KR101644584B1 - 입간 부식에 대한 저항성을 갖는 알루미늄 합금 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알루미늄 합금, 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 용도, 및 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 입간 부식에 대한 약간의 경향만을 나타내고, 높은 강도 수준과 양호한 변형능을 동시에 가지며, 알루미늄 합금의 재활용이 단순화되도록 표준 알루미늄 합금 성분을 함유하는 알루미늄 합금을 제공하는 목적은 이하에 설명하는 조성을 갖는 알루미늄 합금에서 달성되는데, 중량 기준으로 2.91% ≤ Mg ≤ 4.5%, 0.5% ≤ Mn ≤ 0.8%, 0.05% ≤ Cu ≤ 0.30%, 0.05% ≤ Cr ≤ 0.30%, 0.05% ≤ Zn ≤ 0.9%, Fe ≤ 0.40%, Si ≤ 0.25%, Ti ≤ 0.20%, 잔부로 알루미늄 및 개별적으로 0.05% 미만이고 합계로 최대 0.15%인 불순물들을 함유하며, 합금 성분 Zn, Cr, Cu, Mn에 대해, (2.3 * %Zn + 1.25 * %Cr + 0.65 * %Cu + 0.05 * %Mn) + 2.4 ≥ %Mg가 적용된다.

Description

입간 부식에 대한 저항성을 갖는 알루미늄 합금{ALUMINUM ALLOY RESISTANT TO INTERCRYSTALLINE CORROSION}
본 발명은 알루미늄 합금, 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 용도, 및 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
5xxx 계열 알루미늄/마그네슘(AlMg) 합금들은 선박, 자동차 및 항공기에서의 용접 또는 결합 구조물을 제조하기 위한 시트, 플레이트 또는 스트립의 형태로 사용된다. 이 합금들은 특히 높은 강도 수준을 특징으로 하며, 마그네슘 함량이 증가할 때 AlMg 합금의 강도 수준은 증가한다. 대표적인 5xxx 계열 알루미늄 합금은 예컨대, AA 5049, AA 5454 또는 AA 5918 알루미늄 합금이다. 이 합금들은 AlMg2Mn[5049], AlMg3Mn[5454] 또는 AlMg3.5Mn[5918] 알루미늄 합금이다. 추가적인 무게 감소에 대한 계속적인 요구로, 원하는 강도 수준을 제공하기 위하여 더욱 높은 강도 수준 및 결과적으로 상응하게 더욱더 높은 마그네슘 함량을 갖는 알루미늄 합금을 필요로 한다. 2.4 중량% 초과의 Mg 함량을 갖는 AlMgMn 알루미늄 합금의 문제는 고온에 장시간 노출되었을 때 입간 부식에 대한 경향이 증가한다는 것이다. 2.4 중량% 초과의 Mg 함량을 갖는 AlMgMn 알루미늄 합금의 경우에, 70 내지 200℃의 온도에서 β-Al5Mg3 상들이 입계를 따라 석출된다. β 입자들이 연속적으로 입계를 점유하며 부식 매질이 존재하는 경우, β 상의 용해로 입계를 따라 선택적인 부식이 일어날 수 있다. 결과적으로, 증가된 Mg 함량을 갖는 알루미늄 합금은 열적 부하를 받는 구역에서 사용할 수 없게 되거나, β-Al5Mg3 입자의 석출을 최소화하고 β-Al5Mg3 입자들이 연속적으로 입계를 점유하는 것을 배제하도록 열적 전개의 결과로서 Mg 함량을 감소시킬 수 없게 된다. 이러한 문제에 대한 해결 방안들이 종래 기술에 이미 공지되었다. 예컨대, 독일특허출원 DE 102 31 437 A1에는 특정 알루미늄 합금 조성에 의해, 열적 결과로서 민감화된 후에도 입간 부식에 대한 민감성을 현저하게 감소시키는 것이 제시되어 있다. 이를 위해, 다음과 같은 알루미늄 합금 조성을 제안한다.
3.1% < Mg < 4.5%,
0.4% < Mn < 0.85%,
0.4% < Zn < 0.8%,
0.06% < Cu < 0.35%,
Cr < 0.25%,
Fe < 0.35%,
Si < 0.2%,
Zr < 0.25%,
Ti < 0.3%,
잔부가 알루미늄, 불순물들은 각각의 경우에 0.05% 이하이고 합계로서 최대 0.15%이다.
표준 ASTM G67에 따라 측정되고 평가된 입간 부식에 대한 민감성과 관련한 결과들이 향상될 수 있다는 것이 확인되었다. 또한, 이 알루미늄 합금은 알루미늄 합금 재활용(recycling)과 관련하여 중요하게 고려되는 지르코늄 함량을 최대 0.25% 허용한다. 국제특허공보 WO 99/42627로부터, 비록 ASTM G67 시험에서 매우 양호한 결과를 얻지만 필수적으로 존재하는 지르코늄 함량 때문에 사용에 문제가 있는 지르코늄 함유 알루미늄 합금이 또한 공지되어 있다.
이러한 것에 기초한 본 발명의 목적은 입간 부식에 대해 단지 약간의 경향을 나타내는, 즉 ASTM G67 시험에서 15 mg/㎠ 미만의 질량 손실 값, 높은 강도 수준과 양호한 변형능을 동시에 제공하며 알루미늄 합금의 재활용이 단순화되도록 표준 알루미늄 합금 성분을 함유하는 알루미늄 합금을 제공하는 것이다. 또한, 알루미늄 합금의 용도 및 알루미늄 합금으로부터 제품을 제조하기 위한 방법을 제안하도록 의도한 것이다.
본 발명의 제1 교시에 따라, 알루미늄 합금에 대해 전술한 문제는 이하에 설명하는 중량 기준의 조성을 갖는 합금 성분을 포함하는 알루미늄 합금에서 해결된다.
2.91% ≤ Mg ≤ 4.5%,
0.5% ≤ Mn ≤ 0.8%,
0.05% ≤ Cu ≤ 0.30%,
0.05% ≤ Cr ≤ 0.30%,
0.05% ≤ Zn ≤ 0.9%,
Fe ≤ 0.40%,
Si ≤ 0.25%,
Ti ≤ 0.20%,
잔부 알루미늄 및 개별적으로 0.05% 미만이고 합계로 최대 0.15%인 불순물들을 함유하며, 합금 성분 Zn, Cr, Cu, Mn에 대해,
(2.3 * %Zn + 1.25 * %Cr + 0.65 * %Cu + 0.05 * %Mn) + 2.4 ≥%Mg가 적용되고, "%Zn", "%Cr", "%Cu", "%Mn", "%Mg"은 각 경우에 중량 기준으로 합금 성분들의 함량에 해당한다. 본 발명에 따른 조성은 중량 기준으로 적어도 2.91%의 마그네슘 함량에서 Zn, Cr, Cu 및 Mn 합금 성분들이 τ 상의 형성을 지원하여 이들 합금 성분들이 존재함으로써 β-Al5Mg3 입자들의 석출을 억제한다는 것을 알아낸 것에 기초한 것이다. AlCuMgZn 타입의 τ 상은 β 상 형성을 상당한 정도로 억제하므로, 비교적 높은 Mg 함량에서도 β 상 또는 β-Al5Mg3 입자들의 형성 경향이 입계에서 매우 낮게 나타난다. 더욱이, Cr 및 Mn 합금 성분들이 존재하는 경우에 AlCrMgMn 타입의 ε 상이 형성되고 β 상 형성도 억제할 수 있다. 결과적으로, 당해 알루미늄 합금은 입간 부식에 그다지 민감하지 않다. 또한 Zn, Cr, Cu 및 Mn의 개별적인 합금 성분들의 보상 효율은 상이한 수준이다. 알루미늄 합금이 입간 부식에 대한 매우 작은 경향을 나타내도록, 예컨대 합금 성분 Zn은 중량 기준으로 2.91%의 Mg 량을 2.3배 보상하는 역할을 한다. 입간 부식 또는 β 상의 석출을 억제하기 위한 효율은 Cr, Cu 및 Mg 합금 성분들로 감소한다. 결과적으로, 온도 작용 후에 입간 부식에 대한 경향을 보이지 않으면서, 비교적 높은 Mg 함량을 가지며 이와 관련하여 더욱더 높은 강도 수준을 나타내는 알루미늄 합금을 제공하는 것이 가능하다. 중량 기준으로 적어도 3.0%의 Mg 함량으로 더욱더 높은 수준의 강도와 더불어 대등한 내식성이 얻어진다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금을 경제적인 방식으로 제조하고 또한 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 제1 실시예에 따라, 예컨대 주조 및 압연할 때 변형능 및 알루미늄 합금의 물리적 성질의 변화와 관련하여 용인할 수 없는 부정적인 효과를 나타내지 않는 알루미늄 합금을 제조하기 위하여, 이하의 조건을 Zn, Cr, Cu, Mn 합금 성분들에 적용하는 것이 유리하다.
(2.3 * %Zn + 1.25 * %Cr + 0.65 * %Cu + 0.05 * %Mn) + 1.4 ≤ %Mg
본 발명의 일 실시예에 대해 알루미늄 합금의 가능한 가장 경제적인 제조를 달성하기 위하여 Zn, Cr, Cu, Mn 합금 성분들의 상한이 설정되어 있다. 이러한 상한을 초과하여 첨가해도 입간 부식과 관련한 저항성에 대한 추가적인 긍정적인 효과는 나타나지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 이러한 실시예에서 높은 함량의 합금 성분들로 인한 바람직하지 않은 부작용이 또한 배제될 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금의 다른 실시예에 따라, 더욱 내식성이 있는 알루미늄 합금을 구성하기 위하여, 바람직하게 Cu 합금 성분은 중량 기준으로 다음과 같은 함량을 갖는다.
0.05% ≤ Cu ≤ 0.20%
본 발명에 따른 알루미늄 합금의 다른 실시예에 따라, 중량 기준으로 다음과 같은 함량의 Cr 합금 성분에 의해 변형능이 최대화 될 수 있다.
0.05% ≤ Cr ≤ 0.20%
본 발명에 따른 알루미늄 합금의 다른 실시예에 따라, 합금 성분들의 첨가와 관련하여 더욱더 최적화되고 입간 부식에 대한 저항성이 있는 알루미늄 합금은 중량 기준으로 다음과 같은 함량의 Mg 및 Zn 합금 성분으로 제조된다.
2.91% ≤ Mg ≤ 3.6%
0.05% ≤ Zn ≤ 0.75%
마그네슘 함량 상한의 감소는 최대 아연 함량을 추가로 감소시킬 수 있게 하므로, 입간 부식에 대해 매우 높은 저항성을 갖는 비용 최적화된 알루미늄 합금이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 이 실시예의 Mg 함량은 중량 기준으로 3.0% 내지 3.6%이며, 특히 중량 기준으로 3.4% 내지 3.6%이다.
다른 실시예에서, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은, 중량 기준으로 적어도 3.6%이고 최대 4.5%인 합금 성분 Mg의 함량으로 강도와 관련하여 더욱더 최적화될 수 있다. 증가된 Mg 함량은 알루미늄 합금 강도의 실질적인 증가와 동시에 양호한 변형능을 부여한다. 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 특별한 조성으로 인해, 높은 Mg 함량에도 불구하고 이 알루미늄 합금은 ASTM G67 시험에서 15 mg/㎠ 미만의 적은 질량 손실(mass loss)을 나타내며 결론적으로 입간 부식으로부터 자유롭다. 부식 거동을 향상시키기 위하여, 바람직하게는 Mg 함량은 중량 기준으로 최대 4.0%로 제한된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 합금들은 양호한 수준의 강도 및 변형능 이외에, 입간 부식에 대한 매우 양호한 저항성을 갖는다는 점에서 차별화된다. 이와 관련하여, 전술한 목적은 본 발명의 다른 교시에 따라 자동차, 항공기 또는 선박의 섀시 및 구조 부품들을 제조하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 합금 스트립 또는 알루미늄 합금 시트의 용도에 의해 달성된다.
자동차, 항공기 또는 선박의 섀시 및 구조 부품들은 열원 예컨대 내연 기관의 배기 가스 또는 다른 발열 영역에 종종 노출되므로, 열적 공정 후에 입간 부식에 대한 경향을 보이는 알루미늄 합금은 일반적으로 이러한 예에 사용될 수 없다. 그러나, 섀시 및 구조 부품들을 제조하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 용도는 입간 부식에 대한 매우 양호한 저항성으로 인하여 이러한 적용 분야에서 중량 기준으로 적어도 2.91%의 Mg 함량을 갖는 더욱 강한 알루미늄/마그네슘 합금의 사용을 또한 가능하게 한다. 고강도 알루미늄 합금 스트립 또는 시트는 증가한 강도 수준으로 인해 벽 두께의 감소를 가능하게 한다. 이와 관련하여, 고강도 알루미늄 합금 스트립 또는 시트는 자동차, 선박 또는 항공기의 무게를 더욱 감소시키는 데에 기여한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 포함하는 알루미늄 합금 스트립 또는 시트는 자동차의 섀시 및 엔진 구역, 배기 시스템 또는 다른 발열 영역에 배치되는 구조 부품을 제조하기 위해 사용된다. 이러한 대표적인 예는 자동차의 탄성 링크 또는 횡방향 링크이다. 이러한 부품들의 구역들은, 특히 엔진에 가까이 배치된 경우, 증가하는 열 도입에 지속적으로 노출된다. 특히 자동차뿐만 아니라 기차, 항공기 및 선반의 제작에서 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 스트립 및 시트의 용도로 인해, 증가하는 열 도입에 의해 특징지어지는 새로운 적용 분야들이 생겨난다.
섀시 또는 구조 부품들이 적어도 하나의 용접 이음매(weld seam)를 갖는 경우, 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 포함하는 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 용도는 특히 유리하다. 일반적으로 용접 이음매는 금속 내로 열의 도입이 발생하는 구역이다. 만약 알루미늄 합금이 입간 부식에 대한 경향이 있는 것이면, 이러한 열의 도입은 입간 부식을 초래할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 알루미늄 합금에서는 입간 부식의 원인이 되는 β 상 석출이 가능한 최대 수준으로 억제될 수 있으므로, 부품은 용이하게 용접될 수 있으며 입간 부식에 대한 경향을 나타내지 않는다.
마지막으로, 알루미늄 합금 스트립 또는 시트의 벽 두께가 0.5 ㎜ 내지 8 ㎜, 선택적으로 1.5 ㎜ 내지 5 ㎜인 경우 본 발명에 따른 알루미늄 합금 스트립 또는 알루미늄 합금 시트의 용도는 특히 유리하다. 이러한 벽 두께는 섀시 또는 구조 부품에 대해 요구되는 강도를 제공할 수 있어 매우 적합하다.
본 발명의 다른 교시에 따라, 이제 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 포함하는 알루미늄 합금 스트립 또는 시트를 위한 경제적인 제조 방법을 설명한다. 이 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
- 압연 잉곳을 주조하는 단계,
- 압연 잉곳을 500℃ 내지 550℃에서 적어도 2 시간 동안 균질화 처리하는 단계,
- 280℃ 내지 500℃의 열간 압연 온도에서 열간 스트립을 형성하도록 압연 잉곳을 열간 압연하는 단계,
- 중간 어닐링 처리를 실행하거나 중간 어닐링 처리를 생략하고 열간 스트립을 최종 두께로 냉간 압연하는 단계, 및
- 배치로(batch furnace) 안에서 300 내지 400℃에서 냉간 스트립을 연화 어닐링 처리하는 단계.
기존의 경험들과 대조적으로, 본 발명에 따른 알루미늄 합금에 대해 특별한 열처리, 예컨대 제조 공정의 끝에서의 용체화 어닐링 처리 단계는 필요하지 않았으며, 대신에 알루미늄 합금은 통상적인 설비 예컨대 배치로를 사용하여 매우 경제적인 방식으로 생산될 수 있다. 또한, 압연 잉곳을 주조하는 대신에 스트립으로 바로 주조하고, 그 다음에 후속해서 열간 압연 및/또는 냉간 압연하는 것도 상정할 수 있다.
이제 본 발명은 실시예를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
Figure 112015030438097-pct00001
표 1은 먼저 표준 합금 ST 5049, ST 5454, ST 5918과 본 발명에 따른 알루미늄 합금 V1, V2, V3, V4의 화학적 분석을 보여준다. 또한, 표 1은 양이 "Mg 보상"으로 표시되고 아래의 식에 의해 계산된 합금 성분들에 의해 보상되는 Mg의 양에 대한 값을 보여준다.
(2.3 * %Zn + 1.25 * %Cr + 0.65 * %Cu + 0.05 * %Mn) + 2.4
최소 보상으로서, "보상되는" Mg 함량의 값이 기재되어 있고 적어도 Zn, Cr, Cu, Mn 합금 성분들에 의해 보상된다. 그러므로, 표 1에 기재된 값은 각 알루미늄 합금들의 Mg 함량에 상응한다.
Mg 보상 값은 중량 기준으로 적어도 2.91%의 Mg 함량을 갖는 알루미늄 합금에 대해서만 관련되어 있기 때문에, 표준 합금 ST 5049에 대한 값은 입력되어 있지 않다. 나머지 표준 합금 St 5454 및 ST 5918은 합금의 Mg 함량 미만인 Mg 보상 값을 나타낸다. 알려진 바와 같이, 이 합금들은 특정 조건하에서 입간 부식에 대한 경향을 보인다. 그 이유는 이 알루미늄 합금들의 Mg 함량이 충분히 보상되지 않기 때문이다. 본 발명에 따른 알루미늄 합금 V1, V2, V3, V4에 대한 거동은 상이하고, Mg 보상 값은 중량 기준으로 각 알루미늄 합금의 Mg 함량보다 실질적으로 높다.
Figure 112015030438097-pct00002
7 개의 모든 알루미늄 합금으로부터, 압연 잉곳이 주조되었으며 압연 잉곳은 500℃ 내지 550℃ 온도에서 적어도 2 시간 동안 균질화 처리되었다. 이 방식으로 생산된 압연 잉곳은 280℃ 내지 500℃의 열간 압연 온도에서 열간 스트립을 형성하도록 열간 압연 되고 이어서 최종 두께로 냉간 압연 되었으며, 중간 어닐링 처리가 실행되고 차후에 배치로 안에서 300℃ 내지 400℃의 온도에서 냉간 스트립의 연화 어닐링 처리가 실행되었다. 스트립 두께는 1.5㎜이다.
생산된 스트립으로부터, 시트가 절단되고 압연 방향에 대해 수직인 DIN EN 10002-1에 따른 인장 시험으로 기계적 특성이 평가되었다. 측정값들이 표 2에 기재되어 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 실시예 V1은 표준 합금 ST 5049보다 실질적으로 높은 인장 강도 및 항복 강도를 갖는다. 본 발명 및 표준 합금에 따른 합금 스트립의 균일 연신에 대한 연신 Ag 및 A50mm 은 현저하게 차이가 나지 않는데, 본 발명에 따른 알루미늄 합금들이 표준 합금과 동일한 변형능을 갖는다는 것을 추정할 수 있다.
표준 합금 ST 5454에 비해 합금 변경예 V2는 더욱 높은 인장 강도 및 항복 강도를 또한 제공한다. 균일 연신 Ag 및 A50mm에 대해서, 본 발명에 따른 변경예 V2는 표준 합금 St 5454와 거의 동일한 값을 제공한다. 동일한 것이 종래의 알루미늄 합금 변경예 ST 5918에 비해, 향상된 인장 강도 및 항복 강도를 갖는 변경예 V3 및 V4에 대해서도 적용된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 알루미늄 합금들은 매우 양호한 기계적 특성값을 가지며 표준 합금과 동일한 방식으로 처리될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들과 종래예들은 ASTM G67에 따른 부식 시험을 하여 질량 손실을 측정함으로써, 입간 부식에 대한 알루미늄 합금의 민감성이 측정될 수 있다. 이 시험에서, 길이 50 ㎜ 및 폭 50 ㎜인 시험 스트립이 시트 또는 스트립으로부터 절단되고, 열처리하거나 열처리하기 전에 30℃ 농축 질산에 24 시간 동안 보관되었다. 바람직하게는, 석출된 β 상이 샘플에서 입계를 따라 존재하면 질산은 입계에서 β 상을 배출시키고 이에 의해 추후의 질량 측정 동안에 실질적인 질량의 손실을 일으킨다.
열적 부하가 가해지는 적용 분야에서 입간 부식에 대한 민감성을 평가하기 위하여, ASTM G67에 따라 질량 손실 측정하기 전에 샘플은 또한 고온에서 보관하는 형태로 사전-처리되었다. 이를 위해, 샘플은 130℃에서 17 시간, 100 시간 및 500 시간 동안 보관되었고 차후에 질량 손실 시험을 하였다. 또한, 종래 기술에서 공지된 알루미늄 합금과 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 비교를 위해 100℃에서 100 시간 보관하는 것도 실행되었다.
Figure 112015030438097-pct00003
표 3에는 보관 유지의 개별적인 시험 조건들과 ASTM G67에 따른 시험 후에 측정된 질량 손실이 ㎎/㎠ 단위로 기재되어 있다. ASTM G67에 따르면, 입간 부식에 대해 저항성이 있는 알루미늄 합금은 질량 손실이 1 내지 15 ㎎/㎠인 반면에, 입간 부식에 대해 저항성이 없는 알루미늄 합금은 질량 손실이 25 내지 75 ㎎/㎠를 나타낸다.
중량 기준으로 2.05%의 비교적 낮은 Mg 함량을 갖는 표준 합금 ST 5049는 입간 부식에 대한 가장 높은 저항성을 나타낸다. 130℃에서 500 시간 보관 유지하더라도, 이 알루미늄 합금은 시험에서 부식 거동에 변하지 않는다. 그러나, 이 알루미늄 합금은 가장 낮은 강도 값을 갖는다.
대조적으로, 표준 합금 ST 5454 및 표준 합금 ST 5918은 상이한 부식 거동을 한다. ST 5454는 130℃에서 500 시간 보관 유지한 경우에 16.2 ㎎/㎠의 질량 손실을 나타낸다. 샘플을 130℃에서 100 시간 또는 500 시간 동안 보관 유지한 경우에, 또한 ST 5918의 질량 손실은 농축 질산에 보관한 후에 최대 30.9 ㎎/㎠로 매우 현저한 질량 손실의 증가를 나타낸다. 130℃에서 500 시간 보관 유지 후에 이들 합금과 본 발명에 따른 알루미늄 합금들을 비교한 바에 따르면, 본 발명에 따른 알루미늄 합금들은 유사하게 높은 Mg 함량에도 불구하고 입간 부식에 대해 실질적으로 더욱더 안정적이다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 V4의 최대 질량 손실은 130℃에서 500 시간 보관 유지한 경우 8.9 ㎎/㎠ 이었으며, 결과적으로 표준 합금 ST 5918보다 3배 이상 낮다. ASTM G67에 따르면, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은 그 질량 손실이 15 ㎎/㎠ 미만이므로 입간 부식에 대해 안정적인 것으로 간주된다. 각각의 표준 합금 ST 5454 또는 ST 5918에 비해 더욱 높은 Mg 함량에도 불구하고, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은 입간 부식에 대한 현저한 저항성으로 차별화된다.
특히, 높은 Mg 함량을 갖는 종래 기술의 알루미늄 합금에 대해 알려져 있는 결과들과 비교한 바에 의하면, 선택된 알루미늄 합금 분야에서 재활용 또는 높은 제조 비용과 관련한 문제를 유발하지 않으면서 입간 부식에 대한 실질적으로 증가한 저항성을 갖는 알루미늄 합금이 얻어질 수 있다는 것을 보여준다.
최종적으로, 높은 Mg 함량을 가지며 입간 부식에 대한 저항성이 있는 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금 제품들을 제공하기 위하여, 경제성이 높은 배치로가 연화 어닐링 처리를 실행하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이전에는, 입간 부식에 대한 저항성을 얻기 위해 연속적인 공정 라인에서 용체화 어닐링 처리가 필요하다고 생각되었다.

Claims (11)

  1. 중량%로,
    2.91% ≤ Mg ≤ 4.5%,
    0.5% ≤ Mn ≤ 0.8%,
    0.05% ≤ Cu ≤ 0.30%,
    0.05% ≤ Cr ≤ 0.30%,
    0.05% ≤ Zn ≤ 0.9%,
    Fe ≤ 0.40%,
    Si ≤ 0.25%,
    Ti ≤ 0.20%,
    잔부로 알루미늄 및 개별적으로 0.05% 미만이고 합계로 최대 0.15%인 불순물을 포함하는 알루미늄 합금으로, 합금 성분 Zn, Cr, Cu, Mn에 대해,
    (2.3 * %Zn + 1.25 * %Cr + 0.65 * %Cu + 0.05 * %Mn) + 2.4 ≥ %Mg이 적용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    합금 성분 Zn, Cr, Cu, Mn에 대해,
    (2.3 * %Zn + 1.25 * %Cr + 0.65 * %Cu + 0.05 * %Mn) + 1.4 ≤ %Mg이 적용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  3. 제1항에 있어서,
    합금 성분 Cu의 함량이 중량%로 0.05% ≤ Cu ≤ 0.20%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  4. 제1항에 있어서,
    합금 성분 Cr의 함량이 중량%로 0.05% ≤ Cr ≤ 0.20%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  5. 제1항에 있어서,
    합금 성분 Mg의 함량이 중량%로 2.91% ≤ Mg ≤ 3.6%이고, Zn의 함량이 중량%로 0.05% ≤ Zn ≤ 0.75%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  6. 제1항에 있어서,
    합금 성분 Mg의 함량이 중량%로 적어도 3.6%이며 최대 4.5%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 알루미늄 합금의 알루미늄 합금 스트립으로서, 알루미늄 합금 스트립이 자동차, 항공기 또는 선박의 섀시 및 구조 부품을 제조하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 스트립.
  8. 제7항에 있어서,
    알루미늄 합금 스트립이 자동차의 엔진 구역, 배기 시스템 또는 다른 발열 영역에 배치되는 섀시 또는 구조 부품을 제조하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 스트립.
  9. 제7항에 있어서,
    섀시 또는 구조 부품이 적어도 하나의 용접 이음매를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 스트립.
  10. 제7항에 있어서,
    알루미늄 합금 스트립의 벽 두께는 0.5 ㎜ 내지 8 ㎜인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금 스트립.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 알루미늄 합금으로부터 알루미늄 합금 스트립을 제조하기 위한 방법으로,
    - 압연 잉곳을 주조하는 단계,
    - 압연 잉곳을 500℃ 내지 550℃에서 적어도 2 시간 동안 균질화 처리하는 단계,
    - 280℃ 내지 500℃의 열간 압연 온도에서 열간 스트립을 형성하도록 압연 잉곳을 열간 압연하는 단계,
    - 중간 어닐링 처리를 실행하거나 중간 어닐링 처리를 하지 않고, 열간 스트립을 최종 두께로 냉간 압연하는 단계, 및
    - 배치로(batch furnace) 안에서 300℃ 내지 400℃에서 냉간 스트립을 연화 어닐링 처리하는 단계를 포함하는 제조 방법.
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