JP2024509070A - Variants of high-strength 5XXX aluminum alloys and their preparation method - Google Patents

Variants of high-strength 5XXX aluminum alloys and their preparation method Download PDF

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Abstract

本明細書では、高い強度と成形性を示す新規な5XXX系アルミニウム合金について記載されている。本明細書に記載されているアルミニウム合金は、従来の5xxx系のアルミニウム合金よりも高いMg含有量を有し、高い強度と成形性を示す。本明細書に記載のアルミニウム合金は、連続鋳造を含む方法に従って製造される。【選択図】なしA novel 5XXX aluminum alloy that exhibits high strength and formability is described herein. The aluminum alloys described herein have higher Mg content than conventional 5xxx series aluminum alloys and exhibit high strength and formability. The aluminum alloys described herein are manufactured according to a method that involves continuous casting. [Selection diagram] None

Description

関連出願の相互参照
本願は、その全体があらゆる意図及び目的のために参照により本明細書に援用される、2021年3月12日に出願された米国仮特許出願第63/160,198号の利益及び優先権を主張する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application refers to U.S. Provisional Patent Application No. 63/160,198, filed March 12, 2021, which is hereby incorporated by reference for all intents and purposes in its entirety. Claim interest and priority.

本開示は、冶金学、アルミニウム合金、アルミニウム製作、及び関連分野の分野に関する。特に、本開示は、改善された強度及び成形性を有する新規な5XXX系アルミニウム合金の変種及びその製造方法を提供する。 The present disclosure relates to the fields of metallurgy, aluminum alloys, aluminum fabrication, and related fields. In particular, the present disclosure provides novel 5XXX aluminum alloy variants with improved strength and formability and methods of making the same.

排出ガスにより生起する地球環境問題に対応するため、より優れた燃費の輸送車両を供給することへの要求が高まっている。このような要求に応えるため、アルミニウム合金が鋼に比べて軽量であることから、従来使用されていた鋼材に代わってアルミニウム合金材が使用されている。一般に、自動車の部品を製造するためのアルミニウム合金は、メーカーの高まる要求を満たすべく、より高い強度と成形性を必要とする。 In order to respond to global environmental problems caused by exhaust gases, there is an increasing demand for supplying transportation vehicles with better fuel efficiency. In order to meet these demands, aluminum alloy materials are being used in place of conventionally used steel materials because aluminum alloys are lighter than steel. Generally, aluminum alloys used to manufacture automobile parts require higher strength and formability to meet the increasing demands of manufacturers.

多くのアルミニウムメーカーは、自動車の部品に5xxx系アルミニウム合金(つまり、主な合金成分としてマグネシウムを含むアルミニウム合金)を使用している。しかし、5xxx系アルミニウムの1つの特性(強度など)の能力を、別の特性(成形性など)の能力を低下させることなく改善することは困難である。組成を変更する試みは成功していない。主な理由は、アルミニウム合金の機械的特性(強度や成形性など)と加工性が、組成のわずかな変更によって大きく影響されるためである。例えば、AA5182合金の組成は、マグネシウム(Mg)含有量が4.0重量%~5.0重量%、マンガン(Mn)含有量が0.2重量%~0.5重量%、最大の鉄(Fe)含有量が0.35重量%、最大のシリコン(Si)含有量が0.2重量%、最大の銅(Cu)含有量が0.15重量%、最大のクロム(Cr)含有量が0.1重量%であるように厳密に制御されている。AA5182のMg含有量が、強度及び/または成形性を向上させるために、5重量%を超えるよう増加させられると、アルミニウム合金は製造プロセスの間にかなり亀裂が発生しやすくなる。したがって、従来のアルミニウム合金または製造方法を使用して、より高い強度及び/または成形性を備えた5xxx系アルミニウム合金を製造することは非常に困難である。 Many aluminum manufacturers use 5xxx series aluminum alloys (ie, aluminum alloys containing magnesium as the main alloying component) for automotive parts. However, it is difficult to improve the ability of one property (such as strength) of 5xxx series aluminum without reducing the ability of another property (such as formability). Attempts to change the composition have not been successful. The main reason is that the mechanical properties (such as strength and formability) and processability of aluminum alloys are greatly affected by small changes in composition. For example, the composition of the AA5182 alloy includes a magnesium (Mg) content of 4.0% to 5.0% by weight, a manganese (Mn) content of 0.2% to 0.5% by weight, and a maximum iron ( Fe) content is 0.35% by weight, maximum silicon (Si) content is 0.2% by weight, maximum copper (Cu) content is 0.15% by weight, maximum chromium (Cr) content is The content is strictly controlled to be 0.1% by weight. When the Mg content of AA5182 is increased above 5% by weight to improve strength and/or formability, the aluminum alloy becomes significantly susceptible to cracking during the manufacturing process. Therefore, it is very difficult to produce 5xxx series aluminum alloys with higher strength and/or formability using conventional aluminum alloys or production methods.

本開示に含まれる実施形態は、この発明の概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本発明の様々な態様の高次の概要であり、以下の発明を実施するための形態のセクションでさらに説明されるいくつかの概念を紹介している。この発明の概要は、特許請求される主題の重要または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用することも意図していない。主題は、明細書全体、任意のまたはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。 The embodiments contained in this disclosure are defined by the claims, rather than this Summary. This Summary is a high-level overview of various aspects of the invention and introduces some concepts that are further described in the Detailed Description section below. This Summary of the Invention is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used alone in determining the scope of the claimed subject matter. I haven't. The subject matter should be understood by reference to the entire specification, any or all drawings, and appropriate portions of each claim.

本明細書では、従来の5XXX系アルミニウム合金よりも高い強度と成形性を備えるアルミニウム合金について記載されている。いくつかの実施形態において、本開示は、約0~0.30重量%のSi、0.01~0.40重量%のFe、0~1.0重量%のCu、0.01~0.50重量%のMn、5.0~6.0重量%のMg、0~0.20重量%のCr、0~0.30重量%のZn、0~0.25重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含むアルミニウム合金に関する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、0.01~0.20重量%のSi、0.01~0.30重量%のFe、0.01~0.90重量%のCu、0.01~0.40重量%のMn、5.1~6.0重量%のMg、0~0.10重量%のCr、0~0.20重量%のZn、0~0.10重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、0.01~0.15重量%のSi、0.01~0.20重量%のFe、0.05~0.80重量%のCu、0.05~0.30重量%のMn、5.2~6.0重量%のMg、0~0.05重量%のCr、0~0.10重量%のZn、0~0.05重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、0.01~0.06重量%のSi、0.02~0.15重量%のFe、0.20~0.80重量%のCu、0.05~0.20重量%のMn、5.3~6.0重量%のMg、0.001~0.02重量%のCr、0~0.05重量%のZn、0~0.03重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、0.01~0.05重量%のSi、0.05~0.11重量%のFe、0.30~0.80重量%のCu、0.05~0.10重量%のMn、5.5~5.9重量%のMg、0.001~0.02重量%のCr、0~0.01重量%のZn、0.001~0.03重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、5.5重量%~6.0重量%の量のMg、及び0.30重量%~1.0重量%の量のCuのうちの少なくとも1つを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、5ミクロン未満の粒径を有するFe含有成分を含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金微細構造のMgSi粒子の数密度は少なくとも500/mmである。いくつかの態様では、アルミニウム合金は少なくとも130MPaの降伏強度を有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は少なくとも300MPaの極限引張強度を有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、少なくとも5%の全伸びを有する。 This specification describes an aluminum alloy that has higher strength and formability than conventional 5XXX aluminum alloys. In some embodiments, the present disclosure provides about 0-0.30 wt% Si, 0.01-0.40 wt% Fe, 0-1.0 wt% Cu, 0.01-0. 50 wt% Mn, 5.0-6.0 wt% Mg, 0-0.20 wt% Cr, 0-0.30 wt% Zn, 0-0.25 wt% Ti, max. 0 Regarding an aluminum alloy containing .15% by weight of impurities and Al. In some embodiments, the aluminum alloy includes 0.01-0.20 wt% Si, 0.01-0.30 wt% Fe, 0.01-0.90 wt% Cu, 0.01-0.20 wt% 0.40% by weight Mn, 5.1-6.0% by weight Mg, 0-0.10% by weight Cr, 0-0.20% by weight Zn, 0-0.10% by weight Ti, Contains impurities of up to 0.15% by weight, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy includes 0.01-0.15 wt.% Si, 0.01-0.20 wt.% Fe, 0.05-0.80 wt.% Cu, 0.05-0.05 wt.% 0.30% by weight Mn, 5.2-6.0% by weight Mg, 0-0.05% by weight Cr, 0-0.10% by weight Zn, 0-0.05% by weight Ti, Contains impurities of up to 0.15% by weight, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy includes 0.01-0.06 wt% Si, 0.02-0.15 wt% Fe, 0.20-0.80 wt% Cu, 0.05-0.06 wt% 0.20 wt% Mn, 5.3-6.0 wt% Mg, 0.001-0.02 wt% Cr, 0-0.05 wt% Zn, 0-0.03 wt% Contains Ti, impurities up to 0.15% by weight, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy includes 0.01-0.05 wt% Si, 0.05-0.11 wt% Fe, 0.30-0.80 wt% Cu, 0.05-0.05 wt% 0.10 wt% Mn, 5.5-5.9 wt% Mg, 0.001-0.02 wt% Cr, 0-0.01 wt% Zn, 0.001-0.03 wt% % Ti, up to 0.15 wt. % impurities, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. . In some embodiments, the aluminum alloy includes a Fe-containing component having a grain size less than 5 microns. In some embodiments, the number density of Mg 2 Si particles in the aluminum alloy microstructure is at least 500/mm 2 . In some embodiments, the aluminum alloy has a yield strength of at least 130 MPa. In some embodiments, the aluminum alloy has an ultimate tensile strength of at least 300 MPa. In some embodiments, the aluminum alloy has a total elongation of at least 5%.

いくつかの実施形態において、本開示は、アルミニウム合金製造物の製造方法であって、鋳造製造物を形成するべくアルミニウム合金を連続鋳造することであって、アルミニウム合金が、0~0.30重量%のSi、0.01~0.40重量%のFe、0~1.0重量%のCu、0.01~0.50重量%のMn、5.0~6.0重量%のMg、0~0.20重量%のCr、0~0.30重量%のZn、0~0.25重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、連続鋳造すること、任意選択で、鋳造製造物をフラッシュ均質化すること、鋳造製造物を熱間圧延して熱間圧延製造物を製造すること、熱間圧延製造物をコイル化すること、熱間圧延製造物を冷間圧延して冷間圧延製造物を製造すること、及び冷間圧延製造物を焼鈍することを含む方法に関する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、5.5重量%~6.0重量%の量のMg、及び0.30重量%~1.0重量%の量のCuのうちの少なくとも1つを含む。いくつかの態様では、連続鋳造は、鋳造製造物を製造するために少なくとも1℃/秒の凝固速度を含む。いくつかの態様では、焼鈍は、バッチ焼鈍または連続焼鈍を含む。いくつかの態様では、フラッシュ均質化は、鋳造製造物を400℃~600℃で10分未満加熱することを含む。いくつかの態様では、方法は、アルミニウム合金製造物を製造するために、焼鈍後に、冷間圧延製造物を塗装焼き付けすることを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金製造物の降伏強度は、塗装焼き付け後に5MPa以上増加する。 In some embodiments, the present disclosure provides a method of manufacturing an aluminum alloy product, the method comprising continuously casting an aluminum alloy to form a cast product, the aluminum alloy having a weight of 0 to 0.30 wt. % Si, 0.01-0.40 wt% Fe, 0-1.0 wt% Cu, 0.01-0.50 wt% Mn, 5.0-6.0 wt% Mg, Contains 0-0.20 wt% Cr, 0-0.30 wt% Zn, 0-0.25 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al, continuous casting, optional Optionally, the casting product may be flash homogenized, the casting product may be hot rolled to produce a hot rolled product, the hot rolled product may be coiled, the hot rolled product may be cooled. The present invention relates to a method that includes rolling to produce a cold rolled product and annealing the cold rolled product. In some embodiments, the aluminum alloy includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. . In some embodiments, continuous casting includes a solidification rate of at least 1° C./sec to produce the cast product. In some embodiments, annealing includes batch annealing or continuous annealing. In some embodiments, flash homogenization comprises heating the cast product at 400° C. to 600° C. for less than 10 minutes. In some embodiments, the method includes paint baking the cold rolled product after annealing to produce an aluminum alloy product. In some embodiments, the yield strength of the aluminum alloy product increases by 5 MPa or more after paint baking.

さらなる態様、目的、及び利点は、発明を実施するための形態を考察して明らかになる。 Further aspects, objects, and advantages will become apparent from a consideration of the detailed description.

本開示のいくつかの実施形態によるアルミニウム合金を製造する方法を示す。1 illustrates a method of manufacturing an aluminum alloy according to some embodiments of the present disclosure. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金の降伏強度のグラフを示す。1 shows a graph of the yield strength of a sample aluminum alloy measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金の極限引張強度のグラフを示す。2 shows a graph of the ultimate tensile strength of aluminum alloy samples measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された、塗装焼き付けシミュレーション後のサンプルのアルミニウム合金の引張特性の変化のグラフを示す。2 shows a graph of the change in tensile properties of a sample aluminum alloy after paint baking simulation, measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金の均一伸び(Ag)のグラフを示す。2 shows a graph of the uniform elongation (Ag) of the aluminum alloy of the sample measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金の全伸び(A80)のグラフを示す。Figure 3 shows a graph of the total elongation (A80) of the aluminum alloy of the sample, measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金のr値(r(10~15))のグラフを示す。A graph of the r value (r(10-15)) of the aluminum alloy of the sample measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金の平均n値のグラフを示す。2 shows a graph of average n values of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. A及びBは、それぞれバッチ焼鈍または連続焼鈍を含むアルミニウム合金を製造するためのプロセスにおいて、それぞれ圧延方向に対して、縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定されたサンプルのアルミニウム合金の異なるひずみ速度における平均の瞬間的なn値のグラフを示す。A and B are longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, with respect to the rolling direction in a process for manufacturing an aluminum alloy including batch annealing or continuous annealing, respectively. Figure 3 shows a graph of the average instantaneous n-values at different strain rates of the sample aluminum alloy measured at . サンプルのアルミニウム合金のアルミニウム合金微細構造におけるFe含有成分の面積パーセントを示す。Figure 2 shows the area percentage of Fe-containing components in the aluminum alloy microstructure of the sample aluminum alloy. サンプルのアルミニウム合金のアルミニウム合金微細構造におけるFe含有成分の数密度を示す。The number density of Fe-containing components in the aluminum alloy microstructure of the sample aluminum alloy is shown. サンプルのアルミニウム合金のアルミニウム合金微細構造におけるMgSi成分の面積パーセントを示す。Figure 2 shows the area percentage of Mg 2 Si component in the aluminum alloy microstructure of the sample aluminum alloy. サンプルのアルミニウム合金のアルミニウム合金微細構造におけるMgSi成分の数密度を示す。The number density of Mg 2 Si components in the aluminum alloy microstructure of the sample aluminum alloy is shown. A~Eは、冷間圧延後のバッチ焼鈍を含むプロセスで製造されたサンプルのアルミニウム合金の粒子構造の写真を示す。A to E show photographs of the grain structure of sample aluminum alloys produced in a process involving batch annealing after cold rolling. A~Eは、冷間圧延後の連続焼鈍を含むプロセスで製造されたサンプルのアルミニウム合金の粒子構造の写真を示す。A to E show photographs of the grain structure of sample aluminum alloys produced in a process involving continuous annealing after cold rolling.

本明細書では、高い強度と成形性を示す新規な5XXX系アルミニウム合金の変種、及びその製造方法について説明する。驚くべきことに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、従来の5XXX系アルミニウム合金よりも高いMg含有量を有するにもかかわらず、高い強度と成形性を示し、従来の5XXX系アルミニウム合金と同じ加工上の問題(例えば、熱間圧延中の亀裂)を有さない。本明細書に記載のアルミニウム合金は、5XXX系アルミニウム合金を製造するための他のプロセスよりも多量のMg(例えば、5重量%を超える)を可能にする、本明細書に記載の連続鋳造プロセスを使用して製造することができる。より高レベルのMgを組み込み、連続鋳造を利用することにより、本明細書に記載のアルミニウム合金は、製造プロセス中に亀裂が発生する危険がなく、より高いレベルの強度と成形性を示す。本明細書に記載されるアルミニウム合金及びアルミニウム合金の製造方法は、従来の5XXX系アルミニウム合金と比較して、優れた特性をもたらす。 Described herein are novel 5XXX aluminum alloy variants that exhibit high strength and formability, and methods of manufacturing the same. Surprisingly, the aluminum alloy described herein exhibits high strength and formability despite having a higher Mg content than conventional 5XXX aluminum alloys, and has the same properties as conventional 5XXX aluminum alloys. No processing problems (eg cracks during hot rolling). The aluminum alloys described herein have a continuous casting process described herein that allows for higher amounts of Mg (e.g., greater than 5% by weight) than other processes for producing 5XXX series aluminum alloys. can be manufactured using. By incorporating higher levels of Mg and utilizing continuous casting, the aluminum alloys described herein exhibit higher levels of strength and formability without the risk of cracking during the manufacturing process. The aluminum alloys and aluminum alloy manufacturing methods described herein provide superior properties compared to conventional 5XXX-based aluminum alloys.

自動車の部品を製造するための従来のAA5182アルミニウム合金は、複雑な形状を製造するための成形性を依然維持しながら、最小限の強度要件を満たすために、厳密に制御された組成を必要とする。一般に、自動車の部品の製造に使用されるアルミニウム合金には、より高い強度が要求されるため、このことは、このような自動車の部品がAA5182アルミニウム合金などのMgを多量に含むアルミニウム合金から製造されることを求めてきた。しかしながら、Mg含有量が高いアルミニウム合金は亀裂を生じやすい。亀裂を低減するための従来のアプローチは、より多くの核生成場所を設ける、またはβ相の形成を妨げる追加の粒子を形成することができるいくつかの合金元素を追加することによって、主に粒界でのβ相の形態変化(連続から不連続へ)に焦点を当てる。しかし、Mgの量が増えると亀裂が悪化し、アルミニウム合金の成形性が大幅に低下する。 Conventional AA5182 aluminum alloys for manufacturing automotive parts require tightly controlled compositions to meet minimum strength requirements while still maintaining formability to manufacture complex shapes. do. Aluminum alloys used in the manufacture of automobile parts generally require higher strength, and this means that such automobile parts are manufactured from Mg-rich aluminum alloys such as AA5182 aluminum alloy. I've been asking to be done. However, aluminum alloys with high Mg content are prone to cracking. Traditional approaches to reducing cracking mainly reduce grain size by providing more nucleation sites or by adding some alloying elements that can form additional grains that prevent the formation of the β phase. We will focus on the morphological change of the β phase (from continuous to discontinuous) in the field. However, as the amount of Mg increases, cracks worsen and the formability of the aluminum alloy decreases significantly.

本明細書に記載の新規な5XXX系アルミニウム合金の変種は、アルミニウム合金組成のMg含有量が増加しているが、高Mgアルミニウム合金に伴う亀裂の問題を回避している。特に、本明細書に記載のアルミニウム合金は、AA5182アルミニウム合金と比較して、より多くの量のMgを含み、より高い強度及び成形性の特性を達成する。本明細書に記載されるように、Mgの含有量を増やし、他の合金元素(例えば、Mn、Cu、Siなど)を組み込むことにより、5XXX系アルミニウム合金(例えば、AA5182アルミニウム合金)よりも高い強度と成形性をもたらすことができる。具体的には、本明細書でさらに説明するように、合金元素の相乗的な組み合わせにより、製造プロセス中に亀裂がほとんどまたはまったく見られない5XXX系アルミニウム合金の変種が製造される。連続鋳造プロセスを利用することにより、高Mg含有のアルミニウム合金の凝固速度が向上し、製造プロセス中の亀裂を防止する。Mg含有量を増やすと、非常に高い加工硬化率と転位の蓄積が生じ、それが冷間圧延中にエッジ割れを発生させる可能性があるが、これは、冷間圧延の間の中間焼鈍ステップを実行するか、冷間圧延の間の穏やかなパススケジュールを管理することで、制御できる。本明細書で説明する高Mg含有のアルミニウム合金は、強度と成形性が向上しており、自動車の用途における多くの既存の材料(鋼、AA5182合金など)を置き換えることができる。 The novel 5XXX aluminum alloy variants described herein have increased Mg content in the aluminum alloy composition, but avoid the cracking problems associated with high Mg aluminum alloys. In particular, the aluminum alloys described herein contain higher amounts of Mg and achieve higher strength and formability properties compared to the AA5182 aluminum alloy. As described herein, by increasing the content of Mg and incorporating other alloying elements (e.g., Mn, Cu, Si, etc.), the It can provide strength and formability. Specifically, as further described herein, the synergistic combination of alloying elements produces variants of 5XXX aluminum alloys that exhibit little or no cracking during the manufacturing process. Utilizing a continuous casting process increases the solidification rate of high Mg aluminum alloys and prevents cracking during the manufacturing process. Increasing the Mg content results in very high work hardening rates and dislocation accumulation, which can generate edge cracking during cold rolling, but this is due to the intermediate annealing step during cold rolling. control by running or managing a gentle pass schedule during cold rolling. The high Mg content aluminum alloys described herein have improved strength and formability and can replace many existing materials (steel, AA5182 alloy, etc.) in automotive applications.

定義及び説明
本明細書で使用される場合、用語「発明」、「その発明」、「この発明」、及び「本発明」は、本特許出願の主題及び以下の特許請求の範囲のすべてを広く指すことが意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に説明される主題を制限するものではない、または下記の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限するものではないと理解されたい。
DEFINITIONS AND DESCRIPTION As used herein, the terms "invention,""theinvention,""thisinvention," and "the present invention" broadly refer to the subject matter of this patent application and the following claims. intended to point. It is to be understood that statements containing these terms are not intended to limit the subject matter described herein or to limit the meaning or scope of the claims below.

この説明では、「系」または「5xxx」などのアルミニウム業界の呼称で識別される合金を参照している。アルミニウム及びその合金の命名及び識別に最も一般的に使用されている番号指定システムの理解のためには、いずれもアルミニウム協会によって発行されている「International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys」または「Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot」を参照されたい。 This description refers to alloys identified by aluminum industry designations such as "series" or "5xxx." For an understanding of the numbering systems most commonly used to name and identify aluminum and its alloys, see International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and W, both published by the Aluminum Institute. rough aluminum Alloys” or “Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloy s in the Form of Castings and Ingot.

本明細書で使用される場合、「a」、「an」、または「the」の意味は、文脈が明確に別途指示しない限り、単数形及び複数形の言及を含む。 As used herein, the meanings of "a," "an," or "the" include singular and plural references unless the context clearly dictates otherwise.

本明細書で使用される場合、プレートは一般に、約15mmを超える厚さを有する。例えば、プレートとは、厚さが約15mm超、約20mm超、約25mm超、約30mm超、約35mm超、約40mm超、約45mm超、約50mm超または約100mm超であるアルミニウム製品を指してよい。 As used herein, a plate generally has a thickness greater than about 15 mm. For example, plate refers to an aluminum product having a thickness of greater than about 15 mm, greater than about 20 mm, greater than about 25 mm, greater than about 30 mm, greater than about 35 mm, greater than about 40 mm, greater than about 45 mm, greater than about 50 mm, or greater than about 100 mm. It's fine.

本明細書で使用する場合、シェート(シートプレートとも呼ばれる)は、概して、約4mm~約15mmの厚さを有する。例えば、シェートは、厚さが約4mm、約5mm、約6mm、約7mm、約8mm、約9mm、約10mm、約11mm、約12mm、約13mm、約14mm、または約15mmであってよい。 As used herein, a sheet (also referred to as a sheet plate) generally has a thickness of about 4 mm to about 15 mm. For example, the sheet can be about 4 mm, about 5 mm, about 6 mm, about 7 mm, about 8 mm, about 9 mm, about 10 mm, about 11 mm, about 12 mm, about 13 mm, about 14 mm, or about 15 mm thick.

本明細書で使用する場合、シートとは、約4mm未満(例えば、3mm未満、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.3mm未満、または0.1mm未満)の厚さを有するアルミニウム製造物を指す。例えば、シートは、約0.1mm、約0.2mm、約0.3mm、約0.4mm、約0.5、約0.6mm、約0.7mm、約0.8mm、約0.9mm、約1mm、約1.1mm、約1.2mm、約1.3mm、約1.4mm、約1.5mm、約1.6mm、約1.7mm、約1.8mm、約1.9mm、約2mm、約2.1mm、約2.2mm、約2.3mm、約2.4mm、約2.5mm、約2.6mm、約2.7mm、約2.8mm、約2.9mm、約3mm、約3.1mm、約3.2mm、約3.3mm、約3.4mm、約3.5mm、約3.6mm、約3.7mm、約3.8mm、約3.9mm、または約4mmの厚さであることができる。 As used herein, sheet refers to an aluminum fabrication having a thickness of less than about 4 mm (e.g., less than 3 mm, less than 2 mm, less than 1 mm, less than 0.5 mm, less than 0.3 mm, or less than 0.1 mm). point to something For example, the sheet is about 0.1 mm, about 0.2 mm, about 0.3 mm, about 0.4 mm, about 0.5, about 0.6 mm, about 0.7 mm, about 0.8 mm, about 0.9 mm, Approximately 1mm, approximately 1.1mm, approximately 1.2mm, approximately 1.3mm, approximately 1.4mm, approximately 1.5mm, approximately 1.6mm, approximately 1.7mm, approximately 1.8mm, approximately 1.9mm, approximately 2mm , about 2.1mm, about 2.2mm, about 2.3mm, about 2.4mm, about 2.5mm, about 2.6mm, about 2.7mm, about 2.8mm, about 2.9mm, about 3mm, about 3.1mm, about 3.2mm, about 3.3mm, about 3.4mm, about 3.5mm, about 3.6mm, about 3.7mm, about 3.8mm, about 3.9mm, or about 4mm thick can be.

本明細書で使用される場合、成形性とは、破砕、引き裂き、ネッキング、耳形成、またはしわ、スプリングバック、またはかじりなどの成形エラーが発生することなく、材料が所望の形状に変形する能力を指す。工学では、変形モードによって成形性が分類され得る。変形モードの例としては、ドローイング、ストレッチング、ベンディング、ストレッチフランジングなどがある。 As used herein, formability refers to the ability of a material to deform into a desired shape without fracturing, tearing, necking, oticing, or forming errors such as wrinkling, springback, or galling. refers to In engineering, formability can be classified by deformation mode. Examples of deformation modes include drawing, stretching, bending, and stretch flanging.

本出願では、合金の質別または調質について言及され得る。最も一般に使用される合金質別の説明の理解については、「American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems」を参照のこと。調質または質別Fは、製造されたままのアルミニウム合金を指す。調質または質別Oは、焼鈍後のアルミニウム合金を指す。本明細書で質別Hとも称される調質または質別Hxxは、熱処理(例えば、焼鈍)の有無にかかわらず、冷間圧延後の非熱処理型アルミニウム合金を指す。好適な質別Hには、質別HX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8、またはHX9が含まれる。調質または質別T1は、熱間加工から冷却され、(例えば、室温で)自然時効されたアルミニウム合金を指す。調質または質別T2は、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。調質または質別T3は、溶体化処理され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金溶液を指す。調質または質別T4は、溶体化処理され、自然時効されたアルミニウム合金溶液を指す。調質または質別T5は、熱間加工から冷却され、(高温で)人工時効されたアルミニウム合金を指す。調質または質別T6は、溶体化処理され人工時効されたアルミニウム合金溶液を指す。T7調質または質別は、溶体化処理され人工過剰時効されたアルミニウム合金を指す。T8x調質または質別は、溶体化処理され、冷間加工され、人工時効されたアルミニウム合金を指す。T9調質または質別は、溶体化処理され、人工時効され、冷間加工されたアルミニウム合金を指す。W調質または質別とは、溶体化処理後のアルミニウム合金を指す。 In this application, reference may be made to tempering or refining of alloys. For an understanding of the most commonly used alloy temper descriptions, see American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Design Systems. Temper or temper F refers to the as-produced aluminum alloy. Thermal or temper O refers to the aluminum alloy after annealing. Temper or temper Hxx, also referred to herein as temper H, refers to a non-heat treated aluminum alloy after cold rolling, with or without heat treatment (eg, annealing). Suitable tempers H include tempers HX1, HX2, HX3, HX4, HX5, HX6, HX7, HX8, or HX9. Thermal or temper T1 refers to an aluminum alloy that has been cooled from hot working and naturally aged (eg, at room temperature). Thermal or temper T2 refers to an aluminum alloy that has been cooled from hot working, cold worked, and naturally aged. Thermal or temper T3 refers to an aluminum alloy solution that has been solution treated, cold worked, and naturally aged. Temper or temper T4 refers to an aluminum alloy solution that has been solution treated and naturally aged. Thermal or temper T5 refers to aluminum alloys that have been cooled from hot working and artificially aged (at high temperatures). Tempering or tempering T6 refers to an aluminum alloy solution that has been solution treated and artificially aged. T7 temper or temper refers to an aluminum alloy that has been solution treated and artificially overaged. T8x temper or temper refers to aluminum alloys that have been solution treated, cold worked, and artificially aged. T9 temper or temper refers to an aluminum alloy that has been solution treated, artificially aged, and cold worked. W tempering or tempering refers to an aluminum alloy after solution treatment.

本明細書で使用する場合、「室温」の意味は、約15℃~約30℃の温度、例えば、約15℃、約16℃、約17℃、約18℃、約19℃、約20℃、約21℃、約22℃、約23℃、約24℃、約25℃、約26℃、約27℃、約28℃、約29℃、または約30℃を含み得る。 As used herein, "room temperature" means a temperature of about 15°C to about 30°C, such as about 15°C, about 16°C, about 17°C, about 18°C, about 19°C, about 20°C. , about 21°C, about 22°C, about 23°C, about 24°C, about 25°C, about 26°C, about 27°C, about 28°C, about 29°C, or about 30°C.

本明細書に開示の範囲はすべて、両端点、及びそこに包含されるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されたい。例えば、記載された範囲「1~10」は、最小値1と最大値10の間の(かつこれらを含む)ありとあらゆる部分範囲を含むと考えられるべきであり、すなわち、すべての部分範囲は、1以上の最小値、例えば、1~6.1から始まり、かつ、10以下の最大値、例えば、5.5~10で終わる。 All ranges disclosed herein are to be understood to include the endpoints and any and all subranges subsumed therein. For example, the stated range "1 to 10" should be considered to include any and all subranges between and including the minimum value 1 and the maximum value 10, i.e., all subranges include 1 to 10. Starting from a minimum value of 1 to 6.1, for example, and ending with a maximum value of 10 or less, for example 5.5 to 10.

以下のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づく重量パーセント(重量%)での元素組成の観点から説明される。各合金の特定の例では、残部はアルミニウムであり、不純物の合計の最大重量%が、0.15%である。 The following aluminum alloys are described in terms of elemental composition in weight percent (wt%) based on the total weight of the alloy. In the specific example of each alloy, the balance is aluminum and the maximum total weight percent of impurities is 0.15%.

合金組成
アルミニウム合金の特性は、アルミニウム合金の組成によって部分的に決定される。特定の態様では、合金は、合金が所望の用途に適切な特性を有するか否かに影響を与え得るか、または決定さえし得る。
Alloy Composition The properties of aluminum alloys are determined in part by the composition of the aluminum alloy. In certain aspects, the alloy can influence or even determine whether the alloy has suitable properties for a desired application.

本明細書で説明する合金は、新しい5xxx系アルミニウム合金の変種である。この合金は、高い強度、高い成形性(例えば、優れた伸び及び成形性の特性)、及び製造プロセス中の亀裂に対する耐性を示す。合金の特性は、合金の元素的組成特性に起因して、少なくとも部分的に達成することができる。いくつかの例において、本明細書に記載の新規な5XXX系アルミニウム合金の変種は、従来の5XXX系アルミニウム合金のMg含有量よりも高いMg含有量を含むことができ、他の元素の中でも、以下にさらに説明するように、Cu、Mn、及びSiのうちの1つまたは複数を特定の量で含むことができる。 The alloy described herein is a variant of the new 5xxx series aluminum alloy. This alloy exhibits high strength, high formability (eg, excellent elongation and formability properties), and resistance to cracking during the manufacturing process. The properties of the alloy can be achieved at least in part due to the elemental compositional properties of the alloy. In some examples, the novel 5XXX aluminum alloy variants described herein can include a higher Mg content than the Mg content of conventional 5XXX aluminum alloys, among other elements. One or more of Cu, Mn, and Si can be included in certain amounts, as described further below.

いくつかの例において、本明細書に記載のアルミニウム合金は、表1に示されるような以下の元素組成を有し得る。

Figure 2024509070000001
In some examples, the aluminum alloys described herein can have the following elemental compositions as shown in Table 1.
Figure 2024509070000001

いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、表2に示される通りの以下の元素組成を有し得る。

Figure 2024509070000002
In some examples, the aluminum alloys described herein can have the following elemental compositions as shown in Table 2.
Figure 2024509070000002

いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、表3に示される通りの以下の元素組成を有し得る。

Figure 2024509070000003
In some examples, the aluminum alloys described herein can have the following elemental compositions as shown in Table 3.
Figure 2024509070000003

いくつかの例では、アルミニウム合金は、表4で提示されるような以下の元素組成を有し得る。

Figure 2024509070000004
In some examples, the aluminum alloy may have the following elemental composition as presented in Table 4.
Figure 2024509070000004

いくつかの例では、アルミニウム合金は、表5で提示されるような以下の元素組成を有し得る。

Figure 2024509070000005
In some examples, the aluminum alloy may have the following elemental composition as presented in Table 5.
Figure 2024509070000005

ケイ素
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~0.30%(例えば、0%~0.25%、0.01%~0.20%、0.01%~0.15%、0.01%~0.10%、0.01%~0.06%、または0.01%~0.05%)の量のSiを含む。例えば、合金は、0%、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%、または0.30%のSiを含み得る。すべて重量%で表示されている。
Silicon In some examples, the aluminum alloys described herein contain 0% to 0.30% (e.g., 0% to 0.25%, 0.01% to 0.5%, based on the total weight of the alloy). 20%, 0.01% to 0.15%, 0.01% to 0.10%, 0.01% to 0.06%, or 0.01% to 0.05%). . For example, the alloy may be 0%, 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%, or 0.30% Si. All are expressed as weight percentages.


いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金はまた、合金の総重量に基づいて、0.01%~0.40%(例えば、0.01%~0.25%、0.01%~0.20%、0.01%~0.15%、0.02%~0.11%、または0.05%~0.11%)の量のFeを含む。例えば、合金は、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%、または0.40%のFeを含み得る。すべて重量%で表示されている。アルミニウム合金には最大0.40%のFeを含めることができるため、より多くの量のリサイクルされたアルミニウム合金から製造できる。
Iron In some examples, the aluminum alloys described herein also have an iron content of 0.01% to 0.40% (e.g., 0.01% to 0.25%, 0.01% to 0.25%, 0.01% to 0.40%, based on the total weight of the alloy). 01% to 0.20%, 0.01% to 0.15%, 0.02% to 0.11%, or 0.05% to 0.11%). For example, the alloy may contain 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%, Or it may contain 0.40% Fe. All are expressed as weight percentages. Aluminum alloys can contain up to 0.40% Fe, so they can be manufactured from higher amounts of recycled aluminum alloys.


いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大1.0%(例えば、0%~1.0%、0.01%~0.90%、0.05%~0.80%、0.20%~0.80%、または0.30%~0.80%)の量のCuを含む。例えば、合金は、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%、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%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、または1.0%のCuを含み得る。すべて重量%で表示されている。いくつかの場合には、本明細書に記載される量のCuを含むアルミニウム組成物は、アルミニウム合金の塗装焼き付け応答を改善する。例えば、本明細書に記載される量のCuを含むアルミニウムは、アルミニウム合金が連続焼鈍にさらされるとき、塗装焼付け後に改善された強度及び成形性を示す。さらに、Cu含有量が高いと極限引張強度が増加し、Cu含有量の低い合金と比較してより高い加工硬化範囲が得られる。いくつかの場合には、アルミニウム合金組成物に1.0重量%を超える量のCuを添加すると、鋳造または熱間圧延プロセスの間に亀裂が発生する可能性がある。
Copper In some examples, the aluminum alloys described herein can contain up to 1.0% (e.g., 0% to 1.0%, 0.01% to 0.90%) based on the total weight of the alloy. , 0.05% to 0.80%, 0.20% to 0.80%, or 0.30% to 0.80%). For example, the alloy may contain 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%, 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%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.80%, 0.81%, 0.82%, 0.83%, 0.84%, 0.85%, 0.86%, 0.87%, 0.88%, 0.89%, 0.90%, 0.91%, 0.92%, 0.93%, 0.94%, 0.95%, 0.96%, 0.97%, 0.98%, 0.99%, Or it may contain 1.0% Cu. All are expressed as weight percentages. In some cases, aluminum compositions containing Cu in the amounts described herein improve paint bake response of aluminum alloys. For example, aluminum containing Cu in the amounts described herein exhibits improved strength and formability after paint bake when the aluminum alloy is subjected to continuous annealing. Furthermore, high Cu content increases the ultimate tensile strength and provides a higher work hardening range compared to alloys with lower Cu content. In some cases, adding more than 1.0% by weight of Cu to aluminum alloy compositions can lead to cracking during the casting or hot rolling process.

マンガン
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金はまた、合金の総重量に基づいて、0.01%~0.50%(例えば、0.01%~0.40%、0.01%~0.30%、0.01%~0.15%、0.05%~0.30%、0.05%~0.20%、0.05%~0.15%、または0.05%~0.10%)の量のMnを含む。例えば、合金は、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%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、または0.50%のMnを含むことができる。すべて重量%で表示されている。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される量のMnを含むアルミニウム組成物は、優れたn値(硬化指数)をもたらす。いくつかの場合において、0.40重量%を超えるMn含有量を有するアルミニウム合金は、溶質抵抗効果によりn値を減少させ、またFeとSiを含む構成粒子の体積分率を増加させ、その結果成形性が低下する。したがって、本明細書に記載のアルミニウム合金のMnの量は、成形性の損失を防ぐために微細に制御される。
Manganese In some examples, the aluminum alloys described herein also contain manganese from 0.01% to 0.50% (e.g., from 0.01% to 0.40%, from 0.01% to 0.40%, based on the total weight of the alloy). 01% to 0.30%, 0.01% to 0.15%, 0.05% to 0.30%, 0.05% to 0.20%, 0.05% to 0.15%, or 0 .05% to 0.10%). For example, alloys include 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%, 0 .40%, 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49%, or It can contain 0.50% Mn. All are expressed as weight percentages. In some embodiments, aluminum compositions containing Mn in amounts described herein provide excellent n-values (hardening index). In some cases, aluminum alloys with Mn content greater than 0.40 wt% reduce the n value due to solute resistance effects and also increase the volume fraction of constituent particles containing Fe and Si, resulting in Formability decreases. Therefore, the amount of Mn in the aluminum alloys described herein is finely controlled to prevent loss of formability.

マグネシウム
いくつかの例では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、5.0%~6.0%(例えば、5.1%~6.0%、5.2%~6.0%、5.3%~6.0%、5.4%~6.0%、5.5%~6.0%、5.5%~5.9%、5.6%~5.9%、または5.6%~5.8%)の量のMgを含むことができる。いくつかの例では、合金は、5.0%、5.1%、5.2%、5.3%、5.4%、5.5%、5.6%、5.7%、5.8%、5.9%、または6.0%のMgを含むことができる。すべて重量%で表示されている。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の合金に前述の量のMgを含めることは、固溶体強化元素として機能する。以下にさらに説明するように、また実施例で実証するように、本明細書に記載の量のMg含有量を含むアルミニウム合金は、驚くべきことに、優れた強度及び成形性を有するアルミニウム合金を製造する。いくつかの実施形態では、5.0重量%未満のMgを含むアルミニウム組成物は、高い強度及び/または成形性を達成することができない。いくつかの場合において、6.0を超える重量%のMg(例えば、6.5重量%)を含むアルミニウム組成物は、冷間圧延が非常に難しく、圧延に複数の中間焼鈍ステップを必要とし、圧延中に多量のエッジの亀裂を引き起こすことが多いアルミニウム合金を生じる。
Magnesium In some examples, the aluminum alloys described herein contain 5.0% to 6.0% (e.g., 5.1% to 6.0%, 5.2% to 6.0%, 5.3% to 6.0%, 5.4% to 6.0%, 5.5% to 6.0%, 5.5% to 5.9%, 5.6% to 5.9%, or 5.6% to 5.8%). In some examples, the alloy is 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5 .8%, 5.9%, or 6.0% Mg. All are expressed as weight percentages. In some embodiments, including Mg in the aforementioned amounts in the alloys described herein functions as a solid solution strengthening element. As explained further below and as demonstrated in the Examples, aluminum alloys containing Mg contents in the amounts described herein surprisingly produce aluminum alloys with superior strength and formability. Manufacture. In some embodiments, aluminum compositions containing less than 5.0 weight percent Mg are unable to achieve high strength and/or formability. In some cases, aluminum compositions containing greater than 6.0 wt.% Mg (e.g., 6.5 wt.%) are very difficult to cold roll, requiring multiple intermediate annealing steps for rolling; This results in aluminum alloys that often develop a large amount of edge cracking during rolling.

クロム
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.20%(例えば、0%~0.20%、0%~0.10%、0%~0.05%、0.001%~0.05%、0.001%~0.02%、0.005%~0.05%、または0.01%~0.05%)の量のCrを含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.20%のCrを含み得る。いくつかの実施形態では、前述の量のCrを添加すると、孔食が減少し、固溶体硬化によって強度が増加する。いくつかの場合では、Crは合金中に存在しない(すなわち、0%である)。すべて重量%で表示されている。
Chromium In some examples, the aluminum alloys described herein can contain up to 0.20% (e.g., 0% to 0.20%, 0% to 0.10%, 0 % to 0.05%, 0.001% to 0.05%, 0.001% to 0.02%, 0.005% to 0.05%, or 0.01% to 0.05%) Contains Cr. For example, the alloy is 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, or 0.20% may contain Cr. In some embodiments, the addition of Cr in the amounts described above reduces pitting corrosion and increases strength through solid solution hardening. In some cases, Cr is absent (ie, 0%) in the alloy. All are expressed as weight percentages.

亜鉛
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.30%(例えば、0%~0.25%、0%~0.20%、0%~0.10%、0%~0.05%、0.001%~0.05%、0.001%~0.02%、0.005%~0.05%、または0.01%~0.05%)の量のZnを含む。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、または0.30%のZnを含み得る。いくつかの場合では、Znは、合金に存在しない(すなわち、0%)。いくつかの場合において、過剰なZn添加(例えば、0.30重量%超)は、腐食特性を悪化させる。したがって、本明細書に記載のアルミニウム合金のZnの量は制限されている。すべて重量%で表示されている。
Zinc In some examples, the aluminum alloys described herein contain up to 0.30% (e.g., 0% to 0.25%, 0% to 0.20%, 0 %~0.10%, 0%~0.05%, 0.001%~0.05%, 0.001%~0.02%, 0.005%~0.05%, or 0.01% 0.05%). For example, the alloy is 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, or 0.30% Zn may be included. In some cases, Zn is not present in the alloy (ie, 0%). In some cases, excessive Zn addition (eg, greater than 0.30% by weight) worsens corrosion properties. Therefore, the amount of Zn in the aluminum alloys described herein is limited. All are expressed as weight percentages.

チタン
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、最大0.20%(例えば、0%~0.20%、0%~0.10%、0%~0.05%、0.001%~0.05%、0.001%~0.02%、または0.005%~0.05%)の量のチタン(Ti)を含むことができる。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.20%のTiを含み得る。いくつかの場合では、Tiは合金中に存在しない(すなわち、0%である)。すべて重量%で表示されている。
Titanium In some examples, the aluminum alloys described herein can contain up to 0.20% (e.g., 0%-0.20%, 0%-0.10%, 0% titanium), based on the total weight of the alloy. % to 0.05%, 0.001% to 0.05%, 0.001% to 0.02%, or 0.005% to 0.05%). . For example, the alloy is 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, or 0.20% may contain Ti. In some cases, Ti is absent (ie, 0%) in the alloy. All are expressed as weight percentages.

微量元素
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量の、不純物と呼ばれる場合がある他の微量元素をさらに含み得る。これらの不純物としては、V、Ni、Hf、Zr、Sc、Sn、Ga、Ca、Bi、Na、Pbまたはこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。したがって、V、Ni、Hf、Zr、Sc、Sn、Ga、Ca、Bi、Na、またはPbは、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、または0.01%以下の量で合金中に存在してもよい。全不純物の合計は、0.15%(例えば0.1%)を超えない。いくつかの例では、アルミニウム合金は、耐食性を向上させるため、最大0.15重量を含むことができる。すべて重量%で表示されている。各合金の残りの割合はアルミニウムであり得る。
Trace Elements Optionally, the aluminum alloys described herein contain an amount of no more than 0.05%, no more than 0.04%, no more than 0.03%, no more than 0.02%, or no more than 0.01%. It may further contain other trace elements, which may be referred to as impurities. These impurities can include, but are not limited to, V, Ni, Hf, Zr, Sc, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, Pb, or combinations thereof. Therefore, V, Ni, Hf, Zr, Sc, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, or Pb is 0.05% or less, 0.04% or less, 0.03% or less, 0.02% or less, Alternatively, it may be present in the alloy in an amount of 0.01% or less. The sum of all impurities does not exceed 0.15% (eg 0.1%). In some examples, the aluminum alloy can include up to 0.15 wt. to improve corrosion resistance. All are expressed as weight percentages. The remaining percentage of each alloy may be aluminum.

特性
本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造された場合、優れた特性を示す。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、冷間圧延後のバッチ焼鈍と組み合わせて、本明細書に記載の連続鋳造プロセスに従って製造された場合、従来の5XXX系アルミニウム合金と比較して、改善された特性を示す。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、冷間圧延後の連続焼鈍と組み合わせて、本明細書に記載の連続鋳造プロセスに従って製造された場合、従来の5XXX系アルミニウム合金と比較して、改善された特性を示す。この加工ステップにより、アルミニウム合金の強度と成形性の特性が大幅に向上する。
Properties The aluminum alloys described herein exhibit excellent properties when produced according to the methods described herein. In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the continuous casting process described herein in combination with cold rolling followed by batch annealing, are similar to conventional 5XXX-based aluminum alloys. Comparison shows improved properties. In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the continuous casting process described herein in combination with continuous annealing after cold rolling, are similar to conventional 5XXX-based aluminum alloys. Comparison shows improved properties. This processing step significantly improves the strength and formability properties of the aluminum alloy.

いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、約130MPa以上の降伏強度を有することができる。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、130MPa以上、135MPa以上、140MPa以上、145MPa以上、150MPa以上、155MPa以上、160MPa以上、165MPa以上、170MPa以上、175MPa以上、または180MPa以上の降伏強度を有し得る。いくつかの場合では、降伏強度は、約130MPa~約250MPa(例えば、約135MPa~約200MPa、約140MPa~190MPa、または約145MPa~約180MPa)、またはその間のいずれかである。本明細書に記載されるアルミニウム合金製造物は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定した場合に、本明細書に記載されるような降伏強度を示すことができる。 In some examples, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein can have a yield strength of about 130 MPa or greater. For example, an aluminum alloy product made from the aluminum alloy described herein may have a pressure of 130 MPa or more, 135 MPa or more, 140 MPa or more, 145 MPa or more, 150 MPa or more, 155 MPa or more, 160 MPa or more, 165 MPa or more, 170 MPa or more, 175 MPa or more, Or it may have a yield strength of 180 MPa or more. In some cases, the yield strength is about 130 MPa to about 250 MPa (eg, about 135 MPa to about 200 MPa, about 140 MPa to 190 MPa, or about 145 MPa to about 180 MPa), or anywhere therebetween. The aluminum alloy products described herein are measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction relative to the rolling direction, respectively. The yield strength can be shown as follows.

いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、約300MPa以上の極限引張強度を有することができる。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、300MPa以上、305MPa以上、310MPa以上、315MPa以上、320MPa以上、325MPa以上、330MPa以上、335MPa以上、340MPa以上、345MPa以上、または350MPa以上の降伏強度を有し得る。いくつかの場合において、極限引張強度は、約300MPa~約500MPa(例えば、約305MPa~約450MPa、約310MPa~約400MPa、または約315MPa~約350MPa)であるか、またはその間のいずれかである。本明細書に記載されるアルミニウム合金製造物は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定した場合に、本明細書に記載されるような極限引張強度を示すことができる。 In some examples, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein can have an ultimate tensile strength of about 300 MPa or greater. For example, an aluminum alloy product made from the aluminum alloy described herein may have a pressure of 300 MPa or more, 305 MPa or more, 310 MPa or more, 315 MPa or more, 320 MPa or more, 325 MPa or more, 330 MPa or more, 335 MPa or more, 340 MPa or more, 345 MPa or more, Or it may have a yield strength of 350 MPa or more. In some cases, the ultimate tensile strength is or anywhere between about 300 MPa to about 500 MPa (eg, about 305 MPa to about 450 MPa, about 310 MPa to about 400 MPa, or about 315 MPa to about 350 MPa). The aluminum alloy products described herein are measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction relative to the rolling direction, respectively. It can exhibit ultimate tensile strength such as

本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、塗装焼き付け後の降伏強度の増加も示す。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、模擬塗装焼き付けサイクルの後、2MPa以上、4MPa以上、5MPa以上、10MPa以上、15MPa以上、20MPa以上、または25MPa以上の降伏強度の増加を示す。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、2MPa~100MPa、例えば、5MPa~90MPa、10MPa~80MPa、20MPa~75MPa、25MPa~60MPa、30MPa~50MPa、または35MPa~45MPaの降伏強度の増加を示す。本明細書に記載されるアルミニウム合金製造物は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定した場合に、本明細書に記載されるような改善された降伏強度を示すことができる。いくつかの態様では、模擬塗装焼き付けサイクルは、アルミニウム合金製造物を185℃で約20分間加熱することを含んでもよい。 Aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein also exhibit increased yield strength after paint baking. For example, aluminum alloy articles made from the aluminum alloys described herein may yield at least 2 MPa, at least 4 MPa, at least 5 MPa, at least 10 MPa, at least 15 MPa, at least 20 MPa, or at least 25 MPa after a simulated paint bake cycle. Shows an increase in strength. In some embodiments, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein are at a pressure of 2 MPa to 100 MPa, such as 5 MPa to 90 MPa, 10 MPa to 80 MPa, 20 MPa to 75 MPa, 25 MPa to 60 MPa, 30 MPa to 50 MPa. , or an increase in yield strength of 35 MPa to 45 MPa. The aluminum alloy products described herein are measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction relative to the rolling direction, respectively. improved yield strength. In some embodiments, the simulated paint bake cycle may include heating the aluminum alloy product to 185° C. for about 20 minutes.

本明細書に記載の方法に従って製造された本明細書に記載のアルミニウム合金は、高い成形性も示す。高い成形性は、例えば、全伸びまたは均一伸びを測定することによって測定され得る。ISO/EN A80は、全伸びを試験するために使用され得る1つの適切な規格である。ISO/EN Agは、均一伸びを試験するために使用され得る1つの規格である。いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されるアルミニウム合金製造物は、少なくとも約5%、最大約30%の全伸び(A80)を有し得る。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、約5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、または30%、またはその間のいずれかの全伸びを有し得る。本明細書に記載されるアルミニウム合金製造物は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定した場合に、本明細書に記載されるような全伸びを示すことができる。 The aluminum alloys described herein produced according to the methods described herein also exhibit high formability. High formability can be measured, for example, by measuring total elongation or uniform elongation. ISO/EN A80 is one suitable standard that can be used to test total elongation. ISO/EN Ag is one standard that can be used to test uniform elongation. In some examples, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein can have an overall elongation (A80) of at least about 5% and up to about 30%. For example, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein may be about 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% , 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, or 30%, or any total elongation in between. The aluminum alloy products described herein are measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction relative to the rolling direction, respectively. The total elongation can be shown as shown below.

いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されるアルミニウム合金製造物は、少なくとも約5%、最大約30%の均一伸び(Ag)を有し得る。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、約5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、または30%、またはその間のいずれかの均一伸びを有し得る。本明細書に記載されるアルミニウム合金製造物は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定した場合に、本明細書に記載されるような均一伸びを示すことができる。 In some examples, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein can have a uniform elongation (Ag) of at least about 5% and up to about 30%. For example, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein may be about 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% , 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, or 30%, or any uniform elongation in between. The aluminum alloy products described herein are measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction relative to the rolling direction, respectively. It can exhibit uniform elongation as shown in the figure.

成形性を測定するための別の手段は、引張試験中の塑性歪み比であるr値(ランクフォード係数としても知られている)である。r値は、シート金属の深絞り性(すなわち、引張または圧縮に供された場合の薄化または厚化に対する物質の耐性)の測定値である。r値は、ASTM E517(2020)に従って測定することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、任意の方向または全方向(縦(L)方向、斜め(D)方向、及び/または横(T)方向)で少なくとも約0.45、例えば、少なくとも約0.50、少なくとも約0.55、少なくとも約0.60、少なくとも約0.65、少なくとも約0.70、または少なくとも約0.75のr値を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、任意の方向または全方向で、0.45~0.95、例えば0.50~0.95、0.55~0.90、0.60~0.90、0.65~0.85、または0.70~0.85のr値を有し得る。 Another means of measuring formability is the r value (also known as Lankford's coefficient), which is the plastic strain ratio during tensile testing. The r-value is a measure of a sheet metal's deep drawability (i.e., the material's resistance to thinning or thickening when subjected to tension or compression). The r value can be measured according to ASTM E517 (2020). In some embodiments, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein can be produced in any or all directions (longitudinal (L) direction, diagonal (D) direction, and/or transverse (T) direction). ) direction) of at least about 0.45, such as at least about 0.50, at least about 0.55, at least about 0.60, at least about 0.65, at least about 0.70, or at least about 0.75. may have a value. In some embodiments, aluminum alloy articles made from the aluminum alloys described herein have a particle diameter of 0.45 to 0.95, such as 0.50 to 0.95, in any or all directions. It may have an r value of 0.55-0.90, 0.60-0.90, 0.65-0.85, or 0.70-0.85.

n値、または歪み硬化指数は、物質が塑性変形した場合にどのくらい硬化するかまたはより強くなるかの指標を与える。n値は、ASTM E646(2020)に従って測定することができる。10%~20%の歪み範囲にわたって測定されるr値は、n(10~20)として示される。例えば、本明細書に記載されるアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、少なくとも約0.10、例えば少なくとも約0.15、少なくとも約0.20、少なくとも約0.25、または少なくとも約0.30の任意の個々の方向またはすべての方向(縦(L)方向、斜め(D)方向、及び/または横(T)方向)のn(10~20)値を有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製造物は、任意の方向または全方向で、0.10~0.50、例えば、0.15~0.45、0.20~0.40、0.25~0.40、0.30~0.40、または0.30~0.35のn値を有し得る。 The n value, or strain hardening index, gives an indication of how much harder or stronger a material becomes when plastically deformed. The n value can be measured according to ASTM E646 (2020). The r value measured over the 10%-20% strain range is denoted as n(10-20). For example, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein may be at least about 0.10, such as at least about 0.15, at least about 0.20, at least about 0.25, or at least about 0. .30 in any individual direction or in all directions (longitudinal (L) direction, diagonal (D) direction, and/or transverse (T) direction). In some embodiments, aluminum alloy products made from the aluminum alloys described herein have a particle diameter of 0.10 to 0.50, such as 0.15 to 0.45, in any or all directions. , 0.20-0.40, 0.25-0.40, 0.30-0.40, or 0.30-0.35.

アルミニウム合金の微細構造
本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造されると、改善された機械的特性をもたらす粒子分布を有する。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金は、従来の5xxx系アルミニウム合金よりも多量のMg(例えば、5.0重量%~6.0重量%)及び/またはCu(例えば、0.3重量%~1.0重量%)を含む。Mg及び/またはCuの量がより多いにもかかわらず、Feで形成される成分はAA5182合金と比較して大幅に増加しはしなかった。図10及び図11に示すように、Fe成分の粒径分布は事実上同じままである。5.0重量%~6.0%のMgを含むアルミニウム合金のアルミニウム合金微細構造におけるAl(Fe、Mn)及びAl(Fe、Mn)Si粒子の面積率は、AA5182合金と同様であった。さらに、Fe含有構成粒子の粒径は小さい粒径(例えば、5ミクロン未満)であり、アルミニウム合金微細構造では主にAl(Fe、Mn)粒子であり、これはAA5182合金と同様である。したがって、本明細書に記載のアルミニウム合金により多くの量のMg及びCuがあることは、アルミニウム合金の微細構造に悪影響を及ぼさなかった。
Microstructure of Aluminum Alloys The aluminum alloys described herein have a particle distribution that provides improved mechanical properties when produced according to the methods described herein. For example, the aluminum alloys described herein contain higher amounts of Mg (e.g., 5.0 wt.% to 6.0 wt.%) and/or Cu (e.g., 0.3 wt.%) than conventional 5xxx series aluminum alloys. ~1.0% by weight). Despite the higher amounts of Mg and/or Cu, the component formed by Fe was not significantly increased compared to the AA5182 alloy. As shown in FIGS. 10 and 11, the particle size distribution of the Fe component remains virtually the same. The area fraction of Al x (Fe, Mn) and Al(Fe, Mn)Si particles in the aluminum alloy microstructure of aluminum alloys containing 5.0 wt% to 6.0% Mg was similar to that of AA5182 alloy. . Furthermore, the particle size of the Fe-containing constituent particles is small (eg, less than 5 microns) and is predominantly Al x (Fe, Mn) particles in the aluminum alloy microstructure, which is similar to the AA5182 alloy. Therefore, the presence of higher amounts of Mg and Cu in the aluminum alloys described herein did not adversely affect the microstructure of the aluminum alloys.

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造される場合、10ミクロン未満、例えば、9ミクロン未満、8ミクロン未満、7ミクロン未満、6ミクロン未満、5ミクロン未満、または4ミクロン未満の粒径を有するFe含有成分を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造される場合、0.01~10ミクロン、例えば、0.01~10ミクロン、0.01~10ミクロン、0.05~8ミクロン、0.1~6ミクロン、0.2~5ミクロン、または0.2~4.5ミクロンの粒径を有するFe含有成分を含む。 In some embodiments, the aluminum alloys described herein are less than 10 microns, such as less than 9 microns, less than 8 microns, less than 7 microns, less than 6 microns, when produced according to the methods described herein. Fe-containing components having a particle size of less than 5 microns, less than 5 microns, or less than 4 microns. In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the methods described herein, have a particle diameter of 0.01 to 10 microns, such as 0.01 to 10 microns, 0.01 to 10 microns, Fe-containing components having particle sizes of 10 microns, 0.05-8 microns, 0.1-6 microns, 0.2-5 microns, or 0.2-4.5 microns.

本明細書に記載されるアルミニウム合金のFe含有構成粒子の量及びサイズにより、成形性及び耐食性の特性が改善される。鉄を含む構成粒子は通常、亀裂の発生部位として機能し、変形を受けるとアルミニウム合金に損傷を与える。さらに、Feを含む構成粒子が大きいと、腐食電位が高くなり、腐食性能が低下する。有利なことに、本明細書に記載のアルミニウム合金のFe含有構成粒子の量が少なく、サイズが小さいことは、成形性と耐食性の両方にとって好ましい。 The amount and size of Fe-containing constituent particles of the aluminum alloys described herein improve formability and corrosion resistance properties. Iron-containing constituent particles typically act as crack initiation sites and damage the aluminum alloy when subjected to deformation. Furthermore, when the constituent particles containing Fe are large, the corrosion potential becomes high and the corrosion performance decreases. Advantageously, the low amount and small size of Fe-containing constituent particles of the aluminum alloys described herein are favorable for both formability and corrosion resistance.

本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造された場合、AA5182合金と比較して、増加したMgSi含有量を示す。Mg及びSiは、MgSiとして組み合わさり、時効硬化後、かなりの強度の改善をもたらす。図12及び図13は、アルミニウム合金のMgSi粒子分布のグラフを示し、実施例の合金のMgSi粒子の数密度、面積パーセント、及び平均サイズを提示している。図12及び図13に示すように、本明細書に記載のアルミニウム合金のMgSi粒子の粒径分布は、AA5182合金よりも大きかった。例えば、図12は、アルミニウム合金のMgSiの面積パーセントが0.01%より大きく、粒径が0.2ミクロン~5ミクロンであったことを示している。本明細書に記載のアルミニウム合金のMgSiの数密度及び面積率は、AA5182合金よりも大きかった。 The aluminum alloys described herein exhibit increased Mg 2 Si content compared to the AA5182 alloy when produced according to the methods described herein. Mg and Si combine as Mg 2 Si and provide significant strength improvement after age hardening. 12 and 13 show graphs of Mg 2 Si particle distribution for aluminum alloys, presenting the number density, area percent, and average size of Mg 2 Si particles for example alloys. As shown in FIGS. 12 and 13, the particle size distribution of Mg 2 Si particles in the aluminum alloy described herein was larger than in the AA5182 alloy. For example, FIG. 12 shows that the area percent Mg 2 Si in the aluminum alloy was greater than 0.01% and the grain size was between 0.2 microns and 5 microns. The Mg 2 Si number density and area fraction of the aluminum alloy described herein were greater than that of the AA5182 alloy.

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造される場合、10ミクロン未満、例えば、9ミクロン未満、8ミクロン未満、7ミクロン未満、6ミクロン未満、5ミクロン未満、または4ミクロン未満の粒径を有するMgSi粒子を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造される場合、0.01~10ミクロン、例えば、0.01~10ミクロン、0.01~10ミクロン、0.05~8ミクロン、0.1~6ミクロン、0.2~5ミクロン、または0.2~4.5ミクロンの粒径を有するMgSi粒子を含む。 In some embodiments, the aluminum alloys described herein are less than 10 microns, such as less than 9 microns, less than 8 microns, less than 7 microns, less than 6 microns, when produced according to the methods described herein. Mg 2 Si particles having a particle size of less than 5 microns, or less than 4 microns. In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the methods described herein, have a particle diameter of 0.01 to 10 microns, such as 0.01 to 10 microns, 0.01 to 10 microns, Mg 2 Si particles having a particle size of 10 microns, 0.05-8 microns, 0.1-6 microns, 0.2-5 microns, or 0.2-4.5 microns.

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法に従って製造された場合、本明細書に記載のアルミニウム合金は、0.013%超、例えば0.013%超、0.015%超、0.018%超、0.020%超、0.021%超、または0.025%超である、MgSi粒子のピーク面積率を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法に従って製造された場合、本明細書に記載のアルミニウム合金は、0.013%~0.030%、例えば、0.014%~0.028%、0.015%~0.025%、0.018%~0.024%、または0.020%~0.024%のMgSi粒子のピーク面積率を含む。 In some embodiments, when produced according to the methods described herein, the aluminum alloys described herein contain more than 0.013%, such as more than 0.013%, more than 0.015%, 0 Includes a peak area percentage of Mg 2 Si particles that is greater than .018%, greater than 0.020%, greater than 0.021%, or greater than 0.025%. In some embodiments, when produced according to the methods described herein, the aluminum alloys described herein contain 0.013% to 0.030%, such as 0.014% to 0.028% %, 0.015% to 0.025%, 0.018% to 0.024%, or 0.020% to 0.024% of the peak area percentage of Mg 2 Si particles.

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、本明細書に記載の方法に従って製造される場合、300/mm超、例えば325/mm超、350/mm超、375/mm超、400/mm超、425/mm超、450/mm超、475/mm超、または500/mm超のMgSi粒子の数密度を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法に従って製造された場合、本明細書に記載のアルミニウム合金は、300/mm~600/mm、例えば325/mm~575/mm、350/mm~550/mm、375/mm~525/mm、または400/mm~525/mmのMgSi粒子の数密度を含む。いくつかの実施形態では、MgSi粒子の総数密度(全体の数密度)は、3000/mm未満である。 In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the methods described herein, have an aluminum alloy of greater than 300/mm 2 , such as greater than 325/mm 2 , greater than 350/mm 2 , 375 / mm2 , >400/ mm2 , >425/ mm2 , >450/ mm2 , > 475/ mm2 , or >500/ mm2 . In some embodiments, when produced according to the methods described herein, the aluminum alloys described herein have a particle size of 300/mm 2 to 600/mm 2 , such as 325/mm 2 to 575/mm 2 , 350/mm 2 to 550/mm 2 , 375/mm 2 to 525/mm 2 , or 400/mm 2 to 525/ mm 2 . In some embodiments, the total number density (overall number density) of Mg 2 Si particles is less than 3000/mm 2 .

MgSi粒子は、固溶体強化のための高温焼鈍(例えば、連続焼鈍)中に溶解する。MgSi粒子は、塗装の焼き付け中に強化析出物を形成して、強度をさらに向上させる。Fe含有構成粒子とMgSi粒子は、焼鈍中に不均質な核生成場所として機能し、微細な結晶粒配向/ランダムな組織を生成して成形性を向上させる。 The Mg 2 Si particles are dissolved during high temperature annealing (eg, continuous annealing) for solid solution strengthening. The Mg 2 Si particles form reinforcing precipitates during baking of the coating to further improve strength. The Fe-containing constituent particles and Mg 2 Si particles function as a heterogeneous nucleation site during annealing, producing a fine grain orientation/random structure to improve formability.

アルミニウム合金の製造方法
特定の態様では、開示された合金組成物は、開示された方法の製造物である。開示を制限することを意図することなく、アルミニウム合金の特性は、合金の調製中の微細構造の形成によって部分的に決定される。特定の態様において、合金組成物の調製方法は、合金が所望の用途に適切な特性を有するか否かに影響を与え得るか、または決定さえし得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、連続鋳造、任意のフラッシュ均質化、熱間圧延、コイリング、冷間圧延、及び焼鈍によって製造することができる。
Methods of Producing Aluminum Alloys In certain embodiments, the disclosed alloy compositions are products of the disclosed methods. Without intending to limit the disclosure, the properties of aluminum alloys are determined in part by the formation of microstructure during the preparation of the alloy. In certain embodiments, the method of preparing an alloy composition can influence or even determine whether the alloy has suitable properties for a desired application. In some embodiments, the aluminum alloys described herein can be manufactured by continuous casting, optional flash homogenization, hot rolling, coiling, cold rolling, and annealing.

いくつかの実施形態では、方法は、金属ストリップを連続的に鋳造することを含んでもよい。金属ストリップを鋳造する方法は、任意の適切な連続鋳造プロセスであり得る。しかし、驚くべきことに望ましい結果が、その開示が全体において参照により本明細書に組み込まれる、「METAL CASTING AND ROLLING LINE」と題する米国特許第10,913,107号に記載されている連続鋳造プロセスなどの連続鋳造プロセスを使用して達成されている。鋳造後、方法は、熱間圧延の前に金属ストリップをフラッシュ均質化することを含む。フラッシュ均質化温度と熱間圧延の継続時間は、アルミニウム合金の大きな粒径と高い強度を維持するために細かく制御される。金属ストリップは、炉内で適切な加熱速度で400℃~500℃の温度でフラッシュ均質化され、その後、その温度を短時間(例えば、10分まで)維持すること(「浸漬」または「浸漬すること」)ができる。フラッシュ均質化の後、金属ストリップは300℃~500℃の熱間圧延温度で熱間圧延され、熱間圧延製造物が製造される。熱間圧延製造物はコイル冷却が可能である。コイル化した後、熱間圧延製造物は多数の冷間圧延パスで冷間圧延され、冷間圧延製造物が製造される。冷間圧延製造物は、任意選択にコイル化することができる。いくつかの実施形態では、冷間圧延製造物はバッチ焼鈍され、または連続的に焼鈍されて、アルミニウム合金製造物が製造される。 In some embodiments, the method may include continuously casting the metal strip. The method of casting the metal strip can be any suitable continuous casting process. Surprisingly, however, the desired results were obtained using the continuous casting process described in U.S. Pat. This has been achieved using continuous casting processes such as. After casting, the method includes flash homogenizing the metal strip before hot rolling. The flash homogenization temperature and hot rolling duration are finely controlled to maintain the large grain size and high strength of the aluminum alloy. The metal strip is flash homogenized in a furnace at a temperature of 400°C to 500°C at a suitable heating rate, and then maintained at that temperature for a short period of time (e.g. up to 10 minutes) ("soaked" or "soaked"). be able to. After flash homogenization, the metal strip is hot rolled at a hot rolling temperature of 300° C. to 500° C. to produce a hot rolled product. Hot rolled products can be coil cooled. After coiling, the hot rolled product is cold rolled in a number of cold rolling passes to produce a cold rolled product. Cold rolled products can optionally be coiled. In some embodiments, the cold rolled product is batch annealed or continuously annealed to produce an aluminum alloy product.

図1は、本明細書に記載のアルミニウム合金を製造するための1つの例示的なシステム100を提示する。一例では、システム100は、連続鋳造機105、炉110(例えば、トンネル炉)、熱間圧延スタンド115、第1コイラー120、冷間圧延スタンド125、及び第2コイラー130を含むことができる。いくつかの場合において、システム100は、金属ストリップの分配可能なコイルをもたらすのに適した金属物品(例えば、金属ストリップ)を鋳造し、圧延し、その他の方法で作製するための、分離された、または部分的に分離された連続鋳造及び圧延ラインを備える。本明細書で使用するとき、分離されたという用語は、鋳造装置と圧延スタンド(複数可)との間の速度リンクを取り除くことを指す。例えば、連続鋳造機105は、熱間圧延スタンド115から分離され得る。いくつかの場合において、熱間圧延スタンド115は、金属ストリップの厚さを40%~80%の間で減少させることができる。いくつかの場合において、熱間圧延スタンド前の急冷は任意であるが、Fe含有粒子を粉砕し、析出特性を改善することは、効果がある可能性がある。いくつかの場合において、連続鋳造機105から鋳造された金属ストリップは、コイル化する前に圧延(例えば、熱間圧延)することができる。いくつかの場合において、金属ストリップを熱間圧延スタンド115で複数回通過して熱間圧延した後、金属ストリップを第1コイラー120でコイル化することができる。金属ストリップは、第1コイラー120でコイル化する前、または巻き取ると同時に冷却することができる。金属ストリップは、コイルを解いて、冷間圧延スタンド125で冷間圧延することができる。いくつかの場合において、冷間圧延スタンド125は、金属ストリップの厚さを50%より大きく減少させることができる。冷間圧延後、金属ストリップは、任意選択でコイル化され、その後バッチ焼鈍または連続焼鈍される。 FIG. 1 presents one exemplary system 100 for manufacturing the aluminum alloys described herein. In one example, system 100 can include a continuous caster 105, a furnace 110 (eg, a tunnel furnace), a hot rolling stand 115, a first coiler 120, a cold rolling stand 125, and a second coiler 130. In some cases, the system 100 includes a separated coil for casting, rolling, or otherwise fabricating a metal article (e.g., metal strip) suitable for providing a dispensable coil of metal strip. , or with partially separated continuous casting and rolling lines. As used herein, the term decoupled refers to removing the speed link between the casting equipment and the rolling stand(s). For example, continuous caster 105 may be separate from hot rolling stand 115. In some cases, hot rolling stand 115 can reduce the thickness of the metal strip by between 40% and 80%. In some cases, quenching before the hot rolling stand is optional, but grinding the Fe-containing particles and improving precipitation properties can be beneficial. In some cases, the metal strip cast from continuous caster 105 may be rolled (eg, hot rolled) before being coiled. In some cases, after the metal strip is hot rolled in multiple passes through hot rolling stand 115, the metal strip may be coiled in first coiler 120. The metal strip can be cooled before being coiled in the first coiler 120 or simultaneously as it is wound. The metal strip can be uncoiled and cold rolled on cold rolling stand 125. In some cases, cold rolling stand 125 can reduce the thickness of the metal strip by more than 50%. After cold rolling, the metal strip is optionally coiled and then batch or continuous annealed.

鋳造
本明細書に記載される合金は、連続鋳造(CC)プロセスを使用して金属物品(例えば、金属ストリップ)へ鋳造することができる。連続鋳造は、一対の移動する対向する鋳造面の間に画定された鋳造キャビティに溶融金属を連続的に注入し、鋳造キャビティの出口から鋳造金属型(例えば、金属ストリップ)を引き出すことを含む。驚くべきことに、連続鋳造及び圧延システムにおいて、鋳造プロセスを熱間圧延プロセスから意図的に分離することによって、有益な結果を達成することができる。連続鋳造プロセスを熱間圧延プロセスから分離することにより、鋳造速度と圧延速度を厳密に一致させる必要がもはやない。むしろ、鋳造速度は金属ストリップに所望の特性を生み出すように選択でき、圧延速度は圧延装置の要件と制限に基づいて選択できる。分離された連続鋳造及び圧延システムでは、連続鋳造装置は金属ストリップを鋳造することができ、その金属ストリップは直ちにまたはその後すぐに中間コイルまたはトランスファーコイルにコイル化される。中間コイルは、保管することも、すぐに圧延装置に持ち込むこともできる。圧延装置では、中間コイルを解くことができ、金属ストリップが圧延装置を通過して、熱間圧延などの加工が行われるようになる。熱間圧延プロセスの最終的な結果は、特定の顧客にとって望ましい特性を備え得る金属ストリップである。いくつかの場合において、金属ストリップをコイル化して、金属ストリップから自動車部品を形成できる自動車工場などに配送することもできる。いくつかの場合において、金属ストリップは、連続鋳造プロセス(例えば、連続鋳造機による)で最初に鋳造された後、様々な時点で加熱され得るが、金属ストリップは、金属ストリップの固相線温度に達しないままである。
Casting The alloys described herein can be cast into metal articles (eg, metal strip) using a continuous casting (CC) process. Continuous casting involves continuously injecting molten metal into a casting cavity defined between a pair of moving, opposing casting surfaces and withdrawing a cast metal mold (e.g., metal strip) from an outlet of the casting cavity. Surprisingly, beneficial results can be achieved by intentionally separating the casting process from the hot rolling process in continuous casting and rolling systems. By separating the continuous casting process from the hot rolling process, there is no longer a need to closely match casting and rolling speeds. Rather, the casting speed can be selected to produce the desired properties in the metal strip, and the rolling speed can be selected based on the requirements and limitations of the rolling equipment. In a separate continuous casting and rolling system, the continuous casting equipment can cast a metal strip that is immediately or shortly thereafter coiled into an intermediate or transfer coil. The intermediate coil can be stored or taken immediately to the rolling mill. In the rolling mill, the intermediate coil can be unwound and the metal strip passes through the rolling mill to undergo processing, such as hot rolling. The end result of the hot rolling process is a metal strip that can have properties desirable for a particular customer. In some cases, the metal strip can also be coiled and shipped, such as to an automotive factory, where automotive parts can be formed from the metal strip. In some cases, the metal strip may be heated at various times after it is initially cast in a continuous casting process (e.g., by a continuous caster), but the metal strip may be heated to the solidus temperature of the metal strip. remains unreached.

鋳造装置は、任意の適切な連続鋳造装置であり得る。しかしながら、驚くべきことに望ましい結果が、米国特許第6,755,236号、名称「BELT-COOLING AND GUIDING MEANS FOR CONTINUOUS BELT CASTING OF METAL STRIP」に記載されているベルト鋳造装置などのベルト鋳造装置を使用して達成されており、その開示は本明細書に全体が参照により組み込まれる。いくつかの場合において、銅などの高い熱伝導率を有する金属から作られたベルトを有するベルトキャスティング装置を使用することによって、特に望ましい結果を達成することができる。ベルト鋳造装置は、鋳造温度で少なくとも250、300、325、350、375、または400ワット/メートル/ケルビンの熱伝導率を有する金属から作られたベルトを含むことができるが、他の値の熱伝導率を有する金属を使用することもできる。鋳造装置は金属ストリップを任意の適切な厚さに鋳造することができるが、望ましい結果は約5mm~50mmの厚さで達成されている。 The casting equipment may be any suitable continuous casting equipment. Surprisingly, however, the desired results have been achieved using belt casting equipment such as the belt casting equipment described in U.S. Pat. , the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. In some cases, particularly desirable results can be achieved by using belt casting equipment with belts made from metals with high thermal conductivity, such as copper. Belt casting equipment may include a belt made from a metal having a thermal conductivity of at least 250, 300, 325, 350, 375, or 400 watts/meter/Kelvin at the casting temperature, but with other values of thermal conductivity. Metals with conductivity can also be used. Although the casting equipment is capable of casting metal strip to any suitable thickness, desirable results have been achieved with thicknesses of about 5 mm to 50 mm.

いくつかの場合において、鋳造装置は、金属ストリップの急速凝固(例えば、標準的なDC鋳造凝固の約10倍以上の速度で急速に凝固し、少なくともまたは約1℃/秒、少なくともまたは約10℃/秒、または少なくともまたは約100℃/秒)、及び急速冷却(例えば、少なくともまたは約1℃/秒、少なくともまたは約10℃/秒、または少なくともまたは約100℃/秒の速度での急冷)をもたらすように構成され得、それは最終的な金属ストリップの微細構造の改善を促進できる。いくつかの場合において、凝固速度は従来のDC鋳造の凝固速度の100倍以上になることがある。高速凝固により、凝固したアルミニウムマトリックス全体に非常に均一に分布した分散質形成元素の独特な分布を含む、独特の微細構造が得られる。この金属ストリップが鋳造装置から出るとき、またはその直後に急冷するなど、この金属ストリップを急速に冷却すると、分散質形成元素を固溶体に固定することが容易になる。次に、得られた金属ストリップを分散質形成元素で過飽和にすることができる。過飽和の金属ストリップは、次いで、分離された鋳造及び圧延システムでさらに処理するために中間コイルにコイル化され得る。いくつかの場合において、所望の分散質形成元素は、Mn、Cr、V、及び/またはZrを含む。分散質形成元素で過飽和されたこの金属ストリップは、再加熱すると、均一に分布した望ましいサイズの分散質の沈殿を非常に迅速に誘発することができる。 In some cases, the casting equipment is capable of rapidly solidifying the metal strip (e.g., rapidly solidifying at a rate of about 10 times or more than standard DC casting solidification, at least or about 1°C/sec, at least or about 10°C). /second, or at least or about 100°C/second), and rapid cooling (e.g., rapid cooling at a rate of at least or about 1°C/second, at least or about 10°C/second, or at least or about 100°C/second). It can be configured to bring about an improvement in the microstructure of the final metal strip. In some cases, the solidification rate can be more than 100 times that of conventional DC casting. The rapid solidification results in a unique microstructure, including a unique distribution of dispersoid-forming elements that are very uniformly distributed throughout the solidified aluminum matrix. Rapid cooling of the metal strip, such as quenching the metal strip as it exits the casting apparatus or immediately thereafter, facilitates fixing the dispersoid-forming elements in solid solution. The resulting metal strip can then be supersaturated with dispersoid-forming elements. The supersaturated metal strip can then be coiled into intermediate coils for further processing in a separate casting and rolling system. In some cases, the desired dispersoid-forming elements include Mn, Cr, V, and/or Zr. This metal strip, supersaturated with dispersoid-forming elements, can very quickly induce the precipitation of uniformly distributed dispersoids of the desired size upon reheating.

いくつかの場合において、鋳造装置により急冷凝固と急冷を単独で行うこともできる。鋳造装置は、分散質形成元素が過飽和された金属ストリップを製造するのに十分な長さであり、十分な熱除去特性を有することができる。いくつかの場合において、鋳造装置は十分な長さであり、鋳造金属ストリップの温度を250℃、240℃、230℃、220℃、210℃、または200℃以下に下げるのに十分な熱除去特性を備え得るが、ただし、他の値を使用することもできる。一般に、そのような鋳造装置は、かなりのスペースを占有するか、または遅い鋳造速度で動作しなければならない。いくつかの場合において、より小型で高速の鋳造装置が望ましい場合、金属ストリップは、鋳造装置を出た直後、またはそのすぐ後に急冷することができる。1つ以上のノズルを鋳造装置の下流に配置して、金属ストリップの温度を250℃、240℃、230℃、220℃、210℃、200℃、175℃、150℃、125℃、または100℃以下に下げることができるが、ただし、他の値も使用できる。急冷は、過飽和金属ストリップに分散質形成元素をロックするのに十分に速くまたは迅速に起こり得る。 In some cases, rapid solidification and rapid cooling can also be performed independently by the casting apparatus. The casting apparatus can be of sufficient length and have sufficient heat removal properties to produce a metal strip supersaturated with dispersoid-forming elements. In some cases, the casting equipment is of sufficient length and has sufficient heat removal properties to reduce the temperature of the cast metal strip to below 250°C, 240°C, 230°C, 220°C, 210°C, or 200°C. However, other values can also be used. Generally, such casting equipment occupies considerable space or must operate at slow casting speeds. In some cases, if a smaller, faster casting device is desired, the metal strip can be quenched immediately after exiting the casting device, or shortly thereafter. One or more nozzles are placed downstream of the casting equipment to increase the temperature of the metal strip to 250°C, 240°C, 230°C, 220°C, 210°C, 200°C, 175°C, 150°C, 125°C, or 100°C However, other values can also be used. The quenching can occur quickly or quickly enough to lock the dispersoid-forming elements in the supersaturated metal strip.

次いで、金属ストリップは、さらなる加工ステップに供され得る。任意選択で、さらなる加工ステップをシートを調製するために使用してもよい。そのような加工ステップは、限定するものではないが、任意のフラッシュ均質化ステップ、熱間圧延ステップ、冷間圧延ステップ、及び焼鈍ステップを含む。金属ストリップに関連して加工ステップを以下に説明する。しかしながら、加工ステップは、当業者に知られている修正を使用して、鋳造スラブまたはストリップにも使用することができる。 The metal strip can then be subjected to further processing steps. Optionally, further processing steps may be used to prepare the sheet. Such processing steps include, but are not limited to, optional flash homogenization steps, hot rolling steps, cold rolling steps, and annealing steps. The processing steps are described below in connection with the metal strip. However, the processing steps can also be used for cast slabs or strips using modifications known to those skilled in the art.

均質化
任意選択で、均質化ステップが実行される場合、本明細書に記載の合金組成物から調製された金属ストリップは、約400℃~600℃の範囲の温度などの均質化温度まで加熱され得る。例えば、金属ストリップは、約400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、または550℃の温度に加熱できる。いくつかの場合において、金属ストリップをフラッシュ均質化することができる。フラッシュ均質化には、金属ストリップを500℃を超える温度(例えば、500℃~570℃、520℃~560℃、または約560℃)に、比較的短い時間(例えば、約1分~10分、例えば、30秒、45秒、1分、1.5分、2分、3分、4分、5分、6分、7分、8分、9分、10分、またはその間の任意の範囲)加熱することが含まれ得る。この加熱は、連続鋳造機と任意の初期のコイル化の間、より具体的には連続鋳造機とコイル化の前の熱間圧延スタンドの間、またはその熱間圧延スタンドとコイル化の間で起こり得る。このフラッシュ均質化は、Fe含有粒子のアスペクト比を下げるのに役立ち得、これらの粒子のサイズも小さくすることもできる。いくつかの場合において、フラッシュ均質化(例えば、570℃で約2分間)を行うと、別の場合には高温で広範な均質化が必要となるFe含有粒子の有益な球状化及び/または精製を、首尾よく達成することができる。
Homogenization Optionally, when a homogenization step is performed, the metal strip prepared from the alloy composition described herein is heated to a homogenization temperature, such as a temperature in the range of about 400°C to 600°C. obtain. For example, the metal strip may be approximately 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C. ℃, or can be heated to a temperature of 550℃. In some cases, the metal strip can be flash homogenized. Flash homogenization involves subjecting the metal strip to a temperature above 500°C (e.g., 500°C to 570°C, 520°C to 560°C, or about 560°C) for a relatively short period of time (e.g., about 1 minute to 10 minutes, For example, 30 seconds, 45 seconds, 1 minute, 1.5 minutes, 2 minutes, 3 minutes, 4 minutes, 5 minutes, 6 minutes, 7 minutes, 8 minutes, 9 minutes, 10 minutes, or any range in between) Heating may be included. This heating occurs between the continuous caster and any initial coiling, more specifically between the continuous caster and the hot rolling stand prior to coiling, or between that hot rolling stand and coiling. It can happen. This flash homogenization can help reduce the aspect ratio of Fe-containing particles and can also reduce the size of these particles. In some cases, flash homogenization (e.g., about 2 minutes at 570°C) may result in beneficial spheroidization and/or purification of Fe-containing particles that would otherwise require extensive homogenization at elevated temperatures. can be successfully achieved.

いくつかの場合において、任意の均熱炉(例えば、トンネル炉)を、連続ベルト鋳造機の出口近くにある連続ベルト鋳造機の下流に配置して、フラッシュ均質化を行うことができる。均熱炉を使用すると、金属ストリップの横幅全体にわたって均一な温度プロファイルを達成することが容易になり得る。さらに、均熱炉は金属ストリップをフラッシュ均質化することができ、これにより、熱間圧延中に鉄含有粒子の破壊を改善するために金属ストリップを準備することができる。 In some cases, an optional soaking furnace (eg, a tunnel furnace) can be placed downstream of the continuous belt caster near the outlet of the continuous belt caster to provide flash homogenization. Using a soaking oven can facilitate achieving a uniform temperature profile across the width of the metal strip. Additionally, the soaking furnace can flash homogenize the metal strip, which can prepare the metal strip to improve the fracture of iron-containing particles during hot rolling.

熱間圧延
金属ストリップ、または均質化ステップが実施される場合には任意選択に均質化された金属ストリップに、熱間圧延ステップを施して、熱間圧延製造物を製造することができる。いくつかの場合において、連続鋳造機から鋳造された金属ストリップは、コイル化する前に圧延(例えば、熱間圧延)することができる。コイル化する前の圧延は、厚さを大幅に減少させることができ、例えば少なくとも30%以上、より典型的には50%~75%の間である。いくつかの場合において追加のスタンドを使用することもできるが、連続鋳造金属ストリップをコイル化する前に、単一の熱間圧延スタンドで圧延するときに、特に有用な結果が見出された。いくつかの場合において、連続鋳造後この高い低下(例えば、厚さの30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、または75%を超える減少)の熱間圧延は、他の利点の中でも、金属ストリップのFe含有粒子を粉砕するのに役立ち得る。いくつかの実施形態において、熱間圧延は、約300℃~約500℃(例えば、約300℃、約310℃、約320℃、約330℃、約340℃、約350℃、約360℃、約370℃、約380℃、約390℃、約400℃、約410℃、約420℃、約430℃、約440℃、または約450℃、約460℃、約470℃、約480℃、約490℃、または約500℃)の温度で行うことができる。
Hot Rolling The metal strip, or optionally homogenized metal strip if a homogenization step is performed, can be subjected to a hot rolling step to produce a hot rolled product. In some cases, metal strip cast from a continuous caster can be rolled (e.g., hot rolled) before being coiled. Rolling before coiling can significantly reduce the thickness, eg, by at least 30% or more, more typically between 50% and 75%. Particularly useful results have been found when continuously cast metal strip is rolled in a single hot rolling stand prior to coiling, although additional stands may be used in some cases. In some cases, this high reduction after continuous casting (e.g., greater than 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, or 75% of the thickness) Hot rolling (reduction) can serve to crush Fe-containing particles in the metal strip, among other benefits. In some embodiments, the hot rolling is from about 300°C to about 500°C (e.g., about 300°C, about 310°C, about 320°C, about 330°C, about 340°C, about 350°C, about 360°C, about 370°C, about 380°C, about 390°C, about 400°C, about 410°C, about 420°C, about 430°C, about 440°C, or about 450°C, about 460°C, about 470°C, about 480°C, about 490°C, or about 500°C).

いくつかの場合において、本明細書に記載の連続鋳造後のフラッシュ均質化と熱間圧延の組み合わせは、Fe含有粒子を精製(例えば粉砕)するのに特に有用であり得る。熱間圧延製造物は、熱間圧延後に冷間コイル化することができる。熱間圧延製造物は、約200℃~400℃の範囲の温度で冷間コイル化できる。いくつかの実施形態では、熱間圧延製造物は、冷間圧延を容易にするため、またアルミニウム合金の粒子及び結晶組織を修正するために、コイル冷却される。例えば、熱間圧延製造物は、約200℃(例えば、約210℃、約220℃、約230℃、約240℃、約250℃、約260℃、約270℃、約280℃、約290℃、約300℃、約310℃、約320℃、約330℃、約340℃、約350℃、約360℃、約370℃、約380℃、約390℃、または約400℃)の温度でコイル化することができる。 In some cases, the combination of continuous casting followed by flash homogenization and hot rolling described herein may be particularly useful for refining (eg, milling) Fe-containing particles. Hot rolled products can be cold coiled after hot rolling. Hot rolled products can be cold coiled at temperatures ranging from about 200°C to 400°C. In some embodiments, the hot rolled product is coil cooled to facilitate cold rolling and to modify the grain and crystal structure of the aluminum alloy. For example, hot rolled products may be heated to about 200°C (e.g., about 210°C, about 220°C, about 230°C, about 240°C, about 250°C, about 260°C, about 270°C, about 280°C, about 290°C). , about 300°C, about 310°C, about 320°C, about 330°C, about 340°C, about 350°C, about 360°C, about 370°C, about 380°C, about 390°C, or about 400°C). can be converted into

冷間圧延
次いで、任意選択で、1つ以上の冷間圧延ステップを実行して、冷間圧延製造物を得ることができる。熱間圧延製造物は、アンコイラーを使用してコイルから解くことができる。コイルから解かれた熱間圧延製造物は、冷間圧延スタンドで冷間圧延することができる。熱間圧延製造物は、冷間圧延機を使用して冷間圧延して、冷間圧延シートなどのより薄い製造物にすることができる。冷間圧延は、冷間圧延の開始前のゲージと比較して、50%超(例えば、55%超、60%超、65%超、70%超、75%超、80%超、85%超、または90%超の減少)のゲージの減少を表す最終的なゲージの厚さをもたらすように実行することができる。いくつかの実施形態では、冷間圧延ステップは、所望のゲージの厚さの減少を達成するために、1つまたは複数の冷間圧延ステップを含み得る。任意選択で、アルミニウム合金を製造するためのプロセスは、インター焼鈍工程(例えば、1つまたは複数の冷間圧延ステップの間)を含むことができる。いくつかの場合において、冷間圧延品は、冷間圧延後にコイル化される場合もある。
Cold Rolling One or more cold rolling steps can then optionally be performed to obtain a cold rolled product. Hot rolled products can be uncoiled using an uncoiler. The hot rolled product uncoiled can be cold rolled on a cold rolling stand. Hot rolled products can be cold rolled using a cold rolling mill into thinner products such as cold rolled sheets. Cold rolling is more than 50% (e.g., more than 55%, more than 60%, more than 65%, more than 70%, more than 75%, more than 80%, 85%) compared to the gauge before the start of cold rolling. This can be done to yield a final gauge thickness representing a gauge reduction of greater than, or greater than 90% reduction. In some embodiments, the cold rolling step may include one or more cold rolling steps to achieve the desired gauge thickness reduction. Optionally, the process for producing aluminum alloys can include an interannealing step (eg, between one or more cold rolling steps). In some cases, cold rolled products may be coiled after cold rolling.

焼鈍
冷間圧延製造物は、冷間圧延後に焼鈍することができる。焼鈍プロセスは、バッチ焼鈍または連続焼鈍で行うことができる。
Annealing Cold rolled products can be annealed after cold rolling. The annealing process can be performed as a batch annealing or a continuous annealing.

いくつかの実施形態では、冷間圧延後にバッチ焼鈍を行うことができる。いくつかの場合において、バッチ焼鈍ステップは、約300℃~約450℃(例えば、約310℃、約320℃、約330℃、約340℃、約350℃、約360℃、約370℃、約380℃、約390℃、約400℃、約410℃、約420℃、約430℃、約440℃、または約450℃)のピーク金属温度で実施され得る。いくつかの場合において、バッチ焼鈍ステップにおける加熱速度は、約10℃/時間~約100℃/時間(例えば、約20℃/時間~約90℃/時間、約30℃/時間~約85℃/時間、約40℃/時間~約80℃/時間、約50℃/時間~約75℃/時間、約30℃/時間~約80℃/時間、約40℃/時間~約70℃/時間、または約50℃/時間~約60℃/時間)とすることができる。いくつかの場合において、冷間圧延製造物は、バッチ焼鈍ステップの間に最大約5時間(例えば、約30分~約4時間、約45分~約3時間、または約1時間~約2時間まで)浸漬させられる。例えば、冷間圧延製造物は、約300℃~約450℃の温度で、約20分間、約30分間、約45分間、約1時間、約1.5時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、またはその間のいずれかの時間、浸漬することができる。一例では、冷間圧延製造物は、約50℃/時間~約75℃/時間の加熱速度で約350℃~約400℃の温度まで加熱され、約1時間~約2時間浸漬し、約5℃/時間~約30℃/時間の冷却速度で冷却する。 In some embodiments, batch annealing can be performed after cold rolling. In some cases, the batch annealing step is from about 300°C to about 450°C (e.g., about 310°C, about 320°C, about 330°C, about 340°C, about 350°C, about 360°C, about 370°C, about 380°C, about 390°C, about 400°C, about 410°C, about 420°C, about 430°C, about 440°C, or about 450°C). In some cases, the heating rate in the batch annealing step is from about 10°C/hour to about 100°C/hour (e.g., from about 20°C/hour to about 90°C/hour, from about 30°C/hour to about 85°C/hour). time, about 40°C/hour to about 80°C/hour, about 50°C/hour to about 75°C/hour, about 30°C/hour to about 80°C/hour, about 40°C/hour to about 70°C/hour, or about 50° C./hour to about 60° C./hour). In some cases, the cold rolled product is heated for up to about 5 hours (e.g., about 30 minutes to about 4 hours, about 45 minutes to about 3 hours, or about 1 hour to about 2 hours) during the batch annealing step. until) immersed. For example, the cold rolled product may be heated at a temperature of about 300° C. to about 450° C. for about 20 minutes, about 30 minutes, about 45 minutes, about 1 hour, about 1.5 hours, about 2 hours, about 3 hours, Soaking can be for about 4 hours, about 5 hours, or any time in between. In one example, the cold rolled product is heated to a temperature of about 350°C to about 400°C at a heating rate of about 50°C/hour to about 75°C/hour, soaked for about 1 hour to about 2 hours, and Cool at a cooling rate of from 0.degree. C./hour to about 30.degree. C./hour.

いくつかの実施形態では、冷間圧延後に連続焼鈍を行うことができる。いくつかの場合において、連続焼鈍ステップは、約400℃~約600℃(例えば約410℃、約420℃、約430℃、約440℃、約450℃、約460℃、約470℃、約480℃、約490℃、約500℃、約510℃、約520℃、約530℃、約540℃、約550℃、約560℃、約570℃、約580℃、約590℃、または約600℃)のピーク金属温度で行うことができる。いくつかの場合において、連続焼鈍ステップにおける加熱速度は、約0.1℃/秒~約30℃/秒(例えば、約0.2℃/秒~約28℃/秒、約0.3℃/秒~約28℃/秒、約0.4℃/秒~約25℃/秒、約0.5℃/秒~約20℃/秒、約0.8℃/秒~約18℃/秒、約1℃/秒~約15℃/秒、または約2℃/秒~約10℃/秒)とすることができる。いくつかの場合において、冷間圧延製造物は、連続焼鈍ステップの間に最大約1分間(例えば、0秒、5秒、10秒、または30秒)浸漬される。一例では、冷間圧延製造物は、約0.5℃/秒~約20℃/秒の加熱速度で約400℃~約600℃の温度まで加熱され、約0秒~約5秒間浸漬され、約5℃/秒~約200℃/秒までの冷却速度で冷却される。 In some embodiments, continuous annealing can be performed after cold rolling. In some cases, the sequential annealing steps range from about 400°C to about 600°C (e.g., about 410°C, about 420°C, about 430°C, about 440°C, about 450°C, about 460°C, about 470°C, about 480°C). °C, about 490 °C, about 500 °C, about 510 °C, about 520 °C, about 530 °C, about 540 °C, about 550 °C, about 560 °C, about 570 °C, about 580 °C, about 590 °C, or about 600 °C ) at the peak metal temperature. In some cases, the heating rate in the continuous annealing step is about 0.1°C/sec to about 30°C/sec (e.g., about 0.2°C/sec to about 28°C/sec, about 0.3°C/sec). seconds to about 28°C/second, about 0.4°C/second to about 25°C/second, about 0.5°C/second to about 20°C/second, about 0.8°C/second to about 18°C/second, from about 1° C./second to about 15° C./second, or from about 2° C./second to about 10° C./second). In some cases, the cold rolled product is soaked for up to about 1 minute (eg, 0 seconds, 5 seconds, 10 seconds, or 30 seconds) between successive annealing steps. In one example, the cold rolled product is heated to a temperature of about 400° C. to about 600° C. at a heating rate of about 0.5° C./second to about 20° C./second and soaked for about 0 seconds to about 5 seconds; Cooling is performed at a cooling rate of about 5° C./second to about 200° C./second.

開示されるアルミニウム合金製造物を使用する方法
本明細書に記載されるアルミニウム合金製造物は、自動車での用途及び航空機、鉄道での用途を含む他の輸送用途に使用することができる。例えば、開示されたアルミニウム合金製造物を使用して、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材(例えば、Aピラー、Bピラー、及びCピラー)、インナーパネル、アウターパネル(外板)、サイドパネル(横板)、インナーフード、アウターフード、またはトランクリッドパネルなどの自動車構造部品を作ってもよい。本明細書に記載のアルミニウム合金製造物及び方法は、例えば、航空機または鉄道車両の用途でも外部及び内部パネルを作るために使用することができる。
Methods of Using the Disclosed Aluminum Alloy Products The aluminum alloy products described herein can be used in automotive applications and other transportation applications, including aircraft, rail applications. For example, the disclosed aluminum alloy products can be used to produce bumpers, side beams, roof beams, cross beams, pillar reinforcements (e.g., A-pillars, B-pillars, and C-pillars), inner panels, outer panels (skin ), side panels, inner hoods, outer hoods, or trunk lid panels. The aluminum alloy products and methods described herein can also be used to make exterior and interior panels in aircraft or rail vehicle applications, for example.

本明細書に記載されているアルミニウム合金製造物及び方法は、電子機器の用途にも使用できる。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金製造物及び方法は、携帯電話及びタブレットコンピュータを含む電子デバイスの筐体を作るために使用され得る。いくつかの例では、アルミニウム合金製造物は、携帯電話(例えば、スマートフォン)の外部ケーシング用の筐体、タブレットのボトムシャーシ、及び他の携帯型電子機器を作るために使用することができる。 The aluminum alloy products and methods described herein can also be used in electronics applications. For example, the aluminum alloy products and methods described herein can be used to make housings for electronic devices, including cell phones and tablet computers. In some examples, aluminum alloy products can be used to make housings for the outer casing of mobile phones (e.g., smartphones), the bottom chassis of tablets, and other portable electronic devices.

例1:機械的特性
合金1~3は、以下に説明する方法に従って製造された例示的な合金である。合金Aは、現在自動車の車体部品に使用されている従来のAA5182アルミニウム合金である。
Example 1: Mechanical Properties Alloys 1-3 are exemplary alloys made according to the method described below. Alloy A is a conventional AA5182 aluminum alloy currently used in automotive body parts.

表6に示す合金1~3は、本明細書に記載の方法に基づいて金属ストリップに連続鋳造された。金属ストリップは、400℃~500℃の温度で動作するトンネル炉でフラッシュ均質化された。金属ストリップは、熱間圧延スタンド内で熱間圧延され、ゲージの厚さが40%~80%に減少した熱間圧延製造物が得られた。熱間圧延製造物は約350℃の温度までコイル冷却された。熱間圧延製造物をコイルから解き、冷間圧延スタンド内で冷間圧延し、ゲージの厚さの減少が50%を超える冷間圧延製造物を得た。冷間圧延製造物をコイル化した。冷間圧延製造物にバッチ焼鈍または連続焼鈍を施し、最終的なアルミニウム合金製造物を製造した。合金Aは直接冷却鋳造または連続鋳造された。

Figure 2024509070000006
Alloys 1-3 shown in Table 6 were continuously cast into metal strips based on the method described herein. The metal strip was flash homogenized in a tunnel furnace operating at a temperature of 400°C to 500°C. The metal strip was hot rolled in a hot rolling stand to obtain a hot rolled product with a gauge thickness reduction of 40% to 80%. The hot rolled product was coil cooled to a temperature of approximately 350°C. The hot rolled product was uncoiled and cold rolled in a cold rolling stand to yield a cold rolled product with a gauge thickness reduction of greater than 50%. The cold rolled product was coiled. The cold rolled products were subjected to batch annealing or continuous annealing to produce the final aluminum alloy products. Alloy A was direct cool cast or continuous cast.
Figure 2024509070000006

強度(mM)
例示的な合金及び比較合金の強度特性が測定された。具体的には、合金の降伏強度と極限引張強度の試験が施された。
Strength (mM)
Strength properties of exemplary and comparative alloys were measured. Specifically, the alloy was tested for yield strength and ultimate tensile strength.

図2は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aの降伏強度試験の結果を示す。直接冷却鋳造及び連続鋳造を使用して製造された合金Aの降伏強度の値が、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金の降伏強度の値が提示されている。L、T、及びDの方向の降伏強度を表すバーの各ペアについて、左側のバーは連続焼鈍後の降伏強度を示し、右側のバーはバッチ焼鈍後の降伏強度を示す。連続焼鈍と比較して、バッチ焼鈍後に得られたアルミニウム合金の降伏強度はわずかに高かった。連続鋳造された合金Aの例は、直接冷却鋳造された例と比較して、約15MPa~20MPaの降伏強度の増加を示した。合金1~3は、合金Aの両方の例と比較して、L、T、及びDの方向でより高い降伏強度を示した。本明細書に記載の連続鋳造プロセスによるアルミニウムの製造と組み合わせた、合金1~3のより高いMg含有量は、溶液に保持される溶質の量が多いため、直接冷却鋳造によって製造されたアルミニウム合金と比較して、より高い強度をもたらした。さらに、合金1~3は、Mg及びCuの量が増加すると、より高い強度の値を示した。 FIG. 2 shows the results of yield strength tests for Alloys 1 to 3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. The yield strength values for Alloy A produced using direct cooling casting and continuous casting are shown in the first two columns. The yield strength values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for each of Alloys 1-3 and Alloy A. For each pair of bars representing the yield strength in the L, T, and D directions, the bar on the left shows the yield strength after continuous annealing, and the bar on the right shows the yield strength after batch annealing. Compared with continuous annealing, the yield strength of the aluminum alloy obtained after batch annealing was slightly higher. The continuously cast Alloy A examples showed an increase in yield strength of about 15 MPa to 20 MPa compared to the direct cool cast examples. Alloys 1-3 exhibited higher yield strengths in the L, T, and D directions compared to both examples of Alloy A. The higher Mg content of Alloys 1-3, in combination with the production of aluminum by the continuous casting process described herein, is due to the higher amount of solute retained in solution in aluminum alloys produced by direct cooling casting. yielded higher strength compared to Furthermore, alloys 1-3 showed higher strength values with increasing amounts of Mg and Cu.

図3は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aの極限引張強度の試験の結果を示す。直接冷却鋳造及び連続鋳造を使用して製造された合金Aの極限引張強度の値が、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金の極限引張強度の値が提示されている。L、T、及びDの方向の極限引張強度を表すバーの各ペアについて、左側のバーは連続焼鈍後の極限引張強度を示し、右側のバーはバッチ焼鈍後の極限引張強度を示す。連続焼鈍と比較して、バッチ焼鈍後に得られたアルミニウム合金の極限引張強度はわずかに高かった。合金1~3は、合金Aの両方の例と比較して、L、T、及びDの方向でより高い極限引張強度を示した。本明細書に記載の連続鋳造プロセスに従って製造された合金1~3は、直接冷却鋳造と従来の連続鋳造と比較して、より高い引張強度をもたらした。 Figure 3 shows the ultimate tensile strength test results of Alloys 1 to 3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. show. The ultimate tensile strength values for Alloy A produced using direct cooling casting and continuous casting are shown in the first two columns. The ultimate tensile strength values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for each of Alloys 1-3 and Alloy A. For each pair of bars representing the ultimate tensile strength in the L, T, and D directions, the bar on the left shows the ultimate tensile strength after continuous annealing, and the bar on the right shows the ultimate tensile strength after batch annealing. Compared with continuous annealing, the ultimate tensile strength of the aluminum alloy obtained after batch annealing was slightly higher. Alloys 1-3 exhibited higher ultimate tensile strengths in the L, T, and D directions compared to both examples of Alloy A. Alloys 1-3 produced according to the continuous casting process described herein resulted in higher tensile strength compared to direct cooling casting and conventional continuous casting.

アルミニウム合金の引張特性に対する塗装焼き付けの影響を判定するために、合金1~3及び合金Aが試験された。図4は、塗装焼き付けシミュレーション後の、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aの引張強度の試験の結果を示す。塗装焼き付けシミュレーションでは、各合金を185℃に加熱し、この温度で約20分間維持した。直接冷却鋳造及び連続鋳造を使用して製造された合金Aの引張強度の値の変化が、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金の引張強度の値の変化が提示されている。L、T、及びDの方向の引張強度値の変化を表す各バーについて、左側のバーは連続焼鈍後の引張強度の値の変化を示し、右側のバーはバッチ焼鈍後の引張強度値の変化を示す。合金Aは、製造方法に関係なく、塗装焼き付けサイクル後にいずれの強度の増加も示さなかった。合金1~3は、合金のCu含有量が増加するにつれて、より高い強度の増加を示した。例えば、0.8重量%のCuを含む合金3では、塗装焼き付けシミュレーション後に引張強度が最も大きく増加した。さらに、連続焼鈍プロセスを使用して製造された変種は、焼鈍温度が高いため、塗装焼き付けに対して良好な応答を示した。 Alloys 1-3 and Alloy A were tested to determine the effect of paint baking on the tensile properties of aluminum alloys. Figure 4 shows the tensile strengths of Alloys 1 to 3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction after the paint baking simulation. The results of the test are shown below. In the paint bake simulation, each alloy was heated to 185° C. and maintained at this temperature for approximately 20 minutes. The changes in tensile strength values for Alloy A produced using direct cooling casting and continuous casting are shown in the first two columns. The changes in the tensile strength values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for Alloys 1-3 and Alloy A, respectively. For each bar representing the change in tensile strength values in the L, T, and D directions, the bar on the left shows the change in tensile strength value after continuous annealing, and the bar on the right shows the change in tensile strength value after batch annealing. shows. Alloy A did not show any increase in strength after the paint bake cycle, regardless of the manufacturing method. Alloys 1-3 showed higher strength increases as the Cu content of the alloys increased. For example, Alloy 3 containing 0.8% by weight of Cu showed the largest increase in tensile strength after the paint baking simulation. Furthermore, the variants manufactured using the continuous annealing process showed a better response to paint baking due to the higher annealing temperature.

成形性
例示的な合金及び比較合金の成形性の特性が測定された。具体的には、合金に対して均一伸び、全伸び、r値、及びn値の試験を行って、例示的な合金及び比較合金の成形性を判定した。
Formability Formability characteristics of exemplary and comparative alloys were determined. Specifically, the alloys were tested for uniform elongation, total elongation, r-value, and n-value to determine the formability of the exemplary and comparative alloys.

図5は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aの均一伸びの試験の結果を示す。直接冷却鋳造法及び連続鋳造法に従って製造された合金Aの均一伸びの値は、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金の均一伸びの値が提示されている。L、T、及びDの方向の均一伸びを表すバーの各ペアについて、左側のバーは連続焼鈍後の均一伸びを示し、右側のバーはバッチ焼鈍後の均一伸びを示す。均一伸びは、バッチ焼鈍と比較して、連続焼鈍後に得られたアルミニウム合金の方が高かった。合金1~3は、合金Aの両方の例と比較して、L、T、及びDの方向で、より高い均一伸びを示した。合金1~3は、Mgの量が増加すると、均一伸びがより高いものになった。 Figure 5 shows the results of uniform elongation tests for Alloys 1 to 3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. . The uniform elongation values for alloy A produced according to the direct cooling casting method and the continuous casting method are shown in the first two columns. The uniform elongation values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for each of Alloys 1-3 and Alloy A. For each pair of bars representing uniform elongation in the L, T, and D directions, the bar on the left indicates uniform elongation after continuous annealing, and the bar on the right indicates uniform elongation after batch annealing. Uniform elongation was higher for aluminum alloys obtained after continuous annealing compared to batch annealing. Alloys 1-3 exhibited higher uniform elongation in the L, T, and D directions compared to both examples of Alloy A. Alloys 1-3 had higher uniform elongation as the amount of Mg increased.

図6は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aの全伸びの試験の結果を示す。直接冷却鋳造法及び連続鋳造法に従って製造された合金Aの全伸びの値は、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金の全伸びの値が提示されている。L、T、及びDの方向の均一伸びを表すバーの各ペアについて、左側のバーは連続焼鈍後の全伸びを示し、右側のバーはバッチ焼鈍後の全伸びを示す。全伸びは、バッチ焼鈍と比較して、連続焼鈍後に得られたアルミニウム合金の方が高かった。合金1~3は、合金Aの両方の例と比較して、L、T、及びDの方向で、より高い全伸びを示した。合金1~3は、Mgの量が増加すると、全伸びがより高いものになった。 Figure 6 shows the results of tests for total elongation of Alloys 1-3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction relative to the rolling direction, respectively. . The total elongation values for Alloy A produced according to the direct cooling casting method and the continuous casting method are shown in the first two columns. The total elongation values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for each of Alloys 1-3 and Alloy A. For each pair of bars representing uniform elongation in the L, T, and D directions, the bar on the left shows the total elongation after continuous annealing, and the bar on the right shows the total elongation after batch annealing. The total elongation was higher for the aluminum alloys obtained after continuous annealing compared to batch annealing. Alloys 1-3 exhibited higher total elongation in the L, T, and D directions compared to both examples of Alloy A. Alloys 1-3 had higher total elongation as the amount of Mg increased.

図7は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aのr値を示す。直接冷却鋳造法及び連続鋳造法に従って製造された合金Aのr値は、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金のr値が提示されている。L、T、及びDの方向のr値を表すバーの各ペアについて、左側のバーは連続焼鈍後のr値を示し、右側のバーはバッチ焼鈍後のr値を示す。連続焼鈍と比較して、バッチ焼鈍後に得られたアルミニウム合金のr値はわずかに高かった。合金1~3は、合金Aと比較して、L、T、及びDの方向でより低いr値を示した。 FIG. 7 shows the r values of Alloys 1-3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. The r values of alloy A produced according to the direct cooling casting method and the continuous casting method are shown in the first two columns. The r-values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for each of Alloys 1-3 and Alloy A. For each pair of bars representing the r-value in the L, T, and D directions, the bar on the left shows the r-value after continuous annealing, and the bar on the right shows the r-value after batch annealing. Compared with continuous annealing, the r value of the aluminum alloy obtained after batch annealing was slightly higher. Alloys 1-3 exhibited lower r values in the L, T, and D directions compared to Alloy A.

図8は、それぞれ圧延方向に対して縦(L)方向、横(T)方向、及び/または斜め(D)方向で測定された合金1~3及び合金Aのn値を示す。直接冷却鋳造法及び連続鋳造法に従って製造された合金Aのn値は、最初の2つの列に示されている。合金1~3及び合金Aのそれぞれについて、バッチ焼鈍(BA)及び連続焼鈍(CAL)後の合金のn値が提示されている。L、T、及びDの方向のn値を表すバーの各ペアについて、左側のバーは連続焼鈍後のn値を示し、右側のバーはバッチ焼鈍後のn値を示す。n値は、バッチ焼鈍と連続焼鈍後に得られたアルミニウム合金のものについて、類似していた。合金1~3は、合金Aの両方の例と比較して、L、T、及びDの方向で高いn値を示した。合金1~3は、合金Aと比較してn値の約10%の増加を示した。合金1~3のMg含有量の増加は、n値の上昇に貢献した。 FIG. 8 shows the n values of Alloys 1 to 3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively. The n values for alloy A produced according to the direct cooling casting method and the continuous casting method are shown in the first two columns. The n-values of the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are presented for each of Alloys 1-3 and Alloy A. For each pair of bars representing n values in the L, T, and D directions, the bar on the left shows the n value after continuous annealing, and the bar on the right shows the n value after batch annealing. The n values were similar for the aluminum alloys obtained after batch annealing and continuous annealing. Alloys 1-3 exhibited higher n values in the L, T, and D directions compared to both examples of Alloy A. Alloys 1-3 showed an approximately 10% increase in n value compared to Alloy A. The increase in Mg content of alloys 1-3 contributed to the increase in n value.

図9A及び図9Bは、それぞれ、バッチ焼鈍及び連続焼鈍後の、ひずみ速度の範囲にわたる合金1~3及び合金Aの瞬間的なn値を示す。合金1~3は、合金Aと比較して、より高いひずみ速度でのn値のより高い保持率を示した。驚くべきことに、合金1~3のMg含有量がより高いアルミニウム合金は、ひずみ速度が増加すると、n値の減衰速度が大幅に低くなった。合金1~3のバッチ焼鈍サンプルでは、7%のひずみになった後にn値の減衰が見られたが、連続焼鈍サンプルでは、n値の減衰はほとんど認められなかった。高いひずみ速度での高いn値は、合金1~3のより良好な成形ウィンドウをもたらす。 9A and 9B show the instantaneous n values for Alloys 1-3 and Alloy A over a range of strain rates after batch and continuous annealing, respectively. Alloys 1-3 showed higher retention of n values at higher strain rates compared to Alloy A. Surprisingly, aluminum alloys with higher Mg content in alloys 1-3 exhibited significantly lower rates of n-value decay as the strain rate increased. In the batch annealed samples of Alloys 1 to 3, a decrease in the n value was observed after reaching a strain of 7%, whereas in the continuously annealed samples, almost no decrease in the n value was observed. High n values at high strain rates result in better forming windows for alloys 1-3.

例2:微細構造
本明細書に記載の方法に従って製造されたアルミニウム合金は、本明細書に記載の特性を備える微細構造を示した。図10及び図11は、合金2(破線)及び合金A(実線)のアルミニウム合金微細構造におけるFe含有成分の粒子分布を示す。Mg含有量が5.8重量%の合金2のFe成分粒子分布は、合金AのFe成分粒子分布と同様であった。図10は、合金2のAl(Fe、Mn)の面積率が合金Aと実質的に同じであったことを示す。合金2及び合金Aは両方とも、Al(Fe、Mn)の面積率が0.06%未満であった。同様に、Al(Fe、Mn)Siの面積率は、合金2と合金Aで実質的に同じであった。図11は、アルミニウム合金微細構造のAl(Fe、Mn)粒子及びAl(Fe、Mn)Si粒子の数密度も、合金2及び合金Aでまた同様であったことを示している。合金2及び合金Aは両方ともアルミニウム合金微細構造の主にAl(Fe、Mn)粒子を有する5ミクロン未満の粒径を有するFe成分粒子を有していた。合金2はMgとCuの濃度が高かったにもかかわらず、合金組成はFe成分の粒子分布を実質的に変化させなかった。
Example 2: Microstructure Aluminum alloys produced according to the methods described herein exhibited a microstructure with the properties described herein. 10 and 11 show the particle distribution of Fe-containing components in the aluminum alloy microstructures of Alloy 2 (dashed line) and Alloy A (solid line). The Fe component particle distribution of Alloy 2 with an Mg content of 5.8% by weight was similar to the Fe component particle distribution of Alloy A. FIG. 10 shows that the area fraction of Al x (Fe, Mn) in Alloy 2 was substantially the same as Alloy A. Alloy 2 and Alloy A both had an area fraction of Al x (Fe, Mn) of less than 0.06%. Similarly, the area fraction of Al(Fe,Mn)Si was substantially the same in Alloy 2 and Alloy A. Figure 11 shows that the number densities of Al x (Fe, Mn) and Al (Fe, Mn) Si particles in the aluminum alloy microstructure were also similar for Alloy 2 and Alloy A. Alloy 2 and Alloy A both had Fe component particles with a particle size of less than 5 microns with an aluminum alloy microstructure consisting primarily of Al x (Fe, Mn) particles. Although Alloy 2 had high concentrations of Mg and Cu, the alloy composition did not substantially change the particle distribution of the Fe component.

図12及び図13は、合金2(破線)及び合金A(実線)のアルミニウム合金微細構造におけるMgSi粒子分布のグラフを示す。図12は、アルミニウム合金微細構造のMgSi粒子の面積%を示し、図13は、アルミニウム合金微細構造中のMgSi粒子の数を示す。合金2は、合金Aと比較してより高いMgSi粒子の面積率と数密度を示した。具体的には、合金Aは、MgSi粒子の面積%が0.129、MgSi粒子の数密度が1186.33/mmであるのに対し、合金2は、0.212のMgSi粒子の面積%及び2125.31/mmのMgSi粒子の数密度を有した。Mg及びSiは、MgSiとして組み合わさり、時効硬化後、かなりの強度の改善をもたらす。したがって、合金2は、合金Aに比べて強度での意義深い利点を示した。本明細書で説明するように、アルミニウム合金の注意深くバランスの取れた組成は、アルミニウム合金の強度と成形性を制御する上で重要な役割を果たす。さらに、直接冷却鋳造を利用する合金Aは、連続鋳造と比較される(例えば、100℃/秒~200℃/秒)冷却速度の遅さ(例えば、4℃/秒~6℃/秒)に起因して、Fe含有成分とMgSi粒子の両方で粗大な金属間粒子を生成する。したがって、直接冷却鋳造は、より凝固の範囲が長いため、高溶質合金にとって困難であり、その結果、高温亀裂が発生する。 12 and 13 show graphs of Mg 2 Si particle distribution in the aluminum alloy microstructures of Alloy 2 (dashed line) and Alloy A (solid line). Figure 12 shows the area % of Mg2Si particles in the aluminum alloy microstructure, and Figure 13 shows the number of Mg2Si particles in the aluminum alloy microstructure. Alloy 2 exhibited higher area fraction and number density of Mg 2 Si particles compared to Alloy A. Specifically, Alloy A has an area % of Mg 2 Si particles of 0.129 and a number density of Mg 2 Si particles of 1186.33/mm 2 , whereas Alloy 2 has an area % of Mg 2 Si particles of 0.212/mm 2 . It had an area % of 2 Si particles and a number density of Mg 2 Si particles of 2125.31/mm 2 . Mg and Si combine as Mg 2 Si and provide significant strength improvement after age hardening. Therefore, Alloy 2 showed significant advantages in strength compared to Alloy A. As discussed herein, the carefully balanced composition of aluminum alloys plays an important role in controlling the strength and formability of aluminum alloys. Furthermore, Alloy A utilizing direct cooling casting has a lower cooling rate (e.g. 4°C/s to 6°C/s) compared to continuous casting (e.g. 100°C/s to 200°C/s). As a result, coarse intermetallic particles are produced in both Fe-containing components and Mg 2 Si particles. Therefore, direct cooling casting is difficult for high solute alloys due to the longer solidification range, resulting in hot cracking.

図14A~Eは、バッチ焼鈍後の合金A及び合金1~3の粒子構造の写真を示し、図15A~Eは、連続焼鈍後の合金A及び合金1~3の粒子構造の写真を示す。バッチ焼鈍を使用して製造された合金1~3は細長い粒子を持っていたが、連続焼鈍を使用して製造された合金1~3は等軸粒子を示した。合金1~3のアルミニウム合金組成にMgを添加すると、合金Aと比較して粒子がわずかに微細化された。 14A-E show photographs of the grain structure of Alloy A and Alloys 1-3 after batch annealing, and FIGS. 15A-E show photographs of the grain structure of Alloy A and Alloys 1-3 after continuous annealing. Alloys 1-3 produced using batch annealing had elongated grains, while alloys 1-3 produced using continuous annealing exhibited equiaxed grains. When Mg was added to the aluminum alloy compositions of Alloys 1 to 3, the particles were slightly refined compared to Alloy A.

好適な方法及び合金製造物の実例
実例1は、0~0.30重量%のSi、0.01~0.40重量%のFe、0~1.0重量%のCu、0.01~0.50重量%のMn、5.0~6.0重量%のMg、0~0.20重量%のCr、0~0.30重量%のZn、0~0.25重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含むアルミニウム合金である。
Examples of preferred methods and alloy products Example 1 includes 0-0.30 wt% Si, 0.01-0.40 wt% Fe, 0-1.0 wt% Cu, 0.01-0 .50 wt% Mn, 5.0-6.0 wt% Mg, 0-0.20 wt% Cr, 0-0.30 wt% Zn, 0-0.25 wt% Ti, max. It is an aluminum alloy containing 0.15% by weight of impurities and Al.

実例2は、前記アルミニウム合金が、0.01~0.20重量%のSi、0.01~0.30重量%のFe、0.01~0.90重量%のCu、0.01~0.40重量%のMn、5.1~6.0重量%のMg、0~0.10重量%のCr、0~0.20重量%のZn、0~0.20重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 In Example 2, the aluminum alloy contains 0.01-0.20% by weight of Si, 0.01-0.30% by weight of Fe, 0.01-0.90% by weight of Cu, 0.01-0. .40 wt% Mn, 5.1-6.0 wt% Mg, 0-0.10 wt% Cr, 0-0.20 wt% Zn, 0-0.20 wt% Ti, max. The aluminum alloy of any preceding or subsequent example containing 0.15% by weight of impurities and Al.

実例3は、前記アルミニウム合金が、0.01~0.15重量%のSi、0.01~0.20重量%のFe、0.05~0.80重量%のCu、0.05~0.30重量%のMn、5.2~6.0重量%のMg、0~0.05重量%のCr、0~0.10重量%のZn、0~0.10重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 In Example 3, the aluminum alloy contains 0.01-0.15% by weight of Si, 0.01-0.20% by weight of Fe, 0.05-0.80% by weight of Cu, and 0.05-0. .30 wt% Mn, 5.2-6.0 wt% Mg, 0-0.05 wt% Cr, 0-0.10 wt% Zn, 0-0.10 wt% Ti, max. The aluminum alloy of any preceding or subsequent example containing 0.15% by weight of impurities and Al.

実例4は、前記アルミニウム合金が、0.01~0.06重量%のSi、0.02~0.15重量%のFe、0.20~0.80重量%のCu、0.05~0.20重量%のMn、5.3~6.0重量%のMg、0.001~0.02重量%のCr、0~0.05重量%のZn、0~0.03重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 In Example 4, the aluminum alloy contains 0.01-0.06% by weight of Si, 0.02-0.15% by weight of Fe, 0.20-0.80% by weight of Cu, and 0.05-0. .20 wt% Mn, 5.3-6.0 wt% Mg, 0.001-0.02 wt% Cr, 0-0.05 wt% Zn, 0-0.03 wt% Ti , up to 0.15% by weight of impurities, and Al.

実例5は、前記アルミニウム合金が、0.01~0.05重量%のSi、0.05~0.11重量%のFe、0.30~0.80重量%のCu、0.05~0.10重量%のMn、5.5~5.9重量%のMg、0.001~0.02重量%のCr、0~0.01重量%のZn、0.001~0.03重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 In Example 5, the aluminum alloy contains 0.01-0.05% by weight of Si, 0.05-0.11% by weight of Fe, 0.30-0.80% by weight of Cu, and 0.05-0. .10 wt% Mn, 5.5-5.9 wt% Mg, 0.001-0.02 wt% Cr, 0-0.01 wt% Zn, 0.001-0.03 wt% of Ti, up to 0.15% by weight of impurities, and Al of any preceding or subsequent example.

実例6は、前記アルミニウム合金が、5.5重量%~6.0重量%の量のMg、0.30重量%~1.0重量%の量のCuのうちの少なくとも1つを含む、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 Example 6 provides that the aluminum alloy comprises at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. Any preceding or subsequent instance of an aluminum alloy.

実例7は、Fe含有成分の粒径が5ミクロン未満である、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 Example 7 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example in which the grain size of the Fe-containing component is less than 5 microns.

実例8は、前記アルミニウム合金微細構造のMgSi粒子の数密度が少なくとも500/mmである、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 Example 8 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the number density of Mg 2 Si particles in the aluminum alloy microstructure is at least 500/mm 2 .

実例9は、前記アルミニウム合金が、少なくとも130MPaの降伏強度を有する、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 Example 9 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy has a yield strength of at least 130 MPa.

実例10は、前記アルミニウム合金が、少なくとも300MPaの極限引張強度を有する、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 Example 10 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy has an ultimate tensile strength of at least 300 MPa.

実例11は、前記アルミニウム合金が、少なくとも5%の全伸びを有する、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金である。 Example 11 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy has a total elongation of at least 5%.

実例12は、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金を含む、アルミニウム合金製造物である。 Example 12 is an aluminum alloy product that includes the aluminum alloy of any of the preceding or subsequent examples.

実例13は、前記アルミニウム合金製造物が、連続鋳造、フラッシュ均質化、熱間圧延、及び冷間圧延により製造される、いずれかの先行または後続の実例のアルミニウム合金製造物である。 Example 13 is the aluminum alloy product of any preceding or subsequent example, where the aluminum alloy product is produced by continuous casting, flash homogenization, hot rolling, and cold rolling.

実例14は、アルミニウム合金製造物の製造方法であり、鋳造製造物を形成するべくアルミニウム合金を連続鋳造することであって、前記アルミニウム合金が、0~0.30重量%のSi、0.01~0.40重量%のFe、0~1.0重量%のCu、0.01~0.50重量%のMn、5.0~6.0重量%のMg、0~0.20重量%のCr、0~0.30重量%のZn、0~0.25重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、前記連続鋳造すること、任意選択で、前記鋳造製造物をフラッシュ均質化すること、前記鋳造製造物を熱間圧延して熱間圧延製造物を製造すること、前記熱間圧延製造物をコイル化すること、前記熱間圧延製造物を冷間圧延して冷間圧延製造物を製造すること、及び前記冷間圧延製造物を焼鈍することを含む。 Example 14 is a method for manufacturing an aluminum alloy product, in which the aluminum alloy is continuously cast to form a cast product, the aluminum alloy containing 0 to 0.30% by weight of Si, 0.01% by weight. ~0.40 wt% Fe, 0-1.0 wt% Cu, 0.01-0.50 wt% Mn, 5.0-6.0 wt% Mg, 0-0.20 wt% Cr, 0-0.30 wt.% Zn, 0-0.25 wt.% Ti, up to 0.15 wt.% impurities, and Al. flash homogenizing the cast product, hot rolling the cast product to produce a hot rolled product, coiling the hot rolled product, cold rolling the hot rolled product. producing a cold rolled product; and annealing the cold rolled product.

実例15は、前記アルミニウム合金が、5.5重量%~6.0重量%の量のMg、及び0.30重量%~1.0重量%の量のCuのうちの少なくとも1つを含む、いずれかの先行または後続の実例の方法である。 Example 15 includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. The method of any preceding or subsequent instance.

実例16は、連続鋳造が、前記鋳造製造物を製造するために少なくとも1℃/秒の凝固速度を含む、いずれかの先行または後続の実例の方法である。 Example 16 is the method of any preceding or subsequent example, wherein continuous casting includes a solidification rate of at least 1° C./sec to produce the cast product.

実例17は、焼鈍がバッチ焼鈍または連続焼鈍を含む、いずれかの先行または後続の実例の方法である。 Example 17 is a method of any preceding or subsequent example, where the annealing comprises batch annealing or continuous annealing.

実例18は、フラッシュ均質化が、前記鋳造製造物を400℃~600℃で10分未満加熱することを含む、いずれかの先行または後続の実例の方法である。 Example 18 is the method of any preceding or subsequent example, wherein flash homogenization comprises heating the cast product at 400° C. to 600° C. for less than 10 minutes.

実例19は、アルミニウム合金製造物を製造するために、焼鈍後に、前記冷間圧延製造物を塗装焼き付けすることをさらに含む、いずれかの先行または後続の実例の方法である。 Example 19 is the method of any preceding or subsequent example further comprising paint baking the cold rolled product after annealing to produce an aluminum alloy product.

実例20は、前記アルミニウム合金製造物の降伏強度が、塗装焼き付け後に5MPa以上増加する、いずれかの先行または後続の実例の方法である。 Example 20 is the method of any preceding or subsequent example in which the yield strength of the aluminum alloy product increases by 5 MPa or more after paint baking.

上で引用したすべての特許、刊行物、及び抄録は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的の達成のために記載された。これらの実施形態は、本発明の原理を例示するものに過ぎないことを認識すべきである。その多数の変更及び改変は、以下の特許請求の範囲において定義する本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者には容易に明白である。 All patents, publications, and abstracts cited above are incorporated herein by reference in their entirety. Various embodiments of the invention have been described to accomplish various objectives of the invention. It should be recognized that these embodiments are merely illustrative of the principles of the invention. Numerous changes and modifications thereof will be readily apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

Claims (20)

0~0.30重量%のSi、0.01~0.40重量%のFe、0~1.0重量%のCu、0.01~0.50重量%のMn、5.0~6.0重量%のMg、0~0.20重量%のCr、0~0.30重量%のZn、0~0.25重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含むアルミニウム合金。 0-0.30 wt% Si, 0.01-0.40 wt% Fe, 0-1.0 wt% Cu, 0.01-0.50 wt% Mn, 5.0-6. Aluminum with 0 wt% Mg, 0-0.20 wt% Cr, 0-0.30 wt% Zn, 0-0.25 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al alloy. 前記アルミニウム合金は、0.01~0.20重量%のSi、0.01~0.30重量%のFe、0.01~0.90重量%のCu、0.01~0.40重量%のMn、5.1~6.0重量%のMg、0~0.10重量%のCr、0~0.20重量%のZn、0~0.10重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1に記載のアルミニウム合金。 The aluminum alloy contains 0.01-0.20% by weight of Si, 0.01-0.30% by weight of Fe, 0.01-0.90% by weight of Cu, and 0.01-0.40% by weight. of Mn, 5.1-6.0 wt% Mg, 0-0.10 wt% Cr, 0-0.20 wt% Zn, 0-0.10 wt% Ti, up to 0.15 wt% % impurities, and Al as claimed in claim 1. 前記アルミニウム合金は、0.01~0.15重量%のSi、0.01~0.20重量%のFe、0.05~0.80重量%のCu、0.05~0.30重量%のMn、5.2~6.0重量%のMg、0~0.05重量%のCr、0~0.10重量%のZn、0~0.05重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1に記載のアルミニウム合金。 The aluminum alloy contains 0.01-0.15% by weight of Si, 0.01-0.20% by weight of Fe, 0.05-0.80% by weight of Cu, and 0.05-0.30% by weight. of Mn, 5.2-6.0 wt% Mg, 0-0.05 wt% Cr, 0-0.10 wt% Zn, 0-0.05 wt% Ti, up to 0.15 wt% % impurities, and Al as claimed in claim 1. 前記アルミニウム合金は、0.01~0.06重量%のSi、0.02~0.15重量%のFe、0.20~0.80重量%のCu、0.05~0.20重量%のMn、5.3~6.0重量%のMg、0.001~0.02重量%のCr、0~0.05重量%のZn、0~0.03重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1に記載のアルミニウム合金。 The aluminum alloy contains 0.01-0.06% by weight of Si, 0.02-0.15% by weight of Fe, 0.20-0.80% by weight of Cu, and 0.05-0.20% by weight. of Mn, 5.3-6.0 wt% Mg, 0.001-0.02 wt% Cr, 0-0.05 wt% Zn, 0-0.03 wt% Ti, max. The aluminum alloy according to claim 1, comprising 15% by weight of impurities and Al. 前記アルミニウム合金は、0.01~0.05重量%のSi、0.05~0.11重量%のFe、0.30~0.80重量%のCu、0.05~0.10重量%のMn、5.5~5.9重量%のMg、0.001~0.02重量%のCr、0~0.01重量%のZn、0.001~0.03重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1に記載のアルミニウム合金。 The aluminum alloy contains 0.01-0.05% by weight of Si, 0.05-0.11% by weight of Fe, 0.30-0.80% by weight of Cu, and 0.05-0.10% by weight. of Mn, 5.5-5.9 wt% Mg, 0.001-0.02 wt% Cr, 0-0.01 wt% Zn, 0.001-0.03 wt% Ti, max. The aluminum alloy according to claim 1, comprising 0.15% by weight of impurities and Al. 前記アルミニウム合金が、5.5重量%~6.0重量%の量のMg、及び0.30重量%~1.0重量%の量のCuのうちの少なくとも1つを含む、請求項1~5のいずれかに記載のアルミニウム合金。 The aluminum alloy comprises at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. 5. The aluminum alloy according to any one of 5. Fe含有成分の粒径が5ミクロン未満である、請求項1~6のいずれかに記載のアルミニウム合金。 Aluminum alloy according to any one of claims 1 to 6, wherein the grain size of the Fe-containing component is less than 5 microns. 前記アルミニウム合金微細構造のMgSi粒子の数密度が少なくとも500/mmである、請求項1~7のいずれかに記載のアルミニウム合金。 Aluminum alloy according to any of claims 1 to 7, wherein the number density of Mg 2 Si particles of the aluminum alloy microstructure is at least 500/mm 2 . 前記アルミニウム合金が、少なくとも130MPaの降伏強度を有する、請求項1~8のいずれかに記載のアルミニウム合金。 Aluminum alloy according to any of claims 1 to 8, wherein the aluminum alloy has a yield strength of at least 130 MPa. 前記アルミニウム合金が、少なくとも300MPaの極限引張強度を有する、請求項1~9のいずれかに記載のアルミニウム合金。 Aluminum alloy according to any of the preceding claims, wherein the aluminum alloy has an ultimate tensile strength of at least 300 MPa. 前記アルミニウム合金が、少なくとも5%の全伸びを有する、請求項1~10のいずれかに記載のアルミニウム合金。 Aluminum alloy according to any of claims 1 to 10, wherein the aluminum alloy has a total elongation of at least 5%. 請求項1~11のいずれかに記載のアルミニウム合金を含む、アルミニウム合金製造物。 An aluminum alloy product comprising the aluminum alloy according to any one of claims 1 to 11. 前記アルミニウム合金製造物が、連続鋳造、フラッシュ均質化、熱間圧延、及び冷間圧延により製造される、請求項12に記載のアルミニウム合金製造物。 13. The aluminum alloy product of claim 12, wherein the aluminum alloy product is produced by continuous casting, flash homogenization, hot rolling, and cold rolling. アルミニウム合金製造物の製造方法であって、
鋳造製造物を形成するべくアルミニウム合金を連続鋳造することであって、前記アルミニウム合金が、0~0.30重量%のSi、0.01~0.40重量%のFe、0~1.0重量%のCu、0.01~0.50重量%のMn、5.0~6.0重量%のMg、0~0.20重量%のCr、0~0.30重量%のZn、0~0.25重量%のTi、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、前記連続鋳造すること、
任意選択で、前記鋳造製造物をフラッシュ均質化すること、
前記鋳造製造物を熱間圧延して熱間圧延製造物を製造すること、
前記熱間圧延製造物をコイル化すること、
前記熱間圧延製造物を冷間圧延して冷間圧延製造物を製造すること、及び
前記冷間圧延製造物を焼鈍すること、
を含む、前記方法。
A method for manufacturing an aluminum alloy product, the method comprising:
continuous casting of an aluminum alloy to form a cast product, the aluminum alloy comprising: 0-0.30% by weight Si, 0.01-0.40% by weight Fe, 0-1.0% by weight; wt% Cu, 0.01-0.50 wt% Mn, 5.0-6.0 wt% Mg, 0-0.20 wt% Cr, 0-0.30 wt% Zn, 0 The continuous casting comprises ~0.25 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al;
optionally flash homogenizing the casting product;
hot rolling the cast product to produce a hot rolled product;
coiling the hot rolled product;
cold rolling the hot rolled product to produce a cold rolled product; and annealing the cold rolled product;
The method described above.
前記アルミニウム合金が、5.5重量%~6.0重量%の量のMg、及び0.30重量%~1.0重量%の量のCuのうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載の方法。 15. The aluminum alloy comprises at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. Method described. 連続鋳造が、前記鋳造製造物を製造するために少なくとも1℃/秒の凝固速度を含む、請求項14または15のいずれかに記載の方法。 16. A method according to any of claims 14 or 15, wherein continuous casting comprises a solidification rate of at least 1[deg.]C/sec to produce the cast product. 焼鈍がバッチ焼鈍または連続焼鈍を含む、請求項14~16のいずれかに記載の方法。 A method according to any of claims 14 to 16, wherein the annealing comprises batch annealing or continuous annealing. フラッシュ均質化が、前記鋳造製造物を400℃~600℃で10分未満加熱することを含む、請求項14~17のいずれかに記載の方法。 A method according to any of claims 14 to 17, wherein flash homogenization comprises heating the cast product at 400°C to 600°C for less than 10 minutes. アルミニウム合金製造物を製造するために、焼鈍後に、前記冷間圧延製造物を塗装焼き付けすることをさらに含む、請求項14~18のいずれかに記載の方法。 19. The method of any of claims 14 to 18, further comprising paint baking the cold rolled product after annealing to produce an aluminum alloy product. 前記アルミニウム合金製造物の降伏強度が、塗装焼き付け後に5MPa以上増加する、請求項19に記載の方法。 20. The method of claim 19, wherein the yield strength of the aluminum alloy product increases by 5 MPa or more after paint baking.
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