JP7229370B2 - Method for producing AlMgSc-based alloy product - Google Patents
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Description
本発明は、ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を製造する方法に関する。得られる製品は、耐食性の改善を示す。上記アルミニウム合金製品は、圧延製品（シートまたはプレート）、押出製品、鍛造製品または粉末冶金製品の形態であり得る。 The present invention relates to a method for producing AlMgSc-based aluminum alloy products. The resulting product exhibits improved corrosion resistance. The aluminum alloy product can be in the form of rolled product (sheet or plate), extruded product, forged product or powder metallurgical product.
任意選択で、または必須でＳｃを合金元素として有し得るＡｌＭｇ系アルミニウム合金は、当技術分野で、例えば次の文献から公知である：
ＵＳ－６，６９５，９３５－Ｂ１（Ｃｏｒｕｓ／Ａｌｅｒｉｓ）は、圧延または押出製品の形態であり、かつＭｇ３．５～６．０％、Ｍｎ０．４～１．２％、Ｚｎ０．４～１．５％、Ｚｒ最大０．２５％、Ｃｒ最大０．３％、Ｔｉ最大０．２％、Ｆｅ最大０．５％、Ｓｉ最大０．５％、Ｃｕ最大０．４％、（Ｂｉ０．００５～０．１％、Ｐｂ０．００５～０．１％、Ｓｎ０．０１～０．１％、Ａｇ０．０１～０．５％、Ｓｃ０．０１～０．５％、Ｌｉ０．０１～０．５％、Ｖ０．０１～０．３％、Ｃｅ０．０１～０．３％、Ｙ０．０１～０．３％、Ｎｉ０．０１～０．３％）の群から選択される１種または複数、その他それぞれ０．０５％、合計０．１５％、残分のアルミニウムの組成を有する合金を開示している。この合金は、標準的なＡＡ５４５４合金のものと比較するとソフトテンパー（Ｏテンパー）及び加工－またはひずみ－硬化テンパー（Ｈテンパー）の両方において長期耐食性の改善を提示すると言われている。
AlMg-based aluminum alloys, which may optionally or essentially have Sc as an alloying element, are known in the art, for example from the following documents:
US-6,695,935-B1 (Corus/Aleris) is in the form of a rolled or extruded product and contains 3.5-6.0% Mg, 0.4-1.2% Mn, 0.4-1. 5%, Zr maximum 0.25%, Cr maximum 0.3%, Ti maximum 0.2%, Fe maximum 0.5%, Si maximum 0.5%, Cu maximum 0.4%, (Bi 0.005- 0.1%, Pb 0.005-0.1%, Sn 0.01-0.1%, Ag 0.01-0.5%, Sc 0.01-0.5%, Li 0.01-0.5%, V0.01 to 0.3%, Ce0.01 to 0.3%, Y0.01 to 0.3%, Ni0.01 to 0.3%) one or more selected from the group, each other 0 0.05% total, 0.15% total, balance aluminum composition. This alloy is said to offer improved long-term corrosion resistance in both soft temper (O temper) and work-or strain-hardening temper (H temper) compared to that of standard AA5454 alloy.
ＥＰ－１９１７３７３－Ｂ１（Ａｌｅｒｉｓ）は、Ｍｇ３．５～６．０％、Ｍｎ０．４～１．２％、Ｆｅ最大０．５％、Ｓｉ最大０．５％、Ｃｕ最大０．１５％、Ｚｒ０．０５～０．２５％、Ｃｒ０．０３～０．１５％、Ｔｉ０．０３～０．２％、Ｓｃ０．１～０．３％、Ｚｎ最大１．７％、Ａｇ最大０．４％、Ｌｉ最大０．４％、任意選択で（Ｅｒ、Ｙ、Ｈｆ、Ｖ）からなる群から選択される１種または複数の分散質形成元素それぞれ最大０．５％、不純物または付随的元素それぞれ＜０．０５％、合計＜０．１５％、及び残分のアルミニウムを有するアルミニウム合金製品を開示している。 EP-1917373-B1 (Aleris) has Mg 3.5-6.0%, Mn 0.4-1.2%, Fe max 0.5%, Si max 0.5%, Cu max 0.15%, Zr0 0.05-0.25% Cr 0.03-0.15% Ti 0.03-0.2% Sc 0.1-0.3% Zn max 1.7% Ag max 0.4% Li max 0.4%, optionally max 0.5% each of one or more dispersoid-forming elements selected from the group consisting of (Er, Y, Hf, V), impurities or incidental elements each <0. 05%, total <0.15%, and balance aluminum.
ＲＵ－２２８０７０５－Ｃ１は、Ｍｇ４．２～６．５％、Ｍｎ０．５～１．２％、Ｚｎ最大０．２％、Ｃｒ最大０．２％、Ｔｉ最大０．１５％、Ｓｉ最大０．２５％、Ｆｅ最大０．３０％、Ｃｕ最大０．１％、Ｚｒ０．０５～０．３％、（Ｓｃ０．０５～０．３％、Ｂｅ０．０００１～０．０１％、Ｙ０．００１～０．１％、Ｎｄ０．００１～０．１％、Ｃｅ０．００１～０．１％）からなる群から選択される少なくとも１種の元素、残分のアルミニウムを含有する合金を開示している。このアルミニウム合金は、改善された衝撃特性を有すると言われている。溶接性を改善し、かつアルミニウム合金の耐食性を上昇させるために、Ｚｎ及びＳｉ含有率を低下させている。 RU-2280705-C1 contains 4.2-6.5% Mg, 0.5-1.2% Mn, 0.2% Zn max, 0.2% Cr max, 0.15% Ti max, 0.15% Si max. 25%, Fe maximum 0.30%, Cu maximum 0.1%, Zr 0.05-0.3%, (Sc 0.05-0.3%, Be 0.0001-0.01%, Y 0.001-0 .1%, Nd 0.001-0.1%, Ce 0.001-0.1%), the balance being aluminum. This aluminum alloy is said to have improved impact properties. In order to improve weldability and increase the corrosion resistance of aluminum alloys, the Zn and Si contents are reduced.
ＲＵ－２２６８３１９－Ｃ１は、Ｍｇ５．５～６．５％、Ｓｃ０．１０～０．２０％、Ｍｎ０．５～１．０％、Ｃｒ０．１０～０．２５％、Ｚｒ０．０５～０．２０％、Ｔｉ０．０２～０．１５％、Ｚｎ０．１～１．０％、Ｂ０．００３～０．０１５％、Ｂｅ０．０００２～０．００５％、残分のアルミニウムを含有し、Ｓｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒの合計が少なくとも０．８５％である合金を開示している。 RU-2268319-C1 contains Mg 5.5-6.5%, Sc 0.10-0.20%, Mn 0.5-1.0%, Cr 0.10-0.25%, Zr 0.05-0.20 %, Ti 0.02-0.15%, Zn 0.1-1.0%, B 0.003-0.015%, Be 0.0002-0.005%, the balance containing aluminum, and the total of Sc + Mn + Cr An alloy is disclosed that is at least 0.85%.
ＷＯ－０１／１２８６９－Ａ（Ｋａｉｓｅｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ）は、Ｍｇ４．０～８．０％、Ｓｃ０．０５～０．６％、Ｍｎ０．１～０．８％、ＣｕまたはＺｎ０．５～２．０％、ＨｆまたはＺｒ０．０５～０．２０％、ならびに残分のアルミニウム及び付随的な不純物を含む合金を開示している。 WO-01/12869-A (Kaiser Aluminum) contains Mg 4.0-8.0%, Sc 0.05-0.6%, Mn 0.1-0.8%, Cu or Zn 0.5-2.0% , Hf or Zr 0.05-0.20%, and the balance aluminum and incidental impurities.
ＷＯ－９８／３５０６８（Ａｌｃｏａ）は、Ｍｇ３～７％、Ｚｒ０．０３～０．２％、Ｍｎ０．２～１．２％、Ｓｉ最大０．１５％、及び（Ｓｃ、Ｅｒ、Ｙ、Ｇａ、Ｈｏ、Ｈｆ）からなる群から選択される分散質形成元素０．０５～０．５％を含み、残分がアルミニウムならびに付随的元素及び不純物であり、かつそのアルミニウム合金製品が好ましくはＺｎ非含有かつＬｉ非含有であるアルミニウム合金製品を開示している。 WO-98/35068 (Alcoa) contains 3-7% Mg, 0.03-0.2% Zr, 0.2-1.2% Mn, 0.15% Si maximum, and (Sc, Er, Y, Ga, Ho, Hf) containing 0.05-0.5% dispersoid-forming elements selected from the group consisting of Ho, Hf), the balance being aluminum and incidental elements and impurities, and the aluminum alloy product is preferably Zn-free and Li-free aluminum alloy products.
ＷＯ－２０１８／０７３５３３－Ａ１（Ｃｏｎｓｔｅｌｌｉｕｍ）は、Ｍｇ：３．８～４．２％、Ｍｎ：０．３～０．８％、Ｓｃ：０．１～０．３％、Ｚｎ：０．１～０．４％、Ｔｉ：０．０１～０．０５％、Ｚｒ：０．０７～０．１５％、Ｃｒ：＜０．０１％、Ｆｅ：＜０．１５％、Ｓｉ：＜０．１％から構成されるアルミニウム合金から製造される熱間加工製品、特に１２ｍｍ未満の厚さを有するシート製品を生産する方法を開示しており、その際、均質化は３７０℃～４５０℃の温度で、２～５０時間にわたって実施されて、４００℃での等価時間が５～１００時間であるようにし、かつ熱変形は３５０℃～４５０℃の当初温度で実施される。この製品は、機械的強度、靭性及び熱間成形性の点において、より良好な折衷を提示するので、有利であると言われている。 WO-2018/073533-A1 (Constellium) contains Mg: 3.8-4.2%, Mn: 0.3-0.8%, Sc: 0.1-0.3%, Zn: 0.1 ~0.4%, Ti: 0.01-0.05%, Zr: 0.07-0.15%, Cr: <0.01%, Fe: <0.15%, Si: <0.1 %, wherein the homogenization is carried out at a temperature of 370° C. to 450° C. , over a period of 2-50 hours, such that the equivalent time at 400°C is 5-100 hours, and the thermal deformation is performed at an initial temperature of 350-450°C. This product is said to be advantageous as it offers a better compromise in terms of mechanical strength, toughness and hot formability.
本明細書において下記で分かるであろうとおり、別段に示さない限り、アルミニウム合金及びテンパーの名称は、２０１８年にアルミニウム協会により刊行されたＡｌｕｍｉｎｕｍ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｄａｔａ ａｎｄ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄｓにおけるアルミニウム協会の名称に関し、それらは、当業者には周知である。 As will be understood hereinafter, unless otherwise indicated, aluminum alloy and temper designations refer to the Aluminum Association designations in the Aluminum Standards and Data and Registration Records published by the Aluminum Association in 2018, are well known to those skilled in the art.
合金組成または好ましい合金組成のいずれの説明についても、パーセンテージについての言及はすべて、別段に示されていない限り、重量パーセントによる。 All references to percentages, whether in describing alloy compositions or preferred alloy compositions, are by weight percent unless otherwise indicated.
「最大」及び「最大約」という用語は、本明細書で使用される場合、これに限定されないが、言及している特定の合金構成成分のゼロ重量パーセントの可能性も明らかに含む。例えば、Ｚｎ最大０．１０％は、Ｚｎを含まない合金を含み得る。 The terms "up to" and "up to about" as used herein expressly include, but are not limited to, the possibility of zero weight percent of the particular alloy constituent referred to. For example, 0.10% Zn max can include alloys that do not contain Zn.
本発明の目的は、腐食性能の改善を有するＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を製造する方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing AlMgSc-based aluminum alloy products with improved corrosion performance.
本発明の目的は、耐層状腐食性の改善を、耐粒界腐食性の改善との組み合わせで有するＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を製造する方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a method for producing an AlMgSc-based aluminum alloy product having improved laminar corrosion resistance in combination with improved intergranular corrosion resistance.
これら及び他の目的及びさらなる利点は、ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を製造する方法を提供する本発明により満たされるか、または乗り超えられ、上記方法は、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を最終アニーリング温度または設定アニーリング温度から１５０℃未満に冷却するステップを含み、その際、約２５０℃～約２００℃の第１の温度範囲での冷却は、４時間よりも長い、好ましくは６．５時間よりも長い、より好ましくは２６時間よりも長い等価時間においてであり、かつ約２００℃～約１５０℃の第２の温度範囲での冷却は、０．２時間よりも長い、好ましくは０．４時間よりも長い、より好ましくは０．８時間よりも長い等価時間においてであり、上記等価時間（ｔ（ｅｑ））は、
と定義され、式中、Ｔ（ケルビン度）は、時間ｔ（時）にわたって変化する熱処理の温度を示し、かつＴｒｅｆ（ケルビン度）は、４７３Ｋ（２００℃）で選択された基準温度である。
These and other objects and further advantages are met or surpassed by the present invention which provides a method of manufacturing an AlMgSc-based aluminum alloy product, said method comprising subjecting said AlMgSc-based aluminum alloy product to a final annealing temperature or setting. cooling from the annealing temperature to less than 150° C., wherein the cooling in the first temperature range of about 250° C. to about 200° C. is greater than 4 hours, preferably greater than 6.5 hours; More preferably in an equivalent time longer than 26 hours and cooling in the second temperature range of about 200° C. to about 150° C. is longer than 0.2 hours, preferably longer than 0.4 hours. , more preferably at an equivalent time longer than 0.8 hours, wherein the equivalent time (t( eq )) is
where T (degrees Kelvin) denotes the temperature of the heat treatment as it varies over time t (hours) and T ref (degrees Kelvin) is the reference temperature chosen at 473 K (200° C.) .
本発明による方法は、良好な強度、好ましくはＲｐ＞２００ＭＰａを、良好な耐食性との組み合わせで、特に、良好な耐層状腐食性を良好な耐粒界腐食性との組み合わせで有するＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を提供する。適用される冷却速度は、ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を製造する工業環境において経済的に実行可能である。 The method according to the present invention provides an AlMgSc-based aluminum alloy with good strength, preferably Rp>200 MPa, in combination with good corrosion resistance, in particular good laminar corrosion resistance in combination with good intergranular corrosion resistance. provide products. The applied cooling rate is economically viable in an industrial setting for manufacturing AlMgSc-based aluminum alloy products.
本発明に従って製造されたＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、層状腐食に対して耐性がある。「層状腐食に対して耐性がある」とは、上記アルミニウム合金製品が「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｖｉｓｕａｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ５ＸＸＸ Ｓｅｒｉｅｓ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ（ＡＳＳＥＴ Ｔｅｓｔ）」と標題されたＡＳＴＭ規格Ｇ６６－９９（２０１３）に合格することを意味する。Ｎ、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ及びＰＤは、ＡＳＳＥＴ試験の結果を示しており、その際、Ｎが最良の結果を表す。本発明に従って製造されたアルミニウム合金製品は、鋭敏化される前後に、ＰＢの結果またはそれ以上の結果を達成する。 AlMgSc-based aluminum alloy products produced according to the present invention are resistant to stratiform corrosion. "Resistant to stratiform corrosion" means that the aluminum alloy product passes the ASTM9 standard (G20666) entitled "Standard Test Method for Visual Assessment of Exfoliation Corrosion Susceptibility of 5XXX Series Aluminum Alloys (ASSET Test)". ). N, PA, PB, PC and PD indicate the results of the ASSET test, with N representing the best result. Aluminum alloy products made in accordance with the present invention achieve PB results or better before and after being sensitized.
本発明に従って製造されたＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品はまた、粒界腐食に対して耐性がある。「粒界腐食に対して耐性がある」とは、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金が鋭敏化される前後の両方で、上記アルミニウム合金製品が、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ５ＸＸＸ Ｓｅｒｉｅｓ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｂｙ Ｍａｓｓ Ｌｏｓｓ Ａｆｔｅｒ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｏ Ｎｉｔｒｉｃ Ａｃｉｄ（ＮＡＭＬＴ Ｔｅｓｔ）」と標題されたＡＳＴＭ規格Ｇ６７－１３に合格することを意味する。ＡＳＴＭ Ｇ６７－１３に従って測定された腐食減量が１５ｍｇ／ｃｍ２よりも大きくなければ、そのサンプルは、粒界腐食しにくいと判断される。腐食減量が２５ｍｇ／ｃｍ２よりも大きければ、そのサンプルは、粒界腐食しやすいと判断される。測定された腐食減量が１５ｍｇ／ｃｍ２～２５ｍｇ／ｃｍ２であれば、侵食の種類及び深度を決定するために、さらなるチェックが顕微鏡法による行われて、その結果、当業者は、顕微鏡結果を介して、粒界腐食が存在するかどうかを決定することができる。本発明に従って製造されたＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、鋭敏化される前後の両方で、１５ｍｇ／ｃｍ２以下のＡＳＴＭ Ｇ６７－１３に従って測定された腐食減量を達成する。好ましくは、測定された腐食減量は、１２ｍｇ／ｃｍ２以下、より好ましくは９ｍｇ／ｃｍ２以下である。「鋭敏化」とは、上記ＡｌＭｇＳｃアルミニウム合金製品が少なくとも２０年の耐用寿命に代表的な条件にアニールされていることを意味する。例えば、上記アルミニウム合金製品を、数日間にわたって連続的に高温に暴露することができる（例えば、約７日間／１６８時間の期間にわたって１００℃～１２０℃の範囲の温度）。 AlMgSc-based aluminum alloy products made according to the present invention are also resistant to intergranular corrosion. "Resistant to intergranular corrosion" means that the aluminum alloy product satisfies the "Standard Test Method for Determining the Susceptibility to Intergranular Corrosion of 5XXX Series Aluminum" both before and after the AlMgSc-based aluminum alloy is sensitized. It means that it passes ASTM Standard G67-13 entitled "Alloys by Mass Loss After Exposure to Nitric Acid (NAMLT Test)". If the corrosion weight loss measured according to ASTM G67-13 is not greater than 15 mg/cm 2 , the sample is judged to be resistant to intergranular corrosion. If the corrosion weight loss is greater than 25 mg/cm 2 , the sample is judged to be susceptible to intergranular corrosion. If the measured corrosion weight loss is between 15 mg/cm 2 and 25 mg/cm 2 , a further check is performed by microscopy to determine the type and depth of corrosion, so that the skilled person can refer to the microscopic results. can determine if intergranular corrosion is present. AlMgSc-based aluminum alloy products made in accordance with the present invention achieve corrosion weight loss measured according to ASTM G67-13 of 15 mg/cm 2 or less, both before and after being sensitized. Preferably, the measured corrosion weight loss is 12 mg/cm 2 or less, more preferably 9 mg/cm 2 or less. By "sensitized" is meant that the AlMgSc aluminum alloy product has been annealed to conditions typical of a service life of at least 20 years. For example, the aluminum alloy product can be exposed to elevated temperatures continuously for several days (eg, temperatures in the range of 100° C.-120° C. over a period of about 7 days/168 hours).
上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、結晶粒界のβ相粒子の連続皮膜の不在の結果としての、少なくとも一部では、それによる応力腐食割れ及び粒界腐食に対する耐性を実現し得る。アルミニウム合金製品は多結晶質である。「粒」は、上記アルミニウム合金の多結晶質構造の結晶であり、かつ「粒界」は、上記アルミニウム合金の多結晶質構造の粒を連接する境界であり、「β相」は、Ａｌ３Ｍｇ２であり、かつ「β相の連続皮膜」は、β相粒子の連続量が大部分の粒界に存在することを意味する。β相の連続性は、例えば、適切な解像度（例えば、少なくとも２００倍の倍率）での顕微鏡法を介して決定することができる。 The AlMgSc-based aluminum alloy product may achieve resistance to stress corrosion cracking and intergranular corrosion as a result, at least in part, of the absence of a continuous film of beta-phase grains at grain boundaries. Aluminum alloy products are polycrystalline. A “grain” is a crystal of the polycrystalline structure of the aluminum alloy, a “grain boundary” is a boundary connecting grains of the polycrystalline structure of the aluminum alloy, and a “β phase” is Al 3 Mg 2 and "continuous film of β-phase" means that a continuous amount of β-phase grains are present at most of the grain boundaries. The β-phase continuity can be determined, for example, via microscopy at a suitable resolution (eg, at least 200× magnification).
本発明では、例えば、最終アニーリング温度から１５０℃未満へと急冷する手段による非常に急速な冷却速度は、ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品の耐食性に対して、特に、鋭敏化された後にＮＡＭＬＴ試験に従って試験される耐食性に対して悪影響を有することが見い出されている。より低速での冷却速度が、耐粒界腐食性の向上をもたらす。 In the present invention, a very rapid cooling rate, for example by means of quenching from the final annealing temperature to less than 150° C., has been tested for corrosion resistance of AlMgSc-based aluminum alloy products, especially after being sensitized, according to the NAMLT test. It has been found to have an adverse effect on corrosion resistance. A slower cooling rate provides improved intergranular corrosion resistance.
最終アニーリング温度から約１５０℃への冷却では、さらに特に、約２５０℃～約２００℃の第１の温度範囲では、上記等価時間は、４時間よりも長く、好ましくは６．５時間よりも長く、より好ましくは２６時間よりも長く、かつ約２００℃～約１５０℃の第２の温度範囲では、上記等価時間は、０．２時間よりも長く、好ましくは０．４時間よりも長く、より好ましくは０．８時間よりも長くあるべきである。相対的に低速での冷却速度は、周囲温度への冷却後と、上記Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ合金が鋭敏化された後との両方で、粒界での不連続β相粒子の析出に、かつβ相粒子の連続皮膜の析出を回避するために重要である。上記冷却を好ましくは、連続モードで行って、上記金属温度が経時的に連続的に低下するようにする。 For cooling from the final annealing temperature to about 150° C., more particularly in the first temperature range of about 250° C. to about 200° C., the equivalent time is longer than 4 hours, preferably longer than 6.5 hours. , more preferably greater than 26 hours, and in a second temperature range of about 200° C. to about 150° C., the equivalent time is greater than 0.2 hours, preferably greater than 0.4 hours, more It should preferably be longer than 0.8 hours. A relatively slow cooling rate, both after cooling to ambient temperature and after the Al--Mg--Sc alloy has been sensitized, is associated with the precipitation of discontinuous β-phase grains at grain boundaries, and It is important to avoid deposition of a continuous film of β-phase particles. The cooling is preferably done in continuous mode so that the metal temperature decreases continuously over time.
最終アニーリング温度から、約２５０℃から出発する上記第１の温度範囲への冷却は厳密ではない。本発明による方法を工業規模で使用する場合、第１の温度範囲とほぼ同じ冷却速度を適用することが有用であるか、または簡便であり得る。 Cooling from the final annealing temperature to the above first temperature range starting from about 250° C. is not critical. When using the method according to the invention on an industrial scale, it may be useful or expedient to apply about the same cooling rate as in the first temperature range.
約１５０℃から約８５℃未満へのさらなる冷却は、あまり厳密ではなく、析出物の粗大化を最小化するために、より速い冷却速度で行うことができる。約８５℃から周囲温度へと冷却するための冷却速度は、厳密ではない。 Further cooling from about 150° C. to less than about 85° C. is less severe and can be done at a faster cooling rate to minimize coarsening of the precipitates. The cooling rate for cooling from about 85°C to ambient temperature is not critical.
一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、圧延製品（シートまたはプレート）、押出製品、鍛造製品及び粉末冶金製品からなる群から選択される形態である。さらなる一実施形態では、これらの製品のいずれも、溶接された状態または成形された状態である。 In one embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy product is in a form selected from the group consisting of rolled product (sheet or plate), extruded product, forged product and powder metallurgical product. In a further embodiment, any of these products are welded or molded.
特定の一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、圧延製品の形態である。さらなる一実施形態では、上記圧延製品は、溶接されているか、または成形されている。 In one particular embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy product is in the form of a rolled product. In a further embodiment, the rolled product is welded or formed.
一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金圧延製品の厚さは、最大２５．４ｍｍ（１インチ）、好ましくは最大１２ｍｍ（０．４７インチ）、より好ましくは６ｍｍ（０．２４インチ）、最も好ましくは４．５ｍｍ（０．１８インチ）である。一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム圧延製品の厚さは、少なくとも１．２ｍｍ（０．０４７インチ）である。 In one embodiment, the thickness of the AlMgSc-based aluminum alloy rolled product is at most 25.4 mm (1 inch), preferably at most 12 mm (0.47 inch), more preferably 6 mm (0.24 inch), most preferably is 4.5 mm (0.18 inch). In one embodiment, the AlMgSc-based aluminum rolled product has a thickness of at least 1.2 mm (0.047 inches).
特定の一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、押出製品の形態である。 In one particular embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy product is in the form of an extruded product.
一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金圧延製品を鋳造し、続いて、最終ゲージに圧延し、アニールする。上記合金を、鋳造製品のために当技術分野で通例の鋳造技術、例えば、Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｈｉｌｌ ＤＣ鋳造を使用して、好ましくは約２２０ｍｍ以上、例えば、４００ｍｍ、５００ｍｍまたは６００ｍｍの範囲のインゴット厚を有する、圧延用供給原料へと加工するためのインゴットまたはスラブとして得ることができる。別の実施形態では、連続鋳造、例えば、ベルト連続鋳造機またはロール連続鋳造機から生じる薄いゲージのスラブも使用することができ、最大約４０ｍｍの厚さを有する。圧延用供給原料を鋳造した後に、厚い鋳放しインゴットを通常、そのインゴットの鋳造表面付近の偏析帯域を除去するためにスカルプする。 In one embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy rolled product is cast, followed by rolling to final gauge and annealing. The above alloys are cast using casting techniques customary in the art for cast products, e.g. Direct Chill DC casting, preferably having an ingot thickness of about 220 mm or greater, e.g. It can be obtained as ingots or slabs for processing into rolling feedstock. In another embodiment, thin gauge slabs resulting from continuous casting, such as belt casters or roll casters, can also be used and have a thickness of up to about 40 mm. After casting the rolling feed stock, the thick as-cast ingot is usually scalped to remove segregation zones near the casting surface of the ingot.
好ましくは、適用される圧延プロセスは、熱間圧延を含み、かつ任意選択で、熱間圧延、続く、最終ゲージへの冷間圧延を含み、かつ適用可能であれば、中間アニーリングを冷間圧延作業前、または中間冷間圧延ゲージでの冷間圧延作業中のいずれかに適用する。 Preferably, the rolling process applied comprises hot rolling and optionally hot rolling followed by cold rolling to final gauge and cold rolling with intermediate annealing if applicable. Applies either before operation or during cold rolling operations in intermediate cold rolling gauges.
熱間圧延前に、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を均質化するか、または最大約５０時間、好ましくは最大約２４時間にわたって、約３２０℃～４７０℃、好ましくは約３２０℃～４５０℃の範囲の温度で予熱する。 Prior to hot rolling, the AlMgSc-based aluminum alloy product is homogenized or heated in the range of about 320°C to 470°C, preferably about 320°C to 450°C for up to about 50 hours, preferably up to about 24 hours. Preheat at temperature.
一実施形態では、熱間圧延作業後に、上記熱間圧延製品は、圧延製品の平面度を改善するために約１％未満、好ましくは約０．５％未満の縮小を伴う非常に穏やかな冷間圧延ステップ（スキンローリングまたはスキンパス）を受ける。代替の一実施形態では、上記熱間圧延製品を伸展させることができる。この伸展ステップは、熱間圧延製品の平面度を改善するために最大３％、好ましくは約０．５％～１％の縮小で実施することができる。 In one embodiment, after the hot rolling operation, the hot rolled product is subjected to very mild cooling with a reduction of less than about 1%, preferably less than about 0.5%, to improve the flatness of the rolled product. undergo an inter-rolling step (skin rolling or skin pass). In an alternative embodiment, the hot rolled product can be stretched. This stretching step can be performed with a reduction of up to 3%, preferably about 0.5% to 1%, to improve the flatness of the hot rolled product.
最終ゲージでの最終アニーリングまたはアニーリング熱処理は、微細構造を回復するためのものであり、典型的には、２５０℃～４００℃の範囲、好ましくは２６０℃～３７５℃の範囲、より好ましくは約２８０℃～３５０℃の範囲の設定アニーリング温度で、約０．５時間～２０時間、好ましくは約０．５時間～１０時間の範囲の時間にわたって行う。 A final annealing or annealing heat treatment at the final gauge is to restore the microstructure and is typically in the range of 250°C to 400°C, preferably in the range of 260°C to 375°C, more preferably about 280°C. C. to 350.degree. C. for a period of time ranging from about 0.5 hours to 20 hours, preferably from about 0.5 hours to 10 hours.
一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金押出製品を、（ａ）例えば、ＤＣ鋳造の手段により、本明細書に記載されている、及び特許請求されているとおりのアルミニウム合金の押出インゴットを得るステップと；（ｂ）好ましくは、上記圧延用供給原料についてと同様の温度及び時間で上記押出インゴットを予熱及び／または均質化するステップと；（ｃ）上記インゴットを、１ｍｍ～約２０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ～約１５ｍｍの範囲の断面または肉厚を有する押出プロファイルに熱間押出するステップと（上記押出プロセスの開始時のビレット温度は典型的には約４００℃～約５００℃の範囲である）；任意選択で、上記押出プロファイルを伸展させて、製品真直度を上昇させるステップと、（ｄ）上記押出プロファイルを最終アニーリング温度でアニールし、本発明に従った冷却手順を続けるステップとを、この順序で含む方法により生産する。 In one embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy extruded product is prepared by (a) obtaining an extruded ingot of an aluminum alloy as described and claimed herein, for example by means of DC casting. (b) preheating and/or homogenizing said extruded ingot, preferably at the same temperature and time as for said rolling feedstock; hot extruding into an extruded profile having a cross section or wall thickness ranging from to about 15 mm (the billet temperature at the start of the extrusion process typically ranges from about 400° C. to about 500° C.); optional optionally stretching the extruded profile to increase product straightness; and (d) annealing the extruded profile at a final annealing temperature followed by a cooling procedure according to the present invention, in that order. Produced by a method that includes
本発明の一実施形態では、上記アルミニウム合金製品を冷却する方法を、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を単曲線または複曲線成形製品に成形するための高温成形作業の直後に適用する。上記高温成形作業は１８０℃～５００℃の範囲、好ましくは２５０℃～４００℃の範囲、より好ましくは２６０℃～３７５℃の範囲、最も好ましくは２８０℃～３５０℃の範囲、例えば、約３００℃または約３２５℃の最終アニーリング温度で行う。上記最終アニーリング温度でのそのような高温成形作業の特定の好ましい実施形態は、クリープ成形作業または緩和成形作業による。クリープ成形は、熱間処理中に構成部品を特異的な形状に拘束して、上記構成部品が外形、例えば、二重曲率を有する胴体外板に対して応力及びクリープを解放することができるようにするプロセスまたは作業である。このクリープ成形プロセスは例えば、ＩＣＡＳ－２００２会議の機会に出版されたＳ．Ｊａｍｂｕ ｅｔ ａｌ．による学術論文、「Ｃｒｅｅｐ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ＡｌＭｇＳｃ ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ ａｅｒｏｎａｕｔｉｃ ａｎｄ ｓｐａｃｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」において説明されている。 In one embodiment of the invention, the method of cooling the aluminum alloy product is applied immediately after a hot forming operation for forming the AlMgSc-based aluminum alloy product into a single-curve or double-curve formed product. The high temperature molding operation is in the range of 180°C to 500°C, preferably in the range of 250°C to 400°C, more preferably in the range of 260°C to 375°C, most preferably in the range of 280°C to 350°C, such as about 300°C. or with a final annealing temperature of about 325°C. Certain preferred embodiments of such high temperature molding operations at the above final annealing temperatures are by creep or relaxation molding operations. Creep forming constrains a component into a specific shape during hot processing so that the component can relieve stress and creep against a contour, such as a fuselage skin having a double curvature. is the process or activity that makes This creep forming process is described, for example, in S.H. Jambu et al. in the journal article "Creep forming of AlMgScalloys for aeronautic and space applications".
単曲線または複曲線成形製品への最終アニーリング温度での高温成形作業の好ましい一実施形態では、圧延ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品を使用している。上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品は、本発明による方法により製造されてもいるアニールされた状態で得ることができる。 One preferred embodiment of the hot forming operation at the final annealing temperature into a single-curve or double-curve formed product uses a rolled AlMgSc-based aluminum alloy product. The above AlMgSc-based aluminum alloy product can be obtained in an annealed state which is also produced by the method according to the invention.
任意選択で、押出ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品も、例えば、胴体パネルの部材としての押出ストリンガーとして使用されている。 Optionally, extruded AlMgSc-based aluminum alloy products are also used as extruded stringers, for example as members of fuselage panels.
本発明の一実施形態では、上記アルミニウム合金製品を冷却する方法を、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品が組み込まれている溶接製品またはパネルに、溶接後熱処理の直後に適用して、特にＡｌＳｃＺｒ分散質の再析出により強度を多少回復する。溶接後熱処理を、最終アニール熱処理のためと同様の温度で行い、それは、２５０℃～４００℃の範囲、好ましくは２６０℃～３７５℃の範囲、より好ましくは約２６０℃～３５０℃の範囲で、約０．５時間～２０時間、好ましくは約０．５時間～１０時間の範囲の時間にわたる。 In one embodiment of the present invention, the method of cooling the aluminum alloy product is applied to a welded product or panel incorporating the AlMgSc-based aluminum alloy product immediately after post-weld heat treatment, particularly for AlScZr dispersoids. Some strength is recovered by reprecipitation. A post-weld heat treatment is performed at a temperature similar to that for the final annealing heat treatment, which is in the range of 250°C to 400°C, preferably in the range of 260°C to 375°C, more preferably in the range of about 260°C to 350°C. Over a period of time ranging from about 0.5 hours to 20 hours, preferably from about 0.5 hours to 10 hours.
本発明の一実施形態では、上記アルミニウム合金製品を冷却する方法を、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金からの冷間成形及び形成製品に適用し、その際、アニーリング熱処理を、冷間成形及び形成製品の残留応力を減少させるために、またはある種の工学特性、例えば、伸長もしくは損傷許容性を回復するために行う。そのようなアニーリング熱処理は、最終アニール熱処理のためと同じ温度で行い、それは、２５０℃～４００℃の範囲、好ましくは２６０℃～３７５℃の範囲、より好ましくは約２８０℃～３５０℃の範囲で、約０．５時間～２０時間、好ましくは約０．５時間～１０時間の範囲の時間にわたる。 In one embodiment of the present invention, the method of cooling the aluminum alloy product is applied to the cold-formed and formed product from the AlMgSc-based aluminum alloy, wherein the annealing heat treatment is applied to the residual cold-formed and formed product. To reduce stress or to restore certain engineering properties such as elongation or damage tolerance. Such annealing heat treatment is performed at the same temperature as for the final annealing heat treatment, which is in the range of 250°C to 400°C, preferably in the range of 260°C to 375°C, more preferably in the range of about 280°C to 350°C. , from about 0.5 hours to 20 hours, preferably from about 0.5 hours to 10 hours.
一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金は、重量％で、
Ｍｇ ３．０％～６．０％、好ましくは３．２％～４．８％、より好ましくは３．５％～４．５％、
Ｓｃ ０．０２％～０．５％、好ましくは０．０２％～０．４０％、より好ましくは０．０５％～０．３％、
Ｍｎ 最大１％、好ましくは０．３％～１．０％、より好ましくは０．３％～０．８％、
Ｚｒ 最大０．３％、好ましくは０．０５％～０．３％、より好ましくは０．０７％～０．１５％、
Ｃｒ 最大０．３％、好ましくは０．０２％～０．２％、
Ｔｉ 最大０．２％、好ましくは０．０１％～０．２％、
Ｃｕ 最大０．２％、好ましくは最大０．１％、より好ましくは最大０．０５％、
Ｚｎ 最大１．５％、好ましくは最大０．８％、より好ましくは０．１％～０．８％、
Ｆｅ 最大０．４％、好ましくは最大０．３％、より好ましくは最大０．２０％、
Ｓｉ 最大０．３％、好ましくは最大０．２％、より好ましくは最大０．１％、
不純物及び残分のアルミニウム
を含む組成を有する。典型的には、そのような不純物はそれぞれ＜０．０５％及び合計＜０．１５％で存在する。
In one embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy contains, in weight percent,
Mg 3.0% to 6.0%, preferably 3.2% to 4.8%, more preferably 3.5% to 4.5%,
Sc 0.02% to 0.5%, preferably 0.02% to 0.40%, more preferably 0.05% to 0.3%,
Mn up to 1%, preferably 0.3% to 1.0%, more preferably 0.3% to 0.8%,
Zr up to 0.3%, preferably 0.05% to 0.3%, more preferably 0.07% to 0.15%,
Cr maximum 0.3%, preferably 0.02% to 0.2%,
Ti maximum 0.2%, preferably 0.01% to 0.2%,
Cu max 0.2%, preferably max 0.1%, more preferably max 0.05%,
Zn max 1.5%, preferably max 0.8%, more preferably 0.1% to 0.8%,
Fe max 0.4%, preferably max 0.3%, more preferably max 0.20%,
Si max 0.3%, preferably max 0.2%, more preferably max 0.1%,
It has a composition containing impurities and a balance of aluminum. Typically, such impurities are present at <0.05% each and <0.15% total.
Ｍｇが、上記ＡｌＭｇＳｃ系合金における主要な合金元素であり、本発明による方法では、３．０％～６．０％の範囲であるべきである。Ｍｇ含有率の好ましい下限は、約３．２％、より好ましくは約３．８％である。Ｍｇ含有率の好ましい上限は約４．８％である。一実施形態では、Ｍｇ含有率の上限は約４．５％である。 Mg is the main alloying element in the above AlMgSc-based alloys and should be in the range of 3.0% to 6.0% in the method according to the invention. A preferred lower limit for the Mg content is about 3.2%, more preferably about 3.8%. A preferred upper limit for the Mg content is about 4.8%. In one embodiment, the upper limit for Mg content is about 4.5%.
Ｓｃは、別の重要な合金元素であり、０．０２％～０．５％の範囲で存在すべきである。Ｓｃ含有率の好ましい下限は約０．０５％、より好ましくは約０．１％である。一実施形態では、Ｓｃ含有率は最大約０．４％、好ましくは最大約０．３％である。 Sc is another important alloying element and should be present in the range 0.02% to 0.5%. A preferred lower limit for the Sc content is about 0.05%, more preferably about 0.1%. In one embodiment, the Sc content is up to about 0.4%, preferably up to about 0.3%.
ＭｎをＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金に添加してよく、これは最大約１％の範囲で存在してよい。一実施形態では、Ｍｎ含有率は、約０．３％～１％、好ましくは約０．３％～０．８％の範囲である。 Mn may be added to AlMgSc based aluminum alloys and may be present in the range of up to about 1%. In one embodiment, the Mn content ranges from about 0.3% to 1%, preferably from about 0.3% to 0.8%.
Ｓｃをより有効なものにするためには、Ｚｒも最大約０．３％の範囲で添加することが好ましい。一実施形態では、Ｚｒは、０．０５％～０．３０％の範囲、好ましくは約０．０５％～０．２５％の範囲で存在し、より好ましくは、約０．０７％～０．１５％の範囲で存在する。 In order to make Sc more effective, Zr is also preferably added in the range of up to about 0.3%. In one embodiment Zr is present in the range of 0.05% to 0.30%, preferably in the range of about 0.05% to 0.25%, more preferably in the range of about 0.07% to 0.07%. Present in the range of 15%.
Ｃｒは、最大約０．３％の範囲で存在し得る。目的に沿って添加する場合、これは、好ましくは約０．０２％～０．３％の範囲、より好ましくは約０．０５％～０．１５％の範囲である。一実施形態では、目的に沿ったＣｒの添加はなく、これは、最大０．０５％で存在し得、好ましくは、０．０２％未満に維持される。 Cr may be present in the range up to about 0.3%. When added on purpose, it is preferably in the range of about 0.02% to 0.3%, more preferably in the range of about 0.05% to 0.15%. In one embodiment, there is no intentional addition of Cr, which may be present up to 0.05% and is preferably kept below 0.02%.
Ｔｉを最大約０．２％まで、上記ＡｌＭｇＳｃ合金に、補強元素として、または耐食性を改善するために、または結晶微細化目的のために添加してよい。Ｔｉの好ましい添加は、約０．０１％～０．２％の範囲、好ましくは約０．０１％～０．１０％の範囲である。 Up to about 0.2% Ti may be added to the AlMgSc alloy as a reinforcing element or to improve corrosion resistance or for grain refinement purposes. A preferred addition of Ti is in the range of about 0.01% to 0.2%, preferably in the range of about 0.01% to 0.10%.
一実施形態では、Ｚｒ＋Ｃｒ＋Ｔｉを目的に沿って組み合わせ添加する。この実施形態では、上記組み合わせ添加は、十分な強度を達成するためには少なくとも０．１５％であり、好ましくは、大きすぎる析出物の形成を回避するために、０．３０％を上回らない。 In one embodiment, Zr+Cr+Ti are added in combination according to purpose. In this embodiment, the combined addition is at least 0.15% to achieve sufficient strength and preferably not more than 0.30% to avoid forming too large precipitates.
別の実施形態では、Ｚｒ及びＴｉを目的に沿って組み合わせ添加するが、Ｃｒの目的に沿った添加はない。この実施形態では、Ｚｒ＋Ｔｉの上記組み合わせ添加は、少なくとも０．０８％であり、好ましくは０．２５％を上回らず、その際、Ｃｒは最大０．０２％、好ましくは最大０．０１％だけである。 In another embodiment, Zr and Ti are purposely added in combination, but Cr is not purposefully added. In this embodiment, said combined addition of Zr+Ti is at least 0.08% and preferably not more than 0.25%, with Cr at most 0.02%, preferably at most 0.01% only. be.
最大１．５％の範囲の亜鉛（Ｚｎ）を、上記アルミニウム合金製品における強度をさらに増強するために、目的に沿って添加することができる。上記目的に沿ったＺｎ添加のための好ましい下限は、０．１％であろう。強度及び耐食性のバランスを得るために、好ましい上限は、約０．８％、より好ましくは０．５％であろう。 Zinc (Zn) in the range of up to 1.5% can be purposely added to further enhance the strength in the above aluminum alloy products. A preferred lower limit for Zn addition for the above purposes would be 0.1%. A preferred upper limit would be about 0.8%, more preferably 0.5%, to obtain a balance between strength and corrosion resistance.
一実施形態では、Ｚｎは、許容される不純物元素であり、最大０．１５％、好ましくは最大０．１０％で存在し得る。 In one embodiment, Zn is a permissible impurity element and may be present up to 0.15%, preferably up to 0.10%.
Ｃｕは、上記ＡｌＭｇＳｃ合金中に、強化元素として最大約２％の範囲で存在し得る。しかしながら、耐食性が非常に重要な工学特性である製品の用途では、Ｃｕを約０．２％以下の低レベル、好ましくは約０．１％以下のレベル、より好ましくは０．０５％以下のレベルに維持することが好ましい。一実施形態では、Ｃｕ含有率は０．０１％以下である。 Cu may be present in the AlMgSc alloy as a strengthening element in the range of up to about 2%. However, for product applications where corrosion resistance is a very important engineering property, Cu may be added at low levels of about 0.2% or less, preferably at levels of about 0.1% or less, more preferably at levels of 0.05% or less. preferably maintained at In one embodiment, the Cu content is 0.01% or less.
Ｆｅは、アルミニウム合金における通常の不純物であり、約０．４％まで許容され得る。好ましくはこれは、最大約０．３％、より好ましくは最大約０．２０％のレベルに維持される。 Fe is a common impurity in aluminum alloys and can be tolerated up to about 0.4%. Preferably this is maintained at a level of up to about 0.3%, more preferably up to about 0.20%.
Ｓｉも、アルミニウム合金における通常の不純物であり、約０．３％まで許容され得る。好ましくはこれは、最大０．２％、より好ましくは最大０．１０％のレベルに維持される。 Si is also a common impurity in aluminum alloys and can be tolerated up to about 0.3%. Preferably this is kept at a level of max 0.2%, more preferably max 0.10%.
一実施形態では、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金は、重量％で、Ｍｇ３．０％～６．０％、Ｓｃ０．０２％～０．５％、Ｍｎ最大１％、Ｚｒ最大０．３％、Ｃｒ最大０．３％、Ｔｉ最大０．２％、Ｃｕ最大０．２％、Ｚｎ最大１．５％、Ｆｅ最大０．４％、Ｓｉ最大０．３％、残分のアルミニウム及び不純物それぞれ＜０．０５％及び合計＜０．１５％からなる組成を有し、本明細書に記載されており、特許請求されているとおりの、より狭い好ましい組成範囲を含む。 In one embodiment, the AlMgSc-based aluminum alloy has, in weight percent, Mg 3.0%-6.0%, Sc 0.02%-0.5%, Mn max 1%, Zr max 0.3%, Cr max 0.3% Ti max. 0.2% Cu max. 0.2% Cu max. 1.5% Zn max. 0.4% Fe max. 05% and total <0.15%, including the narrower preferred composition ranges as described and claimed herein.
本発明により、上記方法を広範なＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金に対して使用することができることが見い出されている。上記アルミニウム合金中のＣｕ含有率が上昇するにつれて、上記最終アニーリング温度からの規定の第１及び第２の温度範囲では、より遅い冷却速度、したがって、より長い等価時間が好ましいことが見い出されている。そのような非常に遅い冷却速度は、非常に低いＣｕ含有率、例えば、０．０５％未満、またはさらに０．０１％未満を有するＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金の腐食性能に対して悪影響を有さない。 It has been found in accordance with the present invention that the above method can be used with a wide range of AlMgSc-based aluminum alloys. It has been found that as the Cu content in the aluminum alloy increases, a slower cooling rate and therefore a longer equivalent time is preferred for the specified first and second temperature ranges from the final annealing temperature. . Such very slow cooling rates have no adverse effect on the corrosion performance of AlMgSc-based aluminum alloys with very low Cu contents, eg, less than 0.05%, or even less than 0.01%.
一実施形態では、上記アルミニウム合金製品は、単または複曲線パネル、殊に単または複曲線航空機胴体パネルである。 In one embodiment, said aluminum alloy product is a single- or double-curved panel, in particular a single- or double-curved aircraft fuselage panel.
次いで、本発明を、次の本発明による非限定的実施例及び比較例の両方を参照して例示する。 The invention is then illustrated with reference to both the following non-limiting examples according to the invention and comparative examples.
４．５ｍｍのシート製品を工業規模で、圧延用インゴットのＤＣ鋳造、スカルピング、ミリング、４００℃～４５０℃の熱間圧延温度への予熱、熱間圧延、冷間圧延作業中に中間アニーリングを伴う４．５ｍｍへの冷間圧延、及び２時間にわたる３２５℃（５９８Ｋ）の設定温度での最終アニーリング、続く、表１による種々の制御冷却速度のステップを含んで製造し、この際、試料Ａ、Ｂ及びＣは本発明により、試料Ｄは比較用である。 4.5mm sheet products on industrial scale with DC casting of rolling ingots, scalping, milling, preheating to hot rolling temperatures between 400°C and 450°C, hot rolling, with intermediate annealing during cold rolling operations Cold rolling to 4.5 mm and final annealing at a set temperature of 325° C. (598 K) for 2 hours, followed by steps of various controlled cooling rates according to Table 1, wherein Sample A, B and C are according to the invention and sample D is for comparison.
上記ＡｌＭｇＳｃアルミニウム合金鋳物は、重量％で、次の組成：Ｍｇ４．０％、Ｍｎ０．５５％、Ｓｃ０．２％、Ｚｎ０．３％、Ｚｒ０．１％、Ｃｒ０．０７％、Ｔｉ０．０７％、Ｓｉ０．０２％、Ｆｅ０．０２％、Ｃｕ０．００６％、残分のアルミニウム及び不可避の不純物を有する。 The above AlMgSc aluminum alloy casting, in weight percent, has the following composition: Mg 4.0%, Mn 0.55%, Sc 0.2%, Zn 0.3%, Zr 0.1%, Cr 0.07%, Ti 0.07%, It has 0.02% Si, 0.02% Fe, 0.006% Cu, the balance aluminum and unavoidable impurities.
表１に、１６８時間にわたる１２０℃での鋭敏化後に、最終アニーリング温度からの種々の冷却レジームを有する各試料について、ＡＳＴＭ Ｇ６７－１３に従って測定された腐食減量を列挙する。 Table 1 lists the corrosion weight loss measured according to ASTM G67-13 for each sample with various cooling regimes from the final annealing temperature after sensitization at 120°C for 168 hours.
本発明に従って製造されたＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金圧延製品は、粒界腐食に対して耐性がある。「粒界腐食に対して耐性がある」とは、上記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金が鋭敏化された前後の両方で、上記アルミニウム合金製品が、ＡＳＴＭ規格Ｇ６７－１３（ＮＡＭＬＴ試験）に合格することを意味する。すべての鋭敏化試料がＰＡ性能を有し、すべての非鋭敏化試料もＰＡ性能を有した。 AlMgSc-based aluminum alloy rolled products produced according to the present invention are resistant to intergranular corrosion. "Resistant to intergranular corrosion" means that the aluminum alloy product passes ASTM standard G67-13 (NAMLT test) both before and after the AlMgSc-based aluminum alloy is sensitized. do. All sensitized samples had PA performance and all non-sensitized samples also had PA performance.
表１の結果から、本発明に従って製造されたＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金圧延製品が、鋭敏化された後に、１５ｍｇ／ｃｍ２以下のＡＳＴＭ Ｇ６７－１３従って測定された腐食減量を達成することが分かり得る。より良好な実施例は、９ｍｇ／ｃｍ２以下の腐食減量を有する。規定の温度範囲で、より遅い冷却速度またはより長時間の等価時間を用いると、上記腐食減量はさらに減少する。試料Ｄは、４７３Ｋ～４２３Ｋの温度で、本発明外の速すぎる冷却速度を有し、ＡＳＴＭ Ｇ６７－１３によると腐食減量の増加をもたらした。 From the results in Table 1, it can be seen that AlMgSc-based aluminum alloy rolled products produced according to the present invention achieve a corrosion weight loss measured according to ASTM G67-13 of 15 mg/cm 2 or less after being sensitized. Better examples have a corrosion weight loss of 9 mg/cm 2 or less. Using slower cooling rates or longer equivalent times over the specified temperature range further reduces the corrosion weight loss. Sample D, at temperatures between 473K and 423K, had too fast a cooling rate outside the invention, resulting in increased corrosion weight loss according to ASTM G67-13.
したがって、本発明による方法は、良好な耐粒界腐食性を、良好な耐層状腐食性との組み合わせで有するアルミニウム合金製品をもたらす。 The method according to the invention thus results in aluminum alloy products having good intergranular corrosion resistance in combination with good lamellar corrosion resistance.
上記アルミニウム合金製品の同様の腐食性能は、最終アニーリング温度で行われる高温成形作業、例えば、３１０℃または３２５℃で行われるクリープ成形作業からの冷却において達成されるであろう。 Similar corrosion performance of the above aluminum alloy products will be achieved upon cooling from a high temperature forming operation performed at the final annealing temperature, eg, a creep forming operation performed at 310°C or 325°C.
本発明は、上記の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲により定義されるとおり、本発明の範囲内で広く変化し得る。 The invention is not limited to the embodiments described above, but can vary widely within the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (11)
前記ＡｌＭｇＳｃ系アルミニウム合金製品が、重量％で、
Ｍｇ ３．０％～６．０％、
Ｓｃ ０．０２％～０．５％、
Ｍｎ 最大１％、
Ｚｒ 最大０．３％、
Ｃｒ 最大０．３％、
Ｔｉ 最大０．２％、
Ｃｕ 最大０．２％、
Ｚｎ 最大１．５％、
Ｆｅ 最大０．４％、
Ｓｉ 最大０．３％、
不純物及び残分のアルミニウム
から成る組成を有する、前記方法。 A method of manufacturing an AlMgSc-based aluminum alloy product, comprising cooling said AlMgSc-based aluminum alloy product from a final annealing temperature to less than 150°C, wherein a first temperature range of 250 °C to 200°C. cooling at is in an equivalent time longer than 4 hours and cooling in a second temperature range of 200 ° C. to 150 ° C. is in an equivalent time longer than 0.2 hours, said The equivalent time (t(eq)) is
The AlMgSc-based aluminum alloy product, in wt%,
Mg 3.0% to 6.0%,
Sc 0.02% to 0.5%,
Mn max 1%,
Zr max 0.3%,
Cr max 0.3%,
Ti maximum 0.2%,
Cu max 0.2%,
Zn max 1.5%,
Fe max 0.4%,
Si max 0.3%,
Impurities & Residue Aluminum
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