JP7082974B2 - 高強度６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金およびその作製方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１０月２７日に出願され、「ＨＩＧＨ ＳＴＲＥＮＧＴＨ ６ＸＸＸ ＳＥＲＩＥＳ ＡＬＵＭＩＮＵＭ ＡＬＬＯＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」と題される米国仮特許出願第６２／４１３，７４０号、２０１７年７月６日に出願され、「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＡＬＵＭＩＮＵＭ ＡＬＬＯＹ ＰＬＡＴＥＳ」と題される同第６２／５２９，０２８号、２０１６年１０月２７日に出願され、「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ」と題される同第６２／４１３，５９１号、および２０１７年５月１４日に出願され、「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ」と題される同第６２／５０５，９４４号の利益を主張し、これら全ての内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
さらに、本出願は、２０１７年９月２７日に出願され、「ＭＥＴＡＬ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ」と題される、Ｍｉｌａｎ Ｆｅｌｂｅｒｂａｕｍらによる米国仮特許出願第１５／７１７，３６１号に関連し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、材料科学、材料化学、金属製造、アルミニウム合金、およびアルミニウム製造の分野に関する。
アルミニウム（Ａｌ）合金は、自動車用途、輸送用途、工業用途、または電子機器関連用途などの複数の用途において、鋼鉄および他の金属を代替することが多くなってきている。いくつかの用途では、かかる合金は、高強度、高成形性、耐食性、および／または軽量を呈する必要があり得る。しかしながら、従来の方法および組成は、確立された方法によって製造される場合、異なる用途に要求される必要な要件、仕様、および／または性能を達成することができないので、上述の特性を有する合金を製造することは困難である。例えば、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む、高い溶質含有量を有するアルミニウム合金は、インゴットが直接冷却（ＤＣ）鋳造されるときに割れを生じ得る。
本発明の網羅された実施形態は、この概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この概要は、本発明の様々な態様の高レベルの概説であり、以下の詳細な説明の項でさらに説明される概念のいくつかを紹介している。この概要は、特許請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、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されることも意図していない。主題は、明細書全体、任意のまたは全ての図面、およ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。
本明細書において、合金を作製および処理する方法と共に、高強度および高成形性を呈し、鋳造中および／または鋳造後に割れを呈さないアルミニウム合金が提供される。これらの合金は、ほんの数例を挙げると、自動車、輸送機関、工業、および電子機器の用途に使用され得る。
いくつかの例では、アルミニウム合金を製造する方法は、アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、アルミニウム合金が、約０．２６～２．８２重量％のＳｉ、０．０６～０．６０重量％のＦｅ、０．２６～２．３７重量％のＣｕ、０．０６～０．５７重量％のＭｎ、０．２６～２．３７重量％のＭｇ、０～０．２１重量％のＣｒ、０～０．００９重量％のＺｎ、０～０．０９重量％のＴｉ、０～０．００３重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである、形成することと、スラブを最終ゲージより前に冷間圧延することなく、スラブを最終ゲージに熱間圧延することと、を含む。いくつかの場合には、アルミニウム合金は、約０．２６～２．８２重量％のＳｉ、０．０６～０．６０重量％のＦｅ、０．２６～２．３７重量％のＣｕ、０．０６～０．５７重量％のＭｎ、０．２６～２．３７重量％のＭｇ、０．０２～０．２１重量％のＣｒ、０．００１～０．００９重量％のＺｎ、０．００６～０．０９重量％のＴｉ、０．０００３～０．００３重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約０．５２～１．１８重量％のＳｉ、０．１３～０．３０重量％のＦｅ、０．５２～１．１８重量％のＣｕ、０．１２～０．２８重量％のＭｎ、０．５２～１．１８重量％のＭｇ、０．０４～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００６重量％のＺｎ、０．０１～０．０６重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかのさらなる例では、アルミニウム合金は、約０．７０～１．０重量％のＳｉ、０．１５～０．２５重量％のＦｅ、０．７０～０．９０重量％のＣｕ、０．１５～０．２５重量％のＭｎ、０．７０～０．９０重量％のＭｇ、０．０５～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００４重量％のＺｎ、０．０１～０．０３重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかの場合には、連続的に鋳造されたスラブは、スラブを熱間圧延する工程の前に巻き取られる。任意選択で、この方法は、スラブを連続的に鋳造する連続鋳造機から出るときに、スラブを冷却することをさらに含む。冷却は、スラブを水で焼き入れすることおよび／またはスラブを空冷することを含み得る。いくつかの場合には、方法は、スラブを最終ゲージに熱間圧延する工程の前に、スラブを中間コイルに巻き取ることと、スラブを最終ゲージに熱間圧延する前に、中間コイルを予熱することと、スラブを最終ゲージに熱間圧延する前に、中間コイルを均質化することと、を含み得る。任意選択で、方法は、最終ゲージのアルミニウム合金製品を溶体化することと、最終ゲージのアルミニウム合金製品を焼き入れすることと、最終ゲージのアルミニウム合金製品を時効させることと、をさらに含み得る。任意選択で、冷間圧延する工程は実施されない。いくつかの場合には、スラブは、連続的に鋳造する工程の後にかつ熱間圧延する工程の前に、約８．０ｍｍを超える長さを有する割れがない。
他の例では、アルミニウム合金製品を製造する方法は、アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、アルミニウム合金が、約０．２６～２．８２重量％のＳｉ、０．０６～０．６０重量％のＦｅ、０．２６～２．３７重量％のＣｕ、０．０６～０．５７重量％のＭｎ、０．２６～２．３７重量％のＭｇ、０～０．２１重量％のＣｒ、０～０．００９重量％のＺｎ、０～０．０９重量％のＴｉ、０～０．００３重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである、形成することと、スラブを最終ゲージおよび最終調質度に熱間圧延することと、を含む。いくつかの場合には、アルミニウム合金は、約０．２６～２．８２重量％のＳｉ、０．０６～０．６０重量％のＦｅ、０．２６～２．３７重量％のＣｕ、０．０６～０．５７重量％のＭｎ、０．２６～２．３７重量％のＭｇ、０．０２～０．２１重量％のＣｒ、０．００１～０．００９重量％のＺｎ、０．００６～０．０９重量％のＴｉ、０．０００３～０．００３重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約０．５２～１．１８重量％のＳｉ、０．１３～０．３０重量％のＦｅ、０．５２～１．１８重量％のＣｕ、０．１２～０．２８重量％のＭｎ、０．５２～１．１８重量％のＭｇ、０．０４～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００６重量％のＺｎ、０．０１～０．０６重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかのさらなる例では、アルミニウム合金は、約０．７０～１．０重量％のＳｉ、０．１５～０．２５重量％のＦｅ、０．７０～０．９０重量％のＣｕ、０．１５～０．２５重量％のＭｎ、０．７０～０．９０重量％のＭｇ、０．０５～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００４重量％のＺｎ、０．０１～０．０３重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかの場合には、鋳造されたスラブは、鋳造中および／または鋳造後に割れを呈さない。いくつかの場合には、スラブは、連続的に鋳造する工程の後にかつ熱間圧延する工程の前に、約８．０ｍｍを超える長さを有する割れがない。
いくつかの例では、アルミニウム合金製品を製造する方法は、連続鋳造機内でアルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、アルミニウム合金が、約０．２６～２．８２重量％のＳｉ、０．０６～０．６０重量％のＦｅ、０．２６～２．３７重量％のＣｕ、０．０６～０．５７重量％のＭｎ、０．２６～２．３７重量％のＭｇ、０～０．２１重量％のＣｒ、０～０．００９重量％のＺｎ、０～０．０９重量％のＴｉ、０～０．００３重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである、形成することと、スラブを、連続鋳造機から出るときに均質化することと、スラブを熱間圧延して、スラブの厚さを少なくとも５０％だけ減少させることと、を含む。いくつかの場合には、アルミニウム合金は、約０．２６～２．８２重量％のＳｉ、０．０６～０．６０重量％のＦｅ、０．２６～２．３７重量％のＣｕ、０．０６～０．５７重量％のＭｎ、０．２６～２．３７重量％のＭｇ、０．０２～０．２１重量％のＣｒ、０．００１～０．００９重量％のＺｎ、０．００６～０．０９重量％のＴｉ、０．０００３～０．００３重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約０．５２～１．１８重量％のＳｉ、０．１３～０．３０重量％のＦｅ、０．５２～１．１８重量％のＣｕ、０．１２～０．２８重量％のＭｎ、０．５２～１．１８重量％のＭｇ、０．０４～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００６重量％のＺｎ、０．０１～０．０６重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。いくつかのさらなる例では、アルミニウム合金は、約０．７０～１．０重量％のＳｉ、０．１５～０．２５重量％のＦｅ、０．７０～０．９０重量％のＣｕ、０．１５～０．２５重量％のＭｎ、０．７０～０．９０重量％のＭｇ、０．０５～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００４重量％のＺｎ、０．０１～０．０３重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌである。任意選択で、均質化する工程は、約５００℃～約５８０℃の温度で実施される。
本明細書において、本明細書に記載の方法に従って調製されたアルミニウム合金製品もまた提供される。アルミニウム合金製品は、アルミニウム合金シート、アルミニウム合金プレート、またはアルミニウム合金シェートであり得る。アルミニウム合金製品は、Ｔ８２調質度にあるときに、少なくとも約３６５ＭＰａの長い横方向の引張降伏強度を含み得る。アルミニウム合金製品は、Ｔ４調質度にあるときに、約４０°～約１３０°の曲げ角度を含み得る。任意選択で、アルミニウム合金製品は、Ｔ４調質度にあるときに、約３５°～約６５°、Ｔ８２調質度にあるときに、約１１０°～約１３０°、および半壊条件にあるときに、約９０°～約１３０°の内曲げ角度を含む。アルミニウム合金製品は、自動車車体部品、動力車両部品、輸送機関本体部品、航空宇宙機体部品、または電子機器ハウジングであり得る。
本明細書に記載の方法に従って調製されたアルミニウム合金は、予想外の特性を有する。例えば、冷間圧延する工程を伴わずに処理された連続的に鋳造された６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、冷間圧延によるひずみ硬化を施されていないアルミニウム合金に期待される延性を呈する一方で、冷間圧延する工程から通常得られる引張強度を同時に呈する。本明細書に記載の連続的な鋳造によって製造されたアルミニウム合金は、記載される非連続直接チル（ＤＣ）法によって鋳造された組成の合金において、一般的に観察される耐割れ性をさらに呈する。
本発明の他の目的および利点は、本発明の実施形態の以下の詳細な説明および図面から明らかになるであろう。
本明細書に記載の異なる合金に対する２つの異なる処理経路を示すプロセスフロー図である。図１Ａは、鋳放しアルミニウム合金（「Ａｓ ｃａｓｔ」）に、予熱する工程（「Ｐｒｅ－ｈｅａｔ」）、熱間圧延する工程（「Ｌａｂ ＨＲ」）、焼入れ／巻き取り冷却する工程（「Ｒｅｒｏｌｌ」）、最終ゲージ製品（「Ｆｉｎａｌ ｇａｕｇｅ」）を得るために冷間圧延する工程（「Ｌａｂ ＣＲ」）、溶体化熱処理製品を得るために溶体化する工程（「ＳＨＴ」）、および時効された製品を得るために時効させる工程（「ＡＡ」）を施す、比較処理経路を示す。 本明細書に記載の異なる合金に対する２つの異なる処理経路を示すプロセスフロー図である。図１Ｂは、鋳放しアルミニウム合金（「Ａｓ ｃａｓｔ」）に、予熱する工程（「Ｐｒｅ－ｈｅａｔ」）、最終ゲージ製品（「Ｆｉｎａｌ ｇａｕｇｅ」）を得るために最終ゲージに熱間圧延する工程（「Ｌａｂ ＨＲ」）、溶体化熱処理製品を得るために溶体化する工程（「ＳＨＴ」）、および時効された製品を得るために時効させる工程（「ＡＡ」）を施す例示処理経路を示す。 例示経路（「ＨＲＴＧ」と呼ばれる、ゲージへの熱間圧延、図１Ｂ参照）によって処理される連続的に鋳造された（「ＣＣ」と称される）の例示合金（Ａ、Ｂ）、および比較経路 （「ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」と呼ばれる熱間圧延および冷間圧延、図１Ａ参照）によって処理されるＤＣ鋳造（「ＤＣ」と呼ばれる）比較合金（Ｃ）の降伏強度（各ペアの左側の網掛けで塗りつぶしたヒストグラムバー）、および曲げ角度（各ペアの右側の交差した網掛けで塗りつぶしたヒストグラムバー）を示すグラフである。測定は、圧延方向に対して長い横方向の方向で行われた。 ３つの異なる溶体化温度を使用して、かつＴ４、Ｔ８１、およびＴ８２の調質度で、図１Ａに記載された経路（「ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」）によって処理された連続的に鋳造された例示合金Ａの引張特性を示すグラフである。各組の左側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度（「ＹＳ」）を表す。各組の中央のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度（「ＵＴＳ」）を表す。各組の右側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の曲げ角度（「ＶＤＡ」）を表す。伸びは、塗りつぶされていないポイントマーカーで表される。各組の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸び（「ＴＥ」）を表し、各組の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸び（「ＵＥ」）を表す。 グラフに示したような３つの異なる溶体化温度を使用して、かつＴ４、Ｔ８１、およびＴ８２の調質度で、図１Ｂに記載の経路（「ＨＲＴＧ」）によって処理された連続的に鋳造された例示合金Ａの引張特性を示すグラフである。各組の左側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度を表す。各組の中央のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度を表す。各組の右側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の曲げ角度を表す。伸びは、塗りつぶされていないポイントマーカーで表される。各組の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸びを表し、各組の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸びを表す。 図１Ａに記載の経路で処理された連続的に鋳造された例示合金Ｂの引張特性を示すグラフである。グラフに示されているような３つの異なる溶体化温度を使用し、かつＴ４、Ｔ８１、およびＴ８２の調質度でのＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ。各組の左側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度を表す。各組の中央のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度を表す。各組の右側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の曲げ角度を表す。伸びは、塗りつぶされていないポイントマーカーで表される。各組の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸びを表し、各組の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸びを表す。 グラフに示されたような３つの異なる溶体化温度を用いて、かつＴ４、Ｔ８１、およびＴ８２の調質度で、図１Ｂに記載された経路（「ＨＲＴＧ」）によって処理された連続的に鋳造された例示合金Ｂの引張特性を示すグラフである。各組の左側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度を表す。各組の中央のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度を表す。各組の右側のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の曲げ角度を表す。伸びは、塗りつぶされていないポイントマーカーで表される。各組の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸びを表し、各組の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸びを表す。 本明細書に記載の例示合金の粒子含有量および粒状構造のデジタル画像を示す。上列（「Ｐａｒｔｉｃｌｅ」）は、例示経路（「Ａ－ＨＲＴＧ」、「Ｂ－ＨＲＴＧ」）および比較経路（「Ａ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」、「Ｂ－ＨＲ＋ＷＱ」＋ＣＲ）によって処理された例示合金の粒子含有量を示す。下列（「Ｇｒａｉｎ）は、例示経路および比較経路によって処理された例示合金の粒状構造を示す。 本明細書に記載の例示および比較合金の粒子含有量および粒状構造のデジタル画像を示す。上列（「Ｐａｒｔｉｃｌｅ」）は、比較経路（熱間圧延および冷間圧延、「Ａ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」、「Ｂ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」、「Ｃ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」）によって処理された例示合金（Ａ、Ｂ）および比較合金（Ｃ）の粒子含有量を示す。下列（「Ｇｒａｉｎ」）は、比較経路によって処理された例示および比較合金の粒状構造を示す。 本開示の特定の態様による、アルミニウム合金物品を製造する方法を示す概略図である。アルミニウム合金は、連続的にスラブの形態に鋳造され、均質化され、熱間圧延され、焼き入れされ、巻き取られ、冷間圧延され、溶体化され、かつ／または焼き入れされる。 図９に記載の経路によって処理されたアルミニウム合金の機械的特性のグラフである。ＶＤＡ曲げおよび降伏強度のデータが示されている。 本開示の特定の態様による、アルミニウム合金物品を製造する方法を示す概略図である。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、熱間圧延され、焼き入れされ、巻き取られ、予熱され、予熱温度より低い温度に焼き入れされ、温間圧延され、かつ溶体化される。 図１１に記載の経路で処理されたアルミニウム合金の機械的特性のグラフである。ＶＤＡ曲げおよび降伏強度のデータが示されている。 本開示の特定の態様による、アルミニウム合金物品を製造する方法を示す概略図である。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、熱間圧延され、焼き入れされ、巻き取られ、予熱され、熱間圧延され、焼き入れされ、冷間圧延され、かつ溶体化される。 図１３に記載の経路によって処理されたアルミニウム合金の機械的特性のグラフである。ＶＤＡ曲げおよび降伏強度のデータが示されている。 本開示の特定の態様による、アルミニウム合金物品を製造する方法を示す概略図である。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、熱間圧延され、焼き入れされ、予熱され、焼き入れされ、冷間圧延され、かつ溶体化される。 図１５に記載の経路によって処理されたアルミニウム合金の機械的特性のグラフである。ＶＤＡ曲げおよび降伏強度のデータが示されている。 本開示の特定の態様に従って製造されたアルミニウム合金の機械的特性のグラフである。各組の左側のヒストグラムバーは、合金の降伏強度を表す。各組の右側のヒストグラムバーは、合金の極限引張強度を表す。伸びは、塗りつぶされていないポイントマーカーで表される。各組の菱形は合金の全伸びを表し、各組の円は合金の均一伸びを表す。
本明細書において、高強度および高成形性を呈する６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金が説明される。いくつかの場合には、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、溶質の含有量の多さに起因して、従来の鋳造プロセスを使用して鋳造することは困難であり得る。本明細書に記載の方法は、目視検査によって判定されるように、鋳造中および／または鋳造後に割れのない（例えば、直接チル鋳造インゴットよりも本明細書に記載の方法に従って調製されたスラブにおいて平方メートル当たりの割れが少ない）、薄いスラブ（例えば、約５ｍｍ～約５０ｍｍの厚さを有するアルミニウム合金本体）中の本明細書に記載の６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の鋳造を可能にする。いくつかの例では、本明細書に記載のように、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金が、連続的に鋳造され得る。いくつかのさらなる例では、鋳造機から出るときに水焼き入れする工程を含めることによって、溶質は、マトリックスから析出するのではなく、マトリックス中で凍結することができる。いくつかの場合において、マトリックス中の溶質の凍結は、下流処理における析出物の粗大化を防ぐことができる。
定義および説明
この文書で使用される「発明」、「その発明」、「この発明」および「本発明」という用語は、本特許出願および以下の特許請求の範囲の主題の全てを広く参照することが意図されている。これらの用語を含む言明は、本明細書に記載された主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
本明細書で使用される場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。
本明細書で使用される場合、「金属」の意味は、文脈がそうでないことを明確に指示しない限り、純粋な金属、合金および金属固溶体を含む。
この説明では、ＡＡ番号によって特定される合金、および「シリーズ」または「６ｘｘｘ」などの他の関連する記号表示が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および特定に最も一般的に使用される番号記号表示システムの理解に関しては、両方ともＴｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって出版されている、「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。
本出願では、合金の調質度または条件について言及する。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ （ＡＮＳＩ）Ｈ３５ ｏｎ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｆ条件または調質度は、製造されたままのアルミニウム合金を指す。Ｏ状態または調質度は、焼き鈍し後のアルミニウム合金を指す。Ｔ１状態または調質度は、熱間加工および自然時効（例えば、室温で）から冷却した後のアルミニウム合金を指す。Ｔ２状態または調質度は、熱間加工、冷間加工、および自然時効から冷却した後のアルミニウム合金を指す。Ｔ３状態または調質度は、溶体化熱処理（すなわち、溶体化）、冷間加工、および自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ４状態または調質度は、溶体化熱処理およびそれに続く自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ５状態または調質度は、熱間加工および人工時効から冷却した後のアルミニウム合金を指す。Ｔ６状態または調質度は、溶体化熱処理およびそれに続く人工時効（ＡＡ）の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ７状態または調質度は、溶体化熱処理およびその後の人工時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ状態または調質度は、溶体化熱処理、それに続く冷間加工、その後の人工過時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ９状態または調質度は、溶体化熱処理、それに続く人工時効、およびその後の冷間加工の後のアルミニウム合金を指す。
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、プレートは、１５ｍｍを超えるか、２０ｍｍを超えるか、２５ｍｍを超えるか、３０ｍｍを超えるか、３５ｍｍを超えるか、４０ｍｍを超えるか、４５ｍｍを超えるか、５０ｍｍを超えるか、または１００ｍｍを超える厚さを有するアルミニウム製品を指してもよい。
本明細書で使用される場合、シェート（シートプレートとも称される）は、概して、約４ｍｍ～約１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェートは、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、または１５ｍｍの厚さを有し得る。
本明細書で使用される場合、シートは、概して、約４ｍｍ未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、または０．１ｍｍの厚さを有し得る。
本明細書で開示されるすべての範囲は、その中に含まれる任意およびすべての部分範囲を包含すると理解される。例えば、「１～１０」と記載された範囲は、最小値１と最大値１０との間の（およびそれらを含む）任意およびすべての部分範囲、すなわち、１の最小値またはそれ以上、例えば、１～６．１で始まり、１０の最大値またはそれ以下、例えば、５．５～１０で終わるすべての部分範囲を含むと考慮されるべきである。
以下の例では、アルミニウム合金は、それらの元素組成に関して、全体の重量百分率（重量％）で記載されている。各合金において、残部はアルミニウムであり、不純物の合計に関する最大重量％は、０．１５重量％である。
合金の組成
本明細書に記載の合金は、アルミニウム含有６ｘｘｘシリーズ合金である。合金は、予想外に高強度および高成形性を呈する。いくつかの場合には、合金の元素組成によって合金の特性が達成され得る。具体的には、合金は、表１に提供されるように、以下の元素組成を有し得る。
Figure 0007082974000001
いくつかの例では、合金は、表２に提供されるような元素組成を有し得る。
Figure 0007082974000002
いくつかの例では、合金は、表３に提供されるような元素組成を有し得る。
Figure 0007082974000003
いくつかの例では、合金は、表４に提供されるような以下の元素組成を有し得る。
Figure 0007082974000004
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．２６重量％～約２．８２重量％（例えば、０．５２重量％～１．１８重量％または０．７０重量％～１．０重量％）の量のケイ素（Ｓｉ）を含む。例えば、合金は、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、０．６重量％、０．６１重量％、０．６２重量％、０．６３重量％、０．６４重量％、０．６５重量％、０．６６重量％、０．６７重量％、０．６８重量％、０．６９重量％、０．７重量％、０．７１重量％、０．７２重量％、０．７３重量％、０．７４重量％、０．７５重量％、０．７６重量％、０．７７重量％、０．７８重量％、０．７９重量％、０．８重量％、０．８１重量％、０．８２重量％、０．８３重量％、０．８４重量％、０．８５重量％、０．８６重量％、０．８７重量％、０．８８重量％、０．８９重量％、０．９重量％、０．９１重量％、０．９２重量％、０．９３重量％、０．９４重量％、０．９５重量％、０．９６重量％、０．９７重量％、０．９８重量％、０．９９重量％、１．０重量％、１．０１重量％、１．０２重量％、１．０３重量％、１．０４重量％、１．０５重量％、１．０６重量％、１．０７重量％、１．０８重量％、１．０９重量％、１．１重量％、１．１１重量％、１．１２重量％、１．１３重量％、１．１４重量％、１．１５重量％、１．１６重量％、１．１７重量％、１．１８重量％、１．１９重量％、１．２重量％、１．２１重量％、１．２２重量％、１．２３重量％、１．２４重量％、１．２５重量％、１．２６重量％、１．２７重量％、１．２８重量％、１．２９重量％、１．３重量％、１．３１重量％、１．３２重量％、１．３３重量％、１．３４重量％、１．３５重量％、１．３６重量％、１．３７重量％、１．３８重量％、１．３９重量％、１．４重量％、１．４１重量％、１．４２重量％、１．４３重量％、１．４４重量％、１．４５重量％、１．４６重量％、１．４７重量％、１．４８重量％、１．４９重量％、１．５重量％、１．５１重量％、１．５２重量％、１．５３重量％、１．５４重量％、１．５５重量％、１．５６重量％、１．５７重量％、１．５８重量％、１．５９重量％、１．６重量％、１．６１重量％、１．６２重量％、１．６３重量％、１．６４重量％、１．６５重量％、１．６６重量％、１．６７重量％、１．６８重量％、１．６９重量％、１．７重量％、１．７１重量％、１．７２重量％、１．７３重量％、１．７４重量％、１．７５重量％、１．７６重量％、１．７７重量％、１．７８重量％、１．７９重量％、１．８０重量％、１．８１重量％、１．８２重量％、１．８３重量％、１．８４重量％、１．８５重量％、１．８６重量％、１．８７重量％、１．８８重量％、１．８９重量％、１．９重量％、１．９１重量％、１．９２重量％、１．９３重量％、１．９４重量％、１．９５重量％、１．９６重量％、１．９７重量％、１．９８重量％、１．９９重量％、２．０重量％、２．０１重量％、２．０２重量％、２．０３重量％、２．０４重量％、２．０５重量％、２．０６重量％、２．０７重量％、２．０８重量％、２．０９重量％、２．１重量％、２．１１重量％、２．１２重量％、２．１３重量％、２．１４重量％、２．１５重量％、２．１６重量％、２．１７重量％、２．１８重量％、２．１９重量％、２．２重量％、２．２１重量％、２．２２重量％、２．２３重量％、２．２４重量％、２．２５重量％、２．２６重量％、２．２７重量％、２．２８重量％、２．２９重量％、２．３重量％、２．３１重量％、２．３２重量％、２．３３重量％、２．３４重量％、２．３５重量％、２．３６重量％、２．３７重量％、２．３８重量％、２．３９重量％、２．４重量％、２．４１重量％、２．４２重量％、２．４３重量％、２．４４重量％、２．４５重量％、２．４６重量％、２．４７重量％、２．４８重量％、２．４９重量％、２．５重量％、２．５１重量％、２．５２重量％、２．５３重量％、２．５４重量％、２．５５重量％、２．５６重量％、２．５７重量％、２．５８重量％、２．５９重量％、２．６重量％、２．６１重量％、２．６２重量％、２．６３重量％、２．６４重量％、２．６５重量％、２．６６重量％、２．６７重量％、２．６８重量％、２．６９重量％、２．７重量％、２．７１重量％、２．７２重量％、２．７３重量％、２．７４重量％、２．７５重量％、２．７６重量％、２．７７重量％、２．７８重量％、２．７９重量％、２．８０重量％、２．８１重量％、または２．８２重量％のＳｉを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金はまた、合金の全重量に基づいて、約０．０６重量％～約０．６０重量％（例えば、０．１３重量％～０．３０重量％または０．１５重量％～０．２５重量％）の量の鉄（Ｆｅ）を含む。例えば、合金は、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、または０．６重量％のＦｅを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．２６重量％～約２．３７重量％（例えば、０．５２重量％～１．１８重量％または０．７０重量％～１．０重量％）の量の銅（Ｃｕ）を含む。例えば、合金は、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、０．６重量％、０．６１重量％、０．６２重量％、０．６３重量％、０．６４重量％、０．６５重量％、０．６６重量％、０．６７重量％、０．６８重量％、０．６９重量％、０．７重量％、０．７１重量％、０．７２重量％、０．７３重量％、０．７４重量％、０．７５重量％、０．７６重量％、０．７７重量％、０．７８重量％、０．７９重量％、０．８重量％、０．８１重量％、０．８２重量％、０．８３重量％、０．８４重量％、０．８５重量％、０．８６重量％、０．８７重量％、０．８８重量％、０．８９重量％、０．９重量％、０．９１重量％、０．９２重量％、０．９３重量％、０．９４重量％、０．９５重量％、０．９６重量％、０．９７重量％、０．９８重量％、０．９９重量％、１．０重量％、１．０１重量％、１．０２重量％、１．０３重量％、１．０４重量％、１．０５重量％、１．０６重量％、１．０７重量％、１．０８重量％、１．０９重量％、１．１重量％、１．１１重量％、１．１２重量％、１．１３重量％、１．１４重量％、１．１５重量％、１．１６重量％、１．１７重量％、１．１８重量％、１．１９重量％、１．２重量％、１．２１重量％、１．２２重量％、１．２３重量％、１．２４重量％、１．２５重量％、１．２６重量％、１．２７重量％、１．２８重量％、１．２９重量％、１．３重量％、１．３１重量％、１．３２重量％、１．３３重量％、１．３４重量％、１．３５重量％、１．３６重量％、１．３７重量％、１．３８重量％、１．３９重量％、１．４重量％、１．４１重量％、１．４２重量％、１．４３重量％、１．４４重量％、１．４５重量％、１．４６重量％、１．４７重量％、１．４８重量％、１．４９重量％、１．５重量％、１．５１重量％、１．５２重量％、１．５３重量％、１．５４重量％、１．５５重量％、１．５６重量％、１．５７重量％、１．５８重量％、１．５９重量％、１．６重量％、１．６１重量％、１．６２重量％、１．６３重量％、１．６４重量％、１．６５重量％、１．６６重量％、１．６７重量％、１．６８重量％、１．６９重量％、１．７重量％、１．７１重量％、１．７２重量％、１．７３重量％、１．７４重量％、１．７５重量％、１．７６重量％、１．７７重量％、１．７８重量％、１．７９重量％、１．８０重量％、１．８１重量％、１．８２重量％、１．８３重量％、１．８４重量％、１．８５重量％、１．８６重量％、１．８７重量％、１．８８重量％、１．８９重量％、１．９重量％、１．９１重量％、１．９２重量％、１．９３重量％、１．９４重量％、１．９５重量％、１．９６重量％、１．９７重量％、１．９８重量％、１．９９重量％、２．０重量％、２．０１重量％、２．０２重量％、２．０３重量％、２．０４重量％、２．０５重量％、２．０６重量％、２．０７重量％、２．０８重量％、２．０９重量％、２．１重量％ ２．１１重量％、２．１２重量％、２．１３重量％、２．１４重量％、２．１５重量％、２．１６重量％、２．１７重量％、２．１８重量％、２．１９重量％、２．２重量％、２．２１重量％、２．２２重量％、２．２３重量％、２．２４重量％、２．２５重量％、２．２６重量％、２．２７重量％、２．２８重量％、２．２９重量％、２．３重量％、２．３１重量％、２．３２重量％、２．３３重量％、２．３４重量％、２．３５重量％、２．３６重量％、または２．３７重量％のＣｕを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．０６重量％～約０．５７重量％（例えば、０．１２重量％～０．２８重量％または０．１５重量％～０．２５重量％）の量のマンガン（Ｍｎ）を含み得る。例えば、合金は、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、または０．５７重量％のＭｎを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．２６重量％～約２．３７重量％（例えば、０．５２重量％～１．１８重量％または０．７０重量％～０．９０重量％）の量のマグネシウム（Ｍｇ）を含み得る。例えば、合金は、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、０．６重量％、０．６１重量％、０．６２重量％、０．６３重量％、０．６４重量％、０．６５重量％、０．６６重量％、０．６７重量％、０．６８重量％、０．６９重量％、０．７重量％、０．７１重量％、０．７２重量％、０．７３重量％、０．７４重量％、０．７５重量％、０．７６重量％、０．７７重量％、０．７８重量％、０．７９重量％、０．８重量％、０．８１重量％、０．８２重量％、０．８３重量％、０．８４重量％、０．８５重量％、０．８６重量％、０．８７重量％、０．８８重量％、０．８９重量％、０．９重量％、０．９１重量％、０．９２重量％、０．９３重量％、０．９４重量％、０．９５重量％、０．９６重量％、０．９７重量％、０．９８重量％、０．９９重量％、１．０重量％、１．０１重量％、１．０２重量％、１．０３重量％、１．０４重量％、１．０５重量％、１．０６重量％、１．０７重量％、１．０８重量％、１．０９重量％、１．１重量％、１．１１重量％、１．１２重量％、１．１３重量％、１．１４重量％、１．１５重量％、１．１６重量％、１．１７重量％、１．１８重量％、１．１９重量％、１．２重量％、１．２１重量％、１．２２重量％、１．２３重量％、１．２４重量％、１．２５重量％、１．２６重量％、１．２７重量％、１．２８重量％、１．２９重量％、１．３重量％、１．３１重量％、１．３２重量％、１．３３重量％、１．３４重量％、１．３５重量％、１．３６重量％、１．３７重量％、１．３８重量％、１．３９重量％、１．４重量％、１．４１重量％、１．４２重量％、１．４３重量％、１．４４重量％、１．４５重量％、１．４６重量％、１．４７重量％、１．４８重量％、１．４９重量％、１．５重量％、１．５１重量％、１．５２重量％、１．５３重量％、１．５４重量％、１．５５重量％、１．５６重量％、１．５７重量％、１．５８重量％、１．５９重量％、１．６重量％、１．６１重量％、１．６２重量％、１．６３重量％、１．６４重量％、１．６５重量％、１．６６重量％、１．６７重量％、１．６８重量％、１．６９重量％、１．７重量％、１．７１重量％、１．７２重量％、１．７３重量％、１．７４重量％、１．７５重量％、１．７６重量％、１．７７重量％、１．７８重量％、１．７９重量％、１．８０重量％、１．８１重量％、１．８２重量％、１．８３重量％、１．８４重量％、１．８５重量％、１．８６重量％、１．８７重量％、１．８８重量％、１．８９重量％、１．９重量％、１．９１重量％、１．９２重量％、１．９３重量％、１．９４重量％、１．９５重量％、１．９６重量％、１．９７重量％、１．９８重量％、１．９９重量％、２．０重量％、２．０１重量％、２．０２重量％、２．０３重量％、２．０４重量％、２．０５重量％、２．０６重量％、２．０７重量％、２．０８重量％、２．０９重量％、２．１重量％、２．１１重量％、２．１２重量％、２．１３重量％、２．１４重量％、２．１５重量％、２．１６重量％、２．１７重量％、２．１８重量％、２．１９重量％、２．２重量％、２．２１重量％、２．２２重量％、２．２３重量％、２．２４重量％、２．２５重量％、２．２６重量％、２．２７重量％、２．２８重量％、２．２９重量％、２．３重量％、２．３１重量％、２．３２重量％、２．３３重量％、２．３４重量％、２．３５重量％、２．３６重量％、または２．３７重量％のＭｇを含み得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、最大で約０．２０重量％（例えば、約０．０２重量％～約０．２０重量％、０．０４重量％～０．１０重量％、または０．０５重量％～０．１０重量％）の量のクロム（Ｃｒ）を含む。例えば、合金は、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、または０．２重量％のＣｒを含み得る。特定の態様では、Ｃｒは、合金中に存在しない（すなわち、０重量％）。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、最大で約０．００９重量％（例えば、約０．００１重量％～約０．００９重量％、０．００２重量％～０．００６重量％、または０．００２重量％～０．００４重量％）の量の亜鉛（Ｚｎ）を含む。例えば、合金は、０．００１重量％、０．００２重量％、０．００３重量％、０．００４重量％、０．００５重量％、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、または０．００９重量％のＺｎを含み得る。特定の態様において、Ｚｎは、合金中に存在しない（すなわち、０重量％）。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、最大で約０．０９％（例えば、約０．００６重量％～約０．０９％、０．０１重量％～０．０６重量％、または０．０１重量％～０．０３重量％）の量のチタン（Ｔｉ）を含む。例えば、合金は、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、０．００９重量％、０．０１重量％、０．０１１重量％、０．０１２重量％、０．０１３重量％、０．０１４重量％、０．０１５重量％、０．０１６重量％、０．０１７重量％、０．０１８重量％、０．０１９重量％、０．０２重量％、０．０２１重量％、０．０２２重量％、０．０２３重量％、０．０２４重量％、０．０２５重量％、０．０２６重量％、０．０２７重量％、０．０２８重量％、０．０２９重量％、０．０３重量％、０．０３１重量％、０．０３２重量％、０．０３３重量％、０．０３４重量％、０．０３５重量％、０．０３６重量％、０．０３７重量％、０．０３８重量％、０．０３９重量％、０．０４重量％、０．０４１重量％、０．０４２重量％、０．０４３重量％、０．０４４重量％、０．０４５重量％、０．０４６重量％、０．０４７重量％、０．０４８重量％、０．０４９重量％、０．０５重量％、０．０５１重量％、０．０５２重量％、０．０５３重量％、０．０５４重量％、０．０５５重量％、０．０５６重量％、０．０５７重量％、０．０５８重量％、０．０５９重量％、０．０６重量％、０．０６１重量％、０．０６２重量％、０．０６３重量％、０．０６４重量％、０．０６５重量％、０．０６６重量％、０．０６７重量％、０．０６８重量％、０．０６９重量％、０．０７重量％、０．０７１重量％、０．０７２重量％、０．０７３重量％、０．０７４重量％、０．０７５重量％、０．０７６重量％、０．０７７重量％、０．０７８重量％、０．０７９重量％、０．０８重量％、０．０８１重量％、０．０８２重量％、０．０８３重量％、０．０８４重量％、０．０８５重量％、０．０８６重量％、０．０８７重量％、０．０８８重量％、０．０８９重量％、０．０９重量％のＴｉを含み得る。特定の態様では、Ｔｉは、合金中に存在しない（すなわち、０重量％）。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、最大で約０．２０％（例えば、約０．０００３重量％～約０．００３％、０．０００６重量％～０．００１重量％、または０．０００９重量％～０．００１重量％）の量のジルコニウム（Ｚｒ）を含む。例えば、合金は、０．０００１重量％、０．０００２重量％、０．０００３重量％、０．０００４重量％、０．０００５重量％、０．０００６重量％、０．０００７重量％、０．０００８重量％、０．０００９重量％、０．００１重量％、０．００１１重量％、０．００１２重量％、０．００１３重量％、０．００１４重量％、０．００１５重量％、０．００１６重量％、０．００１７重量％、０．００１８重量％、０．００１９重量％、０．００２重量％、０．００２１重量％、０．００２２重量％、０．００２３重量％、０．００２４重量％、０．００２５重量％、０．００２６重量％、０．００２７重量％、０．００２８重量％、０．００２９重量％、０．００３重量％、０．００４重量％、０．００５重量％、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、０．００９重量％、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、または０．２重量％のＺｒを含み得る。特定の態様では、Ｚｒは、合金中に存在しない（すなわち、０重量％）。
任意選択で、本明細書に記載の合金組成は、不純物と呼ばれることもある他の微量元素を、各々、０．０５重量％以下、０．０４重量％以下、０．０３重量％以下、０．０２重量％以下、または０．０１重量％以下の量でさらに含み得る。これらの不純物としては、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｃａ、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。したがって、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｇａ、またはＣａは、０．０５重量％以下、０．０４重量％以下、０．０３重量％以下、０．０２重量％以下、または０．０１重量％以下の量で、合金中に存在してもよい。いくつかの例では、全不純物の合計は、０．１５重量％を超えない（例えば、０．１０重量％）。合金の残部の割合はアルミニウムである。
いくつかの例では、アルミニウム合金は、０．７９重量％のＳｉ、０．２０重量％のＦｅ、０．７９重量％のＣｕ、０．１９６重量％のＭｎ、０．７９重量％のＭｇ、０．０７重量％のＣｒ、０．００３重量％のＺｎ、０．０２重量％のＴｉ、０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部はＡｌである。
いくつかの例では、アルミニウム合金は、０．９４重量％のＳｉ、０．２０重量％のＦｅ、０．７９重量％のＣｕ、０．１９６重量％のＭｎ、０．７９重量％のＭｇ、０．０７重量％のＣｒ、０．００３重量％のＺｎ、０．０３重量％のＴｉ、０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部はＡｌである。
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、以下のアルミニウム合金の記号表示のうちの１つによる６ｘｘｘアルミニウム合金であり得る：ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、またはＡＡ６０９２。
作製方法
本明細書において、アルミニウムシートを製造する方法もまた説明される。アルミニウム合金は、鋳造され得、次いでさらに処理する工程が実施され得る。いくつかの例では、処理する工程は、予熱および／または均質化する工程、熱間圧延する工程、溶体化する工程、任意選択で焼き入れする工程、人工時効させる工程、任意選択で塗装する工程、および任意選択で塗料を焼き付ける工程を含む。
いくつかの例では、方法は、スラブを鋳造することと、スラブを熱間圧延して、シート、シェート、またはプレートの形態の熱間圧延されたアルミニウム合金を製造することと、アルミニウムのシート、シェート、またはプレートを溶体化することと、アルミニウムのシート、シェート、またはプレートを時効させることと、を含む。いくつかの例では、熱間圧延する工程は、スラブを最終ゲージおよび／または最終調質度に熱間圧延することを含む。いくつかの例では、冷間圧延する工程は排除される（すなわち除外される）。いくつかの例では、スラブは、連続鋳造機から出るときに熱的に焼き入れされる。いくつかのさらなる例では、スラブは、連続鋳造機から出るときに巻き取られる。いくつかの場合には、巻き取られたスラブは、空気中で冷却される。いくつかの場合には、方法は、巻き取られたスラブを予熱することをさらに含む。いくつかの例では、方法は、時効されたアルミニウムのシート、シェート、またはプレートを塗装することをさらに含む。いくつかのさらなる場合には、方法は、塗装されたアルミニウムのシート、シェート、またはプレートを焼き付けることをさらに含む。方法の工程を以下にさらに説明する。
鋳造
本明細書に記載の合金は、連続鋳造（ＣＣ）プロセスを使用してスラブに鋳造され得る。連続鋳造装置は、任意の適切な連続鋳造装置であり得る。ＣＣプロセスは、ブロック鋳造機、ツインロール鋳造機、またはツインベルト鋳造機の使用を含み得るが、それらに限定されない。驚くべきことに、「ＢＥＬＴ－ＣＯＯＬＩＮＧ ＡＮＤ ＧＵＩＤＩＮＧ ＭＥＡＮＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＢＥＬＴ ＣＡＳＴＩＮＧ ＯＦ ＭＥＴＡＬ ＳＴＲＩＰ」と題された米国特許第６，７５５，２３６号に開示されているベルト鋳造装置などのツインベルト鋳造装置を使用して、望ましい結果が達成されており、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。いくつかの例では、銅などの高い熱伝導率を有する金属から作製されたベルトを有するベルト鋳造装置を使用することによって、特に望ましい結果が達成され得る。ベルト鋳造装置は、最大で１メートルケルビンあたり４００ワット（Ｗ／ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する金属から作製されたベルトを含み得る。例えば、ベルトの熱伝導率は、鋳造温度で、５０Ｗ／ｍ・Ｋ、１００Ｗ／ｍ・Ｋ、１５０Ｗ／ｍ・Ｋ、２５０Ｗ／ｍ・Ｋ、３００Ｗ／ｍ・Ｋ、３５０Ｗ／ｍ・Ｋ、または４００Ｗ／ｍ・Ｋであり得るが、炭素鋼または低炭素鋼を含む、他の熱伝導率の値を有する金属が使用されてもよい。ＣＣは、最大で約１２メートル／分（ｍ／分）の速度で実施され得る。例えば、ＣＣは、１２ｍ／分以下、１１ｍ／分以下、１０ｍ／分以下、９ｍ／分以下、８ｍ／分以下、７ｍ／分以下、６ｍ／分以下、５ｍ／分以下、４ｍ／分以下、３ｍ／分以下、２ｍ／分以下、または１ｍ／分以下の速度で実施され得る。
焼き入れ
得られるスラブは、連続鋳造機から出るときに、任意選択で熱的に焼き入れされ得る。いくつかの例では、焼き入れは水で実施される。任意選択で、水焼き入れする工程は、最大で約２００℃／秒（例えば、１０℃／秒～１９０℃／秒、２５℃／秒～１７５℃／秒、５０℃／秒～１５０℃／秒、７５℃／秒～１２５℃／秒、または１０℃／秒～５０℃／秒）の速度で実施され得る。水温は、約２０℃～約７５℃（例えば、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、または約７５℃）であり得る。任意選択で、空冷する工程は、約１℃／秒～約３００℃／日の速度で実施され得る。得られるスラブは、約５ｍｍ～約５０ｍｍ（例えば、約１０ｍｍから約４５ｍｍ、約１５ｍｍ～約４０ｍｍ、または約２０ｍｍ～約３５ｍｍ）、例えば、約１０ｍｍの厚さを有し得る。例えば、得られるスラブは、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２２ｍｍ、２３ｍｍ、２４ｍｍ、２５ｍｍ、２６ｍｍ、２７ｍｍ、２８ｍｍ、２９ｍｍ、３０ｍｍ、３１ｍｍ、３２ｍｍ、３３ｍｍ、３４ｍｍ、３５ｍｍ、３６ｍｍ、３７ｍｍ、３８ｍｍ、３９ｍｍ、４０ｍｍ、４１ｍｍ、４２ｍｍ、４３ｍｍ、４４ｍｍ、４５ｍｍ、４６ｍｍ、４７ｍｍ、４８ｍｍ、４９ｍｍ、または５０ｍｍの厚さであり得る。
いくつかの例では、スラブを、連続鋳造機から出るときに水焼き入れすることにより、Ｔ４調質度のアルミニウム合金スラブが得られる。任意選択の水焼き入れの後、Ｔ４調質度にあるスラブは、次いで任意選択で中間コイルに巻き取られ、最大で９０日の時間期間保管され得る。意外なことに、スラブを連続鋳造機から出るときの水焼き入れは、スラブに割れが生じないように、目視検査によって判定されるようなスラブ割れをもたらさない。例えば、直接チル鋳造インゴットと比較すると、本明細書に記載の方法に従って製造されたスラブの割れ傾向は著しく減少する。いくつかの例では、約８．０ｍｍ未満の長さを有する平方メートル当たり、約８個以下の割れ（例えば、平方メートル当たり、約７個以下の割れ、約６個以下の割れ、約５個以下の割れ、約４個以下の割れ、約３個以下の割れ、約２個以下の割れ、または約１個の割れ）は存在しない。
巻き取り
任意選択で、スラブは、連続鋳造機から出るときに中間コイルに巻き取られ得る。いくつかの例では、スラブは、連続鋳造機から出るときに中間コイルに巻き取られ、その結果Ｆ調質度が生じる。いくつかのさらなる例では、コイルは、空気中で冷却される。いくつかのさらなる例では、空冷されたコイルは、一定の時間期間保管される。いくつかの例では、中間コイルは、約１００℃～約３５０℃（例えば、約２００℃または約３００℃）の温度に維持される。いくつかのさらなる例では、中間コイルは、Ｆ調質度をもたらす自然時効を防ぐために、低温保管場所に維持される。
予熱および／または均質化
保管時には、中間コイルは、予熱する工程で任意選択で再加熱され得る。いくつかの例では、再加熱する工程は、熱間圧延する工程のために中間コイルを予熱することを含み得る。いくつかのさらなる例では、再加熱する工程は、最大で約１００℃／時間（例えば、約１０℃／時間または約５０℃／時間）の速度で、中間コイルを予熱することを含み得る。中間コイルは、約３５０℃～約５８０℃（例えば、約３７５℃～約５７０℃、約４００℃～約５５０℃、約４２５℃から約５００℃、または約５００℃～約５８０℃）の温度に加熱され得る。中間コイルは、約１分～約１２０分、好ましくは約６０分ソーキングすることができる。
任意選択で、コイルの保管および／もしくは予熱の後の中間コイル、または鋳造機を出るときのスラブは、均質化され得る。均質化する工程は、スラブまたは中間コイルを加熱して、約または少なくとも約４５０℃（例えば、少なくとも４６０℃、少なくとも４７０℃、少なくとも４８０℃、少なくとも４９０℃、少なくとも５００℃、少なくとも５１０℃、少なくとも５２０℃、少なくとも５３０℃、少なくとも５４０℃、少なくとも５５０℃、少なくとも５６０℃、少なくとも５７０℃、または少なくとも５８０℃）のピーク金属温度（ＰＭＴ）を達成することを含み得る。例えば、コイルまたはスラブは、約４５０℃～約５８０℃、約４６０℃～約５７５℃、約４７０℃～約５７０℃、約４８０℃～約５６５℃、約４９０℃～約５５５℃、または約５００℃～約５５０℃の温度に加熱され得る。いくつかの場合には、ＰＭＴへの加熱速度は、約１００℃／時間以下、７５℃／時間以下、５０℃／時間以下、４０℃／時間以下、３０℃／時間以下、２５℃／時間以下、２０℃／時間以下、または１５℃／時間以下であり得る。他の場合には、ＰＭＴへの加熱速度は、約１０℃／分～約１００℃／分（例えば、約１０℃／分～約９０℃／分、約１０℃／分～約７０℃／分、約１０℃／分～約６０℃／分、約２０℃／分～約９０℃／分、約３０℃／分～約８０℃／分、約４０℃／分～約７０℃／分、または約５０℃／分～約６０℃／分）であり得る。
次いで、コイルまたはスラブは、一定期間ソーキングさせられる（すなわち、指示された温度に保持させられる）。１つの非限定的な例によれば、コイルまたはスラブは、最大で約３６時間（例えば、包括的に、約３０分～約３６時間）ソーキングさせられる。例えば、コイルまたはスラブは、一定の温度で、１０秒、１５秒、３０秒、４５秒、１分、２分、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１３時間、１４時間、１５時間、１６時間、１７時間、１８時間、１９時間、２０時間、２１時間、２２時間、２３時間、２４時間、２５時間、２６時間、２７時間、２８時間、２９時間、３０時間、３１時間、３２時間、３３時間、３４時間、３５時間、３６時間、またはそれら間のいずれかでソーキングされ得る。
熱間圧延
予熱および／または均質化する工程に続いて、熱間圧延する工程が実施され得る。熱間圧延する工程は、熱間逆転ミル操作および／または熱間タンデムミル操作を含み得る。熱間圧延する工程は、約２５０℃～約５００℃（例えば、約３００℃～約４００℃または約３５０℃～約５００℃）の範囲の温度で実施され得る。例えば、熱間圧延する工程は、約２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、３００℃、３１０℃、３２０℃、３３０℃、３４０℃、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、または５００℃の温度で実施され得る。
熱間圧延する工程では、金属製品は、１０ｍｍゲージ以下（例えば、約２ｍｍ～約８ｍｍ）の厚さに熱間圧延され得る。例えば、金属製品は、約１０ｍｍ以下のゲージ、９ｍｍ以下のゲージ、８ｍｍ以下のゲージ、７ｍｍ以下のゲージ、６ｍｍ以下のゲージ、５ｍｍ以下のゲージ、４ｍｍ以下のゲージ、３ｍｍ以下のゲージ、または２ｍｍ以下のゲージに熱間圧延され得る。いくつかの場合には、熱間圧延する工程から生じる厚さの減少率は、約３５％～約８０％（例えば、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％。７５％、または８０％）であり得る。任意選択で、熱間圧延された金属製品は、熱間圧延する工程の終わりに（例えば、タンデムミルから出るときに）焼き入れされる。任意選択で、熱間圧延する工程の終わりに、熱間圧延された金属製品は巻き取られる。
任意選択で、熱間圧延された金属は、最終ゲージおよび／または最終調質度で提供される。いくつかの非限定的な例では、熱間圧延する工程は、さらなる下流処理が必要とされないように、所望の機械的特性を有する最終製品を提供され得る。例えば、最終製品は、冷間圧延、溶体化、溶体化後の焼き入れ、自然時効、および／または人工時効を伴わずに、熱間圧延されて最終ゲージおよび調質度で供給され得る。「ＨＲＴＧＴ」とも呼ばれる最終ゲージおよび調質度への熱間圧延は、大幅に低減したコストで最適化された機械的特性を有する金属製品を提供し得る。
任意選択で、冷間圧延、温間圧延、溶体化、溶体化後の焼き入れ、および／または時効などのさらなる処理工程が実施され得る。これらの工程は以下にさらに説明される。
冷間圧延－任意選択
任意選択で、熱間圧延された金属製品は、冷間圧延され得る。例えば、アルミニウム合金のプレートまたはシェートは、シートと呼ばれる、約０．１ｍｍ～約４ｍｍの厚さゲージ（例えば、約０．５ｍｍ～約３ｍｍの厚さゲージ）に冷間圧延され得る。例えば、鋳造アルミニウム合金製品は、約４ｍｍ未満の厚さに冷間圧延され得る。例えば、シートは、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．９ｍｍ未満、０．８ｍｍ未満、０．７ｍｍ未満、０．６ｍｍ、０．５ｍｍ未満、０．４ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、０．２ｍｍ未満、または０．１ｍｍ未満の厚さを有し得る。圧延されたままのシートの調質度は、Ｆ調質度と呼ばれる。
任意選択で、冷間圧延する工程は排除される。いくつかの例では、冷間圧延する工程は、アルミニウム合金のシート、シェート、またはプレートの成形性を同時に低下させながら、アルミニウム合金の強度および硬度を増加させ得る。冷間圧延する工程を排除することは、アルミニウム合金のシート、シェート、またはプレートの延性を維持し得る。意外にも、冷間圧延する工程を排除することは、以下の実施例において詳細に記載されるように、本明細書に記載のアルミニウム合金の強度に悪影響を及ぼさない。
温間圧延
任意選択で、熱間圧延された金属製品は、最終ゲージに温間圧延され得る。温間圧延する工程は、熱間圧延する温度より低い温度で実施され得る。任意選択で、温間圧延温度は、約３００℃～約４００℃（例えば、３００℃、３１０℃、３２０℃、３３０℃、３４０℃、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、またはそれらの間のいずれか）であり得る。いくつかの場合には、熱間圧延された製品は、シートと呼ばれる、約０．１ｍｍ～約４ｍｍの厚さゲージ（例えば、約０．５ｍｍ～約３ｍｍの厚さゲージ）まで温間圧延され得る。例えば、鋳造アルミニウム合金製品は、約４ｍｍ未満の厚さまで温間圧延され得る。例えば、シートは、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．９ｍｍ未満、０．８ｍｍ未満、０．７ｍｍ未満、０．６ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．４ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、０．２ｍｍ未満、または０．１ｍｍ未満の厚さを有してもよい。
本明細書に記載のように、焼き入れする工程は、温間圧延する工程の前、温間圧延する工程の後、または温間圧延する工程の前および後に実施され得る。任意選択で、熱間圧延された製品は、温間圧延する工程の前に巻き取られかつ／または保管され得る。これらの場合において、巻き取られかつ／または保管された熱間圧延された製品は、上記のように予熱する工程で再加熱され得る。
溶体化
次いで、熱間圧延された金属製品または冷間圧延された金属製品は、溶体化する工程を施され得る。溶体化する工程は、約４２０℃～約５６０℃（例えば、約４８０℃～約５５０℃または約５００℃～約５３０℃）の範囲の温度で実施され得る。溶体化する工程は、約０分～約１時間（例えば、約１分間または約３０分間）実施され得る。任意選択で、溶体化する工程の終わりに（例えば、炉から出るときに）、シートは熱焼き入れする工程を施される。熱焼き入れする工程は、空気および／または水を使用して実施され得る。水温は、約２０℃～約７５℃（例えば、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、または約７５℃）であり得る。
時効
任意選択で、金属製品は人工時効させる工程が施される。人工時効させる工程は、合金の高強度特性を発達させ、合金における他の望ましい特性を最適化する。最終製品の機械的特性は、所望の用途に応じて様々な時効条件によって制御され得る。いくつかの場合には、本明細書に記載の金属製品は、例えば、Ｔｘ調質度（例えば、Ｔ１調質度、Ｔ４調質度、Ｔ５調質度、Ｔ６調質度、Ｔ７調質度、Ｔ８１調質度、もしくはＴ８２調質度）、Ｗ調質度、Ｏ調質度、またはＦ調質度で顧客に納品され得る。いくつかの例では、人工時効させる工程が実施され得る。人工時効させる工程は、約１００℃～約２５０℃の温度（例えば、約１８０℃または約２２５℃）で実施され得る。時効させる工程は、約１０分～約３６時間（例えば、約３０分または約２４時間）の時間期間にわたって実施され得る。いくつかの例では、人工時効させる工程は、１８０℃で３０分間実施されて、Ｔ８１調質度をもたらし得る。いくつかの例では、人工時効させる工程は、１８５℃で２５分間実施されて、Ｔ８１調質度をもたらし得る。いくつかのさらなる例では、人工時効させる工程は、２２５℃で３０分間実施されて、Ｔ８２調質度をもたらし得る。いくつかのさらなる例では、合金は、自然時効させる工程を施される。自然時効させる工程は、Ｔ４調質度をもたらし得る。
塗装および／または塗料焼き付け
任意選択で、金属製品は、塗装する工程を施される。任意選択で、塗装する工程は、亜鉛リン酸塩処理（Ｚｎ－リン酸塩処理）および／または電気塗装（Ｅ－塗装）を含み得る。Ｚｎ－リン酸塩処理およびＥ－塗装は、当業者に既知であるように、アルミニウム産業で一般的に使用されている標準に従って実施され得る。任意選択で、塗装する工程の後に塗料を焼き付ける工程を続けることができる。塗料を焼き付ける工程は、約１５０℃～約２３０℃の温度（例えば、約１８０℃または約２１０℃）で実施され得る。塗料を焼き付ける工程は、約１０分～約６０分（例えば、約３０分または約４５分）の時間期間にわたって実施され得る。
例示的な方法
図１Ｂは、１つの例示的方法を示している。アルミニウム合金は、ツインベルト鋳造機からスラブ（例えば、約５ｍｍ～約５０ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍの厚さを有するアルミニウム合金）の形態に連続的に鋳造される。いくつかの例では、連続鋳造機を出るときに、スラブを任意選択で水で焼き入れすることができ、得られた焼き入れされたスラブを巻き取り、最大で９０日の期間にわたって保管することができる。さらなる例では、連続鋳造機を出るときに、スラブを任意選択で巻き取ることができ、得られたコイルを空気中で冷却することができる。得られる冷却されたコイルは、一定の時間期間保管され得る。いくつかの場合には、スラブは、さらに処理する工程を施され得る。いくつかの例では、コイルは、任意選択で予熱および／または均質化され得る。得られる任意選択で予熱および／または均質化されたコイルは巻き出され得る。巻き出されていないスラブは、最終ゲージのアルミニウム合金製品に熱間圧延され得る。最終ゲージのアルミニウム合金製品は、プレート、シート、またはシェートであり得る。得られるアルミニウム合金製品は、任意選択で溶体化（ＳＨＴ）され得る。得られる溶体化されたアルミニウム合金製品は、任意選択で焼き入れされ得る。得られる溶体化および／または焼き入れされたアルミニウム合金製品は、任意選択で時効させる工程を施され得る。時効させる工程は、自然および／または人工時効（ＡＡ）を含み得る。
図９は、別の例示的な方法を示す。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、中間ゲージを有する熱間圧延されたたアルミニウム合金（すなわち、中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造するために熱間圧延され、焼き入れされ、かつ巻き取られる。巻き取られた材料は、任意選択で、ある時間期間後に、続いて冷間圧延されて最終ゲージのアルミニウム合金製品を提供する。得られるアルミニウム合金製品は、任意選択で、溶体化および／または焼き入れされ得る。得られる焼き入れおよび／または溶体化されたアルミニウム合金製品は、任意選択で、時効させる工程を施され得る。時効させる工程は、自然および／または人工時効（ＡＡ）を含み得る。
図１１は、本明細書に記載の別の製造方法を示す。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（すなわち、中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造するために熱間圧延され、焼き入れされ、かつ巻き取られる。巻き取られた材料は、任意選択で、ある時間期間後に予熱され、予熱温度より低い温度に焼き入れされ、かつ温間圧延されて最終ゲージのアルミニウム合金製品を提供する。得られるアルミニウム合金製品は、任意選択で、焼き入れおよび／または溶体化され得る。得られる焼き入れおよび／または溶体化されたアルミニウム合金製品は、任意選択で、時効させる工程を施され得る。時効させる工程は、自然および／または人工時効（ＡＡ）を含み得る。
図１３は、本明細書に記載の例示的製造方法を示す。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、第１の中間ゲージを有する熱間圧延されたアルミニウム合金（すなわち、第１の中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造するために熱間圧延され、焼き入れされ、かつ巻き取られる。巻き取られた材料は、任意選択で、一定時間期間後、予熱され、第２の中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（すなわち、第２の中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造するために熱間圧延され、焼き入れされ、冷間圧延されて最終ゲージのアルミニウム合金製品を得る。得られるアルミニウム合金製品は、任意選択で、焼き入れおよび／または溶体化され得る。得られる焼き入れおよび／または溶体化アルミニウム合金製品は、任意選択で、時効させる工程を施され得る。時効させる工程は、自然および／または人工時効（ＡＡ）を含み得る。
図１５は、本明細書に記載の例示的製造方法を示す。アルミニウム合金は、スラブの形態に連続的に鋳造され、均質化され、熱間圧延され、焼き入れされ、予熱され、焼き入れされ、かつ冷間圧延されて、最終ゲージのアルミニウム合金製品を提供する。得られるアルミニウム合金製品は、任意選択で、焼き入れおよび／または溶体化され得る。得られる焼き入れおよび／または溶体化されたアルミニウム合金製品は、任意選択で、時効させる工程を施され得る。時効させる工程は、自然および／または人工時効（ＡＡ）を含み得る。
特性
本明細書に記載されるような得られる金属製品は、Ｔｘ調質度条件（ここで、Ｔｘ調質度はＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８１、もしくはＴ８２調質度を含み得る）、Ｗ調質度、Ｏ調質度、またはＦ調質度を含む、様々な調質度条件下での高強度および高成形性を含む、所望の特性の組み合わせを有する。いくつかの例では、得られる金属製品は、およそ１５０～５００ＭＰａ（例えば、３００ＭＰａ～５００ＭＰａ、３５０ＭＰａ～４７５ＭＰａ、または３７４ＭＰａ～４６０ＭＰａ）の降伏強度を有する。例えば、降伏強度は、およそ１５０ＭＰａ、１６０ＭＰａ、１７０ＭＰａ、１８０ＭＰａ、１９０ＭＰａ、２００ＭＰａ、２１０ＭＰａ、２２０ＭＰａ、２３０ＭＰａ、２４０ＭＰａ、２５０ＭＰａ、２６０ＭＰａ、２７０ＭＰａ、２８０ＭＰａ、２９０ＭＰａ、３００ＭＰａ、３１０ＭＰａ、３２０ＭＰａ、３３０ＭＰａ、３４０ＭＰａ、３５０ＭＰａ、３６０ＭＰａ、３７０ＭＰａ、３８０ＭＰａ、３９０ＭＰａ、４００ＭＰａ、４１０ＭＰａ、４２０ＭＰａ、４３０ＭＰａ、４４０ＭＰａ、４５０ＭＰａ、４６０ＭＰａ、４７０ＭＰａ、４８０ＭＰａ、４９０ＭＰａ、または５００ＭＰａであり得る。任意選択で、１５０～５００ＭＰａの降伏強度を有する金属製品は、Ｔ４、Ｔ８１、またはＴ８２の調質度であり得る。
いくつかの例では、得られる金属製品は、およそ３５°～１３０°の間の曲げ角度を有する。例えば、得られる金属製品の曲げ角度は、およそ３５°、３６°、３７°、３８°、３９°、４０°、４１°、４２°、４３°、４４°、４５°、４６°、４７°、４８°、４９°、５０°、５１°、５２°、５３°、５４°、５５°、５６°、５７°、５８°、５９°、６０°、６１°、６２°、６３°、６４°、６５°、６６°、６７°、６８°、６９°、７０°、７１°、７２°、７３°、７４°、７５°、７６°、７７°、７８°、７９°、８０°、８１°、８２°、８３°、８４°、８５°、８６°、８７°、８８°、８９°、９０°、９１°、９２°、９３°、９４°、９５°、９６°、９７°、９８°、９９°、１００°、１０１°、１０２°、１０３°、１０４°、１０５°、１０６°、１０７°、１０８°、１０９°、１１０°、１１１°、１１２°、１１３°、１１４°、１１５°、１１６°、１１７°、１１８°、１１９°、１２０°、１２１°、１２２°、１２３°、１２４°、１２５°、１２６°、１２７°、１２８°、１２９°、または１３０°であり得る。任意選択で、４０°～１３０°の間の曲げ角度を有する金属製品は、Ｔ４、Ｔ８１、またはＴ８２の調質度であり得る。いくつかの例では、金属製品は、Ｔ４調質度にあるときに、約３５°～約６５°の内曲げ角度を有する。他の例では、金属製品は、Ｔ８２調質度にあるときに、約１１０°～約１３０°の内曲げ角度を有する。任意選択で、半壊適用では、アルミニウム合金製品は、Ｔ８２調質度にあるときに、約９０°～約１３０°および約１００°～約１３０°の内曲げ角度を含む。
使用法
本明細書に記載の合金および方法は、自動車、航空機、および鉄道用途を含む自動車用途および／もしくは輸送機関用途、または他の任意の所望の用途に使用され得る。いくつかの例では、合金および方法は、バンパー、インナーパネル、アウターパネル、サイドパネル、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車体部品製品を調製するために使用され得る。本明細書に記載のアルミニウム合金および方法はまた、航空機または鉄道車両用途において、例えば、アウターパネルおよびインナーパネルを調製するために使用され得る。
本明細書に記載の合金および方法はまた、電子機器用途にも使用され得る。例えば、本明細書に記載の合金および方法は、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む、電子機器用のハウジングを調製するために使用され得る。いくつかの例では、合金は、携帯電話（例えば、スマートフォン）、およびタブレットボトムシャーシの外部ケーシング用のハウジングを調製するために使用され得る。
いくつかの場合には、本明細書に記載の合金および方法は工業用途に使用され得る。例えば、本明細書に記載の合金および方法は、一般流通市場向けの製品を調製するために使用され得る。
開示された主題の様々な例について詳細に言及がなされており、その１つ以上の例が上記で説明されている。各例は、主題の説明として提供されたものであり、それを限定するものではない。実際に、当業者には、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく、本主題に様々な修正および変更を加えることができることが明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明されている特徴は、別の実施形態と共に使用されてさらに別の実施形態を生み出すことができる。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するのに役立つが、同時にそのいかなる限定も構成しない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなくそれら自体を当業者に示唆し得る様々な実施形態、変更および均等物に頼ることができることを明確に理解されたい。
実施例１
強度、伸び、および成形性の試験のために様々な合金を調製した。これらの合金の化学組成は、下記の表５に提供される。
Figure 0007082974000005
 全ての値は、全体の重量百分率（重量％）として表した。
本明細書に記載の例示的な方法を使用して、合金ＡおよびＢ（例示合金）を連続的に鋳造した。具体的には、ツインベルト鋳造機を使用して、連続的に鋳造されたアルミニウム合金スラブを製造した。合金ＡおよびＢを各々、図１Ｂによる例示処理経路（Ａ－ＨＲＴＧおよびＢ－ＨＲＴＧ）、ならびに図１Ａによる比較処理経路（Ａ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲおよびＢ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ）によって処理した。当業者に既知の方法に従って実験室規模のＤＣ鋳造機を使用して合金Ｃ（比較合金）を鋳造し、次いで図１Ａに従って比較経路（Ｃ－ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ）によって処理した。図１Ａおよび図１Ｂに記載のような処理経路は、以下に説明される。
図１Ａは、比較処理経路を説明する処理フロー図である。比較経路（「ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ」と呼ばれる）は、伝統的なゆっくりした予熱および均質化する工程（Ｐｒｅ－ｈｅａｔ）と、それに続く熱間圧延（ＨＲ）と、巻き取り／水焼入れ（Ｒｅｒｏｌｌ）と、最終ゲージ（Ｆｉｎａｌ Ｇａｕｇｅ）への冷間圧延（ＣＲ）と、溶体化（ＳＨＴ）と、Ｔ８×調質度特性を得るための人工時効（ＡＡ）またはＴ４調質度特性を得るための自然時効（図示せず）と、を含んだ。図１Ｂは、本明細書に記載の方法による例示処理経路を説明するプロセスフロー図である。例示経路（「ＨＲＴＧ」と呼ばれる）は、スラブを予熱および均質化する（Ｐｒｅ－ｈｅａｔ）ことと、最終ゲージ（Ｆｉｎａｌ Ｇａｕｇｅ）に熱間圧延する（ＨＲ）ことと、それに続いて巻き取ることと、溶体化する（ＳＨＴ）ことと、任意選択で焼き入れすることと、Ｔ８×調質度特性を得るために任意選択で人工時効させる（ＡＡ）かまたはＴ４質度特性を得るために自然時効させる（図示せず）ことと、を含んだ。
機械的特性は、引張試験用のＡＳＴＭ Ｂ５５７ ２”ＧＬ規格に基づいて判定された。成形性は、試料に予歪を与えずに、３点曲げ試験についてのＶｅｒｂａｎｄ ｄｅｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅ（ＶＤＡ）規格の下で判定された。図２は、圧延方向に対して長い横方向の配向（Ｌ）で試験した各合金（Ａ、Ｂ、およびＣ）の降伏強度（ＹＳ、塗りつぶしたヒストグラム）および曲げ角度（ＶＤＡ、網掛けのヒストグラム）を示すグラフである。各々、自然時効後（Ｔ４調質度）および人工時効後（Ｔ８２調質度時効）の連続的に鋳造された合金ＡおよびＢ、ならびにＤＣ鋳造された合金Ｃの引張強度と曲げ特性の比較が図２に示されている。図２において、「ＣＣ」は連続鋳造を意味し、「ＤＣ」は直接チル鋳造を意味する。
図２に示されるように、例示ＨＲＴＧ経路によって処理された連続的に鋳造された例示合金ＡおよびＢは、比較ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ経路によって処理されたＤＣ鋳造された比較合金Ｃと比較した場合、改善された曲げ角度（約１０～１５°低い）を有する同様の引張強度結果（ＹＳ～３７０ＭＰａ）を提供し得る。曲げ角度が小さいほど成形性が高いことを示す。
例示合金Ａの機械的特性を図３および図４に示す。図３は、プロセス経路ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲから得られる連続的に鋳造された例示合金Ａの機械的特性を表す。図４は、プロセス経路ＨＲＴＧから得られる連続的に鋳造された例示合金Ａの機械的特性を表す。降伏強度（ＹＳ）（左側ヒストグラム、網掛け塗りつぶし）、極限引張強度（ＵＴＳ）（中央ヒストグラム、交差した網掛け塗りつぶし）、および曲げ角度（ＶＤＡ）（右側ヒストグラム、縦線塗りつぶし）は、ヒストグラムによって表され、均一伸び（ＵＥ）（塗りつぶされていない円）および全伸び（ＴＥ）（塗りつぶされていない菱形）は、塗りつぶされていないポイントマーカーによって表される。本明細書に記載のように、自然時効（Ｔ４）後および人工時効（Ｔ８１およびＴ８２）の工程の後に合金を試験した。両方の処理経路から同様の引張強度が得られたが、ＨＲＴＧ経路は、より伝統的なＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ経路と比較すると、１０～１５°低い曲げ角度を提供した。ソーキングせずに５５０℃（ピーク金属温度、ＰＭＴ）で溶体化（ＳＨＴ）することで、Ｔ４調質度条件で例示および比較アルミニウム合金に対して最高の曲げ性が提供され、例示および比較合金に対して最高の強度（約３６５ＭＰａ）が、Ｔ８２調質度条件で得られた。より低いＰＭＴ（５２０℃および５００℃）で溶体化されたサンプルについては強度が減少しかつ曲げが改善された。しかしながら、ソーキングせずに５２０℃で溶体化すると、連続的に鋳造された６ｘｘｘ合金に対して約３５０ＭＰａの高いＹＳを達成することができる。
例示合金Ｂを連続的に鋳造するための機械的特性を図５および図６に示す。図５は、プロセス経路ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲから得られる連続的に鋳造された例示合金Ｂの機械的特性を表す。図６は、プロセス経路ＨＲＴＧから得られる連続的に鋳造された例示合金Ｂの機械的特性を表す。降伏強度（ＹＳ）（左側ヒストグラム、網掛け塗りつぶし）、最大引張強度（ＵＴＳ）（中央ヒストグラム、交差網掛け塗りつぶし）、および曲げ角度（ＶＤＡ）（右側ヒストグラム、縦線塗りつぶし）は、ヒストグラムによって表され、均一伸び（ＵＥ）（黒丸）および全伸び（ＴＥ）（黒丸）は、黒丸マーカーで表される。本明細書に記載のように、自然時効（Ｔ４）後および人工時効（Ｔ８１およびＴ８２）工程の後に合金を試験した。わずかに高い引張強度およびわずかに減少した曲げ角度を有する合金Ａと比較すると、合金Ｂは同様の特性を示した。機械的特性のわずかな違いは、合金Ｂのより高いＳｉ含有量（合金Ａよりも０．１４重量％多い）に起因し得る。
６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金ＡおよびＢを連続的に鋳造することによって提供された強度と成形性の向上は、ミクロ組織の違いに起因するものと考えられる。図７は、ケイ化マグネシウム（Ｍｇ２Ｓｉ）の粒径および形態（最上列、「Ｐａｒｔｉｃｌｅ」）および粒状構造（最下列、「Ｇｒａｉｎ」）を示す。細長い粒状構造およびより小さくてより少ない未溶解のＭｇ２Ｓｉ粒子が、より伝統的なＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ経路によって処理された連続的に鋳造された例示合金（ＡおよびＢ）と比較すると、例示処理経路ＨＲＴＧを施された、連続的に鋳造された合金（ＡおよびＢ）において観察された。ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ経路は、より等軸の再結晶粒状構造およびより多量の粗い未溶解Ｍｇ２Ｓｉ粒子を提供した。
図８は、ＤＣ鋳造比較合金Ｃのミクロ組織と比較した、連続的に鋳造された例示合金ＡおよびＢのミクロ組織を表す。各合金は、伝統的な熱間圧延、冷間圧延処理手順、Ｔ４調質度を得るために自然時効を施された。画像は各サンプルの縦断面から得られた。ＤＣ鋳造合金Ｃは、粗いＭｇ２Ｓｉ粒子と、より小さい個々の粒子からなる再結晶粒構造を示す。ミクロ組織の違いは、より高い溶質含有量（ＭｇおよびＳｉ）および処理中の冷間圧延工程に起因し得る。
例示合金ＡおよびＢは、製造されたままのアルミニウム合金シート、プレート、またはシェートの成形性の改善に寄与し得る比較合金Ｃと比較した場合、溶質含量が低い。具体的には、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の主な合金元素である、ＭｇおよびＳｉならびにＣｕは、従来のＤＣ鋳造６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金と比較した場合、著しく減少し、得られるアルミニウム合金は、同等の強度および優れた成形性を呈する。従来のＤＣ鋳造６ｘｘｘアルミニウム合金は、より多量のＭｇ、Ｓｉおよび／またはＣｕ溶質を含有し、これらの溶質はしばしばアルミニウムマトリックス中に存在する未溶解析出物をもたらす。しかしながら、ＣＣアルミニウム合金では、アルミニウムマトリックス中に存在する溶質は、例示ＨＲＴＧ処理経路に従う人工時効させる工程中にアルミニウムマトリックスから析出することになる。比較ＨＲ＋ＷＱ＋ＣＲ経路によって処理されたアルミニウム合金は、鋳造技術にかかわらず溶質析出を呈する。本明細書に記載の例示合金ＡおよびＢは、より細かい構成のＭｇ２Ｓｉ粒子を含有し、過飽和固溶体マトリックス（ＳＳＳＳ）をもたらす。最終ゲージへの熱間圧延で連続的に鋳造された合金（ＨＲＴＧ）は、伝統的な熱間圧延および冷間圧延されたＤＣ合金と比較して、高強度およびより良好な曲げ性を有する優れた性能のアルミニウム合金を製造することができる。
実施例２
強度、伸び、および成形性の試験のために様々な合金が調製された。これらの合金の化学組成は、下記の表６に提供される。
Figure 0007082974000006
 全ての値は、全体の重量百分率（重量％）として表した。
実施例２Ａ
合金Ｄ～Ｉの組成を有する合金は、スラブを鋳造することと、熱間圧延の前にスラブを均質化することと、スラブを熱間圧延して中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（例えば中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造することと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を冷間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金物品を提供することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を溶体化することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を人工時効させることと、を含む製造方法を施された。この方法は「Ｆｌａｓｈ－＞ＷＱ－＞ＣＲ」と呼ばれ、図９に示されている。方法の工程を以下にさらに説明する。
例示合金Ｄ～Ｉ（表６参照）は、上記の方法および任意選択の人工時効を用いることによって、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度で提供された。例示合金Ｄ～Ｉの各々は、連続鋳造機９２０を出るアルミニウム合金物品が約４５０℃の鋳造機出口温度を有するように、アルミニウム合金物品９１０を鋳造することと、トンネル炉９３０内で約５５０℃～約５７０℃の温度で２分間均質化することと、アルミニウム合金物品９１０に、およそ５３０℃～５８０℃の間の温度で、圧延機９４０内で約５０％～約７０％までの減少を施すことと、焼き入れ装置９５０を用いてアルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、によって製造された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延機９６０内で２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延された。
Ｔ８１調質度の場合、例示アルミニウム合金に２％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。Ｔ８２調質度の場合、例示アルミニウム合金は、２２５℃で３０分間人工時効された。半壊条件の場合、例示アルミニウム合金に１０％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。例示アルミニウム合金の機械的特性は、図１０に示されている。白抜き記号は、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度特性を有する例示合金を表す。黒塗り記号は、半壊特性を有する例示合金を表す。曲げ角度データは、規格ＶＤＡ ２３９－２００に従って２．０ｍｍの厚さに対して正規化され、ＶＤＡ曲げ試験はＶＤＡ規格２３８－１００に従って実施された。例示合金Ｄ、Ｅ、およびＦは、高い強度および優れた変形性を呈した（例えば、６０°より大きい曲げ角度を示した）。
実施例２Ｂ
合金Ｄ～Ｉ（表６参照）の組成を有する合金は、スラブを鋳造することと、熱間圧延の前にスラブを均質化することと、熱間圧延の前にスラブを焼き入れすることと、スラブを熱間圧延して中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（例えば中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造することと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、中間ゲージのアルミニウム合金を予熱することと、予熱された中間ゲージのアルミニウム合金を焼き入れすることと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を温間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金物品を提供することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を溶体化することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を人工時効させることと、を含む製造方法を施された。この方法は「Ｆｌａｓｈ－＞ＷＱ－＞ＨＯ－＞ＷＱから３５０℃－＞ＷＲ」と呼ばれ、図１１に示されている。方法の工程を以下にさらに説明する。
例示合金Ｄ～Ｉ（表６参照）は、上記の方法および任意の人工時効を用いることによって、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度で提供された。例示合金Ｄ～Ｉの各々は、連続鋳造機９２０を出るアルミニウム合金物品９１０が約４５０℃の鋳造機出口温度を有するように、例示アルミニウム合金物品９１０を鋳造することと、トンネル炉９３０内で約５５０℃～約５７０℃の温度で２分間均質化することと、アルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、アルミニウム合金物品９１０に、およそ５３０℃～５８０℃の間の温度で、圧延機９４０内で約５０％～約７０％までの減少を施すことと、焼き入れ装置９５０を用いてアルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、によって製造された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、箱型炉１１１０内で約５３０℃～約５６０℃の温度で１～２時間予熱された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延前に焼き入れ装置１１２０を使用して、約３５０℃の温度に水焼き入れされた。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延機１１３０内で２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延され、焼き入れ装置１１４０を使用して５０℃に水焼き入れされた。
Ｔ８１調質度の場合、例示アルミニウム合金に２％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。Ｔ８２調質度の場合、例示アルミニウム合金は、２２５℃で３０分間人工時効された。半壊条件の場合、例示アルミニウム合金に１０％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。例示アルミニウム合金の機械的特性は、図１２に示されている。白抜き記号は、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度特性を有する例示合金を表す。黒塗り記号は、半壊特性を有する例示合金を表す。曲げ角度データは、規格ＶＤＡ ２３９－２００に従って２．０ｍｍの厚さに対して正規化され、ＶＤＡ曲げ試験はＶＤＡ規格２３８－１００に従って実施された。例示合金Ｄ、Ｅ、およびＦは、高い強度および優れた変形性を呈した（例えば、６０°より大きい曲げ角度を有する）。
実施例２Ｃ
合金Ｄ～Ｉ（表６参照）の組成を有する合金は、スラブを鋳造することと、熱間圧延の前にスラブを均質化することと、熱間圧延の前にスラブを焼き入れすることと、スラブを熱間圧延して第１の中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（例えば、第１の中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造することと、第１の中間ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、第１の中間ゲージのアルミニウム合金を予熱することと、第１の中間ゲージのアルミニウム合金物品を熱間圧延して第２の中間ゲージのアルミニウム合金物品を提供することと、第２の中間ゲージのアルミニウム物品を焼き入れすることと、第２の中間ゲージのアルミニウム合金物品を冷間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金物品を提供することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を溶体化することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を人工時効させることと、を含む製造方法を施された。この方法は「Ｆｌａｓｈ－＞ＷＱ－＞ＨＯ－＞ＨＲ－＞ＷＱ－＞ＣＲ」と呼ばれ、図１３に示されている。方法の工程を以下にさらに説明する。
例示合金Ｄ～Ｉ（表６参照）は、上記の方法および任意選択の人工時効を用いることによって、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度で提供された。例示合金Ｄ～Ｉの各々は、連続鋳造機９２０を出るアルミニウム合金物品９１０が約４５０℃の鋳造機出口の温度を有するように、例示アルミニウム合金物品９１０を鋳造することと、トンネル炉９３０内で約５５０℃～約５７０℃の温度で２分間均質化することと、均質化されたアルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、アルミニウム合金物品９１０におよそ５３０℃～５８０℃の間の温度で、圧延機９４０内で約５０％までの厚さの減少を施すことと、焼き入れ装置９５０を用いてアルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、によって製造された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、箱型炉１１１０内で約５３０℃～約５６０℃の温度で１～２時間予熱された。次いで、アルミニウム合金物品は、およそ５３０℃～５８０℃の間の温度で、圧延機９４０内で厚さが約７０％減少するまでさらに熱間圧延され、焼き入れ装置９５０を用いて水焼き入れされた。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延機１１３０内で２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延され、焼き入れ装置１１４０を使用して５０℃に水焼き入れされた。
Ｔ８１調質度の場合、例示アルミニウム合金に２％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。Ｔ８２調質度の場合、例示アルミニウム合金は、２２５℃で３０分間人工時効された。半壊条件の場合、例示アルミニウム合金に１０％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。例示アルミニウム合金の機械的特性は、図１４に示されている。白抜き記号は、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度特性を有する例示合金を表す。黒塗り記号は、半壊特性を有する例示合金を表す。曲げ角度データは、規格ＶＤＡ ２３９－２００に従って２．０ｍｍの厚さに対して正規化され、ＶＤＡ曲げ試験はＶＤＡ規格２３８－１００に従って実施された。例示合金ＤおよびＦは、高い強度および優れた変形性を呈した（例えば、６０°より大きい曲げ角度を有する）。
実施例２Ｄ
合金Ｄ～Ｉ（表６参照）の組成を有する合金は、スラブを鋳造することと、熱間圧延の前にスラブを均質化することと、熱間圧延の前にスラブを焼き入れすることと、スラブを熱間圧延して中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（例えば中間ゲージのアルミニウム合金物品）を製造することと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、中間ゲージのアルミニウム合金を予熱することと、予熱された中間ゲージのアルミニウム合金を焼き入れすることと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を冷間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金物品を提供することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を溶体化することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を人工時効させることと、を含む製造方法を施された。この方法は「Ｆｌａｓｈ－＞ＷＱ－＞ＨＯ－＞ＷＱ－＞ＣＲ」と呼ばれ、図１５に示されている。方法の工程を以下にさらに説明する。
例示合金Ｄ～Ｉ（表６参照）は、上記の方法および任意選択の人工時効を用いることによって、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度で提供された。例示合金Ｄ～Ｉの各々は、連続鋳造機９２０を出るアルミニウム合金物品９１０が約４５０℃の鋳造機出口の温度を有するように、例示アルミニウム合金物品９１０を鋳造することと、トンネル炉９３０内で約５５０℃～約５７０℃の温度で２分間均質化することと、フラッシュ均質化アルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、アルミニウム合金物品９１０を、およそ５３０℃～５８０℃の間の温度で、圧延機９４０内で約５０％～約７０％までの減少を施すことと、焼き入れ装置９５０を用いてアルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることと、によって製造された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、箱型炉１１１０内で約５３０℃～約５６０℃の温度で１～２時間予熱された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延前に焼き入れ装置１１２０を使用して、約５０℃の温度に水焼き入れされた。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延機１１３０内で２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延された。
Ｔ８１調質度の場合、例示アルミニウム合金に２％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。Ｔ８２調質度の場合、例示アルミニウム合金は、２２５℃で３０分間人工時効された。半壊条件の場合、例示アルミニウム合金に１０％だけ予歪みを与えた後、例示アルミニウム合金は、１８５℃で２０分間人工時効された。例示アルミニウム合金の機械的特性は、図１６に示されている。白抜き記号は、Ｔ８１調質度およびＴ８２調質度特性を有する例示合金を表す。黒塗り記号は、半壊特性を有する例示合金を表す。曲げ角度データは、規格ＶＤＡ ２３９－２００に従って２．０ｍｍの厚さに対して正規化され、ＶＤＡ曲げ試験はＶＤＡ規格２３８－１００に従って実施された。例示合金ＤおよびＦは、高い強度および優れた変形性を呈した（例えば、６０°より大きい曲げ角度を有する）。
実施例２Ｅ
合金Ｄ～Ｉの組成を有する合金（表６参照）は、スラブを鋳造することと、熱間圧延の前にスラブを均質化することと、スラブを熱間圧延して中間ゲージを有する熱間圧延アルミニウム合金（例えば中間ゲージアルミニウム合金物品）を製造することと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を焼き入れすることと、中間ゲージのアルミニウム合金物品を冷間圧延して最終ゲージのアルミニウム合金物品を提供することと、最終ゲージのアルミニウム合金物品を溶体化することと、を含む製造方法を施された。方法の工程は、図９に示されており、さらに以下に説明される。
例示合金Ｄ～Ｉ（表６参照）は、上記の方法および任意選択の自然時効を用いることによってＴ４調質度で提供された。例示合金Ｄ～Ｉの各々は、連続鋳造機９２０を出るアルミニウム合金物品が約４５０℃の鋳造機出口温度を有するように、例示アルミニウム合金物品９１０を鋳造すること、トンネル炉９３０内で約５５０℃～約５７０℃の温度で２分間均質化すること、アルミニウム合金物品９１０を、およそ５３０℃～５８０℃の間の温度で、圧延機９４０内で約５０％～約７０％までの減少を施すこと、および焼き入れ装置９５０を用いてアルミニウム合金物品９１０を水焼き入れすることによって製造された。次いで、アルミニウム合金物品９１０は、冷間圧延機９６０内で２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延された。Ｔ４調質度の場合、例示アルミニウム合金は、約３週間～約４週間自然時効された。例示アルミニウム合金の機械的特性は、図１７に示されている。降伏強度（各グループの左側の縦縞ヒストグラム）、極限引張強度（各グループの右側の横縞ヒストグラム）、均一伸び（白丸）、および全伸び（白菱形）が、Ｔ４調質度における例示合金について示されている。例示合金ＥおよびＧは、高い強度および優れた変形性を呈した。
本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的を達成するために記載されている。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる例示であることが認識されるべきである。以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することのない、これらの多くの改変およびその適合は、当業者には容易に明らかであろう。

Claims (10)

  1. アルミニウム合金製品を製造する方法であって、
    アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、前記アルミニウム合金が、０．６０～１．０重量％のＳｉ、０．１５～０．２５重量％のＦｅ、０．７０～０．９０重量％のＣｕ、０．１５～０．２５重量％のＭｎ、０．６０～０．９０重量％のＭｇ、０．０５～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００４重量％のＺｎ、０．０１～０．０３重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌであることと、
    前記不純物の各々の含有量が０．０５重量％以下であることと、
    熱間圧延より前に前記スラブを冷間圧延することなく、前記スラブを最終ゲージに熱間圧延することと、を含む、方法。
  2. 前記連続的に鋳造されたスラブが、前記スラブを前記熱間圧延する工程の前に巻き取られる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記スラブを連続的に鋳造する連続鋳造機から出るときに、前記スラブを冷却することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記冷却する工程が、前記スラブを水焼き入れすることを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記冷却する工程が、前記スラブを空冷することを含む、請求項３に記載の方法。
  6. 前記スラブを前記最終ゲージに前記熱間圧延する工程の前に、前記スラブを中間コイルに巻き取ることと、
    前記スラブを前記最終ゲージに熱間圧延する前に、前記中間コイルを予熱することと、
    前記スラブを前記最終ゲージに熱間圧延する前に、前記中間コイルを均質化することと、をさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記最終ゲージの前記アルミニウム合金製品を溶体化することと、
    前記最終ゲージの前記アルミニウム合金製品を焼き入れすることと、
    前記最終ゲージの前記アルミニウム合金製品を時効させることと、をさらに含む請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
  8. アルミニウム合金を製造する方法であって、
    アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、前記アルミニウム合金が、０．６０～１．０重量％のＳｉ、０．１５～０．２５重量％のＦｅ、０．７０～０．９０重量％のＣｕ、０．１５～０．２５重量％のＭｎ、０．６０～０．９０重量％のＭｇ、０．０５～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００４重量％のＺｎ、０．０１～０．０３重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌであることと、
    前記不純物の各々の含有量が０．０５重量％以下であることと、
    前記スラブを最終ゲージおよび最終調質度に熱間圧延することと、を含む、方法。
  9. アルミニウム合金製品を製造する方法であって、
    連続鋳造機においてアルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、前記アルミニウム合金が、０．６０～１．０重量％のＳｉ、０．１５～０．２５重量％のＦｅ、０．７０～０．９０重量％のＣｕ、０．１５～０．２５重量％のＭｎ、０．６０～０．９０重量％のＭｇ、０．０５～０．１０重量％のＣｒ、０．００２～０．００４重量％のＺｎ、０．０１～０．０３重量％のＴｉ、０．０００６～０．００１重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残部がＡｌであることと、
    前記不純物の各々の含有量が０．０５重量％以下であることと、
    前記スラブを、前記連続鋳造機から出た後、均質化することと、
    前記スラブを熱間圧延して、前記スラブの厚さを５０％以上減少させることと、
    を含み、
    前記均質化する工程において、前記スラブを、前記連続鋳造機から出た後、加熱して、少なくとも４５０℃のピーク金属温度を達成する、方法。
  10. 前記均質化する工程が、５００℃～５８０℃の温度で実施される、請求項９に記載の方法。
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