KR20090127185A - Alloy composition and preparation thereof - Google Patents

Alloy composition and preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20090127185A
KR20090127185A KR1020097022698A KR20097022698A KR20090127185A KR 20090127185 A KR20090127185 A KR 20090127185A KR 1020097022698 A KR1020097022698 A KR 1020097022698A KR 20097022698 A KR20097022698 A KR 20097022698A KR 20090127185 A KR20090127185 A KR 20090127185A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alloy
hours
carried out
sheet
temperature
Prior art date
Application number
KR1020097022698A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
쿠마르 아심 무코파댜이
Original Assignee
디렉터 제너럴, 디펜스 리써치 앤드 디벨롭먼트 오거니제이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디렉터 제너럴, 디펜스 리써치 앤드 디벨롭먼트 오거니제이션 filed Critical 디렉터 제너럴, 디펜스 리써치 앤드 디벨롭먼트 오거니제이션
Publication of KR20090127185A publication Critical patent/KR20090127185A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent

Abstract

The disclosure relates to a high strength Aluminum-Zinc-Magnesium-Copper-Zirconium alloy semi-products of composition Al-Zn(8-12.5)wt%-Mg (1.2-2.0)wt%-Cu(1.4-2.2)wt%-Zr(0.10-0.18)wt% and its method of preparation. The alloy semi-product could be further processed into high strength alloy extrusions or high strength alloy thin sheets.

Description

합금 조성물 및 그 제조방법{ALLOY COMPOSITION AND PREPARATION THEREOF}Alloy composition and its manufacturing method {ALLOY COMPOSITION AND PREPARATION THEREOF}

본 발명은 Al-(8-12.5)wt% Zn-(1.2-2.0)wt% Mg-(1.4-2.2)wt% Cu-(0.10-0.18)wt%-Zr의 조성을 가진 고강도 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 합금 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 고강도 합금 압출물 또는 합금 박판으로 추가 가공되는 합금 반제품의 제조방법도 제공한다. High strength aluminum-zinc-magnesium having a composition of Al- (8-12.5) wt% Zn- (1.2-2.0) wt% Mg- (1.4-2.2) wt% Cu- (0.10-0.18) wt% -Zr It provides a copper-zirconium alloy composition. The present invention also provides a method for producing an alloy semifinished product which is further processed into high strength alloy extrudates or alloy sheets.

알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금은 항공 우주선 및 방위산업 분야에서 다양한 강도의 중요한 용도로 크게 요구되고 있다. 이러한 합금들은 통상적으로 다양한 구조적인 응용을 위해 시이트, 플레이트, 압출, 단조 등의 형태로 가공된다. 항공 우주선에 응용되는 경우에는, 응용 요건 중의 한 가지가 이러한 합금들을 두께가 0.3 mm 미만인 박판 형태로 가공하는 것이며, 이 경우 Al 합금의 박판이 섬유(바람직하기로는 유리 섬유)와의 조합의 형태로 이용되어 섬유-금속 적층형 (FML: fibre-metal laminated) 복합재를 형성하게 된다. FML 복합재에 사용되는 Al 합금 박판의 강도 특성은 FML 복합재의 인장항복강도를 결정하는데 중요한 역할을 한다(Ad Viot 및 J.W. Gunnink, Gibre Metal laminates: An Introduction, Kluwer Academic Publishers, The Netherlands, 2001). 또한, 0.3 mm 미만의 두께를 가진 Al 합금은 드레이프성(drapability)을 개선시키기 때문에 상기 목적으로 바람직하다.Aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloys are highly demanded for critical applications of varying strength in the aerospace and defense industries. Such alloys are typically processed in the form of sheets, plates, extrusions, forgings, etc. for various structural applications. When applied to aerospace, one of the application requirements is to process these alloys in the form of sheets of less than 0.3 mm in thickness, in which case the Al alloys are used in combination with fibers (preferably glass fibers). This results in the formation of fiber-metal laminated (FML) composites. The strength properties of Al alloy thin plates used in FML composites play an important role in determining the tensile yield strength of FML composites (Ad Viot and J.W.Gannnink, Gibre Metal laminates: An Introduction, Kluwer Academic Publishers, The Netherlands, 2001). In addition, Al alloys having a thickness of less than 0.3 mm are preferred for this purpose because they improve drapeability.

미국특허 4,477,292호 및 4,832,758호에는 잉곳 야금법을 통해 제조될 수 있는 고강도 알루미늄 합금류로서 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금을 개시하고 있다. 이러한 부류의 합금들의 개선된 강도 특성은 (밀도 대비 강도 및 영 모듈러스 대비 강도 등의 관점에서) 특정 성질들을 향상시키므로, 중량을 크게 감소시킬 수 있으며, 이러한 합금을 개발하는데 있어서 주안점은 다양한 야금 공정을 통해 강도를 개선시키는데 있다. U.S. Patents 4,477,292 and 4,832,758 disclose aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloys as high-strength aluminum alloys that can be produced through ingot metallurgy. The improved strength properties of this class of alloys improve certain properties (in terms of density versus strength and Young's modulus, etc.) and therefore can significantly reduce weight, and the focus of developing such alloys is to focus on various metallurgical processes. Through improving the strength.

미국특허 4,699,673호 및 4,988,394, 및 미국특허출원 20060191609호에는 1.2 mm 이하의 두께를 가진 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금의 박판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이들 특허 문헌에는 두께가 0.3 mm 이하인 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 박판의 제조방법에 대해서는 어떠한 정보도 개시하고 있지 않다. 이러한 제품에서 고강도를 유지하는 것과 관련된 문제점은 재결정이 발생하여, 박판이 점진적으로 더 얇게 만들어짐에 따라 더욱 현저한 균열을 초래한다는 것이다. 그러나, 이러한 박판의 가공 공정의 상세한 사항에 대한 비공개성 등으로 인해 이러한 문헌에는 상기 주제에 대한 정보가 없다.U.S. Patent Nos. 4,699,673 and 4,988,394, and U.S. Patent Application 20060191609, disclose methods for making thin sheets of Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloys having a thickness of 1.2 mm or less. However, these patent documents do not disclose any information on the manufacturing method of the high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr sheet having a thickness of 0.3 mm or less. A problem associated with maintaining high strength in these products is that recrystallization occurs, resulting in more significant cracking as the sheet is progressively thinner. However, due to the non-disclosure of the details of such thin sheet processing, there is no information on this subject in this document.

당업계에 공지된 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 중의 하나, 즉 AA 7055 (Aluminium Company of America (ALCOA) 기술적인 데이터는 www.millproducts-alcoa.com에서 입수가능함)는 Al-(7.6-8.4) wt% Zn-(l.8-2.3) wt% Mg-(2-2.6) wt% Cu-(0.08-0.25) wt% Zr의 조성을 가지고 있다. 길이 방향으로(즉, 압출 방향을 따라) 7055 T7751의 압출시 전형적인 인장 특성은 다음과 같다: 0.2% 내력(proof stress: 항복강도) = 655 MPa, UTS = 669 MPa, 연신율 = 11%. T77 템퍼는 최대시효된(peak aged) T6 템퍼에 대응하는 강도 특성을 가지고 있지만, T76 템퍼와 유사한 응력부식균열저항(stress corrosion cracking resistance)을 가지고 있다(ALCOA publication. Light Metal Age, October, 1991, p. 14).One of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloys known in the art, namely AA 7055 (Aluminium Company of America (ALCOA) technical data is available at www.millproducts-alcoa.com) is Al- (7.6- 8.4) wt% Zn- (l.8-2.3) wt% Mg- (2-2.6) wt% Cu- (0.08-0.25) wt% Zr. Typical tensile properties for extrusion of the 7055 T7751 in the longitudinal direction (ie along the extrusion direction) are as follows: 0.2% proof stress = 655 MPa, UTS = 669 MPa, elongation = 11%. T77 tempers have strength characteristics corresponding to peak aged T6 tempers, but have similar stress corrosion cracking resistance as T76 tempers (ALCOA publication.Light Metal Age, October, 1991, p. 14).

미국특허출원 20040099352호에는 또 다른 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금으로서 8.2-10% Zn, 1.95-2.5% Cu, 1.9-2.5% Mg, 0.05-0.25% Zr (단위: 중량%)를 포함하는 합금이 개시되어 있다. 이 합금은 압출 공정과 최대시효에 의해 제조되는 경우, 0.2% 내력이 703 MPa가 된다. 스칸듐을 포함하며, 압출 및 열처리에 의해 가공되어 최대시효된 T6 템퍼를 만들어 내는 또 다른 Al-Zn-Mg-Cu-Zr계의 고강도 합금은 Al- 8.6 Zn- 2.6 Mg- 2.4 Cu-0.2 wt% Sc와 알려지지 않은 양의 Zr로 된 조성을 가지고 있다 [Metall. Mater. Trans. A, 30A, 1017, 1999]. 이 재료의 전형적인 인장 특성은 다음과 같다: 0.2% PS = 689 MPa, UTS = 715 MPa, 신장률 = 11.8%. 그러나, 최근의 연구 결과는, Zn의 함량이 8.5% 이하이고, Mg 와 Cu 함량이 각각 2 중량% 이하인 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금은 최대시효된 템퍼에서 유사한 0.2% PS 또는 더 높은 0.2% PS를 달성할 수 있다는 것을 보여준다(Minerals & Metals Review, 10, 2005, p. 65) 이는, 이들 합금의 최대시효된 압출물에 있어서 약 700 MPa의 0.2% PS를 달성하는 데에는 Sc의 첨가도 필요하지 않고 또한 Zn 함량도 8.5%를 초과하지 않아야 한다는 것을 의미한다.U.S. Patent Application 20040099352 discloses another high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy as 8.2-10% Zn, 1.95-2.5% Cu, 1.9-2.5% Mg, 0.05-0.25% Zr (unit: wt%). An alloy containing is disclosed. When produced by the extrusion process and maximum age, the alloy has a 0.2% yield strength of 703 MPa. Another Al-Zn-Mg-Cu-Zr-based high-strength alloy containing scandium and processed by extrusion and heat treatment to produce the maximum aged T6 temper is Al- 8.6 Zn- 2.6 Mg- 2.4 Cu-0.2 wt% It has a composition of Sc and an unknown amount of Zr [Metall. Mater. Trans. A, 30A, 1017, 1999]. Typical tensile properties of this material are as follows: 0.2% PS = 689 MPa, UTS = 715 MPa, elongation = 11.8%. However, recent studies have shown that Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloys with a Zn content of less than 8.5% and Mg and Cu contents of less than 2% by weight, respectively, have a similar 0.2% PS or higher at maximum age temper. It shows that 0.2% PS can be achieved (Minerals & Metals Review, 10, 2005, p. 65), which adds Sc to achieve about 700 MPa of 0.2% PS in the maximum aged extrudates of these alloys. It is also not necessary and also means that the Zn content should not exceed 8.5%.

미국특허출원 20050056353호에는 또 다른 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc 합금으로서, 8.5-11% Zn, 1.8-2.4% Mg, 1.8-2.6% Cu, 0.05-0.30% Sc 및 Zr, V 및 Hf로 구 성된 군 중에서 적어도 하나의 원소 0.5중량% 이하를 포함하는 합금이 개시되어 있다. 이 합금은 압출 공정과 최대시효에 의해 제조되는 경우, 0.2% 내력이 670 내지 715 MPa이다. 미국특허출원 20050072497호에는 또 다른 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금으로서, 8.3-14% Zn, 0.3-2% Cu, 0.5-4.5% Mg, 0.03-0.15% Zr(단위: 중량%) 및 Sc, Hf, La, Ce, Nd로 구성된 군 중에서 적어도 하나의 원소 0.02-0.7중량%를 포함하는 합금이 개시되어 있다. 이 합금은 압출 공정과 최대시효에 의해 제조되는 경우, 0.2% 내력이 670 내지 783 MPa이다. U.S. Patent Application 20050056353 discloses another high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc alloy, 8.5-11% Zn, 1.8-2.4% Mg, 1.8-2.6% Cu, 0.05-0.30% Sc and Zr, V And 0.5 wt% or less of at least one element of the group consisting of Hf is disclosed. This alloy, when produced by the extrusion process and the maximum age, has a 0.2% yield strength of 670 to 715 MPa. U.S. Patent Application 20050072497 discloses another high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy, 8.3-14% Zn, 0.3-2% Cu, 0.5-4.5% Mg, 0.03-0.15% Zr in weight percent And 0.02-0.7 wt% of at least one element from the group consisting of Sc, Hf, La, Ce, Nd is disclosed. This alloy, when produced by the extrusion process and the maximum age, has a 0.2% yield strength of 670-783 MPa.

Sc-함유 합금의 주된 단점은 스칸듐 금속이 비싸다는 것이다. 전술한 합금의 또 다른 한계는 인도를 포함하여 수많은 국가에서 스칸듐 광산을 이용할 수 없다는 점이다. 최근 연구결과에 따르면 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금에 Sc가 존재하는 경우 피로특성이 저하되는 것으로 나타났다 (Scripta Materialia, Vol. 52, p. 645, 2005).The main disadvantage of Sc-containing alloys is that they are expensive. Another limitation of the aforementioned alloys is that scandium mines are not available in many countries, including India. Recent studies have shown that the presence of Sc in Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloys reduces fatigue properties (Scripta Materialia, Vol. 52, p. 645, 2005).

그러므로, 특히 0.3 mm 보다 작은 박판 두께가 요구되는 항공 우주선 등의 응용분야 및 다양한 용도를 위해 다양한 크기의 압출물이 이용되는 방위산업 분야에서 다양한 응용성을 가진, 강도가 매우 큰 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금에 대한 계속적인 개발의 필요성이 존재한다.Therefore, very high strength aluminum-zinc-magnesium with various applications, especially in the defense industry where a wide range of extrudates are used for various applications, such as aerospace applications where sheet thicknesses of less than 0.3 mm are required. There is a need for continued development for -copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloys.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명은 Al-(8-12.5)wt% Zn-(1.2-2.0)wt% Mg-(1.4-2.2)wt% Cu-(0.10-0.18)wt% Zr의 조성을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 합금 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명은 또한 고강도 합금 압출물 또는 합금 박판으로 추가 가공되는 합금 반제품의 제조방법도 제공한다. The invention relates to aluminum-zinc-magnesium-copper having a composition of Al- (8-12.5) wt% Zn- (1.2-2.0) wt% Mg- (1.4-2.2) wt% Cu- (0.10-0.18) wt% Zr It provides a zirconium alloy and a method of manufacturing the same. The present invention also provides a method for producing an alloy semifinished product which is further processed into high strength alloy extrudates or alloy sheets.

일 측면에 있어서, 본 발명은 Al-(11.5-12.5)wt% Zn-(1.3-2.0)wt% Mg-(1.5-2.2)wt% Cu-(0.12-0.18)wt% Zr의 조성을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 합금 (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 압출물을 제공한다.In one aspect, the invention provides Al- (11.5-12.5) wt% Zn- (1.3-2.0) wt% Mg- (1.5-2.2) wt% Cu- (0.12-0.18) wt% Zr- Zinc-magnesium-copper-zirconium alloy (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy extrudates are provided.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-(8-10)wt% Zn-(1.2-2.0)wt% Mg-(1.4-2.2)wt% Cu-(0.12-0.18)wt% Zr의 조성을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄 합금 (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 박판을 제공한다.In another aspect, the invention provides Al- (8-10) wt% Zn- (1.2-2.0) wt% Mg- (1.4-2.2) wt% Cu- (0.12-0.18) wt% Zr- A zinc-magnesium-copper-zirconium alloy (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy sheet is provided.

일 측면에 있어서, 본 발명은 고용화 생성물의 효과적인 용해에 의해 후속 열처리 및 기계가공 공정에서 합금이 증가된 용질 과포화상태(supersaturation)를 유지할 수 있도록 하는 한편 시효처리시 고강도를 얻을 수 있도록 하기 위하여, 2단계 균일화(homogenization) 공정을 이용하여 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금을 제조하는 방법을 제공한다.In one aspect, the present invention is to enable the alloy to maintain the increased solute supersaturation in the subsequent heat treatment and machining process by effective dissolution of the solid solution product, while at the same time to obtain high strength during aging treatment, Provided is a method for producing an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy using a two-step homogenization process.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 필연적으로 재결정화되지 않은 입계 구조를 유지하고 압출공정에서 용체화처리 효과(solutionzing effect)를 부여함으로써 합금이 고강도를 얻을 수 있도록 최적화된 합금 조성과 압출 공정 파라미터를 이용하여 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물을 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention utilizes an alloy composition and extrusion process parameters that are optimized to achieve high strength of the alloy by inevitably maintaining a grain boundary structure that is not recrystallized and imparting a solutionzing effect in the extrusion process. To provide an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudate.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은, 시이트의 대부분에서 필연적으로 재결정화되지 않은 입계 구조를 유지함으로써 합금이 고강도를 달성하고 에지 균열 정도를 최소화할 수 있도록 하기 위하여, 최적화된 합금 조성, 균일화 처리, 압연 파라미터 및 중간 어니일링 처리를 이용하여 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판을 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the invention provides an optimized alloy composition, homogenization treatment, in order to enable the alloy to achieve high strength and minimize the extent of edge cracking by maintaining grain boundaries that are not necessarily recrystallized in most of the sheet. Provided is a method for producing an Al—Zn—Mg—Cu—Zr alloy thin plate using rolling parameters and an intermediate annealing treatment.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 합금이 재현가능한 강도 특성을 달성할 수 있도록 2단계 인공 시효처리를 이용하여 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금을 제조하는 방법을 제공한다.In yet another aspect, the present invention provides a method of making an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy using two-step artificial aging so that the alloy can achieve reproducible strength properties.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 매우 큰 강도를 가지며 두께가 0.3 mm 미만인 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 시이트를 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method of making an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet having very large strength and less than 0.3 mm in thickness.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

본 발명은 하기 조성(단위: 중량%)을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금을 제공한다:The present invention provides an aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy having the following composition in weight percent:

Zn 8-12.5;Zn 8-12.5;

Mg 1.2-2.0;Mg 1.2-2.0;

Cu 1.4-2.2; 및Cu 1.4-2.2; And

Zr 0.10-0.18.Zr 0.10-0.18.

본 발명은 하기 조성(단위: 중량%)을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 반제품을 제공한다:The present invention provides an aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy semifinished product having the following composition in weight percent:

Zn 8-12.5;Zn 8-12.5;

Mg 1.2-2.0;Mg 1.2-2.0;

Cu 1.4-2.2; 및Cu 1.4-2.2; And

Zr 0.10-0.18.Zr 0.10-0.18.

일 측면에 있어서, 본 발명은 하기 조성(단위: 중량%)을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 압출물을 제공한다:In one aspect, the present invention provides an aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy extrudate having the following composition in weight percent:

Zn 11.5-12.5;Zn 11.5-12.5;

Mg 1.3-2.0;Mg 1.3-2.0;

Cu 1.5-2.2; 및Cu 1.5-2.2; And

Zr 0.12-0.18.Zr 0.12-0.18.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 하기 조성(단위: 중량%)을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 박판을 제공한다:In another aspect, the present invention provides an aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy sheet having the following composition in weight percent:

Zn 8-10;Zn 8-10;

Mg 1.2-2.0;Mg 1.2-2.0;

Cu 1.4-2.2; 및Cu 1.4-2.2; And

Zr 0.12-0.18.Zr 0.12-0.18.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-(8-12.5)wt% Zn-(1.2-2.0)wt% Mg-(1.4-2.2)wt% Cu-(0.10-0.18)wt% Zr의 조성을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 반제품을 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 하기 단계를 포함한다:In another aspect, the present invention provides an aluminum having a composition of Al- (8-12.5) wt% Zn- (1.2-2.0) wt% Mg- (1.4-2.2) wt% Cu- (0.10-0.18) wt% Zr Provides a method for producing a zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy semifinished product. This method includes the following steps:

a. 프라이머리(primary) 알루미늄과 Al-33wt% Cu 마스터 합금의 장입 혼합물(charge mixture)을 용융시키는 단계;a. Melting a charge mixture of primary aluminum and an Al-33wt% Cu master alloy;

b. 용융된 장입물의 온도를 올린 후 순수한 아연 원소를 부가하는 단계;b. Adding pure zinc element after raising the temperature of the molten charge;

c. 용융된 장입물을 과열처리(superheating)한 후 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 부가하는 단계;c. Superheating the molten charge and adding Al-50wt% Mg master alloy and Mg-28wt% Zr master alloy;

d. 저하된 온도에서 결정립 미세화 핵 펠릿을 부가하는 단계; d. Adding grain refinement nuclei pellets at reduced temperature;

e. 탈기 펠릿을 부가하는 단계;e. Adding degassing pellets;

f. 아르곤 분위기 하에서 미리 가열된 금속 몰드에 용탕을 쏟아붓는 단계; 및 f. Pouring molten metal into a preheated metal mold under argon atmosphere; And

g. 주조 합금 빌렛(billet) 또는 슬래브(slab)를 얻기 위해 고체화하는 단계.g. Solidifying to obtain a cast alloy billet or slab.

일 측면에 있어서, 본 발명은 프라이머리 알루미늄이 99.80% 이상의 순도를 가진, 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 반제품의 제조방법을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a method for producing an aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy semifinished product, the primary aluminum having a purity of 99.80% or more.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 76.38-84.81wt%의 프라이머리 알루미늄과 4.54-6.97wt%의 마스터 합금을 포함하는 장입 혼합물을 720-730℃의 온도에서 용융시킴으로써 인덕션로(induction furnace)에서 용융시키는 것을 포함하는, 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 반제품의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for melting a charge mixture comprising 76.38-84.81 wt% primary aluminum and 4.54-6.97 wt% master alloy at an induction furnace by melting at a temperature of 720-730 ° C. It provides a method for producing a semi-aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy comprising a.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 반제품의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 8.15-12.65wt%의 순수한 원소 Zn을 용탕에 부가하고 온도를 735-745℃로 올린 다음, 2.04-3.32wt%의 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 0.46-0.68wt%의 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 부가하고, 용융 합금을 755-765℃로 10분-15분 동안 과열처리하는 것을 포함한다.In another aspect, the present invention provides a method for preparing an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy semifinished product, which adds 8.15-12.65 wt% of pure elemental Zn to the melt and the temperature is increased to 735-745 ° C. Raise and then add 2.04-3.32 wt% Al-50 wt% Mg master alloy and 0.46-0.68 wt% Mg-28 wt% Zr master alloy and superheat the molten alloy at 755-765 ° C. for 10-15 minutes. It involves doing.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 반제품의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 과열처리된 용융 합금의 온도를 735-740℃로 내리고, 결정립 미세화를 위해 0.01-0.1 kg의 핵 펠릿을 부가하는 것을 포함한다. 상기 핵 펠릿은 디포타슘 티타늄 헥사플루오라이드(K2TiF6) 또는 포타슘 테트라플루오로보레이트(KBF4)이다. In another aspect, the present invention provides a method for preparing a semi-finished Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy, which lowers the temperature of the superheated molten alloy to 735-740 ° C. and 0.01 for grain refinement. Adding -0.1 kg of nuclear pellets. The nuclear pellet is dipotassium titanium hexafluoride (K 2 TiF 6 ) or potassium tetrafluoroborate (KBF 4 ).

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 반제품의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 수소와 같은 용해 기체를 탈기하여 용탕으로부터 제거하는 것을 포함하며, 이러한 탈기는 0.01-0.5 kg의 헥사클로로에탄(C2Cl6)와 같은 탈기 펠릿을 이용하여 실시된다. In another aspect, the present invention provides a method for preparing an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy semifinished product, the method comprising degassing a dissolved gas such as hydrogen and removing it from the molten metal, which degassing is 0.01 It is carried out using degassing pellets such as -0.5 kg of hexachloroethane (C 2 Cl 6 ).

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 반제품의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 710-720℃의 하강된 온도에서 아르곤 분위기 하에서 용탕을, 145-155℃의 온도로 미리 가열된 적절한 크기의 금속 몰드에 쏟아붓는 것을 포함한다.In another aspect, the present invention provides a process for the preparation of an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy semifinished product, wherein the process is characterized by quenching the molten metal under an argon atmosphere at a lowered temperature of 710-720 ° C, between Pouring into an appropriately sized metal mold preheated to temperature.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 반제품의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 주조 합금 빌렛 또는 슬래브를 얻기 위해 용탕을 고체화하는 것을 포함한다. In another aspect, the present invention provides a method for producing an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy semifinished product, which comprises solidifying a melt to obtain a cast alloy billet or slab.

본 명세서에서 사용되는 합금 반제품이라는 용어는 주조 합금 빌렛 또는 슬래브를 의미한다.As used herein, the term alloy semifinished product refers to a cast alloy billet or slab.

일 측면에 있어서, 본 발명은 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 하기 단계를 포함한다:In one aspect, the invention provides a method of making a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudate, the method comprising the following steps:

a. 주조 합금 빌렛을 균일화시키고, 스캘핑(scalping) 및 압출하는 단계; 및a. Homogenizing, scalping and extruding the cast alloy billet; And

b. 용액으로 처리하고 급랭(quenching)한 다음, 합금 압출물을 연신처리하여 1-1.5%의 영구 변형(permanent set)을 달성한 다음 인공 시효처리하여 최대시효된 고강도 합금 압출물을 얻는 단계.b. Solution-quenching and quenching, followed by stretching the alloy extrudate to achieve a permanent set of 1-1.5% followed by artificial aging to obtain the maximum aged high strength alloy extrudate.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-(11.5-12.5)wt% Zn-(1.3-2.0)wt% Mg-(1.5-2.2)wt% Cu-(0.12-0.18)wt%의 조성을 가진 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 하기 단계를 포함한다:In another aspect, the invention provides Al- (11.5-12.5) wt% Zn- (1.3-2.0) wt% Mg- (1.5-2.2) wt% Cu- (0.12-0.18) wt% Provided is a method for preparing a Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudate, the method comprising the following steps:

a. 프라이머리 알루미늄과 Al-33wt% Cu 마스터 합금의 장입 혼합물을 용융시키는 단계;a. Melting a charging mixture of primary aluminum and Al-33wt% Cu master alloy;

b. 용융된 장입물의 온도를 올린 후 순수한 아연 원소를 첨가하는 단계;b. Adding pure zinc element after raising the temperature of the molten charge;

c. 용융된 장입물을 과열처리(superheating)한 후 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 부가하는 단계;c. Superheating the molten charge and adding Al-50wt% Mg master alloy and Mg-28wt% Zr master alloy;

d. 저하된 온도에서 결정립 미세화 핵 펠릿을 부가하는 단계; d. Adding grain refinement nuclei pellets at reduced temperature;

e. 탈기 펠릿을 부가하는 단계;e. Adding degassing pellets;

f. 아르곤 분위기 하에서 미리 가열된 금속 몰드에 용탕을 쏟아붓는 단계; f. Pouring molten metal into a preheated metal mold under argon atmosphere;

g. 주조 합금 빌렛 또는 슬래브를 얻기 위해 고체화하는 단계.g. Solidifying to obtain a cast alloy billet or slab.

h. 주조 합금 빌렛을 균일화시키고, 스캘핑(scalping) 및 압출하는 단계; h. Homogenizing, scalping and extruding the cast alloy billet;

i. 용액으로 처리하고 급랭하고, 합금 압출물을 연신처리하여 1-1.5%의 영구 변형을 달성하는 단계; 및i. Treating with the solution and quenching and stretching the alloy extrudate to achieve a permanent strain of 1-1.5%; And

j. 인공 시효처리하여 최대시효된 고강도 합금 압출물을 얻는 단계.j. Artificial aging to obtain the maximum aged high strength alloy extrudates.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 균일화 처리가 2단계로 실시된다. 제1단계는 440-450℃에서 25-35시간 실시하고, 제2단계는 450-460℃에서 20-30시간 실시한 다음 공기 중에서 냉각한다. 균일화 처리는 주조 마이크로구조에서 덴드라이트의 편석(dendritic segregation)을 제거하고 고체화 생성물의 보다 효과적인 용해를 가능하게 함으로써, 시효처리시 고강도를 얻을 수 있도록 후속의 열처리 및 기계가공공정에서 합금이 증가된 용질 과포화를 유지할 수 있도록 해 준다. In another aspect, the present invention provides a method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudate, in which the homogenization treatment is carried out in two steps. The first step is carried out 25-35 hours at 440-450 ℃, the second step is carried out 20-30 hours at 450-460 ℃ and then cooled in air. Homogenization treatment eliminates dendritic segregation of the cast microstructure and enables more effective dissolution of the solidified product, thereby increasing the alloying solute in subsequent heat treatment and machining processes to obtain high strength during aging. It helps to maintain supersaturation.

균일화된 빌렛에 대해 스캘핑 처리하여 표면 상에 형성된 산화물층을 제거한다. 스캘핑 처리된 빌렛에 대해 비파괴시험을 통해 주조 결함을 검출한다.Scalping treatment on the homogenized billet removes the oxide layer formed on the surface. Casting defects are detected by nondestructive testing on scalped billets.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 용액 처리가 450-460℃에서 1-2시간 이루어진 다음 실온에서 수냉(water quenching)한다. 이어서, 응력 제거를 위해 압출물에 대해 연신처리를 실시하여 1-1.5% 영구변형을 달성한다. In another aspect, the present invention provides a method for preparing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudate, wherein the solution treatment is performed at 450-460 ° C. for 1-2 hours and then water cooled at room temperature. quenching). The extrudate is then stretched for stress relief to achieve 1-1.5% permanent strain.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 연신처리된 합금 압출물에 대해 제1단계에서 90-100℃에서 6-8 시간 동안 시효처리하고, 제2단계에서 120-125℃에서 20-25 시간 동안 시효처리하는, 2단계 인공 시효처리를 실시한다. 이러한 처리에 의해 재현가능한 방식으로 합금 압출물에 있어서 최대 강도를 얻을 수 있다.In yet another aspect, the present invention provides a method of making a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudates, wherein the process comprises 6- at 90-100 ° C. in a first step for the stretched alloy extrudates. Aging is carried out for 8 hours and in a second step, artificial aging is carried out at 120-125 ° C. for 20-25 hours. By this treatment it is possible to obtain maximum strength in the alloy extrudate in a reproducible manner.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 필연적으로 재결정화되지 않은 입계 구조를 유지하고 압출공정에서 용체화처리 효과를 부여함으로써 합금이 고강도를 얻을 수 있도록 최적화된 합금 조성과 압출 공정 파라미터를 이용한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudate, which inevitably maintains the grain boundary structure that is not recrystallized and has a solution treatment effect in the extrusion process. By using the alloy composition and extrusion process parameters optimized to achieve high strength of the alloy.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 750 MPa 이상의 0.2% 인장 P.S.를 가진 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 압출물의 제조방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method of making a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy extrudates having a 0.2% tensile P.S. of at least 750 MPa.

일 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 하기 단계를 포함한다: In one aspect, the present invention provides a method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, the method comprising the following steps:

a. 주조 합금 슬래브를 균일화시키고, 스캘핑 및 열간압연하여 시이트로 만든 다음, 중간 어니일링하면서 시이트를 냉간압연하여 필요한 두께의 합금 시이트를 얻는 단계; 및a. Homogenizing the cast alloy slab, scalping and hot rolling to form a sheet, and then cold rolling the sheet with intermediate annealing to obtain an alloy sheet of the required thickness; And

b. 용액으로 처리하고 급랭(quenching)한 다음, 인공 시효처리하여 최대시효된 고강도 합금 시이트를 얻는 단계.b. Treating with the solution and quenching, followed by artificial aging to obtain the maximum aged high strength alloy sheet.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 Al-(8-10)wt% Zn-(1.2-2.0)wt% mg-(1.4-2.2)wt% Cu-(0.12-0.18)wt% Zr의 조성을 가진 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 하기 단계를 포함한다:In another aspect, the invention provides Al- (8-10) wt% Zn- (1.2-2.0) wt% mg- (1.4-2.2) wt% Cu- (0.12-0.18) wt% Zr Provided is a method for preparing a -Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, the method comprising the following steps:

a. 프라이머리 알루미늄과 Al-33wt% Cu 마스터 합금의 장입 혼합물을 용융시키는 단계;a. Melting a charging mixture of primary aluminum and Al-33wt% Cu master alloy;

b. 용융된 장입물의 온도를 올린 후 순수한 아연 원소를 부가하는 단계;b. Adding pure zinc element after raising the temperature of the molten charge;

c. 용융된 장입물을 과열처리(superheating)한 후 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 부가하는 단계;c. Superheating the molten charge and adding Al-50wt% Mg master alloy and Mg-28wt% Zr master alloy;

d. 저하된 온도에서 결정립 미세화 핵 펠릿을 부가하는 단계; d. Adding grain refinement nuclei pellets at reduced temperature;

e. 탈기 펠릿을 부가하는 단계;e. Adding degassing pellets;

f. 아르곤 분위기 하에서 미리 가열된 금속 몰드에 용탕을 쏟아붓는 단계; f. Pouring molten metal into a preheated metal mold under argon atmosphere;

g. 주조 합금 슬래브를 얻기 위해 고체화하는 단계.g. Solidifying to obtain a cast alloy slab.

h. 주조 합금 슬래브를 균일화시키고, 스캘핑(scalping) 및 열간압연하여 시이트로 만든 다음, 중간 어니일링하면서 시이트를 냉간압연하여 필요한 두께의 합금 시이트를 얻는 단계; h. Homogenizing, scalping and hot rolling the cast alloy slab into a sheet, and then cold rolling the sheet with intermediate annealing to obtain an alloy sheet of the required thickness;

i. 용액으로 처리하고 급랭하는 단계; 및i. Treating with the solution and quenching; And

j. 인공 시효처리하여 최대시효된 고강도 합금 박판을 얻는 단계.j. Artificial aging to obtain a maximum aged high strength alloy sheet.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 주조 합금 슬래브의 균일화 처리가, 제1단계는 445-455℃에서 25-35 시간 실시하고, 제2단계는 455-465℃에서 10-20 시간 실시한 다음 공기 중에서 냉각함으로써 이루어진다. 균일화 처리는 주조 구조에서 덴드라이트의 편석을 제거한다. 균일화된 슬래브에 대해 스캘핑 처리하여 표면상에 형성된 산화물층을 제거한다. 스캘핑 처리된 슬래브에 대해 비파괴시험을 실시하여 주조 결함을 검출한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, in which the homogeneous treatment of the cast alloy slab is performed, the first step being 25- at 445-455 ° C. 35 hours, the second step is 10-20 hours at 455-465 ℃ and then cooled in air. The homogenization treatment removes segregation of dendrites in the cast structure. Scalping on the homogenized slab removes the oxide layer formed on the surface. Scalping slabs are subjected to non-destructive testing to detect casting defects.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 (100 mm의 초기 두께를 가진) 스캘핑 처리된 슬래브에 대해 425-435℃ 범위의 초기 빌렛 온도에서 20 m/분의 선속도로 열간압연하여 약 22 mm 두께의 플레이트를 만든다. 동일한 초기 빌렛 온도와 압연 속도를 사용하여 이들 플레이트를 크로스-압연하여 최종적으로 약 5 mm 두께의 시이트를 만든다. 열간압연 공정 동안, 3회 패스(pass)에 의해 빌렛의 두께가 4-8% 감소되고, 415-435℃에서 15-25분 동안 중간 어니일링된다. 이러한 사이클은 22 mm 두께의 타겟 플레이트와 이어서 5 mm 두께의 시이트를 얻을 때까지 계속된다. 중간 어니일링 처리는 응력 제거 목적으로 실시된다.In another aspect, the present invention provides a method of making a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, in which the method is 425-435 ° C. for a scalped slab (with an initial thickness of 100 mm). Hot rolling at a linear velocity of 20 m / min at an initial billet temperature in the range yields a plate about 22 mm thick. These plates are cross-rolled using the same initial billet temperature and rolling speed to finally produce a sheet about 5 mm thick. During the hot rolling process, the thickness of the billet is reduced by 4-8% by three passes and intermediate annealed at 415-435 ° C. for 15-25 minutes. This cycle continues until a 22 mm thick target plate is followed by a 5 mm thick sheet. The intermediate annealing treatment is carried out for the purpose of stress relief.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 열간압연처리된 시이트에 대해 복수의 단계에 걸쳐 실온에서 냉간압연처리를 실시하는데, 각 단계는 3회 패스에 의해 두께를 15-25% 감소시키고, 415-425℃에서 15-25분 동안 중간 어니일링한 다음 공기 중에서 냉각하는 것을 포함한다. 중간 어니일링 처리는 응력 제거 목적으로 실시된다. 냉간압연공정과 그 후속공정으로서 중간 어니일링 공정은 시이트의 두께가 0.28 mm, 즉 0.3 mm 미만으로 감소될 때까지 반복된다. In another aspect, the present invention provides a method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, wherein the method is subjected to cold rolling at room temperature over a plurality of steps on a hot rolled sheet. Each step involves reducing the thickness by 15-25% by three passes, intermediate annealing at 415-425 ° C. for 15-25 minutes and then cooling in air. The intermediate annealing treatment is carried out for the purpose of stress relief. The cold rolling process and subsequent intermediate annealing process are repeated until the sheet thickness is reduced to 0.28 mm, i.e. less than 0.3 mm.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 이 방법에서는 압연된 시이트에 대한 대한 용액 처리를 450-560℃에서 1-1.5 시간 동안 실시한 다음 실온에서 수냉처리한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, wherein the solution treatment for the rolled sheet is carried out at 450-560 ° C. for 1-1.5 hours. And water cooled at room temperature.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금 박판의 제조방법을 제공하며, 제1단계에서 90-100℃에서 6-8 시간 동안 시효처리하고, 제2단계에서 115-125℃에서 20-30 시간 동안 시효처리하는, 2단계 인공 시효처리를 실시한다. 이러한 처리에 의해 합금에 있어서 최대 강도를 얻을 수 있다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a high-strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy sheet, aged in 90-100 ℃ in the first step for 6-8 hours, in the second step A two-step artificial aging treatment is performed, aged at 115-125 ° C. for 20-30 hours. By this treatment, maximum strength can be obtained in the alloy.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 고강도Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금을, 재현가능한 고강도 특성, 즉 최대시효된 템퍼에서 0.2% 인장 PS가 623 MPa 이상이며, 두께가 0.3 mm 미만인 시이트 형태로 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a high strength Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy in the form of a sheet with reproducible high strength properties, i.e., 0.2% tensile PS of at least 623 MPa at maximum aging temper and a thickness of less than 0.3 mm. It provides a method of manufacturing.

본 발명의 전술한 특징 및 그 외의 특징 및 장점은 후술하는 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면을 통해 더욱 잘 이해될 것이다.The foregoing and other features and advantages of the invention will be better understood from the following detailed description, claims and drawings.

도 1은 최대시효된 압출물에 있어서 부분적으로 재결정화된 입계 구조를 나타내는 광학 현미경 사진이다.1 is an optical micrograph showing a grain boundary structure partially recrystallized in the maximum aged extrudate.

도 2는 본 발명의 0.28 mm 두께의 최대시효된 합금 시이트에 있어서 재결정화되지 않은 입계 구조를 나타내는 광학 현미경 사진이다. FIG. 2 is an optical micrograph showing the grain boundary structure not recrystallized in the 0.28 mm thick maximum aged alloy sheet of the present invention.

도 3은 본 발명의 최대시효된 합금 압출물의 재결정화되지 않은 부분에 존재하는 서브입계(subgrain) 구조를 나타내는 투과 전자현미경 사진이다. 3 is a transmission electron micrograph showing the subgrain structure present in the non-recrystallized portion of the maximum aged alloy extrudates of the present invention.

도 4는 본 발명의 최대시효된 합금 압출물에 있어서 강화성 η' 석출물(precipitate)의 균일하고 정밀한 분포를 나타내는 투과 전자현미경 사진이다.4 is a transmission electron micrograph showing a uniform and precise distribution of the reinforcing η 'precipitate in the maximum aged alloy extrudates of the present invention.

도 5는 본 발명의 0.28 mm 두께의 최대시효된 합금 시이트에 있어서 강화성 η' 석출물의 균일하고 정밀한 분포를 나타내는 투과 전자현미경 사진이다.5 is a transmission electron micrograph showing a uniform and precise distribution of the reinforcing η 'precipitates in the 0.28 mm thick maximum aged alloy sheet of the present invention.

본 발명의 전술한 측면 및 그 외의 측면에 대해 하기 실시예에 의해 보다 상세하게 설명되며, 하기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 의도 없이 본 발명의 실시에를 예시하고자 하는 의도로 제공된다.The foregoing and other aspects of the invention are described in more detail by the following examples, which are provided with the intention of illustrating the embodiments of the invention without intending to limit the scope thereof. .

실시예 1:Example 1: Al-11.8wt% Zn-1.4wt% Mg-1.8wt% Cu-0.16wt% Zr의 제조Preparation of Al-11.8wt% Zn-1.4wt% Mg-1.8wt% Cu-0.16wt% Zr

본 발명의 15 kg의 합금 용융물을 위해, 11.98 kg의 프라이머리 알루미늄(순도 99.80wt% Al 및 나머지는 0.15wt% Fe 및 0.05wt% Si 불순물임)과 0.864 kg의 Al-33wt% Cu 마스터 합금을 인덕션로에 장입하엿다. 장입 혼합물을 725℃에서 용해하였다. 여기에, 1.7 kg의 순수한 Zn을 잉곳 형태로 첨가하였다. 장입물이 용해되었을 때, 용탕의 온도를 740℃로 올리고, 0.364 kg의 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 0.092 kg의 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 순서대로 첨가하였다. 장입물을 760℃로 과열처리한 다음 이 온도에서 10분 동안 유지했다. 온도를 다시 740℃로 내리고, 결정립 미세화를 위해 0.03 kg의 핵 펠릿을 부가하였다. 5분 후, 탈기를 위해 0.04 kg의 탈기 펠릿을 부가하였다. 아르곤 분위기 하에서 720℃에서 용융 합금을 (150℃로) 미리 가열된 적절한 크기의 금속 몰드에 쏟아부었다.For the 15 kg alloy melt of the present invention, 11.98 kg of primary aluminum (purity 99.80 wt% Al and the remainder are 0.15 wt% Fe and 0.05 wt% Si impurities) and 0.864 kg Al-33 wt% Cu master alloy Charged into an induction furnace. The charge mixture was dissolved at 725 ° C. To this, 1.7 kg of pure Zn was added in ingot form. When the charge was dissolved, the temperature of the melt was raised to 740 ° C. and 0.364 kg of Al-50 wt% Mg master alloy and 0.092 kg of Mg-28 wt% Zr master alloy were added sequentially. The charge was superheated to 760 ° C. and held at this temperature for 10 minutes. The temperature was lowered back to 740 ° C. and 0.03 kg of nuclear pellets were added for grain refinement. After 5 minutes, 0.04 kg of degassing pellets were added for degassing. The molten alloy was poured into an appropriately sized metal mold preheated (to 150 ° C.) at 720 ° C. under argon atmosphere.

용융물을 고체화시킨 다음 잉곳에서 주조 결함 부분을 제거했다. 95 mm 직경 및 250 mm 높이의 실린더형 주조 빌렛을 얻었다. 이 빌렛에 대해 445℃에서 24시간, 이어서 455℃에서 24시간 처리한 다음 공기 중에서 냉각시키는 것을 포함하는, 2단계 균일화공정을 실시했다. 빌렛에 대해 스캘핑처리하고, 기계가공하여 74 mm 직경의 실린더형 빌렛을 제조한 다음 길이를 따라 2개의 부분으로 절단했다. 직경이 74 mm이고, 높이가 125 mm인 실린더형 빌렛에 대해 압출가공을 실시했다. 420℃의 초기 빌렛온도, 3 mm/초의 압출램 속도 및 20:1의 압출율로 빌렛에 대해 압출공정을 실시했다. 압출물에 대해 460℃에서 1.5 시간 동안 용액처리를 실시한 다음 주위 온도에서 수냉하고, 100℃에서 8시간 처리하는 제1 단계와 120℃에서 24시간 처리하는 제2 단계를 포함하는 2단계 시효처리를 실시했다. 이러한 열처리를 통해 합금에 최대강도가 달성된다. 최대시효된 압출물을 이용하여 인장특성을 평가하였다 (표 1 참조). The melt was solidified and then the casting defect portion was removed from the ingot. A cylindrical casting billet of 95 mm diameter and 250 mm height was obtained. The billet was subjected to a two-step homogenization process, which included treatment at 445 ° C. for 24 hours, followed by 455 ° C. for 24 hours, followed by cooling in air. The billet was scalped and machined to produce a 74 mm diameter cylindrical billet and cut into two parts along its length. Extrusion was performed on the cylindrical billets having a diameter of 74 mm and a height of 125 mm. The extrusion process was performed on billets at an initial billet temperature of 420 ° C., an extrusion ram speed of 3 mm / sec and an extrusion rate of 20: 1. The extrudate was subjected to a solution treatment for 1.5 hours at 460 ° C., followed by water cooling at ambient temperature, a two step aging treatment comprising a first step of treating at 100 ° C. for 8 hours and a second step of treating at 120 ° C. for 24 hours. Carried out. This heat treatment achieves maximum strength in the alloy. Tensile ages were used to evaluate tensile properties (see Table 1).

실시예 2:Example 2: Al-12.1wt% Zn-1.5wt% Mg-1.8wt% Cu-0.16wt% Zr의 제조Preparation of Al-12.1wt% Zn-1.5wt% Mg-1.8wt% Cu-0.16wt% Zr

본 발명의 15 kg의 합금 용융물을 위해, 11.85 kg의 프라이머리 알루미늄(순도 99.80wt% Al 및 나머지는 0.15wt% Fe 및 0.05wt% Si 불순물임)과 0.86 kg의 Al-33wt% Cu 마스터 합금을 인덕션로에 장입하엿다. 장입 혼합물을 725℃에서 용해하였다. 여기에, 1.84 kg의 순수한 Zn을 잉곳 형태로 첨가하였다. 장입물이 용해되었을 때, 용탕의 온도를 740℃로 올리고, 0.36 kg의 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 0.09 kg의 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 순서대로 첨가하였다. 장입물을 760℃로 과열처리한 다음 이 온도에서 10분 동안 유지했다. 온도를 다시 740℃로 내리고, 결정립 미세화를 위해 0.03 kg의 핵 펠릿을 부가하였다. 5분 후, 탈기를 위해 0.04 kg의 탈기 펠릿을 부가하였다. 아르곤 분위기 하에서 720℃에서 용융 합금을 (150℃로) 미리 가열된 적절한 크기의 금속 몰드에 쏟아부었다.For the 15 kg alloy melt of the present invention, 11.85 kg of primary aluminum (purity 99.80 wt% Al and the remainder are 0.15 wt% Fe and 0.05 wt% Si impurities) and 0.86 kg Al-33 wt% Cu master alloy Charged into an induction furnace. The charge mixture was dissolved at 725 ° C. To this, 1.84 kg of pure Zn was added in ingot form. When the charge was dissolved, the temperature of the melt was raised to 740 ° C. and 0.36 kg of Al-50 wt% Mg master alloy and 0.09 kg of Mg-28 wt% Zr master alloy were added sequentially. The charge was superheated to 760 ° C. and held at this temperature for 10 minutes. The temperature was lowered back to 740 ° C. and 0.03 kg of nuclear pellets were added for grain refinement. After 5 minutes, 0.04 kg of degassing pellets were added for degassing. The molten alloy was poured into an appropriately sized metal mold preheated (to 150 ° C.) at 720 ° C. under argon atmosphere.

용융물을 고체화시킨 다음 잉곳에서 주조 결함 부분을 제거했다. 95 mm 직경 및 250 mm 높이의 실린더형 주조 빌렛을 얻었다. 이 빌렛에 대해 445℃에서 24시간, 이어서 455℃에서 24시간 처리한 다음 공기 중에서 냉각시키는 것을 포함하는, 2단계 균일화공정을 실시했다. 빌렛에 대해 스캘핑처리하고, 기계가공하여 74 mm 직경의 실린더형 빌렛을 제조한 다음 길이를 따라 2개의 부분으로 절단했다. 직경이 74 mm이고, 높이가 125 mm인 실린더형 빌렛에 대해 압출가공을 실시했다. 420℃의 초기 빌렛온도, 3 mm/초의 압출램 속도 및 20:1의 압출율로 빌렛에 대해 압출공정을 실시했다. 압출물에 대해 460℃에서 1.5 시간 동안 용액처리를 실시한 다음 주위 온도에서 수냉하고, 100℃에서 8시간 처리하는 제1 단계와 120℃에서 24시간 처리하는 제2 단계를 포함하는 2단계 시효처리를 실시했다. 이러한 열처리를 통해 합금에 최대강도가 달성된다. 최대시효된 압출물을 이용하여 인장특성을 평가하였다 (표 2 참조).The melt was solidified and then the casting defect portion was removed from the ingot. A cylindrical casting billet of 95 mm diameter and 250 mm height was obtained. The billet was subjected to a two-step homogenization process, which included treatment at 445 ° C. for 24 hours, followed by 455 ° C. for 24 hours, followed by cooling in air. The billet was scalped and machined to produce a 74 mm diameter cylindrical billet and cut into two parts along its length. Extrusion was performed on the cylindrical billets having a diameter of 74 mm and a height of 125 mm. The extrusion process was performed on billets at an initial billet temperature of 420 ° C., an extrusion ram speed of 3 mm / sec and an extrusion rate of 20: 1. The extrudate was subjected to a solution treatment for 1.5 hours at 460 ° C., followed by water cooling at ambient temperature, a two step aging treatment comprising a first step of treating at 100 ° C. for 8 hours and a second step of treating at 120 ° C. for 24 hours. Carried out. This heat treatment achieves maximum strength in the alloy. Tensile ages were used to evaluate tensile properties (see Table 2).

실시예 3:Example 3: Al-8.3wt% Zn-1.9wt% Mg-1.7wt% Cu-0.18wt% Zr의 제조Preparation of Al-8.3wt% Zn-1.9wt% Mg-1.7wt% Cu-0.18wt% Zr

본 발명의 50 kg의 합금 용융물을 위해, 41.154 kg의 프라이머리 알루미늄(순도 99.85wt% Al 및 나머지는 0.09wt% Fe 및 0.06wt% Si 불순물임)과 2.72 kg의 Al-33wt% Cu 마스터 합금을 인덕션로에 장입하엿다. 장입 혼합물을 725℃에서 용해하였다. 여기에, 4.225 kg의 순수한 Zn을 잉곳 형태로 첨가하였다. 장입물이 용해되었을 때, 용탕의 온도를 740℃로 올리고, 1.562 kg의 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 0.339 kg의 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 순서대로 첨가하였다. 장입물을 760℃로 과열처리한 다음 이 온도에서 10분 동안 유지했다. 온도를 다시 740℃로 내리고, 결정립 미세화를 위해 0.10 kg의 핵 펠릿을 부가하였다. 5분 후, 탈기를 위해 0.25 kg의 탈기 펠릿을 부가하였다. 아르곤 분위기 하에서 720℃에서 용융 합금을 (150℃로) 미리 가열된 적절한 크기의 금속 몰드에 쏟아부었다.For the 50 kg alloy melt of the present invention, 41.154 kg of primary aluminum (purity 99.85 wt% Al and the remainder are 0.09 wt% Fe and 0.06 wt% Si impurities) and 2.72 kg Al-33 wt% Cu master alloy Charged into an induction furnace. The charge mixture was dissolved at 725 ° C. To this, 4.225 kg of pure Zn was added in ingot form. When the charge was dissolved, the temperature of the melt was raised to 740 ° C. and 1.562 kg of Al-50 wt% Mg master alloy and 0.339 kg of Mg-28 wt% Zr master alloy were added sequentially. The charge was superheated to 760 ° C. and held at this temperature for 10 minutes. The temperature was lowered back to 740 ° C. and 0.10 kg of nuclear pellets were added for grain refinement. After 5 minutes, 0.25 kg of degassing pellets were added for degassing. The molten alloy was poured into an appropriately sized metal mold preheated (to 150 ° C.) at 720 ° C. under argon atmosphere.

용융물을 고체화시킨 다음 잉곳에서 주조 결함 부분을 제거했다. 340 mm(길이) x 300 mm(폭) x 100 mm(두께)의 사각형 주조 빌렛을 얻었다. 이 빌렛에 대해 450℃에서 25시간, 이어서 460℃에서 15시간 어니일링한 다음 공기 중에서 냉각시키는 것을 포함하는, 2단계 균일화 어니일링 공정을 실시했다. 빌렛 표면상의 산 화물층을 제거하기 위해 균일화 처리된 빌렛에 대해 스캘핑처리하였다. 이 빌렛에 대해 열간압연처리를 하였다. 425℃의 초기 빌렛온도, 20 m/분의 선속도에서 열간압연을 실시했다. 3회 패스로 빌렛의 두께를 6% 감소시킨 다음 응력 제거를 위해 430℃에서 20분 동안 응력 제거를 위해 중간 어니일링 처리하였는데, 이러한 동일한 열간압연 사이클을 타겟 플레이트 두께가 22 mm에 도달할 때까지 계속하고 이어서 시이트 두께 5 mm를 달성하기 위해 냉간압연을 실시하였다. 열간압연된 시이트에 대해 냉간압연을 실시했다. 3회 패스로 두께를 20% 감소시키고, 응력 제거를 위해 420℃에서 15분 동안 중간 어니일링한 다음, 0.28 mm 두께, 즉 0.30 mm 미만의 타겟 두께가 얻어질 때까지 시이트에 대해 동일한 사이클 처리를 실시했다. 그런 다음 시이트에 대해 460℃에서 1 시간 동안 용액처리를 실시한 다음 실온에서 수냉하였다. 100℃에서 8시간 인공시효처리한 다음 120℃에서 24시간 인공시효처리하였다. 이러한 열처리를 통해 합금에 최대강도가 달성된다. 최대시효된 재료를 이용하여 인장특성을 평가하였다 (표 3 참조).The melt was solidified and then the casting defect portion was removed from the ingot. A rectangular cast billet of 340 mm (length) x 300 mm (width) x 100 mm (thickness) was obtained. This billet was subjected to a two step homogenization annealing process comprising annealing at 450 ° C. for 25 hours, followed by 15 hours at 460 ° C. and then cooling in air. Scalping was performed on the uniformed billets to remove the oxide layer on the billet surface. The billet was hot rolled. Hot rolling was performed at an initial billet temperature of 425 ° C. and a linear velocity of 20 m / min. The thickness of the billet was reduced by 6% in three passes, followed by intermediate annealing for stress relief at 430 ° C. for 20 minutes for stress relief. This same hot rolling cycle was performed until the target plate thickness reached 22 mm. Subsequently cold rolling was performed to achieve a sheet thickness of 5 mm. Cold rolling was performed on the hot rolled sheet. Reduce the thickness by 20% in three passes, intermediate anneal at 420 ° C. for 15 minutes for stress relief, then perform the same cycle treatment on the sheet until a target thickness of 0.28 mm, i.e., less than 0.30 mm, is obtained. Carried out. The sheet was then solution treated at 460 ° C. for 1 hour and then water cooled at room temperature. Artificial aging was performed at 100 ° C. for 8 hours and then artificial aging at 120 ° C. for 24 hours. This heat treatment achieves maximum strength in the alloy. Tensile age was used to evaluate the tensile properties (see Table 3).

실시예 4:Example 4: Al-9.5wt% Zn-1.6wt% Mg-2.0wt% Cu-0.17wt% Zr의 제조Preparation of Al-9.5wt% Zn-1.6wt% Mg-2.0wt% Cu-0.17wt% Zr

본 발명의 50 kg의 합금 용융물을 위해, 40.536 kg의 프라이머리 알루미늄(순도 99.85wt% Al 및 나머지는 0.09wt% Fe 및 0.06wt% Si 불순물임)과 3.03 kg의 Al-33wt% Cu 마스터 합금을 인덕션로에 장입하엿다. 장입 혼합물을 725℃에서 용해하였다. 여기에, 4.825 kg의 순수한 Zn을 잉곳 형태로 첨가하였다. 장입물이 용해되었을 때, 용탕의 온도를 740℃로 올리고, 1.288 kg의 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 0.321 kg의 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 순서대로 첨가하였다. 장입물을 760 ℃로 과열처리한 다음 이 온도에서 10분 동안 유지했다. 온도를 다시 740℃로 내리고, 결정립 미세화를 위해 0.10 kg의 핵 펠릿을 부가하였다. 5분 후, 탈기를 위해 0.25 kg의 탈기 펠릿을 부가하였다. 아르곤 분위기 하에서 720℃에서 용융 합금을 (150℃로) 미리 가열된 적절한 크기의 금속 몰드에 쏟아부었다.For 50 kg of alloy melt of the present invention, 40.536 kg of primary aluminum (purity 99.85 wt% Al and the remainder are 0.09 wt% Fe and 0.06 wt% Si impurities) and 3.03 kg Al-33 wt% Cu master alloy Charged into an induction furnace. The charge mixture was dissolved at 725 ° C. To this, 4.825 kg of pure Zn in ingot form was added. When the charge was dissolved, the temperature of the melt was raised to 740 ° C. and 1.288 kg of Al-50 wt% Mg master alloy and 0.321 kg of Mg-28 wt% Zr master alloy were added sequentially. The charge was superheated to 760 ° C. and held at this temperature for 10 minutes. The temperature was lowered back to 740 ° C. and 0.10 kg of nuclear pellets were added for grain refinement. After 5 minutes, 0.25 kg of degassing pellets were added for degassing. The molten alloy was poured into an appropriately sized metal mold preheated (to 150 ° C.) at 720 ° C. under argon atmosphere.

용융물을 고체화시킨 다음 잉곳에서 주조 결함 부분을 제거했다. 340 mm(길이) x 300 mm(폭) x 100 mm(두께)의 사각형 주조 빌렛을 얻었다. 이 빌렛에 대해 450℃에서 25시간, 이어서 460℃에서 15시간 어니일링한 다음 공기 중에서 냉각시키는 것을 포함하는, 2단계 균일화 어니일링 공정을 실시했다. 빌렛 표면상의 산화물층을 제거하기 위해 균일화 처리된 빌렛에 대해 스캘핑처리하였다. 이 빌렛에 대해 열간압연처리를 하였다. 425℃의 초기 빌렛온도, 20 m/분의 선속도에서 열간압연을 실시했다. 3회 패스로 빌렛의 두께를 6% 감소시킨 다음 응력 제거를 위해 430℃에서 20분 동안 응력 제거를 위해 중간 어니일링 처리하였는데, 이러한 동일한 열간압연 사이클을 타겟 플레이트 두께가 22 mm에 도달할 때까지 계속하고 이어서 시이트 두께 5 mm를 달성하기 위해 냉간압연을 실시하였다. 열간압연된 시이트에 대해 냉간압연을 실시했다. 3회 패스로 두께를 20% 감소시키고, 응력 제거를 위해 420℃에서 15분 동안 중간 어니일링한 다음, 0.28 mm 두께, 즉 0.30 mm 미만의 타겟 두께가 얻어질 때까지 시이트에 대해 동일한 사이클 처리를 실시했다. 그런 다음 시이트에 대해 460℃에서 1 시간 동안 용액처리를 실시한 다음 실온에서 수냉하였다. 100℃에서 8시간 인공시효처리한 다음 120℃에서 24시간 인공시효처리하였다. 이러한 열처리를 통해 합금에 최대강도가 달성된다. 최대시효된 재료 를 이용하여 인장특성을 평가하였다 (표 4 참조).The melt was solidified and then the casting defect portion was removed from the ingot. A rectangular cast billet of 340 mm (length) x 300 mm (width) x 100 mm (thickness) was obtained. This billet was subjected to a two step homogenization annealing process comprising annealing at 450 ° C. for 25 hours, followed by 15 hours at 460 ° C. and then cooling in air. Scalping was performed on the homogenized billet to remove the oxide layer on the billet surface. The billet was hot rolled. Hot rolling was performed at an initial billet temperature of 425 ° C. and a linear velocity of 20 m / min. The thickness of the billet was reduced by 6% in three passes, followed by intermediate annealing for stress relief at 430 ° C. for 20 minutes for stress relief. This same hot rolling cycle was performed until the target plate thickness reached 22 mm. Subsequently cold rolling was performed to achieve a sheet thickness of 5 mm. Cold rolling was performed on the hot rolled sheet. Reduce the thickness by 20% in three passes, intermediate anneal at 420 ° C. for 15 minutes for stress relief, then perform the same cycle treatment on the sheet until a target thickness of 0.28 mm, i.e., less than 0.30 mm, is obtained. Carried out. The sheet was then solution treated at 460 ° C. for 1 hour and then water cooled at room temperature. Artificial aging was performed at 100 ° C. for 8 hours and then artificial aging at 120 ° C. for 24 hours. This heat treatment achieves maximum strength in the alloy. Tensile age was used to evaluate the tensile properties (see Table 4).

실시예 5: 합금의 평가Example 5: Evaluation of Alloy

인장 시편(25 mm 게이지 길이)을 이용하여 주위온도에서 실시되는 인장 시험을 통해, 본 발명의 실시예 1-4의 합금에 대하여 인장특성을 조사하였다. 실시예 1 및 2의 합금에 대해서는 둥근 바 형태의 인장 시편(25 mm 게이지 길이)에 대해 테스트하고, 실시예 3 및 4의 합금에 대해서는 평판 형태의 인장 시편에 대해 테스트 하였다. 표 1 내지 표 4는 각각 실시예 1 내지 실시예 4에 대한 인장 시험 결과를 나타낸다. Tensile properties were investigated for the alloys of Examples 1-4 of the present invention through a tensile test conducted at ambient temperature using a tensile specimen (25 mm gauge length). The alloys of Examples 1 and 2 were tested on round bar tensile specimens (25 mm gauge length) and the alloys of Examples 3 and 4 were tested on flat specimens. Tables 1 to 4 show the tensile test results for Examples 1 to 4, respectively.

결과 중에 가장 주목을 끄는 특성은 0.2% P.S. 수치가 상당히 높다는 것인데, 즉 실시예 1 및 실시예 2의 고강도 합금의 경우에는 0.2% P.S.가 755 MPa 이상이고, 실시예 3 및 실시예 4의 고강도 박판형 합금의 경우에는 0.2% P.S.가 623 MPa이다. 도 1은 본 발명의 최대시효된 합금 압출물에 있어서 부분적으로 재결정화된 입계 구조를 나타낸다. 0.2% P.S. 수치 데이터는, 본 발명의 최대시효된 시이트 (0.28 mm 두께)에서 재결정화되지 않은 입계 구조(도 2 참조) 및 최대시효된 합금 압출물에서 우세하게 나타나는 재결정화되지 않은 입계 구조에서 서브입계 구조(도 3 참조)의 유지와 부합된다. 또한, 최대시효된 합금 압출물(도 4 참조)과 합금 박판 (도 5 참조)에서 강화성 η 석출물의 균일하고 미세한 분포를 특징으로 한다.The most noteworthy characteristic of the results was 0.2% P.S. The figures are quite high, ie 0.2% PS is greater than 755 MPa for the high strength alloys of Examples 1 and 2, and 0.2% PS is 623 MPa for the high strength thin alloys of Examples 3 and 4. . 1 shows a partially recrystallized grain boundary structure for the maximum aged alloy extrudates of the present invention. 0.2% P.S. Numerical data indicate that the grain boundary structure (see FIG. 2) not recrystallized in the maximum aged sheet (0.28 mm thickness) of the present invention and the subgrain boundary structure in the non-recrystallized grain boundary structure predominantly in the maximum aged alloy extrudates ( 3). It is also characterized by a uniform and fine distribution of reinforcing η precipitates in the maximum aged alloy extrudate (see FIG. 4) and the alloy sheet (see FIG. 5).

본 발명의 합금들은 99.85wt% 이하의 순도를 가진 프라이머리 Al을 이용하여 제조되는 것을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 더 높은 순도, 예를 들어 99.9wt% Al을 사용하여 제조하는 경우에 합금의 연성 (즉, 연신율%)는 상당히 높아질 것으로 이해된다.It will be appreciated that the alloys of the present invention are made using primary Al having a purity of 99.85 wt% or less. Therefore, it is understood that the ductility (ie% elongation) of the alloy will be significantly higher when prepared using higher purity, for example 99.9 wt% Al.

표 1: 실시예 1의 최대시효된 합금 압출물의 인장특성Table 1: Tensile Properties of the Maximum Aged Alloy Extruded in Example 1

일련번호 Serial Number 0.2% PS (MPa) 0.2% PS (MPa) UTS (MPa) UTS (MPa) 연신율(%)Elongation (%) 1 One 755 755 765 765 6.1 6.1 2 2 768 768 782 782 5.4 5.4 3 3 758 758 772 772 5.8 5.8 4 4 762 762 779 779 5.7 5.7 5 5 769 769 779 779 6.2 6.2

표 2: 실시예 2의 최대시효된 합금 압출물의 인장특성Table 2: Tensile Properties of the Maximum Aged Alloy Extruded in Example 2

일련번호 Serial Number 0.2% PS (MPa) 0.2% PS (MPa) UTS (MPa) UTS (MPa) 연신율(%) Elongation (%) 1 One 760 760 764 764 6.8 6.8 2 2 783 783 789 789 5.4 5.4 3 3 766 766 778 778 5.3 5.3 4 4 780 780 789 789 6.5 6.5 5 5 776 776 781 781 6.0 6.0

표 3: 실시예 3의 0.28 mm 두께의 최대시효된 합금 박판의 인장특성Table 3: Tensile Properties of 0.28 mm Thickness of Maximum Aged Alloy Sheets of Example 3

일련번호 Serial Number 0.2% PS (MPa) 0.2% PS (MPa) UTS (MPa) UTS (MPa) 연신율(%) Elongation (%) 1 One 656 656 723 723 4.8 4.8 2 2 657 657 708 708 4.7 4.7 3 3 658 658 715 715 6.0 6.0 4 4 661 661 709 709 4.5 4.5 5 5 655 655 710 710 4.5 4.5 6 6 656 656 717 717 7.2 7.2 7 7 655 655 710 710 6.4 6.4 8 8 650 650 707 707 6.5 6.5 9 9 623 623 681 681 7.3 7.3 10 10 651 651 702 702 6.3 6.3

표 4: 실시예 4의 0.28 mm 두께의 최대시효된 합금 박판의 인장특성Table 4: Tensile properties of 0.28 mm thick maximum aged alloy sheet of Example 4

일련번호 Serial Number 0.2% PS (MPa) 0.2% PS (MPa) UTS (MPa) UTS (MPa) 연신율(%) Elongation (%) 1 One 692 692 755 755 5.3 5.3 2 2 685 685 751 751 4.9 4.9 3 3 689 689 760 760 5.1 5.1 4 4 703 703 778 778 8.3 8.3 5 5 727 727 799 799 9.0 9.0 6 6 705 705 770 770 7.9 7.9 7 7 712 712 772 772 6.5 6.5 8 8 691 691 758 758 6.4 6.4 9 9 690 690 760 760 5.0 5.0 10 10 685 685 746 746 4.8 4.8

본 발명의 Al-Zn-Mg-Cu-Zr 합금은 고강도를 가지고 있어서 0.3 mm 미만의 두께가 요구되는 다양한 응용분야, 예를 들면 항공 우주선 분야에서 다양하게 이용될 수 있다.The Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy of the present invention has a high strength and can be used in various applications, for example, in the field of aerospace, where a thickness of less than 0.3 mm is required.

Claims (21)

하기 조성(wt% 단위)을 포함하는 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금:An aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy comprising the following composition in wt%: Zn 8-12.5;Zn 8-12.5; Mg 1.2-2.0; Mg 1.2-2.0; Cu 1.4-2.2; 및Cu 1.4-2.2; And Zr 0.10-0.18. Zr 0.10-0.18. 하기 조성(wt% 단위)을 포함하는 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 압출물:An aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy extrudate comprising the following composition in wt%: Zn 11.5-12.5;Zn 11.5-12.5; Mg 1.3-2.0;Mg 1.3-2.0; Cu 1.5-2.2; 및Cu 1.5-2.2; And Zr 0.12-0.18.Zr 0.12-0.18. 하기 조성(wt% 단위)을 포함하는 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 박판:Aluminium-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy sheet comprising the following composition (wt% units): Zn 8-10;Zn 8-10; Mg 1.2-2.0;Mg 1.2-2.0; Cu 1.4-2.2; 및Cu 1.4-2.2; And Zr 0.12-0.18.Zr 0.12-0.18. 하기 단계를 포함하는, 제1항의 조성을 가진 알루미늄-아연-마그네슘-구리-지르코늄(Al-Zn-Mg-Cu-Zr) 합금 반제품의 제조방법:A process for preparing an aluminum-zinc-magnesium-copper-zirconium (Al-Zn-Mg-Cu-Zr) alloy semifinished product having the composition of claim 1 comprising the following steps: a. 프라이머리(primary) 알루미늄과 Al-33wt% Cu 마스터 합금의 장입 혼합물(charge mixture)을 용융시키는 단계;a. Melting a charge mixture of primary aluminum and an Al-33wt% Cu master alloy; b. 용융된 장입물의 온도를 올린 후 순수한 아연 원소를 첨가하는 단계;b. Adding pure zinc element after raising the temperature of the molten charge; c. 용융된 장입물을 과열처리(super heating)한 후 Al-50wt% Mg 마스터 합금 및 Mg-28wt% Zr 마스터 합금을 부가하는 단계;c. Superheating the molten charge and adding Al-50wt% Mg master alloy and Mg-28wt% Zr master alloy; d. 저하된 온도에서 결정립 미세화 핵 펠릿을 부가하는 단계; d. Adding grain refinement nuclei pellets at reduced temperature; e. 탈기 펠릿을 부가하는 단계;e. Adding degassing pellets; f. 아르곤 분위기 하에서 미리 가열된 금속 몰드에 용탕을 쏟아붓는 단계; 및 f. Pouring molten metal into a preheated metal mold under argon atmosphere; And g. 주조 합금 빌렛(billet) 또는 슬래브(slab)를 얻기 위해 고체화하는 단계.g. Solidifying to obtain a cast alloy billet or slab. 제4항에 있어서, 상기 프라이머리 알루미늄이 99.80wt% 이상의 순도를 가진 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4, wherein the primary aluminum has a purity of at least 99.80 wt%. 제4항에 있어서, 상기 장입 혼합물이 76.38-84.81wt%의 프라이머리 알루미늄과 4.54-6.97wt%의 마스터 합금 Al-33wt% Cu를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.5. The process of claim 4, wherein the charging mixture comprises 76.38-84.81 wt% primary aluminum and 4.54-6.97 wt% master alloy Al-33 wt% Cu. 6. 제4항에 있어서, 상기 순수 아연 원소가 8.15-12.65wt% 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.5. The method according to claim 4, wherein the pure zinc element is added in the range of 8.15-12.65 wt%. 제4항에 있어서, 상기 장입 혼합물에 첨가되는 상기 Al-50wt% Mg 마스터 합금이 2.04-3.32wt% 이고, Mg-28wt% Zr 마스터 합금이 0.46-0.68wt%인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4, wherein the Al-50wt% Mg master alloy added to the charging mixture is 2.04-3.32wt%, and the Mg-28wt% Zr master alloy is 0.46-0.68wt%. 제4항에 있어서, 상기 입계 미세화가 약 0.01 내지 0.1 kg의 핵 펠릿을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4, wherein the grain boundary refinement is performed using about 0.01 to 0.1 kg of nuclear pellets. 제4항에 있어서, 상기 탈기가 0.01 내지 0.5 kg의 탈기 펠릿을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 4, wherein the degassing is performed using 0.01 to 0.5 kg of degassing pellets. 제4항에 있어서, 하기 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:The method of claim 4 further comprising the following steps: a. 주조 합금 빌렛을 균일화시키고, 스캘핑(scalping) 및 압출하는 단계; 및a. Homogenizing, scalping and extruding the cast alloy billet; And b. 용액으로 처리하고 급랭(quenching)한 다음, 합금 압출물을 연신처리하여 1-1.5%의 영구 변형(permanent set)을 달성한 다음 인공 시효처리하여 최대시효된 고강도 합금 압출물을 얻는 단계.b. Solution-quenching and quenching, followed by stretching the alloy extrudate to achieve a permanent set of 1-1.5% followed by artificial aging to obtain the maximum aged high strength alloy extrudate. 제11항에 있어서, 상기 균일화 처리는 440-450℃에서 25-35시간 실시하는 제1단계와, 450-460℃에서 20-30시간 실시하는 제2단계로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, wherein the homogenization is performed in a first step of 25-35 hours at 440-450 ° C and a second step of 20-30 hours at 450-460 ° C. 제11항에 있어서, 상기 압출공정은 400-430℃의 초기 빌렛 온도, 15:1 내지 25:1의 압출율 및 2-5 mm/s의 램스피드 조건하에 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11, wherein the extrusion process is performed under an initial billet temperature of 400-430 ° C., an extrusion rate of 15: 1 to 25: 1, and ramspeed conditions of 2-5 mm / s. 제11항에 있어서, 상기 용액 처리는 450-460℃에서 1-2 시간 실시한 다음 실온에서 수냉하는 것에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11 wherein the solution treatment is carried out by performing 1-2 hours at 450-460 ° C. followed by water cooling at room temperature. 제11항에 있어서, 상기 인공 시효처리는 90-100℃에서 6-8 시간 실시한 다음 120-125℃에서 20-25 시간 실시하는 2단계 공정으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11, wherein the artificial aging treatment is carried out in a two-step process carried out for 6-8 hours at 90-100 ℃ and 20-25 hours at 120-125 ℃. 제4항에 있어서, 하기 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:The method of claim 4 further comprising the following steps: a. 주조 합금 슬래브를 균일화시키고, 스캘핑(scalping) 및 열간압연하여 ㅅ시이트로 만든 다음, 중간 어니일링하면서 시이트를 냉간압연하여 필요한 두께의 합금 시이트를 얻는 단계; 및a. Homogenizing, scalping and hot rolling the cast alloy slab into sheets, and then cold rolling the sheet with intermediate annealing to obtain an alloy sheet of the required thickness; And b. 용액으로 처리하고 급랭한 다음 인공 시효처리하여 최대시효된 고강도 합금 시이트를 얻는 단계.b. Solution treatment, quenching and artificial aging to obtain the maximum aged high strength alloy sheet. 제16항에 있어서, 상기 균일화 처리는 445-455℃에서 25-35시간 실시하는 제1단계와, 455-465℃에서 10-20시간 실시하는 제2단계로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the homogeneous treatment is performed in a first step of 25-35 hours at 445-455 [deg.] C. and a second step of 10-20 hours at 455-465 [deg.] C. 제16항에 있어서, 상기 열간압연 공정은 425-435℃의 초기 빌렛 온도, 20 m/min의 선속도 조건하에 실시되며, 중간 어니일링은 415-425℃에서 20분 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 16, wherein the hot rolling process is carried out under an initial billet temperature of 425-435 ℃, linear speed conditions of 20 m / min, the intermediate annealing is carried out for 20 minutes at 415-425 ℃ Way. 제16항에 있어서, 상기 냉간압연 공정은 실온에서 복수의 단계로 실시되며, 각 단계는 3회 패스에 의해 두께를 15-25% 감소시키고, 415-425℃에서 15-20 분 동안 중간 어니일링한 다음 공기 중에서 냉각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.17. The process of claim 16 wherein the cold rolling process is carried out in a plurality of stages at room temperature, each stage reducing the thickness by 15-25% by three passes and intermediate annealing at 415-425 [deg.] C. for 15-20 minutes. And then cooling in air. 제16항에 있어서, 상기 용액 처리는 450-460℃에서 1-1.5 시간 동안 실시한 다음 실온에서 수냉하는 것에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 16, wherein the solution treatment is carried out at 450-460 ° C. for 1-1.5 hours followed by water cooling at room temperature. 제16항에 있어서, 상기 인공 시효처리는 90-100℃에서 6-8 시간 실시한 다음 115-125℃에서 20-25 시간 동안 실시하는 2단계 공정으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the artificial aging is carried out in a two-step process carried out at 90-100 ° C. for 6-8 hours and then at 115-125 ° C. for 20-25 hours.
KR1020097022698A 2007-03-30 2008-03-27 Alloy composition and preparation thereof KR20090127185A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN732/DEL/2007 2007-03-30
IN732DE2007 2007-03-30
IN731DE2007 2007-03-30
IN731/DEL/2007 2007-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090127185A true KR20090127185A (en) 2009-12-09

Family

ID=39673354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097022698A KR20090127185A (en) 2007-03-30 2008-03-27 Alloy composition and preparation thereof

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2274454B1 (en)
KR (1) KR20090127185A (en)
CN (1) CN101835915B (en)
WO (1) WO2008120237A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101407876A (en) * 2008-09-17 2009-04-15 北京有色金属研究总院 Aluminum alloy material for manufacturing large cross section main load-carrying structure member and preparation thereof
EP2644726A4 (en) * 2010-11-22 2016-06-29 Korea Automotive Tech Inst Aluminum-magnesium alloy and manufacturing method thereof
CN102703782A (en) * 2012-04-20 2012-10-03 北京工业大学 Ultrahigh-strength high-hardenability Al, Zn, Mg and Cu alloy
CN102935494A (en) * 2012-11-13 2013-02-20 东北轻合金有限责任公司 Method for producing small-dimension aluminum alloy round ingot
CN105200288A (en) * 2015-11-02 2015-12-30 东北轻合金有限责任公司 Ultra-high-strength Al alloy bar and production method thereof
CN105671408A (en) * 2016-04-20 2016-06-15 苏州市相城区明达复合材料厂 High-strength aluminum alloy for profile machining
CN106367644B (en) * 2016-09-23 2018-03-13 北京工业大学 A kind of superelevation is strong, high rigidity TiB2Particle REINFORCED Al Zn Mg Cu composites and preparation method thereof
CN107119215B (en) * 2017-06-27 2019-01-04 中南大学 A kind of superpower aluminium alloy and preparation method thereof
CN107460382B (en) * 2017-08-18 2019-04-30 江苏大学 The superpower Alcoa rolled plate of isotropism and preparation method
CN108707793A (en) * 2018-06-01 2018-10-26 中国航发北京航空材料研究院 A method of improving 750MPa grades of ultra-high-strength aluminum alloy corrosive natures
CN109666827B (en) * 2019-02-22 2021-02-12 洛阳华陵镁业有限公司 7055Sc aluminum alloy forging with super strength and super toughness
CN114277291B (en) * 2021-12-24 2023-04-07 东北轻合金有限责任公司 Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy extrusion material for aerospace and preparation method thereof
CN115612952B (en) * 2022-11-07 2023-03-17 中国航发北京航空材料研究院 Method for producing large-size aluminum alloy medium-thickness wide plate by using large-size aluminum alloy ingot

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477292A (en) 1973-10-26 1984-10-16 Aluminum Company Of America Three-step aging to obtain high strength and corrosion resistance in Al-Zn-Mg-Cu alloys
US4832758A (en) 1973-10-26 1989-05-23 Aluminum Company Of America Producing combined high strength and high corrosion resistance in Al-Zn-MG-CU alloys
JPS619561A (en) 1984-06-25 1986-01-17 Mitsubishi Alum Co Ltd Manufacture of al alloy plate having superior hot formability
US4988394A (en) 1988-10-12 1991-01-29 Aluminum Company Of America Method of producing unrecrystallized thin gauge aluminum products by heat treating and further working
EP0368005B1 (en) * 1988-10-12 1996-09-11 Aluminum Company Of America A method of producing an unrecrystallized aluminum based thin gauge flat rolled, heat treated product
CA1340618C (en) * 1989-01-13 1999-06-29 James T. Staley Aluminum alloy product having improved combinations of strength, toughness and corrosion resistance
FR2838135B1 (en) 2002-04-05 2005-01-28 Pechiney Rhenalu CORROSIVE ALLOY PRODUCTS A1-Zn-Mg-Cu WITH VERY HIGH MECHANICAL CHARACTERISTICS, AND AIRCRAFT STRUCTURE ELEMENTS
US20040099352A1 (en) 2002-09-21 2004-05-27 Iulian Gheorghe Aluminum-zinc-magnesium-copper alloy extrusion
WO2005003398A2 (en) 2003-04-23 2005-01-13 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation High strength aluminum alloys and process for making the same
DE102005045341A1 (en) * 2004-10-05 2006-07-20 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh High strength, high strength Al-Zn alloy product and method of making such a product
BRPI0606957B1 (en) 2005-02-10 2016-09-13 Alcan Rhenalu Rolled or forged aluminum alloy worked product and process for its production

Also Published As

Publication number Publication date
CN101835915A (en) 2010-09-15
EP2274454A1 (en) 2011-01-19
EP2274454B1 (en) 2020-11-25
CN101835915B (en) 2012-05-23
WO2008120237A1 (en) 2008-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090127185A (en) Alloy composition and preparation thereof
RU2443798C2 (en) Manufacturing methods of products from aluminium alloys of aa2000 series
US8608876B2 (en) AA7000-series aluminum alloy products and a method of manufacturing thereof
EP3842561B1 (en) Method of manufacturing an aluminium alloy rolled product
JP2016522320A (en) Aluminum alloy material suitable for manufacturing automobile body panel and method for producing the same
CN103266246A (en) Al-Cu-Li alloy product suitable for aerospace application
US20100089502A1 (en) Al-Cu ALLOY PRODUCT SUITABLE FOR AEROSPACE APPLICATION
US10501835B2 (en) Thin sheets made of an aluminium-copper-lithium alloy for producing airplane fuselages
JP6810508B2 (en) High-strength aluminum alloy plate
CA2950075C (en) Method for manufacturing aluminum alloy member and aluminum alloy member manufactured by the same
CN113302329A (en) Method for manufacturing AlMgSc series alloy products
JPS63235454A (en) Prodution of flat rolled product of aluminum base alloy
EP0504218B1 (en) Improvements in or relating to aluminium alloys
US6918975B2 (en) Aluminum alloy extrusions having a substantially unrecrystallized structure
JP6810178B2 (en) High-strength aluminum alloy and its manufacturing method, aluminum alloy plate and aluminum alloy member using the aluminum alloy
JP2001181771A (en) High strength and heat resistant aluminum alloy material
KR20230106180A (en) Methods of making 2XXX-series aluminum alloy products
KR102012952B1 (en) Aluminium alloy and manufacturing method thereof
JP2021095619A (en) Aluminum alloy sheet for cap material and method for producing the same
KR20220131403A (en) High-strength aluminum rolled plate manufacturing method and high-strength aluminum rolled plate using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2015101006220; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20151022

Effective date: 20180228