KR20210088670A - 6xxx 알루미늄 합금 - Google Patents

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KR20210088670A
KR20210088670A KR1020217017549A KR20217017549A KR20210088670A KR 20210088670 A KR20210088670 A KR 20210088670A KR 1020217017549 A KR1020217017549 A KR 1020217017549A KR 20217017549 A KR20217017549 A KR 20217017549A KR 20210088670 A KR20210088670 A KR 20210088670A
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6xxx aluminum
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6xxx
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티모시 에이 호쉬
더크 씨 무이
시릴 에프 벨
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아르코닉 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

개선된 특성의 조합을 갖는 신규 6xxx 알루미늄 합금이 개시된다. 일반적으로, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.65 - 0.85 중량%의 Si, 0.40 - 0.59 중량%의 Mg, 여기서 (Mg 중량%)/(Si 중량%)는 0.47 내지 0.90이고, 0.05 - 0.35 중량%의 Fe, 0.04 - 0.13 중량%의 Mn, 0 - 0.20 중량%의 Cu, 0 - 0.15 중량%의 Cr, 0 - 0.15 중량%의 Zr, 0 - 0.15 중량%의 Ti, 0 - 0.10 중량%의 Zn, 0 - 0.05 중량%의 V, 나머지는 알루미늄과 불순물을 포함한다.

Description

6xxx 알루미늄 합금
대략적으로, 본 개시는 특성, 예컨대 무엇보다 강도, 성형성, 휨성 및/또는 내식성의 개선된 조합을 갖는 신규 6xxx 알루미늄 합금에 관한 것이다.
알루미늄 합금은 다양한 응용에서 유용하다. 그러나, 다른 하나의 특성이 저하되지 않으면서 알루미늄 합금의 한 특성을 개선시키는 것은 보통 달성하기 힘들다. 예를 들어, 내식성을 감소시키지 않고서 합금의 강도를 증가시키는 것은 어렵다. 알루미늄 합금에 대한 다른 관심 특성은 성형성 및 임계 파단 변형, 즉 두 특성을 포함한다.
i. 조성
일반적으로, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.65 내지 0.85 중량%의 Si, 0.40 내지 0.59 중량%의 Mg(여기서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.47:1 내지 0.90:1 (Mg:Si)임), 0.05 내지 0.35 중량%의 Fe, 0.04 내지 0.13 중량%의 Mn, 0 내지 0.20 중량%의 Cu, 0 내지 0.15 중량%의 Cr, 0 내지 0.15 중량%의 Zr, 0 내지 0.10 중량%의 Ti, 0 내지 0.05 중량%의 V, 0 내지 0.05 중량%의 Zn, 나머지는 알루미늄과 불순물을 포함한다(그리고 일부 경우에 이로 본질적으로 구성되거나 이로 구성됨).
신규 6xxx 알루미늄 합금에서 마그네슘(Mg)과 실리콘(Si)의 양은, 개선된 특성의 조합(예, 강도, 성형성)에 관한 것일 수 있다. 일반적으로, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.40 내지 0.59 중량%의 Mg을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.425 중량%의 Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.45 중량%의 Mg을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.475 중량%의 Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.50 중량%의 Mg을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.57 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.49 내지 0.59 중량%의 Mg을 포함한다.
일반적으로, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.65 내지 0.85 중량%의 Si을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.675 중량%의 Si을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.70 중량%의 Si을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.825 중량% 이하의 Si을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.80 중량% 이하의 Si을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.70 내지 0.80 중량%의 Si을 포함한다.
일반적으로, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, 마그네슘:실리콘의 중량비가 0.47:1 내지 0.90:1이 되도록, 즉 Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.47:1 내지 0.90:1 (Mg:Si)이도록, 실리콘과 마그네슘을 포함한다. 일 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 적어도 0.50:1 (Mg:Si)이다. 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 적어도 0.52:1 (Mg:Si)이다. 또 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 적어도 0.54:1 (Mg:Si)이다. 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 적어도 0.56:1 (Mg:Si)이다. 또 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 적어도 0.58:1 (Mg:Si)이다. 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 적어도 0.60:1 (Mg:Si)이다. 일 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.88:1 (Mg:Si) 이하이다. 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.86:1 (Mg:Si) 이하이다. 또 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.84:1 (Mg:Si) 이하이다. 다른 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.82:1 (Mg:Si) 이하이다. 일 구현예에서, Mg 중량% 대 Si 중량%의 비는 0.61:1 내지 0.84:1 (Mg:Si)이다.
철(Fe)은 일반적으로 신규 6xxx 알루미늄 합금에 포함되고, 일반적으로 0.05 내지 0.35 중량%의 Fe 범위이다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.08 중량%의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.10 중량%의 Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.12 중량%의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.15 중량%의 F를 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.32 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.30 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.28 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.09 내지 0.26 중량%의 Fe를 포함한다.
신규 6xxx 알루미늄 합금의 망간(Mn)의 양은 특성(예, 성형성)의 개선된 조합에 관한 것일 수 있다. 일반적으로, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.04 내지 0.13 중량%의 Mn을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.05 중량%의 Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.06 중량%의 Mn을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.12 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.11 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.06 내지 0.10 중량%의 Mn을 포함한다.
신규 6xxx 알루미늄 합금은 선택적으로 구리(Cu)를 포함할 수 있고, 최대 0.20 중량%의 Cu 양이다(예, 강화 목적). 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.02 중량%의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.04 중량%의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.06 중량%의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.07 중량%의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.08 중량%의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.09 중량%의 Cu를 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.19 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.18 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.17 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.09 내지 0.17 중량%의 Cu를 포함한다.
신규 6xxx 알루미늄 합금은 선택적으로 크롬(Cr)을 포함할 수 있고, 최대 0.15 중량%의 Cr 양이다(예, 결정립 구조 제어 목적). 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.01 중량%의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.02 중량%의 Cr을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.06 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.01 내지 0.05 중량%의 Cr을 포함한다.
신규 6xxx 알루미늄 합금은 선택적으로 지르코늄(Zr)를 포함할 수 있고, 최대 0.15 중량%의 Zr 양이다(예, 결정립 구조 제어 목적). 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Zr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Zr을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 Zr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.01 중량% 이하의 Zr을 포함한다.
신규 6xxx 알루미늄 합금은 최대 0.15 중량%의 Ti를 포함할 수 있다. 티타늄(Ti)은, 예컨대 결정립 정제 목적으로 신규 6xxx 알루미늄 합금에 선택적으로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.005 중량%의 Ti를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.010 중량%의 Ti를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.0125 중량%의 Ti를 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Ti를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Ti를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Ti를 포함한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 중의 티타늄의 목표량은 0.03 중량%의 Ti이다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.01 내지 0.05 중량%의 Ti를 포함한다.
아연(Zn)이 신규 6xxx 알루미늄 합금에 선택적으로 존재할 수 있고, 최대 0.10 중량%의 Zn 양이다. 일 구현예에서, 신규 합금은 0.05 중량% 이하의 Zn를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 합금은 0.03 중량% 이하의 Zr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 합금은 0.01 중량% 이하의 Zr을 포함한다.
바나듐(V)이 신규 6xxx 알루미늄 합금에 선택적으로 존재할 수 있고, 최대 0.05 중량%의 V 양이다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 V를 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 0.01 중량% 이하의 V를 포함한다.
전술한 바와 같이, 신규 알루미늄 합금의 나머지는 일반적으로 알루미늄과 불순물이다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 총 0.15 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 각각 0.05 중량% 이하의 불순물을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 총 0.10 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 각각 0.03 중량% 이하의 불순물을 포함한다.
다르게 진술되는 경우를 제외하고, "최대"라는 표현은 원소의 양을 언급할 때 원소의 조성이 선택적이고 그 특정 조성의 성분의 제로의 양을 포함하는 것을 의미한다. 다르게 명시되지 않는 한, 모든 조성의 백분율은 중량%(wt.%)이다.
ii. 가공 및 제품 형태
신규 6xxx 합금은, 잉곳 또는 빌릿, 가공 제품 형태(시트, 플레이트, 단조 및 압출), 형상 주조, 적층 가공 제품, 및 분말 야금 제품을 포함하는 다양한 제품 형태에 유용할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 압연 제품이다. 예를 들어, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 시트 형태로 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금으로 제조된 시트는, 1.5 mm 내지 4.0 mm의 두께를 갖는다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 잉곳 주조 및 열간 압연을 사용하여 제조된다. 일 구현예에서, 방법은 신규 6xxx 알루미늄 합금의 잉곳을 주조하는 단계, 상기 잉곳을 균질화하는 단계, 상기 잉곳을 최종 게이지를 갖는 압연 제품으로 (열간 압연 및/또는 냉간 압연을 통해) 압연하는 단계, 상기 압연 제품을 용액 열처리하되 상기 용액 열처리는 상기 압연된 제품의 Mg2Si가 일부 또는 실질적으로 모두 고체 용액에 용해되도록 일정 온도로 일정 시간 가열하는 것을 포함하는 단계, 및 상기 용액 열처리 후, 압연 제품을 급냉(예, 물 또는 공기 급냉)하는 단계를 포함한다. 급냉 후, 압연 제품은 인위적으로 에이징될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 어닐링 단계는 압연 단계(예, 제1 게이지로의 열간 압연, 어닐링, 최종 게이지로의 냉각 압연) 이전 또는 이후에 완료될 수 있다. 인위적으로 에이징된 제품은 (예를 들어, 자동차 부품에 대해) 도장될 수 있고, 따라서 페인트-베이크 사이클을 거칠 수 있다. 일 구현예에서, 신규 합금으로부터 제조된 압연 알루미늄 합금 제품은, 자동차에 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 연속 주조를 통해 주조된다. 연속 주조의 하류에서, 제품은 (a) 압연(열간 및/또는 냉간), (b) 선택적으로 어닐링(예, 열간 압연 이후 및 임의의 냉간 압연 단계 이전), (c) 용액 열처리 및 급냉, (d) 선택적으로 냉간 작업(용액 열처리 이후), 및 (e) 인위적으로 에이징될 수 있고, 모든 단계 (a) - (e)는 연속 주조에 대해 인라인 또는 오프라인으로 일어날 수 있다. 연속 주조 및 관련 하류 단계를 사용하여 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품을 제조하기 위한 일부 방법은, 예를 들어 미국 특허 제7,182,825호, 미국 특허 출원 공개 제2014/0000768 호, 및 미국 특허 출원 공개 제2014/036998호에 기술되어 있으며, 이들 각각은 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다. 인위적으로 에이징된 제품은 (예를 들어, 자동차 부품에 대해) 도장될 수 있고, 따라서 페인트-베이크 사이클을 거칠 수 있다.
일 구현예에서, 열간 압연은 중간 게이지 제품에 대한 열간 압연을 포함하고, 여기서 중간 게이지 제품은 290ºC 이하의 온도에서 열간 압연 장치를 빠져나간다. 열간 압연 후, 선택적인 어닐링이 완료될 수 있다. 열간 압연 및 임의의 어닐링 후에, 중간 게이지 제품은 최종 게이지로 냉간 압연될 수 있다.
다른 구현예에서, 열간 압연은 중간 게이지 제품으로의 압연을 포함하며, 여기서 중간 게이지 제품은 400 내지 480ºC의 온도에서 열간 압연 장치를 빠져나간다. 열간 압연 후에, 중간 게이지 제품은 그 다음에 최종 게이지까지 냉간 압연될 수 있는데, 즉, 본 구현예에서 열간 압연 이후 및 냉간 압연 전에 어닐링이 필요하지 않다.
냉간 압연이 완료되는 경우에, 냉간 압연은 일반적으로 중간 게이지 두께를 최종 게이지 두께로로 감소시키는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 냉간 압연은 적어도 50%만큼 냉간 압연을 포함한다. 다른 구현예에서, 냉간 압연은 적어도 60%만큼 냉간 압연을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 냉간 압연은 적어도 65%만큼 냉간 압연을 포함한다. 일 구현예에서, 냉간 압연은 85% 이하이다.
당업자에게 공지된 바와 같이, "냉간 압연된 XX%" 등은 XXCR%를 의미하며, 여기서 XXCR%는 알루미늄 합금 바디가 T1의 제1 두께로부터 T2의 제2 두께로 감소되는 경우에 달성되는 두께 감소량이며, 여기서 T1은 중간 게이지 두께이고, T2는 두께이다. 즉, XXCR%는 다음과 같다:
XXCR%=(1-T2/T1)*100%
예를 들어, 알루미늄 합금 바디가 15.0 mm의 제1 두께(T1)로부터 3.0 mm의 제2 두께(T2)로 냉간 압연되는 경우에, XXCR%는 80%이다. "냉간 압연 80%" 및 "냉간 압연됨 80%"와 같은 문구는 XXCR%=80%의 표현과 동등하다.
일 구현예에서, 용액 열처리 동안의 피크 금속 온도는 504°C 내지 593°C의 범위이다. 피크 금속 온도는, 용액 열처리 동안에 합금 제품에 의해 실현된 최고 온도이다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 ANSI H35.1 (2009)에 의해 정의된 바와 같이 T4 템퍼로 가공되고, 즉 신규 6xxx는 용액 열처리된 후 급냉되고 나서 실질적으로 안정한 상태로 자연적으로 에이징된다. 일 구현예에서, 자연 에이징은 30일이고, 신규 6xxx 알루미늄 합금의 T4 특성은 30일의 자연 에이징에서 측정된다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 ANSI H35.1 (2009)에 의해 정의된 바와 같이 T6 템퍼로 가공되고, 즉 신규 6xxx는 용액 열처리된 후 급냉되고 나서 인위적으로 에이징된다. 일 구현예에서, 인위적인 에이징은 페인트 베이킹을 포함한다. 일 구현예에서, 인위적인 에이징은 페인트 베이킹으로 이루어진다. 일 구현예에서, 페인트 베이킹은 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품을 180°C까지 가열한 다음 20분 동안 유지하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 ANSI H35.1 (2009)에 의해 정의된 바와 같이 T8 템퍼로 가공되고, 즉 신규 6xxx는 용액 열처리된 후 급냉되고 나서 저온 작업(예, 신장)되고 나서 인위적으로 에이징된다. 일 구현예에서, 인위적인 에이징은 페인트 베이킹을 포함한다. 일 구현예에서, 인위적인 에이징은 페인트 베이킹으로 이루어진다. 일 구현예에서, 페인트 베이킹은 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품을 180°C까지 가열한 다음 20분 동안 유지하는 단계를 포함한다.
iii. 미세구조
A. 재결정화
신규 6xxx 알루미늄 합금의 가공 단계는, 신규 알루미늄 합금 바디 제품이 우선적으로 재결정화된 미세구조를 실현하도록 달성될 수 있다. 우선적으로 재결정화된 미세구조는, 알루미늄 합금 바디가 적어도 51%의 재결정화된 결정립(부피 분율 기준)을 함유함을 의미한다. 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품의 재결정화 정도는, 적절한 SEM 및 컴퓨터 소프트웨어에 의해 EBSD로 분석된 재료의 적절한 금속학적 샘플을 사용하여 결정되어 결정립간 잘못된 배향을 결정할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 60% 재결정화된다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 70% 재결정화된다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 80% 재결정화된다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 90% 재결정화된다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 95% 재결정화된다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 98%이상 재결정화된다.
B. 결정립 크기 및 질감
신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 미세한 결정립 크기를 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 45 마이크로미터 이하의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 40 마이크로미터 이하의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 20 마이크로미터의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 25 마이크로미터의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 적어도 30 마이크로미터의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현한다.
신규 6xxx 알루미늄 합금 제품은 독특한 질감을 실현할 수 있다. 질감은 결정질 구조의 결정립 중 적어도 일부의 바람직한 배향을 의미한다. 성냥대를 비유로 사용하여, 성냥대로 구성된 재료를 고려한다. 성냥대가 완전히 무작위 방식으로 재료 내에 포함되는 경우에, 그 재료는 무작위 질감을 갖는다. 그러나, 이들 성냥대 중 적어도 일부의 머리가 북쪽을 가리키는 나침반과 같이 동일한 방향을 가리키도록 정렬되는 경우에, 상기 재료는 정렬된 성냥대로 인해 적어도 약간의 질감을 가질 것이다. 결정질 재료의 결정립에는 동일한 원리가 적용된다.
알루미늄 합금 제품의 제조로부터 생성된 질감 구성 요소는, 예를 들자면, 구리, 황 질감, 황동, 큐브, 및 고스 질감 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들 질감 구성 요소 각각은 아래 표 1에 정의된다
표 1
Figure pct00001
아래 표는, 본원에 개시된 신규 6xxx 알루미늄 합금에 의해 실현될 수 있는, 질감 구성 요소 및 범위의 비제한적인 예시이다
Figure pct00002
본 특허 출원의 목적을 위해, 결정립 크기 및 질감은 다음과 같이 측정되고 정규화되어야 한다:
· Phillips XL-30 FESEM 또는 등가물을 사용해야 한다.
· 전자 후방 산란 회절(EBSD) 패턴은 EDAX EBSD Digiview 5 검출 시스템 또는 등가물을 사용하여 수집해야 한다. EBSD 획득은 EDAX TSL EBSD Data Collection (OIM)?? 소프트웨어, 버전 7 또는 등가물을 사용하여 수행된다.
· 샘플은 종방향 (L) x 짧은 횡방향 (ST) 평면의 분석을 위해 단면 절단되고 연마되고, 표준 금속학적 분석을 위해 준비되어야 하며, 예를 들어 단면 절단되고 장착된 샘플을 평탄하게 연삭하고, 연속하여 더 미세한 그릿으로 0.05 μm 콜로이드 실리카(SiO2)로 연마함으로써 준비된다. 마지막 단계는 45분 동안의 진동 연마이다.
· 샘플은 금속학적 준비 후, 샘플 표면 상에서 3 kV 및 소각 입사(10도)로 작동되는, 적절하고 넓은 빔 아르곤 이온 밀링 시스템(예, Hitachi IM4000Plus)을 사용하여 15분 동안 이온 밀링되고, 샘플은 분당 25 회전으로 회전된다.
· 데이터 획득 파라미터는, 20 kV의 전자 빔 에너지, 70도의 샘플 경사각을 갖는 스폿 크기 5를 포함하고, 0.8 마이크로미터의 스텝 크기 및 정사각형 그리드 스캔 유형이 사용되어야 한다.
· EBSD 패턴은, 백그라운드 제거 및 정규화된 세기 히스토그램을 포함하여, 8x8 비닝 및 향상된 이미지 프로세싱을 사용하여 수집되어야 한다. 맵 치수는, 길이 방향(L)(즉, 시트 제품 압연 방향)으로 800 마이크로미터 정도로 짧은 횡방향(ST)에서 전체 두께가 되도록 한다.
· 획득된 데이터를 분석하는 데 사용되는 소프트웨어는, EDAX TSL OIM?? 8 데이터 분석 패키지 또는 유사 패키지여야 한다. 데이터 분석은 2-단계 클린업 절차를 포함하였다. 제1 단계는, 0.1의 최소 신뢰 지수(CI) 및 5도의 결정립 허용 오차 각도를 갖는 데이터에 적용된, 인접 배향 상관 레벨 2 클린업이다. 제2 단계는, 5도의 결정립 허용 각도 및 단일 반복을 위한 결정립 당 최소 5 포인트를 사용하는 결정립 팽창이다.
· 결정립은, 5도의 결정립 허용 각도를 갖는 결정립 당 최소 5 포인트를 갖는 것으로 정의된다. 일 구현예에서, 소프트웨어는, 일반적으로 ASTM E112-12, § 13에 따라 Heyn 선형 절편 방법을 통해, 결정립 크기(평균 결정립 직경)를 결정한다.
· 다른 구현예에서, 개별 결정립 크기는 각 결정립 내의 포인트의 수를 세고 각 포인트의 면적을 곱하여 결정된다(스텝 크기 제곱) .
· 다음 방정식을 사용해 결정립 크기(즉, 등가 원형 직경)를 계산할 수 있다:
vi =
Figure pct00003
여기서, Ai는 상기에 따라 측정했을 때 각각의 개별 결정립의 면적이다. "vi"는 결정립이 원이라고 가정할 때 계산된 개별 결정립 크기이다. 수 평균 입자 크기, v-bar_n은 vi의 산술 평균이다.
v-bar_n =
Figure pct00004
· "면적 가중 평균 결정립 크기"는 다음 식을 사용하여 계산될 수 있다:
Figure pct00005
여기서, Ai는 전술한 바와 같이 각각의 개별 결정립의 면적이고, vi는 전술한 바와 같이 계산된 개별 결정립 크기이다. "v-bar_a"는 면적 가중 평균 결정립 크기이다.
· 존재하는 질감 구성 요소(큐브%, 고스%, 황동%, 황%, 구리%)의 정량화는 특정 질감 구성 요소에 할당된 측정된 포인트의 수 분율로서 결정되어야 한다. 잘못된 배향 각도가 이상적인 배향에서 13.74도 미만으로 벗어나는 경우에, 포인트가 질감 구성 요소에 할당된다. 이러한 수 분율에 100을 곱하여 샘플 내의 각 질감 성분의 백분율을 찾는다.
iv. 특성
전술한 바와 같이, 본원에 개시된 신규 6xxx 알루미늄 합금은 특성의 개선된 조합을 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, LT 방향(긴 횡방향)으로 90 내지 110 MPa의 T4 인장 항복 강도를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, LT 방향(긴 횡방향)으로 적어도 21%의 T4 균일한 신장률을 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, LT 방향(긴 횡방향)으로 적어도 0.245의 T4 n 값(10~20%)을 실현한다. 본 단락의 목적을 위해, T4 특성은 30일의 자연 에이징 후에 측정되어야 한다.
본 특허 출원의 목적을 위해, 인장 항복 강도 및 균일한 신장률은 ASTM E8 및 B557에 따라 측정되어야 한다. 본 특허 출원의 목적을 위해, "n 값(10~20%)"은 10~20% 변형률을 사용하는 ASTM E646에 따라 측정되어야 한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 160 MPa의 T6(0% 사전 변형/신장) 인장 항복 강도를 실현한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 170 MPa의 T6(0% 사전 변형/신장) 인장 항복 강도를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 180 MPa의 T6(0% 사전 변형/신장) 인장 항복 강도를 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, 1~3% 사후 SHT 신장된 다음 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 215 MPa의 T8 인장 항복 강도를 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 2 이상의 Hem 등급을 실현한다. Hem 등급은 아래 예시에 정의되어 있다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 1의 Hem 등급을 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 125º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. VDA 시험은, 30일 동안 제품을 자연 에이징한 다음, L 방향(길이 방향)으로 제품을 10% 신장시킨 다음, VDA 238-100 굽힘 시험 규격에 따라 VDA 굽힘 시험을 수행함으로써 시험한다. (https://www.vda.de/en/services/Publications/vda-238-100-plate-bending-test-for-metallic-materials.html). 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 130º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 135º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 140º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 143º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 루더링이 없다. 루더링은, 제품을 자연적으로 8일 동안 에이징한 다음에, L 방향(길이 방향)으로 제품을 10% 신장시킴으로써 시험된다. 루더 라인이 육안으로 보이는 경우에, 제품은 루더링이 없지 않다. 루더 라인이 육안으로 보이지 않는 경우에, 제품은 루더링이 없다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 도 1의 "선호 특성 박스"에 나타난 특성의 조합을 실현한다. 이들 구현예 중 일부에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 140º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 위에서 식별된 특성 중 다른 것도 실현될 수 있다.
여기서, Ai는 상기에 따라 측정했을 때 각각의 개별 결정립의 면적이다. "vi"는 결정립이 원이라고 가정할 때 계산된 개별 결정립 크기이다. 수 평균 입자 크기, v-bar_n은 vi의 산술 평균이다.
v-bar_n =
Figure pct00006
· "면적 가중 평균 결정립 크기"는 다음 식을 사용하여 계산될 수 있다:
Figure pct00007
여기서, Ai는 전술한 바와 같이 각각의 개별 결정립의 면적이고, vi는 전술한 바와 같이 계산된 개별 결정립 크기이다. "v-bar_a"는 면적 가중 평균 결정립 크기이다.
· 존재하는 질감 구성 요소(큐브%, 고스%, 황동%, 황%, 구리%)의 정량화는 특정 질감 구성 요소에 할당된 측정된 포인트의 수 분율로서 결정되어야 한다. 잘못된 배향 각도가 이상적인 배향에서 13.74도 미만으로 벗어나는 경우에, 포인트가 질감 구성 요소에 할당된다. 이러한 수 분율에 100을 곱하여 샘플 내의 각 질감 성분의 백분율을 찾는다.
iv. 특성
전술한 바와 같이, 본원에 개시된 신규 6xxx 알루미늄 합금은 특성의 개선된 조합을 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, LT 방향(긴 횡방향)으로 90 내지 110 MPa의 T4 인장 항복 강도를 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, LT 방향(긴 횡방향)으로 적어도 21%의 T4 균일한 신장률을 실현한다. 일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, LT 방향(긴 횡방향)으로 적어도 0.245의 T4 n 값(10~20%)을 실현한다. 본 단락의 목적을 위해, T4 특성은 30일의 자연 에이징 후에 측정되어야 한다.
본 특허 출원의 목적을 위해, 인장 항복 강도 및 균일한 신장률은 ASTM E8 및 B557에 따라 측정되어야 한다. 본 특허 출원의 목적을 위해, "n 값(10~20%)"은 10~20% 변형률을 사용하는 ASTM E646에 따라 측정되어야 한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 160 MPa의 T6(0% 사전 변형/신장) 인장 항복 강도를 실현한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 170 MPa의 T6(0% 사전 변형/신장) 인장 항복 강도를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 180 MPa의 T6(0% 사전 변형/신장) 인장 항복 강도를 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은, 1~3% 사후 SHT 신장된 다음 180°C에서 20분 동안에 페인트 베이킹에 의해 인위적으로 에이징되는 경우에 적어도 215 MPa의 T8 인장 항복 강도를 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 2 이상의 Hem 등급을 실현한다. Hem 등급은 아래 예시에 정의되어 있다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 1의 Hem 등급을 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 125º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. VDA 시험은, 30일 동안 제품을 자연 에이징한 다음, L 방향(길이 방향)으로 제품을 10% 신장시킨 다음, VDA 238-100 굽힘 시험 규격에 따라 VDA 굽힘 시험을 수행함으로써 시험한다. (https://www.vda.de/en/services/Publications/vda-238-100-plate-bending-test-for-metallic-materials.html). 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 130º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 135º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 140º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 143º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 루더링이 없다. 루더링은, 제품을 자연적으로 8일 동안 에이징한 다음에, L 방향(길이 방향)으로 제품을 10% 신장시킴으로써 시험된다. 루더 라인이 육안으로 보이는 경우에, 제품은 루더링이 없지 않다. 루더 라인이 육안으로 보이지 않는 경우에, 제품은 루더링이 없다.
일 구현예에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 도 1의 "선호 특성 박스"에 나타난 특성의 조합을 실현한다. 이들 구현예 중 일부에서, 신규 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 140º의 VDA 굽힘 각도를 실현한다. 위에서 식별된 특성 중 다른 것도 실현될 수 있다.
도 1은 합금 A1-1의 결정립 구조의 이미지이다.
도 2는 합금 A1-10의 결정립 구조의 이미지이다.
도 3은 합금 A1-19의 결정립 구조의 이미지이다.
도 4는 합금 A1-22의 결정립 구조의 이미지이다.
도 5는, 다양한 예시적인 합금에 대한 그대로의 (T4) 템퍼에서 인장 항복 강도(페인트 베이크 후, 사전 변형 없음, 즉 T6) 대 n 값(10~20%)을 나타내는 그래프이다.
도 6은, 다양한 예시적인 합금에 대한 그대로의 (T4) 템퍼에서 인장 항복 강도(페인트 베이크 후, 사전 변형 없음, 즉 T6) 대 균일한 신장을 나타내는 그래프이다.
도 7은, 다양한 예시적인 합금에 대한 그대로의 (T4) 템퍼에서 인장 항복 강도(페인트 베이크 후, 2% 사전 변형, 즉 T8) 대 n 값(10~20%)을 나타내는 그래프이다.
도 8은, 다양한 예시적인 합금에 대한 그대로의 (T4) 템퍼에서 인장 항복 강도(페인트 베이크 후, 2% 사전 변형, 즉 T8) 대 균일한 신장을 나타내는 그래프이다.
다음의 예들은 발명을 예시하기 위해 의도된 것이며 어떠한 방식으로든 발명을 제한하는 것으로서 간주되지 않아야 한다.
실시예 1: 합금 조성물
하기 표 1에 나타낸 조성물을 갖는 알루미늄 합금을 잉곳으로서 주조하였다.
표 1: 실시예 1 합금의 조성물 (중량%)
Figure pct00008
그 다음, 잉곳을 균질화한 다음, 290°C 이하의 출구 온도를 갖는 중간 게이지로 열간 압연하였다. 그 다음, 합금을 0.95 또는 1.2 mm의 최종 게이지로 냉간 압연하였다. 냉간 압연량(중간 게이지로부터 최종 게이지로의 감소)이 아래 표 2에 제공되어 있다. 그 다음, 최종 게이지 생성물을 다양한 피크 금속 온도(표 2에 도시됨)로 가열함으로써 용액 열처리하였고, 그 후 합금을 즉시 공기 급냉하였다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 급냉 후, 일부 합금은 신장된 반면 다른 합금은 신장되지 않았다. 그 다음, 모든 합금을 30일 동안 자연적으로 에이징시키고, 이후에 일부 합금을 신장시키고, 이후에 일부 합금(신장 및 비-신장 모두)을 180°C로 가열한 다음 이 온도에서 20분 동안 유지하고 나서 실온으로 냉각시킴으로써 인위적으로 에이징하였다. 2% 신장(사전 변형)은 실험실에서 완료되었고 전형적인 포밍 작업을 시뮬레이션한다.
그 다음, 다양한 템퍼(T4, T6, T8)에서의 합금의 기계적 특성을 측정하였으며, 그 결과가 아래 표 3에 제공되어 있다. 기계적 특성을 ASTM E8, ASTM B557 에 따라 시험하였다. 보고된 모든 기계적 성질 값은, 달리 명시되지 않는 한, LT 방향(긴 횡방향)에 대한 것이며, 6개의 시편의 평균에 기초한다. "n 값"은 10~20% 변형률을 사용하여 ASTM E646 에 따라 측정하였다.
표 2: 실시예 1 합금의 가공
Figure pct00009
Figure pct00010
표 3: 다양한 실시예 2 합금의 인장 특성
Figure pct00011
Figure pct00012
모든 가공 조건에 대해, 본 발명의 합금은 비-발명 합금보다 더 높은 인장 항복 강도(TYS) 및 최종 항복 강도(UTS)를 달성하였다. 또한, 본 발명의 합금은 더 낮은 피크 금속 온도에서 더 적은 강도 손실을 나타냈다. 본 발명의 합금은 또한 일반적으로 대부분의 가공 조건에서 비-발명 합금에 비해 더 높은 신장률 및 더 높은 n 값을 가졌는데, 이는 개선된 성형성을 나타낸다.
실시예 2: Hem 성능 테스트
선택된 실시예 1의 합금을 L 방향으로 15% 신장시켜 hem 성능에 대해 시험하였고, 이후에 평평한 hem 시험을 수행하였다. 신장은 30일 동안 자연적으로 에이징된 합금에 대해 완료되었고, 후속하는 인공적인 에이징 없이, 즉 합금은 15% 신장 전에 T4 템퍼에 있었다. 각각의 가공 조건에 대해 네 개의 hem을 완성하였다. 그런 다음, 아래 척도에 따라 hem 등급을 평가하였다.
Figure pct00013
아래 표 4는 A1 및 A2 합금에 대한 달성된 hem 등급을 보여준다.
표 4: 선택된 실시예 2 합금의 Hem 등급
Figure pct00014
A1 합금은 A2 합금보다 더 많은 철을 갖는다. 당업계의 사람들은 더 높은 철 함유량을 더 불량한 hem 성능과 연관시켰다. 그러나, A1 합금은 A2 합금보다 더 양호한 hem 성능을 나타냈다. 또한, 더 높은 철 함량은 더 낮은 수준의 저온 가공을 갖는 샘플에서 hem 성능을 개선하였다(예를 들어, 합금 A1-22, A1-23 및 A1-24 는 65%의 저온 가공을 가졌으며, 동일한 게이지이지만 81%의 저온 가공인 합금 A1-10, A1-11 및 A1-12 와 동일한 hem 성능을 입증하였다).
실시예 3 VDA 굽힘 성능 테스트
선택된 실시예 1을 L 방향으로 10% 신장시키고, VDA 238-100 굽힘 시험 규격에 따라 시험하였다(https://www.vda.de/en/services/Publications/vda-238-100-plate-bending-test-for-metallic-materials.html). VDA는 "Verband der Automoilindustrie"의 약자이다. 신장은 30일 동안 자연적으로 에이징된 합금에서 완료되었고, 후속하는 인위적인 에이징 없이, 즉 합금은 10% 신장 전에 T4 템퍼에 있었다. 아래 표 5는 선택된 실시예 2 합금에 대한 VDA 굽힘 시험 결과를 보여준다.
표 5. 선택된 실시예 2 합금의 VDA 굽힘 시험 결과
Figure pct00015
65% 저온 작업에서, A1 합금은 A2 합금에 대한 개선된 굽힘을 입증하였다. 적어도 철 함량의 차이는 이러한 특성의 차이에 기여하는 것으로 여겨진다. (2º의 차이는 달성된 굽힘 각도의 이들 수준에서의 재료 차이이다.)
실시예 4: 루더링
실시예 1의 합금의 선택 샘플을 8일 동안 자연 에이징시킨 다음에, LT 방향으로 10% 신장시켰고, 이후에 페인트 코팅을 도포하였다. 페인트 이후에, 합금을 검사하여 루더 밴드가 존재하는지 여부를 결정하였다. 아래 표 6은 선택된 실현예 2 합금에 대한 인장 항복 강도 및 루더 밴드 결과를 보여준다.
표 6: 선택된 실시예 1 합금의 루더링 결과
Figure pct00016
표 6에 나타낸 바와 같이, 비-발명 합금만이 루더 밴드의 존재를 보여주었다. 다양한 합금 가공을 위해, 본 발명의 합금은 임의의 루더 밴드가 존재하지 않았다.
실시예 5: 질감 및 입자 크기
실시예 2로부터의 선택된 A1 샘플의 결정립 크기 및 질감 측정을 주사 전자 현미경에서 전자 후방 산란 검출을 통해 수득하였다. 결정립 크기 및 질감 측정 결과는 아래 표 7에 나타나 있다. 또한, SEM을 통해 얻어진 결정립 구조 이미지는 도 1 내지 도 4에 나타나 있다.
표 7: 선택된 실시예 2 합금에 대한 결정립 크기 및 질감 값
Figure pct00017
표 7은, 더 높은 수준으로 저온 가공하면, A1 합금이 더 미세한(더 작은) 결정립 구조와 더 높은 수준의 큐브 질감을 갖는다는 것을 보여준다. 도 1 내지 도 4는 합금 A1-1, A1-10, A1-19, 및 A1-22 에 대한 SEM을 통해 얻어진 결정립 구조 이미지를 보여준다. 합금 A1-1, A1-10, A1-19, 및 A1-22 에 대해 이들 이미지로부터 얻어진 가중 평균 결정립 크기는 각각 32 μm, 32 μm, 34 μm, 및 41 μm이었다. 다시, 더 높은 수준의 저온 가공을 하면, A1 합금은 더 미세한(더 작은) 결정립 구조를 갖는다. 결정립 크기 측정에 대해 동일한 처리의 발명 및 비-발명 합금을 비교하는 경우에, 합금 A1-1 은 합금 B1-1 보다 더 거친 결정립 구조를 가졌다.
따라서, 일부 구현예에서, 본원에 개시된 신규 합금은 20 마이크로미터 내지 45 마이크로미터의 결정립 크기 면적 가중 평균을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 신규 합금은 30 내지 40 마이크로미터의 결정립 크기를 갖는다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 신규 합금은 시트 형태일 수 있고 다음의 질감 특성을 가질 수 있다:
Figure pct00018
본 개시의 다양한 구현예가 상세히 설명되었지만, 당업자라면 이들 구현예의 변경 및 조정이 일어날 수 있음이 명백하다. 그러나, 이러한 변경 및 조정은 본 개시의 사상 및 범주 내에 있음이 명백하게 이해되어야 한다.

Claims (32)

  1. 6xxx 알루미늄 합금으로서,
    0.65 - 0.85 중량%의 Si;
    0.40 - 0.59 중량%의 Mg (여기서 (Mg 중량%)/(Si 중량%)는 0.47 내지 0.90임);
    0.04 - 0.13 중량%의 Mn;
    0 - 0.20 중량%의 Cu;
    0 - 0.15 중량%의 Cr;
    0 - 0.15 중량%의 Zr;
    0 - 0.15 중량%의 Ti;
    0 - 0.10 중량%의 Zn;
    0 - 0.05 중량%의 V;
    나머지량의 알루미늄과 불순물
    을 포함하는 6xxx 알루미늄 합금.
  2. 제1항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.675 중량%의 Si, 또는 적어도 0.70 중량%의 Si을 포함하는, 6xxx알루미늄 합금.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.825 중량% 이하의 Si, 또는 0.80 중량% 이하의 Si을 포함하는, 6xxx알루미늄 합금.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.425 중량%의 Mg, 또는 적어도 0.45 중량%의 Mg, 0.475 중량%의 Mg, 또는 적어도 0.50 중량%의 Mg을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.57 중량% 이하의 Mg을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, (Mg 중량%)/(Si 중량%)는 적어도 0.50, 또는 적어도 0.52, 또는 적어도 0.54, 또는 적어도 0.56, 또는 적어도 0.58, 또는 적어도 0.60인, 6xxx 알루미늄 합금.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, (Mg 중량%)/(Si 중량%)는 0.88 이하, 또는 0.86 이하, 또는 0.84 이하, 또는 0.82 이하인, 6xxx 알루미늄 합금.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Fe를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.32 중량% 이하의 Fe, 또는 0.28 중량% 이하의 Fe, 또는 0.26 중량% 이하의 Fe를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.02 중량%의 Cu, 또는 적어도 0.04 중량%의 Cu, 또는 적어도 0.06 중량%의 Cu, 또는 적어도 0.07 중량%의 Cu, 또는 적어도 0.08 중량%의 Cu, 또는 적어도 0.09 중량%의 Cu를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.19 중량% 이하의 Cu, 또는 0.18 중량% 이하의 Cu, 또는 0.17 중량% 이하의 Cu를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.05 중량%의 Mn, 또는 적어도 0.06 중량%의 Mn을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.12 중량% 이하의 Mn, 또는 0.11 중량% 이하의 Mn, 또는 0.10 중량% 이하의 Mn을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.01 중량%의 Cr, 또는 적어도 0.02 중량%의 Cr을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Cr, 또는 0.08 중량% 이하의 Cr, 또는 0.06 중량% 이하의 Cr, 또는 0.05 중량% 이하의 Cr을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  16. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Zr, 또는 0.05 중량% 이하의 Zr, 또는 0.03 중량% 이하의 Zr, 또는 0.01 중량% 이하의 Zr을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Ti, 또는 0.08 중량% 이하의 Ti, 또는 0.05 중량% 이하의 Ti를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Zn, 또는 0.03 중량% 이하의 Zn, 또는 0.01 중량% 이하의 Zn를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 V, 또는 0.01 중량% 이하의 V를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 총 0.15 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 상기 불순물 각각이 0.05 중량% 이하를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 총 0.10 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 6xxx 알루미늄 합금은 상기 불순물 각각이 0.03 중량% 이하를 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금.
  22. 6xxx 알루미늄 합금으로서,
    0.70 - 0.80 중량%의 Si;
    0.49 - 0.59 중량%의 Mg (여기서 (Mg 중량%)/(Si 중량%)는 0.61 내지 0.84임);
    0.09 - 0.29 중량%의 Fe;
    0.06 - 0.10 중량%의 Mn;
    0.09 - 0.17 중량%의 Cu;
    0.01 - 0.05 중량%의 Cr;
    0.01 - 0.05 중량%의 Ti;
    0.05 중량% 이하의 Zn;
    0.05 중량% 이하의 V;
    0.05 중량% 이하의 Zr;
    나머지량의 알루미늄과 불순물
    을 포함하는 6xxx 알루미늄 합금.
  23. 방법으로서,
    (a) 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 6xxx 알루미늄 합금을 주조 제품으로서 주조하는 단계;
    (b) 상기 주조 제품을 중간 게이지 제품으로 열간 압연하는 단계로서,
    (i) 상기 중간 게이지 제품의 출구 온도는 290°C 이하이고, 상기 중간 게이지 제품의 어닐링은 상기 열간 압연 후에 완료되거나,
    (ii) 상기 중간 게이지 제품의 출구 온도는 400 내지 480ºC인, 단계;
    (c) 상기 중간 게이지 제품을 최종 게이지 제품으로 냉간 압연하는 단계
    를 포함하며,
    상기 중간 게이지 제품은 수용된 상태의 두께를 갖고,
    상기 최종 게이지 제품은 최종 두께를 갖고,
    상기 냉간 압연은 상기 수용된 두께를 적어도 50%만큼 감소시켜 상기 최종 두께를 달성하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 냉간 압연 이후에, 용액 열처리하고 나서 최종 게이지 제품을 급냉하는 단계를 포함하되, 상기 용액 열처리는 상기 최종 게이지 제품을 피크 금속 온도로 가열하는 단계를 포함하고, 상기 피크 금속 온도는 593°C 이하인, 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 급냉 이후에, 상기 최종 게이지 제품을 인위적으로 에이징하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 인위적인 에이징은 페인트 베이킹을 포함하는, 방법.
  27. 제23항에 있어서, 상기 급냉 이후에, 적어도 3일 동안 상기 최종 게이지 제품을 자연 에이징하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제23항에 있어서, 상기 최종 게이지 제품은 우선적으로 재결정화된 미세구조를 실현하는, 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 최종 게이지 제품은 45 마이크로미터 이하, 또는 40 마이크로미터 이하의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현하는, 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 최종 게이지 제품은 적어도 20 마이크로미터, 또는 적어도 25 마이크로미터, 또는 적어도 30 마이크로미터의 면적 가중 평균 결정립 크기를 실현하는, 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 최종 게이지 제품은 적어도 10% 큐브 질감을 포함하는, 방법.
  32. 6xxx 알루미늄 합금 시트 제품으로서,
    0.65 - 0.85 중량%의 Si;
    0.40 - 0.59 중량%의 Mg (여기서 (Mg 중량%)/(Si 중량%)는 0.47 내지 0.90임);
    0.05 - 0.35 중량%의 Fe;
    0.04 - 0.13 중량%의 Mn;
    0 - 0.20 중량%의 Cu;
    0 - 0.15 중량%의 Cr;
    0 - 0.15 중량%의 Zr;
    0 - 0.15 중량%의 Ti;
    0 - 0.10 중량%의 Zn;
    0 - 0.05 중량%의 V;
    나머지량의 알루미늄과 불순물
    을 포함하고,
    상기 6xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.5 내지 4.0 mm의 두께를 갖고,
    상기 6xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 우선적으로 재결정화된 미세구조를 갖고,
    상기 6xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 5 내지 45 마이크로미터의 가중 평균 결정립 크기를 실현하고,
    상기 6xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 10% 큐브 질감을 포함하는, 6xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
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