KR20150119375A - 마그네슘 및 아연을 갖는 열처리가능한 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체 및 이의 제조 방법이 개시된다. 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 일반적으로 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는, 알루미늄 합금 본체를 용체화-후 냉간 가공을 위해 제조하고, 25% 이상만큼 냉간 가공하고, 이어서 열처리함으로써 생성될 수 있다. 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 개선된 강도 및 다른 특성을 실현할 수 있다.

Description

마그네슘 및 아연을 갖는 열처리가능한 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법{HEAT TREATABLE ALUMINUM ALLOYS HAVING MAGNESIUM AND ZINC AND METHODS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 마그네슘 및 아연을 갖는 열처리가능한 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

알루미늄 합금은 다양한 응용에서 유용하다. 그러나, 다른 특성을 저하시키지 않으면서 알루미늄 합금의 한 특성을 개선하는 것은 힘들다. 예를 들어, 합금의 인성(toughness)을 감소시키지 않으면서 합금의 강도를 증가시키기는 어렵다. 알루미늄 합금에 있어서 관심 있는 다른 특성들에는, 2가지를 들자면, 내식성(corrosion resistance) 및 피로 균열 성장 저항성(fatigue crack growth resistance)이 포함된다.

본 발명은 마그네슘 및 아연을 갖는 열처리가능한 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.

광범위하게, 본 특허 출원은 개선된 가공된 열처리가능한 알루미늄 합금, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 특허 출원은 개선된 가공된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 일반적으로, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품은, 이후 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 예를 들어, 용체화-후 냉간 가공(post-solutionizing cold work) 및 냉간 가공 후 열처리(post-cold-working thermal treatment)로 인한 개선된 특성 조합을 성취한다. 본 출원의 목적상, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 갖는 알루미늄 합금이며, 마그네슘 및 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이다.

열처리가능한 알루미늄 합금 제품을 압연된 형태로 제조하는 한 가지 종래의 공정이 도 1에 나타나있다. 종래의 공정에서는, 열처리가능한 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하고(10), 그 후에 균질화시키고(11), 이어서 중간 치수(intermediate gauge)로 열간 압연한다(12). 다음으로, 열처리가능한 알루미늄 합금 본체를 최종 치수로 냉간 압연하고(13), 그 후에 용체화 열처리하고 담금질(quenching)한다(14). 일반적으로 본 명세서에서 "용체화"로서 지칭되는, "용체화 열처리 및 담금질" 등은 알루미늄 합금 본체를 적합한 온도, 일반적으로 고용 온도(solvus temperature) 초과로 가열하고, 가용성 원소들이 고용체의 일부가 되도록 하기에 충분히 긴 시간 동안 그 온도에서 유지하고, 원소들을 고용체 내에 보유하기에 충분히 급속하게 냉각하는 것을 의미한다. 고온에서 형성되는 고용체는, 조대한 비응집성 입자(coarse incoherent particle)로서 용질 원자가 침전되는 것을 제한하기에 충분히 급속하게 냉각시킴으로써, 과포화 상태로 유지될 수 있다. 용체화(14) 후에, 알루미늄 합금 본체를, 평탄성(flatness)을 위해 선택적으로 소량 (예를 들어, 1 내지 5%)으로 신장시키고(15), 열처리하고(16), 선택적으로 최종 처리를 받게 할 수 있다(17). 도 1은 T6 템퍼(temper)(T6 템퍼는 본 특허 출원에서 이후에 정의됨)에서 알루미늄 합금을 제조하기 위한 공정 경로와 일치한다.

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품을 제조하는 신규 공정의 일 실시 형태가 도 2a에 나타나있다. 이러한 신규 공정에서는, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체를 용체화-후 냉간 가공을 위해 제조하고(100), 그 후에 냉간 가공하고(200), 이어서 열처리한다(300). 이 신규 공정은, 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같은, 선택적인 최종 처리(들)(400)를 또한 포함할 수 있다. "용체화-후 냉간 가공" 등은 용체화시킨 후의 알루미늄 합금 본체의 냉간 가공을 의미한다. 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체에 가해지는 용체화-후 냉간 가공의 양은 일반적으로 25% 이상, 예를 들어, 50% 초과의 냉간 가공이다. 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체를 우선 용체화시키고, 이어서 25% 이상만큼 냉간 가공하고, 이어서 적절하게 열처리함으로써, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는, 하기에 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이, 개선된 특성들을 실현할 수 있다. 예를 들어, T6 템퍼에서의 종래의 알루미늄 합금 제품에 비해 5 내지 25% 또는 그 초과의 강도 증가가, 그러한 종래의 알루미늄 합금 제품을 T6 템퍼로 처리하는 데 필요한 시간의 일부 내에 (예를 들어, T6 템퍼 처리된 합금보다 10% 내지 90% 더 빠름) 실현될 수 있다. 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 또한 우수한 연성(ductility)을 실현하여, 일반적으로 4% 초과의 연신율(elongation), 예를 들어, 6 내지 15%, 또는 그 초과의 연신율을 실현할 수 있다. 다른 특성들(예를 들어, 파괴 인성(fracture toughness), 내식성, 피로 균열 성장 저항성, 외관)이 또한 유지 및/또는 개선될 수 있다.

A. 용체화-후 냉간 가공을 위한 제조

도 2a에 나타낸 바와 같이, 신규 공정은 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계(100)를 포함한다. 종래의 반연속(semi-continuous) 캐스팅 방법 (예를 들어, 잉곳(ingot)의 직접 냉각 캐스팅) 및 연속 캐스팅 방법 (예를 들어, 트윈-롤 캐스팅)의 사용을 포함하는 다양한 방식으로 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조할 수 있다(100). 도 3에 나타낸 바와 같이, 제조 단계(100)는 일반적으로 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공에 적합한 형태로 설정하는 단계(120) 및 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계(140)를 포함한다. 설정 단계(120) 및 용체화 단계(140)는 서로 순차적으로 또는 동시에 일어날 수 있다. 다양한 제조 단계(100)의 일부 비제한적인 예가 도 4 내지 도 8에 나타나있으며, 이는 하기에 더욱 상세하게 기재된다. 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는(100) 다른 방법이 당업자에게 공지되어 있으며, 이들 다른 방법은 본 명세서에 명시적으로 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 제조 단계(100)의 범주 내에 또한 속한다.

한 접근법에서, 제조 단계(100)는 반연속 캐스팅 방법을 포함한다. 일 실시 형태에서, 그리고 이제 도 4를 참조하면, 설정 단계(120)는 알루미늄 합금 본체(예를 들어, 잉곳 또는 빌렛(billet)의 형태)를 캐스팅하는 단계(122), 알루미늄 합금 본체를 균질화시키는 단계(124), 알루미늄 합금 본체를 열간 가공하는 단계(126), 및 선택적으로, 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계(128)를 포함한다. 설정 단계(120) 후에, 용체화 단계(140)가 완료된다. 알루미늄 합금 본체가 캐스팅(120) 후에 잉곳/빌렛의 형태가 아니더라도, 연속 캐스팅 작업을 사용하여 유사한 단계들이 완료될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 5를 참조하면, 제조 단계(100)는 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계(122), 알루미늄 합금 본체를 균질화시키는 단계(124), 및 알루미늄 합금 본체를 열간 가공하는 단계(126)를 포함한다. 이러한 실시 형태에서는, 열간 가공 단계(126)를 완료시켜 가용성 원소들을 고용체로 설정한 후에, 알루미늄 합금 본체를 담금질함으로써(도시하지 않음), 용체화 단계(140)를 야기할 수 있다. 이것은 설정 단계(120)와 용체화 단계(140)가 서로 동시에 완료되는 일례이다. 이러한 실시 형태는, 특히 프레스-담금질된 제품 (예를 들어, 압출물) 및 열간 압연된 제품에 적용가능할 수 있는데, 이는 열간 압연 후에 담금질된다.

다른 접근법에서, 제조 단계(100)는 특히 벨트 캐스팅(belt casting), 로드 캐스팅(rod casting), 트윈 롤 캐스팅(twin roll casting), 트윈 벨트 캐스팅(twin belt casting)(예를 들어, 헤이즐렛(Hazelett) 캐스팅), 드래그 캐스팅(drag casting), 및 블록 캐스팅(block casting)과 같은 연속 캐스팅 방법을 포함한다. 연속 캐스팅 방법을 이용하는 제조 단계(100)의 일 실시 형태가 도 6a에 나타나있다. 이러한 실시 형태에서는, 알루미늄 합금 본체를 대략 동일한 시간에, 즉 서로 동시에 캐스팅 및 용체화시킨다(142). 캐스팅은 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하기에 충분한 형태로 설정한다. 캐스팅 동안의 응고 속도가 충분히 빠른 경우에, 알루미늄 합금 본체는 또한 용체화된다. 이러한 실시 형태에서, 캐스팅/용체화 단계(142)는 캐스팅 후 알루미늄 합금 본체의 담금질을 포함할 수 있다 (도시되지 않음). 이러한 실시 형태는 다른 캐스팅 공정들 중에서도 트윈-롤 캐스팅 공정에 적용가능할 수 있다. 도 6a의 공정을 완료시킬 수 있는 몇몇 트윈-롤 캐스팅 장치 및 공정이 미국 특허 제7,182,825호, 미국 특허 제7,125,612호, 미국 특허 제7,503,378호, 및 미국 특허 제6,672,368호에 기재되어 있으며, 하기 도 6b-1 내지 도 6x와 관련하여 설명된다.

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 7을 참조하면, 제조 단계(100)는 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계(122), 및 캐스팅 단계(122) 후에, 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계(140)를 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 설정 단계(120)는 캐스팅 단계(122)를 포함한다. 이러한 실시 형태는 다른 캐스팅 공정들 중에서도 트윈-롤 캐스팅 공정에 적용가능하다.

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 8을 참조하면, 제조 단계(100)는 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계(122), 알루미늄 합금 본체를 열간 가공하는 단계(126), 및 선택적으로, 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계(128)를 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 설정 단계(120)는 캐스팅 단계(122), 열간 가공 단계(126), 및 선택적으로 냉간 가공 단계(128)를 포함한다. 설정 단계(120) 후에, 용체화 단계(140)가 완료된다. 이러한 실시 형태는 연속 캐스팅 공정에 적용가능할 수 있다.

도 2a, 도 3 내지 도 6a와 도 7 및 도 8에 나타나있는 다수의 단계들은 배치식(batch mode)으로 또는 연속식으로 완료될 수 있다. 일례에서, 냉간 가공(200) 및 열처리 단계(300)는 연속적으로 완료된다. 이러한 예에서, 용체화된 알루미늄 합금 본체는 주위 조건에서 냉간 가공 작업으로 들어갈 수 있다. 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 성취될 수 있는 비교적 짧은 열처리 시간을 고려하면, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체는 냉간 가공 후에 즉각적으로 (예를 들어, 인-라인(in-line)으로) 열처리(300)될 수 있다 (예를 들어, 열처리 단계(300)가 냉간 가공 단계(200)와 동시에 완료됨). 생각건대, 그러한 열처리는 냉간 가공 장치의 출구 근처에서, 또는 냉간 가공 장치에 연결된 별도의 가열 장치에서 일어날 수 있다. 이는 생산성을 증가시킬 수 있다. 다른 예에서, 그리고 하기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B)에 기재된 바와 같이, 제조 단계(100) 및 냉간 가공 단계(200)는 연속적으로 완료되고 (예를 들어, 연속 캐스팅 장치가 사용되는 경우), 도 6a에 나타낸 바와 같이, 연속적으로 캐스팅된 알루미늄 합금 본체는 즉각적이고 연속적으로 냉간 가공 단계(200)로 진행할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 캐스팅/용체화 단계(142)는 알루미늄 합금 본체를 적합한 냉간 가공 온도(예를 들어, 150℉ 미만)로 담금질하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서는, 제조 단계(100), 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300) 3가지 모두가 연속적으로 완료된다.

상기에 기재된 바와 같이, 제조 단계(100)는 일반적으로 알루미늄 합금 본체의 용체화를 포함한다. 상기에 언급된 바와 같이, "용체화"는 알루미늄 합금 본체의 담금질(도시되지 않음)을 포함하는데, 이러한 담금질은 액체 (예를 들어, 수성 또는 유기 용액), 가스 (예를 들어, 공기 냉각), 또는 심지어 고체 (예를 들어, 알루미늄 합금 본체의 하나 이상의 면 상에서의 냉각된 고체)를 통해 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 본체를 액체 또는 가스와 접촉시키는 것을 포함한다. 일부의 이러한 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 본체의 열간 가공 및/또는 냉간 가공이 없이 일어난다. 예를 들어, 담금질은 다른 기술들 중에서도 침지, 분무, 및/또는 제트 건조에 의해, 그리고 알루미늄 합금 본체의 변형 없이 일어날 수 있다. 도 2a, 도 3 내지 도 6a, 도 7 내지 도 9, 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 용체화 단계는 일반적으로 제조 단계의 마지막 단계이며, 냉간 가공 단계의 바로 앞이다.

당업자는, 다른 제조 단계(100)(예를 들어, 분말 야금법)가 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 설정 단계(120) 및 용체화 단계(140)가 동시에 (예를 들어, 같은 시점에) 일어나는지 또는 순차적으로 일어나는지와는 관계없이, 그리고 설정 단계(120)가 용체화 단계(140) 전에 일어나는지 또는 그 반대인지와 관계없이, 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공(120)에 적합한 형태로 설정하고 알루미늄 합금 본체를 용체화(140)시키기만 한다면, 그러한 다른 제조 단계가 제조 단계(100)의 범주 내에 속한다는 것을 안다.

i. 연속 캐스팅 실시 형태

a. 트윈-롤 연속 캐스팅 -- 연속 캐스팅 및 용체화

일 실시 형태에서, 본 발명의 알루미늄 합금 본체는 수평 2-롤 또는 2-벨트 캐스터(caster) 사이에서 연속적으로 캐스팅함으로써 용체화-후 냉간 가공을 위해 제조할 수 있는데, 용체화는 (예를 들어, 연속 캐스팅 방법으로 인한) 연속 캐스팅과 동시에 일어난다. 그러한 실시 형태에서는, 알루미늄 합금 본체를 한 쌍의 내부적으로 냉각된 롤과 병치하고 연통시킴으로써 연속적으로 캐스팅할 수 있다. 이제 도 6b-1 내지 도 6b-2를 참조하면, 수평 트윈-롤 연속 캐스팅 장치의 일 실시 형태가 나타나있다. 이러한 장치는 각각 화살표(A₁ 및 A₁)의 방향으로 회전하는 한 쌍의 대향 회전 냉각 롤(R₁, R₂)을 이용한다. 수평이라는 용어는 캐스트 스트립(S)이 수평 배향으로, 또는 수평으로부터 +/- 30도의 각도에서 생성됨을 의미한다. 도 6b-2에 더욱 상세하게 나타나있는 바와 같이, 세라믹 재료로 제조될 수 있는 공급 팁(feed tip; T)이 용융 금속(M)을 화살표 방향으로 분배할 수 있다. 공급 팁(T)과 각각의 롤(R₁, R₂) 사이의 간극(G₁ 및 G₂)은 가능한 한 작게 유지될 수 있으나; 팁(T)과 롤(R₁, R₂) 사이의 접촉은 피해야만 한다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 작은 간극을 유지하는 것은, 용융 금속이 누출되는 것을 막고 용융 금속이 R₁, R₂를 따라 대기에 노출되는 것을 최소화시키는 데 도움을 주는 것으로 여겨진다. 간극(G₁ 및 G₂)의 적합한 치수는 0.01 인치 (0.254 mm)일 수 있다. 롤(R₁, R₂)의 중심선을 통과하는 평면(L)은, 롤 닙(roll nip; N)으로 지칭되는, 롤(R₁)과 롤(R₂) 사이의 최소 클리어런스의 영역을 통과한다.

용융 금속(M)은 각각 영역(2-6) 및 영역(4-6)에서 냉각 롤(R₁, R₂)에 직접 접촉할 수 있다. 롤(R₁, R₂)과의 접촉 시에, 금속(M)은 냉각 및 응고되기 시작한다. 냉각 금속은 롤(R₁)에 인접한 응고된 금속의 상부 쉘(6-6) 및 롤(R₂)에 인접한 응고된 금속의 하부 쉘(8-6)을 생성한다. 금속(M)이 닙(N)을 향해 전진함에 따라 쉘(6-6, 8-6)의 두께가 증가한다. 각각의 상부 및 하부 쉘(6-6, 8-6)과 용융 금속(M) 사이의 계면에서 응고된 금속의 대형 덴드라이트(dendrite; 10-6)(축척에 맞게 도시되지 않음)가 생성될 수 있다. 대형 덴드라이트(10-6)는 파괴되어 용융 금속(M)의 더 느리게 이동하는 유동의 중심부(12-6) 내로 끌려들어갈 수 있으며, 화살표(C₁ 및 C₂)의 방향으로 옮겨질 수 있다. 유동의 끌어들이는 작용은 대형 덴드라이트(10-6)가 더 작은 덴드라이트(14-6)로 추가로 파괴되게 할 수 있다 (축척에 맞게 도시되지 않음). 영역(16-6)으로 지칭되는, 닙(N)의 상류의 중심부(12-6)에서, 금속(M)은 반-고체이며 고체 성분 (응고된 소형 덴드라이트(14-6)) 및 용융 금속 성분을 포함할 수 있다. 영역(16-6)에서 금속(M)은, 부분적으로는, 내부의 소형 덴드라이트(14-6)의 분산으로 인해, 무른 주도(mushy consistency)를 가질 수 있다. 닙(N)의 위치에서, 용융 금속의 일부가 화살표(C₁ 및 C₂)에 반대 방향으로 뒤쪽으로 짜내질 수 있다. 닙(N)에서 롤(R₁, R₂)의 전방 회전은 실질적으로 단지 금속의 고체 부분(상부 및 하부 쉘(6-6, 8-6)과 중심부(12-6)의 소형 덴드라이트(14-6))만을 전진시키면서, 닙(N)으로부터 상류의 중심부(12-6)에서는 용융 금속을 밀어내어서, 금속이 닙(N)의 지점을 떠날 때에 완전히 고체일 수 있다. 닙(N)의 하류에서, 중심부(12-6)는, 상부 쉘(6-6)과 하부 쉘(8-6) 사이에 샌드위칭된 소형 덴드라이트(14-6)를 함유하는 고체 중심층 또는 영역(18-6)일 수 있다. 중심층 또는 영역(18-6)에서, 소형 덴드라이트(14-6)는 크기가 20 마이크로미터 내지 50 마이크로미터일 수 있으며 대체로 구상(globular) 형상을 갖는다. 상부 및 하부 쉘(6-6, 8-6)과 응고된 중심층(18-6)의, 단일 캐스트 금속 시트/층의 3개의 층 또는 영역이 고체 캐스트 스트립(20-6)을 구성한다. 따라서, 알루미늄 합금 스트립(20-6)은 알루미늄 합금의 제1 층 또는 영역 및 알루미늄 합금의 제2 층 또는 영역(쉘(6-6, 8-6)에 해당함)과 이들 사이의 중간 층 또는 영역(응고된 중심층(18-6))을 포함한다. 고체 중심층 또는 영역(18-6)은 스트립(20-6)의 총 두께의 20% 내지 30%를 구성할 수 있다. 소형 덴드라이트(14-6)의 농도는, 유동의 반고체 영역(16-6) 또는 중심부(12-6)에서보다 스트립(20-6)의 고체 중심층(18-6)에서 더 높을 수 있다. 용융 알루미늄 합금은, 하기 '조성' 섹션 (섹션 G)에 기재된 임의의 합금화 원소와 같은, 포정(peritectic) 형성 합금화 원소 및 공정(eutectic) 형성 합금화 원소를 포함하는 초기 농도의 합금화 원소를 가질 수 있다. 알루미늄과의 포정 형성제(peritectic former)인 합금화 원소의 예에는 Ti, V, Zr 및 Cr이 포함된다. 알루미늄과의 공정 형성제(eutectic former)의 예에는 Si, Fe, Ni, Zn, Mg, Cu, Li 및 Mn이 포함된다.

상기에 언급된 바와 같이, 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하며, 마그네슘 및 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이다. 알루미늄 합금 용융물의 응고 동안, 덴드라이트는 전형적으로 주변의 모(mother) 용융물보다 공정 형성제의 농도가 더 낮고 포정 형성제의 농도가 더 높다. 영역(16-6)에서, 닙의 상류의 중심 영역에서, 따라서 소형 덴드라이트(14-6)에는 공정 형성제가 부분적으로 고갈되는 반면, 소형 덴드라이트를 둘러싸는 용융 금속에는 공정 형성제가 다소 풍부하다. 그 결과로, 상부 쉘(6-6) 및 하부 쉘(8-6)에서의 공정 형성제 및 포정 형성제의 농도와 비교하여, 큰 집단의 덴드라이트를 함유하는, 스트립(20-6)의 고체 중심층 또는 영역(18-6)에는 공정 형성제가 고갈되고 포정 형성제가 풍부하다. 환언하면, 중심층 또는 영역(18-6)에서의 공정 형성 합금화 원소의 농도는 제1 층 또는 영역(6-6) 및 제2 층 또는 영역(8-6)에서보다 일반적으로 더 작다. 유사하게, 중심층 또는 영역(18-6)에서의 포정 형성 합금화 원소의 농도는 제1 층 또는 영역(6-6) 및 제2 층 또는 영역(8-6)에서보다 일반적으로 더 크다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 합금은, 알루미늄 합금 제품의 중심선에서의 Mg 및/또는 Zn의 양과 비교할 때, 합금 제품의 상부 영역 또는 하부 영역에서 더 많은 양의 (그 영역에서의 평균 두께 관통 농도(average through thickness concentration)보다 더 많이) Mg 및 Zn 중 적어도 하나를 포함하는데, 이들 영역에서의 농도는 하기에 기재된 농도 프로파일 절차를 사용하여 결정된다. 일 실시 형태에서, 합금은 합금 제품의 상부 영역 또는 하부 영역에서 Mg 및 Zn 둘 모두를 더 높은 농도로 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 합금 제품의 상부 영역 및 하부 영역 둘 모두에서 Mg 및 Zn 중 적어도 하나를 더 높은 농도로 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 합금 제품의 상부 영역 및 하부 영역 둘 모두에서 Mg 및 Zn 둘 모두를 더 높은 농도로 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 제품의 중심선에서의 Mg 및/또는 Zn 농도에 비해 1% 이상 더 높은 Mg 및/또는 Zn 농도 (적용가능하다면, 상부 또는 하부 영역에서의 평균 농도)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 제품의 중심선에서의 Mg 및/또는 Zn 농도에 비해 3% 이상 더 높은 Mg 및/또는 Zn 농도 (적용가능하다면, 상부 또는 하부 영역에서의 평균 농도)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 제품의 중심선에서의 Mg 및/또는 Zn 농도에 비해 5% 이상 더 높은 Mg 및/또는 Zn 농도 (적용가능하다면, 상부 또는 하부 영역에서의 평균 농도)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 제품의 중심선에서의 Mg 및/또는 Zn 농도에 비해 7% 이상 더 높은 Mg 및/또는 Zn 농도 (적용가능하다면, 상부 또는 하부 영역에서의 평균 농도)를 포함한다. 일 실시 형태에서, 합금은 제품의 중심선에서의 Mg 및/또는 Zn 농도에 비해 9% 이상 더 높은 Mg 및/또는 Zn 농도 (적용가능하다면, 상부 또는 하부 영역에서의 평균 농도)를 포함한다.

농도 프로파일 절차 - Si, Mg, Cu, Zn, Mn, 및 Fe에 대해

1. 샘플 제조

알루미늄 시트 샘플을 루사이트(Lucite)에 장착하고, 표준 금속조직학적 제조 절차(standard metallographic preparation procedure)를 사용하여 종방향 표면을 폴리싱한다 (참고: ASTM E3-01 (2007) 금속조직학적 시편의 제조를 위한 표준 가이드(Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens)). 구매가능한 카본 코팅 장비를 사용하여 샘플의 폴리싱된 표면을 카본으로 코팅한다. 카본 코팅은 수 마이크로미터 두께이다.

2. 전자 탐침 마이크로 분석 (EPMA) 장비

JEOL JXA8600 수퍼프로브(Superprobe)를 사용하여, 제조된 알루미늄 시트 샘플에서 두께 관통 조성 프로파일을 얻는다. 수퍼프로브는 4개의 파장 분산형 분광계(Wave Dispersive Spectrometer; WDS) 검출기를 가지며, 그 중 2개는 가스 유동 (P-10) 계수기이고, 나머지는 Xe-가스 밀봉된 계수기이다. 원소의 검출 범위는 베릴륨 (Be)으로부터 우라늄 (U)까지이다. 정량 분석 검출 한계는 0.02 중량%이다. 기구는 겔러 마이크로애널리티칼(Geller Microanalytical) Dspec/Dquant 오토메이션(automation)을 구비하는데, 이는 단계 제어 및 무인(unattended) 정량 및 정성 분석을 가능하게 한다.

3. 전자 탐침 마이크로 분석 (EPMA) 분석 절차

수퍼프로브를 하기 조건: 가속 전압 15 ㎸, 빔 강도 100 nA로 설정하고, 전자 빔을 적절한 크기로 디포커싱(defocusing)하여 최소한 샘플의 13개의 상이한 섹션을 측정할 수 있으며 (예를 들어, 0.060 인치 두께 시편에 대해 100 μm로 디포커싱), 각각의 원소에 대한 노출 시간은 10초이다. 양성 및 음성 백그라운드에 대해 5초의 계수 시간으로 3개의 랜덤 위치에서 샘플 표면에 대한 백그라운드 보정을 행하였다.

하나의 EPMA 라인스캔(linescan)은, 샘플의 압연 방향에 수직인 직선을 따라 다수의 위치에서 시트 샘플의 전체 두께를 스캐닝하는 것으로서 규정된다. 홀수의 스팟(spot)이 사용되는데, 이때 시트 샘플의 중심선에 중간수(mid-number) 스팟이 있게 된다. 스팟들 사이의 간격은 빔 직경에 상당한다. 각각의 스팟에서, 임의의 하기 원소가 적절히 분석될 수 있다: Mn, Cu, Mg, Zn, Si, 및 Fe. Si는 가스 유동 (P-10) 계수기를 사용하여 PET 회절 결정(diffracting crystal)에 의해 분석되며; Fe, Cu, Zn, 및 Mn은 Xe-가스 밀봉된 계수기를 사용하여 LIF 회절 결정에 의해 분석되고; Mg는 가스 유동 (P-10) 계수기를 사용하여 TAP 회절 결정에 의해 분석된다. 각각의 원소에 대한 계수 시간은 10초이다. 시트 샘플의 길이를 따라 이러한 라인스캔을 30회 반복한다. 샘플의 어느 한 위치에서, 각각의 원소의 보고되는 조성은 동일한 두께 위치에서의 30회 측정의 평균값이어야 한다.

상부 및 하부 영역에서의 농도는, (i) 상부 영역 및 하부 영역의 에지 (표면) 및 (ii) 중심 영역과 상부 영역 및 하부 영역 중의 각각의 영역의 사이의 전이 구역을 배제한, 상부 및 하부 영역 중의 각각의 영역에서의 평균 측정 농도이다. 원소의 농도를 각각의 상부 및 하부 영역의 최소한 4개의 상이한 위치에서 측정하여, 각각의 그러한 영역에서의 그러한 원소의 평균 농도를 결정해야만 한다.

측정된 원소는 ZAF/Phi(pz) 보정 모델 하인리히/둔컴-리드(Heinrich/Duncumb-Reed)를 갖는 DQuant 분석 패키지 CITZAF, v4.01을 사용하여 보정하였다. 이러한 기술은 전통적인 둔컴-리드 흡수 보정을 사용하는, NIST의 커트 하인리히(Curt Heinrich) 박사로부터 유래한다.(문헌[Heinrich, Microbeam Analysis--1985, 79;--1989, 223] 참고)

농도 프로파일 절차 - Li에 대해 (연속 섹션화(Serial Sectioning))

리튬을 함유하는 제품의 경우, 연속 섹션화를 사용하는데, 이때 (두께를 관통하는) 섹션은 (i) 두께가 0.030 이상인 샘플의 경우에는 기계가공에 의해, 또는 (ii) 두께가 0.030 미만인 샘플의 경우에는 적절한 화학 에칭제를 통한 화학적 박화(chemical thinning)에 의해 얻어진다. 13개 이상의 상이한 두께 관통 샘플이 얻어지므로, 중심선 샘플이 항상 생성된다. 그 후, 원자 흡수에 의해서 각각의 샘플을 그의 Li 함량에 대해 분석한다.

롤(R₁, R₂)은 용융 금속(M)의 열에 대한 열 싱크(heat sink)로서 역할을 할 수 있다. 일 실시 형태에서, 캐스트 스트립(20-6)의 표면에서 균일성을 보장하도록 균일한 방식으로 열이 용융 금속(M)으로부터 롤(R₁, R₂)로 전달될 수 있다. 각각의 롤(R₁, R₂)의 표면(D₁, D₂)은 강 또는 구리로 제조될 수 있으며, 텍스쳐화될 수 있고, 용융 금속(M)과 접촉할 수 있는 표면 불균일체(surface irregularity)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 표면 불균일체는 표면(D₁, D₂)으로부터의 열전달을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 표면(D₁, D₂)에 제어된 불균일도를 부여함으로써, 표면(D₁, D₂)을 가로질러 균일하게 열이 전달되게 할 수 있다. 표면 불균일체는 홈(groove), 딤플(dimple), 널(knurl), 또는 다른 구조체의 형태일 수 있으며, 1 인치당 20 내지 120개의 표면 불균일체, 또는 1 인치당 약 60개의 불균일체의 규칙적인 패턴으로 이격될 수 있다. 표면 불균일체는 5 마이크로미터 내지 50 마이크로미터 범위, 또는 대안적으로 약 30 마이크로미터의 높이를 가질 수 있다. 롤(R₁, R₂)은, 롤(R₁, R₂)로부터 캐스트 스트립의 분리를 향상시키기 위한 재료, 예를 들어, 크롬 또는 니켈로 코팅될 수 있다.

롤(R₁, R₂)의 적절한 속도의 제어, 유지, 및 선택은 본 발명의 장치 및 방법을 사용하여 스트립을 연속적으로 캐스팅하는 능력에 영향을 줄 수 있다. 롤 속도는 용융 금속(M)이 닙(N)을 향해 전진하는 속도를 결정한다. 속도가 너무 느리면, 대형 덴드라이트(10-6)가 중심부(12-6)로 끌려가서 소형 덴드라이트(14-6)로 파괴되기에 충분한 힘을 받지 못할 것이다. 일 실시 형태에서, 롤 속도는 용융 금속(M)의 동결 전면(freeze front), 또는 완전 응고 지점이 닙(N)에서 형성될 수 있도록 선택될 수 있다. 따라서, 본 발명의 캐스팅 장치 및 방법은 고속에서, 예를 들어, 분당 25 내지 400 피트; 대안적으로 분당 50 내지 400 피트; 대안적으로 분당 100 내지 400 피트; 및 대안적으로 분당 150 내지 300 피트 범위의 속도에서의 작동에 적합할 수 있다. 용융 알루미늄이 롤(R₁, R₂)로 전달되는, 단위 면적당 선속도는 롤(R₁, R₂)의 속도보다 느릴 수 있거나 롤 속도의 약 1/4일 수 있다. 본 명세서에 개시된 장치 및 방법을 사용하여 고속 연속 캐스팅이 성취될 수 있는데, 적어도 부분적으로는, 이는 텍스쳐화된 표면(D₁, D₂)이 용융 금속(M)으로부터의 균일한 열전달을 보장하기 때문이다. 그러한 높은 캐스팅 속도 및 관련된 급속한 응고 속도로 인해, 가용성 성분들이 고용체 내에 실질적으로 유지될 수 있으며, 즉 용체화 단계가 캐스팅 단계와 동시에 일어날 수 있다.

롤 분리력이, 본 명세서에 개시된 캐스팅 장치 및 방법을 사용하는 데 있어서의 파라미터일 수 있다. 본 명세서에 개시된 연속 캐스팅 장치 및 방법의 한 가지 이점은 금속이 닙(N)에 도달할 때까지는 고체 스트립이 생성되지 않는다는 점일 수 있다. 롤(R₁)과 롤(R₂) 사이의 닙(N)의 치수에 의해 두께가 결정된다. 롤 분리력은 닙(N)으로부터 떨어져서 상류에 있는 용융 금속을 짜내기에 충분히 클 수 있다. 닙(N)을 통과하는 용융 금속이 과도하면, 상부 및 하부 쉘(6-6, 8-6)과 고체 중심 영역(18-6)의 층들이 서로로부터 떨어져서 오정렬될 수 있다. 닙(N)에 도달하는 용융 금속이 불충분하면 스트립이 너무 빨리 형성될 수 있다. 너무 빨리 형성된 스트립은 롤(R₁, R₂)에 의해 변형될 수 있으며 중심 편석(centerline segregation)을 겪을 수 있다 적합한 롤 분리력은 캐스팅된 폭 1 인치당 25 내지 300 파운드, 또는 캐스팅된 폭 1 인치당 100 파운드의 범위일 수 있다. 일반적으로, 더 두꺼운 치수의 스트립을 캐스팅하는 경우 열을 제거하기 위하여 더 느린 캐스팅 속도가 필요할 수 있다. 닙의 상류에서는 완전히 고체인 알루미늄 스트립이 생성되지 않기 때문에, 그러한 더 느린 캐스팅 속도는 과도한 롤 분리력을 야기하지 않는다. 롤에 의해 가해지는 힘이 적기 (폭 1 인치당 300 파운드 이하) 때문에, 알루미늄 합금 스트립(20-6) 내의 결정립(grain)은 실질적으로 변형되지 않는다. 게다가, 스트립(20-6)은 닙(N)에 도달할 때까지 고체가 아니기 때문에; "열간 압연"되지 않을 것이다. 따라서, 스트립(20-6)은 캐스팅 공정 그 자체로 인한 열기계적 처리를 받지 않으며, 후속적으로 열간 압연되지 않는 경우, 일반적으로 스트립(20-6) 내의 결정립은 실질적으로 변형되지 않아서, 냉간 가공 단계(200) 이전에는, 응고 시에 성취된 그의 초기 구조, 즉 등축(equiaxial) 구조, 예를 들어, 구상 구조를 유지할 것이다.

본 명세서에 기재된 연속 캐스팅 장치 및 방법을 사용하여 얇은 치수의 알루미늄 스트립 제품이 캐스팅될 수 있다. 알루미늄 합금 스트립은 분당 25 내지 400 피트; 대안적으로 분당 50 내지 400 피트; 및 대안적으로 분당 100 내지 400 피트의 범위의 캐스팅 속도에서 0.100 인치 이하의 두께로 생성될 수 있다. 더 두꺼운 치수의 알루미늄 합금 스트립이 본 명세서에 개시된 방법을 사용하여, 예를 들어 0.249 인치 이하의 두께로 또한 생성될 수 있다. 따라서, 일반적으로 연속 캐스트 스트립은 알루미늄 협회 표준(aluminum association standard)에 따른 시트 또는 포일 제품의 두께를 갖는다.

롤 표면(D₁, D₂)은 캐스팅 동안 가열될 수 있으며 승온에서 산화되기 쉬울 수 있다. 캐스팅 동안의 롤 표면의 불균일한 산화는 롤(R₁, R₂)의 열전달 특성을 변화시킬 수 있다. 그러므로, 사용 전에 롤 표면(D₁, D₂)을 산화시켜 캐스팅 동안의 그의 변화를 최소화시킬 수 있다. 이따금, 또는 연속적으로, 롤 표면(D₁, D₂)을 브러싱(brushing)하여, 알루미늄 및 알루미늄 합금의 캐스팅 동안 축적될 수 있는 부스러기(debris)를 제거하는 것이 이로울 수 있다. 캐스트 스트립의 작은 조각이 스트립(S)으로부터 부서져 나와서 롤 표면(D₁, D₂)에 부착할 수 있다. 알루미늄 합금 스트립의 이러한 작은 조각은 산화되기 쉬울 수 있으며, 이는 롤 표면(D₁, D₂)의 열전달 특성에 있어서 불균일성을 야기할 수 있다. 롤 표면(D₁, D₂)을 브러싱함으로써, 롤 표면(D₁, D₂) 상에 수집될 수 있는 부스러기로 인한 불균일성 문제를 피한다.

본 발명에 따른 알루미늄 합금의 연속 캐스팅은, 원하는 치수의 스트립(S)에 상응하는 원하는 치수의 닙(N)을 초기에 선택함으로써 성취될 수 있다. 롤(R₁, R₂)의 속도는 원하는 생산 속도로 증가될 수 있거나, 또는 롤(R₁)과 롤 (R₂) 사이에서 압연이 일어나고 있음을 나타내는 수준으로 롤 분리력을 증가시키는 속도보다 작은 속도로 증가될 수 있다. 본 발명에 의해 고려되는 속도 (즉, 분당 25 내지 400 피트)에서의 캐스팅은 잉곳 캐스트로서 캐스팅되는 알루미늄 합금보다 약 1000배 더 빠르게 알루미늄 합금 스트립을 응고시키며 잉곳으로서 캐스팅되는 알루미늄 합금에 비해 스트립의 특성을 개선한다. 용융 금속이 냉각되는 속도는 금속의 외측 영역의 급속한 응고를 성취하도록 선택될 수 있다. 실제로, 금속의 외측 영역의 냉각은 초당 1000℃ 이상의 속도로 일어날 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, 높은 캐스팅 속도 및 관련된 급속한 응고 속도로 인해, 가용성 성분들이 고용체 내에 실질적으로 유지될 수 있으며, 즉 용체화 단계가 캐스팅 단계와 동시에 일어날 수 있다. 고용체 내에 유지되는 용질의 양은 합금의 전기 전도도와 관련되는데, 더 낮은 전기 전도도 값은 고용체 내에 더 많은 용질이 있는 것으로 해석된다. 따라서, 일 실시 형태에서, 상기에 개시된 연속 캐스팅 공정에 의해 제조된 알루미늄 합금 본체는 낮은 전기 전도도 값을 실현할 것이다. 일 실시 형태에서, 동시에 일어나는 캐스팅 및 용체화로 인해, 그러한 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금은 상기 합금의 이론적 최소 전기 전도도의 50% 범위 이내이다. 이러한 하위 섹션 ((A)(i))에 사용되는 바와 같이, 알루미늄 합금 본체가 "합금의 이론적 최소 전기 전도도의 XX% 범위 이내"인 경우, 합금은 알루미늄 합금 본체가 최대 이론적 전기 전도도와 최소 이론적 전기 전도도 사이의 차이의 XX%를 갖게 하는 측정된 전기 전도도를 갖는다. 환언하면, "이론적 최소 전기 전도도의 XX% 범위 이내" = ((측정된 EC - 최소 이론적 EC)/(최대 이론적 EC - 최소 이론적 EC)*100%이며, 여기서, 측정된 전기 전도도는 제조 단계(100), 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 완료된 후에 그리고 ASTM E1004(2009)에 따라 측정된다. 예를 들어, 알루미늄 합금의 최소 이론적 전도도가 23.7% IACS이고 최대 이론적 전도도가 55.3% IACS인 경우에, 최대 및 최소 이론치 사이의 차이는 31.6% IACS가 될 것이다. 이러한 동일한 알루미늄 합금의 실제 측정된 전기 전도도가 27.7% IACS인 경우에, 이것은 최소 이론치의 약 12.7% 범위 이내일 것이다 (12.6582% = (측정된 EC - 최소 이론적 EC)/(최대 이론적 EC - 최소 이론적 EC), 또는 ((27.7 - 23.7)/31.6). 저항률에 대한 용액 중 또는 용액 밖의 다양한 원소의 영향을 기재한, 문헌[Aluminum: Properties and Physical Metallurgy, ed. J. E. Hatch, American Society for Metals, Metals Park, OH, 1984, p. 205]에서 제공된 상수를 사용하여, 최소 및 최대 저항률에 대한 값을 계산할 수 있다. 이어서 저항률에 대한 값을 전기 전도도에 대한 값(% IACS 단위)으로 변환할 수 있다 (순수 알루미늄의 베이스 저항률은 2.65 마이크로-옴-cm인 것으로 가정됨). 이론적 최소 전기 전도도는 모든 합금화 원소가 고용체 중에 있는 상태와 관련된다. 이론적 최대 전기 전도도는 모든 합금화 원소가 고용체 밖에 있는 상태와 관련된다.

일 실시 형태에서, 상기에 개시된 연속 캐스팅 공정에 의해 제조된 알루미늄 합금 본체는 합금의 이론적 최소 전기 전도도의 40% 범위 이내이다. 다른 실시 형태에서, 그러한 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금은 합금의 이론적 최소 전기 전도도의 30% 범위 이내이다. 또 다른 실시 형태에서, 그러한 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금은 합금의 이론적 최소 전기 전도도의 20% 범위 이내이다. 다른 실시 형태에서, 그러한 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금은 합금의 이론적 최소 전기 전도도의 15% 범위 이내, 또는 그 미만이다. 유사한 전기 전도도 값이, 하위 섹션 (C) 및 (D)에서 하기에 기재된 연속 캐스팅 실시 형태에서 실현될 수 있다.

b. 용체화와 함께 연속 캐스팅하는 예

하기 표에 나타낸 중량 백분율로 존재하는 합금화 원소를 갖는 용융 알루미늄 합금을 열 싱크 벨트 캐스터 상에서 연속적으로 캐스팅하였는데, 캐스터에서는 상부 벨트가 닙의 하류의 응고되는 금속과 접촉하지 않았다. 본 명세서에 보고된 시험은 롤 캐스터 상에서 수행하지 않았다. 그러나, 응고된 금속을 가공하는 것 없이 한 쌍의 롤 상으로 캐스팅하는 것을 모의하도록 공정을 설계하였다.

다양한 간극 설정에 대해서, 합금 6-1 및 합금 6-2에 가해진 단위 폭당 힘 대 롤 속도가 각각 도 6c 및 도 6d에 그래프로 나타나있다. 모든 경우에, 롤에 의해 가해진 힘은 200 lb/인치(폭) 미만이었다.

합금 6-1의 스트립(0.09 인치 두께)을 합금화 원소의 편석에 대해 분석하였다. 스트립의 두께를 관통하는 합금화 원소의 농도가 공정 형성 원소 (Si, Fe, Ni 및 Zn)에 대해서는 도 6e에, 그리고 포정 형성 원소 (Ti, V 및 Zr)에 대해서는 도 6f에 그래프로 제공된다. 공정 형성 합금화 원소는 스트립의 중심부에서 부분적으로 고갈되는 반면, 포정 형성 합금화 원소는 스트립의 중심부에서 풍부하다.

도 6g는 188 피트/분의 캐스팅 속도, 0.094 인치의 평균 스트립 두께, 15.5 인치의 스트립 폭, 및 폭 1 인치당 103 파운드의 가해진 힘으로 생성된 합금 6-1의 3개의 스트립의 스택을 관통하는 횡단면의 25배 배율에서의 현미경 사진이다. 하나의 스트립의 전체 두께가, 도 6g에서, 한 쌍의 얇은 어두운 밴드 사이에 나타나있다. 전체 스트립에서 중심의 더 어두운 밴드는, 공정 형성 합금화 원소가 부분적으로 고갈된, 상기에 기재된 중심층(18-6)에 해당하는 반면, 전체 스트립의 외측의, 더 밝은 부분은 상기에 기재된 상부 및 하부 쉘(6-6, 8-6)에 해당한다. 도 6h는 100배 배율에서의 도 6g의 중심 스트립의 현미경 사진이다. 중심의, 더 어두운 밴드에서의 결정립의 구상 특성은 캐스터에서 스트립의 가공이 전혀 일어나지 않았음을 나타낸다.

도 6i는 231 피트/분의 캐스팅 속도, 0.0925 인치의 롤 간극, 15.5 인치의 스트립 폭, 및 폭 1 인치당 97 파운드의 가해진 힘으로 생성된 합금 6-2의 2개의 스트립의 스택을 관통하는 횡단면의 25배 배율에서의 현미경 사진이다. 하나의 스트립의 전체 두께 및 다른 스트립의 일부가 도 6i에 나타나있다. 도 6i의 스트립은 공정 형성 합금화 원소가 고갈된 중심의, 더 어두운 밴드를 또한 나타낸다. 도 6j는 100배 배율에서의 도 6i의 스트립의 중심부의 현미경 사진이다. 중심의, 더 어두운 밴드에서의 결정립의 구상 특성은 캐스터에서 스트립의 가공이 전혀 일어나지 않았음을 또한 나타낸다.

합금 6-2의 스트립 (0.1 인치 두께)을 합금화 원소의 편석에 대해 분석하였다. 스트립의 두께를 관통하는 합금화 원소의 농도가, 공정 형성 원소 (Mg, Mn, Cu, Fe 및 Si)에 대해서는 도 6k에, 그리고 포정 형성 원소 (Ti 및 V)에 대해서는 도 6l에서 그래프로 제공된다. 공정 형성 합금화 원소는 스트립의 중심부에서 부분적으로 고갈되는 반면, 포정 형성 합금화 원소는 스트립의 중심부에서 풍부하다.

도 6m은 196 피트/분의 캐스팅 속도, 약 0.098 인치의 평균 스트립 두께, 15.6 인치의 스트립 폭, 폭 1 인치당 70 파운드의 가해진 힘으로 생성된 합금 6-3의 양극산화처리된 스트립을 관통하는 횡단면의 50배 배율에서의 현미경 사진이다. 현미경 사진은 스트립의 상부 및 하부 표면을 나타내지 않고서 상부 부분과 하부 부분 사이에 샌드위칭된 스트립의 중심부를 나타낸다. 스트립에서 중심의 더 밝은 밴드는 공정 형성 합금화 원소가 부분적으로 고갈된, 상기에 기재된 중심층(18-6)에 해당하는 반면, 전체 스트립의 외측의, 더 어두운 부분은 상기에 기재된 상부 및 하부 쉘(6-6, 8-6)에 해당한다. 스트립 내에 나타나있는 결정립은 구상이며, 이는 그의 가공이 부재함을 나타낸다.

스트립(S)이 자가-지지(self-supporting)하기에 충분히 냉각될 때까지, 롤(R₁, R₂)을 빠져나오는 뜨거운 스트립(S)을 지지하는 것이 이로울 수 있다. 한 가지 지지 메커니즘이 도 6n에 나타나있으며, 롤(R₁, R₂)을 빠져나오는 스트립(S) 밑에 위치된 연속 컨베이어 벨트(B)를 포함한다. 벨트(B)는 풀리(P) 둘레로 이동하여 소정 거리 (예를 들어, 약 10 피트) 동안 스트립(S)을 지지한다. 풀리(P) 사이의 벨트(B)의 길이는 캐스팅 공정, 스트립(S)의 출구 온도 및 스트립(S)의 합금에 의해 결정될 수 있다. 벨트(B)를 위해 적합한 재료에는 고체 형태의 또는 메시(mesh)로서의 유리섬유 및 금속 (예를 들어, 강)이 포함된다. 대안적으로, 도 6o에 나타낸 바와 같이, 지지 메커니즘은 고정식 지지 표면(H), 예를 들어, 금속 슈(metal shoe)를 포함할 수 있는데, 스트립(S)이 냉각되는 동안 그 위로 이동한다. 슈(H)는 뜨거운 스트립(S)이 쉽게 들러붙지 않는 재료로 제조될 수 있다. 롤(R₁, R₂)을 빠져나올 때 스트립(S)이 파괴되는 소정 경우에, 스트립(S)은 위치(E)에서 공기 또는 물과 같은 유체에 의해 냉각될 수 있다. 전형적으로, 스트립(S)은 약 1100℉에서 롤(R₁, R₂)을 빠져나온다. 닙(N)으로부터 약 8 내지 10 인치 이내에서 스트립 온도를 약 1000℉로 낮추는 것이 바람직할 수 있다. 위치(E)에서 스트립을 냉각하여 그러한 냉각 양을 성취하기 위한 한 가지 적합한 메커니즘이 미국 특허 제4,823,860호에 기재되어 있다. 개별 담금질 장치를 사용하여, 스트립을 추가로 담금질하고 상기한 냉각 속도를 성취할 수 있다.

일 실시 형태에서, 방법은 캐스팅된 시트를 담금질하는 단계를 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 용체화 단계는 용체화 열처리 및 담금질을 포함하는데, 용체화 열처리는 연속 캐스팅에 의해 수행된다. 제조 단계는 연속 캐스팅 장치로부터 알루미늄 합금 시트를 배출하는 단계, 및 배출 단계 후에, 그러나 알루미늄 합금 시트가 700℉의 온도에 도달하기 전에, 알루미늄 합금 시트를 담금질하는 단계를 추가로 포함하는데, 담금질은 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 100℉ 이상의 속도로 감소시켜, 용체화를 수행한다. 용체화 단계를 수행하기 위하여, 연속 캐스팅 장치를 빠져나온 알루미늄 합금 시트의 온도는 담금질 단계 동안의 알루미늄 합금 시트의 온도보다 더 높다.

일 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트가 800℉의 온도에 도달하기 전에 개시된다. 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트가 900℉의 온도에 도달하기 전에 개시된다. 또 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트가 1000℉의 온도에 도달하기 전에 개시된다. 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트가 1100℉의 온도에 도달하기 전에 개시된다.

일 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 200℉ 이상의 속도로 감소시킨다. 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 400℉ 이상의 속도로 감소시킨다. 또 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 800℉ 이상의 속도로 감소시킨다. 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 1600℉ 이상의 속도로 감소시킨다. 또 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 3200℉ 이상의 속도로 감소시킨다. 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 6400℉ 이상의 속도로 감소시킨다. 또 다른 실시 형태에서, 담금질 단계는 알루미늄 합금 시트의 온도를 초당 10,000℉ 이상의 속도로 감소시킨다.

담금질 단계를 수행하여 알루미늄 합금 시트가 낮은 온도로 되게 할 수 있다 (예를 들어, 후속 냉간 가공 단계 때문임). 일 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 시트를 200℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함한다 (즉, 담금질 단계 완료 시의 알루미늄 합금 시트의 온도가 200℉ 이하임). 다른 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 시트를 150℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 시트를 100℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 시트를 주위 온도로 냉각하는 것을 포함한다.

담금질 단계는 임의의 적합한 냉매(cooling medium)를 통해 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 시트를 가스와 접촉시키는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 가스는 공기이다. 일 실시 형태에서, 담금질은 알루미늄 합금 시트를 액체와 접촉시키는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 액체는 수계 액체, 예를 들어, 물 또는 다른 수계 냉각 용액이다. 일 실시 형태에서, 액체는 오일이다. 일 실시 형태에서, 오일은 탄화수소계 오일이다. 다른 실시 형태에서, 오일은 실리콘계 오일이다.

일부 실시 형태에서, 담금질은 연속 캐스팅 장치의 하류의 담금질 장치를 통해 수행된다. 다른 실시 형태에서, 주위 공기 냉각이 사용된다.

c. 트윈-롤 연속 캐스팅 -- 미립자 물질과 함께 연속 캐스팅

일 실시 형태에서, 트윈-롤 캐스팅 장치 및 공정은 미립자 물질을 내부에 갖는 알루미늄 합금 제품을 생성할 수 있다. 미립자 물질은 임의의 비금속성 재료, 예를 들어, 산화알루미늄, 탄화붕소, 탄화규소, 및 질화붕소, 또는 캐스팅 동안 현장에서(in-situ) 생성되거나 용융 알루미늄 합금에 첨가되는 금속성 재료 일 수 있다. 이러한 실시 형태를 위해, 용어 "상부", "하부", "우측", "좌측", "수직", "수평", "위", "아래", 및 이들의 파생어는, 도 6p 내지 도 6s에서 배향된 것과 같이 적절하게 본 개시 내용과 관련될 것이다.

이제 도 6p를 참조하면, 이러한 실시 형태에서 캐스팅/용체화 단계(142)는 미립자 물질이 그 내부에 제공된 스트립을 연속적으로 캐스팅하는 것을 포함할 수 있다. 단계(1006)에서는, 미립자 물질을 함유하는 용융 알루미늄 합금을 캐스팅 장치, 예를 들어, 도 6b-1 및 도 6b-2와 관련하여 상기에 기재된 캐스팅 장치로 전달할 수 있다. 단계(1026)에서는, 캐스팅 장치가 용융 금속의 적어도 일부분을 급속히 냉각시켜, 용융 금속의 외측 영역(구역, 쉘, 및 층으로도 지칭됨), 및 미립자 물질이 풍부한 내측 영역(구역, 쉘, 및 층으로도 지칭됨)을 응고시킬 수 있다. 응고된 외측 영역은 합금이 캐스팅될 때 두께가 증가할 수 있다.

캐스팅 장치를 빠져나온 제품은 단층 제품일 수 있으며, 외측 고체 영역들 내에 샌드위칭된, 미립자 물질을 함유하는, 단계(1026)에서 형성된 고체 내측 영역을 포함할 수 있다. 단층 제품은 시트, 플레이트, 또는 포일과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는 다양한 형태로 생성될 수 있다. 압출 캐스팅에서, 제품은 와이어, 로드(rod), 바아(bar), 또는 다른 압출물의 형태일 수 있다.

도 6b-2와 유사하게, 그러나 이제 도 6q를 참조하면, 미립자 물질(100-6)을 함유하는 용융 알루미늄 합금 금속(M)이 롤 캐스터의 롤(R₁)과 롤(R₂) 사이에 제공될 수 있다. 당업자는 롤(R₁, R₂)이 롤 캐스터의 캐스팅 표면임을 이해할 것이다. 전형적으로, R₁ 및 R₂가 냉각되어, 각각 영역(2-6) 및 영역(4-6)에서 롤(R₁, R₂)과 직접 접촉하는 용융 금속(M)의 응고에 도움을 준다. 롤(R₁, R₂)과의 접촉 시에, 금속(M)은 냉각 및 응고되기 시작한다. 냉각 금속은 롤(R₁)에 인접한 응고된 금속의 제1 영역 또는 쉘(6-6), 및 롤(R₂)에 인접한 응고된 금속의 제2 영역 또는 쉘(8-6)로서 응고된다. 각각의 영역 또는 쉘(8-6, 6-6)의 두께는, 금속(M)이 닙(N)을 향해 전진함에 따라 증가한다. 초기에는, 미립자 물질(100-6)이 각각의 제1 및 제2 영역(8-6, 6-6)과 용융 금속(M) 사이의 계면에 위치할 수 있다. 냉각된 롤(R₁, R₂)의 마주보는 표면들 사이로 용융 금속(M)이 이동함에 따라, 미립자 물질(100-6)이 용융 금속(M)의 더 느리게 이동하는 유동의 중심 영역(또는 중심부; 12-6)(이러한 실시 형태에서 "내측 부분"으로도 지칭됨) 내로 끌려들어갈 수 있으며, 화살표(C₁ 및 C₂)의 방향으로 옮겨질 수 있다. 영역(16-6)으로 지칭되는, 닙(N)의 상부의 중심 영역(12)에서, 금속(M)은 반-고체이며 미립자 물질(100-6) 성분 및 용융 금속(M) 성분을 포함한다. 영역(16-6)에서 용융 금속(M)은, 부분적으로는, 내부의 미립자 물질(100-6)의 분산으로 인해, 무른 주도를 가질 수 있다. 닙(N)에서 롤(R₁, R₂)의 전방 회전은 실질적으로 단지 금속의 고체 부분, 즉 제1 및 제2 영역(6-6, 8-6)과 중심 영역(12-6)의 미립자 물질만을 전진시키면서, 닙(N)으로부터 상류의 중심 영역(12-6)에서는 용융 금속(M)을 밀어내어서, 금속이 닙(N)의 지점을 떠날 때에 실질적으로 고체 (및 대안적으로 완전히 고체)일 수 있다. 닙(N)의 하류에서, 중심 영역(12-6)은 제1 영역(6-6)과 영역 쉘(8-6) 사이에 샌드위칭된 미립자 물질(100-6)을 함유하는 고체 중심 영역(또는 층)(18-6)이다. 명확히 하기 위해, 고농도의 미립자 물질(100-6)을 갖는 중심 층 또는 영역(18-6)이 제1 및 제2 영역(6-6, 8-6) 사이에 샌드위칭되어 있는 상기에 기재된 단층, 단일-연속-캐스트 알루미늄 물품을 경사 기능(functionally graded) MMC 구조체로 또한 지칭할 것이다. 중심 층(18-6) 내의 미립자 물질(100-6)의 크기는 30 마이크로미터 이상일 수 있다. 스트립 제품에서, 고체 내측 영역(또는 부분)은 스트립의 총 두께의 20 내지 30%를 구성할 수 있다. 도 6q의 캐스터는 대체로 수평 배향으로 스트립(20-6)을 생성하는 것으로 나타나있지만, 이는 제한하고자 하는 것이 아니며, 스트립(20-6)은 일정 각도로 또는 수직으로 캐스터를 빠져나올 수 있다.

도 6q와 관련하여 기재된 캐스팅 공정은 도 6p에서 상기에 설명된 방법 단계를 따른다. 단계(1006)에서 롤 캐스터로 전달된 용융 금속은 단계(1026)에서 냉각 및 응고되기 시작한다. 냉각 금속은 냉각된 캐스팅 표면(R₁, R₂)에 가깝거나 인접한, 응고된 금속의 외층, 즉 제1 및 제2 영역(6-6, 8-6)을 발달시킨다. 앞의 단락에 언급된 바와 같이, 금속이 캐스팅 장치를 통해 전진함에 따라 제1 영역(또는 쉘)(6-6) 및 제2 영역(또는 쉘)(8-6)의 두께가 증가한다. 단계(1026)에 의해, 미립자 물질(100-6)은, 응고된 외측 영역(6-6, 8-6)에 의해 부분적으로 둘러싸인 중심부(12-6) 내로 끌려들어갈 수 있다. 도 6q에서, 제1 및 제2 영역(6-6, 8-6)은 중심 영역(18-6)을 실질적으로 둘러싼다. 환언하면, 농도 구배를 따라 단층 제품 내에, 미립자 물질(100-6)을 함유하는 중심 영역(18-6)이 제1 영역(6-6)과 제2 영역(8-6) 사이에 위치된다. 달리 말하면, 중심 영역(18-6)이 제1 쉘(6-6)과 제2 쉘(8-6) 사이에 샌드위칭된다. 다른 캐스팅 장치에서는, 제1 및/또는 제2 쉘이 내층을 완전히 둘러쌀 수 있다. 단계(1026)후에, 중심 영역(18-6)이 응고되어 내측 영역(또는 층)을 생성할 수 있다. 완전한 응고 전에는, 스트립(20-6)의 중심 영역(12-6)이 반-고체이며 미립자 물질 성분 및 용융 금속 성분을 포함한다. 이 단계에서의 금속은, 부분적으로는, 내부의 미립자 물질의 분산으로 인해, 무른 주도를 갖는다.

때때로 단계(1026) 후에, 제품은 완전히 응고되며, 미립자 물질을 함유하는 내측 영역(또는 층), 및 내측 영역(또는 층)을 실질적으로 둘러싸는, 제1 및 제2 쉘, 즉 외측 영역 또는 층을 포함한다. 내측 영역(또는 층)의 두께는 제품의 두께의 약 10 내지 40%일 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 내측 영역(또는 층)은 약 70 부피%의 미립자 물질(100-6)로 구성될 수 있는 반면, 제1 및 제2 쉘은 각각 독립적으로, 약 15 부피%의 미립자 물질(100-6)로 구성된다. 더욱 추가의 실시 형태에서, 내측 영역(또는 층)은 70 부피% 이상의 미립자 물질(100-6)로 구성될 수 있는 반면, 제1 및 제2 쉘은 각각 독립적으로, 15 부피% 미만의 미립자 물질(100-6)로 구성된다.

캐스팅 동안, 용융 금속의 내측 영역과 응고된 외측 영역 사이의 속도 차이로 인해 생기는 전단력에 의해 미립자 물질(100-6)이 내측 영역 내로 이동할 수 있다. 내측 영역 내로의 이동을 촉진하기 위하여, 롤 캐스터를 30 fpm (피트/분) 이상, 대안적으로 40 fpm 이상, 및 대안적으로 50 fpm 이상의 속도로 작동시킬 수 있다. 환언하면, 캐스팅 동안, 30 마이크로미터 이상의 크기를 갖는 미립자 물질(100-6)이, 균일하게 분포된 상태로부터 더욱 농축된 상태로, 즉 캐스팅 동안의 내측 영역 내로 이동한다. 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 분당 10 피트 미만의 속도로 작동되는 롤 캐스터는 (30 마이크로미터 이상의 크기를 갖는) 미립자 물질을 내측 영역(또는 층) 내로 이동시키는 데 필요한 전단력을 발생시키지 않는 것으로 여겨진다.

롤(R₁, R₂)의 적절한 속도의 제어, 유지, 및 선택은 캐스팅 장치의 작동성(operability)에 영향을 줄 수 있다. 롤 속도는 용융 금속(M)이 닙(N)을 향해 전진하는 속도를 결정한다. 속도가 너무 느리면, 미립자 물질(100-6)이 금속 제품의 중심부(18-6)로 끌려가기에 충분한 힘을 받지 못할 수 있다. 일 실시 형태에서, 장치는 분당 50 내지 300 피트의 범위의 속도로 작동된다. 용융 알루미늄이 롤(R₁, R₂)로 전달되는 선속도는 롤(R₁, R₂)의 속도보다 느릴 수 있거나 롤 속도의 약 1/4일 수 있다.

이제 도 6r을 참조하면, 본 발명에 따라 캐스팅된 경사 기능 MMC의 미세 구조가 나타나있다. 나타나있는 스트립(400-6)은 15 중량%의 알루미나를 포함하며 0.004 인치 치수이다. 미립자 물질(410-6)이 스트립(400-6) 전반에 분포되어 있는 것을 볼 수 있는데, 더 높은 농도의 미립자가 중심 영역(또는 층 또는 부분)(401-06)에 농축되어 있는 반면, 더 낮은 농도는 각각의 외측 영역(또는 층 또는 쉘)(402-06, 403-06)에서 볼 수 있다. 동일하게 구애되고자 함이 없이, 캐스팅 동안의 용융 금속의 급속한 응고로 인해, 미립자 물질(410-6)과 알루미늄 매트릭스 사이에서는 반응이 일어나지 않는 것으로 여겨진다. 더욱이, 도 6s에서 볼 수 있는 바와 같이, 미립자와 금속 매트릭스 사이의 계면에는 손상이 없다. 미립자 물질이 제품의 표면 위로 돌출하지 않기 때문에, 압연 밀 롤을 마모시키거나 마멸시키지 않는다.

d. 트윈-롤 연속 캐스팅 -- 비혼화성 금속의 연속 캐스팅

다른 실시 형태에서, 트윈-롤 캐스팅 장치 및 공정은 비혼화성 상(phase)을 내부에 갖는 알루미늄 합금 제품을 생성할 수 있다. 적합한 비혼화성 상 원소에는 Sn, Pb, Bi, 및 Cd 가 포함되며 하기 '조성' 섹션 (섹션 G)에서 하기에 개시된 양으로 존재할 수 있다. 이러한 실시 형태를 위해, 용어 "상부", "하부", "우측", "좌측", "수직", "수평," "위", "아래", 및 이들의 파생어는, 도 6t 내지 도 6x에서 배향된 것과 같이 적절하게 본 개시 내용과 관련될 것이다.

이제 도 6t를 참조하면, 이러한 실시 형태에서는, 캐스팅/용체화 단계(142)는 적어도 하나의 비혼화성 상이 그 내부에 제공된 스트립을 연속적으로 캐스팅하는 것을 포함할 수 있다. 단계(1046)에서는, 용융 알루미늄 합금 및 적어도 하나의 비혼화성 상 원소를 적합한 캐스팅 장치, 예를 들어, 도 6b-1 및 도 6b-2와 관련하여 상기에 기재된 캐스팅 장치 내로 도입한다. 단계(1066)에서는, 캐스팅 장치를 분당 50 내지 300 피트의 범위의 캐스팅 속도로 작동시킨다.

이제 도 6u 내지 도 6w에 도시된 장치와 관련하여 공정을 설명할 것이나, 공정은, 다른 유형의 연속 캐스팅 장치 중에서도, 도 6b-1, 도 6b-2, 도 6n, 도 6o, 도 6q, 및 도 7a 및 도 7b에 도시된 장비에 또한 적용가능하다. 도 6u에 도시된 바와 같이, 장치는 한 쌍의 상부 풀리(1467, 1667) 및 한 쌍의 대응하는 하부 풀리(1867, 2067)에 의해 운반되는, 캐스팅 주형으로서 작용하는 한 쌍의 무한 벨트(1067, 1267)를 포함한다. 각각의 풀리는 각각 축(2167, 2267, 2467, 2667)에 대해 회전하도록 탑재될 수 있다. 풀리는 적합한 내열성 유형의 것일 수 있으며, 상부 풀리(1467, 1667) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 적합한 모터 수단(도시되지 않음)에 의해 구동된다. 하부 풀리(1867, 2067)에 대해서도 마찬가지이다. 각각의 벨트(1067, 1267)는 무한 벨트이며, 낮은 반응성을 갖거나 캐스팅되는 금속과 비-반응성인 금속으로 일반적으로 형성된다. 강 및 구리 합금 벨트를 사용하여 우수한 결과가 성취될 수 있으나, 알루미늄과 같은 다른 벨트가 또한 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시 형태에서는 캐스팅 주형이 캐스팅 벨트(1067, 1267)로서 사용됨에 유의해야 한다. 그러나, 캐스팅 주형은, 예를 들어, 단일 주형, 하나 이상의 롤, 또는 1 세트의 블록들을 포함할 수 있다.

풀리는, 도 6u 및 도 6v에 도시된 바와 같이, 상하로 위치되는데 그 사이에 성형 간극(molding gap)이 있다. 간극은, 캐스팅되는 금속 스트립의 원하는 두께에 상응하는 치수로 된다. 따라서, 캐스팅되는 금속 스트립의 두께는, 캐스팅 벨트(1067, 1267)에 수직인 풀리(1467, 1867)의 축을 통과하는 라인을 따라 풀리(1467, 1867) 위로 지나가는 벨트(1067, 1267) 사이의 닙의 치수에 의해 결정된다. 캐스팅되는 용융 금속은 금속 공급 수단(2867), 예를 들어, 턴디시(tundish)를 통해 성형 구역으로 공급될 수 있다. 턴디시(2867)의 내부의 폭은 캐스팅되는 제품의 폭에 상응하며, 캐스팅 벨트(1067, 1267)의 폭보다 더 좁은 폭을 가질 수 있다. 턴디시(28)는 금속 공급 전달 캐스팅 팁(3067)을 포함하여 용융 금속의 수평 스트림을 벨트(1067, 1267) 사이의 성형 구역으로 전달한다.

따라서, 팁(3067)은, 도 6v에 나타낸 바와 같이, 팁(3067)에 바로 인접한 벨트(1067, 1267)를 따라, 성형 구역을 형성하는데, 성형 구역 내로 용융 금속의 수평 스트림이 유동한다. 따라서, 팁으로부터 실질적으로 수평으로 유동하는 용융 금속의 스트림이, 각각의 벨트(1067, 1267)의 만곡부 사이로부터 풀리(1467, 1867)의 닙까지 성형 구역을 채운다. 용융 금속은 응고되기 시작하고, 캐스트 스트립이 풀리(1467, 1867)의 닙에 도달하는 지점에서 실질적으로 응고된다. 용융 금속의 수평으로 유동하는 스트림을, 풀리(1467, 1867) 둘레로 이동하는 벨트(1067, 1267)의 곡면부와 접촉하는 성형 구역으로 공급하는 것은, 뒤틀림(distortion)을 제한하고 그에 의해 용융 금속과 각각의 벨트 사이의 더 우수한 열접촉을 유지할 뿐만 아니라 캐스트 스트립의 상부 및 하부 표면의 품질을 개선하는 역할을 한다.

도 6u 내지 도 6w에 나타낸 캐스팅 장치는, 벨트(1067, 1267) 사이의 성형 간극에서 캐스팅되는 금속과 접촉하는 무한 벨트의 부분의 반대쪽에 위치된, 한 쌍의 냉각 장치(3267, 3467)를 포함할 수 있다. 따라서, 냉각 수단(3267, 3467)은 벨트(1067, 1267)를, 각각 풀리(1667, 2067) 위로 지나간 직후에 그리고 용융 금속과 접촉되기 전에, 냉각하는 역할을 한다. 도 6u 및 도 6w에 도시된 바와 같이, 냉각기(3267, 3467)는 각각 벨트(1067, 1267)의 복귀 진행에 나타난 바와 같이 위치된다. 냉각 장치(3267, 3467)는 종래의 냉각 장치, 예를 들어, 벨트(1067, 1267)의 안쪽 및/또는 바깥쪽에 냉각 유체를 직접 분무하여 그의 두께를 관통하여 벨트를 냉각하도록 위치되는 유체 냉각 팁일 수 있다.

따라서, 용융 금속은 턴디시로부터, 캐스팅 팁(3067)을 통해, 벨트(1067, 1267) 사이에 형성되는 캐스팅 또는 성형 구역 내로 수평으로 유동하며, 캐스팅 또는 성형 구역에서는 캐스트 스트립으로부터 벨트(1067, 1267)로의 열전달에 의해 벨트(1067, 1267)가 가열된다. 캐스트 금속 스트립은, 각각의 캐스팅 벨트(1067, 1267)가 풀리(1667, 2067)의 중심선을 지나서 회전할 때까지, 캐스팅 벨트들 사이에서 유지되며 그에 의해 이송된다. 그 후에, 복귀 루프에서는, 냉각 장치(3267, 3467)가 각각 벨트(1067, 1267)를 냉각하고, 성형 구역 내의 벨트로 전달된 열의 실질적으로 전부를 그로부터 제거한다. 턴디시로부터 캐스팅 팁(3067)을 통해 용융 금속을 공급하는 것이 도 6w에 더욱 상세하게 나타나있는데, 캐스팅 팁(3067)은 상부 벽(4067) 및 하부 벽(4267)으로 형성되어 그 사이에 중심 개방부(4467)를 형성하며, 상기 중심 개방부의 폭은 실질적으로 벨트(1067, 1267)의 폭에 걸쳐 연장할 수 있다.

캐스팅 팁(3067)의 벽(4067, 4267)의 원위 단부는 각각 캐스팅 벨트(1067, 1267)의 표면에 근접하고, 벨트(1067, 1267)와 함께 캐스팅 공동(casting cavity) 또는 성형 구역(4667)을 형성하며, 용융 금속이 중심 개방부(4467)를 통과해 캐스팅 공동 또는 성형 구역 안으로 유동한다. 캐스팅 공동(4667) 내의 용융 금속은 벨트(1067, 1267) 사이에서 유동하기 때문에, 그의 열을 벨트(1067, 1267)로 전달하고, 벨트는 동시에 용융 금속을 냉각하여 캐스팅 벨트(1067, 1267) 사이에서 유지되는 고체 스트립(5067)을 형성한다. 닙(4867) 이전에 실질적으로 완전한 응고가 가능하도록 충분한 셋백(setback)(용융 금속(4667)의 제1 접촉부(4767)와 입구 풀리(1467, 1867)의 최접근부로서 정의되는 닙(4867)과의 사이의 거리로서 정의됨)이 제공된다.

작동 중에, 액체 상태의 비혼화성인 상을 포함하는 용융 알루미늄 합금은 턴디시(2867)에 의해, 캐스팅 팁(3067)을 통해, 벨트(1067, 1267) 사이에 형성되는 캐스팅 구역 내로 도입된다. 일 실시 형태에서, 풀리(1467, 1867) 위로 지나가는 벨트(1067, 1267) 사이의 닙의 치수는 0.08 내지 0.249 인치의 범위이고, 캐스팅 속도는 50 내지 300 fpm이다. 이러한 조건 하에서, 비혼화성 액체상의 액적(droplet)은 응고 전면(solidification front)에 앞서 핵형성될 수 있으며, 이차 덴드라이트 아암(secondary dendrite arm; "SDA") 공간들 사이의 공간 내로 급속하게 이동하는 동결 전면에 의해 뒤덮일 수 있다. 따라서, 생성되는 캐스트 스트립은 균일한 분포의 비혼화성 상의 액적을 함유할 수 있다.

이제 도 6x를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 Al-6Sn (6 중량%의 주석을 갖는 알루미늄 합금) 스트립(40067)의 단면의 현미경 사진이 나타나있다. 스트립은 3 마이크로미터 이하인 미세한 Sn 입자(40167)의 균일한 분포를 나타낸다. 이러한 결과는 크기가 전형적으로 40 마이크로미터 내지 400 마이크로미터인, 롤 캐스팅에 의해 또는 잉곳으로 제조된 재료로부터 생성되는 입자보다 몇 배 더 작은 것이다.

B. 냉간 가공

다시 도 2a를 참조하면, 상기에 언급된 바와 같이, 이 신규 공정은 알루미늄 합금 본체를 다량으로 냉간 가공하는 단계(200)를 포함한다. "냉간 가공" 등은 알루미늄 합금 본체를 적어도 하나의 방향으로 그리고 열간 가공 온도 미만 (예를 들어, 400℉ 이하)의 온도에서 변형시키는 것을 의미한다. 냉간 가공은, 다른 유형의 냉간 가공 방법 중에서도, 압연, 압출, 단조, 인발 또는 드로잉(drawing), 아이어닝(ironing), 스피닝(spinning), 유동-성형(flow-forming), 및 이들의 조합 중 하나 이상에 의해 수행될 수 있다. 이들 냉간 가공 방법은 다양한 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품 (하기 '제품 응용' 참조)을 제조하는 데 적어도 부분적으로 도움을 줄 수 있다.

i. 냉간 압연

일 실시 형태에서, 그리고 이제 도 9를 참조하면, 냉간 가공 단계(200)는 냉간 압연(220)을 포함한다 (일부 경우에, 냉간 압연(220), 및 평탄성을 위한 선택적인 신장 또는 교정(straightening)(240)으로 이루어짐). 이러한 실시 형태에서, 그리고 상기에 기재된 바와 같이, 냉간 압연 단계(220)는 용체화 단계(140) 후에 완료된다. 냉간 압연(220)은, 일반적으로 롤러에 의해 가해지는 압력에 의해 알루미늄 합금 본체의 두께를 감소시키며, 알루미늄 합금 본체가 열간 압연(124)에 사용되는 온도 미만 (예를 들어, 400℉ 이하)의 온도에서 압연 장치로 들어가게 되는, 제작 기술이다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 주위 조건에서 압연 장치로 들어가며, 즉 이러한 실시 형태에서 냉간 압연 단계(220)는 주위 조건에서 개시된다.

냉간 압연 단계(220)는 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체의 두께를 25% 이상만큼 감소시킨다. 냉간 압연 단계(220)는 1회 이상의 압연 패스(pass)로 완료될 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 압연 단계(220)는 알루미늄 합금 본체를 중간 치수로부터 최종 치수로 압연한다. 냉간 압연 단계(220)는 시트, 플레이트, 또는 포일 제품을 생성할 수 있다. 포일 제품은, 두께가 0.006 인치 미만인 압연된 제품이다. 시트 제품은, 두께가 0.006 인치 내지 0.249 인치인 압연된 제품이다. 플레이트 제품은, 두께가 0.250 인치 이상인 압연된 제품이다.

"XX% 냉간 압연된" 등은 XX_CR%를 의미하며, 여기서 XX_CR%는 알루미늄 합금 본체가 냉간 압연에 의해 T₁의 제1 두께로부터 T₂의 제2 두께로 감소될 때 성취되는 두께 감소의 양이며, 여기서 T₁은 냉간 압연 단계(200) 전 (예를 들어, 용체화 후)의 두께이고 T₂는 냉간 압연 단계(200) 후의 두께이다. 환언하면, XX_CR%는 다음과 같다:

XX_CR% = (1 - T₂/T₁) * 100%

예를 들어, 알루미늄 합금 본체가 15.0 mm의 제1 두께 (T₁)로부터 3.0 mm (T₂)의 제2 두께로 냉간 압연되는 경우, XX_CR%는 80%이다. "80% 냉간 압연" 및 "80% 냉간 압연된"과 같은 어구는 XX_CR% = 80%라는 표현에 상당한다.

일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 30% 이상 (XX_CR% ≥ 30%) 냉간 압연되며(220), 즉 두께가 30% 이상만큼 감소된다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 35% 이상 (XX_CR% ≥ 35%), 또는 40% 이상 (XX_CR% ≥ 40%), 또는 45% 이상 (XX_CR% ≥ 45%), 또는 50% 이상 (XX_CR% ≥ 50%), 또는 55% 이상 (XX_CR% ≥ 55%), 또는 60% 이상 (XX_CR% ≥ 60%), 또는 65% 이상 (XX_CR% ≥ 65%), 또는 70% 이상 (XX_CR% ≥ 70%), 또는 75% 이상 (XX_CR% ≥ 75%), 또는 80% 이상 (XX_CR% ≥ 80%), 또는 85% 이상 (XX_CR% ≥ 85%), 또는 90% 이상 (XX_CR% ≥ 90%), 또는 그 초과로 냉간 압연된다(220).

일부 실시 형태에서, 90% 초과 (XX_CR% ≤ 90%)만큼 냉간 압연(220)하는 것은 실용적이지 않거나 이상적이지 않을 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 87% 이하 (XX_CR% ≤ 87%)만큼 냉간 압연(220)될 수 있으며, 예를 들어 85% 이하 (XX_CR% ≤ 85%), 또는 83% 이하 (XX_CR% ≤ 83%), 또는 80% 이하(XX_CR% ≤ 80%)만큼 냉간 압연(220)될 수 있다.

일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 50% 초과 내지 85% 이하의 범위 (50% < XX_CR% ≤ 85%)로 냉간 압연된다. 이러한 양의 냉간 압연은 바람직한 특성을 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성할 수 있다. 관련 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 55% 내지 85%의 범위 (55% ≤ XX_CR% ≤ 85%)로 냉간 압연될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 60% 내지 85%의 범위 (60% ≤ XX_CR% ≤ 85%)로 냉간 압연될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 65% 내지 85%의 범위 (65% ≤ XX_CR% ≤ 85%)로 냉간 압연될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 70% 내지 80%의 범위 (70% ≤ XX_CR% ≤ 80%)로 냉간 압연될 수 있다.

여전히 도 9를 참조하면, 공정의 이러한 실시 형태에서, 선택적인 예비-냉간 압연(128)이 완료될 수 있다. 이러한 예비-냉간 압연 단계(128)는 (열간 압연(126)으로 인한) 알루미늄 합금 본체의 중간 치수를 용체화(140) 전에 제2 중간 치수로 추가로 감소시킬 수 있다. 예로서, 선택적인 냉간 압연 단계(128)를 사용하여, 냉간 압연 단계(220) 동안의 최종 냉간 압연 치수의 생성을 용이하게 하는 제2 중간 치수를 생성할 수 있다.

ii. 다른 냉간 가공 기술

냉간 압연 외에, 다시 도 2a를 참조하면, 냉간 가공은 다른 유형의 냉간 가공 방법 중에서도 압출, 단조, 인발 또는 드로잉, 아이어닝, 스피닝, 유동-성형, 및 이들의 조합 중 하나 이상에 의해 (단독으로 또는 냉간 압연과 조합하여) 수행될 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 알루미늄 합금 본체는 일반적으로 용체화 후에 25% 이상만큼 냉간 가공된다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 알루미늄 합금 본체를 그의 실질적인 최종 형태로 가공한다 (즉, 최종 제품 형태를 성취하기 위해 추가적인 열간 가공 단계 및/또는 냉간 가공 단계가 필요하지 않음).

"XX%만큼 냉간 가공" ("XX_CW%") 등은, 알루미늄 합금 본체가 XX% 냉간 압연된 (XX_CR%) 경우에 성취되는 등가 소성 변형률 (equivalent plastic strain, 하기에 설명됨)의 양 이상의 등가 소성 변형률을 성취하기에 충분한 양으로 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 것을 의미한다. 예를 들어, 어구 "68.2% 냉간 가공"은 알루미늄 합금 본체를 68.2% 냉간 압연하는 경우에 성취되는 등가 소성 변형률의 양 이상의 등가 소성 변형률을 성취하기에 충분한 양으로 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 것을 의미한다. XX_CW% 및 XX_CR% 둘 모두는, 알루미늄 합금 본체가 XX% 냉간 압연된 것처럼 (또는 실제 냉간 압연의 경우에는 실제로 XX% 냉간 압연되어) 알루미늄 합금 본체에서 유발되는 등가 소성 변형률의 양을 지칭하기 때문에, 이들 용어는 등가 소성 변형률의 이러한 양을 지칭하기 위해 본 명세서에서 상호 교환가능하게 사용된다.

등가 소성 변형률은 진변형률(true strain)과 관련된다. 예를 들어, XX% 냉간 압연, 즉 XX_CR%는 진변형률 값으로 표시될 수 있으며, 여기서, 진변형률 (ε_진)은 하기 식으로 주어진다:

[식 1]

%CR이 XX_CR%인 경우에, 진변형률 값은 등가 소성 변형률 값으로 변환될 수 있다. 냉간 압연 동안 이축 변형이 성취되는 경우에, 추정 등가 소성 변형률은 진변형률 값보다 1.155 배 더 클 것이다 (2/√3 = 1.155). 이축 변형은 냉간 압연 작업 동안 부여되는 소성 변형의 유형을 나타낸다. 냉간 압연 XX%를 진변형률 값 및 등가 소성 변형률 값에 연관시키는 표가 하기에 표 1로 제공된다.

[표 1]

이들 등가 소성 변형률 값은 다음을 가정한다:

A. 탄성 변형이 없으며;

B. 진 소성 변형은 부피 불변성(volume constancy)을 유지하며;

C. 하중(loading)은 비례적이다.

비례적인 하중의 경우, 상기 및/또는 다른 원리를 사용하여 다양한 냉간 가공 작업에 대한 등가 소성 변형률을 결정할 수 있다. 비례적이지 않은 하중의 경우, 하기 식을 사용하여, 냉간 가공으로 인한 등가 소성 변형률을 결정할 수 있다:

[식 2]

여기서, de _p 는 등가 소성 변형률 증가분이고,

(i=1,2,3)는 주요 소성 변형 성분에서의 증가분을 나타낸다. 문헌[Plasticity, A. Mendelson, Krieger Pub Co; 2nd edition (August 1983), ISBN-10: 0898745829]을 참고한다.

당업자는, 냉간 가공 단계(200)가, 알루미늄 합금 본체를 제1 방식(예를 들어, 압축)으로 변형시키고 이어서 알루미늄 합금 본체를 제2 방식(예를 들어, 신장)으로 변형시키는 것을 포함할 수 있으며, 본 명세서에 기재된 등가 소성 변형률은 냉간 가공 단계(200)의 일부로서 완료되는 모든 변형 작업으로 인한 누적 변형률을 지칭함을 알게 된다. 게다가, 당업자는 냉간 가공 단계(200)가 변형의 유발을 가져올 것이지만, 반드시 알루미늄 합금 본체의 최종 치수의 변화를 가져오는 것은 아님을 알게 된다. 예를 들어, 알루미늄 합금 본체가 제1 방식(예를 들어, 압축)으로 냉간 변형되고 그 후에 제2 방식(예를 들어, 신장)으로 냉간 변형될 수 있으며, 이의 누적된 결과는, 냉간 가공 단계(200) 전의 알루미늄 합금 본체와 대략 동일한 최종 치수를 갖지만, 냉간 가공 단계(200)의 다양한 냉간 변형 작업으로 인해 변형률이 증가된 알루미늄 합금 본체를 제공한다. 유사하게, 고도의 누적 변형률이 순차적인 굽힘(bending) 및 역굽힘(reverse bending) 작업에 의해 성취될 수 있다.

임의의 주어진 냉간 가공 작업, 또는 일련의 냉간 가공 작업에 대한 누적 등가 소성 변형률, 및 따라서 XX_CR%는 그러한 냉간 가공 작업에 의해 부여되는 등가 소성 변형률을 계산하고, 이어서, 상기에 나타낸 방법 및 당업자에게 공지된 다른 방법에 의해, 그의 상응하는 XX_CR% 값을 결정함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금 본체는 냉간 인발 (또는 드로잉)될 수 있으며, 당업자는 냉간 인발 (또는 드로잉)의 작업 파라미터에 기초하여 알루미늄 합금 본체에 부여되는 등가 소성 변형률의 양을 계산할 수 있다. 냉간 인발 (또는 드로잉)이, 예를 들어, 약 0.9552의 등가 소성 변형률을 유발한 경우에, 이러한 냉간 인발 (또는 드로잉) 작업은 약 56.3%의 XX_CR% (0.9552/1.155 = 0.8270의 진변형률 값(ε_true)이고; 결국 상응하는 XX_CR%는, 상기 식 1을 사용하면, 56.3%임)에 상당할 것이다. 따라서, 이러한 예에서, 냉간 가공이 냉간 인발 (또는 드로잉)이고 냉간 압연이 아님에도 불구하고 XX_CR% = 56.3이다. 게다가, "XX%만큼 냉간 가공" ("XX_CW%")은, 알루미늄 합금 본체가 냉간 압연 ("XX_CR%")에 의해서만 XX% 두께 감소된 경우에 성취되는 등가 소성 변형률의 양 이상인 등가 소성 변형률을 성취하기에 충분한 양으로 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 것으로서 (상기에) 정의되기 때문에, XX_CW는 또한 56.3%이다. 일련의 냉간 가공 작업이 이용되는 경우에, 그리고 일련의 냉간 가공 작업으로 인한 누적 등가 소성 변형률을 사용하여 XX_CR%를 결정하는 상황에서, 유사한 계산이 완료될 수 있다.

앞서 기재된 바와 같이, 냉간 가공(200)이 수행되어, 알루미늄 합금 본체가 XX_CW% 또는 XX_CR% ≥ 25%, 즉 0.3322 이상의 등가 소성 변형률을 실현하도록 한다. "XX% 냉간 가공" 등은 XX_CW%를 의미한다. "80% 냉간 가공" 및 "80% 냉간 가공된"과 같은 어구는 XX_CW% = 80이라는 표현에 상당한다. 맞춤형(tailored) 불균일 냉간 가공 작업의 경우에, 등가 소성 변형률의 양, 및 따라서 XX_CW 또는 XX_CR의 양은, 냉간 가공(200)을 받는 알루미늄 합금 본체의 부분(들)에 대해 결정된다.

일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 0.4119 이상의 등가 소성 변형률 ("EPS")(즉, XX_CW% ≥ 30%)을 성취하기에 충분히 냉간 가공(200)되며, 그를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 0.4974 이상 (XX_CW% ≥ 35%), 또는 0.5899 이상 (XX_CW% ≥ 40%), 또는 0.6903 이상 (XX_CW% ≥ 45%), 또는 0.8004 이상 (XX_CW% ≥ 50%), 또는 0.9220 이상 (XX_CW% ≥ 55%), 또는 1.0583 이상 (XX_CW% ≥ 60%), 또는 1.2120 이상 (XX_CW% ≥ 65%), 또는 1.3902 이상 (XX_CW% ≥ 70%), 또는 1.6008 이상 (XX_CW% ≥ 75%), 또는 1.8584 이상 (XX_CW% ≥ 80%), 또는 2.1906 이상 (XX_CW% ≥ 85%), 또는 2.6588 이상 (XX_CW% ≥ 90%), 또는 그 초과의 EPS를 성취하기에 충분히 냉간 가공(200)되며, 그를 실현한다.

일부 실시 형태에서, 90% 초과 (XX_CW% ≤ 90% 및 EPS ≤ 2.6588)만큼 냉간 가공(200)하는 것은 실용적이지 않거나 이상적이지 않을 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 87% 이하 (XX_CW% ≤ 87% 및 EPS ≤ 2.3564)로 냉간 가공(200)될 수 있으며, 예를 들어, 85% 이하 (XX_CW% ≤ 85% 및 EPS ≤ 2.1906), 또는 83% 이하 (XX_CW% ≤ 83% 및 EPS ≤ 2.0466), 또는 80% 이하 (XX_CW% ≤ 80% 및 EPS ≤ 1.8584)로 냉간 가공(200)될 수 있다.

일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 50% 초과 내지 85% 이하의 범위 (50% ≤ XX_CW% ≤ 85%)로 냉간 가공(200)된다. 이러한 양의 냉간 가공(200)은 바람직한 특성을 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성할 수 있다. 관련 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 55% 내지 85%의 범위 (55% ≤ XX_CW% ≤ 85%)로 냉간 가공(200)된다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 60% 내지 85%의 범위 (60% ≤ XX_CW% ≤ 85%)로 냉간 가공(200)된다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 65% 내지 85%의 범위 (65% ≤ XX_CW% ≤ 85%)로 냉간 가공(200)된다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 70% 내지 80%의 범위 (70% ≤ XX_CW% ≤ 80%)로 냉간 가공(200)된다.

iii. 구배(Gradient)

냉간 가공 단계(200)는, 특히, 상기에 기재된 압연 또는 종래의 압출 공정을 통해서와 같이, 대체로 균일한 방식으로 알루미늄 합금 본체를 변형시키도록 맞춤될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계는 대체로 불균일한 방식으로 알루미늄 합금 본체를 변형시키도록 맞춤될 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 공정은 맞춤형 냉간 가공 구배를 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성할 수 있으며, 즉 알루미늄 합금 본체의 제1 부분은 제1 맞춤 양의 냉간 가공을 받을 수 있고 알루미늄 합금 본체의 제2 부분은 제2 맞춤 양의 냉간 가공을 받을 수 있으며, 이때 제1 맞춤 양은 제2 맞춤 양과 상이하다. 단독으로 또는 조합으로 완료되어 맞춤형 불균일 냉간 가공을 성취할 수 있는 냉간 가공 작업(200)의 예에는 특히 단조, 버니싱(burnishing), 숏 피닝(shot peening), 유동 성형, 및 스핀-성형(spin-forming)이 포함된다. 그러한 냉간 가공 작업은 또한, 특히 냉간 압연 및/또는 압출과 같은 대체로 균일한 냉간 가공 작업과 함께 이용될 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 맞춤형 불균일 냉간 가공 작업의 경우에, 등가 소성 변형률의 양은 냉간 가공(200)을 받는 알루미늄 합금 본체의 부분(들)에 대해 결정된다. 따라서, 열처리 단계(300) 후에, 그러한 제품은 제1 강도를 갖는 제1 부분 및 제2 강도를 갖는 제2 부분을 가질 수 있는데, 이때 제1 강도는 제2 강도와 상이하다.

맞춤형 제품은, 예를 들어, 재료의 한 부분에서는 더 높은 강도가 필요하지만 재료의 다른 부분에서는 더 낮은 강도 및/또는 더 높은 연성이 필요할 수 있는 상황에 유용할 수 있다. 예를 들어, 자동차용 부품 또는 항공우주용 부품은 엄밀한 굽힘 반경(bend radii)과 같은 성형 요건 및/또는 그의 둘레에서의 딥 드로잉 요건을 가질 수 있지만, (예를 들어, 볼트 작업(bolting), 리벳 작업(riveting) 또는 용접을 통해) 다른 부품에 부착되는 경우에 큰 강도를 또한 필요로 할 수 있다. 전형적으로, 이러한 두 가지 특징은 서로 반대된다. 그러나, 선별적인 증강(strengthening)의 사용에 의해, 단일 패널이 두 요건 모두를 충족시킬 수 있다.

하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 맞춤형 냉간 가공은, 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 모놀리식(monolithic) 알루미늄 합금 본체(예를 들어, 시트, 플레이트, 또는 관(tubular))를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 이때 제1 부분은 25% 이상 냉간 가공되고, 제2 부분은 제1 부분보다 5% 이상 더 적게 냉간 가공되며, 즉 제1 및 제2 부분은 유발되는 냉간 가공의 양이 상이하다 (예를 들어, 하기한 도 2b 내지 도 2m 참조). 이러한 하위 섹션 (B)(iii)의 문맥에서, "XX% 이상 더 적게 냉간 가공" 등은 제1 냉간 가공 퍼센트 값으로부터 XX% 값을 뺀 것을 의미한다. 예를 들어, YY% 이상 냉간 가공된 제1 부분보다 제2 부분이 XX% 이상 더 적게 냉간 가공된 경우에, 제2 부분은 (YY% - XX%) 이하로 냉간 가공될 것이다.

일 실시 형태에서, 제2 부분은 제1 부분에 인접한다 (예를 들어, 하기 도 2j 참조). 이러한 하위 섹션 (B)(iii)을 위해, "인접한"은 가까이 있거나 또는 근접하지만, 반드시 닿는 것은 아님을 의미한다. 일 실시 형태에서, 인접한 제2 부분은 제1 부분에 닿는다. 다른 실시 형태에서, 제1 부분은 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제1 단부이고 제2 부분은 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제2 단부인 경우와 같이, 제2 부분은 인접하지 않으며 제1 부분으로부터 떨어져 있다 (예를 들어, 하기한 도 2b 및 도 2d 참조).

일 실시 형태에서, 제1 및 제2 부분을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 본체는 시트 또는 플레이트이다. 일 실시 형태에서, 이러한 시트 또는 플레이트는 균일한 두께를 갖는다 (예를 들어, 하기한 도 2d, 도 2e, 도 2g, 도 2h, 도 2j, 및 도 2k 참조). 다른 실시 형태에서, 시트 또는 플레이트는 불균일한 두께를 갖는데, 이때 제1 부분은 시트 또는 플레이트의 제1 두께와 연관되고, 제2 부분은 시트 또는 플레이트의 제2 두께와 연관된다 (예를 들어, 하기한 도 2i 및 도 2l 참조).

일 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제1 부분은 30% 이상 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 부분은 35% 이상 냉간 가공되며, 예를 들어 40% 이상 냉간 가공되거나, 45% 이상 냉간 가공되거나, 50% 이상 냉간 가공되거나, 55% 이상 냉간 가공되거나, 60% 이상 냉간 가공되거나, 65% 이상 냉간 가공되거나, 70% 이상 냉간 가공되거나, 75% 이상 냉간 가공되거나, 80% 이상 냉간 가공되거나, 또는 85% 이상 냉간 가공되거나, 90% 이상 냉간 가공되거나, 또는 그 초과이다. 임의의 이들 실시 형태에서, 제2 부분은 제1 부분보다 10% 이상 더 적게 냉간 가공될 수 있다. 이들 실시 형태 중 하나에서, 제2 부분은 제1 부분보다 15% 이상 더 적게 냉간 가공될 수 있다. 이들 실시 형태들 중 다른 것에서, 제2 부분은 제1 부분보다 20% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 또는 제1 부분보다 25% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 30% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 35% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 40% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 45% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 50% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 55% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 60% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 65% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 70% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 75% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 80% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 85% 이상 더 적게 냉간 가공되거나, 90% 이상 더 적게 냉간 가공될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 부분은 냉간 가공 작업 동안 전혀 냉간 가공되지 않을 수 있다.

일 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제1 부분은 제2 부분에 비하여 5% 이상 더 큰 강도(인장 항복 강도 및/또는 최대 인장 강도(ultimate tensile strength))를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제1 부분은 제2 부분에 비하여 10% 이상 더 큰, 또는 20% 이상 더 큰, 또는 30% 이상 더 큰, 또는 40% 이상 더 큰, 또는 50% 이상 더 큰, 또는 60% 이상 더 큰, 또는 70% 이상 더 큰, 또는 80% 이상 더 큰, 또는 90% 이상 더 큰, 또는 100% (2x) 이상 더 큰, 또는 그 초과의 강도를 갖는다. 일 실시 형태에서, 제1 부분은 연신율이 4% 이상이다. 다른 실시 형태에서, 제1 부분은 연신율이 6% 이상, 또는 8% 이상, 또는 10% 이상, 또는 12% 이상, 또는 그 초과이다. 일 실시 형태에서, 제2 부분은 제1 부분보다 더 큰 연신율을 갖는다 (연성/성형성(formability)과 관련됨).

제1 부분 및 제2 부분을 갖는 이러한 모놀리식 알루미늄 합금 본체는 조립체의 부품으로 성형될 수 있다. 부품은 소정의 형상화된 제품(하기 섹션 F에 정의됨)으로 성형될 수 있다. 그러나, 부품이 반드시 성형을 필요로 하는 것은 아니기 때문에 부품이 소정의 형상화된 제품일 필요는 없다. 일 실시 형태에서, 제1 부분을 갖는 부품은 조립체의 부품이고, 제1 부분은 그러한 조립체의 부착점, 예를 들어, 이동식 장치(예를 들어, 차량) 또는 고정식 장치(예를 들어, 건물)의 부착점과 연관된다.

일 실시 형태에서, 부품은 차량의 부품이다. 일 실시 형태에서, 부품은 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며, 제1 부분은 제2 부분보다 더 큰 강도를 갖는다. 일 실시 형태에서, 차량은 자동차이며, 부착점은 차량의 "점하중 위치"와 연관된다. "점하중 위치"는 점하중 상태를 특징으로 하는 위치이며, 이동식 본체 또는 고정식 본체와 연관될 수 있다. "점하중 상태"는, 어느 하나의 위치에 집중된, 높은 하중 전달을 특징으로 하는 (이동식 또는 고정식) 구조체의 상태이다. 이러한 하중 전달은 구조체의 부착 위치(들)에서, 예를 들어, 전형적으로 용접, 리벳 작업, 볼트 작업 등에 의해 연결되는 영역에서 일어날 수 있다. 점하중 위치는 잠재적으로 높은 응력을 겪을 수 있다 (예를 들어, 지상용 차량의 충돌 사고; 항공우주 비행체의 날개부착 위치). 하기 자동차용 부품: 특히, 시트 레일(seat rail) 부착점 (전방 및 후방), 시트 벨트 부착점, 액세서리 부착점 (예를 들어, 방화벽), 도어 가드 빔(door guard beam) 부착점 (예를 들어, 힌지, 앵커 포인트, 로킹 메커니즘/래치(latch), 도어 가드 빔 부착점), 엔진 마운트(engine mount), 차체 마운트, 쇽 타워(shock tower) 및 서스펜션 컨트롤 아암(suspension control arm)이 자동차의 점하중 위치와 연관될 수 있다. 다수의 이러한 부품이 도 2n 및 도 2o와 도 2p-1 내지 도 2p-3에 나타나있다. 다른 실시 형태에서, 차량은 다른 지상용 차량, 예를 들어, 버스, 밴(van), 트럭 트랙터, 박스 트레일러, 평판 트레일러(flatbed trailer), 레저용 차량(RV), 모터사이클, 전지형 만능차(ATV) 등일 수 있으며, 부품은 제1 부분이 부착점과 연관되도록 이들 차량을 위해 맞춤될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 예를 들어, 차량은 항공우주 비행체일 수 있으며, 부품은 항공우주용 부품이고, 부품의 제1 부분은 항공우주 비행체의 부착점과 연관될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 차량은 해양 선박(marine vessel)일 수 있으며, 부품은 해양용 부품이고, 부품의 제1 부분은 해양 선박의 부착점과 연관될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 차량은 철도 차량(rail car) 또는 기관차(locomotive)일 수 있으며, 부품은 철도 차량 또는 기관차용 부품이고, 부품의 제1 부분은 철도 차량 또는 기관차의 부착점과 연관될 수 있다. 이들 부품은, 예를 들어, 탄도학적 조립체(ballistic assembly)의 방호 부품 또는 해양 플랫폼(offshore platform)을 위한 부품과 같이 다른 비-차량 조립체에서 사용될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 본체는 처리되어, 소정 상태, 예를 들어, 하기한 '열처리' 섹션 (섹션 C(i))에 기재된 소정 상태들 중 임의의 것을 성취할 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 제1 부분 및 제2 부분 중 적어도 하나는 소정 상태(322)를 성취하여 맞춤형 특성을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제조를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 제1 부분은 처리되어, 제1 소정 상태(예를 들어, 제1 소정 강도 및/또는 연신율)를 성취할 수 있고, 제2 부분은 처리되어, 제2 소정 상태(예를 들어, 제2 소정 강도 및/또는 연신율)를 성취할 수 있으며, 이때 제2 소정 상태는 제1 소정 상태와 상이하다. 일 실시 형태에서, 제1 부분은 제1 소정 강도(예를 들어, 소정 인장 항복 강도 및/또는 소정 최대 인장 강도)로 처리되고, 제2 부분은 제2 소정 강도로 처리되며, 이때 제1 소정 강도는 제2 소정 강도보다 더 크다. 일 실시 형태에서, 제1 소정 강도는 제2 소정 강도보다 5% 이상, 예를 들어, 상기에 기재된 제1 부분과 제2 부분 사이의 임의의 강도 차이로, 더 크다. 임의의 이들 실시 형태에서, 제2 부분은 제1 부분보다 더 큰 연신율을 실현할 수 있다. 그러한 알루미늄 합금 본체는, 예를 들어, 맞춤형 에너지 흡수 특성을, 잠재적으로는 맞춤형 강화 특성과 함께 제공하는 데 유용할 수 있다. 예를 들어, 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 본체로 제조된 부품은, 제2 부분이 에너지 흡수 구역(예를 들어, 더 높은 연성을 갖고, 선택적으로 더 낮은 강도를 가짐)과 연관되고 제1 부분이 강화 구역(예를 들어, 더 높은 강도를 갖고, 선택적으로 더 낮은 연성을 가짐)과 연관되도록 설계되고 생성될 수 있다. 그러한 부품은, 예를 들어, 특히 자동차 응용 및 방호 응용에 유용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 그러한 부품은 경량 충돌 관리(lightweight crash management)를 위해 설계된 자동차용 부품이다. 그러한 자동차용 부품의 예에는, 특히, 전방 크래쉬 캔(front crash can), 필러(pillar)(예를 들어, A-필러, B-필러), 로커 또는 실 패널(rocker or sill panel), 전방 상부 레일 (샷건(shotgun)), 하부 종방향 부품(lower longitudinal), 윈드쉴드 헤더(windshield header), 상부 루프 사이드레일(upper roof siderail), 시트 레일, 도어 가드 빔, 후방 종방향 부품(rear longitudinal), 및 도어 패널이 포함된다. 다수의 이러한 부품이 도 2n 및 도 2o와 도 2p-1 내지 도 2p-3에 나타나있다.

상기에 기재된 바와 같이, 제2 부분은 제1 부분에 인접할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제2 부분은 제1 부분으로부터 떨어져 있다. 일부의 후자의 실시 형태에서, 제1 부분은 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제1 단부이고 제2 부분은 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 제2 단부이며, 이때 제1 단부는 25% 이상 냉간 가공되고, 제2 단부는 제1 단부에 비해 5% 이상 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 그러한 본체는 불균일한 두께를 가질 수 있으며, 이때 제1 단부는 제1 두께를 갖고, 제2 단부는 제2 두께를 갖고, 제1 두께는 제2 두께보다 10% 이상 더 얇다. 그러한 본체는 대안적으로 균일한 두께를 가질 수 있으며, 이때 제1 단부는 제1 두께를 갖고, 제2 단부는 제2 두께를 갖고, 제1 두께는 제2 두께로부터 3% 범위 이내 (예를 들어, 제2 두께로부터 1% 범위 이내, 또는 제2 두께로부터 0.5% 범위 이내, 또는 제2 두께로부터 0.1% 범위 이내, 또는 그 미만)이다. 어느 실시 형태에서든, 알루미늄 합금 본체는 제1 단부와 제2 단부를 분리하는 중간 부분을 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 중간 부분에서의 냉간 가공의 양은 제1 단부로부터 제2 단부로 갈수록 줄어들거나, 그 반대이다 (예를 들어, 하기한 도 2b, 도 2d 및 도 2i 참조). 일 실시 형태에서, 중간 부분은 제1 단부로부터 제2 단부로 갈수록 대체로 균일하게 줄어든다 (예를 들어, 도 2b 및 도 2d 참조). 다른 실시 형태에서, 냉간 가공의 양은 제1 단부로부터 제2 단부로 불균일하게 변화한다 (예를 들어, 하기한 도 2c, 도 2e 및 도 2f 참조). 일 실시 형태에서 제1 단부 및 제2 단부는 모놀리식 알루미늄 합금 본체의 종방향과 연관되며, 따라서 제품의 "L" 방향에 대해서 특성이 맞춤될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제1 단부 및 제2 단부는 시트 또는 플레이트의 횡방향과 연관되며, 따라서 제품의 "LT" 또는 횡방향에 대해서 특성이 맞춤될 수 있다.

제1 및/또는 제2 부분은 개선된 특성, 예를 들어, 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 열거된 임의의 특성을 성취할 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 및 제2 부분 둘 모두는, (a) 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체 및 (b) T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형(reference version) 중 하나 이상과 비교할 때, 강도의 개선, 예를 들어, 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 열거된 임의의 개선된 강도 특성/값을 성취한다. 용어 "냉간 가공된 상태", 및 "T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체"는 하기 섹션 D에 정의되어 있다. 일 실시 형태에서, 제1 및 제2 부분 둘 모두는, (a) 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체 및 (b) T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형 중 하나 이상과 비교할 때, 강도 및 연신율의 개선, 예를 들어, 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 열거된 임의의 개선된 강도 특성/값을 성취한다.

알루미늄 합금 본체의 일부 실시 형태에서, 맞춤 양의 냉간 가공을 갖는 알루미늄 합금 본체에서 맞춤 양의 냉간 가공을 생성하는 장치 및 방법이 도 2b 내지 도 2l에 나타나있다. 한 가지 접근법에서는, 냉간 가공 단계(200) 전에 불균일한 프로파일을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 본체가 사용된다. 불균일한 프로파일을 갖는 알루미늄 합금 본체의 예가 도 2b 및 도 2c에 나타나있다. 도 2b에서, 알루미늄 합금 본체(210b)는, 제1 단부(210b-E1)와 연관된 제1 높이(H1) 및 제2 단부(210b-E2)와 연관된 제2 높이(H2)를 갖는 사다리꼴 입체의 형태 (웨지-형상)인데, 제2 높이(H2)는 제1 높이(H1)와 상이하며 이 경우에는 제1 높이보다 더 짧다. 그러한 프로파일을 갖는 알루미늄 합금 본체는 압출(또는 다른 성형 공정)을 통해, 또는 용체화 단계(140) 전에 또는 동시에 알루미늄 합금 본체를 기계 가공함으로써 생성될 수 있다.

이제 도 2d를 참조하면, 알루미늄 합금 본체가 냉간 가공 단계를 겪을 때 (이 경우에는, 롤러(210r)에 의해 냉간 압연될 때), 알루미늄 합금 본체(210b)는 단일 치수(예를 들어, 최종 치수)로 냉간 가공 장치(210r)를 빠져나가지만, 높이 차이로 인해, 제2 단부(210b-E2)가 제1 단부(210-E1)보다 더 적게 냉간 가공될 것이며, 냉간 가공의 양은 사다리꼴 입체의 기울기로 인해 이들 두 단부(210b-E1, 210b-E2) 사이에서 알루미늄 합금 본체(210b)를 가로질러 달라질 것이다. 제1 단부(210b-E1)에서 유발되는 냉간 가공의 양은 25% 이상이며, 섹션 (B)(i) 또는 섹션 (B)(ii)에서 상기에 기재된 임의의 냉간 가공 수준일 수 있다. 따라서, 냉간 가공 후에, 알루미늄 합금 본체(210b)는 제1 단부(210b-E1)와 연관된 제1 수준의 냉간 가공 및 제2 단부(210b-E2)와 연관된 제2 수준의 냉간 가공을 가질 수 있으며, 냉간 가공의 양은 제1 단부(210b-E1)와 제2 단부(210b-E2) 사이에서 대체로 균일하게 감소한다. 즉, 알루미늄 합금 본체에서 압연 방향 (L 방향)으로 유발되는 냉간 가공의 양은 제1 단부(210b-E1)와 제2 단부(210b-E2) 사이에서 대체로 균일하게 감소할 것이다. 그러나, 긴 횡(LT) 방향에서의 냉간 가공의 양은 임의의 주어진 LT 평면에 대해 대체로 동일할 것이다. 그러한 제품은, 예를 들어, 한 위치에서는 높은 강도가 요구되고 다른 위치에서는 성형을 위한 높은 연성이 요구되는 자동차용 패널, 또는 한 위치에서는 높은 강도가 요구되고 다른 위치에서는 높은 손상 허용성(damage tolerance)이 요구되는 항공우주용 구조체, 예를 들어, 스파(spar) 또는 윙 스킨(wing skin)에 유용할 수 있다. 예를 들어, 윙 스킨은 인보드 단부(inboard end)(동체에 인접) 및 아웃보드 단부(outboard end)를 가질 수 있는데, 이때 아웃보드 단부는 더 많이 냉간 가공되며 (즉, 제1 단부와 연관되며), 따라서 더 높은 강도를 (아마도 더 높은 강성(stiffness)과 함께) 가지며, 인보드 단부는 더 적게 냉간 가공되며 (즉, 제2 단부와 연관되며), 따라서 개선된 손상 허용성(인성 및/또는 피로 균열 성장 저항성)을 갖는다.

도 2b 및 도 2d는 알루미늄 합금 본체의 두께가 선형 기울기로 인해 일 단부로부터 다른 단부로 갈수록 대체로 균일하게 줄어드는 상황을 나타내지만, 불균일 냉간 가공을 유발하도록 비선형 본체가 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 압연될 알루미늄 합금 본체는 응용에 따라 오목하거나 볼록할 수 있는 적어도 하나의 만곡된 표면을 포함한다. 다수의 만곡된 표면이 사용되는 경우, 다수의 상이한 곡면이 존재할 것이며, 각각의 곡면은 응용에 따라 오목하거나 볼록할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체(210b)는, 제1 단부(210b-E1) 및 제2 단부(210b-E2)가 대략 동일한 시간에 롤러(210r)로 들어가도록 약 90° 회전될 수 있다. 제1 단부(210b-E1)에서 유발되는 냉간 가공의 양은 25% 이상이고, 섹션 (B)(i) 또는 섹션 (B)(ii)에서 상기에 기재된 임의의 냉간 가공 수준일 수 있다. 그러나, 이러한 실시 형태에서, 횡방향으로 알루미늄 합금 본체에서 유발되는 냉간 가공의 양은 제1 단부(210b-E1)와 제2 단부(210b-E2) 사이에서 대체로 균일하게 감소할 것이다. 그러나, L 방향에서의 냉간 가공의 양은 임의의 주어진 L 방향 평면에 대해 대체로 동일할 것이다. 이러한 실시 형태는, 예를 들어, 제1 특성(예를 들어, 더 높은 강도)을 갖는 제1 스파 캡(spar cap) 및 제2 특성(예를 들어, 더 낮은 강도, 더 높은 손상 허용성(인성 및/또는 피로 균열 성장 저항성))을 갖는 제2 스파 캡을 갖는 윙 스파를 제조하는 데 유용할 수 있는데, 이때 압연된 제품의 제1 단부는 제1 스파 캡과 연관되고 (더 많이 냉간 가공되고), 압연된 제품의 제2 단부는 제2 스파 캡과 연관된다 (더 적게 가공된다).

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2c를 참조하면, 알루미늄 합금 본체(210c)는 냉간 가공 단계(200) 전에 복수의 상이한 프로파일(210p1 내지 210p9)을 가져서, 냉간 가공 단계(200) 후에 알루미늄 합금 본체를 가로질러 가변 냉간 가공을 유발할 수 있다. 구체적으로, 알루미늄 합금 본체(210c)는 복수의 대체로 평탄한 프로파일(210p1, 210p3, 210p5, 210p7, 210p9), 및 복수의 평탄한 프로파일을 분리하는 복수의 계단형의 테이퍼진 프로파일(210p2, 210p4, 210p6, 210p8)을 포함한다. 그러한 프로파일은, 예를 들어, 용체화 단계(140) 전에 알루미늄 합금 본체를 압출하거나 기계 가공함으로써 생성될 수 있다.

이제 도 2e를 참조하면, 알루미늄 합금 본체(210)가 냉간 가공될 때 (이 경우에는, 롤러(210r)에 의해 냉간 압연될 때), 알루미늄 합금 본체(210c)는 단일 균일 치수(예를 들어, 최종 치수, 중간 치수)로 냉간 가공 장치(210r)를 빠져나가지만, 알루미늄 합금 본체(210c)의 다양한 섹션이 맞춤 양의 냉간 가공(210CW1 내지 210CW9)을 갖는다. 도시된 실시 형태에서, 압연된 알루미늄 합금 본체(210d)는, 섹션(210CW1, 210CW9)에서 제1 양의 냉간 가공, 섹션(210CW2, 210CW8)에서 제2 양의 냉간 가공, 섹션(210CW3, 210CW7)에서 제3 양의 냉간 가공, 섹션(210CW4, 210CW6)에서 제4 양의 냉간 가공, 및 섹션(210CW5)에서 제5 양의 냉간 가공을 받으며, 제5 양의 냉간 가공은 제4 양의 냉간 가공 보다 더 크고, 제4 양의 냉간 가공은 제3 양의 냉간 가공 보다 더 크고, 제3 양의 냉간 가공은 제2 양의 냉간 가공보다 더 크고, 제2 양의 냉간 가공은 제1 양의 냉간 가공보다 더 크다. 이들 냉간 가공 섹션 중 적어도 하나는 25% 이상 냉간 가공된다. 일 실시 형태에서, 섹션 중 적어도 2개가 25% 이상 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 이들 섹션 중 적어도 3개가 25% 이상 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 이들 섹션 중 적어도 4개가 25% 이상 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 모든 섹션이 25% 이상 냉간 가공된다. 일 실시 형태에서, 섹션 중 적어도 하나가 냉간 가공되지 않는다 (예를 들어, 냉간 가공 전에 최종 치수임). 도 2e는 몇몇 상이한 섹션을 나타내지만, 각각의 섹션이 상이한 높이를 갖는 적어도 2개의 상이한 섹션을 가져서 압연시 차등적으로 냉간 가공되는 임의의 알루미늄 합금 본체에 도 2e의 원리가 적용될 수 있다.

일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체의 한 섹션과 알루미늄 합금 본체의 적어도 하나의 다른 섹션과의 사이의 냉간 가공의 차이는 10% 이상이며, 즉 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 10% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 15% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 20% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 25% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 30% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 35% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 40% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 45% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 50% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 55% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 60% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 65% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 70% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 75% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 80% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 85% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 섹션은 적어도 하나의 다른 섹션보다, 경우에 따라, 90% 이상 더 많이 또는 더 적게 냉간 가공된다. 상기에 기재된 맞춤형 냉간 가공 차이는 도 2b 내지 도 2m에 나타낸 임의의 맞춤형 냉간 가공 실시 형태에 적용되며, 또한 맞춤형 냉간 가공이 유발될 수 있는 임의의 다른 실시 형태에 적용된다.

도 2d에 나타낸 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체에서 압연 방향 (L 방향)으로 유발되는 냉간 가공의 양은 프로파일(210p1 내지 210p9) 및 상응하는 냉간 가공 섹션(210CW1 내지 210CW9)에 따라 달라질 것이다. 그러나, 긴 횡(LT) 방향에서의 냉간 가공의 양은 임의의 주어진 LT 평면에 대해 대체로 동일할 것이다. 그러한 제품은, 예를 들어, 일측 단부에서는 높은 성형성을 필요로 하지만, 타측 단부에서는 높은 강도를 필요로 하는 부품 또는 일부, 예를 들어, 특히, 항공우주용 부품, 버스, 트럭, 철도 차량, 압력 용기, 및 선박 부품을 위한 스티프너(stiffener)로서 유용할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 그리고 도 2f에 나타난 바와 같이, 알루미늄 합금 본체(210c)는, 제1 단부(210c-E1) 및 제2 단부(210c-E2)가 대략 동일한 시간에 롤러(210r)로 들어가도록 약 90° 회전될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체에서 LT 방향으로 유발되는 냉간 가공의 양은 프로파일(210p1 내지 210p9) 및 상응하는 냉간 가공 섹션(210CW1 내지 210CW9)에 따라 달라질 것이다. 그러나, L 방향에서의 냉간 가공의 양은 임의의 주어진 L 방향 평면에 대해 대체로 동일할 것이다. 이러한 실시 형태는, 예를 들어, 특히, 단부에서는 높은 성형성이 필요하지만 중심에서는 높은 강도가 요구되는, 자동차용 도어의 로커 패널(rocker panel)로서, 그리고 자동차용 필러(A-필러, B-필러, C-필러), 또는 다른 화이트 바디(body-in-white) 부품으로서 유용할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2g를 참조하면, 가변 프로파일을 갖는 알루미늄 합금 본체(210g)는 대체로 균일한 치수의 최종 제품(210gfp)으로, 예를 들어, 도시된 바와 같이 원통 형상으로 냉간 가공될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 냉간 가공은, 예를 들어, 냉간 단조 단계(210g-1, 210g-2)에 의해 수행될 수 있다. 더 적거나 더 많은 냉간 단조 단계가 이용될 수 있다. 상기 도 2d 내지 도 2f와 유사하게, 최종 제품(210gfp)은 냉간 가공 전의 알루미늄 합금 본체의 가변 프로파일로 인해 가변 냉간 가공 섹션을 가질 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 최종 제품(210gfp)은 일반적으로 원통의 중간 부분(MP)에서 제1 양의 냉간 가공을 포함하고, 원통의 에지(E) 근처에서 제2 분량의 냉간 가공을 포함할 것이며, 중간 부분(MP)으로부터 에지(E)로 갈수록 냉간 가공의 양이 대체로 균일하게 감소하고, 적어도 중간 부분(MP)은 25% 이상, 예를 들어, 섹션 (B)(i) 또는 섹션 (B)(ii)에서 상기에 기재된 임의의 냉간 가공 수준으로 냉간 가공된다.

또 다른 실시 형태에서, 그리고 도 2h에 나타난 바와 같이, 가변 프로파일을 갖는 알루미늄 합금 본체(210h)는 대체로 균일한 치수의 최종 제품(210hfp)으로, 예를 들어, 도시된 바와 같이 원통 형상으로 냉간 가공될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 냉간 가공은, 예를 들어, 냉간 단조 단계(210h-1, 210h-2)에 의해 수행될 수 있다. 더 적거나 더 많은 냉간 단조 단계가 이용될 수 있다. 상기 도 2d 내지 도 2g와 유사하게, 최종 제품(210hfp)은 냉간 가공 전의 알루미늄 합금 본체의 가변 프로파일로 인해 가변 냉간 가공 섹션을 가질 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 최종 제품(210hfp)은 일반적으로 원통의 중간 부분(MP)에서 제1 양의 냉간 가공을 포함하고, 원통의 에지(E) 근처에서 제2 분량의 냉간 가공을 포함할 것이며, 중간 부분(MP)으로부터 에지(E)로 갈수록 냉간 가공의 양이 대체로 균일하게 증가하고, 적어도 에지(E)는 25% 이상, 예를 들어, 섹션 (B)(i) 또는 섹션 (B)(ii)에서 상기에 기재된 임의의 냉간 가공 수준으로 냉간 가공된다.

다른 접근법에서는, 알루미늄 합금 본체에서 가변 냉간 가공을 유발하도록 냉간 가공 장치를 변화시킨다. 예를 들어, 그리고 이제 도 2i를 참조하면, 중간 치수 제품(210i)이 롤러(210r)에 의해 압연될 수 있는데, 이때 압연 동안, 롤러가 점차 이격되어, L 방향으로 가변 냉간 가공된 사다리꼴 입체(웨지 조각)(210ts)를 생성한다. 알루미늄 합금 본체(210ts)는 제1 단부로부터 제2 단부로 가변 냉간 가공될 것이며, 이 경우에, 그러한 가변 냉간 가공은 제1 단부로부터 제2 단부로 갈수록 대체로 균일하게 감소할 것이고, 단부들 중 적어도 하나는 25% 이상, 예를 들어, 섹션 (B)(i) 또는 섹션 (B)(ii)에서 상기에 기재된 임의의 냉간 가공 수준으로 냉간 가공된다. 롤러(210r)는 또한 임의의 적절한 프로파일의 최종 제품을 생성하도록 불균일하게 변화될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 장치는 용체화 단계(140) 전에 알루미늄 합금 본체에 소정 패턴을 생성할 수 있다. 예를 들어, 그리고 이제 도 2j 및 도 2m을 참조하면, 알루미늄 합금 본체(211)는 하나 이상의 성형/엠보싱 롤(212)로 공급될 수 있는데, 상기 롤은 알루미늄 합금 본체(211)를 제1 치수(예를 들어, 중간 치수)로 압연할 수 있고 그의 만입부(indented portion; 213)에 의해 복수의 융기부(raised portion; 214)를 또한 생성할 수 있다. 다음으로, 알루미늄 합금 본체는 용체화될 수 있고(140), 그 후에, 냉간 롤러(210r)에 의해 제2 치수로 냉간 압연될 수 있다. 제2 치수는 최종 치수일 수 있으며, 제1 치수와 동일하거나 상이할 수 있다. 냉간 압연된 알루미늄 합금 본체(211cr)는 따라서 제1 양의 냉간 가공을 갖는 복수의 편석된 제1 부분(215) 및 제2 양의 냉간 가공을 갖는 복수의 제2 부분(216)을 포함할 수 있으며, 제1 부분(215)의 적어도 일부는 25% 이상, 예를 들어, 섹션 (B)(i) 또는 섹션 (B)(ii)에서 상기에 기재된 임의의 냉간 가공 수준으로 냉간 가공된다. 따라서, 맞춤형 3차원 냉간 가공 양을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 본체가 생성될 수 있으며, 제1 부분은 압연된 제품의 종방향 및 긴 횡방향 중 하나 이상에서 결정론적으로 배치된다 (즉, X-Y 좌표 평면 어디에나 배치되는데, 여기서 X는 종방향에 연관되고 Y는 횡방향에 연관됨). 알 수 있는 바와 같이, 맞춤 수준의 냉간 가공을 갖는 제품을 생성하기 위해 임의의 개수의 롤러가 사용될 수 있다. 게다가, 압연된 제품의 상부에 대해 특징부가 나타나있지만, 압연된 제품의 하부에서, 또는 압연된 제품의 상부와 하부 둘 모두에서 특징부가 구현될 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 또한, 각각의 압연 장치는 다수의 롤 스탠드를 포함할 수 있고/있거나 다수의 패스를 사용하여 압연을 수행할 수 있다.

도시된 실시 형태에서, 제1 부분(215)은 제2 부분(216)보다 더 많은 양의 냉간 가공을 받으며, 제2 부분(216)은 제1 부분(215)을 대체로 둘러싼다. 일 실시 형태에서, 제1 부분의 적어도 일부는 제2 부분보다 5% 이상 더 많이 냉간 가공된다 (예를 들어, 상기한 임의의 냉간 가공 차이). 일 실시 형태에서, 제2 부분은 적어도 약간 냉간 가공된다. 일 실시 형태에서, 제2 부분은 또한 25% 이상 냉간 가공된다. 다른 실시 형태에서, 제2 부분은 거의 또는 전혀 냉간 가공되지 않는다 (즉, 제1 치수가 제2 치수와 대체로 동일함).

일부 실시 형태에서, 그립부(gripping portion; 219)는, 알루미늄 합금 본체가 하나 이상의 롤러를 통과해 밀려나갈 수 있도록 상기 본체 상에 이용될 수 있고, 예를 들어 도 2j에 나타난 바와 같이 알루미늄 합금 본체의 에지에 이용될 수 있다. 그러한 그립부(219)는 알루미늄 합금 본체의 에지 상에 있는 것으로 나타나있지만, 압연 장치를 통한 본체의 이동을 용이하게 하도록, 적절한 경우, 본체의 하나 이상의 중간부에 추가적으로 또는 대안적으로 위치될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 롤(212)의 만입부(213)가 대체로 동일한 크기여서 대체로 동일한 크기의 융기부(214)를 생성하는 경우와 같이, 제1 부분(215)은 각각 대체로 동일한 양의 냉간 가공을 받을 수 있다. 다른 실시 형태에서, 롤(212)의 만입부(213)가 적어도 2가지의 상이한 크기를 갖고 따라서 상이한 크기의 융기부(214)를 생성하는 경우와 같이, 제1 부분 중 적어도 하나는 제1 양의 냉간 가공을 받으며 제1 부분 중 적어도 다른 하나는 제2 양의 냉간 가공을 받는다. 이러한 실시 형태에서, 제1 부분 중 적어도 일부가 25% 이상 냉간 가공되는 한편, 제1 부분 중 나머지가 25% 미만으로 냉간 가공될 수 있다. 이러한 제품은, 예를 들어, 부착점에는 증강된 영역이 위치되지만, 알루미늄 합금 본체가 성형성을 필요로 하는 곳에는, 증강되지 않은 영역이 위치되는, 예를 들어, 도어 패널로서 유용할 수 있다.

제1 부분(215)은 하나 이상의 식별자(identifier)를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 시각적 식별자(217a)가 엠보싱 롤(212)에 의해 부여될 수 있으며, 냉간 압연 작업을 통해 운반될 수 있다. 그러한 식별자(들)(217a)를 사용하여, 제1 부분(215)의 패턴이 위치되는 곳을 식별하여, 재료가 적절히 분리될 수 있도록 할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제1 부분(215)은, 제1 부분 자체 상의 엠보싱된 마킹에 의해서 시각적으로 식별될 수 있다. 이들 식별자(217a)를 사용하여, 예를 들어, 고강도 영역을 식별할 수 있고/있거나, 재료의 입수자가 그러한 영역이 실제로 그 재료에 생성되었음을 확인할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 등록 상표 등과 같은 시각적 식별자(217b)를 사용하여, 냉간 가공 단계 후에 (예를 들어, 재료 블랭크의 시작/끝을 설정하도록) 재료를 분리하는 곳을 식별할 수 있다.

자동차용 부품 외에도, 도 2j에 나타낸 바와 같이 생성된 모놀리식 본체는, 예를 들어, 맞춤형 고강도 부분을 갖는 항공우주용 부품을 생성하는 데에 유용할 수 있다. 예를 들어, 그러한 모놀리식 본체는 윙 스킨 또는 동체 패널로서 유용할 수 있다. 고강도 부분(예를 들어, 제1 부분)은 부착점에 대해 사용될 수 있거나, 또는 적절하게, 스트링어(stringer), 리브(rib) 또는 프레임(frame)이 윙 스킨 또는 동체 패널에 부착하는 곳에 위치될 수 있다.

일 실시 형태에서, 그리고 도 2j를 계속 참조하면, 복수의 오목부(218)가 알루미늄 합금 본체에 부여될 수 있으며, 이들 오목부(218)는 냉간 압연(210r) 전에 하나 이상의 융기부(214)에 인접한다. 그러한 오목부(218)는 냉간 가공 공정 동안 융기부(214)의 재료를 수용할 수 있다. 오목부(218)는, 예를 들어, 적절한 압연 휠(예를 들어, 채널/오목부를 생성하도록 적어도 하나의 융기된 표면을 갖는 것)을 사용하여, 또는 예를 들어, 기계가공에 의해 부여될 수 있다. 오목부(218)는 냉간 가공 공정을 위해 적절히 형상화될 수 있다. 예를 들어, 수직 프레스 다이를 사용하여 재료를 냉간 가공하는 경우에, 대체로 대칭 오목부(218)가 사용될 수 있으며, 그러한 오목부는 일반적으로 융기부(214)를 둘러싼다. 알루미늄 합금 본체가 냉간 압연되는 경우에는, 예를 들어, 다른 구성들 중에서도, 각각의 융기부(214)의 후면 및/또는 측면에 인접하여 위치된 오목부(218)를 가짐으로써, 융기부(214)의 유동을 수용하도록 비-대칭 오목부(218)가 사용될 수 있다. 그러한 오목부(218)는 적절한 수준의 잔류 응력을 촉진하도록 적절하게 크기 조정될 수 있고/있거나 형상화될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2k를 참조하면, 롤러(212)는 연장된 융기부(214)를 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성하는 만입부(213)를 포함할 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 융기부(214)는 냉간 롤러(210r)에 도달할 때까지 본체의 길이만큼 연장된다. 균일한 치수의 생성을 용이하게 하기 위해서, 오목부(218)(도시되지 않음)가, 연장된 융기부(214)의 일 측면(또는 양측 측면)에 인접하여 위치될 수 있다. 이러한 본체는 용체화될 수 있으며, 용체화(140) 후에, 냉간 압연(210r)이 융기부(214)를 평탄화시키고 가공할 것이며, 대체로 균일한 치수(예를 들어, 최종 치수)를 갖지만 제1 냉간 가공된 부분(215)이 본체의 길이만큼 연장되는 알루미늄 합금 본체를 생성할 수 있다. 하나 이상의 제2 부분(216)이 고도의 냉간 가공 부분(215)에 인접하여 연장될 수 있으며, 그러한 제2 부분은 냉간 가공될 수 있거나 냉간 가공되지 않을 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 제1 부분(215)은 L 방향에서 알루미늄 합금 본체의 길이만큼 연장되며, L 방향에서 알루미늄 합금 본체의 길이만큼 또한 연장되는 2개의 제2 부분(216)에 의해 둘러싸이거나 그에 인접한다. 그러한 알루미늄 합금 본체는, 예를 들어, 자동차용 로커 패널로서 유용할 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 도 2k의 실시 형태는 반대로 될 수 있으며 (도시되지 않음), 이 경우에, 롤러(212)는 롤러(212)의 양측 에지 상에 2개의 만입부(213)를 포함하고, 따라서 압연된 제품의 에지 상에 위치된 제1 부분(215)을 생성한다. 이러한 실시 형태에서는, 제2 부분(216)이 제1 부분들(215)을 분리하고, 압연된 제품의 중간 부분에 위치된다. 이러한 실시 형태에서, 제1 및 제2 부분은 대체로 유사한 두께를 가질 수 있으나, 에지(215)는 고도로 냉간 가공되고 중간(216)은 적게 냉간 가공되거나 냉간 가공되지 않는다. 그러한 알루미늄 합금 본체는, 예를 들어, 제품의 에지 상에서 부착이 이루어지고 제품의 중간은, 예를 들어, 더 큰 연성을 필요로 할 수 있는 부품으로서 유용할 수 있다. 도 2k에 나타나있지는 않지만, 알루미늄 합금 본체는, 임의의 특정 응용을 위해 적절한 만큼 많은 대체로 평행한 제1 부분들(215) 및 제2 부분들(214)을 포함할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2l을 참조하면, 중간 치수의 대체로 균일한 압연된 제품이 냉간 롤러(210r)로 공급된다. 냉간 롤러(210r)는 만입부(213)를 포함하는데, 이는 냉간 롤러(210r)를 빠져나온 후 본체의 길이만큼 연장되는 제2 부분(216)을 생성한다. 냉간 롤러(210r)는 또한 제1 부분(215)을 생성하는데, 제1 부분 중 적어도 하나는 25% 이상 냉간 가공된다. 제2 부분(216)은 냉간 가공될 수 있거나 또는 냉간 가공되지 않을 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 2개의 제1 부분(215)은 L 방향에서 알루미늄 합금 본체의 길이만큼 연장되며, L 방향에서 알루미늄 합금 본체의 길이만큼 또한 연장되지만 제1 부분(215)과 상이한 (더 큰) 두께를 갖는 제2 부분(216)에 의해 분리된다. 그러한 알루미늄 합금 본체는, 예를 들어, 강성(예를 들어, 항공우주용 윙 스킨, 철도 차량)을 제공하기 위해 여분의 두께가 필요한 제품 응용에서 유용할 수 있다. 다른 유사한 실시 형태(도시되지 않음)에서, 냉간 롤러는 LT 방향에 대해 다양한 직경을 가질 수 있으며, 따라서 복수의 부분을 생성하며, 각각의 부분은 상이한 양으로 냉간 가공되지만, 부분들 중 적어도 하나는 25% 이상 냉간 가공된다. 도 2l에 나타나있지는 않지만, 알루미늄 합금 본체는, 임의의 특정 응용을 위해 적절한 만큼 많은 대체로 평행한 제1 부분들(215) 및 제2 부분들(214)을 포함할 수 있다.

다른 실시 형태(도시되지 않음)에서, 냉간 가공 장치는 알루미늄 합금 본체의 단지 일부분을 (예를 들어, 기계 가공을 통해) 선별적으로 제거하는 장치를 포함할 수 있으며, 이는 또한 도 2l에 도시된 것과 유사한 재료를 생성할 수 있다. 일 실시 형태에서, 이 장치는 알루미늄 합금 본체의 일부분을 천공하여, 예를 들어, 응력의 제거를 촉진하여, 알루미늄 합금 본체가 비틀리거나(twist), 휘거나(warp), 또는 달리 뒤틀리지 않게 한다. 다른 실시 형태에서, 이 장치는 알루미늄 합금 본체의 두께의 일부분을 제거한다. 일 실시 형태에서, 이 장치는 생성된 재료를 분리하여, 알루미늄 합금 본체가 비틀리거나, 휘거나, 또는 달리 뒤틀리지 않게 한다.

다른 실시 형태(도시되지 않음)에서, 몇 가지를 들자면, 스웨이징(swaging), 유동 성형, 전단 성형, 냉간 단조, 또는 냉간 팽창(cold expansion) 중 하나 이상에 의해, 관형 제품의 길이를 따라 가변량의 냉간 가공이 부여될 수 있다. 압연된 제품에 대해 상기에 기재된 바와 같이, 가변 수준의 냉간 가공이 용체화 단계 후 및 열처리 단계 전에 부여될 수 있거나, 또는 용체화 단계 전에 부여될 수 있으며, 이 경우에, 초기의 기하학적 형태를 생성하기 위해 기계 가공이 또한 사용될 수 있다. 이 경우에, 냉간 가공 단계는 최종 단면에 있어서 균일하거나 또는 가변 최종 기하학적 형태를 갖는 알루미늄 합금 제품을 제공할 수 있다. 그러한 방법은, 예를 들어, 중심 섹션과 비교하여 하나 또는 둘 모두의 단부에서 상이한 특성을 갖는 파이프 또는 튜브를 생성하는 데 유용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품이 제공되는데, 관형 제품은 제1 부분, 및 제1 부분에 인접한 제2 부분을 갖고, 제1 부분은 25% 이상 냉간 가공되고, 제2 부분은 제1 부분에 비해 5% 이상 더 적게, 예를 들어, 임의의 상기한 냉간 가공 차이로 냉간 가공된다. 일 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품은 균일한 내경을 갖는다. 일 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품은 균일한 외경을 갖는다. 일 실시 형태에서, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품은 균일한 내경 및 외경을 갖는다.

도 2b 내지 도 2m의 특징부는 일반적으로 냉간 압연 및/또는 냉간 단조에 대해 기술되어 있지만, 다른 냉간 가공 메커니즘이 또한 맞춤형 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체를 생성하는 데 이용될 수 있다. 게다가, 가변 프로파일을 갖는 알루미늄 합금 본체가, 상기한 것들을 포함하는 다양한 공지의 방식으로, 그리고 또한 특히 압출, 단조, 및 기계 가공에 의해 생성될 수 있다. 이어서, 그러한 프로파일의 알루미늄 합금 본체는 임의의 상기한 방식으로 냉간 가공되어, 맞춤형 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체를 생성할 수 있다.

iv. 냉간 가공 온도

냉간 가공 단계(200)는 열간 가공 온도 미만 (예를 들어, 400℉ 이하)의 온도에서 개시될 수 있다. 한 가지 접근법에서, 냉간 가공 단계(200)는 용체화(140) 후에 알루미늄 합금 본체가 충분히 낮은 온도에 도달할 때 개시된다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 알루미늄 합금 본체의 온도가 250℉ 이하일 때 개시될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 알루미늄 합금 본체의 온도가 200℉ 이하, 또는 175℉ 이하, 또는 150℉ 이하, 또는 125℉ 이하, 또는 그 미만일 때 개시될 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 알루미늄 합금 본체의 온도가 대략 주위 온도일 때 개시될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 더 높은 온도에서, 예를 들어, 알루미늄 합금 본체의 온도가 250℉ 내지 열간 가공 온도 미만 (예를 들어, 400℉ 미만)의 범위일 때 개시될 수 있다.

일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 임의의 의도적인/유의미한 가열(예를 들어, 알루미늄 합금 본체의 미세구조 및/또는 특성의 본질적인 변화를 생성하는 의도적인 가열)이 없이 개시 및/또는 완료된다. 당업자는, 알루미늄 합금 본체가 냉간 가공 단계(200)로 인한 온도 증가를 실현할 수 있으나, 열간 가공 온도로 여겨지는 온도 미만의 온도에서 가공 작업이 시작하기 때문에, 그러한 냉간 가공 단계(200)는 여전히 냉간 가공(200)으로 간주됨을 알게 된다. 냉간 가공 단계(200)를 완료하는 데에 복수의 냉간 가공 작업이 사용되는 경우에, 이들 작업 중 각각의 하나는, 이전 또는 이후 냉간 가공 작업에 이용되는 온도와 동일하거나 상이할 수 있는 임의의 상기한 온도(들)를 이용할 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, 일반적으로 냉간 가공(200)은 용체화(140) 후에 알루미늄 합금 본체가 충분히 낮은 온도에 도달할 때 개시된다. 일반적으로, 용체화 단계(140)의 끝과 냉간 가공 단계(200)의 시작 사이에 의도적인/유의미한 열처리가 알루미늄 합금 본체에 적용되지 않으며, 즉 용체화 단계(140)의 완료와 냉간 가공 단계(200)의 개시 사이에 공정에는 열처리가 부재할 수 있다. 일부 경우에, 냉간 가공 단계(200)는 (예를 들어, 냉간 가공을 용이하게 하기 위해) 용체화 단계(140)의 완료 직후에 개시된다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 용체화 단계(140)의 완료 후 72시간 이내에 개시된다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 용체화 단계(140)의 완료 후 60시간 이내, 또는 48시간 이내, 또는 36시간 이내, 또는 24시간 이내, 또는 20시간 이내, 또는 16시간 이내, 또는 12시간 이내, 또는 그 미만 이내에 개시된다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 (예를 들어, 연속 캐스팅 공정의 경우) 용체화 단계(140)의 완료로부터 수 분 내에 또는 그 미만에 개시된다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 (예를 들어, 연속 캐스팅 공정의 경우) 용체화 단계(140)의 완료와 동시에 개시된다.

다른 경우에, 용체화 단계(140)의 완료에 대해 더 긴 경과 시간 후에 냉간 가공(200)을 시작하는 것이 충분할 수 있다. 이러한 경우에, 냉간 가공 단계(200)는 용체화 단계(140)의 완료로부터 1주 이상 또는 1개월 이상 후에 완료될 수 있다.

C. 열처리

여전히 도 2a를 참조하면, 열처리 단계(300)는 냉간 가공 단계(200) 후에 완료된다. "열처리" 등은 알루미늄 합금 본체가 승온에 도달하도록 알루미늄 합금 본체를 의도적으로 가열하는 것을 의미한다. 열처리 단계(300)는 소정 상태 또는 특성(예를 들어, 특히, 선택된 강도, 선택된 연성)을 성취하기에 충분한 시간 동안 충분한 온도로 알루미늄 합금 본체를 가열하는 것을 포함할 수 있다.

용체화 후에, 대부분의 열처리가능한 합금은 실온에서 특성 변화를 나타낸다. 이는 "자연 시효"(natural aging)로 불리며, 용체화 직후에 또는 인큐베이션(incubation) 기간 후에 시작될 수 있다. 자연 시효 동안의 특성 변화 속도는 넓은 범위에 걸쳐 각각의 합금마다 다르므로, 안정한 상태로의 접근에는 단지 수일 또는 수년이 필요할 수도 있다. 자연 시효는 의도적인 가열이 없이 일어나기 때문에, 자연 시효는 열처리 단계(300)가 아니다. 그러나, 자연 시효는 열처리 단계(300) 전에 및/또는 후에 일어날 수 있다. 자연 시효는 열처리 단계(300) 전에 소정 기간(예를 들어, 수 분 또는 수 시간으로부터 수주 이상) 동안 일어날 수 있다. 자연 시효는 임의의 용체화 단계(140), 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300) 사이에 또는 후에 일어날 수 있다.

열처리 단계(300)는 알루미늄 합금 본체를 선택된 온도 범위 이내의 온도로 가열한다. 열처리 단계(300)를 위해, 이러한 온도는 열처리 단계(300) 동안의 알루미늄 합금 본체의 평균 온도를 지칭한다. 열처리 단계(300)는 복수의 처리 단계, 예를 들어, 제1 온도에서 제1 기간 동안의 처리, 및 제2 온도에서 제2 기간 동안의 처리를 포함할 수 있다. 제1 온도는 제2 온도보다 더 높거나 더 낮을 수 있으며, 제1 기간은 제2 기간보다 더 짧거나 더 길 수 있다.

열처리 단계(300)는 일반적으로 알루미늄 합금 본체가, 하기에 정의된 바와 같이, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조(predominately unrecrystallized microstructure)를 성취/유지하도록 완료된다. 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조는 개선된 특성을 성취할 수 있다. 이와 관련하여, 열처리 단계(300)는 일반적으로 알루미늄 합금 본체를 승온으로, 그러나 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도, 즉 알루미늄 합금 본체가 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 성취하지 않는 온도 미만으로 가열하는 것을 포함한다. 예를 들어, 열처리 단계(300)는 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체를 150℉ 내지 425℉의 범위(또는 그 초과)의 온도로, 그러나 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도 미만으로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 특히 425℉를 초과하여 열처리할 때, 생성되는 알루미늄 합금 본체가 개선된 특성을 실현하도록 노출 기간을 제한하는 것이 필요할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 더 높은 열처리 온도가 사용될 때, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조 및/또는 다른 원하는 특성(예를 들어, 고온 노출에 의한 전위(dislocation)의 제거로 인한 과도한 연화(softening)의 부재)을 실현하는 데에는 더 짧은 열노출 기간이 필요할 수 있다.

열처리 단계(300)는, 알루미늄 합금 본체를 (예를 들어, 원하는/선택된 특성 또는 특성들의 조합을 성취하기 위해) 하나 이상의 선택된 온도(들)에서 하나 이상의 선택된 기간(들) 동안 유지하는 임의의 적합한 방식으로 완료될 수 있다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계(300)는 에이징 퍼니스(aging furnace) 등에서 완료된다. 다른 실시 형태에서, 열처리 단계(300)는 페인트 베이킹 사이클(paint-bake cycle) 동안 완료된다. 페인트 베이킹 사이클은, 적용된 페인트를 단기간(예를 들어, 5 내지 30분) 동안 베이킹함으로써 이를 경화시키기 위해 자동차 산업 및 기타 산업에서 사용된다. 하기에 기재된 바와 같이 단기간 내에 높은 강도를 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성하는 본 명세서에 기재된 공정의 능력을 고려하면, 페인트 베이킹 사이클 등을 사용하여 열처리 단계(300)를 완료함으로써, 별도의 열처리 단계 및 페인트 베이킹 단계의 필요성을 없앨 수 있다. 유사하게, 다른 실시 형태에서, 열처리 단계(300)는 코팅 경화 단계 등의 동안에 완료될 수 있다.

일 실시 형태에서, 방법은 (i) 용체화된 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계, 및 (ii) 이어서, 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계, 및 (iii) 이어서, 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함하며, 이때 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어 (a) 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체 및 (b) T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형 중 하나 이상에 비하여 개선된 특성을 성취하며, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 열거된 임의의 특성을 성취한다. 그러한 방법은 하기 '제품 응용' 섹션 (섹션 I)에 기재된 임의의 알루미늄 합금 제품에 적용될 수 있으며, 따라서 그와 함께 이용될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 방법은 (i) 용체화되고 이어서 25% 이상만큼 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계, 및 (ii) 이어서, 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함하며, 이때 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어 (a) 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체 및 (b) T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형 중 하나 이상에 비하여 개선된 특성을 성취하며, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 열거된 임의의 특성을 성취한다. 그러한 방법은 하기 '제품 응용' 섹션 (섹션 I)에 기재된 임의의 알루미늄 합금 제품에 적용될 수 있으며, 따라서 그와 함께 이용될 수 있다.

i. 하나 이상의 미리 선택된 전구체 상태를 성취하기 위한 냉간 가공 및/또는 열처리 단계(들)의 완료

한 가지 접근법에서, 알루미늄 합금 본체는, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300) 중 적어도 하나 동안, 미리 선택된 전구체 상태를 성취하도록 처리된다. 미리 선택된 전구체 상태는, 알루미늄 합금 본체의 생성에 앞서서 선택되며 다른 상태(알루미늄 합금 제품의 원하는 최종 상태 또는 특성과 같은, 보통의 다른 공지의 상태)로의 전구체인 상태이다. 예를 들어, 그리고 하기에 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, 냉간 가공 단계(200)를 완료한 알루미늄 합금 공급자는 열처리 단계(300)의 일부로서의 미리 선택된 가열 실행(practice)으로 본체를 처리함으로써, 미리 선택된 미달시효 상태(underaged condition)의 알루미늄 합금 본체(예를 들어, 시트)를 공급할 수 있다. 알루미늄 합금 공급자의 고객은 이러한 알루미늄 합금 본체를 입수할 수 있으며, 예를 들어, 본체를 소정의 형상화된 제품으로 온간 성형(warm forming)하여 열처리 단계(300)의 나머지 부분을 완료하고, 이 공정에서 알루미늄 합금 본체의 강도를 추가로 증가시킴으로써, 이러한 알루미늄 합금 본체를 추가로 열처리할 수 있다. 따라서, 알루미늄 합금 공급자는, 그의 제1 가열 단계 및 고객의 이후의 제2 가열 단계의 조합이 소정 특성(예를 들어, 특히, 피크 부근 강도, 강도와 연성의 소정 조합)을 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성하도록, 그의 제1 가열 단계를 맞춤할 수 있다. 다수의 다른 변경이 존재하며, 그 중 다수가 하기에 더욱 상세하게 설명된다.

A. 다수의 열처리 단계

일 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2q-1을 참조하면, 열처리 단계(300)는 제1 가열 단계(320) 및 제2 가열 단계(340)를 포함한다. 제1 가열 단계(320)를 수행하여, 미리 선택된 상태(322)(예를 들어, 제1 선택 상태)를 성취할 수 있다. 유사하게, 제2 가열 단계(340)를 수행하여, 다른 미리 선택된 상태(342)(예를 들어, 제2 선택 상태)를 성취할 수 있다.

이제 도 2q-2를 참조하면, 제1 선택 상태(322)는, 예를 들어, 다른 특성들 중에서도 소정 강도, 소정 연신율, 또는 강도와 연신율의 소정 조합(330)을 성취하도록 선택될 수 있다. 따라서, 선택 상태(322)는 소정 미달시효 상태(324), 피크 시효 상태(peaked aged condition; 326), 또는 소정 과시효 상태(overaged condition; 328)일 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 가열 단계(320)는 제1 선택 시간 동안 제1 선택 온도에서 수행되어 제1 선택 상태(322)를 성취한다.

유사하게, 그리고 이제 도 2q-3을 참조하면, 제2 가열 단계(340)는, 다른 특성들 중에서도 소정 강도, 소정 연신율, 또는 강도와 연신율의 소정 조합(350)을 성취하도록 선택될 수 있다. 따라서, 제2 가열 단계(340)가 수행되어, 소정 미달시효 상태(344), 피크 시효 상태(346), 또는 소정 과시효 상태(348) 중 어느 것과 같은 제2 선택 상태(342)를 성취할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 가열 단계(340)는 제2 선택 시간 동안 제2 선택 온도에서 수행되어 제2 선택 상태(342)를 성취한다.

제1 가열 단계(320)가 하나 이상의 미리 선택된 상태를 성취하도록 맞춤될 수 있음을 고려하면, 제2 가열 단계(340)를 통한 후속 처리를 위한 맞춤형 알루미늄 합금 본체가 제1 가열 단계(320) 및 제1 위치에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금 공급자가 제1 위치에서 제1 가열 단계를 수행하여 선택 상태를 성취할 수 있다(322). 이어서, 알루미늄 합금 공급자는 그러한 알루미늄 합금 본체를 고객(또는 다른 존재)에 공급할 수 있으며, 고객은 후속적으로 제1 위치로부터 떨어진 제2 위치에서 (예를 들어, 제2 선택 상태(342)를 성취하도록) 제2 가열 단계(340)를 수행할 수 있다. 따라서, 소정 특성을 갖는 맞춤형 알루미늄 합금 본체가 성취될 수 있다.

예로서, 그리고 이제 도 2q-4를 참조하면, 제1 가열 단계(320)는 소정 미달시효 상태(324)를 성취할 수 있다. 이러한 소정 미달시효 상태는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 소정 양의 범위 이내, 예를 들어, 알루미늄 합금 본체의 최대 인장 강도 및/또는 인장 항복 강도로부터 소정 양의 범위 이내일 수 있다. 일 실시 형태에서, 소정 미달시효 상태(324)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 30% 범위 이내이다. 다른 실시 형태에서, 소정 미달시효 상태(324)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 20% 범위 이내, 또는 10% 범위 이내, 또는 5% 범위 이내, 또는 그 미만이다. 일 실시 형태에서, 소정 미달시효 상태(324)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 20 ksi 범위 이내이다. 다른 실시 형태에서, 소정 미달시효 상태(324)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 15 ksi 범위 이내, 또는 10 ksi 범위 이내, 또는 5 ksi 범위 이내, 또는 그 미만이다. 따라서, 제1 가열 단계(320)를 거친 알루미늄 합금 본체가 공급자로부터 고객에게 소정 미달시효 상태(324)로 공급될 수 있다. 결국, 제2 가열 단계(340)가 고객에 의해 완료되어, 이전의 소정 미달시효 상태(324)에 비해 소정의 더 높은 강도 상태(372)를 성취할 수 있다. 이러한 소정의 더 높은 강도 상태(372)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도, 예를 들어, 알루미늄 합금 본체의 피크 최대 인장 강도 및/또는 피크 인장 항복 강도로부터 소정 양의 범위 이내일 수 있다. 일 실시 형태에서, 소정의 더 높은 강도 상태(372)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 15% 범위 이내이다. 다른 실시 형태에서, 소정의 더 높은 강도 상태(372)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 10% 범위 이내, 또는 8% 범위 이내, 또는 6% 범위 이내, 또는 4% 범위 이내, 또는 2% 범위 이내, 또는 1% 범위 이내, 또는 그 미만이다. 유사하게, 소정의 더 높은 강도 상태(372)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도로부터 15 ksi 범위 이내일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 소정의 더 높은 강도 상태(372)는 알루미늄 합금 본체의 피크 강도 상태로부터 10 ksi 범위 이내, 또는 8 ksi 범위 이내, 또는 6 ksi 범위 이내, 또는 4 ksi 범위 이내, 또는 2 ksi 범위 이내, 또는 1 ksi 범위 이내, 또는 그 미만일 수 있다.

예시로서, 제조 단계(100), 냉간 가공 단계(200),및 제1 가열 단계(320)를 거쳐서 소정 미달시효 상태(324)인 알루미늄 합금 본체의 입수시 고객은 후속적으로 제2 가열 단계(340)를 수행하여 제2 소정의 더 높은 강도 상태(372)를 성취할 수 있다. 예를 들어, 그리고 이제 도 2q-5를 참조하면, 제2 가열 단계(340)는 특히 온간 성형 공정, 페인트 베이킹 공정, 건조 공정, 및/또는 에이징 퍼니스에서 수행되는 맞춤형 시효 공정 중 하나 이상일 수 있다. 그러한 제2 가열 단계(340) 공정은 특정 알루미늄 합금 본체 및 그의 상응하는 최종 형태에 적합한 대로 임의의 순서로 수행될 수 있다.

한 가지 비제한적인 예에서, 그리고 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 알루미늄 합금 시트는 제1 가열 단계(320)의 완료 후에 자동차 제조자에게 공급될 수 있다. 따라서, 자동차 제조자는 이후의 처리를 위한 소정 선택 상태(322)의 알루미늄 합금 시트를 입수할 수 있다. 이어서, 자동차 제조자는 제2 가열 단계(340)의 적어도 일부 동안 이러한 부품을 소정의 형상화된 제품으로 성형할 수 있다 (하기 섹션 F에 기재된 "온간 성형"). 온간 성형 단계 후에, 자동차 제조자는 이러한 소정의 형상화된 제품을 페인트 베이킹 및/또는 건조하여, 알루미늄 합금 본체를 제2 가열 단계(340)의 일부로서의 추가적인 열처리로 처리하여 제2 선택 상태(342)를 성취할 수 있다. 유사하게, 자동차 제조자는, 임의의 다른 가열 작업의 전 또는 후에, 소정의 형상화된 제품을 에이징 퍼니스 등으로 처리하여 소정의 형상화된 제품의 특성을 맞춤할 수 있다.

임의의 합금의 경우, 피크 강도는 시효 곡선(aging curve)에 기초하여 알려져 있을 것임을 고려하면, 자동차 제조자는 제1 선택 상태(322)의 알루미늄 합금 본체를 입수할 수 있고, 그 결과 자동차 제조자의 후속 열처리에 의해 제2 선택 상태, 예를 들어, 더 높은 강도 상태가 성취될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 자동차 제조자는 제2 가열 단계(340)를 수행하여, 상기에 기재된 바와 같이, 피크 강도 또는 피크 부근 강도 상태(346)의 성취를 촉진할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 자동차 제조자는 소정 과시효 상태(348) 및/또는 미달시효 상태(344)를 선택하여 소정 세트의 특성(350)을 성취할 수 있다. 예를 들어, 과시효 상태(348)에서, 자동차 제조자는 피크 강도 상태에 비해 다소 더 낮은 강도에서 더 높은 연성을 성취할 수 있으며, 따라서 피크 강도 상태(346)에서와 상이한 세트의 특성을 촉진할 수 있다. 유사하게, 미달시효 특성(344)은 자동차 제조자에게 유용할 수 있는 상이한 세트의 기계적 특성을 제공할 수 있다. 따라서, 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 특성과 같은 소정 특성을 갖는 맞춤형 알루미늄 합금 본체가 성취될 수 있다.

이제 도 2q-6을 참조하면, 열처리 실행의 한 가지 특정 실시 형태가 예시된다. 이러한 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 냉간 가공된 상태 또는 T3 템퍼 중 어느 하나로 고객에게 공급될 수 있다 (즉, 고객은 알루미늄 합금 공급자에 의한 어떠한 열처리도 가해지지 않은 냉간 가공 단계(200) 후의 알루미늄 합금을 입수할 수 있다). 이러한 실시 형태에서, 고객은 열처리 단계(300) 및 선택적인 최종 처리 단계(400)를 완료할 수 있다. 예시된 실시 형태에 나타난 바와 같이, 선택적인 최종 처리는 열처리 단계(300) 동안 소정의 형상화된 제품(500)의 성형을 포함할 수 있다. 즉, 고객은, 온간 성형 단계(320')를 포함할 수 있는 모든 열처리 단계를 완료한다. 다른 또는 대안적인 열처리, 예를 들어, 특히, 도 2q-5에 나타낸 임의의 것이 고객에 의해 이용될 수 있다.

다시 도 2q-1을 참조하면, 제1 가열 단계(320)는 제1 위치에서 행해질 수 있고, 제2 가열 단계(340)는 제2 위치에서 행해질 수 있기 때문에, 제1 가열 단계(320) 이전의 단계가 또한 제1 위치에서 완료될 수 있다. 즉, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계(100)가 제1 위치에서 완료될 수 있고/있거나, 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계(200)가 제1 위치에서 완료될 수 있다. 그러나, 그러한 처리 단계들은 제1 위치에서 완료될 것을 요하지는 않는다. 유사하게, 모든 단계가 단일 위치에서 완료될 수 있는 것이 가능하다. 게다가, 상기 예는 자동차 제품에 대해서 설명되지만, 그러한 방법은 다수의 알루미늄 응용, 예를 들어, 하기 '제품 응용' 섹션 (섹션 I)에 기재된 임의의 제품에 적용가능하다.

또한, 도 2q-1 내지 도 2q-5는 2가지 미리 선택된 상태(322, 342)를 성취하는 것에 대해 기재되어 있지만, 2가지 선택 상태를 이용하는 것이 필수적이지는 않다. 예를 들어, 알루미늄 공급자는, 고객의 공정이 고객의 알루미늄 합금 제품의 개선을 촉진하는 것이고 고객은 제2 선택 상태를 명확히 규정하지 않는다는 것을 아는 것에 기초하여, 제1 선택 상태(322)를 이용할 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 단지 단일의 미리 선택된 상태(예를 들어, 선택 상태(322))가 이용된다. 게다가, 도 2a에 대해 상기에 기재된 바와 같이, 열처리 단계(300)가 단일 위치에서 수행되는 경우, 상기 열처리 단계는 제1 온도에서 제1 기간 동안 처리하는 단계 및 제2 온도에서 제2 기간 동안 처리하는 단계와 같은 복수의 처리 단계를 포함할 수 있으며, 이러한 제1 온도는 제2 온도보다 더 높거나 더 낮을 수 있고, 제1 기간은 제2 기간보다 더 짧거나 더 길 수 있다. 유사하게, 또한 각각의 가열 단계(320, 340)가, 제1 온도에서 제1 기간 동안 처리하는 단계, 및 제2 온도에서 제2 기간 동안 처리하는 단계와 같은 복수의 처리 단계를 포함할 수 있으며, 이러한 제1 온도는 제2 온도보다 더 높거나 더 낮을 수 있고, 제1 기간은 제2 기간보다 더 짧거나 더 길 수 있다. 게다가, 단지 2개의 개별적인 가열 단계(320, 340)가 예시되고 기재되어 있지만, 임의의 개수의 개별적인 가열 단계를 이용하여 임의의 적합한 개수의 위치에서 열처리 단계(300)를 성취할 수 있으며, 이들 개별적인 가열 단계 중 하나 이상에 대해 미리 선택된 상태/특성이 사용될 수 있음을 알 것이다.

B. 다수의 냉간 가공 단계

상기한 다수의 열처리 단계 실시 형태와 유사하게, 다수의 냉간 가공 단계가 또한 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2q-7을 참조하면, 냉간 가공 단계(200)는 제1 냉간 가공 단계(220) 및 제2 냉간 가공 단계(240)를 포함하는데, 제1 냉간 가공 단계(220)와 제2 냉간 가공 단계(240)의 조합은 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 제1 냉간 가공 단계는, 그 자체로, 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 따라서, 제1 냉간 가공 단계(220)를 수행하여, 미리 선택된 상태(222)(예를 들어, 제1 선택 상태)를 성취할 수 있다. 유사하게, 제2 냉간 가공 단계(240)를 수행하여, 다른 미리 선택된 상태(242)(예를 들어, 제2 선택 상태)를 성취할 수 있다.

이제 도 2q-8을 참조하면, 제1 선택 상태(222)는, 예를 들어, 다른 특성들 중에서도 소정 강도, 소정 연신율, 또는 강도와 연신율의 소정 조합(230)을 성취하도록 선택될 수 있다. 유사하게, 제2 선택 상태(232)는, 예를 들어, 다른 특성들 중에서도 소정 강도, 소정 연신율, 또는 강도와 연신율의 소정 조합(250)을 성취하도록 선택될 수 있다.

제1 냉간 가공 단계(220)가 하나 이상의 미리 선택된 상태를 성취하도록 맞춤될 수 있음을 고려하면, 제2 냉간 가공 단계(240) 및 열처리 단계(300)를 통한 후속 처리를 위한 맞춤형 알루미늄 합금 본체가 제1 냉간 가공 단계(220) 및 제1 위치에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금 공급자는 제1 위치에서 제1 냉간 가공 단계를 수행하여 선택 상태(222)를 성취할 수 있다. 이어서, 알루미늄 합금 공급자는 그러한 알루미늄 합금 본체를 고객(또는 다른 존재)에 공급할 수 있으며, 고객은 후속적으로 제1 위치로부터 떨어진 제2 위치(또는 더 많은 위치)에서 제2 냉간 가공 단계(240) 및 열처리 단계(300)를 수행할 수 있다 (예를 들어, 제2 선택 상태(342)를 성취할 수 있다). 따라서, 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 특성과 같은 소정 특성을 갖는 맞춤형 알루미늄 합금 본체가 성취될 수 있다.

도 2q-7 및 도 2q-8은 2가지 미리 선택된 상태(222, 242)를 성취하는 것에 대해 기재되어 있지만, 2가지 선택 상태를 이용하는 것이 필수적이지는 않다. 예를 들어, 알루미늄 공급자는, 고객의 공정이 고객의 알루미늄 합금 제품의 개선을 촉진하는 것이고 고객은 제2 선택 상태를 명확히 규정하지 않는다는 것을 아는 것에 기초하여, 제1 선택 상태(222)를 이용할 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 단지 단일의 미리 선택된 상태(예를 들어, 선택 상태(222))가 이용된다. 게다가, 단지 2개의 냉간 가공 단계(220, 240)가 예시되고 기재되어 있지만, 임의의 개수의 개별적인 냉간 가공 단계를 이용하여 임의의 적합한 개수의 위치에서 냉간 가공 단계(200)를 성취할 수 있으며, 이들 개별적인 냉간 가공 단계 중 하나 이상에 대해 미리 선택된 상태/특성이 사용될 수 있음을 알 것이다.

C. 상이한 위치에서 다수회 냉간 가공 및 열처리

다른 실시 형태에서, 제1 냉간 가공 단계 및 제1 열처리 단계는 제1 위치에서 완료되고 제2 냉간 가공 단계 및 제2 열처리 단계는 제2 위치에서 완료되어 하나 이상의 소정 특성을 성취할 수 있다. 예를 들어, 그리고 이제 도 2q-9를 참조하면, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)를 완료하기 위해서, 제1 냉간 가공 단계(220) 및 제1 열처리 단계(320)가 제1 위치에서 완료될 수 있고, 제2 냉간 가공 단계(240) 및 제2 열처리 단계(340)가 제2 위치에서 완료될 수 있는데, 제1 냉간 가공 단계(220)와 제2 냉간 가공 단계(240)의 조합은 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 제1 냉간 가공 단계는, 그 자체로, 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다.

예로서, 그리고 이제 도 2q-1, 도 2q-2, 및 도 2q-9를 참조하면, 알루미늄 합금 공급자는 제1 냉간 가공 단계(220) 및 제1 가열 단계(320)를 완료하여, 예를 들어, 미리 선택된 상태(322), 예를 들어, 특히 소정 강도, 소정 연신율, 또는 강도와 연신율의 소정 조합(330)을 성취할 수 있다. 고객은, 용체화-후 냉간 가공을 위해 제조되고(100), 제1 냉간 가공되고(220), 제1 가열된(320) 알루미늄 합금 본체를 입수할 수 있다. 이어서, 고객은 제2 냉간 가공 단계(240) 및 제2 열처리 단계(340)를 완료하여, 선택적으로 최종 처리(400)와 함께 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)를 완료하고, 선택적으로 다른 미리 선택된 상태(242)(예를 들어, 제2 선택 상태)를 성취할 수 있다. 따라서, 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 특성과 같은 소정 특성을 갖는 맞춤형 알루미늄 합금 본체가 성취될 수 있다. 이들 실시 형태는, 예를 들어, 특히 자동차, 항공우주, 및 용기 응용에 유용할 수 있다.

도 2q-9는 2가지의 미리 선택된 상태(322, 342)를 성취하는 것에 대해 기재되어 있지만, 2가지 선택 상태를 이용하는 것이 필수적이지는 않다. 예를 들어, 알루미늄 공급자는, 고객의 공정이 고객의 알루미늄 합금 제품의 개선을 촉진하는 것이고 고객은 제2 선택 상태를 명확히 규정하지 않는다는 것을 아는 것에 기초하여, 제1 선택 상태(322)를 이용할 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 단지 단일의 미리 선택된 상태(예를 들어, 선택 상태(322))가 이용된다. 게다가, 단지 2개의 냉간 가공 단계(220, 240) 및 2개의 가열 단계(320, 340)가 예시되고 기재되어 있지만, 임의의 개수의 개별적인 냉간 가공 단계를 사용하여 임의의 개수의 적합한 위치에서 냉간 가공 단계(200)를 성취할 수 있으며, 임의의 개수의 개별적인 가열 단계를 이용하여 임의의 적합한 개수의 위치에서 열처리 단계(300)를 성취할 수 있고, 이들 개별적인 냉간 가공 단계 및/또는 개별적인 가열 단계 중 하나 이상에 대해 미리 선택된 상태/특성이 사용될 수 있음을 알 것이다.

D. 냉간 가공 및 열처리의 조합

냉간 가공 단계(200)와 열처리 단계(300)의 조합은 개선된 특성을 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성할 수 있다. 적절한 열처리 조건(300)과 조합된 냉간 가공 단계(200)의 높은 변형의 조합은, 이제까지는 실현되지 않았던 강도와 연성의 조합을 달성할 수 있는 독특한 미세구조(하기 '미세구조' 참조)를 생성하는 것으로 여겨진다. 냉간 가공 단계(200)는 심하게 변형된 미세구조의 생성을 촉진하는 반면, 열처리 단계(300)는 석출 경화(precipitation hardening)를 촉진한다. 냉간 가공(200)이 25% 이상, 바람직하게는 50% 초과인 경우에 그리고 적절한 열처리 단계(300)가 적용되는 경우에, 개선된 특성이 실현될 수 있다.

한 가지 접근법에서, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, 알루미늄 합금 본체가 강도(예를 들어, 인장 항복 강도(R_0.2) 또는 최대 인장 강도(R_m))의 증가를 성취하도록 한다. 강도 증가는 L 방향, LT 방향 또는 ST 방향 중 하나 이상에서 실현될 수 있다. "수행되어 ~하는", "수행되어 ~를 성취하는" 등은, 언급된 특성 또는 특성들을 언급된 단계 또는 단계들이 종결된 후에 결정함을 의미한다 (예를 들어, 특성은 열처리 단계의 중간에 측정하지 않고, 대신에 열처리 단계의 종결 시에 측정함).

일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, 알루미늄 합금 본체가 "냉간 가공된 상태"의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 강도의 증가를 성취하도록 한다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, 알루미늄 합금 본체가 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 강도의 증가를 성취하도록 한다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, 알루미늄 합금 본체가 T4 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 더 높은 R-값을 성취하도록 한다. 이들 및 다른 특성이 하기 '특성' 섹션에 기재되어 있다.

"냉간 가공된 상태"(ACWC)는 (i) 알루미늄 합금 본체가 용체화-후 냉간 가공을 위해 제조된다는 것과, (ii) 알루미늄 합금 본체가 냉간 가공된다는 것과, (iii) 용체화 단계(140)의 완료와 냉간 가공 단계(200)의 개시 사이에 4시간 이하가 경과된다는 것과, 그리고 (iv) 알루미늄 합금 본체가 열처리되지 않는다는 것을 의미한다. 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체의 기계적 특성은 냉간 가공 단계(200)의 완료로부터 4 내지 14일 이내에 측정되어야 한다. "냉간 가공된 상태"의 알루미늄 합금 본체의 기준형을 생성하기 위해서는, 일반적으로, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하고(100), 이어서 본 명세서에 기재된 실행에 따라 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하고(200), 그 후에 알루미늄 합금 본체의 일부분을 떼어내어, 상기한 요건에 따라 냉간 가공된 상태에서의 그의 특성을 결정할 것이다. 알루미늄 합금 본체의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리할 것이고, 그 후에 그의 특성을 측정할 것이고, 따라서 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체의 특성 사이의 비교(예를 들어, 강도, 연성, 파괴 인성의 비교)를 용이하게 한다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 알루미늄 합금 본체의 일부분으로부터 생성되기 때문에, 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 가질 것이다.

"T6 템퍼" 등은, 용체화되고 이어서 최대 강도 상태(피크 강도로부터 1 ksi 범위 이내)로 열처리된 알루미늄 합금 본체를 의미하며; 용체화 후에 냉간 가공되지 않았거나, 또는 평탄화 또는 교정에서의 냉간 가공의 효과가 기계적 특성 한계 내에서 인식되지 않을 수 있는 본체에 적용된다. 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체에 비하여 탁월한 특성을 성취할 수 있다. T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형을 생성하기 위하여, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조할 것이며(100), 그 후에 알루미늄 합금 본체의 일부분을 T6 템퍼로 처리할 것이다 (즉, T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체). 알루미늄 합금 본체의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리할 것이고, 따라서 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체의 특성 사이의 비교(예를 들어, 강도, 연성, 파괴 인성의 비교)를 용이하게 한다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 알루미늄 합금 본체의 일부분으로부터 생성되기 때문에, 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 가질 것이다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 용체화 단계(140) 전에 (열간 및/또는 냉간) 가공하여, 알루미늄 합금 본체의 기준형을 신규 알루미늄 합금 본체에 비견되는 제품 형태로 설정할 (예를 들어, 압연된 제품에 대해 동일한 최종 두께를 성취할) 필요가 있다.

"T4 템퍼" 등은, 용체화되고 이어서 실질적으로 안정한 상태로 자연 시효된 알루미늄 합금 본체를 의미하며; 용체화 후에 냉간 가공되지 않았거나, 또는 평탄화 또는 교정에서의 냉간 가공의 효과가 기계적 특성 한계 내에서 인식되지 않을 수 있는 본체에 적용된다. T4 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형을 생성하기 위하여, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조할 것이며(100), 그 후에 알루미늄 합금 본체의 일부분을 T4 템퍼로 자연 시효되게 둘 것이다 (즉, T4 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체). 알루미늄 합금 본체의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리할 것이고, 따라서 T4 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체의 특성 사이의 비교(예를 들어, 강도, 연성, 파괴 인성의 비교)를 용이하게 한다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 알루미늄 합금 본체의 일부분으로부터 생성되기 때문에, 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 가질 것이다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 용체화 단계(140) 전에 (열간 및/또는 냉간) 가공하여, 알루미늄 합금 본체의 기준형을 신규 알루미늄 합금 본체에 비견되는 제품 형태로 설정할 (예를 들어, 압연된 제품에 대해 동일한 두께를 성취할) 필요가 있다.

"T3 템퍼" 등은, 용체화되고, 냉간 가공되고, 이어서 자연 시효된 (즉, 특성 측정 시점에 열처리가 적용되어 있지 않은) 알루미늄 합금 본체를 의미한다. T3 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형을 생성하기 위하여, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조할 것이고(100), 그 후에, 보통 수일 또는 수주 후에, 강도가 안정화될 때까지 알루미늄 합금 본체를 자연 시효(실온 시효)시킨다. 이어서, 알루미늄 합금 본체의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 열처리할 것이고, 따라서 T3 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체의 특성 사이의 비교(예를 들어, 강도, 연성, 파괴 인성의 비교)를 용이하게 한다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 알루미늄 합금 본체의 일부분으로부터 생성되기 때문에, 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 가질 것이다.

"T87 템퍼" 등은, 용체화되고 10% 냉간 가공(압연 또는 신장)되고, 이어서 최대 강도 상태(피크 강도로부터 1 ksi 범위 이내)로 열처리된 알루미늄 합금 본체를 의미한다. 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체는 T87 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체에 비하여 탁월한 특성을 성취할 수 있다. T87 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형을 생성하기 위하여, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조할 것이며(100), 그 후에 알루미늄 합금 본체의 일부분을 T87 템퍼로 처리할 것이다 (즉, T87 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체). 알루미늄 합금 본체의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리할 것이고, 따라서 T87 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체의 특성 사이의 비교(예를 들어, 강도, 연성, 파괴 인성의 비교)를 용이하게 한다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 알루미늄 합금 본체의 일부분으로부터 생성되기 때문에, 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 가질 것이다. 알루미늄 합금 본체의 기준형은 용체화 단계(140) 전에 (열간 및/또는 냉간) 가공하여, 알루미늄 합금 본체의 기준형을 신규 알루미늄 합금 본체에 비견되는 제품 형태로 설정할 (예를 들어, 압연된 제품에 대해 동일한 두께를 성취할) 필요가 있다.

일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계는 400°이하의 온도(예를 들어, 250℉ 이하의 온도)에서 개시되며 열처리 단계(300)는 150℉ 이상의 온도에서 수행된다. 이러한 실시 형태에서, 열처리 단계(300) 및 냉간 가공 단계(200)가 수행되어 본 명세서에 기재된 신규 알루미늄 합금 본체가 생성되기만 한다면, 상기 단계들은 (부분적으로 또는 완전히) 중첩될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 열처리 단계(300)는 냉간 가공 단계(200)와 동시에 완료될 수 있다.

E. 미세구조

i. 재결정화

냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, 알루미늄 합금 본체가 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 성취/유지하도록 할 수 있다. 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조는, 하기에 기재된 바와 같이 알루미늄 합금 본체가 제1 타입 결정립을 (부피 분율 기준으로) 50% 미만으로 함유함을 의미한다.

알루미늄 합금 본체는 결정질 미세구조를 갖는다. "결정질 미세구조"는 다결정질 물질의 구조이다. 결정질 미세구조는, 본 명세서에서 결정립으로 지칭되는 결정을 갖는다. "결정립"은 다결정질 물질의 결정이다.

"제1 타입 결정립"은, 하기한 OIM (Orientation Imaging Microscopy) 샘플링 절차를 사용하여 측정할 때 하기에 정의된 "제1 결정립 기준"을 충족시키는 결정질 미세구조의 결정립을 의미한다. 알루미늄 합금 본체의 독특한 미세구조 때문에, 본 출원에서는, 소정 상황에서 모호할 수 있으며 논쟁의 대상이 될 수 있는 전통적인 용어 "재결정화된 결정립" 또는 "재결정화되지 않은 결정립"을 사용하지 않는다. 대신에, 용어 "제1 타입 결정립" 및 "제2 타입 결정립"을 사용하는데, 이들 타입의 결정립의 양은 OIM 샘플링 절차에 상세하게 기술된 전산화된 방법을 이용함으로써 정확하고 정밀하게 결정된다. 따라서, 용어 "제1 타입 결정립"은, 당업자가 그러한 결정립을 재결정화되지 않은 것으로 간주하든지 또는 재결정화된 것으로 간주하든지와는 상관없이, 제1 결정립 기준을 충족시키는 임의의 결정립을 포함한다.

OIM 분석은 L-ST 평면의 T/4 (사분 평면(quarter-plane)) 위치로부터 표면까지 완료된다. 분석될 샘플의 크기는 일반적으로 치수에 따라 변화할 것이다. 측정 전에, 표준 금속조직학적 샘플 제조 방법에 의해 OIM 샘플을 제조한다. 예를 들어, OIM 샘플은 일반적으로 뷜러(Buehler) Si--C 페이퍼를 사용하여 손으로 3분 동안 폴리싱한 다음, 약 3 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는 뷜러 다이아몬드액체 연마제(polish)를 사용하여 손으로 폴리싱한다. 샘플을 플루오르산-붕산 수용액에서 30 내지 45초 동안 양극산화처리한다. 이어서, 삼산화크롬을 함유하는 인산 수용액을 사용하여 샘플을 스트리핑한 다음, 헹구고 건조한다.

"OIM 샘플 절차"는 다음과 같다:

사용되는 소프트웨어는 텍스셈 랩 OIM 데이터 수집 소프트웨어(TexSEM Lab OIM Data Collection Software) 버전 5.31 (미국 뉴저지 소재의 에댁스, 인크.(EDAX Inc.))이고, 이것은 파이어와이어(FIREWIRE)(미국 캘리포니아 소재의 애플, 인크.(Apple, Inc.))를 통해 디지뷰(DigiView) 1612 CCD 카메라 (미국 유타 소재의 티에스엘/에댁스(TSL/EDAX))에 연결된다. SEM은 제올(JEOL) JSM6510 (일본 도쿄 소재의 제올 리미티드(JEOL Ltd.))이다.

OIM 실행 조건은 18 mm 작업 거리를 갖는 70° 경사(tilt), 및 다이나믹 포커싱(dynamic focusing) 및 1 x 10-7 amp의 스팟 크기를 갖는 20 ㎸의 가속 전압이다. 수집 모드는 정사각형 격자이다. 분석에서 배향이 수집되도록 선택이 이루어진다 (즉, 호프(Hough) 피크 정보는 수집되지 않음). 스캔당 면적 크기(즉, 프레임)는 80X에서 3 마이크로미터 단계에서 2 mm 치수 샘플에 대해 2.0 mm x 0.5 mm이고, 5 mm 치수 샘플에 대해 2.0 mm x 1.2 mm이다. 치수에 따라 상이한 프레임 크기가 사용될 수 있다. 수집된 데이터는 *.osc 파일로 출력된다. 이 데이터를 사용하여, 하기에 기재된 바와 같이, 제1 타입 결정립의 부피 분율을 계산할 수 있다.

제1 타입 결정립의 부피 분율의 계산: 제1 타입 결정립의 부피 분율은, *.osc 파일의 데이터 및 텍스셈 랩 OIM 분석 소프트웨어(TexSEM Lab OIM Analysis Software) 버전 5.31을 사용하여 계산한다. 계산 전에, 15° 공차 각도(tolerance angle), 최소 결정립 크기 = 3 데이터 포인트, 및 단일 이터레이션 클린업(single iteration cleanup)으로 데이터 클린업(data cleanup)을 수행할 수 있다. 이어서, 제1 결정립 기준 (하기)을 사용하여 소프트웨어에 의해 제1 타입 결정립의 양을 계산한다.

제1 결정립 기준: 5°의 결정립 공차 각도로 결정립 배향 분포(grain orientation spread; GOS)를 통해 계산할 때, 최소 결정립 크기는 3 데이터 포인트이고, 신뢰도 지수(confidence index)는 0이다. "계산 전에 분할 적용"(apply partition before calculation), "에지 결정립 포함"(include edge grains), 및 "이중 경계 정의 무시"(ignore twin boundary definitions) 모두가 요구되어야 하며, 계산은 "결정립 평균 배향"(grain average orientation)을 사용하여 완료되어야 한다. GOS가 3° 이하인 임의의 결정립이 제1 타입 결정립이다. 다중 프레임이 사용되는 경우, GOS 데이터가 평균된다.

"제1 결정립 부피"(FGV)는 결정질 물질의 제1 타입 결정립의 부피 분율을 의미한다.

"재결정화되지 않은 %" 등은 하기 식을 통해 결정된다:

U_RX% = (1 - FGV) * 100%

상기에 언급된 바와 같이, 알루미늄 합금 본체는 일반적으로 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함하며, 즉 FGV < 0.50이고 U_RX% ≥ 50%이다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 (부피 분율 기준으로) 0.45 이하의 제1 타입 결정립을 함유한다 (즉, 상기에 제공된 정의에 따르면 알루미늄 합금 본체는 55% 이상 재결정화되지 않음 (U_RX% ≥ 55%)). 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 (부피 분율 기준으로) 0.40 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 60%), 또는 0.35 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 65%), 또는 0.30 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 70%), 또는 0.25 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 75%), 또는 0.20 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 80%), 또는 0.15 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 85%), 또는 0.10 이하의 제1 타입 결정립 (U_RX% ≥ 90%), 또는 그 미만을 함유할 수 있다.

ii. 텍스쳐

알루미늄 합금 본체는 독특한 미세구조를 성취할 수 있다. 이러한 독특한 미세구조는 결정학적 텍스쳐 데이터로부터 유도되는 알루미늄 합금 본체의 R-값에 의해 나타내어질 수 있다. 알루미늄 합금 본체의 미세구조는 그의 특성(예를 들어, 특히, 강도, 연성, 인성, 내식성)과 관련된다.

본 발명을 위해, R-값은 하기한 R-값 생성 절차에 따라 생성된다.

R-값 생성 절차:

기구: 컴퓨터-제어되는 극점도 유닛(pole figure unit)(예를 들어, 리가쿠 얼티마(Rigaku Ultima) III 회절계, 미국 텍사스 더 우들랜즈 소재의 리가쿠 유에스에이(Rigaku USA)) 및 데이터 수집 소프트웨어 및 극점도 데이터를 처리하기 위한 ODF 소프트웨어(예를 들어, 리가쿠 회절계에 포함된 리가쿠 소프트웨어)를 갖는 x-선 발생기가 사용된다. 반사 극점도를 문헌["Elements of X-ray Diffraction" by B.D. Cullity, 2^nd edition 1978 (Addison-Wesley Series in Metallurgy and Materials)] 및 얼티마 III 회절계 및 다목적 부속품의 리가쿠 사용자 매뉴얼(또는 다른 비견되는 회절계 장비의 다른 적합한 매뉴얼)에 따라 캡쳐한다.

샘플 제조: 극점도는 T/4 위치로부터 표면까지 측정하여야 한다. 따라서, R-값 생성에 사용되는 샘플은 (바람직하게는) 7/8 인치 (LT) x 1¼ 인치 (L)이다. 측정 장비에 따라 샘플 크기는 달라질 수 있다. R-값 측정 전에, 샘플을 다음과 같이 제조할 수 있다:

1. T/4 평면보다 0.01" 더 두껍게 한쪽 면으로부터 압연 평면을 기계 가공하고 (두께가 허용된다면);

2. T/4 위치까지 화학적으로 에칭한다.

극점도의 X-선 측정: 극점도의 반영 (슐츠 반영 방법(Schulz Reflection Method)에 기초함)

1. 샘플의 압연 방향이 표시된 샘플 링 홀더 상에 샘플을 장착한다.

2. 샘플 홀더 유닛을 극점도 유닛에 삽입한다.

3. 샘플의 방향을 극점도 유닛의 동일한 수평 평면으로 배향시킨다 (β=0°).

4. 정상 분기 슬릿 (DS), Ni K_β 필터를 갖는 표준 극점도 수용 슬릿(RS) 및 표준 산란 슬릿(SS)을 사용한다 (슬릿 결정은 사용되는 방사선, 피크의 2θ 및 피크의 폭에 따라 달라짐). 리가쿠 얼티마 III 회절계는 2/3도 DS, 5 mm RS, 및 6 mm SS를 사용한다.

5. 전력을 권장 작동 전압 및 전류로 설정한다 (얼티마 III 상에서 Ni 필터를 갖는 Cu 방사선의 경우 기준값 40 KV, 44 mA).

6. 5° 단계에서, 그리고 각 단계에서 1초 동안 계수하여 Al ₍₁₁₁₎, Al _(200), 및 Al ₍₂₂₀₎ 피크의 α=15°, β=0°로부터 α=90°, β=355°까지 배경 강도를 측정한다 (정확한 ODF를 위해 3개의 극점도가 보통 충분하다).

7. 5° 단계에서, 그리고 각 단계에서 1초 동안 계수하여 Al _(111), Al _(200), Al _(220), 및 Al ₍₃₁₁₎ 피크의 α=15°, β=0°로부터 β=90°, β=355°까지 피크 강도를 측정한다.

8. 측정 동안, 샘플을 초당 2 cm 오실레이팅시켜, 개선된 샘플링 통계를 위한 더 큰 샘플링 면적을 획득하여야 한다.

9. 피크 강도로부터 배경 강도를 뺀다 (이는 보통 사용자-특정 소프트웨어에 의해 수행한다).

10. 흡수에 대해 보정한다 (보통, 사용자-특정 소프트웨어에 의해 수행됨).

출력 데이터는 보통 ODF 소프트웨어로의 입력을 위한 포맷으로 변환된다. ODF 소프트웨어는 데이터를 정규화하고, ODF를 계산하고, 정규화된 극점도를 재계산한다. 이러한 정보로부터, 테일러-비숍-힐(Taylor-Bishop-Hill) 모델을 사용하여 R-값을 계산한다 (문헌[Kuroda, M. et al., Texture optimization of rolled aluminum alloy sheets using a genetic algorithm, Materials Science and Engineering A 385 (2004) 235-244] 및 문헌[Man, Chi-Sing, On the r-value of textured sheet metals, International Journal of Plasticity 18 (2002) 1683-1706] 참조).

본 명세서에 기재된 방법에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체는, 통상적으로 생성되는 재료에 비해 높은 정규화 R-값을 성취할 수 있다. "정규화 R-값" 등은 압연 방향에 대해 0°의 각도에서 RV-대조군 샘플의 R-값에 의해 정규화된 R-값을 의미한다. 예를 들어, RV-대조군 샘플이 압연 방향에 대해 0°의 각도에서 0.300의 R-값을 성취한다면, 이 R-값 및 다른 모든 R-값은 0.300으로 나눔으로써 정규화될 것이다.

"RV-대조군 샘플" 등은 T4 템퍼 (상기 정의됨)에서의 기준형 알루미늄 합금 본체로부터 취한 대조군 샘플을 의미한다.

"압연 방향" 등은 압연된 제품의 L-방향을 의미한다 (도 13 참조). 압연되지 않은 제품의 경우, 그리고 R-값과 관련하여, "압연 방향" 등은 주 신장 방향 (예를 들어, 압출 방향)을 의미한다. 본 출원의 목적상, 압연 방향에 대해 0°의 각도로부터 90°의 각도까지, 5°의 증분으로, 재료의 다양한 R-값을 계산한다. 간단하게 하기 위하여, "배향각"이 때때로 어구 "압연 방향에 대한 각도"를 지칭하는 데에 사용된다.

"최대 정규화 R-값" 등은 압연 방향에 대해 임의의 각도에서 성취된 최대 정규화 R-값을 의미한다.

"최대 RV 각도" 등은 최대 정규화 R-값이 성취되는 각도를 의미한다.

한 가지 접근법에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 2.0 이상의 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는 2.5 이상의 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는 3.0 이상, 또는 3.5 이상, 또는 4.0 이상, 또는 4.5 이상, 또는 5.0 이상, 또는 그 초과의 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 최대 정규화 R-값은 20° 내지 70°의 배향각에서 성취될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 최대 정규화 R-값은 30° 내지 70°의 배향각에서 성취될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 최대 정규화 R-값은 35° 내지 65°의 배향각에서 성취될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 최대 정규화 R-값은 40° 내지 65°의 배향각에서 성취될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 최대 정규화 R-값은 45° 내지 60°의 배향각에서 성취될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 최대 정규화 R-값은 45° 내지 55°의 배향각에서 성취될 수 있다.

다른 접근법에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는, 신규 알루미늄 합금 본체의 최대 RV 각도에서 RV-대조군 샘플보다 200% 이상 더 큰 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 이러한 접근법에서는, 신규 알루미늄 합금 본체의 최대 RV 각도가 나타나는 각도에서, 신규 알루미늄 합금 본체의 정규화 R-값을 RV-대조군 샘플의 정규화 R-값과 비교한다. 예를 들어, 이론적인 예로서, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체가 50°의 RV 각도 (최대 RV 각도)에서 그의 최대 정규화 R-값을 실현한 경우에, 그의 최대 정규화 R-값 증가는, 50°에서의 그의 정규화 R-값을 50°의 동일한 RV-각도에서의 RV-대조군 샘플의 정규화 R-값으로 나눈 것일 것이다. 예를 들어, 이러한 이론적인 예에서, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체가 50°의 최대 RV 각도에서 7.2의 최대 정규화 R-값을 실현하고, RV-대조군 샘플이 50°의 이러한 최대 RV 각도에서 2.0의 정규화 R-값을 실현한 경우에, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체는 신규 알루미늄 합금 본체의 최대 RV 각도에서 RV-대조군 샘플보다 360% 더 높은 최대 정규화 R-값을 실현할 것이다 (7.2 / 2.0 * 100% = 360%). 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 신규 알루미늄 합금 본체의 최대 RV 각도에서 RV-대조군 샘플보다 250% 이상 더 큰 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 알루미늄 합금 본체의 최대 RV 각도에서 RV-대조군 샘플보다 300% 이상 더 크거나, 또는 350% 이상 더 크거나, 또는 400% 이상 더 크거나, 또는 450% 이상 더 크거나, 또는 500% 이상 더 크거나, 또는 550% 이상 더 크거나, 또는 600% 이상 더 크거나, 또는 650% 이상 더 크거나, 또는 700% 이상 더 크거나, 또는 그 초과인 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다.

다른 접근법에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는, RV-대조군 샘플의 최대 정규화 R-값보다 200% 이상 더 큰 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 이러한 접근법에서는, 최대 정규화 R-값이 나타나는 각도와 상관없이, 신규 알루미늄 합금 본체의 최대 정규화 R-값을 RV-대조군 샘플의 최대 정규화 R-값과 비교한다. 예를 들어, 이론적인 예로서, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체가 50°의 RV 각도 (최대 RV 각도)에서 그의 최대 정규화 R-값을 실현한 경우에, 그의 최대 정규화 R-값 증가는, 50°에서의 그의 정규화 R-값을 RV-대조군 샘플의 최대 정규화 R-값으로 나눈 것일 것이며, 그러한 각도에서 RV-대조군 샘플이 그의 최대 정규화 R-값을 성취하는 지와는 관계가 없다. 예를 들어, 이러한 이론적인 예에서, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체가 50°의 최대 RV 각도에서 7.2의 최대 정규화 R-값을 실현하고, RV-대조군 샘플이 20°의 그의 최대 RV 각도에서 3.0의 정규화 R-값을 실현한 경우에, 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체는 RV-대조군 샘플보다 240% 더 높은 최대 정규화 R-값을 실현할 것이다 (7.2 / 3.0 * 100% = 240%). 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 RV-대조군 샘플의 최대 정규화 R-값보다 250% 이상 더 큰 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 RV-대조군 샘플의 최대 정규화 R-값보다 300% 이상 더 크거나, 또는 350% 이상 더 크거나, 또는 400% 이상 더 크거나, 또는 450% 이상 더 크거나, 또는 500% 이상 더 크거나, 또는 그 초과인 최대 정규화 R-값을 성취할 수 있다.

F. 선택적인 열처리-후 처리

열처리 단계(300) 후에, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 다양한 선택적인 최종 처리(들)(400)를 거칠 수 있다. 예를 들어, 열처리 단계(300)와 동시에 또는 그 후에, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 다양한 추가적인 가공 또는 마무리 작업(예를 들어, (i) 성형 작업, (ii) 신장과 같은, 기계적 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 평탄화 또는 교정 작업, 및/또는 (iii) 기계 가공, 양극산화처리, 페인팅, 폴리싱, 버핑(buffing)과 같은 다른 작업)을 거칠 수 있다. 선택적인 최종 처리(들) 단계(400)에는 알루미늄 합금 본체의 미세구조에 현저히 영향을 줄 임의의 의도적인/유의미한 열처리(들)가 부재할 수 있다 (예를 들어, 임의의 풀림(anneal) 단계가 부재할 수 있음). 따라서, 냉간 가공 단계(200)와 열처리 단계(300)의 조합에 의해 성취된 미세구조가 유지될 수 있다.

한 가지 접근법에서, 하나 이상의 선택적인 최종 처리(들)(400)가 열처리 단계(300)와 동시에 완료될 수 있다. 일 실시 형태에서, 선택적인 최종 처리(들) 단계(400)는 성형을 포함할 수 있으며, 이러한 성형 단계는 열처리 단계(300)와 동시에 (예를 들어, 같은 시간에) 완료될 수 있다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 동시적인 성형 작업과 열처리 작업으로 인해 실질적인 최종 형태일 수 있다 (예를 들어, 하기 '제품 응용' 섹션 (섹션 I)에 열거된 다른 제품 중에서도, 자동차 도어 외측 및/또는 내측 패널, 화이트 바디 부품, 후드(hood), 데크 리드(deck lid), 및 유사한 부품을 열처리 단계 동안 성형함). 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 성형 작업 후에 소정의 형상화된 제품의 형태이다. 일 실시 형태에서, 그리고 도 2q-6을 다시 참조하면, 열처리 단계(300)는 온간 성형 단계(320')를 구성할 수 있으며, 소정의 형상화된 제품이 생성될 수 있다.

선택적인 최종 처리(들)(400)는 성형 작업(예를 들어, 소정의 형상화된 제품을 성형하기 위한 실온 또는 온간 성형 작업)을 포함할 수 있기 때문에, 그러한 성형 작업으로 인해 본체에서 일부 (온간 또는 냉간) 가공이 유발될 수 있으나, 그러한 성형 작업이 (i) 열처리 단계(300)가 수행된 (완료된) 후에 일어나거나, 또는 (ii) 열처리 단계(300) 전에, 동안에, 또는 동시에 (즉, 열처리 단계가 수행되기 (완료되기) 전에) 일어나지만, 0.3322 미만의 등가 소성 변형률을 유발하는 (즉, 상기 표 1에서 25% 미만 CW) 경우에는, 그러한 성형 작업은 단계(200)와 관련된 "냉간 가공"의 정의에 포함되지 않는다. 반대로, 용체화 후 및 열처리 단계의 완료 전에, (상기한) 냉간 가공 온도(들)에서 일어나며 0.3322 이상의 등가 소성 변형률을 유발하는 임의의 성형 작업은 상기에 따라 "냉간 가공"이며, 따라서 냉간 가공 단계(200)의 정의에 포함되고, 선택적인 최종 처리 단계(400)의 정의에는 포함되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "소정의 형상화된 제품" 등은 형상 성형 작업(예를 들어, 특히 인발 또는 드로잉, 아이어닝, 온간 성형, 유동 성형, 전단 성형, 스핀 성형, 도밍(doming), 넥킹(necking), 플랜징(flanging), 스레딩(threading), 비딩(beading), 굽힘, 시밍(seaming), 스탬핑(stamping), 액압 성형(hydroforming), 및 컬링(curling))을 통해 일정 형상으로 성형된 제품을 의미하며, 이러한 형상은 형상 성형 작업(단계) 전에 결정되었다. 소정의 형상화된 제품의 예에는 자동차용 부품(예를 들어, 특히 후드, 펜더(fender), 도어, 루프, 및 트렁크 리드(trunk lid)) 및 용기(예를 들어, 특히 식품용 캔, 병), 소비자 전자 부품(예를 들어, 특히 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 카메라, 휴대용 음악 재생기(mobile music player), 핸드헬드 디바이스(handheld device), 컴퓨터, 텔레비전), 및 하기 '제품 응용' 섹션 (섹션 I)에 기재된 다수의 다른 알루미늄 합금 제품이 포함된다. 본 특허 출원의 목적상, "소정의 형상화된 제품"은 냉간 압연 후에 생성되는 것과 같은 단순한 시트 또는 플레이트 제품을 포함하지 않는데, 압연은 본 명세서에 정의된 바와 같은 "성형 작업"이 아니며, 따라서 압연된 제품은 "형상 성형 작업에 의해 일정 형상으로 성형된" 것이 아니기 때문이다. 대신에 압연된 제품은 고객에 의해 나중에 최종 제품 형태로 형상화(성형)된다. 일 실시 형태에서, 성형 작업 후에 소정의 형상화된 제품은 그의 최종 제품 형태이다. "소정의 형상화된 제품"을 생성하는 데 이용되는 성형 작업은, '열처리' 섹션 (섹션 C, 하위 섹션 i)에 기재된 바와 같은 열처리 단계(300) 전에, 후에, 또는 동시에 일어날 수 있다.

일 실시 형태에서, 소정의 형상화된 제품은 유동 성형에 의해 생성되는 제품이다. 유동 성형은 압력을 사용하여 하나 이상의 롤러에 의해 맨드릴 위에 금속의 디스크 또는 튜브가 성형되는 점진적 금속 성형 기술인데, 이때 롤러는 작업물을 변형시켜, 그를 맨드릴에 대고 밀어내고, 보통 작업물을 방사상으로 박화시키면서도 작업물을 축방향으로 연장시킨다. 예시로서, 유동 성형을 통해 생성될 수 있는 알루미늄 합금 본체에는 특히 항공우주용 부품, 베이스 (예를 들어, 테이블, 깃대, 세면대), 수반, 베어링 하우징, 보울(bowl), 불릿 헤드라이트 형체(bullet headlight shape), 클러치 하우징, 콘(cone), 용기, 커버, 뚜껑, 캡(cap), 군용품(military part), 접시, 돔(dome), 엔진 부품, 공급기(feeder), 깔때기(funnel), 반구체(hemisphere), 고압 가스 병/실린더, 호퍼(hopper), 혼(horn)(음향 방사(sound projection)), 하우징, 장착 링(mounting ring), 악기 (예를 들어, 트럼펫, 심벌즈), 노우즈 콘(nose cone), 노즐, 오일 시일 부품, 파이프/튜브 단부, 포트(pot), 팬(pan), 컵, 캔, 페일(pail), 버킷, 캐니스터, 풀리, 반사기, 링, 위성/안테나 접시, 세퍼레이터 부품, 구, 탱크 단부/헤드/하부, 벤추리 형체(venturi shape), 휴지통, 허브(hub), 롤러, 스트럿(strut), 토크 튜브(torque tube), 드라이브 샤프트, 엔진 및 모터 샤프트, 군수품 및 휠(자동차, 트럭, 모터사이클 등)이 포함된다.

상기에 언급된 바와 같이, 성형 작업은 열처리 단계(300) 전에, 동안에, 또는 후에 완료될 수 있다. 일 실시 형태에서, 성형 작업은 열처리 단계(300)와 동시에 완료되며, 따라서 150℉ 내지 압연된 알루미늄 합금 제품의 재결정 온도 미만의 온도에서 일어날 수 있다. 이러한 성형 작업은 본 명세서에서 "온간 성형" 작업으로 지칭된다. 일 실시 형태에서, 온간 성형 작업은 200℉ 내지 550℉의 온도에서 일어난다. 다른 실시 형태에서, 온간 성형 작업은 250℉ 내지 450℉의 온도에서 일어난다. 그러한 성형 작업은 열처리 단계(300)의 일부로서 완료되기 때문에, 상기한, 특히 도 2a, 도 3 내지 도 5, 도 6a, 도 7 내지 도 9, 도 2q-1 내지 도 2q-9에 나타난 임의의 실시 형태를 포함하는, 상기 '열처리' 섹션 (섹션 C)에 기재된 임의의 실시 형태와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, 온간 성형은, 상기한, 특히 도 2q-1 내지 도 2q-9에 나타난 임의의 실시 형태를 포함하는, 상기 '열처리' 섹션 (섹션 C)에 기재된 바와 같이, 소정의 형상화된 제품을 소정 상태로 생성하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 온간 성형된 부품은 (i) 입수된 상태에서의 그의 강도 및 (ii) T6 템퍼에서의 소정의 형상화된 제품의 기준형 중 하나 이상에 비해 더 높은 강도를 가질 수 있다. "입수된 상태" 등에는 부분적으로 냉간 가공된 상태(단계(220)에 따름), 냉간 가공된 상태(단계(200)의 완전한 완료, 및 하기의 냉간 가공된 상태의 정의에 따름), T3 상태(단계(200)의 완전한 완료, 및 하기의 T3 템퍼의 정의에 따름), 또는 부분적으로 열처리된 상태(단계(320)에 따름), 및 이들의 조합이 포함된다. 개선된 특성은 하기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 개선된 특성일 수 있다. 온간 성형은 무결함(defect-free)의 소정의 형상화된 제품의 생성을 용이하게 할 수 있다. 무결함은, 부품이 상용 제품으로서 사용하기에 적합하며 따라서 몇 가지를 들자면, 균열, 주름, 루더링(Ludering), 박화 및 오렌지 필(orange peel)을 거의 갖지 않거나 (실질적으로 없거나) 또는 전혀 갖지 않을 수 있음을 의미한다. 다른 실시 형태에서, 실온 성형은 무결함의 소정의 형상화된 제품을 생성하는 데 사용될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 성형 작업은 150℉ 미만의 온도에서, 예를 들어, 주위 조건에서 일어날 수 있으며 ("실온 성형"), 따라서 열처리 단계(300)의 일부가 아니다.

상기한 성형 작업은 전형적으로 알루미늄 합금 본체에 변형(strain)을 가하여 (예를 들어, 압연된 알루미늄 합금 제품, 예를 들어, 알루미늄 합금 시트 또는 알루미늄 합금 플레이트에 변형을 가하여) 알루미늄 합금 본체를 소정의 형상화된 제품으로 성형한다. 변형의 양은 성형 작업 동안 변화하지만, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 보통 0.01 EPS (등가 소성 변형률) 이상이다. 일 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.05 EPS 이상이다. 다른 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.07 EPS 이상이다. 또 다른 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.10 EPS 이상이다. 다른 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.15 EPS 이상이다. 또 다른 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.20 EPS 이상이다. 다른 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.25 EPS 이상이다. 또 다른 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.30 EPS 이상이다. 임의의 이들 실시 형태에서, 성형 작업 동안 가해지는 변형의 최대량은 0.3322 EPS 미만일 수 있다.

성형 단계 후에, 소정의 형상화된 제품은 성형 단계의 사용자에 의해 유통되고/되거나 달리 사용될 수 있다. 예를 들어, 자동차 제조자는 자동차용 부품을 성형한 다음, 자동차용 부품을 사용하여 차량을 조립할 수 있다. 항공우주 비행체 제조자는 항공우주용 부품을 성형한 다음, 항공우주용 부품을 사용하여 항공우주 비행체를 조립할 수 있다. 용기 제조자는 용기를 성형한 다음, 소비를 위한 충전 및 유통을 위해 그러한 용기를 식품 또는 음료 유통업자에게 공급할 수 있다. 다수의 다른 변형이 존재하며, 하기 '제품 응용' 섹션 (섹션 I)에 열거된 다수의 알루미늄 합금 제품이 제조자에 의해 형성된 다음, 조립체에서 달리 사용되고/되거나 유통될 수 있다.

G. 조성

상기에 언급된 바와 같이, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 갖는 알루미늄 합금으로부터 제조되며, 마그네슘 및 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이다. 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 또한 하기에 정의된 바와 같은, 제2 원소, 제3 원소 및/또는 기타 원소를 포함할 수 있다.

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 (Mg)을 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 3.25 중량% 이상의 Mg를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 3.50 중량% 이상의 Mg를 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 합금은 3.75 중량% 이상의 Mg를 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 5.5 중량% 이하의 Mg를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 5.0 중량% 이하의 Mg를 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 4.5 중량% 이하의 Mg를 포함한다.

일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 2.75 중량% 이상의 Zn을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 3.0 중량% 이상의 Zn을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 3.25 중량% 이상의 Zn을 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 4.5 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 4.0 중량% 이하의 Zn을 포함한다.

일 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn) (즉, Mg/Zn 비)은 0.75 이상이다. 다른 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.90 이상이다. 또 다른 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 1.0 이상이다. 다른 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 1.02 이상이다. 일 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn) (즉 Mg/Zn 비)은 2.00 이하이다. 다른 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 1.75 이하이다. 다른 실시 형태에서, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 1.50 이하이다.

마그네슘-아연 알루미늄 합금은 제2 원소를 포함할 수 있다. 제2 원소는 구리, 규소, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 구리를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 규소를 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 구리와 규소 둘 모두를 포함한다. 충분한 양으로 존재하는 경우에, 이들 제2 원소는 마그네슘 및 아연의 제1 원소들과 조합되어 변형 경화 응답(strain hardening response) 및 석출 경화 응답(precipitation hardening response) 중 하나 또는 둘 모두를 촉진할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 신규 공정과 함께 사용될 때, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 (예를 들어, T6 템퍼에서의 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체와 비교할 때) 개선된 특성들의 조합, 예를 들어, 개선된 강도를 실현할 수 있다.

구리가 사용될 때, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 0.05 중량% 이상의 Cu를 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이상의 Cu를 포함한다. 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 1.0 중량% 이하의 Cu, 예를 들어, 0.5 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 구리는 합금에 불순물로서 포함되며, 이러한 실시 형태에서 0.05 중량% Cu 미만의 수준으로 존재한다.

규소가 사용될 때, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 0.10 중량% 이상의 Si를 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.15 중량% 이상의 Si를 포함한다. 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 0.50 중량% 이하의 Si를 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.35 중량% 이하의 Si를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.25 중량% 이하의 Si를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 규소는 합금에 불순물로서 포함되며, 이러한 실시 형태에서 0.10 중량% Si 미만의 수준으로 존재한다.

마그네슘-아연 알루미늄 합금은 다양한 목적, 예를 들어, 다른 목적들 중에서도, 기계적 특성, 물리적 특성, 또는 부식 특성(즉, 강도, 인성, 내피로성, 내식성)을 향상시키는 것, 승온에서의 특성을 향상시키는 것, 캐스팅을 용이하게 하는 것, 캐스팅되거나 가공된 결정립 구조를 제어하는 것, 및/또는 기계가공성을 향상시키는 것을 위한 다양한 제3 원소를 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 이들 제3 원소는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (i) 각각 3.0 중량% 이하의, Ag 및 Li 중 하나 이상, (ii) 각각 2.0 중량% 이하의, Mn, Sn, Bi, Cd, 및 Pb 중 하나 이상, (iii) 각각 1.0 중량% 이하의, Fe, Sr, Sb, 및 Cr 중 하나 이상, 및 (iv) 각각 0.5 중량% 이하의, Ni, V, Zr, Sc, Ti, Hf, Mo, Co, 및 희토류 원소 중 하나 이상. 존재하는 경우, 제3 원소는 보통 0.01 중량% 이상의 양으로 합금에 함유된다.

마그네슘-아연 알루미늄 합금은 제3 원소로서 또는 불순물로서 철을 포함할 수 있다. 철이 제3 원소로서 합금에 포함되지 않은 경우, 철은 마그네슘-아연 알루미늄 합금에 불순물로서 포함될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 0.50 중량% 이하의 철을 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.25 중량% 이하의 철을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.15 중량% 이하의 철을 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 철을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 철을 포함한다.

마그네슘-아연 알루미늄 합금은 일반적으로 적은 양의 "기타 원소"(예를 들어, 캐스팅 조제 및 비-Fe 불순물)를 함유한다. 기타 원소는, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 제2 원소(포함되는 경우), 제3 원소(포함되는 경우), 및 철(포함되는 경우)을 제외하고, 마그네슘-아연 알루미늄 합금에 포함될 수 있는 주기율표의 임의의 기타 원소를 의미한다. 제2 및/또는 제3 원소 중 임의의 원소가 단지 불순물로서 합금 내에 함유되는 경우에, 철을 제외하고, 그러한 원소는 "기타 원소"의 범주에 속한다. 예를 들어, 마그네슘-아연 합금이 구리를 합금화 첨가물로서가 아니라 불순물로서 포함하는 경우 (즉, 본 특허 출원의 목적상, 0.05 중량% 미만의 Cu), 구리는 "기타 원소"의 범주 내에 속할 것이다. 마찬가지로, 마그네슘-아연 합금이 규소를 합금화 첨가물로서가 아니라 불순물로서 포함하는 경우 (즉, 본 특허 출원의 목적상, 0.10 중량% 미만의 Si), 규소는 "기타 원소"의 범주 내에 속할 것이다. 다른 예로서, Mn, Ag, 및 Zr이 마그네슘-아연 합금에 합금화 첨가물로서 포함되는 경우에, 이들 제3 원소는 "기타 원소"의 범주 내에 속하지 않을 것이지만, 다른 제3 원소가 합금에 단지 불순물로서 포함될 것이기 때문에 다른 제3 원소가 기타 원소의 범주에 포함될 것이다. 그러나, 철이 마그네슘-아연 합금에 불순물로서 함유되는 경우, 철은 상기에 기재된 바와 같이 그 자체로 한정된 불순물 한도를 갖기 때문에, 철은 "기타 원소"의 범주에 속하지 않을 것이다.

일반적으로, 알루미늄 합금 본체는 각각 0.25 중량% 이하의, 기타 원소 중 임의의 원소를 함유하며, 이들 기타 원소의 총 합계량은 0.50 중량%를 초과하지 않는다. 일 실시 형태에서, 이들 기타 원소 중 하나는 각각, 개별적으로, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 중 0.10 중량%를 초과하지 않으며, 이들 기타 원소의 총 합계량은 마그네슘-아연 알루미늄 합금 중 0.35 중량%를 초과하지 않는다. 다른 실시 형태에서, 이들 기타 원소 중 하나는 각각, 개별적으로, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 중 0.05 중량%를 초과하지 않으며, 이들 기타 원소의 총 합계량은 마그네슘-아연 알루미늄 합금 중 0.15 중량%를 초과하지 않는다. 다른 실시 형태에서, 이들 기타 원소 중 하나는 각각, 개별적으로, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 중 0.03 중량%를 초과하지 않으며, 이들 기타 원소의 총 합계량은 마그네슘-아연 알루미늄 합금 중 0.10 중량%를 초과하지 않는다.

제1, 제2, 및 제3 합금화 원소의 총량은, 알루미늄 합금 본체가 적절히 용체화될 수 있도록 (예를 들어, 성분 입자의 양을 제한하면서 경화를 촉진하도록) 선택되어야 한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은, 용체화 후에 가용성 성분 입자가 없거나, 실질적으로 없는 마그네슘-아연 알루미늄 합금이 남게 되는 양의 합금화 원소를 포함한다. 일 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은, 용체화 후에 적은 양 (예를 들어, 제한된 양/최소량)의 불용성 성분 입자를 갖는 알루미늄 합금이 남게 되는 양의 합금화 원소를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 제어된 양의 불용성 성분 입자로부터 이득을 얻을 수 있다.

H. 특성

본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 생성된 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 개선된 특성 조합을 성취(실현)할 수 있다.

i. 강도

상기에 언급된 바와 같이, 냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, 냉간 가공된 상태 및/또는 T6 템퍼 (상기에 기재된 바와 같음)에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 강도의 증가를 성취할 수 있다. 강도 특성은 일반적으로 ASTM E8 및 B557에 따라 측정되지만, 제품 형태에 적절한 대로 다른 적용가능한 표준에 따라 측정될 수 있다 (예를 들어, 고정구(fastener)의 경우 NASM 1312-8 및/또는 NASM 1312-13을 사용함).

한 가지 접근법에서, 알루미늄 합금 본체는 T6 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 강도(TYS 및/또는 UTS)의 5% 이상의 증가를 성취한다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 T6 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 인장 항복 강도의 6% 이상의 증가를 성취한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는, T6 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해, 인장 항복 강도의 7% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 8% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 9% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 10% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 11% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 12% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 13% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 14% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 15% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 16% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 17% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 18% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 19% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 20% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 21% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 22% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 23% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 24% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 25% 이상의 증가, 또는 그 초과를 성취한다. 이러한 증가는 L 방향 및/또는 LT 방향에서 실현될 수 있다. 알루미늄 합금 본체가 고정구인 경우에, 그의 인장 항복 강도는 NASM 1312-8에 따라 시험될 수 있으며, 인장 항복 강도에 대해 상기 또는 하기에 기재된 임의의 개선을 실현할 수 있다.

관련 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 T6 상태의 알루미늄 합금 본체에 비해 최대 인장 강도의 6% 이상의 증가를 성취할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 T6 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해, 최대 인장 강도의 7% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 8% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 9% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 10% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 11% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 12% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 13% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 14% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 15% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 16% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 17% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 18% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 19% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 20% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 21% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 22% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 23% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 24% 이상의 증가, 또는 최대 인장 강도의 25% 이상의 증가, 또는 그 초과를 성취할 수 있다. 이러한 증가는 L 방향 및/또는 LT 방향에서 실현될 수 있다.

관련 실시 형태에서, 알루미늄 합금 고정구는 알루미늄 합금 고정구의 기준형에 비해 전단 강도의 2% 이상의 증가를 성취할 수 있는데, 알루미늄 합금 고정구의 기준형은 T6 템퍼 및 T87 템퍼 중 하나의 상태이며, 전단 강도는 NASM 1312-13에 따라 시험된다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 고정구는, 알루미늄 합금 고정구의 기준형에 비해, 전단 강도의 4% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 6% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 8% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 10%의 증가, 또는 전단 강도의 12% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 14% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 16%의 증가, 또는 전단 강도의 18% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 20% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 22% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 24% 이상의 증가, 또는 전단 강도의 25% 이상의 증가, 또는 그 초과를 성취할 수 있는데, 알루미늄 합금 고정구의 기준형은 T6 템퍼 및 T87 템퍼 중 하나의 상태이다.

한 가지 접근법에서, 알루미늄 합금 본체는 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 적어도 동등한 인장 항복 강도를 성취한다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 인장 항복 강도의 2% 이상의 증가를 성취한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는, 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여, 인장 항복 강도의 4% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 6% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 8% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 10% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 12% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 14% 이상의 증가, 또는 인장 항복 강도의 16% 이상의 증가, 또는 그 초과를 성취한다. 유사한 결과가 최대 인장 강도에 대해서 얻어질 수 있다. 이러한 증가는 L 방향 또는 LT 방향에서 실현될 수 있다.

일 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 35 ksi 이상의 전형적인 인장 항복 강도를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 40 ksi 이상, 또는 45 ksi 이상, 또는 50 ksi 이상, 또는 51 ksi 이상, 또는 52 ksi 이상, 또는 53 ksi 이상, 또는 54 ksi 이상, 또는 55 ksi 이상, 또는 56 ksi 이상, 또는 57 ksi 이상, 또는 58 ksi 이상, 또는 59 ksi 이상, 또는 60 ksi 이상, 또는 61 ksi 이상, 또는 62 ksi 이상, 또는 63 ksi 이상, 또는 64 ksi 이상, 또는 65 ksi 이상, 또는 66 ksi 이상, 또는 67 ksi 이상, 또는 68 ksi 이상, 또는 69 ksi 이상, 또는 70 ksi 이상, 또는 71 ksi 이상, 또는 72 ksi 이상, 또는 73 ksi 이상, 또는 74 ksi 이상, 또는 75 ksi 이상, 또는 그 초과의 전형적인 인장 항복 강도를 성취한다. 유사한 결과가 종방향 (L 방향)에서 성취될 수 있다.

관련 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 40 ksi 이상의 전형적인 최대 인장 강도를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 45 ksi 이상, 또는 50 ksi 이상, 또는 51 ksi, 또는 52 ksi 이상, 또는 53 ksi 이상, 또는 54 ksi 이상, 또는 55 ksi 이상, 또는 56 ksi 이상, 또는 57 ksi 이상, 또는 58 ksi 이상, 또는 59 ksi 이상, 또는 60 ksi 이상, 또는 61 ksi 이상, 또는 62 ksi 이상, 또는 63 ksi 이상, 또는 64 ksi 이상, 또는 65 ksi 이상, 또는 66 ksi 이상, 또는 67 ksi 이상, 또는 68 ksi 이상, 또는 69 ksi 이상, 또는 70 ksi 이상, 또는 71 ksi 이상, 또는 72 ksi 이상, 또는 73 ksi 이상, 또는 74 ksi 이상, 또는 75 ksi 이상, 또는 그 초과의 전형적인 최대 인장 강도를 성취한다. 유사한 결과가 종방향 (L 방향)에서 성취될 수 있다.

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 높은 강도를 단시간에 성취할 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형보다 10% 이상 더 빨리 그의 피크 강도를 실현한다. 10% 더 빠른 처리의 예로서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체의 T6 형이 35시간의 처리 만에 그의 피크 강도를 실현하는 경우, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 31.5시간 이하 만에 그의 피크 강도를 실현할 것이다. 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는, T6 템퍼에서의 알루미늄 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여, 20% 이상 더 빨리, 또는 25% 이상 더 빨리, 또는 30% 이상 더 빨리, 또는 35% 이상 더 빨리, 또는 40% 이상 더 빨리, 또는 45% 이상 더 빨리, 또는 50% 이상 더 빨리, 또는 55% 이상 더 빨리, 또는 60% 이상 더 빨리, 또는 65% 이상 더 빨리, 또는 70% 이상 더 빨리, 또는 75% 이상 더 빨리, 또는 80% 이상 더 빨리, 또는 85% 이상 더 빨리, 또는 90% 이상 더 빨리, 또는 그 초과로 더 빨리 그의 피크 강도를 실현한다.

일 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 10시간 미만의 열처리 시간 만에 그의 피크 강도를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 9시간 미만, 또는 8시간 미만, 또는 7시간 미만, 또는 6시간 미만, 또는 5시간 미만, 또는 4시간 미만, 또는 3시간 미만, 또는 2시간 미만, 또는 1시간 미만, 또는 50분 미만, 또는 40분 미만, 또는 30분 미만, 또는 20분 미만, 또는 15분 미만, 또는 10분 미만의 열처리 시간 만에, 또는 그 미만에 그의 피크 강도를 실현한다. 짧은 열처리 시간으로 인해, 페인트 베이킹 사이클 또는 코팅 경화를 사용하여 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 것이 가능하다.

ii. 연성

알루미늄 합금 본체는 상기한 강도와 함께 우수한 연성을 실현할 수 있다. 한 가지 접근법에서, 알루미늄 합금 본체는 4% 초과의 연신율 (L 및/또는 LT)을 성취한다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 5% 이상의 연신율 (L 및/또는 LT)을 성취한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 6% 이상, 또는 7% 이상, 또는 8% 이상, 또는 9% 이상, 또는 10% 이상, 또는 11% 이상, 또는 12% 이상, 또는 13% 이상, 또는 14% 이상, 또는 15% 이상, 또는 16% 이상, 또는 그 초과의 연신율 (L 및/또는 LT)을 성취할 수 있다.

iii. 파괴 인성

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 우수한 파괴 인성 특성을 실현할 수 있다. 일반적으로 인성 특성은, 평면-변형 파괴 인성(예를 들어, K_IC 및 K_Q)의 경우에는 ASTM E399 및 ASTM B645에 따라, 그리고 평면-응력 파괴 인성(예를 들어, K_app 및 K_R25)의 경우에는 ASTM E561 및 B646에 따라 측정된다.

일 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 10% 이하의 인성 감소를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는, T6 템퍼에서의 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해, 9% 이하, 또는 8% 이하, 또는 7% 이하, 또는 6% 이하, 또는 5% 이하, 또는 4% 이하, 또는 3% 이하, 또는 2% 이하, 또는 1% 이하의 인성 감소를 실현한다. 일 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체의 기준형의 인성과 적어도 동등한 인성을 실현한다.

iv. 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking)

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 우수한 응력 부식 균열 저항성을 실현할 수 있다. 응력 부식 균열(SCC) 저항성은 일반적으로 ASTM G47에 따라 측정된다. 예를 들어, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 우수한 강도 및/또는 인성을, 우수한 SCC 내식성과 함께 성취할 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 레벨 1 내식성을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 레벨 2 내식성을 실현한다. 또 다른 실시 형태에서, 신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 레벨 3 내식성을 실현한다.

v. 내박리성(Exfoliation Resistance)

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체는 내박리성일 수 있다. 내박리성은 일반적으로 ASTM G34에 따라 측정된다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 EB 이상의 EXCO 등급을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 EA 이상의 EXCO 등급을 실현한다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 P 이상의 EXCO 등급을 실현한다.

vi. 외관

본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 개선된 외관을 실현할 수 있다. 하기 외관 표준은 헌터랩 도리건(Hunterlab Dorigon) II (미국 버지니아주 레스턴 소재의 헌터 어소시에이츠 레보러토리 인크(Hunter Associates Laboratory INC)), 또는 비견되는 기구를 사용하여 측정될 수 있다.

본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 5% 이상 더 큰 정반사율(specular reflectance)을 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 6% 이상 더 큰 정반사율을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는, T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해, 7% 이상 더 큰 정반사율, 또는 8% 이상 더 큰 정반사율, 또는 9% 이상 더 큰 정반사율, 또는 10% 이상 더 큰 정반사율, 또는 11% 이상 더 큰 정반사율, 또는 12% 이상 더 큰 정반사율, 또는 13% 이상 더 큰 정반사율, 또는 그 초과를 실현한다.

본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 10% 이상 더 큰 2-도 확산성(2 degree diffuseness)을 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 12% 이상 더 큰 2-도 확산성을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는, T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해, 14% 이상 더 큰 2-도 확산성, 또는 16% 이상 더 큰 2-도 확산성, 또는 18% 이상 더 큰 2-도 확산성, 또는 20% 이상 더 큰 2-도 확산성, 또는 22% 이상 더 큰 2-도 확산성, 또는 그 초과를 실현한다.

본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 15% 이상 더 큰 2-이미지 선명도(2 image clarity)를 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 18% 이상 더 큰 2-이미지 선명도를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는, T6 템퍼에서의 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해, 21% 이상 더 큰 2-이미지 선명도, 또는 24% 이상 더 큰 2-이미지 선명도, 또는 27% 이상 더 큰 2-이미지 선명도, 또는 30% 이상 더 큰 2-이미지 선명도, 또는 그 초과를 실현한다.

본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 개선된 광택(gloss) 특성을 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체의 의도하는 관측 표면(intended viewing surface)은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 의도하는 관측 표면과 비교할 때 적어도 동등한 60° 광택 값(60° gloss value)을 실현한다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 의도하는 관측 표면과 비교할 때 2% 이상 더 큰 60° 광택 값을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 본체의 의도하는 관측 표면은, T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체의 기준형의 의도하는 관측 표면과 비교할 때, 4% 이상 더 큰 60° 광택 값, 또는 6% 이상 더 큰 60° 광택 값, 또는 8% 이상 더 큰 60° 광택 값, 또는 그 초과를 실현한다. "60° 광택 값" 등은, 제조자 추천 표준에 따라 작동되는 비와이케이 가드너 헤이즈-광택 반사계(BYK Gardner haze-gloss Reflectometer)(또는 비견되는 광택 측정기), 및 60° 광택 각도를 사용하여 알루미늄 합금 본체의 의도하는 관측 표면을 측정하여 얻어지는 60° 광택 값을 의미한다.

vi. 표면 조도(Surface Roughness)

본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 본체는 낮은 표면 조도를 가질 수 있다 (예를 들어, 특히 루더링이 적거나 전혀 없고, 오렌지 필이 적거나 전혀 없음). 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 측정할 때 100 마이크로인치(Ra) 이하의 표면 조도(Ra)를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 측정할 때 90 마이크로인치(Ra) 이하의 표면 조도(Ra)를 실현한다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 측정할 때 80 마이크로인치(Ra) 이하의 표면 조도(Ra)를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 측정할 때 70 마이크로인치(Ra) 이하의 표면 조도(Ra)를 실현한다. 또 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 측정할 때 60 마이크로인치(Ra) 이하의 표면 조도(Ra)를 실현한다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 LT 방향에서 측정할 때 50 마이크로인치(Ra) 이하의 표면 조도(Ra), 또는 그 미만을 실현한다. 이러한 하위 섹션 (H)(vi)의 목적상, 표면 조도는, ASTM E8 및 B557에 따라 수행되는 인장 시험에 의해 파괴되도록 잡아당겨진 시편에서 측정된다.

I. 제품 응용

본 명세서에 기재된 신규 공정은 다양한 제품 응용에 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 항공우주 응용, 예를 들어, 특히 윙 스킨 (상부 및 하부) 또는 스트링어/스티프너, 동체 스킨 또는 스트링어, 리브, 프레임, 스파, 시트 트랙(seat track), 벌크헤드(bulkhead), 원주 프레임(circumferential frame), 미익(empennage) (예를 들어, 수평 및 수직 안정판), 플로어 빔(floor beam), 시트 트랙, 도어, 및 조종면(control surface) 부품(예를 들어, 방향타(rudder), 보조익(aileron))에서 사용된다. 본 제품의 사용을 통해 그러한 부품에서, 몇 가지를 들자면 더 높은 강도, 탁월한 내식성, 피로 균열의 개시 및 성장에 대한 개선된 저항성, 및 향상된 인성을 포함하는 다수의 잠재적인 이점이 실현될 수 있다. 그러한 특성의 개선된 조합은 중량 경감 또는 점검 간격 감소 또는 이들 둘 모두를 가져올 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 군수용/탄도용/군사용 응용, 예를 들어, 특히 탄약 카트리지(ammunition cartridge) 및 방호구에 사용된다. 탄약 카트리지는 소형 무기 및 기관포(cannon)에, 또는 대포(artillery) 또는 탱크 라운드(tank round)용으로 사용되는 것을 포함할 수 있다. 다른 가능한 탄약 부품은 송탄통(sabot) 및 핀(fin)을 포함할 것이다. 대포의 뇌관(fuse) 부품이 다른 가능한 용도인데, 정밀 유도 폭탄 및 미사일용 조종면 및 핀이 그러하다. 방호 부품은 군용 차량용 구조적 부품 또는 장갑판을 포함할 수 있다. 그러한 응용에서, 제품은 중량 경감 또는 신뢰도 또는 정확도 개선을 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 고정구 응용, 예를 들어, 특히, 산업 공학 및/또는 항공우주 산업에서 사용될 수 있는 볼트, 리벳, 나사, 스터드(stud), 인서트(insert), 너트, 및 잠금 볼트(lock-bolt)에 사용된다. 이들 응용에서, 중량 감소를 위해, 본 제품이 티타늄 합금 또는 강과 같은 다른 더 무거운 재료를 대신하여 사용될 수 있다. 다른 경우에, 본 제품은 탁월한 내구성을 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 자동차 응용, 예를 들어, 마감 패널(closure panel)(예를 들어, 특히 후드, 펜더, 도어, 루프, 및 트렁크 리드), 휠, 및 중요 강도 응용, 예를 들어, 특히 화이트 바디(예를 들어, 필러, 보강재) 응용에 사용된다. 일부의 이러한 응용에서, 본 제품은 부품의 치수 감소(down gauging) 및 중량 경감을 가능하게 할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 해양 응용에, 예를 들어, 선박용으로 (예를 들어, 특히 선체(hull), 갑판(deck), 돛대(mast), 및 선루(superstructure)에) 사용된다. 일부의 이러한 응용에서, 본 제품을 사용하여 치수 감소 및 중량 감소를 가능하게 할 수 있다. 일부 다른 경우에, 내식성이 불량한 제품을 대신하여 본 제품을 사용하여 신뢰도 및 수명을 향상시킬 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 철도 응용, 예를 들어, 특히 호퍼 탱크(hopper tank) 및 유개화차(box car)에 사용된다. 호퍼 또는 탱크 차의 경우에, 본 제품은 호퍼 및 탱크 그 자체용으로 또는 지지 구조체용으로 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 본 제품은 (치수 감소를 통한) 중량 감소 또는 수송될 제품과의 상용성 향상을 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 지상 수송 응용, 예를 들어, 트럭 트랙터, 박스 트레일러, 평판 트레일러, 버스, 패키지 밴(package van), 레저용 차량 (RV), 전지형 만능차 (ATV) 등에 사용된다. 트럭 트랙터, 버스, 패키지 밴 및 RV의 경우에, 본 제품은 마감 패널 또는 프레임, 범퍼 또는 연료 탱크용으로 사용되어 치수 감소 및 중량 감소를 가능하게 할 수 있다. 상응하게, 본체가 또한 휠에 사용되어 내구성 향상 또는 중량 경감 또는 외관 개선을 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 오일 및 가스 응용, 예를 들어, 특히 수직관(riser), 보조 라인(auxiliary line), 굴착 파이프(drill pipe), 쵸크-앤-킬 라인(choke-and-kill line), 생산 파이프, 및 폴 파이프(fall pipe)에 사용된다. 이러한 응용에서 본 제품은 벽 두께 감소 및 중량 감소를 가능하게 할 수 있다. 다른 용도는 대안적인 재료를 대체하여 부식 성능을 개선하거나, 대안적인 재료를 대체하여 굴착 유체 또는 생산 유체와의 상용성을 개선하는 것을 포함할 수 있다. 본 제품은 특히 거주 모듈(habitation module) 및 헬리콥터 이착륙장(helipad)과 같이 탐사에 이용되는 보조 설비용으로 또한 사용될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 패키징 응용, 예를 들어, 특히 뚜껑 및 탭(tab), 식품 캔, 병, 트레이, 및 캡에 사용된다. 이러한 응용에서, 이점은 치수 감소 및 패키징 중량 또는 비용 감소의 기회를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 본 제품은 패키징 내용물과의 상용성이 향상되거나 또는 내식성이 개선될 것이다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 반사기에, 예를 들어, 특히 조명, 거울, 및 집광형 태양광 발전(concentrated solar power)용으로 사용된다. 이러한 응용에서 본 제품은 소정 강도 수준에서 코팅되지 않거나, 코팅되거나, 또는 양극산화처리된 상태에서 더 우수한 반사 품질을 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 건축 응용에, 예를 들어, 특히 건축 패널/파사드(facade), 입구(entrance), 프레임 시스템(framing system), 및 칸막이벽 시스템(curtain wall system)용으로 사용된다. 그러한 응용에서, 본 제품은 탁월한 외관 또는 내구성, 또는 치수 감소와 연관된 중량 감소를 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 전기 응용에, 예를 들어, 특히 커넥터, 단자, 케이블, 버스 바(bus bar), 로드(rod), 및 와이어용으로 사용된다. 일부 경우에, 본 제품은 주어진 송전 용량(current carrying capability)의 저하(sag) 경향의 감소를 제공할 수 있다. 본 제품으로부터 제조된 커넥터는 시간이 지나도 높은 일체성의 접속을 유지하는 향상된 능력을 가질 수 있다. 다른 와이어 또는 케이블에서, 본 제품은 소정 수준의 송전 용량에서 개선된 피로 성능을 제공할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 섬유 금속 라미네이트 응용에, 예를 들어, 특히 라미네이트에 사용되는 고강도 시트 제품의 제조용으로 사용되며, 이는 치수 감소 및 중량 감소를 가져올 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 산업 공학 응용에, 예를 들어, 특히 트레드 플레이트(tread-plate), 툴 박스(tool box), 볼팅 데크(bolting deck), 브릿지 데크(bridge deck), 및 램프(ramp)용으로 사용되며, 이때 향상된 특성은 치수 감소 및 중량 감소 또는 재료 사용 감소를 가능하게 할 수 있다.

구체적으로 트레드 시트 또는 트레드 플레이트와 관련되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 신규 방법은 개선된 트레드 시트 또는 트레드 플레이트 제품 ("압연된 트레드 제품")을 생성할 수 있다. 압연된 트레드 제품은, 시트 또는 플레이트 제품의 외측 표면 상에 융기된 버튼(button)의 소정 패턴을 갖는 제품이다. 트레드 시트는 두께가 0.040 인치 내지 0.249 인치이고, 트레드 플레이트는 두께가 0.250 인치 내지 0.750 인치이다. 소정 패턴에 상응하는 복수의 만입부를 갖는 롤을 사용하여 알루미늄 합금 본체의 냉간 압연 동안에 압연된 트레드 제품 내로 소정 패턴이 도입될 수 있는데, 냉간 압연은 25% 이상의 냉간 가공을 성취한다. 소정 패턴의 각각의 버튼은 일반적으로 소정 높이, 예를 들어, 0.197 내지 0.984 인치의 범위의 높이를 갖는다. 냉간 압연 단계(200) 후에, 압연된 트레드 제품을 열처리하고(300), 냉간 압연 단계(200)와 열처리 단계(300)의 조합을 수행하여, 압연된 트레드 제품이 냉간 가공된 상태의 트레드 시트 또는 트레드 플레이트에 비하여 개선된 긴-횡단 인장 항복 강도(long-transverse tensile yield strength)를 실현하도록 한다. 일 실시 형태에서, 압연된 트레드 제품은, 기준형의 압연된 트레드 제품에 비해 5% 이상 더 큰 LT 인장 항복 강도를 실현하며, 이때 기준형 트레드 시트 또는 트레드 플레이트는 압연된 트레드 제품과 동일한 조성을 갖지만 기준형의 압연된 트레드 제품은 T6 템퍼로 처리되며 (즉, 최종 치수로 냉간 압연되고, 이어서 용체화되고, 이어서 그의 피크 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내로 시효됨), 예를 들어, T6 템퍼에서의 기준형에 비해, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H(i))에 기재된 임의의 LT 항복 강도 백분율 개선을 실현한다. 일 실시 형태에서, 생성된 트레드 제품은 EN 1386:1996에 의해 정의된 바와 같이 무결함이다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 유체 용기(탱크)에, 예를 들어, 특히 링, 돔, 및 배럴(barrel)용으로 사용된다. 일부 경우에 탱크는 정적 저장(static storage)을 위해 사용될 수 있다. 다른 경우에, 탱크는 발사체(launch vehicle) 또는 항공기의 부품일 수 있다. 이러한 응용의 이점은 치수 감소 또는 수용될 제품과의 상용성 향상을 포함할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 소비자 제품 응용, 예를 들어, 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 카메라, 휴대용 음악 재생기, 핸드헬드 디바이스, 컴퓨터, 텔레비전, 전자레인지, 조리 기구, 세척기/건조기, 냉장고, 스포츠 용품, 또는 내구성 또는 바람직한 외관이 요구되는 임의의 다른 소비자 전자 제품에 사용된다. 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 특히 의료 장치, 보안 시스템, 및 사무용품에 사용된다.

다른 실시 형태에서, 신규 공정은 냉간 구멍 확장(cold hole expansion) 공정에, 예를 들어, 특히 구멍을 처리하여 내피로성을 개선하기 위해 적용되며, 이는 상기에 기재된 바와 같이 냉간 가공 구배 및 맞춤형 특성을 가져올 수 있다. 이러한 냉간 구멍 확장 공정은 특히 단조된 휠 및 항공기 구조물에 적용될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 신규 방법은 냉간 간접 압출(cold indirect extrusion) 공정에, 예를 들어, 특히 캔, 병, 에어로졸 캔, 및 가스 실린더를 생성하기 위해 적용된다. 이러한 경우에 본 제품은 더 높은 강도를 제공할 수 있으며, 이는 재료 사용 감소를 제공할 수 있다. 다른 경우에, 내용물과의 개선된 상용성은 더 긴 저장 수명을 가져올 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 의해 제조된 제품은 열-교환기 응용에, 예를 들어, 특히 배관(tubing) 및 핀을 위해 사용되며, 이때 더 큰 강도는 재료 사용 감소로 전환될 수 있다. 개선된 내구성 및 더 긴 수명이 또한 실현될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 신규 공정은 정합(conforming) 공정에, 예를 들어, 열-교환기 부품, 예를 들어, 배관을 생성하기 위해 적용되며, 이때 더 큰 강도는 재료 사용 감소로 전환될 수 있다. 개선된 내구성 및 더 긴 수명이 또한 실현될 수 있다.

일부의 이들 제품 응용의 일부 특정 실시 형태가 하기 하위 섹션에 기재된다.

(i) 탄약 카트리지/케이스

한 가지 접근법에서, 본 명세서에 개시된 신규 방법은 개선된 알루미늄 탄약 카트리지(케이스 또는 케이싱으로도 불림)를 생성할 수 있다. 본 명세서에 개시된 신규 방법에 따라 알루미늄 합금 탄약 카트리지를 제조하는 신규 공정의 일 실시 형태가 도 2r에 나타나있다. 이러한 방법에서는, 알루미늄 합금 본체(2r-1), 예를 들어, 시트, 플레이트 또는 압출된 로드 또는 바아를 시재료로서 사용할 수 있다. 이어서, 이러한 재료를, 중간 두께(T1)를 갖는 기부를 갖는 부재(2r-2)로 압출하거나 드로잉할 수 있다. 이어서, 부재(2r-2)를 용체화시킬 수 있고, 그 후에 (예를 들어, 냉간 압조(cold heading), 냉간 단조, 냉간 유동 성형 등을 통해) 기부를 T2의 최종 두께로 냉간 가공할 수 있는데, 이때 T2는 냉간 성형 작업(2r-3)으로 인해 기부에 25% 이상의 냉간 가공을 유발하도록 선택된다. 일 실시 형태에서, T2는 냉간 성형 작업으로 인해 기부에 35% 이상의 냉간 가공, 예를 들어, 기부에 50% 이상의 냉간 가공, 또는 그 초과를 유발하도록 선택된다. 냉간 가공의 양은 상기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B)에 기재된 임의의 냉간 가공 양일 수 있다. 기부에서의 그러한 양의 가공 및 후속적인 열처리(300)로 인해, 그러한 카트리지는 강한 기부를 가질 수 있으며, 이는, 예를 들어, 소성(firing) 공정에서의 뒤틀림을 제한하고/하거나 카트리지 추출(cartridge extraction)을 용이하게 하는 데 유용할 수 있다. 이러한 방법을 통해 제조되는 알루미늄 합금 카트리지는, 특히 산탄총 케이싱 및 대구경 케이싱, 예를 들어, 50 내지 150 mm 케이싱 등을 위한 것과 같은 균일한 측벽을 가질 수 있다 (2r-3, 2r-4). 일 실시 형태에서, 측벽은 또한 다량의 냉간 가공으로, 예를 들어, 특히 드로잉, 아이어닝, 또는 유동 성형에 의해서 생성된다. 그러한 실시 형태에서, 측벽 및 기부는 (예를 들어, 유동 성형을 통해) 동시에 냉간 가공될 수 있거나, 또는 기부 및 측벽은 개별적인 냉간 가공 작업을 통해 개별적인 단계에서 냉간 가공될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 신규 공정에 의해 제조되는 알루미늄 합금 카트리지는 기부, 측벽, 또는 둘 모두에서 개선된 특성, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 개선된 특성을 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 그리고 '열처리' 섹션 (섹션 C, 하위 섹션 i)에 기재된 바와 같이, 알루미늄 합금 본체(2r-1)는, 탄약 카트리지로 성형되기 전에, 용체화될 수 있거나, 또는 용체화되고 부분적으로 냉간 가공될 수 있다.

도 2r의 방법을 통해 제조된 알루미늄 합금 카트리지는 목부(neck portion)를 가질 수 있다 (2r-5). 이러한 목부는 통상적인 작업에 의한 냉간 가공 단계 후에 생성될 수 있다. 발사체 삽입 및 발사체를 제위치에 고정하기 위한 크림핑(crimping)을 용이하게 하기 위해 목부에서의 국소 연화(local softening)가 필요할 수 있다.

(ii) 방호 부품

본 명세서에 개시된 신규 방법은 개선된 방호 제품, 본체, 및 부품을 제조하는 데 또한 유용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 방법은 알루미늄 합금 방호 제품, 본체 또는 부품을 입수하는 단계, 및 알루미늄 합금 방호 제품, 본체 또는 부품을 조립체의 방호 부품으로서 부착하는 단계를 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 입수된 알루미늄 합금 방호 제품, 본체 또는 부품은 본 명세서에 기재된 방법에 의해, 즉 용체화 후에, 냉간 가공, 및 이어서 열처리에 의해, 예를 들어, 상기 섹션 (A) 내지 섹션 (C)에 기재된 임의의 방법을 통해 제조된 것일 수 있다. 일 실시 형태에서, 조립체는 차량이다. 일 실시 형태에서, 차량은 군용 차량이다. 다른 실시 형태에서, 차량은 상업용 차량, 예를 들어, 자동차, 밴, 버스, 트랙터 트레일러 등이다. 다른 실시 형태에서, 조립체는 신체 방호용 조립체이다.

방호 부품은, 하나 이상의 발사체, 예를 들어, 철갑탄, 폭약, 및/또는 파편을 차단하는 주목적으로 그리고 조립체에서의 사용을 위해 설계된 부품이다. 방호 부품은 그러한 발사체가 차단되지 않는다면 한 명 이상의 사람을 다치게 할 수 있는 응용에 보통 사용된다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 방호 부품은, T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 1% 이상 더 큰 V50 탄도 한계(ballistics limit)를 가지며, 이때 V50 탄도 한계는 MIL-STD-662F(1997) (충격 속도는 주어진 합금에 대해 50%의 관통 확률을 가짐)에 따라 시험된다. V50 탄도 한계는 철갑탄(AP) 및/또는 모의 파편탄(FSP) 중 어느 하나에 대한 것일 수 있다.

일 실시 형태에서, V50 탄도 한계는 철갑탄 저항성이며, 알루미늄 합금 방호 부품은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 V50 AP 저항성을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 방호 부품은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 6% 이상 더 큰, 또는 7% 이상 더 큰, 또는 8% 이상 더 큰, 또는 9% 이상 더 큰, 또는 10% 이상 더 큰, 또는 그 초과인, V50 AP 저항성을 갖는다.

다른 실시 형태에서, 이러한 V50 탄도 한계는 모의 파편탄 저항성이며, 알루미늄 합금 제품은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 2% 이상 더 큰 V50 FSP 저항성을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 알루미늄 합금 방호 부품은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 제품의 기준형에 비하여 3% 이상 더 큰, 또는 4% 이상 더 큰, 또는 5% 이상 더 큰, 또는 그 초과인, V50 FSP 저항성을 갖는다.

일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 방호 부품은 두께가 0.025 인치 내지 4.0 인치이며, T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 V50 철갑탄 저항성을 실현한다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 방호 부품은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함한다. 일 실시 형태에서, 방호 부품은 0.250 인치 내지 4.0 인치의 범위의 두께를 갖는 플레이트 또는 단조물이다. 다른 실시 형태에서, 방호 부품은 1.0 인치 내지 2.5 인치의 범위의 두께를 갖는 플레이트 또는 단조물이다. 다른 실시 형태에서, 방호 부품은 0.025 내지 0.249 인치의 두께를 갖는 (예를 들어, 신체 방호구용) 시트이다.

(iii) 소비자 전자 장치

본 명세서에 개시된 신규 방법은 소비자 전자 디바이스를 위한 개선된 알루미늄 합금 제품을 제조하는 데 또한 유용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 방법은 용체화된 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계, 및 이어서 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함한다. 이 방법은 알루미늄 합금을, 소비자 전자 제품용 외부 부품의 형태의 소정의 형상화된 제품으로 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 성형 단계는, 상기 '열처리' 섹션 (섹션 C, 하위 섹션 i), 및/또는 '선택적인 열처리-후 처리' 섹션 (섹션 F)에 기재된 바와 같이, 열처리 단계(300) 전에, 후에, 또는 동안에 완료될 수 있다.

"소비자 전자 제품용 외부 부품" 등은 정상적인 사용 과정 동안 소비자 전자 제품의 소비자에게 일반적으로 보여지는 제품을 의미한다. 예를 들어, 외부 부품은 소비자 전자 제품의 외부 커버(예를 들어, 파사드), 또는 소비자 전자 제품의 스탠드 또는 비-파사드 부분일 수 있다. 외부 부품은 두께가 0.015 인치 내지 0.50 인치일 수 있다. 일 실시 형태에서, 외부 부품은 소비자 전자 제품용 외부 커버이며 두께가 0.015 인치 내지 0.063 인치이다.

일 실시 형태에서, 방법은, 압연되거나 단조된 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계로서, 알루미늄 합금 본체는 용체화 및 이어진 최종 치수로의 냉간 가공에 의해 제조된 것이고, 냉간 가공은 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하고, 냉간 가공은 냉간 압연 및 냉간 단조 중 하나인, 상기 단계, 및 이어서, 압연된 알루미늄 합금 본체를 소비자 전자 제품을 위한 외부 부품으로 성형하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 이 방법은 알루미늄 합금을 열처리하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 입수 단계 후에 일어난다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 성형 단계와 동시에 일어난다. 일 실시 형태에서, 성형 단계 동안, 알루미늄 합금 본체는, 상기 '열처리' 섹션 (섹션 C)에 따라, 150℉ 이상 내지 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도 미만의 범위의 온도로 처리된다.

다른 실시 형태에서, 열처리 단계는 입수 단계 전에 일어나며, 즉 알루미늄 합금 본체는 입수 시에 적어도 부분적으로 열처리되어 있다. 일 실시 형태에서, 성형 단계는 150℉ 미만에서 완료된다. 일 실시 형태에서, 성형 단계는 주위 조건에서 완료된다.

임의의 상기 실시 형태에서, 성형 단계는 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분에 변형을 가하여 외부 부품을 성취하는 단계를 포함할 수 있으며, 변형 인가 단계의 변형의 최대량은 0.01 이상의 등가 소성 변형률, 예를 들어, 상기 '선택적인 열처리-후 처리' 섹션 (섹션 F)에 열거된 임의의 성형 등가 소성 변형률 값에 상당한다. 냉간 가공 단계, 열처리 단계 및 성형 단계는 외부 부품이 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함하도록 수행되어야 한다.

본 명세서에 기재된 신규 방법은 상기에 열거된 임의의 소비자 전자 제품을 포함하는 소비자 전자 제품을 위한 다양한 외부 부품을 제조하는 데 유용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 소비자 전자 제품은 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 카메라, 휴대용 음악 재생기, 핸드헬드 디바이스, 데스크탑 컴퓨터, 텔레비전, 전자레인지, 세척기, 건조기, 냉장고, 및 이들의 조합 중 하나이다. 다른 실시 형태에서, 소비자 전자 제품은 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대용 음악 재생기, 및 이들의 조합 중 하나이고, 외부 부품은 0.015 내지 0.063 인치의 두께를 갖는 외부 커버이다.

본 명세서에 기재된 신규 방법은 개선된 특성을 갖는 외부 부품을 생성할 수 있다. 일 실시 형태에서, 외부 부품은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 외부 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 정규화 내덴트성(normalized dent resistance)을 실현한다. "정규화 내덴트성"은, 덴트 양(DA)의 역수를 알루미늄 합금 본체의 두께로 나눔으로써 정규화된, 알루미늄 합금 본체의 내덴트성을 의미한다 (즉, (1/DA)/두께). 예를 들어, 덴트 양이 0.0250 인치이고 제품의 두께가 0.0325 인치인 경우에, 그의 정규화 내덴트성은 94.67/인치²일 것이다. "덴트 양"은 하기에 기재된, 덴트 시험 절차에 의해 생성되는 덴트의 덴트 크기를 의미한다. 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 신규 알루미늄 합금으로부터 제조된 소비자 전자 제품의 외부 부품은, T6 템퍼에서의 외부 부품의 기준형보다 10% 이상 더 큰, 또는 15% 이상 더 큰, 또는 20% 이상 더 큰, 또는 25% 이상 더 큰, 또는 30% 이상 더 큰, 또는 그 초과인, 정규화 내덴트성을 실현한다.

일 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 신규 알루미늄 합금으로부터 제조된 소비자 전자 제품의 외부 부품은 T6 템퍼로 처리된 합금 6061로부터 제조된 동일한 외부 부품보다 5% 이상 더 큰 정규화 내덴트성을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 신규 알루미늄 합금으로부터 제조된 소비자 전자 제품의 외부 부품은 T6 템퍼로 처리된 합금 6061로부터 제조된 동일한 외부 부품보다 10% 이상 더 큰, 또는 15% 이상 더 큰, 또는 그 초과인, 정규화 내덴트성을 실현한다.

일 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 신규 알루미늄 합금으로부터 제조된 소비자 전자 제품의 외부 부품은 H32 템퍼로 처리된 합금 5052로부터 제조된 동일한 외부 부품보다 10% 이상 더 큰 정규화 내덴트성을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 처리된 신규 알루미늄 합금으로부터 제조된 소비자 전자 제품의 외부 부품은 H32 템퍼로 처리된 합금 5052로부터 제조된 동일한 외부 부품보다 30% 이상 더 큰, 또는 50% 이상 더 큰, 또는 그 초과인, 정규화 내덴트성을 실현한다.

외부 부품은 의도하는 관측 표면을 가질 수 있으며, 이러한 의도하는 관측 표면에는 가시적으로 명백한 표면 결함이 없을 수 있다. "의도하는 관측 표면" 등은 제품의 정상적인 사용 동안 소비자에 의해 보이도록 의도하는 표면을 의미한다. 내부 표면(예를 들어, 외부 커버의 내측)은 일반적으로 제품의 정상적인 사용 동안 보이도록 의도하지 않는다. 예를 들어, 휴대용 전자 장치 커버의 내측 표면은 제품의 정상적인 사용 동안에는 (예를 들어, 문자 메시지를 전송하는 데 사용할 때, 및/또는 전화 통화하는 데 사용할 때에는) 보통 보이지 않고, 그러한 내부 표면은 비정상적인 사용 동안에, 예를 들어, 배터리를 교환할 때에 가끔 보일 수 있으며, 따라서 그러한 내부 표면은 의도하는 관측 표면이 아니다. "가시적으로 명백한 표면 결함이 없는" 등은, 커버를 보는 인간의 눈으로부터 18 인치 이상 멀리 커버를 위치시켰을 때, 커버의 의도하는 관측 표면에 20/20 시력의 인간 시야에 의해 보이게 되는 표면 결함이 실질적으로 없음을 의미한다. 가시적으로 명백한 표면 결함의 예에는, 특히 성형 공정 및/또는 합금 미세구조로 인해 보일 수 있는 장식적인 결함(cosmetic defect)이 포함된다. 가시적으로 명백한 표면 결함의 존재 여부는 일반적으로 양극산화처리 후에 (예를 들어, 양극산화처리 직후에, 또는 예를 들어 코팅 또는 다른 염료/착색제의 적용 후에) 결정된다. 일 실시 형태에서, 외부 부품은 유지되거나 개선된 외관 특성, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 열거된 임의의 외관 특성을 실현한다. 일 실시 형태에서, 외부 부품의 의도하는 관측 표면은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 외부 부품의 기준형의 의도하는 관측 표면에 비하여 적어도 동등한 60° 광택 값을 실현한다. "60° 광택 값" 등은, 제조자 추천 표준에 따라 작동되는 비와이케이 가드너 헤이즈-광택 반사계(또는 비견되는 광택 측정기), 및 60° 광택 각도를 사용하여 알루미늄 합금 본체의 의도하는 관측 표면을 측정하여 얻어지는 60° 광택 값을 의미한다.

(iv) 용기

본 명세서에 개시된 신규 방법은 개선된 특성을 갖는 신규 알루미늄 합금 용기를 제조하는 데 또한 유용할 수 있다. 용기를 제조하는 한 방법이 도 2s-1에 나타나있으며, 용체화된 알루미늄 합금 본체를 용기로 냉간 가공하는 단계(200-C), 및 이어서 용기를 열처리하는 단계(300-C)와, 선택적으로 최종 처리하는 단계(400-C)를 포함한다. 신규 알루미늄 합금 용기를 성취하는 데 이용될 수 있는 냉간 가공 단계(200-C), 열처리 단계(300-C) 및 선택적인 최종 처리(들)(400-C)의 예들이 하기에 더욱 상세하게 설명된다.

하기 정의가 이 하위 섹션 (I)(iv)에 적용된다:

용어 "상부", "하부", "아래에", "위에", "아래로", "위로" 등은, 냉간 가공 또는 성형 공정 동안의 알루미늄 합금 용기의 배향과 상관없이, 평탄한 표면 상에 놓인 완성된 알루미늄 합금 용기의 위치와 관련되는 것이다. 일부 실시 형태에서, 용기의 상부는 개방부를 갖는다.

"용기"는, 음료 캔, 병, 식품 캔, 에어로졸 캔, 원피스 캔, 투피스 캔 및 쓰리피스 캔을 포함하지만 이로 한정되지 않는, 알루미늄 합금으로부터 제조될 수 있는 임의의 유형의 용기이다.

"완성된 알루미늄 합금 용기"는, 최종 소비자에 의해 사용되기 전에, 추가적인 냉간 가공 또는 성형 단계를 거치지 않을 알루미늄 합금 용기이다.

"드로잉"은 알루미늄 합금을 컵의 형태로 잡아당기는 것을 의미하며, 초기 드로잉, 재드로잉 및 딥 드로잉을 포함할 수 있다.

"아이어닝"은 컵의 측벽을 아이어닝 링에 대고 밀어내는 펀치를 통해 컵의 벽을 신장시키고 박화하는 것을 의미한다.

"도밍"은 용기의 기부를 생성하는 것을 의미한다. 용기의 기부는 돔처럼 형상화될 수 있거나, 평탄할 수 있거나, 또는 대안적인 기하학적 형태를 가질 수 있다.

"넥킹"은 용기의 일부분의 직경을 좁게 하는 것을 의미한다.

"플랜징"은 용기 상에 플랜지를 생성하는 것을 의미한다.

"스레딩"은 용기 상에 나사산을 생성하는 것을 의미한다.

"비딩"은 용기의 측벽 상에 원주방향 비드(circumferential bead)를 생성하는 것을 의미한다.

"시밍"은 용기에 뚜껑을 부착하는, 예를 들어, 기계적으로 접합하는 등의 방법이다.

"컬링"은, 뚜껑, 단부, 러그(lug), 나사형 마개, 크라운(crown), 롤-온 필퍼 프루프 마개(roll-on pilfer proof closure) 등과 같은 마개를 받아들이도록 용기의 상부 에지를 생성하는 것을 의미한다.

"냉간 가공된 상태의 용기의 기준형"은, 청구된 용기와 동일하게 제조되지만, 냉간 가공 단계의 완료 후에 그리고 열처리 단계 전에 기계적 특성이 시험되는 알루미늄 합금 용기의 변형을 의미한다. 바람직하게는, 성형된 상태의 용기의 기준형의 기계적 특성은 냉간 가공 단계의 완료로부터 4 내지 14일 이내에 측정된다. 냉간 가공된 상태의 용기의 기준형을 생성하기 위해서는, 본 명세서에 기재된 실행에 따라 알루미늄 합금 본체를 용기로 냉간 가공하고, 그 후에 알루미늄 합금 용기의 일부분을 떼어내어, 상기한 요건에 따라 냉간 가공된 상태에서의 그의 특성을 결정할 것이다. 알루미늄 합금 용기의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 열처리할 것이고, 그 후에 그의 특성을 측정할 것이며, 따라서 냉간 가공된 상태의 용기의 기준형의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 용기의 특성 사이의 비교(예를 들어, 특히 돔 역전 압력(dome reversal pressure), 진공 강도(vacuum strength), 강도, 및/또는 연신율의 비교)를 용이하게 한다. 신규 용기 및 냉간 가공된 상태의 용기의 기준형 둘 모두가 동일한 알루미늄 합금 용기로부터 생성되기 때문에, 이들은 동일한 조성을 가질 것이다. 따라서, 용기의 기준형은 신규 용기와 동일한 합금, 치수, 및 기하학적 형태로 구성된다.

"돔 역전 압력"은 임계 압력을 의미하는데, 이 임계 압력을 초과하면 캔의 기부가 '튀어나올'(pop out) 수 있고 오목한 대신에 볼록해질 수 있게 된다. 일부 실시 형태에서, 알루미늄 합금이 충분히 강하여, 용기의 기부가 오목한 대신에 평탄할 수 있다. 이러한 경우에, 돔 역전 압력은 임계 압력을 의미하는데, 이 압력을 초과하면 캔의 기부가 '튀어나올' 수 있고 평탄한 대신에 볼록해질 수 있게 된다. 돔 역전 압력은 알테크 컴퍼니(Altek Company) 음료 캔 및 뚜껑 시험기 모델 9009C5를 사용하여 측정될 수 있다.

"측벽"은 용기의 측면의 벽이다.

"T6 템퍼에서의 용기의 기준형의 측벽" 등은, 용체화된 후에 최대 강도 상태(피크 강도로부터 1 ksi 범위 이내)로 열처리된 용기의 측벽을 의미한다. 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 생성된 알루미늄 합금 용기는 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 본체에 비하여 탁월한 특성을 성취할 수 있다. T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 용기의 기준형의 측벽을 생성하기 위해서는, 알루미늄 합금 용기의 측벽을 얻고, 그 후에 측벽의 일부분을 T6 템퍼로 처리할 것이다 (즉, 용체화시키고, 이어서 피크 강도로부터 1 ksi 범위 이내의 최대 강도 상태로 열처리할 것이다). 측벽의 다른 부분을 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리할 것이며 (또는 이미 처리되어 있을 수 있음), 따라서 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 용기의 기준형의 측벽의 특성과 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 처리된 알루미늄 합금 용기의 특성 사이의 비교(예를 들어, 특히 돔 역전 압력, 진공 강도, 강도, 및/또는 연신율의 비교)를 용이하게 한다. 둘 모두의 측벽이 동일한 알루미늄 합금 용기로부터 얻어지기 때문에, 이들은 동일한 조성, 치수, 및 기하학적 형태를 가질 것이다.

"진공 강도"는 임계 진공 압력을 의미하는데, 이 압력을 초과하면 용기의 측벽이 안쪽으로 붕괴되게 된다. 진공 강도는 알테크 컴퍼니 식품 패널 강도(측벽 붕괴 저항성) 시험기 - 모델 9025에 의해 측정될 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, 신규 알루미늄 합금 용기는 냉간 가공(200-C) 후 열처리(300-C)에 의해 제조될 수 있다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체, 예를 들어 시트 또는 슬러그(slug)는 (예를 들어, 드로잉, 아이어닝, 및 충격 압출(impact extruding) 중 하나 이상에 의해) 25% 이상 냉간 가공되며, 이러한 냉간 가공 단계는 용기의 적어도 일부분으로의 25% 이상의 냉간 가공, 예를 들어, 상기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B)에 개시된 임의의 냉간 가공 양을 유발한다. 일 실시 형태에서, 25% 이상의 냉간 가공은 측벽의 일부 (또는 전부)에서 유발된다. 일 실시 형태에서, 25% 이상의 냉간 가공은 기부의 일부 (또는 전부)에서 유발된다. 일부 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200-C)는 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 용기로 냉간 가공하는 것을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200-C)는 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 용기로 냉간 가공하는 것을 포함하며, 냉간 가공은 용기의 적어도 일부분으로의 35% 이상의 냉간 가공, 또는 50% 이상의 냉간 가공, 또는 75% 이상의 냉간 가공, 또는 그 초과를 유발한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 작업은 150℉ 미만의 온도에서 개시된다.

일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 냉간 가공 전에 시트 형태이다. 임의의 이들 실시 형태에서, 알루미늄 합금 시트는 용기에 적합한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 용기는 동일한 치수 및 기하학적 형태를 갖는 종래 기술의 용기보다 기부 및/또는 측벽의 돔 역전 압력, 진공 강도 및/또는 인장 항복 강도가 더 클 수 있기 때문에, 동일한 기하학적 형태를 갖는 종래 기술의 용기에 비하여 본 용기의 치수가 감소될 수 있는 한편, 본 용기의 최소 성능 요건이 유지될 수 있다. 이러한 치수 감소 능력은 용기 중량 및 비용 감소를 가져올 수 있다. 예를 들어, 음료 용기 제조와 관련하여, 시트는 두께가 0.0108 인치 미만, 또는 0.0100 인치 미만, 또는 0.0098 인치 미만, 또는 0.0095 인치 미만, 또는 0.0094 인치 미만, 또는 0.0605 인치 미만일 수 있다. 식품 캔과 관련하여, 시트는 두께가 0.0084 인치 미만, 또는 0.0080 인치 미만, 또는 0.0076 인치 미만, 또는 0.0074 인치 미만일 수 있다. 에어로졸 캔과 관련하여, 시트는 두께가 0.008 인치 미만일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 알루미늄 합금 시트는 예비-코팅되며, 즉 알루미늄 합금 시트는 냉간 가공 단계(200-C) 전에 코팅으로 코팅된다.

냉간 가공 단계(200-C) 후에, 용기는 열처리(300-C)될 수 있다. 열처리 단계(300-C)는 상기 '열처리' 섹션 (섹션 C)에 따라 수행될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 열처리 단계(300-C)는 알루미늄 합금 용기를 150℉ 내지 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도 미만의 범위로 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계(300-C)는 150℉ 내지 600°의 온도에서 완료된다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계(300-C)는 550℉ 이하, 예를 들어 500℉ 이하, 또는 450℉ 이하, 또는 425℉ 이하의 온도에서 완료된다. 일부 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200-C) 및 열처리 단계(300-C)가 수행되어, 알루미늄 합금 용기가 (상기 '미세구조' 섹션 (섹션 E)에 정의된) 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 유지하거나 실현하도록 한다. 알 수 있는 바와 같이, 더 높은 열처리 온도가 사용될 때, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조 및/또는 다른 원하는 특성을 실현하는 데에는 더 짧은 노출 기간이 필요할 수 있다. 일 실시 형태에서, 예를 들어, 입수된 알루미늄 합금 시트가 25% 이상만큼 용체화-후 냉간 압연된 경우에, 입수된 알루미늄 합금 본체는 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 가질 수 있다. 냉간 가공 단계(200-C) 및 열처리 단계(300-C)가 수행되어, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 실현하거나 유지하도록 할 수 있다 (용기 및 본체의 미세구조가 상이할 수 있지만, 이들은 섹션 E의 정의에 따른 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 갖는다). 일 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2s-2를 참조하면, 열처리 단계(300-C)는 표준 용기 제조 공정에서 이미 일어나는 단계, 예를 들어, 용기를 오븐에 넣는 단계(320-C)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 용기가 냉간 가공(예를 들어, 드로잉(220-C) 및 (선택적으로) 아이어닝 (240-C), 또는 충격 압출(도시되지 않음))을 통해 생성된 후에, 열처리 단계(300-C)는 용기를 오븐(또는 다른 가열 장치)에 넣는 단계(320-C)를 포함하여, 예를 들어, 세척 후의 용기를 건조시키고/시키거나 용기의 내부에 적용된 코팅을 경화시키고/시키거나, 용기의 외부에 적용된 페인트를 건조시킬 수 있다.

도 2s-1에 나타난 바와 같이, 선택적인 최종 처리 단계(400-C)는 용기를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우에, 그리고 도 2s-1에 나타난 바와 같이, 선택적인 최종 처리들(400) 중 적어도 일부는 열처리 단계(300-C) 후에 일어날 수 있다. 일부 또는 다른 경우에, 그리고 이제 도 2s-3을 참조하면, 일부 최종 처리(400-C')는 열처리(300-C) 전에 또는 동안에 일어난다. 예를 들어 그리고 하기에 더욱 상세하게 기재된 바와 같이, 냉간 가공 단계(200-C) 후에 페인트 및/또는 코팅이 적용될 수 있으며, 그 후에 그러한 페인트 및/또는 코팅은 경화될 수 있다. 일 실시 형태에서, 그리고 앞의 단락에 기재된 바와 같이, 열처리 단계(300-C)가 그러한 페인트 및/또는 코팅을 경화시키는 데 사용될 수 있으며, 따라서 최종 처리 단계(400-C)의 적어도 일부분이 열처리 단계(300-C)의 적어도 일부분과 동시에 일어날 수 있다.

다른 실시 형태에서, 페인트 및/또는 코팅은 열처리(300-C)의 개시 및 용기의 잠재적인 경화를 피하도록 낮은 온도에서 경화될 수 있다. 즉, 용기가 그의 최종 형태가 될 때까지는, 용기를 가열하는 데 사용되는 오븐(또는 다른 가열 장치)을 피할 수 있다. 열처리 시에 강도가 증가할 수 있기 때문에, 용기가 (예를 들어, 넥킹, 플랜징, 컬링, 스레딩 및/또는 비딩에 의해 또는 달리 그의 최종 형상으로의 성형에 의해) 최종적으로 성형된 후가 될 때까지는, 열을 피하여 알루미늄 합금 용기를 비교적 연질로 유지할 수 있다. 예를 들어, 그리고 이제 도 2s-4 및 도 2s-5를 참조하면, 적어도 일부의 마무리 및/또는 성형 작업(400-C')이 열처리 단계(300-C)에 앞서 수행될 수 있다. 나타낸 실시 형태에서, 적용되는 경우 페인트 및/또는 코팅은 방사선, 예를 들어, UV 광에 의해, 그리고 용기의 의도적인 전도 가열 및/또는 대류 가열 없이 경화될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 그러한 방사 단계는 알루미늄 합금 본체를 현저히 가열하지 않을 것이기 때문에, 경화는 용기를 열처리(300-C)하지 않을 것이다. 일례에서, 도 2s-4에 나타난 바와 같이, 용체화된 알루미늄 합금 시트를 용기로 냉간 가공하는 단계(200-C)는 용기를 드로잉하는 것(220-C), 및 선택적으로, 용기를 아이어닝하는 것(240-C)을 포함할 수 있다. 냉간 가공 단계(200-C) 후에, 용기를 페인팅하고(410-C), 이어서 방사선에 의해 경화시키고(420-C), 이어서 넥킹하고/하거나 비딩할 수 있으며(430-C), 그 후에 열처리한다(300-C). 유사하게, 그리고 이제 도 2s-5를 참조하면, 용체화된 알루미늄 합금 시트를 용기로 냉간 가공하는 단계(200-C)는 용기를 드로잉하는 것(220-C), 및 선택적으로, 용기를 아이어닝하는 것(240-C)을 포함할 수 있다. 냉간 가공 단계(200-C) 후에, 용기의 내부를 코팅하고(410-C), 이어서 방사선에 의해 경화시키고(420-C), 이어서 넥킹하고/하거나 비딩할 수 있다(430-C). 따라서, 선택적인 최종 처리(400-C 및/또는 400-C') 단계는 (상기 섹션 F에 정의된) "성형 작업"을 포함할 수 있는데, 이는 열처리 단계(300-C) 전에, 동안에, 또는 후에, 용기를 그의 최종 형상으로 넥킹, 플랜징, 비딩, 컬링 및/또는 스레딩하거나, 또는 달리 성형하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 알루미늄 합금은 용기 제조 공정 동안 더 강해질 수 있기 때문에, 더 연질이고 더 성형가능한 알루미늄 합금 본체를 사용하여 공정을 시작하는 것이 가능하다. 그러므로, 종래 기술 공정에 의해 제조되는 동일한 용기에 비해 그러한 알루미늄 합금 본체는 복잡한 형상으로 성형하기가 더 용이할 수 있고/있거나 더 적은 단계로 제조될 수 있다.

독특한 처리 기술로 인해, 개선된 특성, 예를 들어, 특히 컬럼 좌굴 강도(column buckling strength), 돔 역전 압력 및 진공 강도의 개선 중 하나 이상이 실현될 수 있다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 용기는 냉간 가공된 상태의 알루미늄 합금 용기의 기준형에 비해 개선된 특성을 실현한다. 다른 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 용기는 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 용기의 기준형에 비해 개선된 특성을 실현한다.

일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 용기의 기준형에 비하여, 돔 역전 압력의 5% 이상의 증가를 성취한다. 일부의 이러한 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 용기가 90 파운드/제곱인치 이상의 돔 역전 강도(dome reversal strength)를 갖도록 한다.

한 가지 접근법에서, 냉간 가공 단계는 용기의 측벽의 적어도 일부분에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, T6 템퍼에서의 용기의 기준형의 동일한 측벽 부분의 인장 항복 강도에 비하여, 25% 이상 냉간 가공된 측벽 부분에 대한 인장 항복 강도의 5% 이상의 증가, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 인장 항복 강도 개선을 성취할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 용기의 동일한 측벽 부분의 인장 항복 강도에 비하여, 25% 이상 냉간 가공된 측벽 부분에 대한 인장 항복 강도의 5% 이상의 증가, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 인장 항복 강도 개선을 성취한다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 용기에 비하여 진공 강도의 5% 이상의 개선을 성취한다. 일부 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 용기가 24 psi 이상, 28 psi 이상, 또는 30 psi 이상, 또는 그 초과의 진공 강도를 갖도록 한다. 일부 실시 형태에서, 용기의 측벽은 (i) 동일한 치수 및 기하학적 형태의 종래 기술의 용기, (ii) 냉간 가공된 상태의 용기, 및/또는 (iii) T6 템퍼에서의 용기의 기준형보다 더 큰 천공 저항성(puncture resistant)을 갖는다.

일부 실시 형태는 향상된 강도를 갖는 용기를 생성함에도 불구하고, 용기의 성형성이 유지되거나 또는 심지어 개선될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 알루미늄 합금 용기의 적용가능한 일부(또는 전부)가 4% 이상, 또는 5% 이상, 또는 6% 이상, 또는 7% 이상, 또는 8% 이상, 또는 그 초과의 연신율을 실현할 수 있다.

임의의 상기한 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 변형 경화 응답 및 석출 경화 응답 중 적어도 하나를 촉진하기에 충분한 용질을 함유하여 개선된 특성 또는 특성들을 성취할 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법에 의해 제조된 용기에 의해 실현되는 잠재적으로 개선된 강도는 또한 평탄한 기부 또는 대형 돔 윈도우를 갖는 용기의 제조를 용이하게 할 수 있다.

용기를 제조하는 방법의 상기 실시 형태 모두에서, 시트는, '냉간 가공' 섹션 (섹션 B) 및/또는 '열처리' 섹션 (섹션 C)에 따라, 용기로 냉간 가공하기 전에, 예를 들어 냉간 압연에 의해, 냉간 가공된 것일 수 있다.

도 2s-6을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 용기(800-C)는 측벽(820-C)과, 기부 또는 돔으로도 알려져 있는 하부(840-C)를 갖는다. 측벽(820-C) 및 하부(840-C)를 포함하는 알루미늄 합금 용기(800-C)는 단일의, 연속적인 알루미늄 합금 시트일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 그리고 이제 도 2s-7을 참조하면, 용기는 마개(900-C)이다. 일부 실시 형태에서, 마개는 뚜껑이다.

(v) 고정구

한 가지 접근법에서, 본 명세서에 개시된 신규 방법은 개선된 고정구 제품을 생성할 수 있다. "고정구"는 둘 이상의 부품을 연결하는 주목적을 갖는, 압연, 압출, 또는 인발 (또는 드로잉)된 스톡(stock)으로부터 제조된 제품이다. 본 명세서에 기재된 신규 공정에 따라 제조된 고정구는 용체화-후 냉간 가공을 위해 제조(100)되고, 이어서 25% 초과만큼 냉간 가공(200)되고, 이어서 열처리(300)될 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 냉간 단조, 냉간 스웨이징 및 냉간 압연 중 하나에 의해 알루미늄 합금 본체를 고정구로 냉간 가공하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계의 제1 부분은 고정구 공급 스톡(예를 들어, 냉간 가공된 로드(와이어 포함) 또는 바아)을 생성하며, 냉간 가공 단계의 제2 부분은 (예를 들어, 냉간 단조 또는 냉간 스웨이징을 통해) 고정구를 생성한다. 그러한 부분적인 냉간 가공, 및 유사한 방법은 '열처리' 섹션 (섹션 C, 하위 섹션 i)에 기재된 바와 같이 완료될 수 있다.

고정구는 원피스 또는 멀티피스 시스템일 수 있다. 원피스 고정구는 본체 및 헤드를 가질 수 있다. 고정 시스템은 적어도 2개의 부품, 예를 들어, 본체 및 헤드를 갖는 제1 부분과, 제1 부분에 부착하도록 설계된 제2 부분(로킹 부재), 예를 들어, 너트 또는 칼라(collar)를 갖는다. 본체 및 헤드를 갖는 고정구의 예에는 리벳, 나사, 못, 및 볼트(예를 들어, 잠금 볼트)가 포함된다. 고정구의 일부가 하나 이상의 나사산을 가질 수 있다. 고정구는 적어도 2개의 주된 파괴 방식을 갖는데, 첫 번째는 주된 하중 방향이 고정구의 중심선에 평행한 경우의 장력이고, 주된 하중이 고정구의 중심선에 수직한 경우의 전단력이다. 고정구의 본체의 종방향 최대 인장 강도는 장력 하에서의 그의 파괴 하중을 결정하는 데 있어서 주된 인자이며, 전단 강도는 전단력 하에서의 그의 파괴 하중을 결정하는 데 있어서 주된 인자이다. 한 가지 접근법에서, 신규 알루미늄 합금 고정구는 냉간 가공된 상태 및/또는 T6 상태의 알루미늄 합금 고정구의 기준형보다 2% 이상 더 큰 인장 항복 강도 및/또는 최대 인장 강도, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H(i))에 기재된 임의의 인장 항복 강도 및/또는 최대 인장 강도 값을 실현한다. 일 실시 형태에서, 신규 알루미늄 합금 고정구는 고정구의 기준형보다 2% 이상 더 큰 전단 강도, 예를 들어 상기 '특성' 섹션 (섹션 H(i))에 기재된 임의의 전단 강도 값을 실현하며, 고정구의 기준형은 T6 템퍼의 상태이다. 개선된 강도 특성은 고정구의 핀, 헤드, 또는 로킹 메커니즘 중 하나 이상과 관련될 수 있다. 일 실시 형태에서, 개선된 강도는 고정구의 핀과 관련된다. 다른 실시 형태에서, 개선된 강도는 고정구의 헤드와 관련된다. 또 다른 실시 형태에서, 개선된 강도는 고정구의 로킹 메커니즘과 관련된다. 한 가지 접근법에서, 신규 알루미늄 합금 고정구는, 상기 '미세구조' 섹션 (섹션 E(i))에 기재된 바와 같은, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 갖는다.

일 실시 형태에서, 방법은 알루미늄 합금 본체를 고정구 스톡으로 냉간 가공하는 제1 냉간 가공 단계를 포함한다. 방법은 고정구 스톡을 고정구로 냉간 가공하는 제2 냉간 가공 단계를 추가로 포함한다. 이러한 제2 냉간 가공 단계는 헤드, 핀, 및/또는 로킹 부재를 생성할 수 있다. 제3 냉간 가공 단계가 선택적으로 이용될 수 있는데, 적어도 하나의 나사산("나사산 부분")이 고정구에 (예를 들어, 핀 및/또는 로킹 부재에) 생성된다. 제1, 제2, 및 선택적인 제3 냉간 가공 단계의 조합이, 25% 이상 냉간 가공된 고정구를 생성할 수 있다. 이어서, 알루미늄 합금 고정구는, 상기에 제공된 바와 같이 열처리될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 냉간 가공 단계는 고정구 스톡으로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 제2 냉간 가공 단계는 고정구로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 제3 냉간 가공 단계는 나사산 부분으로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 따라서, 처리에 따라, 고정구의 하나 이상의 부분이 25% 초과로, 예를 들어, 상기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B)에 기재된 임의의 냉간 가공 양으로 냉간 가공될 수 있다.

(vi) 로드

한 가지 접근법에서, 본 명세서에 개시된 신규 방법은 개선된 로드 제품을 생성할 수 있다. 로드 제품은 알루미늄 협회에 의해 규정된 바와 같은 로드 또는 와이어 제품이다. 일 실시 형태에서, 방법은 상기한, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 로드를 제조하는 단계와, 제조 단계 후에, 알루미늄 합금 로드를 최종 치수로 냉간 가공하는 단계로서, 냉간 가공은 로드로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 단계와, 냉간 가공 단계 후에, 알루미늄 합금 로드를 열처리하는 단계를 포함하며, 냉간 가공 단계와 열처리 단계가 수행되어, 냉간 가공된 상태 및/또는 T6 템퍼 및/또는 T87 템퍼에서의 알루미늄 합금 로드의 기준형에 비하여 종방향 최대 인장 강도, 또는 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 다른 개선된 특성의 증가를 성취한다. 그러한 개선된 특성은 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 바와 같이, 더 짧은 기간에 실현될 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계는 냉간 인발, 냉간 로드 압연 및 냉간 스웨이징 중 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 후에, 로드는 와이어 치수(wire gauge)로 된다. 한 가지 접근법에서, 신규 알루미늄 합금 로드는 알루미늄 합금 로드의 기준형보다 더 큰 최대 인장 강도, 예를 들어 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 최대 인장 강도 값을 실현하는데, 기준형은 T6 템퍼 및 T87 템퍼 중 하나의 상태이다. 한 가지 접근법에서, 신규 알루미늄 합금 로드는, 상기 '미세구조' 섹션 (섹션 E(i))에 기재된 바와 같은, 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 갖는다.

(vii) 휠

본 명세서에 기재된 신규 방법은 개선된 휠 제품을 제조하는 데 또한 유용할 수 있다. 이제 도 2t-1 및 도 2t-2를 참조하면, 본 명세서에 기재된 신규 방법을 통해 제조될 수 있는 휠(110-W)의 일 실시 형태가 나타나있다. 도시된 휠(110-W)은 디스크 페이스(disk face; 112-W), 림(rim; 114-W), 드롭 웰(drop well; 116-W), 비드 시트(bead seat; 118-W) 및 장착 플랜지(mounting flange; 120-W)를 포함한다. 림(112-W)은 타이어가 장착될 수 있는 휠의 외부 부분이다. 장착 플랜지(120-W)는 차량에 직접 부착되는 (예를 들어, 접촉하는) 휠의 위치이다. 디스크 페이스(112-W)는 림과 장착 플랜지 사이에 위치된다. 도 2t-1 및 도 2t-2에 나타낸 휠은 자동차 휠이다. 그러나, 본 명세서에 기재된 신규 방법은 상업용 휠, 또는 25% 이상만큼의 냉간 가공에 의해 성형될 수 있는 임의의 다른 유형의 휠에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 당업자는 휠이 더 많거나 더 적은 부분을 가질 수 있음을 안다.

일 실시 형태에서, 용체화된 알루미늄 합금 본체(예를 들어, 용체화된 알루미늄 합금 공급 스톡, 예를 들어 잉곳)는, 상기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B)에 기재된 바와 같이 냉간 가공될 수 있으며(200), 이때 냉간 가공은 휠의 적어도 일부분으로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 예를 들어, 휠(110-W)의 생성 동안, 이러한 냉간 가공 단계는 디스크 페이스(112-W), 림(114-W), 드롭 웰(116-W), 비드 시트(118-W) 및 장착 플랜지(120-W) 중 적어도 하나에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발할 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 디스크 페이스(112-W)에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 림(114-W)에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 드롭 웰(116-W)에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 비드 시트(118-W)에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 장착 플랜지(120-W)에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발한다. 더 높은 수준의 냉간 가공, 예를 들어, 상기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B)에 기재된 임의의 냉간 가공 양이 유발될 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계는 휠의 적어도 일부분에서 35% 이상의 냉간 가공을 유발하며, 이러한 부분은 임의의 상기한 휠 부분 중 일부(또는 전부)일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계는 휠의 적어도 일부분에서 50% 이상의 냉간 가공, 또는 75% 이상의 냉간 가공, 또는 90% 이상의 냉간 가공을 유발하며, 이러한 부분은 임의의 상기한 휠 부분 중 일부(또는 전부)일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계는 휠의 적어도 일부분에서 90% 이상의 냉간 가공을 유발하며, 이러한 부분은 임의의 상기한 휠 부분 중 일부(또는 전부)일 수 있다.

냉간 가공 단계는 하기 작업 중 하나 이상을 이용하여 휠을 냉간 가공하고 생성할 수 있다: 스피닝, 압연, 버니싱, 유동 성형, 전단 성형, 필저링(pilgering), 스웨이징, 방사형 단조(radial forging), 코깅(cogging), 단조, 압출, 노우징(nosing), 액압 성형, 및 이들의 조합. 일 실시 형태에서, 냉간 가공은 유동 성형을 포함한다.

일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계(200)는 하나 이상의 성형 기술을 사용하여 휠을 성형한다. 원하는 냉간-성형된 출력 형상(예를 들어, 휠)의 기하학적 복잡성은 2가지 주된 성형 공정 고려사항을 갖는다: (1) 전체 형상은 더 편리하게 처리될 수 있는 하위-영역으로 세분될 수 있고; (2) 변형 특성은 과잉 가공 및 높은 변형 압력 중 하나일 것이다.

중간 제조 기학학적 형태는 두 영역으로 세분될 수 있다. 제1 영역은 기하학적 형태의 중심선으로부터 외부 반경방향 부분으로 연장되는 디스크 페이스(이는 또한 휠 페이스, 헤드 또는 허브 영역으로 불림)이다. 제2 영역은 짧은 후벽 실린더와 유사한 휠 림 영역(이는 튜브 웰(tube well) 또는 스커트(skirt) 영역으로도 불림)이다. 이러한 실시 형태에서, 원피스 휠 설계에서 디스크 페이스 및 림 영역은 결합된 것으로 간주한다. 결합된다고 하더라도, 이들 영역은, 결합된 영역 둘 모두의 최종 출력 형상이 독립적인 변형 처리에 의해 성형될 수 있는 독립적인 영역으로 여겨질 수 있다. 이들 두 영역이 멀티피스 휠 설계의 개별적인 부분인 실시 형태에서는, 독립적인 변형 공정을 사용하여, 결합 전에 각각의 부분을 성형할 수 있다. 일부 실시 형태에서 멀티피스 휠의 부분들은 상이한 알루미늄 합금으로 구성될 수 있는데, 합금들 중 적어도 하나는 열처리가능한 알루미늄 합금이다.

일부 실시 형태에서, 원하는 냉간-성형된 출력 형상으로의 기하학적 변환은 고유의 과도한 변형을 갖는 성형 공정의 사용을 필요로 한다. 이러한 공정은, 단지 초기 및 최종 단면 치수만을 고려하여 계산된 것보다 더 큰 유효 변형률을 부여한다. 이는 상응하게 더 높은 유동 응력으로 이어진다. 재료의 용체화-후 냉간 유동 응력은 그의 대응되는 용체화-전 냉간 유동 응력보다 현저하게 더 높다. 따라서, 중간 제조 기하학적 형태로부터 출력 기하학적 형태를 성형하기에 최소한으로 필요한 냉간 가공을 부여하는 것은, 장비 로딩 면에서, 중간 제조 기하학적 형태를 성형하는 임의의 용체화-전 변형보다 현저하게 더 큰 문제이다.

디스크 페이스 및 림 영역을 형성하는 데 이용가능한 3가지 일반적인 변형 카테고리(category)가 있다. 이들 작업 중 일부가 조합되거나 다수회 완료되어, 원하는 기하학적 형태의 국소 두께 및 윤곽 둘 모두를 생성할 수 있다.

점진적 성형(Incremental Forming) - 이러한 변형 옵션은, 성형 하중이 부품 상의 작은 국소 영역에 집중되어 부품을 변형시킬 수 있는 높은 성형 압력이 성취되는 경우에 대한 것이다. 림 영역의 치수 및 윤곽에 대한 옵션에는: 유동 성형, 전단 성형, 스피닝, 압연, 필저링, 스웨이징, 냉간 단조 및 방사형 단조가 포함된다. 페이스 영역의 치수 및 윤곽에 대한 옵션에는: 유동 성형, 스피닝, 전단 성형, 방사형 단조 및 코깅(방사형 및/또는 원주형)이 포함된다.

벌크 성형(Bulk Forming) - 이러한 변형 옵션은 개방형 또는 폐쇄형 다이 공동 내에 부품을 넣고 도구 운동을 통해 힘을 가하여 부품을 변형 및 형상화시키는 것이다. 림 영역의 치수 및 윤곽에 대한 옵션에는: 단조, 압출, 스웨이징 및 필저링이 포함된다. 디스크 페이스 영역의 치수 및 윤곽에 대한 옵션에는: 단조, 노우징, 채널형 각방향 압출(channeled angular extrusion), 방사형 및/또는 원주형 코깅이 포함된다.

액압 성형 - 이러한 변형 옵션은 유체에 의해 가압된 폐쇄형 공동 내에 부품을 넣지만, 상기 부품의 일부 표면은 변형을 야기하는 가압된 유체에 노출되지 않는다. 냉간 용체화된 재료의 유동 응력보다 수 배 더 큰 정역학적 유체 압력이 변형을 일으키는 데 필요하다. 유동 응력은 용체화된 출발 예비성형품의 기하학적 형태에 따라 좌우된다.

유동 성형은 압력을 사용하여 하나 이상의 롤러에 의해 맨드릴 위에 금속의 디스크 또는 튜브가 성형되는 점진적 금속 성형 기술인데, 이때 롤러는 작업물을 변형시켜, 그를 맨드릴에 대고 밀어내고, 보통 작업물을 방사상으로 박화시키면서도 작업물을 축방향으로 연장시킨다. 유동 성형은 작업물이 마찰 및 변형에 처하게 한다. 이러한 두 요인은 작업물에 열이 발생되게 할 수 있으며, 일부 경우에 냉각 유체가 필요할 수도 있다. 유동 성형은 종종 자동차 휠 및 다른 축대칭의 형상화된 제품을 제조하는 데 사용되며, 기계 가공된 블랭크로부터 휠을 실제 폭(net width)으로 드로잉하는 데 사용될 수 있다. 유동 성형 동안, 작업물은 냉간 가공되어, 그의 기계적 특성이 변화되므로, 그의 강도가 단조된 금속에서와 유사해진다.

일 실시 형태에서, 휠은, 림의 직경보다는 작지만 25% 이상 변형되어 최종 페이스 두께를 형성하기에는 충분히 두꺼운 직경을 갖는 평탄한 실린더로부터 시작하여 점진적으로 성형된다. 첫째로, 페이스를 맨드릴의 페이스 표면에 대고 유동 성형하여 최종 디스크 두께 및 윤곽을 성취할 수 있다. 이러한 유동 성형 작업은 또한 최종 림 외경을 넘어서 반경방향 외향으로 금속을 충분히 이동시켜 림을 만들 수 있다. 대안적으로, 평탄한 출발 실린더는, 플레이트를 원하는 페이스 두께로 교차 압연(cross-rolling)함으로써 형성될 수 있다. 필요한 림 재료는 적절한 크기로 된 더 큰 출발 직경을 갖게 함으로써 이용가능할 수 있다. 둘째로, 스커트를 림으로 유동 성형하고 맨드릴의 림 페이스에 대고 윤곽을 형성할 수 있다. 멀티피스 휠을 유동 성형하는 경우, 디스크 페이스 및 림과 같은 부분은 유사한 점진적 성형 공정을 사용하여 개별적으로 성형될 수 있다.

벌크 성형을 수반하는 일 실시 형태에서는, 용체화된 재료로 된 출발 실린더를 단조하여 디스크 페이스 영역을 성형하고 직선형 림을 압출한다. 이어서, 림을 최종 두께 및 윤곽으로 유동 성형할 수 있다. 다른 옵션은 림을 최종 형상으로 스웨이징하는 것이다. 대안적으로, 용체화된 후벽 실린더를 블라인드 페이스 공동(blind face cavity)으로 단조할 수 있는데, 이는 채널형 각방향 간접 압출에 의해 반경방향 내향으로 향하여 페이스 영역을 형성한다.

액압 성형을 수반하는 일 실시 형태에서, 용체화된 예비성형품은: (1) 최소 높이를 갖는 외경 상에 더 많은 재료가 있어서 최소 냉간 감소를 성취하도록 오목해진 상부측, 및 (2) 대략 휠 림 크기의 환상 돌출부를 갖는 하부측을 갖는다. 이어서, 하부 환상 챔버 개방부가 예비성형품의 하부 환상 돌출부에 상응하도록 액압 챔버 내에 예비성형품을 넣을 수 있다. 예비성형품의 환상 돌출부는 챔버의 하부 환상 개방부에 정합하도록 점점 가늘어져서, 압력 하에서 신속하게 밀봉을 형성할 수 있다. 다음으로, 챔버를 가압하여 유체가 상부 표면을 밀어내어 금속 유동이 환상 개방부를 빠져나가게 할 수 있다. 외부 방사형 영역에서의 여분의 재료는 림을 형성하는 금속을 공급하는 한편, 중간의 더 얇은 영역은, 휠 페이스 영역을 냉간 가공하는 동안, 얇아지고 금속을 반경방향 외향으로 밀어내어 상부의 오목한 형상을 더 평탄한 형상으로 변환시킨다.

냉간 가공 후에, 휠은 상기 '열처리' 섹션 (섹션 C)에 따라 열처리될 수 있다(300). 일 실시 형태에서, 휠은 150℉ 내지 그의 재결정 온도 미만의 온도에서 열처리된다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 425℉ 이하의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 400℉ 이하의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 375℉ 이하의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 350℉ 이하의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 200℉ 이상의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 250℉ 이상의 온도에서 가열하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계는 휠을 300℉ 이상의 온도에서 가열하는 것을 포함한다.

냉간 가공 단계(200) 및 열처리 단계(300)가 수행되어, '냉간 가공 및 열처리의 조합' 섹션 (상기 섹션 D)에 기재된 바와 같은, 개선된 특성을 갖는 휠을 성취할 수 있다. 일 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 휠의 냉간 가공된 부분에서의 종방향 (L) 인장 항복 강도에 비하여, 휠의 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 5% 이상의 개선을 성취한다. 다른 실시 형태에서, 냉간 가공 단계 및 열처리 단계가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 휠의 냉간 가공된 부분에서의 종방향 (L) 인장 항복 강도에 비하여, 휠의 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도의 10% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 15% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 16% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 17% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 18% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 19% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 20% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 21% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 22% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 23% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 24% 이상의 개선, 또는 종방향 인장 항복 강도의 25% 이상의 개선, 또는 그 초과를 성취한다. 일부 실시 형태에서, 열처리 단계 후에, 휠의 냉간 가공된 부분은 4% 이상의 종방향 연신율, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 연신율 값을 갖는다. 일 실시 형태에서, 열처리 단계 후에, 휠의 냉간 가공된 부분은 6% 이상의 종방향 연신율을 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 열처리 단계 후에, 휠의 냉간 가공된 부분은 8% 이상, 예를 들어, 10% 이상, 또는 12% 이상, 또는 14% 이상, 또는 16% 이상, 또는 그 초과의 연신율을 실현한다.

본 명세서에 개시된 신규 공정에 의해 제조된 알루미늄 합금 휠 제품은 25% 이상 냉간 가공된 휠의 부분에서 다른 또는 대안적인 개선된 특성 또는 특성들을 실현할 수 있다. 예를 들어, 25% 이상 냉간 가공된 휠의 부분은, T6 템퍼로 처리된 휠의 기준형의 동일한 부분의 종방향 인장 항복 강도에 비해 5% 이상 더 큰 종방향 인장 항복 강도, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 T6 개선을 실현할 수 있다.

임의의 상기한 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 변형 경화 응답 및 석출 경화 응답 중 적어도 하나를 촉진하기에 충분한 용질을 함유하여 개선된 특성 또는 특성들을 성취할 수 있다.

신규 휠 제품은 25% 이상 냉간 가공된 휠의 일부분에서 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조, 예를 들어, 상기 '미세구조' 섹션 (섹션 E)에 기재된 임의의 미세구조를 실현할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 25% 이상 냉간 가공된 휠의 일부분은 75% 이상 재결정화되지 않는다.

일 실시 형태에서 휠, 또는 다른 소정의 형상화된 제품은, 본 명세서에 기재된 기술에 의해 제조되는 적어도 하나의 부품을 포함하는 조립체일 수 있다. 멀티피스 휠의 경우에, 한 부품이 림, 드롭 웰 및 비드 시트를 구성하고 다른 부품이 디스크 페이스 및/또는 장착 플랜지를 구성할 수 있다. 일 실시 형태에서, 조립체는 본 명세서에 기재된 기술을 사용하여 제조된 상이한 알루미늄 합금들을 함유할 수 있는데, 알루미늄 합금들 중 적어도 하나는 열처리가능한 알루미늄 합금이다.

(viii) 다층 제품

신규 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품은 다층 응용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 본체를 제1 층으로서 사용하고 임의의 1xxx-8xxx 합금을 제2 층으로서 사용하여 다층 제품을 형성하는 것이 가능하다. 도 12는 다층 제품을 제조하는 방법의 일 실시 형태를 나타낸다. 나타낸 실시 형태에서는, 도 9에 대해 상기에 기재된 바와 같이, 다층 제품을 생성하고(107), 그 후에 균질화하고(122), 열간 압연하고(126), 용체화시키고(140), 이어서 냉간 압연할 수 있다(220). 다층 제품은 특히 다중-합금 캐스팅(multi-alloy casting), 압연 접합(roll bonding), 접착 접합(adhesive bonding), 용접, 및 야금 접합(metallurgical bonding)을 통해 생성될 수 있다. 다중-합금 캐스팅 기술에는 킬머(Kilmer) 등의 미국 특허 출원 공개 제20030079856호, 앤더슨(Anderson) 등의 미국 특허 출원 제20050011630호, 추(Chu) 등의 미국 특허 출원 제20080182122호, 및 노벨리스(Novelis)의 국제특허 공개 WO2007/098583호 (소위 퓨젼(FUSION)™ 캐스팅 공정)에 기재된 것들이 포함된다.

예를 들어, 제1 층은 본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품일 수 있다. 제2 층은, (제1 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품과 동일한 합금 또는 상이한 합금일 수 있는) 다른 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품을 포함하는, 임의의 1xxx-8xxx 알루미늄 합금 제품일 수 있다. 제1 층 및 제2 층은 동일한 두께를 가질 수 있거나 또는 상이한 두께를 가질 수 있다. 따라서, 다층 제품은, 제1 층이 제1 세트의 특성을 실현하고 제2 층이 제2 세트의 특성을 실현하는 맞춤형 특성을 실현할 수 있다. 적어도 2개의 상이한 층을 처리하여 다층 제품을 제조하는 것이 하기에 더욱 상세하게 논의된다.

한 가지 접근법에서, 제2 층은 비-열처리가능한 합금, 예를 들어, 임의의 1xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx 및 일부 8xxx 알루미늄 합금을 포함한다. 이러한 접근법에서, 다층 제품은 본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제1 층, 및 비-열처리가능한 합금의 적어도 제2 층을 포함하며, 즉 AlMgZn-NHT 제품인데, 여기서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금은 제1 층이고 NHT는 비-열처리가능한 알루미늄 합금의 제2 층이다.

일 실시 형태에서, 제2 층은 내식성 타입 합금, 예를 들어, 임의의 1xxx, 3xxx, 5xxx 및 일부 8xxx 알루미늄 합금을 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 제1 층은 개선된 강도 특성을 제공할 수 있고, 제2 층은 내식성 특성을 제공할 수 있다. 비-열처리가능한 합금이 제2 층으로서 사용되기 때문에, 이러한 제2 층은 자연 시효되지 않을 수 있고, 따라서 그의 연성을 유지할 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 제2 층은 제1 층보다 더 높은 연성 및/또는 제1 층과 상이한 강도를 가질 수 있다. 따라서, 맞춤형 연성 차이(또는 구배) 및/또는 맞춤형 강도 차이(또는 구배)를 갖는 다층 제품이 제조될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 층은 다층 제품의 외층이고, 제2 층의 연성 변화 저항성은 (예를 들어, 특히 내측 및/또는 외측 도어 패널 응용과 같은 자동차 시트 응용을 위한) 헤밍(hemming) 작업에 유용할 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 층은 3 중량% 이상의 Mg를 갖는 5xxx 알루미늄 합금이다. 일 실시 형태에서, 제2 층은 제1 알루미늄 합금 층에 비하여 개선된 외관 특성을 갖는 알루미늄 합금을 포함하는데, 예를 들어, 제2 층이 1xxx, 3xxx 또는 5xxx 알루미늄 합금인 경우이다.

다른 접근법에서, 제2 층은 열처리가능한 합금, 예를 들어, 임의의 2xxx 알루미늄 합금, 동일한 또는 다른 마그네슘-아연 알루미늄 합금, 6xxx 알루미늄 합금, 7xxx 알루미늄 합금, Al-Li 합금, 및 일부 8xxx 알루미늄 합금을 포함하며, 즉, AlMgZn-HT 제품이 되는데, 여기서, 마그네슘-아연 알루미늄 합금 (AlMgZn)은 제1 층이고 HT는 열처리가능한 알루미늄 합금의 제2 층이다. 제2 층은 열처리가능한 알루미늄 합금이기 때문에, 본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리될 수 있으며, 통상적으로 처리된 재료에 비해 개선된 특성을 실현할 수 있다. 그러나, 제2 층은 본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 처리될 필요는 없으며, 즉 열처리가능한 재료의 제2 층은 통상적으로 처리될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, Al-Li 합금은 0.25 내지 5.0 중량%의 Li를 함유하는 임의의 알루미늄 합금이다. 적어도 2개의 상이한 층을 처리하여 다층 제품을 제조하는 것이 하기에 더욱 상세하게 논의된다.

일 실시 형태에서, 다층 제품은 AlMgZn(1)-AlMgZn(2) 제품인데, 여기서, AlMgZn(1)은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제1 층이고, AlMgZn(2)는 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제2 층이며, 제2 층은 통상적으로 처리될 수 있거나 또는 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 제1 층 및 제2 층은 적어도 하나의 조성상의 차이 또는 적어도 하나의 처리상의 차이를 갖는다. 일 실시 형태에서, AlMgZn(1)은 AlMgZn(2)와 상이한 조성을 갖는다. 일 실시 형태에서, AlMgZn(1)은 AlMgZn(2)와 비교하여 상이한 양의 냉간 가공을 받는다. 일 실시 형태에서, AlMgZn(1)은 AlMgZn(2)와 비교하여 상이한 열처리가 행해진다.

일 실시 형태에서, 다층 제품은 AlMgZn-7xxx 제품인데, 여기서, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제1 층이고, 7xxx는 7xxx 알루미늄 합금 제품의 제2 층이며, 이는 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성될 수 있거나 생성되지 않을 수 있다. 그러한 다층 제품은 특히 자동차, 항공우주 및 방호 응용에 적용가능할 수 있다.

일 실시 형태에서, 다층 제품은 AlMgZn-2xxx 제품인데, 여기서, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제1 층이고, 2xxx는 2xxx 알루미늄 합금 제품의 제2 층이며, 이는 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성될 수 있거나 생성되지 않을 수 있다. 그러한 다층 제품은 특히 자동차, 항공우주 및 방호 응용에 적용가능할 수 있다.

일 실시 형태에서, 다층 제품은 AlMgZn-Al-Li 제품인데, 여기서, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제1 층이고, Al-Li는 Al-Li 알루미늄 합금 제품의 제2 층이며, 이는 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성될 수 있거나 생성되지 않을 수 있다. 그러한 다층 제품은 특히 자동차, 항공우주 및 방호 응용에 적용가능할 수 있다.

일 실시 형태에서, 다층 제품은 AlMgZn-8xxx(HT) 제품인데, 여기서, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 제1 층이고, 8xxx(HT)는 열처리가능한 8xxx 알루미늄 합금 제품의 제2 층이며, 이는 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성될 수 있거나 생성되지 않을 수 있다. 그러한 다층 제품은 특히 패키징, 자동차, 항공우주 및 방호 응용에 적용가능할 수 있다.

일 실시 형태에서, 제2 층은, 제1 알루미늄 합금 층과 비교하여, (예를 들어, 점용접을 위한) 개선된 용접성을 갖는 알루미늄 합금을 포함한다. 이러한 제2 층은 우수한 용접성을 갖는, 열처리가능한 또는 비-열처리가능한, 임의의 알루미늄 합금일 수 있다. 우수한 용접성을 갖는 합금의 예에는 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx, 및 일부 저-Cu 7xxx 합금이 포함된다. 일 실시 형태에서, 제2 층은 제1 층보다 더 낮은 융점을 갖는다. 따라서, 제1 층과 제2 층의 용접 동안, 제2 층이 용융되어 제1 층과 제2 층 사이에 접합을 생성할 수 있다 (즉, 용접 공정이 접착 접합을 일으킴). 다른 실시 형태에서, 제2 층은 제1 층보다 더 낮은 저항을 갖는데, 이는 점용접 응용에 유용할 수 있다.

다층 제품은 다양한 수단으로 생성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 및 제2 층은 (i) 함께 생성되거나, 또는 (ii) 냉간 가공 단계(200) 전에 서로에 커플링되는 것 중 어느 하나이다. 제1 및 제2 층은 캐스팅 동안, 예를 들어, 킬머 등의 미국 특허 출원 공개 제20030079856호, 앤더슨 등의 미국 특허 출원 제20050011630호, 추 등의 미국 특허 출원 제20080182122호, 및 노벨리스의 국제특허 공개 WO2007/098583호 (소위 퓨젼™ 캐스팅 공정)에 기재된 캐스팅 기술을 통해, 함께 생성될 수 있다. 제1 및 제2 층은 접착 접합, 압연 접합, 및 유사한 기술을 통해 함께 커플링될 수 있다 (즉, 개별적으로 캐스팅된 후에 결합될 수 있다). 제1 및 제2 층은 냉간 가공 단계 전에 서로 인접하며, 둘 모두의 층이 후속 냉간 가공 단계(200)로 인해 25% 이상 냉간 가공될 것이다. 이어서, 다층 제품은 후속적으로 열처리될 수 있다(300).

일 실시 형태에서, 제2 층이 비-열처리가능한 합금인 경우에, 열처리 단계(300)는, 냉간 가공된 상태의 제2 층의 특성에 비하여 더 높은 연성을 갖지만 더 낮은 강도를 갖는 이러한 제2 층을 생성할 수 있다. 반대로, 제1 층은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 처리된 마그네슘-아연 알루미늄 합금이기 때문에, 제1 층은 냉간 가공된 상태의 제1 층의 특성에 비하여 개선된 강도 및 연성 둘 모두를 실현할 수 있다. 따라서 다층 제품은 다층 제품의 외측 표면 상에서는 맞춤형의 더 낮은 강도, 더 높은 연성 특성을 가질 수 있으나 다층 제품의 내측을 향해 더 큰 강도 특성을 갖는다. 이는, 예를 들어, 방호 응용에서 유용할 수 있는데, 이때 제1 층은 발사체에 의한 관통을 견디고 제2 층은 스폴링(spalling)을 견딘다.

다른 실시 형태에서, 제1 및 제2 층은 냉간 가공 단계(200) 후 및 열처리 단계 전에 서로 커플링된다. 이러한 실시 형태에서, 각각의 층은 맞춤 양의 용체화-후 냉간 가공(있다면, 제2 층의 경우)을 받을 수 있으나, 제1 층은 냉간 가공 단계(200)로 인해 25% 이상의 냉간 가공을 받는다. 이어서, 다층 제품은 후속적으로 열처리될 수 있다(300). 일부 실시 형태에서, 열처리 단계(300)를 사용하여 두 층의 커플링을 성취할 수 있다 (예를 들어, 접착 접합 경화 단계로서; 즉, 열처리 단계가 접착 접합에 도움을 줄 수 있으며, 이러한 단계들은 이러한 실시 형태에서 서로 동시에 완료될 것이다).

또 다른 실시 형태에서, 제1 및 제2 층은 열처리 단계(300) 후에 서로 커플링된다. 이러한 실시 형태에서, 각각의 층은 맞춤 양의 냉간 가공 및 맞춤 양의 열처리를 받을 수 있으나, 제1 층은 냉간 가공 단계(200)로 인해 25% 이상의 냉간 가공을 받으며, 제1 층은 열처리되어, 적어도 하나의 개선된 특성(예를 들어, 냉간 가공된 상태에 비하여 또는 T6 템퍼에서의 제품의 기준형에 비하여 더 높은 강도)을 성취한다.

다층 제품은 제3 층, 또는 임의의 개수의 추가 층을 포함할 수 있다. 한 가지 접근법에서, 다층 제품은 적어도 3개의 층을 포함한다. 일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 공정에 따라 처리된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층은 2개의 외층 사이에 "샌드위칭"된다. 이러한 2개의 외층은 동일한 합금 (예를 들어, 둘 모두 동일한 1xxx 합금)일 수 있거나, 또는 이러한 2개의 외층은 상이한 합금 (예를 들어, 하나는 1xxx 알루미늄 합금이고 다른 것은 다른 타입의 1xxx 합금인 것; 다른 예로서, 하나는 1xxx 합금이고, 다른 것은 5xxx 합금인 것 등등)일 수 있다.

한 가지 접근법에서, 다층 제품은 NHT-AlMgZn-NHT 제품인데, 여기서, NHT는 상기에 기재된 바와 같은 비-열처리가능한 합금의 층을 나타내고, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이다. 일 실시 형태에서, 다층 제품은 3xxx-AlMgZn-3xxx 제품인데, 외층은 3xxx 알루미늄 합금 제품이고 내층은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품이다. 그러한 다층 제품은, 몇 가지를 들자면, 패키징(예를 들어, 용기(캔, 병, 마개), 트레이 또는 다른 구성), 자동차 응용(예를 들어, 패널 또는 화이트 바디), 항공우주용 응용(예를 들어, 동체 스킨, 스트링어, 프레임, 벌크헤드, 스파, 리브 등), 그리고 해양 구조물 응용(예를 들어, 벌크헤드, 프레임, 선체, 갑판 등)에 유용할 수 있다. 유사하게, 5xxx-AlMgZn-5xxx 제품이 동일하거나 유사한 목적을 위해 사용될 수 있다. NHT-AlMgZn-NHT의 다른 조합이 이용될 수 있으며, AlMgZn 층의 양측 상에 동일한 NHT가 사용될 필요는 없고, 즉 상이한 NHT 합금을 사용하여 AlMgZn 층을 샌드위칭할 수 있다.

다른 접근법에서, 다층 제품은 AlMgZn(1)-HT-AlMgZn(2) 제품인데, 여기서, HT 는 상기에 기재된 바와 같은 열처리가능한 합금의 층을 나타내고, AlMgZn(1) 및 AlMgZn(2)중 적어도 하나는 본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이고, 이러한 층들은 동일한 조성 또는 상이한 조성을 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, AlMgZn(1) 및 AlMgZn(2) 층 둘 모두는 동일한 조성을 가지며, 본 명세서에 개시된 신규 공정에 따라 생성된다. 그러한 AlMgZn(1)-HT-AlMgZn(2) 제품은 특히 자동차 응용에서, 예를 들어, 마감 패널, 화이트 바디(BIW) 구조체, 시팅 시스템 또는 서스펜션 부품에 유용할 수 있다. 그러한 제품은 발사체 또는 페이로드(payload) 부품을 포함하는 상업적 또는 군사적 항공우주용 부품에 또한 유용할 수 있다. 그러한 부품은 소형, 중형, 또는 대형 트럭 구조체 또는 버스에서 상용 수송 제품용으로 추가로 유용할 수 있다. AlMgZn-HT-AlMgZn 제품은 자동차, 트럭, 또는 버스를 위한 멀티피스 휠에 유용할 수 있다. 그러한 제품은 건축 패널용으로 또한 유용할 수 있다. 그러한 제품은 방호 부품용으로 추가로 유용할 수 있다.

다른 접근법에서, 다층 제품은 AlMgZn-NHT-AlMgZn 제품인데, 여기서, NHT는 상기에 기재된 바와 같은 비-열처리가능한 합금의 층을 나타내고, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이다. 그러한 제품은 선박 또는 보트를 위한 해양 응용, 및 수륙양용 군용 차량에 사용되는 부품에 유용할 수 있다. 그러한 제품은 특히 자동차 응용을 위해, 예를 들어, 마감 패널, BIW 구조체, 시팅 시스템 또는 서스펜션 부품에 또한 유용할 수 있다. 그러한 제품은 패키징 시스템(예를 들어, 용기(캔, 병, 마개), 트레이)용으로 추가로 유용할 수 있다. AlMgZn-NHT-AlMgZn 제품은 조명 부품용으로 또한 유용할 수 있다. 특히, AlMgZn 합금이 더 낮은 강도의 HT 합금과 조합되는 경우에, 이것은 자동차 내충격성(crashworthy) 또는 에너지-흡수 응용에 유용할 수 있다.

다른 접근법에서, 다층 제품은 HT(1)-AlMgZn-HT(2) 제품인데, 여기서, HT는 상기에 기재된 바와 같은 열처리가능한 합금의 층을 나타내며, 이러한 층들 (HT(1) 및 HT(2))은 동일하거나 상이한 조성을 가질 수 있고, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이다. 그러한 제품은 발사체 또는 페이로드 부품을 포함하는 상업적 또는 군사적 항공우주용 부품에 유용할 수 있다. 특히, AlMgZn 합금이 더 높은 강도의 HT 합금과 조합되는 경우에, 이것은 자동차 내충격성 또는 에너지-흡수 응용에 유용할 수 있다.

다른 접근법에서, 다층 제품은 HT-AlMgZn-NHT 제품인데, 여기서, HT는 상기에 기재된 바와 같은 열처리가능한 합금의 층을 나타내고, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이고, NHT는 상기에 기재된 바와 같은 비-열처리가능한 합금의 층을 나타낸다. 그러한 제품은 발사체 또는 페이로드 부품을 포함하는 상업적 또는 군사적 항공우주용 부품에 유용할 수 있다. 그러한 제품은 자동차 응용에서 마감 패널, BIW 구조체, 시팅 시스템 또는 서스펜션 부품에 또한 유용할 수 있다. 그러한 제품은 자동차 내충격성 또는 다른 에너지-흡수 응용에 유용할 수 있다. 그러한 부품은 소형, 중형, 또는 대형 트럭 구조체 또는 버스에서 상용 수송 제품용으로 추가로 유용할 수 있다. 그러한 제품은 방호 부품용으로 추가로 유용할 수 있다.

다른 접근법에서, 다층 제품은 AlMgZn-NHT-HT 제품인데, 여기서, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이고, NHT는 상기에 기재된 바와 같은 비-열처리가능한 합금의 층을 나타내고, HT는 상기에 기재된 바와 같은 열처리가능한 합금의 층을 나타낸다. 그러한 제품은 발사체 또는 페이로드 부품을 포함하는 상업적 또는 군사적 항공우주용 부품에 유용할 수 있다. 그러한 제품은 자동차 응용에서 마감 패널, BIW 구조체, 시팅 시스템 또는 서스펜션 부품에 또한 유용할 수 있다. 그러한 부품은 소형, 중형, 또는 대형 트럭 구조체 또는 버스에서 상용 수송 제품용으로 추가로 유용할 수 있다. 그러한 제품은 자동차 내충격성 또는 다른 에너지-흡수 응용에 유용할 수 있다.

다른 접근법에서, 다층 제품은 AlMgZn-HT-NHT 제품인데, 여기서, AlMgZn은 본 명세서에 개시된 공정에 따라 생성된 마그네슘-아연 알루미늄 합금 제품의 층이고, HT는 상기에 기재된 바와 같은 열처리가능한 합금의 층을 나타내고, NHT는 상기에 기재된 바와 같은 비-열처리가능한 합금의 층을 나타낸다. 그러한 제품은 선박 또는 보트를 위한 해양 응용, 및 수륙양용 군용 차량에 사용되는 부품에 유용할 수 있다. 그러한 제품은 자동차 응용에서 마감 패널, BIW 구조체, 시팅 시스템 또는 서스펜션 부품에 또한 유용할 수 있다. 그러한 제품은 패키징 시스템(예를 들어, 용기(캔, 병, 마개), 트레이)용으로 추가로 유용할 수 있다. 그러한 제품은 건축 패널용으로 또한 유용할 수 있다. 그러한 제품은 방호 부품용으로 추가로 유용할 수 있다. AlMgZn-HT-NHT 제품은 조명 부품용으로 또한 유용할 수 있다.

한 가지 접근법에서, 방법은 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계로서, 캐스팅 후에, 알루미늄 합금 본체는 제1 열처리가능한 합금의 제1 층, 및 제2 열처리가능한 합금 또는 비-열처리가능한 합금 중 어느 하나의 제2 층을 포함하는, 상기 단계(예를 들어, 추 등의 공유된 미국 특허 출원 공개 제2010/0247954호(이 특허 출원은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함됨)에 기재된 기술을 사용), (b) 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계, (c) 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계로서, 냉간 가공은 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 단계, 및 (d) 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함한다. 따라서, 제1 층 및 제2 층을 갖는 알루미늄 합금 본체가 생성될 수 있으며, 이러한 층들은 서로 구별될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 층은 제2 열처리가능한 합금을 포함한다. 일 실시 형태에서, 제2 열처리가능한 합금은 제1 열처리가능한 합금과 상이하다. 다른 실시 형태에서, 제2 열처리가능한 합금은 제1 열처리가능한 합금과 동일하다 (그러나 구별되는 층임). 이러한 알루미늄 합금 본체는 개선된 강도, 연성, 또는 다른 특성, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 특성을 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 본 방법은, 열처리 단계 후에, 적어도 제1 및 제2 층을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체를 갖는 조립체를 조립하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 적어도 제1 및 제2 층을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체는 방호 부품이다. 다른 실시 형태에서, 적어도 제1 및 제2 층을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체는 자동차용 부품이다.

다른 실시 형태에서, 방법은 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계를 포함하는데, 이때 캐스팅 후, 알루미늄 합금 본체는 조성 구배(composition gradient)를 포함하고, 제1 영역은 제1 조성을 포함하고, 제2 영역은 제2 조성을 포함하며, 제2 조성은 제1 조성과 단지 명목상 상이한 것보다 더 많이 상이하다 (예를 들어, 단순한 조대편석(macrosegregation) 효과를 넘어서는 조성 구배). 그러한 알루미늄 합금 본체를 생성하는 데 이용가능한 기술이 쇼텔(Sawtell) 등의 공유된 미국 특허 출원 공개 제2010/0297467호에 기재되어 있으며, 이 특허 출원은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다. 일 실시 형태에서, 제1 조성은 이것을 열처리가능한 알루미늄 합금으로 만드는 (즉, 석출 경화 가능하게 하는) 조성이고, 본체의 제2 영역은 제1 영역의 열처리가능한 합금과 명목상 상이한 조성보다 더 많이 상이하다. 일 실시 형태에서, 연속 농도 구배가 제1 영역과 제2 영역 사이에 존재한다. 제1 영역과 제2 영역 사이의 연속 농도 구배는 선형 구배일 수 있거나, 또는 지수 구배(exponential gradient)일 수 있다. 일 실시 형태에서, 알루미늄 합금 본체는 제3 영역을 포함한다. 일 실시 형태에서, 제3 영역은 제1 영역과 동일한 농도를 포함하나 제2 영역에 의해 제1 영역으로부터 분리된다. 일 실시 형태에서, 제1 영역과 제2 영역 사이의 농도 구배는 선형 구배이다. 일부의 이러한 실시 형태에서, 제2 영역과 제3 영역 사이의 농도 구배는 선형 구배이다. 일부의 실시 형태에서, 제2 영역과 제3 영역 사이의 농도 구배는 지수 구배이다. 일 실시 형태에서, 의도적인 조성 구배를 갖는 알루미늄 합금 본체를 용체화시키고, 이어서 냉간 가공하고 (이때 냉간 가공은 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발함), 이어서 열처리할 수 있다. 따라서, 맞춤형 조성 구배를 갖는 알루미늄 합금 본체가 생성될 수 있다. 이러한 알루미늄 합금 본체는 개선된 강도, 연성, 또는 다른 특성, 예를 들어, 상기 '특성' 섹션 (섹션 H)에 기재된 임의의 특성을 실현할 수 있다. 일 실시 형태에서, 본 방법은, 열처리 단계 후에, 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체를 갖는 조립체를 조립하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 적어도 제1 및 제2 영역을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체는 방호 부품이다. 다른 실시 형태에서, 제1 및 제2 영역을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체는 자동차용 부품이다. 다른 실시 형태에서 제1 및 제2 영역을 갖는 이러한 알루미늄 합금 본체는 항공우주용 부품이다.

상기에 언급된 바와 같이, 임의의 개수의 추가적인 알루미늄 합금 층이 임의의 상기한 다층 접근법 및/또는 실시 형태에 사용될 수 있다. 게다가, 임의의 개수의 비-알루미늄 합금 층(예를 들어, 플라스틱 층, 수지/섬유 층)이 임의의 상기한 다층 접근법 및/또는 실시 형태에 추가될 수 있다. 게다가, 임의의 상기한 다층 제품이 상기 '냉간 가공' 섹션 (섹션 B(iii))에 기재된 냉간 가공 구배 처리 기술과 함께 사용될 수 있다.

본 명세서에 개시된 신규 공정에 의해 제조된 제품과 함께 이용될 수 있는 다층 제품 스타일의 예에는, 예를 들어, 추 등의 미국 특허 출원 공개 제2008/0182122호, 추 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0247954호, 카마트(Kamat) 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0279143호, 추 등의 미국 특허 출원 공개 제2011/0100579호, 및 리오자(Rioja) 등의 미국 특허 출원 공개 제2011/0252956호에 기재된 것이 포함된다.

J. 조합

각각 섹션 A, 섹션 B, 섹션 C, 및 섹션 F에서 상기에 기재된 제조, 냉간 가공, 열처리, 및 선택적인 최종 처리 장치 및 방법을, 본 명세서에 기재된 바와 같은 임의의 적합한 방식으로 조합하여, 섹션 D 및 섹션 H에 기재된 임의의 개선된 알루미늄 합금 본체 및/또는 특성, 섹션 E에 기재된 임의의 미세구조를 성취할 수 있고, 섹션 A 내지 섹션 I 중 어느 것에 기재된 임의의 알루미늄 합금 본체 및 제품을 성취할 수 있으며, 섹션 G에서 제공된 조성은 그러한 알루미늄 합금 본체를 성취하기에 적절하게 맞춤될 수 있다. 따라서, 이들 섹션 A 내지 섹션 I에 기재된 방법 및 장치의 그러한 모든 조합은 그러한 목적을 위해 조합가능한 것으로 인식되며, 그러므로, 그러한 본 발명의 조합을 보호하도록 임의의 적합한 조합으로 조합되고 청구될 수 있다. 게다가, 이들 및 다른 태양, 이점, 및 이러한 새로운 기술의 신규 특징이 하기한 설명에서 부분적으로 설명되며, 설명 및 도면의 검토 시에 당업자에게 명백해지거나, 또는 특허 출원에 의해 제공되는 기술의 하나 이상의 실시 형태를 실시하여 터득될 수 있다.

도 1은 알루미늄 합금 제품을 생성하는 종래의 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 2a는 알루미늄 합금 제품을 생성하는 신규 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 2b 및 도 2c는 냉간 가공되어 차등적인 냉간 가공 구역 또는 구배를 생성할 수 있는 예시적인 알루미늄 합금 본체의 개략도이다.
도 2d 내지 도 2f는 도 2b 및 도 2c의 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하여 맞춤형 냉간 가공 구역을 갖는 냉간 가공된 알루미늄 합금 본체를 생성하는 다양한 방식뿐만 아니라, 생성된 본체 그 자체를 나타낸다.
도 2g 내지 도 2i는 냉간 가공되어 차등적인 냉간 가공 구역 또는 구배를 생성할 수 있는 알루미늄 합금 본체의 다른 예, 그러한 본체를 냉간 가공하는 일례, 및 생성된 본체 그 자체를 나타낸다.
도 2j 내지 도 2l은 차등적인 냉간 가공 구역 또는 구배를 갖는 냉간 압연된 제품을 생성하는 다양한 방식을 나타낸다.
도 2m은 도 2j의 공정에 의해 생성된 압연된 알루미늄 합금 제품의 평면도이다.
도 2n 및 도 2o는 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 생성될 수 있는 다양한 유형의 자동차용 부품을 나타낸다.
도 2p-1 내지 도 2p-3은 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 생성될 수 있는 다양한 유형의 자동차용 부품을 나타내는, 자동차의 분해도이다.
도 2q-1 내지 도 2q-9는 개선된 알루미늄 합금 본체를 생성하기 위한 다양한 예시적인 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 2r은 중간 형태 및 최종 형태의 다양한 알루미늄 합금 탄약 카트리지의 다양한 개략도를 나타낸다.
도 2s-1 내지 도 2s-5는 개선된 알루미늄 합금 용기를 생성하기 위한 다양한 예시적인 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 2s-6은 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 생성될 수 있는 알루미늄 합금 용기의 일 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
도 2s-7은 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 생성될 수 있는 알루미늄 합금 마개의 일 실시 형태를 나타내는 개략 측면도이다.
도 2t-1 및 도 2t-2는 각각 본 명세서에 기재된 신규 방법에 따라 생성될 수 있는 알루미늄 합금 휠의 사시도 및 단면도를 나타내는 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 다양한 실시 형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 6a는 용체화 단계가 설정 단계와 동시에 (예를 들어, 연속 캐스팅 단계와 동시에) 완료되는, 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 일 실시 형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 6b-1 및 도 6b-2는 도 6a에 따른 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 연속 캐스팅 장치의 일 실시 형태를 나타내는 개략도이다.
도 6c 내지 도 6f와 도 6k 및 도 6l은 도 6b-1 및 도 6b-2의 연속 캐스팅 장치에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체와 연관된 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 6g 내지 도 6j 및 도 6m은 도 6b-1 및 도 6b-2의 연속 캐스팅 장치에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체의 현미경 사진이다.
도 6n 및 도 6o는 도 6b-1 및 도 6b-2의 연속 캐스팅 장치와 함께 이용될 수 있는 선택적인 스트립 지지 메커니즘을 나타내는 개략도이다.
도 6p는 동시에 캐스팅 및 용체화 단계를 완료하여 내부에 미립자 물질을 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성하는 일 실시 형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 6q는 도 6a 및 도 6p에 따라 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 연속 캐스팅 장치의 일 실시 형태를 나타내는 개략도인데, 여기서, 그러한 알루미늄 합금 본체는 내부에 미립자 물질을 함유한다.
도 6r 및 도 6s는 내부에 미립자 물질을 갖는, 도 6q의 연속 캐스팅 장치에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체의 현미경 사진이다.
도 6t는 동시에 캐스팅 및 용체화 단계를 완료하여 내부에 비혼화성 금속을 갖는 알루미늄 합금 본체를 생성하는 일 실시 형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 6u 내지 도 6w는 도 6a 및 도 6t에 따라 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 연속 캐스팅 장치의 일 실시 형태를 나타내는 개략도인데, 여기서, 그러한 알루미늄 합금 본체는 내부에 비혼화성 금속을 함유한다.
도 6x는 내부에 비혼화성 금속을 갖는, 도 6u 내지 도 6w의 연속 캐스팅 장치에 따라 생성된 알루미늄 합금 본체의 현미경 사진이다.
도 7 및 도 8은 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 실시 형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 압연된 알루미늄 합금 본체를 제조하는 방법의 일 실시 형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 10a 내지 도 10c는 실시예 1로부터의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 1 및 실시예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 다층 알루미늄 합금 제품을 제조하는 한 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 13은 압연된 제품의 L 방향, LT 방향 및 ST 방향을 나타내는 개략도이다.

실시예 1

하기 표 1에 나타낸 조성을 갖는 6개의 북 몰드 잉곳(book mold ingot)을 캐스팅하였다 (2.25" (H) x 3.75" (W) x 14" (L)).

[표 1]

합금들은 모두 약 0.12 중량% 이하의 Fe, 약 0.11 중량% 이하의 Si, 약 0.01 내지 약 0.02 중량%의 Ti, 및 약 0.10 내지 0.11 중량%의 Zr을 함유하였다. 알루미늄 합금의 나머지는 알루미늄 및 기타 원소였고, 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 각각의 기타 원소를 포함하였으며, 이러한 기타 원소들의 총합은 0.10 중량%를 초과하지 않았다.

잉곳을 T6-스타일 템퍼로 처리하였다. 구체적으로, 잉곳을 균질화시키고, 0.5" 치수로 열간 압연하고, 용체화 열처리하고, 냉수 담금질하고, 이어서 평탄성을 위해 약 1 내지 2% 신장시켰다. 이어서, 생성물을 실온에서 96시간 이상 자연 시효시키고, 이어서, (하기에 나타낸) 다양한 온도에서 다양한 시간 동안 인공 시효시켰다. 시효 후에, 기계적 특성을 측정하였고, 그 결과가 하기 표 2 내지 표 4에 제공되어 있다. ASTM E8 및 B557에 따라 강도 및 연신율 특성을 측정하였다. ASTM E23-07a에 따라 샤르피 충격 에너지 시험(Charpy impact energy test)을 수행하였다.

[표 2]

[표 3]

[표 4]

상기에 나타난 바와 같이, 그리고 도 10a 내지 도 10c에서, 3.0 중량% 이상의 Zn을 갖는 본 발명의 합금은 2.19 중량% 이하의 Zn을 갖는 본 발명이 아닌 합금보다 더 큰 강도를 성취한다. 본 발명의 합금은 또한 높은 샤르피 내충격성을 실현하는데, 모두가 약 154 내지 157 ft-lbf를 실현한다. 비교하면, 종래의 합금 6061은 유사한 처리 조건 하에서 약 85 ft-lbf의 샤르피 내충격성을 실현하였다.

본 발명의 합금은 또한 우수한 입계 부식 저항성(intergranular corrosion resistance)을 실현하였다. ASTM G110에 따라 합금 3, 합금 4 및 합금 6을 입계 부식에 대해 시험하였다. 비교를 목적으로 종래의 합금 6061을 또한 시험하였다. 도 4 및 하기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 합금은 종래의 합금 6061과 비교하여 개선된 입계 부식 저항성을 실현하였다.

[표 5]

실시예 2

실시예 1의 합금 6을 또한 용체화 열처리 후에 고도의 냉간 가공으로 처리하였다. 구체적으로, 합금 6을 1.0 인치의 중간 치수로 열간 압연하고, 용체화 열처리하고, 냉수 담금질하고, 이어서, 0.5 인치의 최종 치수로 50% 냉간 압연하여 (즉, 두께가 50% 감소함), 50% 냉간 가공을 유발하였다. 이어서, 합금 6을 350℉에서 0.5시간 동안, 그리고 2, 4 및 8시간 동안 인공 시효시켰다. 시효 전 및 후에, 기계적 특성을 측정하였고, 그 결과가 하기 표 6에 제공되어 있다. ASTM E8 및 B557에 따라 강도 및 연신율 특성을 측정하였다.

[표 6]

상기에 나타낸 바와 같이, 0.5 인치 플레이트는, 약 16%의 연신율 및 단지 30분의 시효로, 약 59 ksi의 피크 인장 항복 강도를 성취하는, 높은 강도와 우수한 연신율을 실현한다. 비교하면, 유사한 두께의 종래의 합금 5083은 일반적으로 유사한 연신율 및 유사한 내부식성에서 약 36 ksi의 인장 항복 강도 (LT)를 실현한다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 합금은 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 제품의 기준형에 비해 피크 인장 항복 강도의 약 14% 증가를 또한 실현한다. 이러한 14% 증가는 또한 T6 템퍼에서의 알루미늄 합금 제품의 기준형과 비교하여 약 75% 더 빠르게 실현된다.

개선된 특성을 갖는 알루미늄 합금 본체를 제조하는 신규 공정의 다양한 특정 실시 형태가 상세하게 기재되지만, 특징들이 양립할 수 있는 한, 각각의 실시 형태와 관련하여 기재된 특징들이 임의의 다른 실시 형태에 기재된 특징들과, 임의의 조합으로, 조합될 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 임의의 알루미늄 합금 본체, 소정의 형상화된 제품, 부품, 및 조립체, 및 이들을 제조하기 위한 상응하는 공정 기술이 임의의 적절한 조합으로 조합될 수 있으며, 이들 및 이들과 관련된 개선된 특성들이 적절하게는 본 출원 또는 계속 출원 또는 분할 출원에서 청구될 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 신규 공정의 작업을 실질적으로 방해하지 않는 한, 추가적인 장치 및/또는 공정 단계가 포함될 수 있다. 다른 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 그러한 모든 변경은 본 발명의 범주 내에 있게 되도록 의도된다. 더욱이, 그러한 실시 형태의 변경 및 적용이 당업자에게 일어날 것임이 명백하다. 그러나, 그러한 변경 및 적용은 본 발명의 사상 및 범주 내에 있음이 명백하게 이해되어야 한다.

Claims (386)

1. (a) 용체화-후 냉간 가공(post-solutionizing cold work)을 위한 알루미늄 합금 시트를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 시트는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 시트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40인, 상기 제조 단계;
   (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 시트를 25% 이상만큼 냉간 가공하는 단계; 및
   (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 시트를 열처리하는 단계를 포함하며;
   이때, 상기 제조 단계는
   (i)
   (A) 상기 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 용융된 알루미늄 금속 (여기서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40임)을, 그 사이에 닙(nip)을 형성하는 한 쌍의 이격된 회전하는 캐스팅 롤들로 전달하는 단계;
   (B) 상기 캐스팅 롤들의 표면들 사이로 상기 용융된 금속을 전진시키는 단계 (이때, 상기 닙에서 금속의 동결 전면(freeze front)이 형성됨); 및
   (C) 상기 알루미늄 합금 시트를 고체 금속 스트립의 형태로 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 포함하는, 상기 알루미늄 합금 시트를 연속적으로 캐스팅하는 단계와;
   (ii) 상기 연속 캐스팅 단계와 동시에, 상기 알루미늄 합금 시트를 용체화시키는 단계를 포함하며;
   상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형(reference-version)에 비하여 긴-횡단 인장 항복 강도(long-transverse tensile yield strength)의 증가를 성취하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전진 단계 (a)(i)(B)는
   2개의 외측 농도 영역들을 형성하는 제1 형성 단계와;
   내측 농도 영역을 형성하는 제2 형성 단계를 포함하며;
   이때 상기 내측 농도 영역은 상기 2개의 외측 농도 영역들 사이에 위치되고;
   상기 제1 형성 단계 및 상기 제2 형성 단계는 서로 동시에 완료되고;
   상기 2개의 외측 영역들에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 내측 농도 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 크고;
   상기 2개의 외측 농도 영역들은 상기 고체 금속 스트립의 장축과 일치하는 장축을 갖고;
   상기 내측 농도 영역은 상기 고체 금속 스트립의 장축과 일치하는 장축을 갖는, 방법.
3. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 시트를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 시트는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 시트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40인, 상기 제조 단계;
   (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 시트를 25% 이상만큼 냉간 가공하는 단계; 및
   (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 시트를 열처리하는 단계를 포함하며;
   이때, 상기 제조 단계는
   (i) 상기 알루미늄 합금 시트를 연속적으로 캐스팅하는 단계를 포함하고, 상기 연속 캐스팅 단계는
   (A) 상기 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 용융된 알루미늄 금속 (여기서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40임)을, 그 사이에 닙을 형성하는 한 쌍의 이격된 회전하는 캐스팅 롤들로 전달하는 단계;
   (B) 상기 캐스팅 장치 롤들의 표면들 사이로 상기 금속을 전진시키는 단계로서, 상기 전진 단계는
   (I) 상기 캐스팅 장치 롤들의 표면들에 인접한 2개의 고체 외측 영역들을 형성하는 제1 형성 단계;
   (II) 상기 금속의 덴드라이트(dendrite)를 포함하는 반-고체 내측 영역을 형성하는 제2 형성 단계
   [이때, (III) 상기 내측 영역은 상기 2개의 외측 농도 영역들 사이에 위치되고;
   (IV) 상기 제1 형성 단계 및 상기 제2 형성 단계는 서로 동시에 완료됨]; 및
   (V) 상기 닙에서 또는 상기 닙 이전에 상기 내측 영역 내의 상기 덴드라이트를 파괴하는 단계를 포함하는, 상기 전진 단계; 및
   (C) 상기 반-고체 내측 영역을 응고시켜, 상기 내측 영역 및 상기 외측 영역들로 구성된 상기 알루미늄 합금 본체를 생성하는 단계를 포함하며;
   상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 긴-횡단 인장 항복 강도의 증가를 성취하는, 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 내측 영역 내의 상기 덴드라이트 파괴 단계는 상기 닙에서 또는 상기 닙 이전에 완료되고, 상기 내측 영역의 응고는 상기 닙에서 완료되는, 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 캐스팅 롤들은 분당 약 25 내지 약 400 피트의 범위의 캐스팅 속도로 회전하는, 방법.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 외측 영역들에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 내측 농도 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 큰, 방법.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤들에 의해, 상기 닙을 통과하는 상기 알루미늄 금속에 가해지는 롤 분리력(roll separating force)은 상기 스트립의 폭 1 인치당 약 25 내지 약 300 파운드인, 방법.
8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤들은 각각 텍스쳐화된 표면을 가지며, 상기 방법은 상기 롤들의 상기 텍스쳐화된 표면들을 브러싱(brushing)하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융된 알루미늄 금속은 2.0 중량% 이하의 비혼화성 원소를 포함하고, 상기 비혼화성 원소는 용융된 알루미늄과 실질적으로 비혼화성이고, 상기 전진 단계 (a)(i)(B)는
   상기 캐스팅 롤들의 표면들 사이로 상기 용융된 금속을 전진시키는 단계 (이때, 상기 닙에서 금속의 동결 전면이 형성됨)를 포함하고;
   상기 캐스팅 단계 (a)는
   상기 알루미늄 합금 본체를, 고체 형태로, 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 포함하며, 상기 비혼화성 합금화 첨가물은 상기 알루미늄 합금 본체 전반에 대략적으로 균일하게 분포되는, 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 비혼화성 원소의 액적(droplet)들이 상기 동결 전면에 앞서 핵형성되고 상기 동결 전면에 의해 뒤덮이는, 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 비혼화성 원소는 Sn, Pb, Bi, 및 Cd로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
12. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 시트를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 시트는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 시트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40인, 상기 제조 단계;
    (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 시트를 25% 이상만큼 냉간 가공하는 단계; 및
    (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 시트를 열처리하는 단계를 포함하며;
    이때, 상기 제조 단계는
    (i) 상기 알루미늄 합금 시트를 연속적으로 캐스팅하는 단계를 포함하고, 상기 연속 캐스팅 단계는
    (A) 상기 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 용융된 알루미늄 금속 (여기서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40임)을, 그 사이에 닙을 형성하는 한 쌍의 이격된 회전하는 캐스팅 롤들로 전달하는 단계;
    (i) 상기 알루미늄 금속 합금은 미립자 물질을 추가로 포함하고, 상기 미립자 물질은 크기가 약 30 마이크로미터 이상이며, 산화알루미늄, 탄화붕소, 탄화규소, 질화붕소, 및 임의의 비금속성 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는, 상기 전달 단계;
    (B) 상기 캐스팅 롤들의 표면들 사이로 상기 용융된 금속을 전진시키는 단계 (이때, 상기 닙에서 금속의 동결 전면이 형성됨); 및
    (C) 상기 알루미늄 합금 본체를, 고체 형태로, 상기 닙으로부터 인출하는 단계를 포함하며;
    상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 긴-횡단 인장 항복 강도의 증가를 성취하는, 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 전진 단계 (a)(i)(B)는
    2개의 외측 농도 영역들을 형성하는 제1 형성 단계와;
    내측 농도 영역을 형성하는 제2 형성 단계를 포함하며;
    상기 내측 농도 영역은 상기 2개의 외측 농도 영역들 사이에 위치되고;
    상기 제1 형성 단계 및 상기 제2 형성 단계는 서로 동시에 완료되고;
    상기 스트립의 상기 내측 농도 영역은, 상기 외측 농도 영역들 중 어느 하나에서의 미립자 물질의 농도보다 더 큰 미립자 물질 원소들의 농도를 갖고;
    상기 2개의 외측 농도 영역들은 상기 고체 금속 스트립의 장축과 일치하는 장축을 갖고;
    상기 내측 농도 영역은 상기 고체 금속 스트립의 장축과 일치하는 장축을 갖는, 방법.
14. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 시트 제품으로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 시트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고,
    상기 알루미늄 합금 시트는 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조(predominately unrecrystallized microstructure)를 가지며, 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치된 중심 영역을 갖는 단일-캐스트 스트립(single-cast strip)이고;
    상기 단일-캐스트 스트립은 하기 특징들:
    (i) 상기 상부 및 하부 영역들에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 중심 농도 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 크다는 특징;
    (ii) 상기 중심 영역에서의 미립자 물질의 농도는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 둘 모두에서의 미립자 물질의 농도보다 더 크다는 특징; 및
    (iii) 상기 상부 영역, 하부 영역, 및 중심 영역은 각각 비혼화성 금속 재료의 균일한 분포를 포함한다는 특징 중 적어도 하나를 포함하는, 알루미늄 합금 시트 제품.
15. 제14항에 있어서, 상기 상부 및 하부 영역들에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 중심 농도 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 큰, 알루미늄 합금 시트 제품.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 중심 영역에서의 상기 미립자 물질의 농도는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 둘 모두에서의 상기 미립자 물질의 농도보다 더 큰, 알루미늄 합금 시트 제품.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 영역, 하부 영역, 및 중심 영역은 각각 비혼화성 금속 재료의 균일한 분포를 포함하는, 알루미늄 합금 시트 제품.
18. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 가지며, 제1 부분 및 상기 제1 부분에 인접한 제2 부분을 갖는 모놀리식(monolithic) 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 제1 부분은 25% 이상 냉간 가공되고, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 5% 이상 더 적게 냉간 가공되는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
19. 제18항에 있어서, 상기 시트 또는 플레이트는 균일한 두께를 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 10% 이상 더 적게 냉간 가공되며, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분보다 더 큰 강도를 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 더 큰 연신율을 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분에 비해 인장 항복 강도가 5% 이상 증가되는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분은 연신율이 4% 이상인, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 닿는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 제3 부분에 의해 상기 제1 부분으로부터 분리되는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
26. 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항의 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트로부터 제조되는 알루미늄 합금 부품으로서, 제1 부분은 부착점과 연관되는, 알루미늄 합금 부품.
27. 제26항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 부품은 자동차용 부품이며, 제1 위치는 제1 소정 강도를 갖고, 제2 위치는 제2 소정 강도를 갖고, 상기 제1 소정 강도는 상기 제2 소정 강도와 5% 이상 상이한, 알루미늄 합금 부품.
28. 제27항에 있어서, 상기 부품은 자동차용 부품이고, 부착 위치는 자동차의 점하중 위치(point-load position)와 연관되는, 알루미늄 합금 부품.
29. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항의 알루미늄 합금 부품을 포함하는, 차량.
30. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 가지며, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 제1 단부는 25% 이상 냉간 가공되고, 상기 제2 단부는 상기 제1 단부에 비하여 더 적게 냉간 가공되는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
31. 제30항에 있어서, 상기 제1 단부는 제1 두께를 갖고, 상기 제2 단부는 제2 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 10% 이상 더 얇은, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
32. 제30항에 있어서, 상기 제1 단부는 제1 두께를 갖고, 상기 제2 단부는 제2 두께를 가지며, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께로부터 3% 범위 이내인, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
33. 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 분리하는 중간 부분을 포함하는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
34. 제33항에 있어서, 상기 중간 부분에서의 냉간 가공의 양은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 갈수록 줄어드는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
35. 제33항에 있어서, 상기 중간 부분에서의 냉간 가공의 양은 불균일한, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
36. 제30항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는 상기 시트 또는 플레이트의 종방향과 연관되는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
37. 제30항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는 상기 시트 또는 플레이트의 횡방향과 연관되는, 모놀리식 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트.
38. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며,
    (i) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계를 포함하는, 상기 제조 단계;
    (b) 상기 제조 단계 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계로서, 냉간 압연이 상기 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계; 및
    (c) 상기 냉간 가공 단계 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계로서,
    상기 열처리 단계는 (i) 상기 알루미늄 합금 본체를 소정의 형상화된 제품으로 성형하는 단계를 포함하며, 상기 성형 단계 동안, 상기 알루미늄 합금 시트가 150℉ 이상 내지 상기 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도 미만의 범위의 온도로 처리되는, 상기 열처리 단계를 포함하는, 방법.
39. 제38항에 있어서, 상기 열처리 단계는
    선택 상태를 성취하기에 충분한 시간 동안 충분한 온도로 상기 알루미늄 합금 본체를 가열하는 단계를 포함하며, 상기 가열 단계는 상기 성형 단계 전에 일어나는, 방법.
40. 제39항에 있어서, 상기 선택 상태는 미달시효 상태(underaged condition)이고, 상기 방법은
    상기 미달시효 상태를 선택하는 단계로서, 상기 선택 단계는 상기 열처리 단계 이전에 일어나는, 상기 선택 단계; 및
    상기 가열 단계를 완료하여 상기 미달시효 상태를 성취하는 단계를 포함하는, 방법.
41. 제40항에 있어서,
    상기 완료 단계 후에, 상기 성형 단계를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 성형 단계 후에, 상기 소정의 형상화된 제품은 적어도 하나의 소정 특성을 성취하는, 방법.
42. 제41항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소정 특성은 소정 강도인, 방법.
43. 제41항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소정 특성은 강도와 연성(ductility)의 소정 조합인, 방법.
44. 제42항 또는 제43항에 있어서, 상기 소정 특성은 미달시효 상태인, 방법.
45. 제44항에 있어서, 상기 미달시효 상태는 피크 강도로부터 30% 범위 이내인, 방법.
46. 제44항에 있어서, 상기 미달시효 상태는 피크 강도로부터 10% 범위 이내인, 방법.
47. 제38항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계는 제1 가열 단계이고, 상기 열처리 단계는
    상기 알루미늄 합금 본체를 가열하는 제2 가열 단계를 포함하며, 상기 제2 가열 단계는 상기 성형 단계 후에 일어나는, 방법.
48. 제47항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 건조 또는 페인트-베이킹(paint-baking) 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
49. 제47항 또는 제48항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 에이징 퍼니스(aging furnace)에서 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
50. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 상기 알루미늄 합금 시트를 가열하여 제2 선택 상태를 성취하는 단계를 포함하는, 방법.
51. 제50항에 있어서, 상기 제2 선택 상태는 제2 소정 강도, 제2 소정 연성, 및 강도와 연성의 제2 소정 조합 중 하나인, 방법.
52. 제51항에 있어서, 상기 제2 소정 강도는 피크 강도인, 방법.
53. 제51항에 있어서, 상기 소정 강도는 과시효(overaged) 강도이고, 상기 과시효 강도는 상기 피크 강도보다 2% 이상 더 낮은, 방법.
54. 제38항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계 후에, 상기 소정의 형상화된 제품은 상기 알루미늄 합금 시트의 긴-횡단 인장 항복 강도에 비해 더 높은 긴-횡단 인장 항복 강도를 실현하는, 방법.
55. 제38항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계 후에, 상기 소정의 형상화된 제품은 피크 강도로부터 10% 범위 이내인, 방법.
56. 제38항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계 후에, 상기 소정의 형상화된 제품은 피크 강도로부터 5% 범위 이내인, 방법.
57. 제38항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체를 시트 또는 플레이트로 냉간 압연하는 것을 포함하는, 방법.
58. 제38항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 시트 또는 플레이트를 최종 치수(gauge)로 냉간 압연하는 것을 포함하는, 방법.
59. 제38항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는
    (i) 제1 선택 시간 동안 제1 선택 온도로 상기 알루미늄 합금 시트를 가열하여 제1 선택 상태를 성취하는 제1 가열 단계로서, 상기 제1 가열 단계는 제1 위치에서 일어나는, 상기 제1 가열 단계; 및
    (ii) 상기 제1 가열 단계 후에, 상기 성형 단계를 완료하는 단계로서, 상기 성형 단계는 상기 제1 위치로부터 떨어진 제2 위치에서 일어나는, 상기 완료 단계를 포함하는, 방법.
60. 제59항에 있어서, 상기 제1 위치는 상기 알루미늄 합금 본체의 공급자와 연관되고 상기 제2 위치는 상기 공급자의 고객과 연관되는, 방법.
61. 제38항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 성형 단계로 이루어지는, 방법.
62. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며,
    (i) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계를 포함하는, 상기 제조 단계;
    (b) 상기 제조 단계 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계로서, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계; 및
    (c) 상기 냉간 가공 단계 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계로서, 상기 열처리 단계는
    (i) 제1 선택 시간 동안 제1 선택 온도로 상기 알루미늄 합금 본체를 가열하여 제1 선택 상태를 성취하는 제1 가열 단계; 및
    (ii) 상기 알루미늄 합금 본체를 가열하는 제2 가열 단계를 포함하며;
    (iii) 상기 제1 가열 단계는 제1 위치에서 일어나고;
    (iv) 상기 제2 가열 단계는 상기 제1 위치로부터 떨어진 제2 위치에서 일어나는, 상기 열처리 단계를 포함하는, 방법.
63. 제62항에 있어서, 상기 제1 위치는 상기 알루미늄 합금 본체의 공급자와 연관되고 상기 제2 위치는 상기 공급자의 고객과 연관되는, 방법.
64. 제62항 또는 제63항에 있어서, 상기 제1 선택 상태는 미달시효 상태인, 방법.
65. 제62항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 제2 선택 시간 동안 제2 선택 온도로 상기 알루미늄 합금 본체를 가열하여 제2 선택 상태를 성취하는 단계를 포함하는, 방법.
66. 제65항에 있어서, 상기 제2 선택 상태는 상기 제1 선택 상태보다 더 높은 강도 상태인, 방법.
67. 제62항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 제1 위치와 연관되는 위치에서 일어나는, 방법.
68. 제62항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 단계는 상기 제1 위치와 연관되는 위치에서 일어나는, 방법.
69. 제62항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 상기 알루미늄 합금 본체를 소정의 형상화된 제품으로 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
70. 제62항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 건조 또는 페인트-베이킹 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
71. 제62항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 에이징 퍼니스에서 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
72. (a) 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 본체는 용체화 후에 냉간 가공하고, 이어서 제1 열처리하여 제1 소정 선택 상태를 성취함으로써 제조된 것인, 상기 입수 단계; 및
    (b) 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 제2 열처리 단계로서,
    (i) 상기 제2 열처리 단계가 수행되어 제2 소정 선택 상태를 성취하도록 하고 상기 알루미늄 합금 본체가 T6 템퍼(temper)에서의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 더 높은 인장 항복 강도를 실현하도록 하는, 상기 제2 열처리 단계를 포함하는, 방법.
73. 제72항에 있어서, 상기 제1 소정 선택 상태는 소정의 제1 강도인, 방법.
74. 제73항에 있어서, 상기 소정의 제1 강도는 미달시효 강도인, 방법.
75. 제72항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 소정 선택 상태는 소정의 제2 강도인, 방법.
76. 제75항에 있어서, 상기 소정의 제2 강도는 상기 소정의 제1 강도보다 더 큰, 방법.
77. 제72항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 소정 선택 상태는 제1 연성을 포함하고, 상기 제2 소정 선택 상태는 제2 연성을 추가로 포함하고, 상기 제2 연성은 상기 제1 연성보다 더 큰, 방법.
78. (a) 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 본체는 용체화 후에 최종 치수로 냉간 가공함으로써 제조된 것이고, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 입수 단계; 및
    (b) 상기 알루미늄 합금 본체를 소정의 형상화된 제품으로 성형하는 단계로서, 상기 성형 단계 동안, 상기 알루미늄 합금 본체는150℉ 이상 내지 상기 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도 미만의 범위의 온도로 처리되는, 상기 성형 단계를 포함하는, 방법.
79. 제78항에 있어서, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체를 시트 또는 플레이트로 냉간 압연하는 것을 포함하는, 방법.
80. 제78항 또는 제79항에 있어서, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체를 최종 치수로 냉간 압연하는 것을 포함하는, 방법.
81. 제78항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정의 형상화된 제품은 차량의 부품인, 방법.
82. 제81항에 있어서,
    (c) 상기 소정의 형상화된 제품을 갖는 차량을 조립하는 단계를 포함하는, 방법.
83. 제81항 또는 제82항에 있어서, 상기 부품은 자동차용 부품이고 상기 차량은 자동차인, 방법.
84. 제83항에 있어서, 상기 부품은 화이트 바디(body-in-white) 부품인, 방법.
85. 제84항에 있어서, 상기 화이트 바디 부품은 A-필러(pillar) 또는 B-필러 중 하나인, 방법.
86. 제81항 또는 제82항에 있어서, 상기 소정의 형상화된 제품은 항공우주용 부품이고, 상기 차량은 항공우주 비행체인, 방법.
87. 제86항에 있어서, 상기 항공우주용 부품은 날개 스킨(wing skin)인, 방법.
88. 제78항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정의 형상화된 제품은 소비자 전자 디바이스의 외부 부품인, 방법.
89. 제88항에 있어서,
    상기 외부 부품을 갖는 소비자 전자 디바이스를 조립하는 단계를 포함하는, 방법.
90. 제88항 또는 제89항에 있어서, 상기 외부 부품은 0.015 인치 내지 0.063 인치의 두께를 갖는 외부 커버인, 방법.
91. 제78항 내지 제90항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계는 200℉ 내지 550℉의 범위의 온도에서 완료되는, 방법.
92. 제78항 내지 제90항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계는 250℉ 내지 450℉의 범위의 온도에서 완료되는, 방법.
93. 제78항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계는 상기 압연된 알루미늄 합금 제품의 적어도 일부분에 변형(strain)을 가하여 상기 소정의 형상화된 제품을 성취하는 단계를 포함하며, 상기 변형 인가 단계의 변형의 최대량은 0.01 이상의 등가 소성 변형률(equivalent plastic strain)에 상당하는, 방법.
94. 제78항 내지 제93항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정의 형상화된 제품에는 결함이 없는, 방법.
95. 제78항 내지 제94항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입수 단계의 상기 알루미늄 합금 본체는 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함하는, 방법.
96. 제95항에 있어서, 상기 성형 단계가 완료되어 상기 소정의 형상화된 제품이 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 유지하는, 방법.
97. 제78항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계 후에, 상기 소정의 형상화된 제품은 상기 입수 단계 (a)의 상기 압연된 알루미늄 합금 제품의 인장 항복 강도에 비하여 더 큰 인장 항복 강도를 갖는, 방법.
98. 제97항에 있어서, 상기 인장 항복 강도는 상기 소정의 형상화된 제품의 종방향 및 긴 횡방향 중 적어도 하나에서 측정되는, 방법.
99. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며,
    (i) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계를 포함하는, 상기 제조 단계;
    (b) 상기 제조 단계 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계로서, 상기 냉간 가공 단계는
    (i) 상기 알루미늄 합금 본체를 소정 중간 형태로 냉간 가공하는 제1 냉간 가공 단계; 및
    (ii) 상기 소정 중간 형태를 최종 형태로 냉간 가공하는 제2 냉간 가공 단계를 포함하며;
    (iii) 상기 제1 냉간 가공 단계는 제1 위치에서 일어나고;
    (iv) 상기 제2 냉간 가공 단계는 상기 제1 위치로부터 떨어진 제2 위치에서 일어나고;
    (v) 상기 제1 냉간 가공과 상기 제2 냉간 가공의 조합은 상기 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계;
    (c) 상기 제2 냉간 가공 단계 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계로서,
    (i) 냉간 가공 단계 (b)와 열처리 단계 (c)의 조합이 수행되어, 상기 알루미늄 합금 본체가 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 더 높은 인장 항복 강도를 실현하는, 상기 열처리 단계를 포함하는, 방법.
100. 제99항에 있어서, 상기 제1 위치는 상기 알루미늄 합금 본체의 공급자와 연관되고 상기 제2 위치는 상기 공급자의 고객과 연관되는, 방법.
101. 제99항 또는 제100항에 있어서,
     선택 상태를 성취하도록 상기 소정 중간 형태를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
102. 제101항에 있어서, 상기 선택 상태는 소정 강도, 소정 연신율, 또는 강도와 연신율의 소정 조합인, 방법.
103. 제101항 또는 제102항에 있어서, 상기 선택 상태는 제1 선택 상태이고, 상기 제2 냉간 가공 단계 및 열처리 단계는 제2 선택 상태를 성취하도록 선택되는, 방법.
104. 제103항에 있어서, 상기 제2 선택 상태는 상기 제1 선택 상태보다 더 높은 강도 상태인, 방법.
105. 제99항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 제2 위치와 연관되는 위치에서 일어나는, 방법.
106. 제99항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 단계는 상기 제1 위치와 연관되는 위치에서 일어나는, 방법.
107. (a) 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 본체는 용체화 후에 소정 중간 형태로 제1 냉간 가공하여 제1 선택 상태를 성취함으로써 제조된 것인, 상기 입수 단계;
     (b) 상기 알루미늄 합금 본체를 상기 소정 중간 형태로 냉간 가공하는 제2 냉간 가공 단계로서,
     (i) 상기 제1 냉간 가공과 상기 제2 냉간 가공의 조합은 상기 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (c) 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계로서,
     (i) 상기 제2 냉간 가공 단계와 상기 열처리 단계의 조합이 수행되어 제2 선택 상태를 성취하고 상기 알루미늄 합금 본체가 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비해 더 높은 인장 항복 강도를 실현하도록 하는, 상기 열처리 단계를 포함하는, 방법.
108. 제107항에 있어서, 상기 제1 선택 상태는 소정의 제1 강도인, 방법.
109. 제108항에 있어서, 상기 소정의 제1 강도는 미달시효 강도인, 방법.
110. 제108항 또는 제109항에 있어서, 상기 제2 선택 상태는 소정의 제2 강도인, 방법.
111. 제110항에 있어서, 상기 제2 소정 강도는 상기 제1 소정 강도보다 더 큰, 방법.
112. 제107항 내지 제111항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 선택 상태는 제1 연성을 추가로 포함하고, 상기 제2 선택 상태는 제2 연성을 추가로 포함하고, 상기 제2 연성은 상기 제1 연성보다 더 큰, 방법.
113. 소비자 전자 제품을 위한 알루미늄 합금 외부 부품으로서, 상기 알루미늄 합금은 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 외부 부품의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 외부 부품은 두께가 0.015 인치 내지 0.50 인치이고, 상기 알루미늄 합금 외부 부품은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 갖고, 상기 알루미늄 합금 외부 부품은
     (a) T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 외부 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 정규화 내덴트성(normalized dent resistance);
     (b) T6 템퍼에서의 합금 6061로부터 제조된 외부 부품의 동일형에 비하여 15% 이상 더 큰 정규화 내덴트성; 및
     (c) H32 템퍼에서의 합금 5052로부터 제조된 외부 부품의 동일형에 비하여 30% 이상 더 큰 정규화 내덴트성 중 적어도 하나를 실현하는, 알루미늄 합금 외부 부품.
114. 제113항에 있어서, 상기 외부 부품은 상기 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 외부 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 정규화 내덴트성을 실현하는, 알루미늄 합금 외부 부품.
115. 제113항 또는 제114항에 있어서, 상기 외부 부품은 상기 T6 템퍼에서의 합금 6061로부터 제조된 상기 외부 부품의 동일형에 비하여 15% 이상 더 큰 정규화 내덴트성을 실현하는, 알루미늄 합금 외부 부품.
116. 제113항 내지 제115항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 부품은 상기 H32 템퍼에서의 합금 5052로부터 제조된 상기 외부 부품의 동일형에 비하여 30% 이상 더 큰 정규화 내덴트성을 실현하는, 알루미늄 합금 외부 부품.
117. 제113항 내지 제116항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 부품은 외부 커버이고, 상기 외부 커버는 의도하는 관측 표면(intended viewing surface)을 가지며, 상기 의도하는 관측 표면에는 가시적으로 명백한 표면 결함이 없는, 알루미늄 합금 외부 부품.
118. 제117항에 있어서, 상기 외부 부품은 외부 커버이고, 상기 외부 커버의 두께는 0.015 내지 0.063 인치인, 알루미늄 합금 외부 부품.
119. 제117항 또는 제118항에 있어서, 상기 외부 부품의 의도하는 관측 표면은 상기 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 외부 부품의 기준형의 의도하는 관측 표면에 비하여 적어도 동등한 60° 광택 값(gloss value)을 실현하는, 알루미늄 합금 외부 부품.
120. 제113항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소비자 전자 제품은 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 카메라, 휴대용 음악 재생기(mobile music player), 핸드헬드 디바이스(handheld device), 데스크탑 컴퓨터, 텔레비전, 전자레인지, 세척기, 건조기, 냉장고, 및 이들의 조합 중 하나인, 알루미늄 합금 외부 부품.
121. 제113항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소비자 전자 제품은 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대용 음악 재생기, 및 이들의 조합 중 하나이고, 상기 외부 부품은 0.015 내지 0.063 인치의 두께를 갖는 외부 커버인, 알루미늄 합금 외부 부품.
122. (a) 압연되거나 단조된 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 본체는 용체화 후에 최종 치수로 냉간 가공함으로써 제조된 것이고, 상기 냉간 가공은 25% 이상의 냉간 가공을 유발하고, 상기 냉간 가공은 냉간 압연 및 냉간 단조 중 하나인, 상기 입수 단계; 및
     (b) 알루미늄 본체 제품을 소비자 전자 제품을 위한 외부 부품으로 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
123. 제122항에 있어서,
     상기 알루미늄 합금을 열처리하는 단계를 포함하는, 방법.
124. 제123항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 입수 단계 후에 일어나는, 방법.
125. 제124항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 성형 단계와 동시에 일어나는, 방법.
126. 제125항에 있어서, 상기 성형 단계 동안, 상기 알루미늄 합금 본체는 150℉ 이상 내지 상기 알루미늄 합금 본체의 재결정 온도 미만의 온도로 처리되는, 방법.
127. 제123항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 입수 단계 전에 일어나는, 방법.
128. 제127항에 있어서, 상기 성형 단계는 150℉ 미만의 온도에서 완료되는, 방법.
129. 제127항에 있어서, 상기 성형 단계는 주위 조건에서 완료되는, 방법.
130. 제122항 내지 제129항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계는 상기 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분에 변형을 가하여 상기 외부 부품을 성취하는 단계를 포함하며, 상기 변형 인가 단계의 변형의 최대량은 0.01 이상의 등가 소성 변형률에 상당하는, 방법.
131. 제122항 내지 제130항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소비자 전자 제품은 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 카메라, 휴대용 음악 재생기, 핸드헬드 디바이스, 데스크탑 컴퓨터, 텔레비전, 전자레인지, 세척기, 건조기, 냉장고, 및 이들의 조합 중 하나인, 알루미늄 합금 외부 부품.
132. 제122항 내지 제130항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소비자 전자 제품은 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대용 음악 재생기, 및 이들의 조합 중 하나이고, 상기 외부 부품은 0.015 내지 0.063 인치의 두께를 갖는 외부 커버인, 알루미늄 합금 외부 부품.
133. 제122항 내지 제132항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형 단계 후에, 상기 외부 부품은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함하는, 방법.
134. 제122항 내지 제134항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 부품은 상기 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 외부 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 정규화 내덴트성을 실현하는, 방법.
135. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 가지며, 제1 부분 및 상기 제1 부분에 인접한 제2 부분을 갖는 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품(tubular product)으로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 관형 제품의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 제1 부분은 25% 이상 냉간 가공되고, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 5% 이상 더 적게 냉간 가공되는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
136. 제135항에 있어서, 상기 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품은 균일한 내경을 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
137. 제135항 또는 제136항에 있어서, 상기 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품은 균일한 외경을 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
138. 제135항 내지 제137항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 10% 이상 더 적게 냉간 가공되며, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분보다 더 큰 강도를 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
139. 제135항 내지 제138항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 더 큰 연신율을 갖는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
140. 제135항 내지 제139항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분에 비해 인장 항복 강도가 5% 이상 증가되는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
141. 제135항 내지 제140항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분은 연신율이 4% 이상인, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
142. 제135항 내지 제141항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 닿는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
143. 제135항 내지 제141항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분은 제3 부분에 의해 상기 제1 부분으로부터 분리되는, 모놀리식 알루미늄 합금 관형 제품.
144. (a) 압연되거나 단조된 알루미늄 합금 제품을 입수하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 제품은 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 제품의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 제품은 용체화 후에 최종 치수로 냉간 가공되고, 이어서 열처리됨으로써 제조된 것이고, 상기 냉간 가공은 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 입수 단계; 및
     (b) 상기 알루미늄 합금 제품을 조립체의 방호 부품(armor component)으로서 부착하는 단계를 포함하는, 방법.
145. 제144항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품은 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 제품의 기준형에 비하여 1% 이상 더 큰 V50 탄도 한계(ballistics limit)를 갖는, 방법.
146. 제145항에 있어서, V50 탄도 저항성은 모의 파편탄(fragment simulated projectile; FSP) 저항성이며, 상기 알루미늄 합금 제품은 상기 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 제품의 기준형에 비하여 3% 이상 더 큰 V50 FSP 저항성을 갖는, 방법.
147. 제145항 또는 제146항에 있어서, 상기 V50 탄도 한계는 철갑탄(armor piercing; AP) 저항성이며, 상기 알루미늄 합금 제품은 상기 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 제품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 V50 AP 저항성을 갖는, 방법.
148. 제144항 내지 제147항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 방호 부품은 두께가 0.025 인치 내지 4.0 인치이며, 상기 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 V50 철갑탄 저항성을 실현하는, 방법.
149. 제144항 내지 제148항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방호 부품은 0.250 인치 내지 4.0 인치의 범위의 두께를 갖는 플레이트 또는 단조물인, 방법.
150. 제144항 내지 제149항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방호 부품은 1.0 인치 내지 2.5 인치의 범위의 두께를 갖는 플레이트 또는 단조물인, 방법.
151. 제144항 내지 제148항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방호 부품은 0.025 내지 0.249 인치의 두께를 갖는 시트인, 방법.
152. 제144항 내지 제151항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 방호 부품은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함하는, 방법.
153. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 방호 부품으로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 방호 부품의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 방호 부품은 두께가 0.025 인치 내지 4.0 인치이고, 상기 알루미늄 합금 방호 부품은 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 V50 철갑탄 저항성을 실현하는, 알루미늄 합금 방호 부품.
154. 제153항에 있어서, 상기 방호 부품은 0.250 인치 내지 4.0 인치의 범위의 두께를 갖는 플레이트 또는 단조물인, 알루미늄 합금 방호 부품.
155. 제153항에 있어서, 상기 방호 부품은 1.0 인치 내지 2.5 인치의 범위의 두께를 갖는 플레이트 또는 단조물인, 알루미늄 합금 방호 부품.
156. 제153항에 있어서, 상기 방호 부품은 0.025 내지 0.249 인치의 두께를 갖는 시트인, 알루미늄 합금 방호 부품.
157. 제153항 내지 제156항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방호 부품은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 포함하는, 알루미늄 합금 방호 부품.
158. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 방호 부품으로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 방호 부품의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 방호 부품은 두께가 0.025 인치 내지 4.0 인치이고, 상기 알루미늄 합금 방호 부품은 T6 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 방호 부품의 기준형에 비하여 5% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 방호 부품.
159. 제153항 내지 제158항의 알루미늄 합금 방호 부품 중 어느 하나를 포함하는, 조립체.
160. 제159항에 있어서, 상기 조립체는 차량인, 조립체.
161. 제160항에 있어서, 상기 차량은 군용 차량인, 조립체.
162. 제159항에 있어서, 상기 조립체는 신체 방호용 조립체인, 조립체.
163. (a) 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계로서, 캐스팅될 때 상기 알루미늄 합금 본체는 제1 열처리가능한 합금의 제1 부분 및 제2 합금의 제2 부분을 포함하는, 상기 캐스팅 단계;
     (b) 상기 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계;
     (c) 상기 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 단계로서, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체에서 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (d) 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함하는, 방법.
164. 제163항에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 열처리가능한 합금의 제1 층이고, 상기 제2 부분은 상기 제2 합금의 제2 층인, 방법.
165. 제164항에 있어서, 상기 제2 합금은 제2 열처리가능한 합금이며 상기 제1 열처리가능한 합금과 상이한 조성을 포함하는, 방법.
166. 제164항에 있어서, 상기 제2 합금은 제2 열처리가능한 합금이며 상기 제1 열처리가능한 합금과 동일한 조성을 포함하는, 방법.
167. 제163항에 있어서, 상기 제1 부분은 제1 영역이고, 상기 제2 부분은 제2 영역이고, 상기 제2 합금은 상기 제1 열처리가능한 합금과 상이한 조성을 갖고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 연속 농도 구배(continuous concentration gradient)가 존재하는, 방법.
168. 제167항에 있어서, 상기 농도 구배는 선형 구배 및 지수 구배(exponential gradient) 중 하나인, 방법.
169. 제167항 또는 제168항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 제3 영역을 포함하며, 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 동일한 농도를 포함하고 상기 제2 영역에 의해 상기 제1 영역으로부터 분리되는, 방법.
170. 제163항 내지 제169항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 후에,
     상기 알루미늄 합금 본체를 갖는 조립체를 조립하는 단계를 포함하는, 방법.
171. 제170항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 방호 부품인, 방법.
172. 제170항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 자동차 부품인, 방법.
173. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 로드(rod)를 제조하는 단계로서,
     (i) 상기 알루미늄 합금 로드는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 로드의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고;
     (ii) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 로드를 용체화시키는 단계를 포함하는, 상기 제조 단계;
     (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 로드를 최종 치수로 냉간 가공하는 단계로서, 상기 냉간 가공은 상기 로드로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 로드를 열처리하는 단계를 포함하며;
     상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 로드의 기준형에 비하여 종방향 최대 인장 강도(longitudinal ultimate tensile strength)의 3% 이상의 증가를 성취하는, 방법.
174. 제173항에 있어서, 상기 냉간 가공은 냉간 인발(drawing), 냉간 압연, 및 냉간 스웨이징(swaging) 중 하나인, 방법.
175. 제173항 또는 제174항에 있어서, 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이상의 Cu를 포함하는, 방법.
176. 제173항 내지 제175항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 후에, 상기 로드는 와이어 치수(wire gauge)로 되는, 방법.
177. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 로드로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 로드의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 로드는 T87 템퍼에서의 상기 알루미늄 합금 로드의 기준형보다 3% 이상 더 큰 최대 인장 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 로드.
178. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 고정구(fastener)로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 고정구의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 고정구는 T6 상태에서의 상기 고정구의 기준형보다 2% 이상 더 큰 전단 강도 또는 인장 항복 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 고정구.
179. 제178항에 있어서, 상기 전단 강도 또는 인장 항복 강도는 상기 고정구의 핀(pin)과 관련되는, 알루미늄 합금 고정구.
180. 제178항 또는 제179항에 있어서, 상기 전단 강도 또는 인장 항복 강도는 상기 고정구의 헤드(head)와 관련되는, 알루미늄 합금 고정구.
181. 제178항 내지 제180항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전단 강도 또는 인장 항복 강도는 상기 고정구의 로킹 부재(locking member)와 관련되는, 알루미늄 합금 고정구.
182. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계로서,
     (i) 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고;
     (ii) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계를 포함하는, 상기 제조 단계;
     (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 고정구로 냉간 가공하는 단계로서, 상기 냉간 가공은 상기 고정구로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 고정구를 열처리하는 단계를 포함하며;
     상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 고정구의 기준형에 비하여, 인장 항복 강도 또는 전단 강도의 증가를 성취하는, 방법.
183. 제182항에 있어서, 상기 냉간 가공은 냉간 압출 또는 냉간 단조인, 방법.
184. 제182항 또는 제183항에 있어서,
     상기 알루미늄 합금 고정구를 포함하는 조립체를 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
185. 제184항에 있어서, 상기 조립체는 차량인, 방법.
186. 제185항에 있어서, 상기 차량은 자동차인, 방법.
187. 제185항에 있어서, 상기 차량은 항공우주 비행체인, 방법.
188. (a) 알루미늄 합금 고정구를 입수하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 고정구는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 고정구의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며, 상기 알루미늄 합금 고정구는 용체화 후에 최종 형태로 냉간 압출 또는 냉간 단조함으로써 제조된 것이고, 상기 냉간 압연 또는 냉간 단조는 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는, 상기 입수 단계; 및
     (b) 상기 알루미늄 합금 고정구를 사용하여 조립체를 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
189. 제188항에 있어서, 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 고정구를 변형시키는 단계를 포함하는, 방법.
190. (a) 용체화된 알루미늄 합금 본체를 알루미늄 합금 휠로 냉간 가공하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 휠은 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 휠의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며;
     (i) 상기 냉간 가공 단계 (a) 후에, 상기 휠은
     (A) 림(rim); 및
     (B) 디스크 페이스(disk face)를 포함하고;
     (ii) 상기 냉간 가공 단계 (a) 후에, 상기 휠의 적어도 일부분이 25% 이상 냉간 가공되는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (b) 상기 냉간 가공 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 휠을 열처리하는 단계로서,
     (i) 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 상기 휠의 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 상기 열처리된 휠의 상기 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 5% 이상의 개선을 성취하는, 상기 열처리 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
191. 제190항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 상기 휠의 상기 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 상기 열처리된 휠의 상기 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 10% 이상의 개선을 성취하는, 휠을 형성하는 방법.
192. 제190항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 상기 휠의 상기 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 상기 열처리된 휠의 상기 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 15% 이상의 개선을 성취하는, 휠을 형성하는 방법.
193. 제190항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 상기 휠의 상기 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 상기 열처리된 휠의 상기 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 20% 이상의 개선을 성취하는, 휠을 형성하는 방법.
194. 제190항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 상기 휠의 상기 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 상기 열처리된 휠의 상기 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 25% 이상의 개선을 성취하는, 휠을 형성하는 방법.
195. 제190항 내지 제194항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 상기 알루미늄 합금 휠이 50 ksi 이상의 종방향 인장 항복 강도를 실현하는, 휠을 형성하는 방법.
196. 제190항 내지 제194항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 상기 알루미늄 합금 휠이 55 ksi 이상의 종방향 인장 항복 강도를 실현하는, 휠을 형성하는 방법.
197. 제190항 내지 제196항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 상기 알루미늄 합금 휠이 4% 이상의 종방향 연신율을 실현하는, 휠을 형성하는 방법.
198. 제190항 내지 제196항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 상기 알루미늄 합금 휠이 8% 이상의 종방향 연신율을 실현하는, 휠을 형성하는 방법.
199. 제190항 내지 제198항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b)는 상기 휠을 150℉ 내지 상기 휠의 재결정 온도 미만의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
200. 제190항 내지 제199항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 425℉ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
201. 제190항 내지 제199항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 400℉ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
202. 제190항 내지 제199항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 375℉ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
203. 제190항 내지 제199항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 350℉ 이하의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
204. 제190항 내지 제203항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 200℉ 이상의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
205. 제190항 내지 제203항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 250℉ 이상의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
206. 제190항 내지 제203항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 휠을 300℉ 이상의 온도에서 가열하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
207. 제190항 내지 제206항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (a)는 상기 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 25% 내지 90% 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
208. 제190항 내지 제207항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (a)는 상기 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 35% 이상 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
209. 제190항 내지 제207항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (a)는 상기 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 50% 이상 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
210. 제190항 내지 제207항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (a)는 상기 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 75% 이상 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
211. 제190항 내지 제206항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (a)는 상기 알루미늄 합금 본체의 적어도 일부분을 90% 이상 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
212. 제190항 내지 제211항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 림의 적어도 일부분으로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
213. 제190항 내지 제211항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 림의 적어도 일부분으로의 50% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
214. 제190항 내지 제211항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 림의 적어도 일부분으로의 75% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
215. 제190항 내지 제206항 및 제208항 내지 제211항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 림의 적어도 일부분으로의 90% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
216. 제190항 내지 제215항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 장착 플랜지(mounting flange)의 적어도 일부분으로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
217. 제190항 내지 제215항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 장착 플랜지의 적어도 일부분으로의 50% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
218. 제190항 내지 제215항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 장착 플랜지의 적어도 일부분으로의 75% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
219. 제190항 내지 제206항 및 제208항 내지 제215항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 장착 플랜지의 적어도 일부분으로의 90% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
220. 제190항 내지 제219항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 디스크 페이스의 적어도 일부분으로의 25% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
221. 제190항 내지 제219항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 디스크 페이스의 적어도 일부분으로의 50% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
222. 제190항 내지 제219항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 디스크 페이스의 적어도 일부분으로의 75% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
223. 제190항 내지 제206항 및 제208항 내지 제219항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 가공은 상기 디스크 페이스의 적어도 일부분으로의 90% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
224. 제190항 내지 제223항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 림은 비드 시트(bead seat)를 갖고, 냉간 가공은 상기 비드 시트의 적어도 일부분으로의 50% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
225. 제190항 내지 제223항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 림은 비드 시트를 갖고, 냉간 가공은 상기 비드 시트의 적어도 일부분으로의 75% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
226. 제190항 내지 제206항 및 제208항 내지 제223항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 림은 비드 시트를 갖고, 냉간 가공은 상기 비드 시트의 적어도 일부분으로의 90% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
227. 제190항 내지 제206항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 림은 드롭 웰(drop well)을 갖고, 냉간 가공은 상기 드롭 웰의 적어도 일부분으로의 50% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
228. 제190항 내지 제206항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 림은 드롭 웰을 갖고, 냉간 가공은 상기 드롭 웰의 적어도 일부분으로의 75% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
229. 제190항 내지 제206항 및 제208항 내지 제226항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 림은 드롭 웰을 갖고, 냉간 가공은 상기 드롭 웰의 적어도 일부분으로의 90% 이상의 냉간 가공을 유발하는 것을 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
230. 제190항 내지 제229항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공은 스피닝(spinning), 압연, 버니싱(burnishing), 유동 성형(flow forming), 전단 성형, 필저링(pilgering), 스웨이징, 방사형 단조(radial forging), 코깅(cogging), 단조, 압출, 노우징(nosing), 액압 성형(hydrostatic forming), 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
231. 제190항 내지 제229항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공은 유동 성형인, 휠을 형성하는 방법.
232. 제190항 내지 제231항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (a) 및 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 25% 이상 냉간 가공된 상기 휠의 부분이 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 실현하는, 휠을 형성하는 방법.
233. 제190항 내지 제232항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공은 제2 냉간 가공이고, 상기 방법은
     상기 냉간 가공 단계 (a) 이전에 일어나는, 상기 용체화된 알루미늄 합금 본체를 입수하는 단계; 및
     상기 입수 단계 전에 그리고 상기 용체화 단계 후에 상기 알루미늄 합금 본체를 냉간 가공하는 제1 냉간 가공 단계를 포함하는, 휠을 형성하는 방법.
234. 제233항에 있어서, 상기 제1 냉간 가공 단계 및 상기 제2 냉간 가공 단계의 조합은 상기 휠의 적어도 일부분이 25% 이상 냉간 가공되게 하는, 휠을 형성하는 방법.
235. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 휠로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 휠의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 휠은 림을 갖고, 상기 림은 T6 템퍼에서의 상기 휠의 기준형의 림의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 5% 이상 더 큰 종방향 인장 항복 강도를 실현하며;
     상기 T6 템퍼에서의 상기 휠의 기준형은 상기 알루미늄 합금 휠과 동일한 조성을 갖고;
     상기 알루미늄 합금 휠의 기준형의 상기 림은 종방향 인장 항복 강도가 그의 피크 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 휠.
236. 제235항에 있어서, 상기 림은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 갖는, 알루미늄 합금 휠.
237. 제235항에 있어서, 상기 림은 75% 이상 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 휠.
238. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 휠로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 휠의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 휠은 디스크 페이스를 갖고, 상기 디스크 페이스는 T6 템퍼에서의 상기 휠의 기준형의 디스크 페이스의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 5% 이상 더 큰 종방향 인장 항복 강도를 실현하며;
     상기 T6 템퍼에서의 상기 휠의 기준형은 상기 알루미늄 합금 휠과 동일한 조성을 갖고;
     상기 알루미늄 합금 휠의 기준형의 상기 디스크 페이스는 종방향 인장 항복 강도가 그의 피크 종방향 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 휠.
239. 제238항에 있어서, 상기 디스크 페이스는 우세하게 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 휠.
240. 제238항에 있어서, 상기 디스크 페이스는 75% 이상 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 휠.
241. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 휠로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 휠의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 휠은 장착 플랜지를 갖고, 상기 장착 플랜지는 T6 템퍼에서의 상기 휠의 기준형의 장착 플랜지의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 5% 이상 더 큰 종방향 인장 항복 강도를 실현하며;
     상기 T6 템퍼에서의 상기 휠의 기준형은 상기 알루미늄 합금 휠과 동일한 조성을 갖고;
     상기 알루미늄 합금 휠의 기준형의 상기 장착 플랜지는 종방향 인장 항복 강도가 그의 피크 종방향 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 휠.
242. 제241항에 있어서, 상기 장착 플랜지는 우세하게 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 휠.
243. 제241항에 있어서, 상기 장착 플랜지는 75% 이상 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 휠.
244. (a) 용체화된 알루미늄 합금 본체를 소정의 형상화된 제품으로 냉간 가공하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며;
     (i) 상기 냉간 가공은 유동 성형을 포함하고;
     (ii) 상기 냉간 가공 단계 (a) 후에, 상기 소정의 형상화된 제품의 적어도 일부분이 25% 이상 냉간 가공되는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (b) 상기 냉간 가공 단계 (a) 후에, 상기 소정의 형상화된 제품을 열처리하는 단계로서,
     (i) 상기 열처리 단계 (b)가 수행되어, 냉간 가공된 상태의 상기 소정의 형상화된 제품의 냉간 가공된 부분에서의 종방향 인장 항복 강도에 비하여 상기 열처리된 소정의 형상화된 제품의 상기 냉간 가공된 부분의 종방향 인장 항복 강도의 5% 이상의 개선을 성취하는, 상기 열처리 단계를 포함하는, 소정의 형상화된 제품 성형 방법.
245. (a) 용체화된 알루미늄 합금 본체를 용기로 냉간 가공하는 단계로서,
     (i) 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고;
     (ii) 상기 냉간 가공 후에 상기 용기의 적어도 일부분이 25% 이상 냉간 가공되는, 상기 냉간 가공 단계; 및
     (b) 상기 냉간 가공 단계 (a) 후에, 상기 용기를 열처리하는 단계를 포함하며,
     (i) 상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어,
     (A) 냉간 가공된 상태의 상기 용기에 비하여 돔 역전 압력(dome reversal pressure)의 5% 이상의 증가;
     (B) T6 템퍼에서의 상기 용기의 기준형의 적어도 일부분의 인장 항복 강도에 비하여, 25% 이상 냉간 가공된 상기 용기의 동일한 부분에서의 인장 항복 강도의 5% 이상의 증가;
     (C) 냉간 가공된 상태의 상기 용기의 측벽의 인장 항복 강도에 비하여, 25% 이상 냉간 가공된 상기 용기의 적어도 일부분에서의 5% 이상의 증가; 및
     (D) 냉간 가공된 상태의 상기 용기에 비하여 진공 강도(vacuum strength)의 5% 이상의 개선 중 적어도 하나를 성취하는, 용기를 제조하는 방법.
246. 제245항에 있어서, 상기 용기는 측벽을 갖고, 상기 측벽의 적어도 일부분은 25% 이상 냉간 가공된 상기 용기의 상기 일부분인, 용기를 제조하는 방법.
247. 제245항 또는 제246항에 있어서, 상기 용기는 기부(base)를 갖고, 상기 기부의 적어도 일부분은 25% 이상 냉간 가공된 상기 용기의 상기 일부분인, 용기를 제조하는 방법.
248. 제245항 내지 제247항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 시트이고, 상기 냉간 가공은 상기 알루미늄 합금 본체를 상기 용기로 드로잉(drawing)하는 것을 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
249. 제248항에 있어서, 상기 냉간 가공은 아이어닝(ironing)을 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
250. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.0108 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
251. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.0100 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
252. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.0605 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
253. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.0095 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
254. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.0094 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
255. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.0098 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
256. 제248항 또는 제249항에 있어서, 상기 시트는 두께가 0.008 인치 미만인, 용기를 제조하는 방법.
257. 제248항 내지 제256항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 전에, 상기 알루미늄 합금 시트는 예비-코팅되는, 용기를 제조하는 방법.
258. 제245항 내지 제247항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 슬러그(slug)이고, 상기 냉간 가공은 충격 압출을 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
259. 제245항 내지 제258항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체는 상기 냉간 가공 단계 (b) 전에 열처리되지 않는, 용기를 제조하는 방법.
260. 제245항 내지 제259항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (b) 후에, 상기 용기는 돔 역전 강도(dome reversal strength)가 90 파운드/제곱인치 이상인, 용기를 제조하는 방법.
261. 제245항 내지 제260항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 측벽 및 기부를 갖고, 상기 측벽 및 상기 기부를 포함하는 상기 알루미늄 합금 시트는 단일, 연속 알루미늄 합금 시트인, 용기를 제조하는 방법.
262. 제245항 내지 제261항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 용기를 오븐에 넣는 단계를 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
263. 제245항 내지 제262항 중 어느 한 항에 있어서,
     상기 냉간 가공 단계 후에, 상기 용기에 페인트 및 코팅 중 적어도 하나를 적용하는 단계; 및
     상기 적용 단계 후에, 전자기 방사선에 의해 상기 용기의 상기 페인트를 경화시키는 단계를 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
264. 제263항에 있어서, 상기 적용 단계는 상기 용기의 외부를 페인팅하는 단계를 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
265. 제263항 또는 제264항에 있어서, 상기 적용 단계는 상기 용기의 내부를 코팅하는 단계를 포함하는, 용기를 제조하는 방법.
266. 제263항 내지 제265항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화 단계는 의도적인 대류 가열 없이 일어나는, 용기를 제조하는 방법.
267. 제263항 내지 제266항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화 단계는 의도적인 전도 가열 없이 일어나는, 용기를 제조하는 방법.
268. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 용기로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 용기의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 용기는 측벽을 갖고, 상기 알루미늄 합금 용기의 상기 측벽은 T6 템퍼에서의 상기 용기의 기준형의 측벽의 인장 항복 강도에 비하여 5% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하며;
     상기 T6 템퍼에서의 상기 용기의 기준형은 상기 알루미늄 합금 용기와 동일한 조성을 갖고;
     상기 알루미늄 합금 용기의 기준형의 상기 측벽은 인장 항복 강도가 그의 피크 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 용기.
269. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 용기를 위한 알루미늄 합금 마개(closure)로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 마개의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 알루미늄 합금 마개는 T6 템퍼에서의 상기 마개의 기준형에 비해 5% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하고;
     상기 T6 템퍼에서의 상기 마개의 기준형은 상기 알루미늄 합금 마개와 동일한 조성을 갖고;
     상기 알루미늄 합금 마개의 기준형은 인장 항복 강도가 그의 피크 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 마개.
270. 제269항에 있어서, 상기 마개는 뚜껑인, 알루미늄 합금 마개.
271. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 스트립을 제조하는 단계로서,
     (i) 상기 알루미늄 합금 스트립은 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 스트립의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고;
     (ii) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립의 용체화를 포함하며;
     (iii) 상기 제조는 연속적으로 캐스팅하여 상기 캐스팅이 상기 용체화와 동시에 완료되도록 하는 것을 포함하는, 상기 제조 단계;
     (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 스트립을 25% 초과만큼 냉간 가공하는 단계; 및
     (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 스트립을 열처리하는 단계를 포함하며;
     상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어,
     (i) 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 스트립의 기준형에 비하여 종방향 인장 항복 강도의 증가를 성취하고;
     (ii) 상기 알루미늄 합금 스트립은 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 갖고;
     (iii) 이때, 상기 스트립은 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치된 중심 영역을 포함하며;
     (iv) 상기 상부 영역에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 중심 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 크고;
     (v) 상기 하부 영역에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 중심 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 큰, 방법.
272. 제271항에 있어서, 상기 용체화 단계는 용체화 열처리(solution heat treating) 및 담금질(quenching)하는 것을 포함하고, 상기 용체화 열처리는 연속 캐스팅에 의해 수행되며, 상기 제조 단계는
     상기 알루미늄 합금 스트립을 연속 캐스팅 장치로부터 배출하는 단계; 및
     상기 배출 단계 후에 그리고 상기 알루미늄 합금 스트립이 700℉의 온도에 도달하기 전에, 상기 알루미늄 합금 스트립을 담금질하는 단계로서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립의 온도를 초당 100℉ 이상의 속도로 감소시켜 상기 용체화를 수행하는, 상기 담금질 단계를 포함하며;
     상기 연속 캐스팅 장치를 빠져나온 상기 알루미늄 합금 스트립의 온도는 상기 담금질 단계 동안의 상기 알루미늄 합금 스트립의 온도보다 더 높은, 방법.
273. 제272항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 200℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
274. 제272항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 150℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
275. 제272항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 100℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
276. 제272항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 주위 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
277. 제272항 내지 제276항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 가스와 접촉시키는 것을 포함하는, 방법.
278. 제277항에 있어서, 상기 가스는 공기인, 방법.
279. 제272항 내지 제276항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 액체와 접촉시키는 것을 포함하는, 방법.
280. 제279항에 있어서, 상기 액체는 수계 액체인, 방법.
281. 제280항에 있어서, 상기 액체는 물인, 방법.
282. 제279항에 있어서, 상기 액체는 오일인, 방법.
283. 제282항에 있어서, 상기 오일은 탄화수소계 오일 또는 실리콘계 오일인, 방법.
284. 제272항 내지 제283항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담금질은 상기 연속 캐스팅 장치 하류의 담금질 장치에 의해 수행되는, 방법.
285. 제271항 내지 제284항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 50% 이상만큼 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
286. 제271항 내지 제284항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 75% 이상만큼 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
287. 제271항 내지 제284항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 90% 이상만큼 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
288. 제271항 내지 제287항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 가열하여 피크 강도로부터 5 ksi 범위 이내로 되게 하는 것을 포함하는, 방법.
289. 제271항 내지 제287항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 가열하여 피크 강도로부터 4 ksi 범위 이내로 되게 하는 것을 포함하는, 방법.
290. 제271항 내지 제287항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 가열하여 피크 강도로부터 3 ksi 범위 이내로 되게 하는 것을 포함하는, 방법.
291. 제271항 내지 제287항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 가열하여 피크 강도로부터 2 ksi 범위 이내로 되게 하는 것을 포함하는, 방법.
292. 제271항 내지 제287항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 가열하여 피크 강도로부터 1 ksi 범위 이내로 되게 하는 것을 포함하는, 방법.
293. 제271항 내지 제292항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 단계 및 상기 냉간 가공 단계는 연속적으로 그리고 인-라인(in-line)으로 수행되는, 방법.
294. 제271항 내지 제292항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 단계, 상기 냉간 가공 단계, 및 상기 열처리 단계는 연속적으로 그리고 인-라인으로 수행되는, 방법.
295. 제294항에 있어서, 상기 방법은 상기 제조 단계, 상기 냉간 가공 단계, 및 상기 열처리 단계로 이루어지는, 방법.
296. 제271항 내지 제295항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용체화 단계 (a)(ii)와 상기 냉간 가공 단계 (b) 사이에 어떠한 의도적인 열처리도 상기 알루미늄 합금 스트립에 적용되지 않는, 방법.
297. 제271항 내지 제296항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용체화 단계 (a)(ii)의 완료와 상기 냉간 가공 단계 (b)의 개시 사이에 20시간 이하의 시간이 경과하는, 방법.
298. 제271항 내지 제296항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용체화 단계 (a)(ii)의 완료와 상기 냉간 가공 단계 (b)의 개시 사이에 12시간 이하의 시간이 경과하는, 방법.
299. 제271항 내지 제296항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (200)는 상기 용체화 단계 (140)의 완료와 동시에 개시되는, 방법.
300. 제271항 내지 제299항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립이 250℉ 이하의 온도일 때 개시되는, 방법.
301. 제271항 내지 제299항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립이 150℉ 이하의 온도일 때 개시되는, 방법.
302. 제271항 내지 제299항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립이 주위 온도일 때 개시되는, 방법.
303. 제271항 내지 제299항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 스트립의 의도적인 가열 없이 일어나는, 방법.
304. 제271항 내지 제303항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 냉간 압연하는 것인, 방법.
305. 제304항에 있어서, 상기 냉간 압연은 상기 알루미늄 합금 본체를 최종 치수로 냉간 압연하는 것을 포함하며, 상기 최종 치수는 시트 치수인, 방법.
306. 제271항 내지 제305항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (c)는 상기 알루미늄 합금 스트립을 그의 재결정 온도 미만으로 유지하는 것을 포함하는, 방법.
307. 제271항 내지 제306항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 압연 단계 (b) 및 상기 열처리 단계 (c)가 수행되어, 상기 알루미늄 합금 스트립이 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 실현하는, 방법.
308. 제271항 내지 제307항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 (c)는 상기 알루미늄 합금 스트립을 150 내지 400℉의 범위로 가열하는 것을 포함하는, 방법.
309. 제271항 내지 제308항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 스트립은 6% 이상의 연신율을 실현하는, 방법.
310. 제271항 내지 제308항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 스트립은 10% 이상의 연신율을 실현하는, 방법.
311. 제271항 내지 제308항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 스트립은 14% 이상의 연신율을 실현하는, 방법.
312. 제271항 내지 제311항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계가 수행되어 상기 합금이 과시효되는, 방법.
313. 제271항 내지 제312항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 후, 상기 알루미늄 합금 본체는 그의 이론적 최소 전기 전도도 값의 50% 범위 이내인, 방법.
314. 제271항 내지 제312항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 후, 상기 알루미늄 합금 본체는 그의 이론적 최소 전기 전도도 값의 30% 범위 이내인, 방법.
315. 제271항 내지 제312항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계 후, 상기 알루미늄 합금 본체는 그의 이론적 최소 전기 전도도 값의 25% 범위 이내인, 방법.
316. 제271항 내지 제312항 중 어느 한 항의 방법으로부터 제조된 알루미늄 합금 본체로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 기준 알루미늄 합금 본체에 비해 10% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하며;
     상기 기준 알루미늄 합금 본체는 상기 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 갖고;
     상기 기준 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼로 처리되며;
     상기 기준 알루미늄 합금 본체는 인장 항복 강도가 그의 피크 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 본체.
317. 제316항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 상기 기준 알루미늄 합금 본체가 상기 T6 템퍼에서의 그의 피크 인장 항복 강도를 실현하는 데 필요한 시간보다 25% 이상 더 빨리 10% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
318. 제316항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 상기 기준 알루미늄 합금 본체가 상기 T6 템퍼에서의 그의 피크 인장 항복 강도를 실현하는 데 필요한 시간보다 50% 이상 더 빨리 10% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
319. 제316항 내지 제318항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 8% 이상의 연신율을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
320. 제316항 내지 제318항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 14% 이상의 연신율을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
321. 제316항 내지 제320항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 우세하게 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 본체.
322. 제316항 내지 제320항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 75% 이상 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 본체.
323. 제316항 내지 제322항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 영역, 하부 영역, 및 중심 영역 각각은 각각의 농도의 미립자 물질을 함유하며, 상기 중심 영역에서의 상기 미립자 물질의 농도는 제1 영역 및 제2 영역 둘 모두에서의 상기 미립자 물질의 농도보다 더 큰, 알루미늄 합금 본체.
324. 제316항 내지 제323항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 영역, 하부 영역, 및 중심 영역 각각은 비혼화성 금속 재료를 포함하며, 상기 비혼화성 금속 재료는 Sn, Pb, Bi, 및 Cd로 이루어진 군으로부터 선택되는, 알루미늄 합금 본체.
325. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 스트립을 제조하는 단계로서,
     (i) 상기 알루미늄 합금 스트립은 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 스트립의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고;
     (ii) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립의 용체화를 포함하며;
     (iii) 상기 제조는 연속적으로 캐스팅하여 상기 캐스팅이 상기 용체화와 동시에 완료되도록 하는 것을 포함하는, 상기 제조 단계; 및
     (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 스트립을 25% 초과만큼 냉간 가공하는 단계를 포함하며, 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 스트립은
     (i) 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조; 및
     (ii) 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치된 중심 영역을 포함하며;
     (iii) 상기 상부 영역에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 중심 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 크고;
     (iv) 상기 하부 영역에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 평균 농도는 상기 중심 영역의 중심선에서의 상기 Mg 및 상기 Zn의 농도보다 더 큰, 방법.
326. 제325항에 있어서, 상기 용체화 단계는 용체화 열처리 및 담금질하는 것을 포함하고, 상기 용체화 열처리는 연속 캐스팅에 의해 수행되며, 상기 제조 단계는
     상기 알루미늄 합금 스트립을 연속 캐스팅 장치로부터 배출하는 단계; 및
     상기 배출 단계 후에 그리고 상기 알루미늄 합금 스트립이 700℉의 온도에 도달하기 전에, 상기 알루미늄 합금 스트립을 담금질하는 단계로서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립의 온도를 초당 100℉ 이상의 속도로 감소시켜 상기 용체화를 수행하는, 상기 담금질 단계를 포함하며;
     상기 연속 캐스팅 장치를 빠져나온 상기 알루미늄 합금 스트립의 온도는 상기 담금질 단계 동안의 상기 알루미늄 합금 스트립의 온도보다 더 높은, 방법.
327. 제326항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 200℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
328. 제326항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 150℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
329. 제326항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 100℉ 이하의 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
330. 제326항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 주위 온도로 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
331. 제326항 내지 제330항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 가스와 접촉시키는 것을 포함하는, 방법.
332. 제331항에 있어서, 상기 가스는 공기인, 방법.
333. 제326항 내지 제330항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 스트립을 액체와 접촉시키는 것을 포함하는, 방법.
334. 제333항에 있어서, 상기 액체는 수계 액체인, 방법.
335. 제336항에 있어서, 상기 액체는 물인, 방법.
336. 제333항에 있어서, 상기 액체는 오일인, 방법.
337. 제336항에 있어서, 상기 오일은 탄화수소계 오일 또는 실리콘계 오일인, 방법.
338. 제326항 내지 제337항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담금질은 상기 연속 캐스팅 장치 하류의 담금질 장치에 의해 수행되는, 방법.
339. 제325항 내지 제338항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 50% 이상만큼 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
340. 제325항 내지 제338항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 75% 이상만큼 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
341. 제325항 내지 제338항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 상기 알루미늄 합금 스트립을 90% 이상만큼 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
342. 제325항 내지 제341항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 단계 및 상기 냉간 가공 단계는 연속적으로 그리고 인-라인으로 수행되는, 방법.
343. 제342항에 있어서, 상기 방법은 상기 제조 단계 및 상기 냉간 가공 단계로 이루어지는, 방법.
344. 제325항 내지 제341항 중 어느 한 항에 있어서,
     (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
345. 제344항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계는 제1 위치에서 수행되고, 상기 열처리 단계는 제2 위치에서 수행되는, 방법.
346. 제345항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 멀리 떨어져 있는, 방법.
347. 제345항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치인, 방법.
348. 제345항 내지 제347항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 단계는 상기 제1 위치에서 수행되는, 방법.
349. (a) 용체화-후 냉간 가공을 위한 알루미늄 합금 본체를 제조하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 갖는 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 시트의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이며;
     (i) 상기 제조 단계는 상기 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계를 포함하는, 상기 제조 단계;
     (b) 상기 제조 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 25% 이상만큼 냉간 가공하는 단계; 및
     (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함하며,
     상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 긴-횡단 인장 항복 강도의 증가를 성취하는, 방법.
350. 제349항에 있어서, 상기 제조 단계 (a)는
     반연속 캐스팅 공정을 통해 상기 알루미늄 합금 본체를 캐스팅하는 단계를 포함하는, 방법.
351. 제350항에 있어서, 상기 제조 단계 (a)는
     상기 알루미늄 합금 본체를 균질화시키는 단계; 및
     상기 알루미늄 합금 본체를 열간 가공하는 단계를 포함하며;
     상기 용체화 단계 (a)(i)는 상기 열간 가공 단계 후에 일어나는, 방법.
352. 제351항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 제2 냉간 가공이고, 상기 제조 단계는
     상기 용체화 단계 (a)(i) 전에 상기 알루미늄 합금 본체를 제1 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 방법.
353. 제349항에 있어서, 상기 제조 단계 (a)는
     상기 알루미늄 합금 본체를 연속 캐스팅하는 단계를 포함하는, 방법.
354. 제353항에 있어서, 상기 제조 단계 (a)는
     상기 연속 캐스팅 단계와 동시에, 상기 용체화 단계 (a)(i)를 완료하는, 방법.
355. 제353항에 있어서, 상기 제조 단계 (a)는
     상기 연속 캐스팅 단계 후에, 상기 용체화 단계 (a)(i)를 완료하는, 방법.
356. 제355항에 있어서, 상기 제조 단계 (a)는
     상기 용체화 단계 (a)(i) 전에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열간 가공하는 단계를 포함하는, 방법.
357. 제355항 또는 제356항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 제2 냉간 가공이고, 상기 제조 단계 (a)는
     상기 용체화 단계 (a)(i) 전에, 상기 알루미늄 합금 본체를 제1 냉간 가공하는 단계를 포함하는, 방법.
358. 제349항에 있어서, 상기 용체화 단계 (a)(i)는 상기 알루미늄 합금 본체를 담금질하는 단계를 포함하고, 상기 담금질은 상기 알루미늄 합금 본체의 변형 없이 일어나는, 방법.
359. 제349항에 있어서, 상기 열처리 단계 (c) 동안 상기 알루미늄 합금 본체를 소정 형상으로 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
360. 제349항에 있어서, 상기 용체화 단계 (a)(i)와 상기 냉간 가공 단계 (b) 사이에 어떠한 의도적인 열처리도 상기 알루미늄 합금 본체에 적용되지 않는, 방법.
361. 제349항 또는 제360항에 있어서, 상기 용체화 단계 (a)(i)의 완료와 상기 냉간 가공 단계 (b)의 개시 사이에 60시간 이하의 시간이 경과하는, 방법.
362. 제349항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는, 상기 알루미늄 합금 본체가 250℉ 이하의 온도일 때 상기 냉간 가공을 개시하는 것을 포함하는, 방법.
363. 제349항 또는 제362항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 본체의 의도적인 가열 없이 일어나는, 방법.
364. 제349항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 냉간 압연하는 것인, 방법.
365. 제349항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 본체를 그의 실질적 최종 형태로 감소시키는 것을 포함하는, 방법.
366. 제365항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 본체를 최종 치수로 냉간 압연하는 것을 포함하는, 방법.
367. 제349항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 본체를 50% 이상 내지 90%의 범위로 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
368. 제349항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 본체를 60% 내지 85%의 범위로 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
369. 제349항에 있어서, 상기 냉간 가공 단계 (b)는 상기 알루미늄 합금 본체를 70% 내지 80%의 범위로 냉간 가공하는 것을 포함하는, 방법.
370. 제349항에 있어서, 상기 열처리 단계 (c)는 상기 알루미늄 합금 본체를 그의 재결정 온도 미만으로 유지하는 것을 포함하는, 방법.
371. 제370항에 있어서, 상기 열처리 단계 (c)는 상기 알루미늄 합금 본체를 150 내지 400℉의 범위로 가열하는 것을 포함하는, 방법.
372. 제349항 또는 제370항에 있어서, 상기 냉간 압연 단계 (b) 및 상기 열처리 단계 (c)가 수행되어, 상기 알루미늄 합금 본체가 우세하게 재결정화되지 않은 미세구조를 실현하는, 방법.
373. 제349항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 4% 초과의 연신율을 실현하는, 방법.
374. 제349항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 8% 이상의 연신율을 실현하는, 방법.
375. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금 본체로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40이고, 상기 알루미늄 합금 본체는 기준형 알루미늄 합금 본체에 비해 5% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하며;
     상기 기준 알루미늄 합금 본체는 상기 알루미늄 합금 본체와 동일한 조성을 갖고;
     상기 기준 알루미늄 합금 본체는 T6 템퍼로 처리되며;
     상기 기준 알루미늄 합금 본체는 인장 항복 강도가 그의 피크 인장 항복 강도로부터 1 ksi 범위 이내인, 알루미늄 합금 본체.
376. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 상기 기준 알루미늄 합금 본체가 상기 T6 템퍼에서의 그의 피크 인장 항복 강도를 실현하는 데 필요한 시간보다 25% 이상 더 빨리 5% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
377. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 상기 기준 알루미늄 합금 본체가 상기 T6 템퍼에서의 그의 피크 인장 항복 강도를 실현하는 데 필요한 시간보다 50% 이상 더 빨리 5% 이상 더 큰 인장 항복 강도를 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
378. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 4% 초과의 연신율을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
379. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 8% 이상의 연신율을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
380. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 2.0 이상의 정규화 R-값을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
381. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 4.0 이상의 정규화 R-값을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
382. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 6.0 이상의 정규화 R-값을 실현하는, 알루미늄 합금 본체.
383. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 우세하게 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 본체.
384. 제375항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 본체는 75% 이상 재결정화되지 않은, 알루미늄 합금 본체.
385. (a) 알루미늄 합금 본체를 용체화시키는 단계로서, 상기 알루미늄 합금 본체는 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 갖는 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금 본체의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40인, 상기 용체화 단계;
     (b) 상기 용체화 단계 (a) 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 50% 이상만큼 냉간 가공하는 단계; 및
     (c) 상기 냉간 가공 단계 (b) 후에, 상기 알루미늄 합금 본체를 열처리하는 단계를 포함하며,
     상기 냉간 가공 단계 및 상기 열처리 단계가 수행되어, 냉간-가공된 상태의 상기 알루미늄 합금 본체의 기준형에 비하여 긴-횡단 인장 항복 강도의 증가를 성취하는, 방법.
386. 3.0 내지 6.0 중량%의 마그네슘 및 2.5 내지 5.0 중량%의 아연을 포함하는 알루미늄 합금으로서, 상기 마그네슘 및 상기 아연 중 적어도 하나는 알루미늄 이외의 상기 알루미늄 합금의 우세한 합금화 원소이고, (중량% Mg) / (중량% Zn)은 0.6 내지 2.40인, 알루미늄 합금.

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