 contiene gráficos que muestran el alargamiento uniforme (gráfico superior izquierdo), alargamiento total (gráfico inferior izquierdo), límite elástico (gráfico superior derecho) y máxima resistencia a la tracción (gráfico inferior derecho) para el material x615 después de recalentar la solución de material tratado con calor x615 a 65 °C, 100 °C o 130 °C.
La Figura 15A es una curva de desplazamiento de carga axial para muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 después de recalentar la solución de material tratado con calor x615 a 65 °C, 100 °C o 130 °C. La Figura 15B es un gráfico que muestra la energía absorbida por unidad de desplazamiento para muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 después de recalentar la solución de material tratado con calor x615 a 65 °C, 100 °C o 130 °C. La Figura 15C es un gráfico que muestra el aumento de la energía absorbida por unidad de desplazamiento para las muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 después de recalentar la solución de material tratado con calor x615 a 65 °C, 100 °C o 130 °C. La Figura 15D es una imagen de las muestras de aplastamiento preparadas a partir de la aleación x615 después de recalentar la solución de material tratado con calor x615 a 65 °C, 100 °C o 130 °C.
Descripción detallada
La presente invención proporciona nuevas láminas de aluminio para automóviles que se pueden remachar mientras se cumplen los requisitos de ductilidad y tenacidad durante un evento de choque. Además, la presente invención proporciona un proceso para preparar las láminas de aluminio para automóvil.
Las nuevas láminas de aluminio para automóviles de la presente invención se preparan mediante un proceso novedoso para garantizar que: 1) el contenido de aleación de aluminio minimiza las fases solubles de la solución según los requisitos de resistencia y tenacidad, 2) la aleación contiene suficientes dispersoides para reducir la localización de deformación y distribuir uniformemente la deformación, y 3) las fases insolubles se ajustan al nivel apropiado para ser coherentes con el logro del tamaño de grano y la morfología objetivo en aplicaciones industriales automotrices.
Definiciones y descripciones:
Como se usa en este documento, los términos "invención" "la invención", "esta invención" y "la presente invención" pretenden referirse ampliamente a todo el tema de esta solicitud de patente y las reivindicaciones a continuación. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan el tema descrito en este documento ni limitan el significado o el alcance de las reivindicaciones de patente a continuación.
En esta descripción, se hace referencia a aleaciones identificadas por números AA y otras designaciones relacionadas, tales como "serie" o "6xxx". Para comprender el sistema de designación de números más comúnmente utilizado para nombrar e identificar aluminio y sus aleaciones, consulte "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" o "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot", ambos publicados por The Aluminum Association.
Como se usa en este documento, el significado de "una", "un", y "el" incluye referencias en singular y plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
En las siguientes realizaciones, las aleaciones de aluminio se describen en términos de su composición elemental en porcentaje en peso (% en peso). En cada aleación, el resto es aluminio, con un % en peso máximo de 0,1 % para todas las impurezas.
Láminas de aluminio
Las láminas de aluminio descritas en este documento pueden prepararse a partir de aleaciones tratables térmicamente. En este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000005_0001
continuación
Figure imgf000006_0001
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye cobre (Cu) en una cantidad de 0,40 % a 0,65 % (por ejemplo, de 0,45 % a 0,65 %, de 0,50 % a 0,60 %, de 0,51 % a 0,59 %, o de 0,50 % a 0,54 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,40 %, 0,41 %, 0,42 %, 0,43 %, 0,44 %, 0,45 %, 0,46 %, 0,47 %, 0,48 %, 0,49 %, 0,50 %, 0,51 %, 0,52 %, 0,53 %, 0,54 %, 0,55 %, 0,56 %, 0,57 %, 0,58 %, 0,59 %, 0,60 %, 0,61 %, 0,62 %, 0,63 %, 0,64 %, o 0,65 % de Cu. Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye hierro (Fe) en una cantidad de 0 % a 0,4 % (por ejemplo, de 0,1 % a 0,35 %, de 0,1 % a 0,3 %, de 0,22 % a 0,26 %, de 0,17 % a 0,23%, o de 0,18% a 0,22 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, 0,25 %, 0,26 %, 0,27 %, 0,28 %, 0,29 %, 0,30 %, 0,31 %, 0,32 %, 0,33 %, 0,34 %, 0,35 %, 0,36 %, 0,37 %, 0,38 %, 0,39 %, o 0,40 % de Fe. Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye magnesio (Mg) en una cantidad de 0,66 % a 0,74 % basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,66 %, 0,67 %, 0,68 %, 0,69 %, 0,70 %, 0,71 %, 0,72 %, 0,73 % o 0,74 % de Mg. Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye manganeso (Mn) en una cantidad de 0 % a 0,4 % (por ejemplo, de 0,01 % a 0,4 %, de 0,1 % a 0,35 %, de 0,15 % a 0,35 %, de 0,18 % a 0,22 %, de 0,10 % a 0,15 %, de 0,28 % a 0,32 %, o de 0,23 % a 0,27 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, 0,25 %, 0,26 %, 0,27 %, 0,28 %, 0,29 %, 0,30 %, 0,31 %, 0,32 %, 0,33 %, 0,34 %, 0,35 %, 0,36 %, 0,37 %, 0,38 %, 0,39 %, o 0,40 % de Mn. Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye silicio (Si) en una cantidad de 0,40 % a 0,70 % (por ejemplo, de 0,45 % a 0,65 %, de 0,57 % a 0,63 %, de 0,55 % a 0,6 %, o de 0,52 % a 0,58 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,40 %, 0,41 %, 0,42 %, 0,43 %, 0,44 %, 0,45 %, 0,46 %, 0,47 %, 0,48 %, 0,49 %, 0,50 %, 0,51 %, 0,52 %, 0,53 %, 0,54 %, 0,55 %, 0,56 %, 0,57 %, 0,58 %, 0,59 %, 0,60 %, 0,61 %, 0,62 %, 0,63 %, 0,64 %, 0,65 %, 0,66 %, 0,67 %, 0,68 %, 0,69 % o 0,70 % de Si. Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye titanio (Ti) en una cantidad de 0 % a 0,2 % (por ejemplo, de 0,05 % a 0,15 %, de 0,05 % a 0,12 %, o de 0 % a 0,08 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, o 0,20 % de Ti. En algunas realizaciones, Ti no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye zinc (Zn) en una cantidad de 0 % a 0,1 % (por ejemplo, de 0,01 % a 0,1 % o de 0 % a 0,05 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,01 %, 0,02 %, 0,03 %, 0,04 %, 0,05 %, 0,06 %, 0,07 %, 0,08 %, 0,09 %, o 0,10 % de Zn. En algunas realizaciones, Zn no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye cromo (Cr) en una cantidad de 0 % a 0,2 % (por ejemplo, de 0,02 % a 0,18 %, de 0,02 % a 0,14 %, de 0,06 % a 0,1 %, de 0,03 % a 0,08 %, o de 0,10 % a 0,14 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, o 0,20 % de Cr. En algunas realizaciones, Cr no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye plomo (Pb) en una cantidad de 0 % a 0,01 % (por ejemplo, de 0 % a 0,007 % o de 0 % a 0,005 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,001 %, 0,002 %, 0,003 %, 0,004 %, 0,005 %, 0,006 %, 0,007 %, 0,008 %, 0,009 %, o 0,010 % de Pb. En algunas realizaciones, Pb no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye berilio (Be) en una cantidad de 0 % a 0,001 % (por ejemplo, de 0 % a 0,0005 %, de 0 % a 0,0003 %, o de 0 % a 0,0001 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,0001 %, 0,0002 %, 0,0003 %, 0,0004 %, 0,0005 %, 0,0006 %, 0,0007 %, 0,0008 %, 0,0009 %, o 0,0010 % de Be. En algunas realizaciones, Be no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye calcio (Ca) en una cantidad de 0 % a 0,008 % (por ejemplo, de 0 % a 0,004 %, de 0 % a 0,001 %, o de 0 % a 0,0008 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,0001 %, 0,0002 %, 0,0003 %, 0,0004 %, 0,0005 %, 0,0006 %, 0,0007 %, 0,0008 %, 0,0009 %, 0,001 %, 0,002 %, 0,003 %, 0,004 %, 0,005 %, 0,006 %, 0,007 %, o 0,008 % de Ca. En algunas realizaciones, Ca no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye cadmio (Cd) en una cantidad de 0 % a 0,04 % (por ejemplo, de 0 % a 0,01 %, de 0 % a 0,008 %, o de 0 % a 0,004 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,001 %, 0,002 %, 0,003 %, 0,004 %, 0,005 %, 0,006%, 0,007 %, 0,008 %, 0,009 %, 0,010%, 0,011 %, 0,012%, 0,013%, 0,014%, 0,015%, 0,016%, 0,017%, 0,018%, 0,019%, 0,020 %, 0,021 %, 0,022%, 0,023 %, 0,024%, 0,025 %, 0,026%, 0,027 %, 0,028 %, 0,029 %, 0,030 %, 0,031 %, 0,032 %, 0,033 %, 0,034 %, 0,035 %, 0,036 %, 0,037 %, 0,038 %, 0,039 % o 0,040 % de Cd. En algunas realizaciones, Cd no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso. En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye litio (Li) en una cantidad de 0 % a 0,003 % (por ejemplo, de 0 % a 0,001 %, de 0 % a 0,0008 %, o de 0 % a 0,0003 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,0001 %, 0,0002 %, 0,0003 %, 0,0004 %, 0,0005%, 0,0006 %, 0,0007 %, 0,0008 %, 0,0009 %, 0,0010%, 0,0011%, 0,0012%, 0,0013%, 0,0014%, 0,0015%, 0,0016%, 0,0017%, 0,0018%, 0,0019%, 0,0020 %, 0,0021 %, 0,0022 %, 0,0023 %, 0,0024%, 0,0025 %, 0,0026 %, 0,0027 %, 0,0028 %, 0,0029 %, o 0,0030 % de Li. En algunas realizaciones, Li no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye sodio (Na) en una cantidad de 0 % a 0,003 % (por ejemplo, de 0 % a 0,001 %, de 0 % a 0,0008 %, o de 0 % a 0,0003 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0,0001 %, 0,0002 %, 0,0003 %, 0,0004%, 0,0005 %, 0,0006 %, 0,0007 %, 0,0008 %, 0,0009 %, 0,0010%, 0,0011%, 0,0012%, 0,0013%, 0,0014%, 0,0015%, 0,0016%, 0,0017%, 0,0018%, 0,0019%, 0,0020 %, 0,0021 %, 0,0022 %, 0,0023%, 0,0024 %, 0,0025 %, 0,0026 %, 0,0027 %, 0,0028 %, 0,0029 %, o 0,0030 % de Na. En algunas realizaciones, Na no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye circonio (Zr) en una cantidad de 0 % a 0,2 % (por ejemplo, de 0,01 % a 0,2 % o de 0,05 % a 0,1 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, o 0,20 % de Zr. En algunas realizaciones, Zr no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye escandio (Sc) en una cantidad de 0 % a 0,2 % (por ejemplo, de 0,01 % a 0,2 % o de 0,05 % a 0,1 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, o 0,20 % de Sc. En algunas realizaciones, Sc no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En algunas realizaciones, la aleación tratable térmicamente como se describe en este documento incluye vanadio (V) en una cantidad de 0 % a 0,2 % (por ejemplo, de 0,01 % a 0,2 % o de 0,05 % a 0,1 %) basado en el peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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 %, o 0,20 % de V. En algunas realizaciones, V no está presente en la aleación (es decir, 0 %). Todo expresado en % en peso.
En diversas realizaciones, los subintervalos de los intervalos mostrados en la composición anterior se usan para hacer las aleaciones de la presente invención. En este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000008_0001
Además, en este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000008_0002
En una realización, la lámina de aluminio para automóvil es una aleación tratable térmicamente, denominada "x615" en esta solicitud, de la siguiente composición:
Figure imgf000009_0003
Figure imgf000009_0002
Los cálculos de exceso de silicio que se muestra en la tabla anterior y en las tablas posteriores se realizaron según el método de la Patente de Estados Unidos n.° 4.614.552, col. 4, líneas 49-52. El exceso de Si en la tercera fila es para el Mg2Si en la segunda fila de superior. El exceso de Si en la quinta fila es para el MgSi en la cuarta fila superior.
Para las aleaciones tratables térmicamente 6xxx, los elementos solutos que contribuyen a la resistencia al endurecimiento por envejecimiento incluyen Cu, Mg y Si. La tabla anterior se refiere a la capacidad del Mg y el Si para combinarse para formar "Mg2Si".
Los límites reales de tolerancia de la composición química interna y las condiciones de procesamiento CASH son capaces de producir material x615 con propiedades mecánicas y propiedades de flexibilidad dentro de los límites de especificación deseados. La evaluación verifica que tenemos una ventana de proceso robusta en la línea CASH. Las variaciones en la composición química tienen el mayor impacto en las propiedades mecánicas y el rendimiento de la capacidad de flexión. Cu, Si y Mg aumentan el límite elástico T4 (YS), resistencia a la tracción final T4 (UTS) y T82 YS. Cu influye en los valores de resistencia T4, pero el impacto sobre la capacidad de flexión es pequeño. El aumento de Mg parece dar una mejor capacidad de flexión. La variable única más fuerte es Si: un Si más bajo proporciona una mejor capacidad de flexión y una menor diferencia entre los límites elásticos T81 y T4, es decir, AYS (T81 - T4) (véase Figura 9 y ejemplo).
En una realización adicional, la lámina de aluminio para automóvil es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000009_0001
continuación
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0001
En este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000010_0004
Además, en este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000011_0003
Figure imgf000011_0004
Además, en este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000012_0002
En este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000012_0001
En este documento se describe una lámina de aluminio para automóvil, que es una aleación tratable térmicamente de la siguiente composición:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0002
Resistencia de servicio:
La lámina de aluminio de la presente invención puede tener una resistencia de servicio (resistencia en el vehículo) de al menos 250 MPa. En algunas realizaciones, la resistencia de servicio es al menos 260 MPa, al menos 270 MPa, al menos 280 MPa, o al menos 290 MPa. Preferentemente, la resistencia de servicio es 290 MPa. La lámina de aluminio de la presente invención abarca cualquier resistencia de servicio que tenga suficiente ductilidad o tenacidad para cumplir con una capacidad de flexión r/t de 0,8 o menos. Preferentemente, la capacidad de flexión de r/t es 0,4 o menos.
Las propiedades mecánicas de la lámina de aluminio están controladas por diversas condiciones de envejecimiento según el uso deseado. En algunas realizaciones, las láminas descritas en este documento se pueden suministrar a los clientes en un revenido T4, un revenido T6, un revenido T8, un revenido T9, un revenido T81, o un revenido T82, por ejemplo. Las láminas T4, que se refieren a láminas que son solución tratada térmicamente y envejecidas naturalmente, pueden suministrarse a los clientes. Estas láminas T4 pueden someterse opcionalmente a tratamientos de envejecimiento adicionales para cumplir con los requisitos de resistencia una vez que los clientes las reciben. Por ejemplo, las láminas pueden suministrarse en otros revenidos, tales como revenidos T6, T8 T81 T82, y T9, sometiendo la lámina T4 al tratamiento térmico en solución apropiado y/o tratamiento de envejecimiento como conocen los expertos en la materia.
En algunas realizaciones, las láminas se pueden colar previamente a 2 % y calentar a 185 °C durante 20 minutos para lograr un revenido T81. Tales láminas de revenido T81 pueden mostrar, por ejemplo, un límite elástico de 250 MPa.
Control de microestructura de dispersoide:
Las aleaciones descritas en este documento tienen dispersoides que se forman durante el tratamiento de homogeneización. El tamaño promedio de los dispersoides puede ser de aproximadamente 0,008 pm2 a aproximadamente 2 pm2. Por ejemplo, el tamaño promedio de los dispersoides puede ser de aproximadamente 0,008 pm2, aproximadamente 0,009 pm2, aproximadamente 0,01 pm2, aproximadamente 0,011 pm2, aproximadamente 0,012 pm2, aproximadamente 0,013 pm2, aproximadamente 0,0l4 pm2, aproximadamente 0,015 pm2, aproximadamente 0,016 pm2, aproximadamente 0,017 pm2, aproximadamente 0,018 pm2, aproximadamente 0,019 pm2, aproximadamente 0,02 pm2, aproximadamente 0,05 pm2, aproximadamente 0,10 pm2, aproximadamente 0,20 pm2, aproximadamente 0,30 pm2, aproximadamente 0,40 pm2, aproximadamente 0,50 pm2, aproximadamente 0,60 pm2, aproximadamente 0,70 pm2, aproximadamente 0,80 pm2, aproximadamente 0,90 pm2, aproximadamente 1 pm2, aproximadamente 1,1 pm2, aproximadamente 1,2 pm2, aproximadamente 1,3 pm2, aproximadamente 1,4 pm2, aproximadamente 1,5 pm2, aproximadamente 1,6 pm2, aproximadamente 1,7 pm2, aproximadamente 1,8 pm2, aproximadamente 1,9 pm2, o aproximadamente 2 pm2.
Como se describió anteriormente, las aleaciones descritas en este documento están diseñadas para contener un número suficiente de dispersoides para reducir la localización de deformación y distribuir uniformemente la deformación. El número de partículas dispersoides por 200 pm2 es preferentemente mayor de aproximadamente 500 partículas, medido por microscopía electrónica de barrido (SEM). Por ejemplo, el número de partículas por 200 pm2 puede ser mayor de aproximadamente 600 partículas, mayor de aproximadamente 700 partículas, mayor de aproximadamente 800 partículas, mayor de aproximadamente 900 partículas, mayor de aproximadamente 1000 partículas, mayor de aproximadamente 1100 partículas, mayor de aproximadamente 1200 partículas, mayor de aproximadamente 1300 partículas, mayor de aproximadamente 1400 partículas, mayor de aproximadamente 1500 partículas, mayor de aproximadamente 1600 partículas, mayor de aproximadamente 1700 partículas, mayor de aproximadamente 1800 partículas, mayor de aproximadamente 1900 partículas, mayor de aproximadamente 2000 partículas, mayor de aproximadamente 2100 partículas, mayor de aproximadamente 2200 partículas, mayor que aproximadamente 2300 partículas, o mayor que aproximadamente 2400 partículas.
El porcentaje de área de los dispersoides puede variar de aproximadamente 0,002 % a 0,01 % de la aleación. Por ejemplo, el porcentaje de área de los dispersoides en las aleaciones puede ser aproximadamente 0,002 %, aproximadamente 0,003 %, aproximadamente 0,004 %, aproximadamente 0,005 %, aproximadamente 0,006 %, aproximadamente 0,007 %, aproximadamente 0,008 %, aproximadamente 0,009 %, o aproximadamente 0,010 %.
La fracción de área de los dispersoides puede variar de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 0,15. Por ejemplo, la fracción de área de los dispersoides puede ser de aproximadamente 0,06 a aproximadamente 0,14, de aproximadamente 0,07 a aproximadamente 0,13, o de 0,08 a aproximadamente 0,12.
Como se describe adicionalmente en el Ejemplo 1, las condiciones de homogeneización impactan el tamaño promedio, densidad numérica, porcentaje de área y fracción de área de los dispersoides.
Proceso:
Las aleaciones descritas en este documento se cuelan en lingotes usando un proceso por enfriamiento directo (DC). El proceso de colada DC se realiza según los estándares comúnmente utilizados en la industria del aluminio, como conoce un experto en la materia. El lingote colado se somete a otros pasos de procesamiento. En las realizaciones, los pasos de procesamiento incluyen, pero sin limitación, un paso de homogeneización, un paso de laminado en caliente, un paso de laminado en frío, un paso de solución de tratamiento térmico, y opcionalmente un tratamiento de envejecimiento.
La práctica de homogeneización se selecciona para tener primero una velocidad de calentamiento que promueva la formación de un contenido dispersoide fino. Los dispersoides, Cr y/o Mn, precipitan (ppt) durante la parte de calentamiento del ciclo de homogeneización. Las temperaturas máximas y tiempos del ciclo de homogeneización se seleccionan para proporcionar una homogeneización muy completa de las fases solubles. En algunas realizaciones de la etapa de homogeneización, un lingote preparado a partir de una composición de aleación como se describe en este documento se calienta para alcanzar una temperatura máxima del metal de al menos aproximadamente 500 °C (por ejemplo, al menos 530 °C, al menos 540 °C, al menos 550 °C, al menos 560 °C, o al menos 570 °C). Por ejemplo, el lingote se puede calentar a una temperatura de aproximadamente 505 °C a aproximadamente 580 °C, de aproximadamente 510 °C a aproximadamente 575 °C, de aproximadamente 515 °C a aproximadamente 570 °C, de aproximadamente 520 °C a aproximadamente 565 °C, de aproximadamente 525 °C a aproximadamente 560 °C, de aproximadamente 530 °C a aproximadamente 555 °C, o de aproximadamente 535 °C a aproximadamente 560 °C. La velocidad de calentamiento hasta la temperatura máxima del metal puede ser de 100 °C/hora o menos, 75 °C/hora o menos, o 50 °C/hora o menos. Opcionalmente, se puede utilizar una combinación de velocidades de calentamiento. Por ejemplo, el lingote se puede calentar a una primera temperatura de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 300 °C (por ejemplo, aproximadamente 210 °C, 220 °C, 230 °C, 240 °C, 250 °C, 260 °C, 270 °C, 280 °C, 290 °C, o 300 °C) a una velocidad de aproximadamente 100 °C/hora o menos (por ejemplo, 90 °C/hora o menos, 80 °C/hora o menos, o 70 °C/hora o menos). La velocidad de calentamiento se puede disminuir hasta alcanzar una segunda temperatura más alta que la primera temperatura. La segunda temperatura puede ser, por ejemplo, al menos aproximadamente 475 °C (por ejemplo, al menos 480 °C, al menos 490 °C, o al menos 500 °C). La velocidad de calentamiento desde la primera temperatura hasta la segunda temperatura puede ser de aproximadamente 80 °C/hora o menos (por ejemplo, 75 °C/hora o menos, 70 °C/hora o menos, 65 °C/hora o menos, 60 °C/hora o menos, 55 °C/hora o menos, o 50 °C/hora o menos). La temperatura se puede aumentar hasta la temperatura máxima del metal, como se describió anteriormente, calentando a una velocidad de aproximadamente 60 °C/hora o menos (por ejemplo, 55 °C/hora o menos, 50 °C/hora o menos, 45 °C/hora o menos, o 40 °C/hora o menos). El lingote se deja después en remojo (es decir, se mantiene a la temperatura indicada) durante un período de tiempo. En algunas realizaciones, el lingote se deja en remojo hasta 15 horas (por ejemplo, de 30 minutos a 15 horas, inclusive). Por ejemplo, el lingote se puede remojar a una temperatura de al menos 500 °C durante 30 minutos, 1 hora, 2 horas, 3 horas, 4 horas, 5 horas, 6 horas, 7 horas, 8 horas, 9 horas, 10 horas, 11 horas, 12 horas, 13 horas, 14 horas, o 15 horas.
En algunas realizaciones, El paso de homogeneización descrito en este documento puede ser un proceso de homogeneización de dos etapas. En estas realizaciones, el proceso de homogeneización puede incluir los pasos de calentamiento y remojo descritos anteriormente, que puede denominarse la primera etapa, y puede incluir además una segunda etapa. En la segunda etapa del proceso de homogeneización, la temperatura del lingote se cambia a una temperatura más alta o más baja que la temperatura utilizada para la primera etapa del proceso de homogeneización. Por ejemplo, la temperatura del lingote puede disminuirse a una temperatura inferior a la temperatura utilizada para la primera etapa del proceso de homogeneización. En estas realizaciones de la segunda etapa del proceso de homogeneización, la temperatura del lingote se puede disminuir a una temperatura de al menos 5 °C inferior que la temperatura utilizada para el proceso de homogeneización de la primera etapa (por ejemplo, al menos 10 °C inferior, al menos 15 °C inferior, o al menos 20 °C inferior). El lingote se deja en remojo después durante un período de tiempo durante la segunda etapa. En algunas realizaciones, el lingote se deja en remojo hasta 5 horas (por ejemplo, de 30 minutos a 5 horas, inclusive). Por ejemplo, el lingote se puede remojar a una temperatura de al menos 455 °C durante 30 minutos, 1 hora, 2 horas, 3 horas, 4 horas, o 5 horas. Después de la homogeneización, el lingote se puede dejar enfriar a temperatura ambiente en el aire.
Al final del paso de homogeneización, se realiza un paso de laminado en caliente. Las condiciones de laminado en caliente se seleccionan para retener el contenido de dispersoide producido previamente y para terminar el laminado en caliente con una cantidad mínima de precipitado de las fases de endurecimiento soluble fuera de la solución, y por debajo de la temperatura de recristalización. El paso de laminado en caliente puede incluir una operación de molienda de inversión en caliente y/o una operación de molienda en tándem en caliente. La etapa de laminado en caliente se puede realizar a una temperatura que varía de aproximadamente 250 °C a 530 °C (por ejemplo, de aproximadamente 300 °C a aproximadamente 520 °C, de aproximadamente 325 °C a aproximadamente 500 °C o de aproximadamente 350 °C a aproximadamente 450 °C). En el paso de laminado en caliente, el lingote se puede laminar en caliente a un grosor de 10 mm o menos (por ejemplo, de un grosor de 2 mm a 8 mm). Por ejemplo, el lingote puede laminarse en caliente a un grosor de 9 mm o menos, grosor de 8 mm o menos, grosor de 7 mm o menos, grosor de 6 mm o menos, grosor de 5 mm o menos, grosor de 4 mm o menos, grosor de 3 mm o menos, grosor de 2 mm o menos, o grosor de 1 mm o menos.
Siguiendo el paso de laminado en caliente, las bandas calientes laminadas pueden laminarse en frío a una lámina que tiene un grosor final de 1 mm a 4 mm. Por ejemplo, las bandas calientes laminadas pueden laminarse en frío a una lámina que tiene un grosor final de 4 mm, 3 mm, 2 mm o 1 mm. El laminado en frío se puede realizar para dar como resultado una lámina que tiene un grosor final que representa una reducción general de grosor de 20 %, 50 %, 75 %, o más de 75 % utilizando técnicas conocidas por un experto en la materia.
La lámina laminada en frío se somete a una etapa de tratamiento térmico de solución. La etapa de tratamiento térmico de solución puede incluir calentar la lámina desde la temperatura ambiente hasta una temperatura de 475 °C a 575 °C (por ejemplo, de 480 °C a 570 °C, de 485 °C a 565 °C, de 490 °C a 560 °C, de 495 °C a 555 °C, de 500 °C a 550 °C, de 505 °C a 545 °C, de 510 °C a 540 °C, o de 515 °C a 535 °C). La lámina puede remojarse a la temperatura durante un período de tiempo. En algunas realizaciones, la lámina se deja en remojo hasta 60 segundos (por ejemplo, de 0 segundos a 60 segundos, inclusive). Por ejemplo, la lámina se puede remojar a una temperatura de aproximadamente 500 °C a aproximadamente 550 °C durante 5 segundos, 10 segundos, 15 segundos, 20 segundos, 25 segundos, 30 segundos, 35 segundos, 40 segundos, 45 segundos, 50 segundos, 55 segundos, o 60 segundos. El grado de integridad del tratamiento térmico de la solución es crítico. El tratamiento térmico de la solución debe ser suficiente para que los elementos solubles se disuelvan y alcancen las resistencias objetivo durante la práctica del envejecimiento artificial, pero no en exceso, ya que esto disparará sobre los objetivos de resistencia, con la rápida disminución en tenacidad.
La composición debe ajustarse cuidadosamente a las condiciones de tratamiento térmico de solución y a la práctica del envejecimiento artificial. En algunas realizaciones, la temperatura máxima del metal y la duración del remojo (segundos por encima de 510 °C) se seleccionan para producir una resistencia T82 (30 minutos a 225 °C) que no exceda de 300 MPa YS. El material puede estar ligeramente tratado térmicamente en solución, lo que significa que la mayoría, pero no todas las fases solubles están en solución sólida, con una temperatura máxima del metal que varía de aproximadamente 500-550 °C.
La lámina se puede enfriar a una temperatura de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 50 °C en una etapa de templado. En la etapa de templado, las láminas se templan rápidamente con un líquido (por ejemplo, agua) y/o gas. Las velocidades de templado pueden ser de 100 °C/seg a 450 °C/seg, medido en el intervalo de temperatura de 450 °C a 250 °C. Se prefieren las velocidades de templado más altas posibles. La velocidad de templado de la temperatura de tratamiento térmico de la solución puede ser superior a 300 °C/seg, para la mayoría de calibres, sobre el intervalo de temperatura de 480 °C a 250 °C.
La ruta de templado se selecciona para producir el requisito metalúrgico de no precipitar en los límites de grano durante el templado, pero sin la necesidad de un estiramiento significativo para corregir la forma. Estos blancos laminares se forman antes del envejecimiento artificial y, por tanto, deben ser planas con excelentes propiedades de formación. Esto no se lograría si se requieren grandes deformaciones para corregir la forma producida por el templado rápido. El material también tiene propiedades de temperatura ambiente razonablemente estables sin un rápido endurecimiento natural por envejecimiento. En algunas realizaciones, el contenido de Cu está en el valor más bajo posible para minimizar cualquier potencial de corrosión y ser adecuado para sistemas de pintura de automoción, pero lo suficientemente alto como para lograr las propiedades de resistencia y tenacidad objetivo. En algunas realizaciones, Cu es 0,4 % a un nivel mínimo.
Las láminas descritas en este documento también se pueden producir a partir de las aleaciones utilizando un método de colada continuo, como conocen los expertos en la materia.
Las aleaciones y métodos descritos en este documento pueden usarse en aplicaciones de automoción y/o de transporte, incluido vehículo de motor, aplicaciones de aviones, y ferrocarriles. En algunas realizaciones, las aleaciones y los métodos se pueden utilizar para preparar productos de partes de carrocería de vehículos de motor. Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar más la presente invención sin, al mismo tiempo, sin embargo, constituir cualquier limitación de la misma. Por el contrario, debe entenderse claramente que se puede recurrir a diversas realizaciones, modificaciones y equivalentes de los mismos que, después de leer la descripción en este documento, pueden sugerirse a los expertos en la materia sin apartarse del espíritu de la invención. Durante los estudios descritos en los siguientes ejemplos, se siguieron procedimientos convencionales, a menos que se indique lo contrario. Algunos procedimientos se describen a continuación con fines ilustrativos.
Ejemplo 1
Determinar el impacto de la práctica de homogeneización en la distribución de dispersoides de estructura según se homogeneiza.
Temperaturas máximas de metal (PMT) de 530 °C, 550 °C y 570 °C se examinaron a tiempos de remojo de 4 horas, 8 horas y 12 horas para lingotes de aleación x615. Las tasas de calentamiento se muestran en la Figura 1. También se analizó una homogeneización de dos pasos, lo que implicaba calentar los lingotes a 560 °C durante seis horas y luego disminuir la temperatura a 540 °C y permitir que los lingotes se remojen a esta temperatura durante dos horas. Para el remojo de 8 horas, la densidad numérica de dispersoides disminuyó con el aumento de la temperatura. Véase la Figura 2. Específicamente, una temperatura de temperatura máxima de metal de 530 °C (PMT) dio la mayor densidad numérica de dispersoides. Véase la Figura 2. Sin quedar unidos a la teoría, dicho efecto puede deberse al engrosamiento. No se descubrió Mg2 Si durante la investigación de exploración de microscopía electrónica de transmisión (STEM).
PMT de 530 y 550 °C dieron una densidad numérica de dispersoides similar a la práctica de dos pasos (etiquetada como "560/540" en la Figura 3). Véase la Figura 3. El tamaño promedio más pequeño se logró con PMT de 530 °C y remojo de 4 horas, mientras que la fracción de área más alta se logró con p Mt de 530 °C y 8 horas de remojo (dispersoides ligeramente agrandados, así como una mayor densidad numérica). Véase la Figura 3.
El proceso de dos pasos fue más efectivo que cualquiera de las condiciones de PMT de 570 °C. Véase la Figura 4. El proceso de dos pasos fue similar a las condiciones de PMT de 550 °C. Véase la Figura 5. PMT de 530 °C (en ambos tiempos de remojo) mostró condiciones favorables durante el proceso de dos pasos. Véase la Figura 6. Los mapas de composición mostraron que 530 °C es una temperatura eficaz para eliminar la microsegregación, y la metalografía no reveló ningún Mg2 Si no disuelto. Véanse las Figuras 7A, 7B, y 7C. Para los lingotes según se cuelan, hubo una superposición significativa entre Si y Mg, que indica Mg2 Si precipitado. Véase la Figura 7A. Después de la homogeneización a 530 °C durante cuatro horas, algo de Si estaba presente (ver Figura 7B, imagen inferior izquierda); sin embargo, Mg no estaba presente donde Mg2 Si se esperaría (véase Figura 7B, imagen superior media). Después de homogeneización a 530 °C durante ocho horas, algo de Si estuvo presente en las áreas intermetálicas, al igual que Cu (véase Figura 7C, imagen inferior izquierda e imagen central inferior).
Ejemplo 2
En este ejemplo, aleación x615 se contrasta con aleación x616. La aleación x615 es una composición como se describió anteriormente. La aleación x616 es una aleación tratable térmicamente que tiene la siguiente composición:
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
El material laminado en frío se realizó usando los pasos descritos en este documento. Este material fue tratado térmicamente en solución utilizando equipo de laboratorio en un experimento controlado, por lo que el PMT fue variado y todas las muestras se templaron rápidamente. Los resultados de estos experimentos se muestran en la Figura 8. Aleación x615 exhibe una mejor combinación de resistencia y flexibilidad y es capaz de producir estas propiedades beneficiosas en una gama más amplia de PMT. Debido a las diferencias de velocidad de calentamiento entre la planta y el material SHT de laboratorio, propiedades de material equivalentes ocurren en diferentes PMT, pero el comportamiento combinado de resistencia y r/t es similar.
Ejemplo 3
Para definir más claramente la influencia de Si, contenido de Mg y Cu en las propiedades de la aleación, se realizó un Diseño de Experimento (DOE) utilizando lingotes comerciales, produciendo un producto de lámina final de 3 mm para pruebas y evaluación. Además dos parámetros de línea, a saber, velocidad de la línea y configuración de la velocidad del ventilador, se examinaron simultáneamente. Estos parámetros de línea influyen en la temperatura máxima del metal (PMT) que experimenta el material durante el tratamiento térmico de solución continua (SHT). Específicamente, DOE general exploró Si en el intervalo de 0,57-0,63, Mg de 0,66 - 0,74, y Cu de 0,51-0,59. Las velocidades de línea y los ventiladores combinados produjeron PMT que oscila entre 524 °C y 542 °C. Dentro de DOE, todas las composiciones y parámetros de línea fueron capaces de alcanzar el objetivo de resistencia T82 de más de 260 MPa, con un intervalo de resistencia de 270-308 MPa en producción. La mayoría de las combinaciones de composición y velocidad de línea produjeron un r/t menor que 0,4, muchos son menos de 0,35, pero se identificaron 5 bobinas con una relación r/t superior a 0,4. Es particularmente notable que todas las bobinas con valores de r/t > 0,4 estaban en el límite máximo de Si explorado en este DOE, aunque un contenido de Mg ligeramente mayor puede mejorar algo esta influencia negativa como se detalla en la Figura 9. La conclusión es que se deben evitar las aleaciones de Si de alto exceso y tener una influencia particularmente fuerte en la ductilidad medida por r/t.
Ejemplo 4
Resistencia a cizalladura máxima de x615 y x616
Las pruebas se realizaron según la designación ASTM B831 -11: Prueba de corte de productos de aleación delgada de aluminio. Los calibres cubiertos en este estándar son de 6,35 mm de calibre o menos. Los calibres más altos deben mecanizarse hasta 6,35 mm. No hay un calibre mínimo, pero los calibres bajos se doblarán dependiendo de la resistencia. La aleación x615 se probó con un calibre de 3,534 mm en revenido T4, T81 y T82. La aleación x616 se probó con un calibre de 3,571 mm en revenido T4, T81 y T82.
Preparación de Muestras
Las muestras fueron mecanizadas por electrodescarga por EDM Technologies, Woodstock, GA. La alineación de 1-4 en la Figura 10, así como el acabado de corte es importante, por tanto, la elección de EDM como método de corte. Los agarres Clevace también se mecanizaron para promover la alineación y la facilidad de montaje de la muestra sin daños. Todas las muestras se analizaron con la dirección de laminado tangencial a la longitud de la muestra.
Metodología de ensayo - Procedimiento de ensayo
Este ensayo mide la resistencia de cizalladura final:
S = ^A , en donde
Pmax es la fuerza máxima, A es el área de la zona de cizalladura, 6,4 mm x grosor de muestra en la Figura 10. La tasa de esfuerzo de cizalladura no puede exceder 689 MPa.min'1, El método ASTM especifica el informe de la máxima resistencia de cizalladura.
Cálculo de energía para fallo
La extensión a la carga máxima parece buena al principio, sin embargo, la rotación y la carga inicial del x615 más débil da como resultado una meseta más larga durante las primeras etapas de la prueba. Calcular la energía requerida para causar el fallo permite ignorar este fenómeno de carga inicial al calcular el área bajo la curva de esfuerzo de cizalladura-deformación. La integración numérica se realizó mediante el método trapezoidal. Para el cálculo de la energía hasta el fallo, primero se requieren suficientes puntos de datos de esfuerzo de cizalladura frente a tensión de cizalladura. Con suficientes puntos de datos, se puede proceder a realizar una integración numérica usando un esquema de Newton-Cotes apropiado, por ejemplo, la regla trapezoidal (véase Numerical Methods for Engineers: With Software and Programming Applications, cuarta edición, Steven C. Chapra y Raymond P. Canale, McGraw-Hill 2002). El resultado final es la energía total gastada en julios durante el ensayo.
Conclusiones
En la primera observación, x615 y x616 mostraron un comportamiento similar durante la carga de cizalladura, aunque en condición T81, x616 tenía una resistencia a cizalladura final mucho más alta. La meseta de carga inicial de x615 y x616 podría atribuirse simplemente debido a la mayor resistencia de x616. La energía para fallo evitó esto, sin embargo, y destacó una diferencia entre x615 y x616. Véase la Figura 11. La aleación x615 tiene un intervalo de temperatura SHT más amplio que x616 para obtener valores de r/t por debajo de 0,4. Véase la Figura 8.
Ejemplo 5
Capacidad de choque de x615
Se realizaron pruebas para evaluar el comportamiento de aplastamiento, incluyendo la capacidad de supervivencia de aplastamiento, absorción de energía, y comportamiento de doblado, de x615 en los revenidos T4, T81 y T82. La absorción de energía de la aleación x615 se comparó con la absorción de energía de las aleaciones 5754 y la aleación 6111.
Se realizó una prueba preliminar de aplastamiento de tubos a una profundidad de aplastamiento de 125 mm utilizando un dispositivo preparado a partir de una lámina de aleación x615, incluyendo las juntas formadas por un remache autoperforante. Se usó un accesorio de aleación 5754 para fines de comparación. Véase la Figura 12d . La curva de carga-desplazamiento axial correspondiente se muestra en la Figura 12A. La energía absorbida por unidad de desplazamiento para las muestras se muestra en la Figura 12B. Las fijaciones de x615 en los revenidos T4, T81 y T82 mostraron un aumento en la energía absorbida por unidad de desplazamiento, mientras que la muestra 5754 no mostró aumento en la energía absorbida por unidad de desplazamiento. Véase la Figura 12C.
En una segunda fase de ensayo de aplastamiento, x615 se comparó con 6111. Se realizó una prueba de aplastamiento a una profundidad de aplastamiento de 220 mm utilizando una fijación de aleación x615 en los revenidos T81 y T82 y una fijación de aleación 6111 en los revenidos T81 y T82, incluyendo las juntas formadas por un remache autoperforante. Las fijaciones de x615 se doblaron con éxito al aplastarse sin rasgarse, con capacidad superior de remache y excelente absorción de energía. Véase la Figura 13A. Las fijaciones de 6111 se rasgaron durante el doblado. La capacidad del remache fue inferior en el revenido T82, mientras que los botones de remache se separan durante el aplastamiento. Véase la Figura 13B, foto de la derecha.
En una tercera fase de ensayo de aplastamiento, se determinó el efecto del recalentamiento. Después del tratamiento térmico de solución, el material x615 se recalentó a 65 °C, 100 °C o 130 °C. La lámina x615 se pintó al horno a 180 °C durante 20 minutos y alargamiento uniforme, alargamiento total, límite elástico y resistencia a la tracción final se determinaron para el material x615. Véase la Figura 14. Como se muestra en la figura 14, este paso de recalentamiento produce un proceso adicional de endurecimiento por envejecimiento que aumenta tanto el límite elástico (YS) como la resistencia a la tracción final (UTS) con una disminución tanto en el alargamiento uniforme como total, pero, no obstante, proporciona un rendimiento mejorado según se determina mediante la energía por desplazamiento, y con integridad completa de la estructura como se muestra en la Figura 15D. El accesorio se formó y luego se envejeció al revenido T81. La curva de desplazamiento-carga axial se muestra en la Figura 15A. La energía absorbida por unidad de desplazamiento para las muestras se muestra en la Figura 15B. Como se muestra en la Figura 15C, las fijaciones de x615 donde la lámina de x615 se recalentó a 100 °C o 130 °C mostraron un aumento en la energía absorbida por unidad de desplazamiento, mientras que la lámina de x615 recalentada a 65 °C no mostró aumento en la energía absorbida por unidad de desplazamiento. Las imágenes de aplastamiento se muestran en la Figura 15D.
Según los ensayos de aplastamiento descritos anteriormente, la resistencia al choque de x615 en T4, así como el material envejecido artificialmente posterior a la formación, fue superior al de la aleación 5754 y la aleación 6111. Por tanto, la aleación x615 proporciona opciones considerables para que los ingenieros de diseño ajusten sus estructuras basándose en las variantes de resistencia disponibles.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una lámina de aleación de aluminio, que comprende 0,40-0,65 % en peso de Cu, 0-0,40 % en peso de Fe, 0,66­ 0,74 % en peso de Mg, 0-0,40 % en peso de Mn, 0,40-0,7 % en peso de Si, 0-0,2 % en peso de Cr, 0 - 0,1 % en peso de Zn, 0-0,20 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0-0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza, resto de Al.
2. La lámina de aleación de aluminio de la reivindicación 1, que comprende 0,45-0,65 % en peso de Cu, 0,1-0,35 % en peso de Fe, 0,66-0,74 % en peso de Mg, 0,1-0,35 % en peso de Mn, 0,45-0,65 % en peso de Si, 0,02-0,18 % en peso de Cr, 0 - 0,1 % en peso de Zn, 0,05-0,15 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0­ 0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza, resto de Al.
3. La lámina de aleación de aluminio de la reivindicación 1, que comprende 0,45-0,65 % en peso de Cu, 0,1-0,3 % en peso de Fe, 0,66-0,74 % en peso de Mg, 0,15-0,35 % en peso de Mn, 0,45-0,65 % en peso de Si, 0,02-0,14 % en peso de Cr, 0,0 - 0,1 % en peso de Zn, 0,05-0,12 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0-0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza, resto de Al.
4. La lámina de aleación de aluminio de la reivindicación 1, que comprende 0,51-0,59 % en peso de Cu, 0,22-0,26 % en peso de Fe, 0,66-0,74 % en peso de Mg, 0,18-0,22 % en peso de Mn, 0,57-0,63 % en peso de Si, 0,06-0,1 % en peso de Cr, 0,0-0,1 % en peso de Zn, 0-0,08 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0-0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza, resto de Al.
5. La lámina de aleación de aluminio de la reivindicación 1, que comprende 0,51-0,59 % en peso de Cu, 0,22-0,26 % en peso de Fe, 0,66-0,74 % en peso de Mg, 0,18-0,22 % en peso de Mn, 0,55-0,6 % en peso de Si, 0,06-0,1 % en peso de Cr, 0,0-0,1 % en peso de Zn, 0-0,08 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0-0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza, resto de Al.
6. La lámina de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que tiene un límite elástico de al menos 250 MPa o que tiene un límite elástico de al menos 260 MPa o que tiene un límite elástico de al menos 290 MPa.
7. La lámina de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que tiene suficiente ductilidad o tenacidad para satisfacer una capacidad de flexión r/t de 0,8 o menos o que tiene suficiente ductilidad o tenacidad para satisfacer una capacidad de flexión r/t de 0,4 o menos.
8. La lámina de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que tiene suficiente ductilidad o tenacidad para satisfacer una capacidad de flexión r/t de 0,8 o menos y que tiene un límite elástico de al menos 260 MPa o que tiene suficiente ductilidad o tenacidad para satisfacer una capacidad de flexión r/t de 0,8 o menos y que tiene un límite elástico de al menos 290 MPa.
9. La lámina de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que tiene suficiente ductilidad o tenacidad para satisfacer una capacidad de flexión r/t de 0,4 o menos y que tiene un límite elástico de al menos 260 MPa o que tiene suficiente ductilidad o tenacidad para satisfacer una capacidad de flexión r/t de 0,4 o menos y que tiene un límite elástico de al menos 290 MPa.
10. Una parte de carrocería de automóvil que comprende la lámina de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-9.
11. Un método para producir una lámina de aleación de aluminio de la reivindicación 1, que comprende:
colar por enfriamiento directo una aleación de aluminio para formar un lingote, en donde la aleación de aluminio comprende 0,40-0,65 % en peso de Cu, 0-0,40 % en peso de Fe, 0,66-0,74 % en peso de Mg, 0-0,40 % en peso de Mn, 0,40-0,7 % en peso de Si, 0-0,2 % en peso de Cr, 0 - 0,1 % en peso de Zn, 0-0,20 % en peso de Ti, 0-0,2 % en peso de Zr, 0-0,2 % en peso de Sc y 0-0,2 % en peso de V, con máximo de 0,10 % en peso de impurezas de elementos traza,
resto de Al;
homogeneizar el lingote;
laminar en caliente el lingote para producir una banda caliente;
laminar en frío la banda caliente a una lámina que tiene un grosor final; y
someter la lámina a un tratamiento térmico en solución a una temperatura de 450 °C a 575 °C.
12. El método de la reivindicación 11, que comprende además someter la lámina a un proceso de envejecimiento artificial.
ES15790789T 2014-10-28 2015-10-28 Productos de aleación de aluminio y método de preparación Active ES2793021T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462069569P 2014-10-28 2014-10-28
PCT/US2015/057720 WO2016069695A1 (en) 2014-10-28 2015-10-28 Aluminum alloy products and a method of preparation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2793021T3 true ES2793021T3 (es) 2020-11-12

Family

ID=54477351

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20170075T Active ES2970365T3 (es) 2014-10-28 2015-10-28 Productos de aleación de aluminio y un método de preparación
ES15790789T Active ES2793021T3 (es) 2014-10-28 2015-10-28 Productos de aleación de aluminio y método de preparación

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20170075T Active ES2970365T3 (es) 2014-10-28 2015-10-28 Productos de aleación de aluminio y un método de preparación

Country Status (12)

Country Link
US (2) US11193192B2 (es)
EP (3) EP3212818B1 (es)
JP (2) JP6771456B2 (es)
KR (1) KR102159857B1 (es)
CN (3) CN114351012A (es)
AU (1) AU2015339363B2 (es)
BR (1) BR112017006271B1 (es)
CA (1) CA2962629C (es)
ES (2) ES2970365T3 (es)
MX (1) MX2017005414A (es)
RU (1) RU2689830C2 (es)
WO (1) WO2016069695A1 (es)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2970365T3 (es) * 2014-10-28 2024-05-28 Novelis Inc Productos de aleación de aluminio y un método de preparación
EP3390678B1 (en) * 2015-12-18 2020-11-25 Novelis, Inc. High strength 6xxx aluminum alloys and methods of making the same
US10538834B2 (en) * 2015-12-18 2020-01-21 Novelis Inc. High-strength 6XXX aluminum alloys and methods of making the same
US10851447B2 (en) 2016-12-02 2020-12-01 Honeywell International Inc. ECAE materials for high strength aluminum alloys
MX2017017133A (es) * 2017-03-03 2018-12-10 Novelis Inc Aleaciones de aluminio resistentes a la corrosion de alta resistencia para uso como aletas y metodos para elaborarlas.
KR101965418B1 (ko) * 2017-08-10 2019-04-03 (주)삼기오토모티브 알루미늄 합금의 열처리 방법
MX2020007414A (es) * 2018-01-12 2020-11-24 Accuride Corp Aleaciones de aluminio para aplicaciones tales como ruedas y metodos de fabricacion.
CN112119176A (zh) 2018-05-15 2020-12-22 诺维尔里斯公司 高强度6xxx和7xxx铝合金及其制备方法
US11649535B2 (en) 2018-10-25 2023-05-16 Honeywell International Inc. ECAE processing for high strength and high hardness aluminum alloys
WO2021029925A1 (en) * 2019-06-03 2021-02-18 Novelis Inc. Ultra-high strength aluminum alloy products and methods of making the same
KR102539804B1 (ko) * 2020-10-27 2023-06-07 한국생산기술연구원 알루미늄 합금 및 이의 제조방법
CN113086075A (zh) * 2021-04-20 2021-07-09 无锡市佰格运动科技有限公司 一种新型轻质高强度车架

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4082578A (en) * 1976-08-05 1978-04-04 Aluminum Company Of America Aluminum structural members for vehicles
CH624147A5 (es) 1976-12-24 1981-07-15 Alusuisse
US4614552A (en) 1983-10-06 1986-09-30 Alcan International Limited Aluminum alloy sheet product
US5616189A (en) * 1993-07-28 1997-04-01 Alcan International Limited Aluminum alloys and process for making aluminum alloy sheet
JPH0931616A (ja) * 1995-07-21 1997-02-04 Nippon Steel Corp 成形性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板とその製造方法
CA2231870C (en) 1995-09-19 2005-02-22 Alcan International Limited Precipitation-hardened aluminum alloys for automotive structural applications
US6423164B1 (en) * 1995-11-17 2002-07-23 Reynolds Metals Company Method of making high strength aluminum sheet product and product therefrom
JP2001513144A (ja) * 1997-02-19 2001-08-28 アルキャン・インターナショナル・リミテッド アルミニウム合金シートの製造方法
ATE279547T1 (de) * 1998-07-08 2004-10-15 Alcan Int Ltd Verfahren zur herstellung von wärmebehandlungsfähigen blech-gegenständen
JP3802695B2 (ja) * 1998-11-12 2006-07-26 株式会社神戸製鋼所 プレス成形性およびヘム加工性に優れたアルミニウム合金板
US6780259B2 (en) 2001-05-03 2004-08-24 Alcan International Limited Process for making aluminum alloy sheet having excellent bendability
US20030015261A1 (en) 2001-05-03 2003-01-23 Bull Michael Jackson Process for preparing an aluminum alloy sheet with improved bendability and aluminum alloy sheet produced therefrom
US6613167B2 (en) 2001-06-01 2003-09-02 Alcoa Inc. Process to improve 6XXX alloys by reducing altered density sites
FR2835533B1 (fr) 2002-02-05 2004-10-08 Pechiney Rhenalu TOLE EN ALLIAGE Al-Si-Mg POUR PEAU DE CARROSSERIE AUTOMOBILE
JP3849095B2 (ja) * 2002-03-11 2006-11-22 古河スカイ株式会社 成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2004238657A (ja) 2003-02-04 2004-08-26 Kobe Steel Ltd アウタパネル用アルミニウム合金板の製造方法
US7295949B2 (en) 2004-06-28 2007-11-13 Broadcom Corporation Energy efficient achievement of integrated circuit performance goals
WO2007076980A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Aleris Aluminum Duffel Bvba Aluminium alloy sheet for automotive applications and structural automobile body member provided with said aluminium alloy sheet
JP5160930B2 (ja) 2008-03-25 2013-03-13 株式会社神戸製鋼所 曲げ圧壊性と耐食性に優れたアルミニウム合金押出材およびその製造方法
CN101960031B (zh) * 2008-03-31 2012-11-14 株式会社神户制钢所 成形加工后的表面性状优异的铝合金板及其制造方法
CN103045918A (zh) * 2012-04-10 2013-04-17 湖南晟通科技集团有限公司 高焊接强度Al-Mg-Si合金及其型材制备方法
CN102732760B (zh) * 2012-07-19 2013-11-06 湖南大学 一种车身用铝合金板材
CN103060632A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 莫纳什大学 一种汽车车身用铝合金及其热处理方法
SG11201609278QA (en) 2014-05-23 2016-12-29 Massachusetts Inst Technology Method of manufacturing a germanium-on-insulator substrate
JP6224550B2 (ja) * 2014-08-27 2017-11-01 株式会社神戸製鋼所 成形用アルミニウム合金板
ES2970365T3 (es) * 2014-10-28 2024-05-28 Novelis Inc Productos de aleación de aluminio y un método de preparación
EP3227036B1 (en) 2014-12-03 2023-06-07 Arconic Technologies LLC Methods of continuously casting new 6xxx aluminum alloys, and products made from the same
WO2017120117A1 (en) 2016-01-08 2017-07-13 Arconic Inc. New 6xxx aluminum alloys, and methods of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2689830C2 (ru) 2019-05-29
EP4227429A1 (en) 2023-08-16
ES2970365T3 (es) 2024-05-28
CN110964954A (zh) 2020-04-07
JP2020158885A (ja) 2020-10-01
KR20170072332A (ko) 2017-06-26
EP3699309A1 (en) 2020-08-26
KR102159857B1 (ko) 2020-09-24
CA2962629A1 (en) 2016-05-06
RU2017115338A (ru) 2018-11-30
CN106795592A (zh) 2017-05-31
BR112017006271B1 (pt) 2021-09-21
RU2017115338A3 (es) 2018-11-30
CN114351012A (zh) 2022-04-15
EP3699309B1 (en) 2023-12-27
CA2962629C (en) 2021-03-02
JP2017534762A (ja) 2017-11-24
JP6771456B2 (ja) 2020-10-21
MX2017005414A (es) 2017-06-21
US11193192B2 (en) 2021-12-07
EP3212818A1 (en) 2017-09-06
WO2016069695A1 (en) 2016-05-06
US20160115575A1 (en) 2016-04-28
BR112017006271A2 (pt) 2018-03-13
AU2015339363A1 (en) 2017-04-27
US20220033947A1 (en) 2022-02-03
AU2015339363B2 (en) 2019-03-14
EP3212818B1 (en) 2020-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2793021T3 (es) Productos de aleación de aluminio y método de preparación
ES2840673T3 (es) Aleaciones de aluminio 6xxx de alta resistencia y procedimientos para fabricar las mismas
ES2813824T3 (es) Aleaciones de aluminio y litio de alta resistencia, alta conformabilidad y bajo coste
ES2945730T3 (es) Método de fabricación de un producto en placa de aleación de aluminio de la serie 2x24 que tiene una resistencia mejorada al fallo por fatiga
JP5068654B2 (ja) 高強度、高靱性Ａｌ−Ｚｎ合金製品およびそのような製品の製造方法
CN1325682C (zh) 具有高韧性的Al－Cu合金
ES2398002A1 (es) ALEACIÓN DE Al-Zn DE ALTA RESISTENCIA Y MÉTODO PARA PRODUCIR TAL PRODUCTO DE ALEACIÓN.
WO2011011744A2 (en) Improved 5xxx aluminum alloys and wrought aluminum alloy products made therefrom
ES2933696T3 (es) Producto de aleación de aluminio de la serie 7xxx
KR101803520B1 (ko) 내입간 부식성이 우수한 알루미늄 합금 스트립, 및 그 알루미늄 합금 스트립 제조 방법
JP2008516079A5 (es)
CN105838928B (zh) 高强度铝合金板
US10501835B2 (en) Thin sheets made of an aluminium-copper-lithium alloy for producing airplane fuselages
ES2929839T3 (es) Método de fabricación de un producto en placa de aleación de aluminio de la serie 7xxx que tiene una resistencia mejorada al fallo por fatiga
CN105838927A (zh) 高强度铝合金板
ES2929001T3 (es) Procedimiento de fabricación de un producto laminado de aleación de aluminio
WO2015141647A1 (ja) 構造材用アルミニウム合金板
US20120138195A1 (en) method for improved manufacturing of thick aluminium-copper rolled products
JP7244407B2 (ja) 自動車構造部材用アルミニウム合金板、自動車構造部材および自動車構造部材用アルミニウム合金板の製造方法
ES2879603T3 (es) Aleaciones de aluminio 7xxx de alta resistencia y métodos para fabricarlas