KR20210095716A - 고강도 6xxx 시리즈 알루미늄 합금 및 그 제조 방법 - Google Patents

고강도 6xxx 시리즈 알루미늄 합금 및 그 제조 방법 Download PDF

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사졸 쿠마르 다스
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노벨리스 인크.
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Abstract

예상외의 특성을 갖는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금 및 이러한 알루미늄 합금을 제조하는 신규 방법이 기술된다. 알루미늄 합금은 성형성이 우수하고 고강도를 발휘한다. 합금은 연속 주조에 의해 제조되고 최종 게이지 및/또는 최종 템퍼로 열간 압연될 수 있다. 이러한 합금은, 예를 들자면, 차량, 운송, 산업 및 전자 제품 분야에서 사용될 수 있다.

Description

고강도 6XXX 시리즈 알루미늄 합금 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH 6XXX SERIES ALUMINUM ALLOYS AND METHODS OF MAKING THE SAME}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 "HIGH STRENGTH 6XXX SERIES ALUMINUM ALLOY AND METHODS OF MAKING THE SAME"이라는 명칭으로 2016년 10월 27일자로 출원된 미국 가출원 제62/413,740호; "SYSTEMS AND METHODS FOR MAKING ALUMINUM ALLOY PLATES"이라는 명칭으로 2017년 7월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/529,028호; "DECOUPLED CONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE"이라는 명칭으로 2016년 10월 27일자에 출원된 미국 가출원 제62/413,591호; 및 "DECOUPLED CONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE"이라는 명칭으로 2017년 5월 14일자에 출원된 미국 가출원 제62/505,944호의 이익을 주장하며, 이의 모든 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합되어 있다.
또한, 본 출원은 "METAL CASTING AND ROLLING LINE"이라는 명칭으로 2017년 9월 27일자에 Milan Felberbaum 등에 의해 출원된 미국 정규 특허 출원 제15/717,361호에 관한 것으로, 이의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합되어 있다.
본 개시는 재료 과학, 재료 화학, 금속 제조, 알루미늄 합금, 및 알루미늄 제조 분야에 관한 것이다.
알루미늄(Al) 합금은 차량, 운송, 산업이나 전자 관련 적용 분야와 같은 여러 분야에서 철강 및 기타 금속을 점점 더 대체하고 있다. 일부 적용에 있어서, 이러한 합금은 고강도, 높은 성형성, 내부식성, 및/또는 낮은 중량을 발휘할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 종래의 방법 및 조성물은 확립된 방법을 통해 제조될 때에 여러 다른 용도에 요구되는 필요 요건, 사양, 및/또는 성능을 달성할 수 없으므로, 전술한 특성을 갖는 합금을 제조하는 것은 만만치 않다. 예를 들어, 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 및 아연(Zn)을 포함한 높은 용질 함량을 갖는 알루미늄 합금은 주괴가 직접 냉각(DC) 주조될 때에 균열을 일으킬 수 있다.
본 발명의 보호되는 실시예는 본 내용의 개요가 아니라 청구범위에 의해 정의된다. 본 개요는 본 발명의 다양한 양태에 대한 고수준의 개괄이며 아래의 상세한 설명에서 더 설명될 개념 중 일부를 소개한다. 본 개요는 청구된 기술요지의 핵심이나 필수적인 기능을 식별하기 위한 것이 아니고 청구된 기술요지의 범위를 결정하기 위해 독립적으로 사용되도록 의도하지 않는다. 이러한 기술요지는 명세서 전체, 일부나 모든 도면, 및 각 청구범위의 적절한 부분을 참조해서 이해되어야 한다.
합금을 제조하고 가공하는 방법과 함께 고강도 및 높은 성형성을 발휘하고, 주조 시 및/또는 후에 균열을 나타내지 않는 알루미늄 합금이 제공된다. 이러한 합금은, 몇 개 예를 들자면, 차량, 운송, 산업 및 전자 응용 분야에서 사용될 수 있다.
일부 예에서, 알루미늄 합금을 제조하는 방법은 알루미늄 합금을 연속 주조하여 슬래브를 형성하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0 - 0.21 중량% Cr, 0 - 0.009 중량% Zn, 0 - 0.09 중량% Ti, 0 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 단계, 및 최종 게이지 이전에 상기 슬래브를 냉간 압연하지 않고 상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0.02 - 0.21 중량% Cr, 0.001 - 0.009 중량% Zn, 0.006 - 0.09 중량% Ti, 0.0003 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 예에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.52 - 1.18 중량% Si, 0.13 - 0.30 중량% Fe, 0.52 - 1.18 중량% Cu, 0.12 - 0.28 중량% Mn, 0.52 - 1.18 중량% Mg, 0.04 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.006 중량% Zn, 0.01 - 0.06 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 추가 예에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.70 - 1.0 중량% Si, 0.15 - 0.25 중량% Fe, 0.70 - 0.90 중량% Cu, 0.15 - 0.25 중량% Mn, 0.70 - 0.90 중량% Mg, 0.05 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.004 중량% Zn, 0.01 - 0.03 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 경우에, 상기 슬래브를 열간 압연하는 단계 전에 상기 연속 주조된 슬래브는 코일링된다. 선택적으로, 상기 방법은 상기 슬래브를 연속적으로 주조하는 연속 주조기로부터 배출 시 상기 슬래브를 냉각하는 단계를 더 포함한다. 상기 냉각은 상기 슬래브를 물로 담금질하고 및/또는 상기 슬래브를 공랭하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 상기 방법은 상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하는 단계 전에 상기 슬래브를 중간 코일로 코일링하는 단계; 상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하기 전에 상기 중간 코일을 예열하는 단계; 및 상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하기 전에 상기 중간 코일을 균질화하는 단계를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 방법은 상기 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 용체화하는 단계; 상기 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 담금질하는 단계; 및 상기 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 시효화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 냉간 압연 단계는 수행되지 않는다. 일부 경우에, 상기 슬래브는 연속 주조 단계 후 및 열간 압연 단계 전에 약 8.0 mm보다 큰 길이의 균열을 갖지 않는다.
다른 예에서, 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법은 알루미늄 합금을 연속 주조하여 슬래브를 형성하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0 - 0.21 중량% Cr, 0 - 0.009 중량% Zn, 0 - 0.09 중량% Ti, 0 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 단계, 및 상기 슬래브를 최종 게이지 및 최종 템퍼로 열간 압연하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0.02 - 0.21 중량% Cr, 0.001 - 0.009 중량% Zn, 0.006 - 0.09 중량% Ti, 0.0003 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 예에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.52 - 1.18 중량% Si, 0.13 - 0.30 중량% Fe, 0.52 - 1.18 중량% Cu, 0.12 - 0.28 중량% Mn, 0.52 - 1.18 중량% Mg, 0.04 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.006 중량% Zn, 0.01 - 0.06 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 추가 예에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.70 - 1.0 중량% Si, 0.15 - 0.25 중량% Fe, 0.70 - 0.90 중량% Cu, 0.15 - 0.25 중량% Mn, 0.70 - 0.90 중량% Mg, 0.05 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.004 중량% Zn, 0.01 - 0.03 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 경우에, 상기 주조된 슬래브는 주조 동안 및/또는 후에 균열을 나타내지 않는다. 일부 경우에, 상기 슬래브는 연속 주조 단계 후 및 열간 압연 단계 전에 약 8.0 mm보다 큰 길이의 균열을 갖지 않는다.
일부 예에서, 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법은 연속 주조기에서 알루미늄 합금을 연속 주조하여 슬래브를 형성하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0 - 0.21 중량% Cr, 0 - 0.009 중량% Zn, 0 - 0.09 중량% Ti, 0 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 단계; 상기 연속 주조기로부터 배출 시 상기 슬래브를 균질화하는 단계; 및 상기 슬래브를 열간 압연하여 상기 슬래브의 두께를 적어도 50%만큼 감소시키는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0.02 - 0.21 중량% Cr, 0.001 - 0.009 중량% Zn, 0.006 - 0.09 중량% Ti, 0.0003 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 예에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.52 - 1.18 중량% Si, 0.13 - 0.30 중량% Fe, 0.52 - 1.18 중량% Cu, 0.12 - 0.28 중량% Mn, 0.52 - 1.18 중량% Mg, 0.04 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.006 중량% Zn, 0.01 - 0.06 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 일부 추가 예에서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.70 - 1.0 중량% Si, 0.15 - 0.25 중량% Fe, 0.70 - 0.90 중량% Cu, 0.15 - 0.25 중량% Mn, 0.70 - 0.90 중량% Mg, 0.05 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.004 중량% Zn, 0.01 - 0.03 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다. 선택적으로, 상기 균질화 단계는 약 500℃ 내지 약 580℃의 온도에서 수행된다.
또한, 본 명세서에 기술된 방법에 따라 제조된 알루미늄 합금 제품이 제공된다. 상기 알루미늄 합금 제품은 알루미늄 합금 시트, 알루미늄 합금 플레이트, 또는 알루미늄 합금 세이트(shate)일 수 있다. 상기 알루미늄 합금 제품은 T82 템퍼일 때에 적어도 약 365 MPa의 긴 횡방향 인장 항복 강도를 포함할 수 있다. 상기 알루미늄 합금 제품은 T4 템퍼일 때에 약 40° 내지 약 130°의 굽힘 각도를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 알루미늄 합금 제품은 T4-템퍼일 때에 약 35° 내지 약 65°, T82-템퍼일 때에 약 110° 내지 약 130°, 및 세미-크래쉬(semi-crash) 조건일 때에 약 90° 내지 약 130°의 내부 굽힘 각도를 포함할 수 있다. 상기 알루미늄 합금 제품은 차체 부품, 차량 부품, 운송 바디 부품, 항공 우주 바디 부품, 또는 전자 제품 하우징일 수 있다.
본 명세서에 기술된 방법에 따라 제조된 알루미늄 합금은 예상외의 특성을 갖는다. 예를 들어, 냉간 압연 단계없이 처리된 연속 주조 6xxx 시리즈 알루미늄 합금은 냉간 압연에 의한 변형 경화에 영향을 받지 않는 알루미늄 합금의 예상되는 연성을 발휘하면서, 부수적으로 냉간 압연 단계에서 통상적으로 얻는 인장 강도를 발휘한다. 연속 주조에 의해 제조된 본 명세서에 기술된 알루미늄 합금은 불연속 직접 냉각(DC) 방법에 의해 주조된 기술한 조성물의 합금에서 흔히 관찰되는 균열에 대한 내성을 더 발휘한다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 본 발명의 실시예에 대한 다음의 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 기술된 여러 다른 합금에 대한 2개의 상이한 처리 경로를 나타낸 공정 흐름도이다. 도 1a는 비교 처리 경로를 도시하고 있는데, 주조 알루미늄 합금("As cast(주조)")은 예열 단계("Pre-heat(예열)"), 열간 압연 단계("Lab HR"), 담금질/코일 냉각 단계("Reroll(재압연)"), 냉간 압연 단계("Lab CR")를 거쳐 최종 게이지 제품("Final gauge(최종 게이지)")이 되고, 용체화 단계를 거쳐 용체화 열처리된 제품("SHT")이 되고, 시효 단계를 거쳐서 시효된 제품("AA")이 된다. 도 1b는 예시적인 처리 경로를 도시하고 있는데, 주조 알루미늄 합금("As cast(주조)")은 예열 단계("Pre-heat(예열)"), 최종 게이지 단계로의 열간 압연 단계("Lab HR")를 거쳐 최종 게이지 제품("Final gauge(최종 게이지)")이 되고, 용체화 단계를 거쳐 용체화 열처리된 제품("SHT")이 되고, 시효 단계를 거쳐서 시효된 제품("AA")이 된다.
도 2는 예시적 경로(게이지로의 열간 압연, "HRTG"라 함, 도 1b 참조)에 의해 처리된 ("CC"로 지칭된) 연속 주조 예시적 합금(A, B) 및 비교 경로(열간 압연 및 냉간 압연, "HR+WQ+CR"라 함, 도 1a 참조)에 의해 처리된 ("DC"로 지칭된) DC 주조 비교 합금(C)의 항복 강도(각 쌍의 해칭으로 채워진 좌측의 히스토그램 막대) 및 굽힘 각도(각 쌍의 십자 해칭으로 채워진 우측의 히스토그램 막대)를 나타낸 그래프이다. 측정은 압연 방향에 대해 긴 횡 방향으로 이루어졌다.
도 3은 T4, T81, 및 T82 템퍼에서 3가지 상이한 용체화 온도를 이용하여 도 1a에 기술된 경로("HR+WQ+CR")에 의해 처리된 연속 주조 예시적 합금 A의 인장 특성을 나타낸 그래프이다. 각 세트에서의 좌측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 항복 강도("YS")를 나타낸다. 각 세트에서의 중앙 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 극한 인장 강도("UTS")를 나타낸다. 각 세트에서의 우측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 굽힘 각도("VDA")를 나타낸다. 연신은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 각 세트에서의 다이아몬드는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 총 연신("TE")을 나타내고, 각 세트에서의 원은 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 균일 연신("UE")을 나타낸다.
도 4는 T4, T81, 및 T82 템퍼에서 그래프에 표시된 바와 같은 3가지 상이한 용체화 온도를 이용하여 도 1b에 기술된 경로("HRTG")에 의해 처리된 연속 주조 예시적 합금 A의 인장 특성을 나타낸 그래프이다. 각 세트에서의 좌측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 항복 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 중앙 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 극한 인장 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 우측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 굽힘 각도를 나타낸다. 연신은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 각 세트에서의 다이아몬드는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 총 연신을 나타내고, 각 세트에서의 원은 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 균일 연신을 나타낸다.
도 5는 도 1a에 기술된 경로에 의해 처리된 연속 주조 예시적 합금 B의 인장 특성을 나타낸 그래프이다. HR+WQ+CR은 T4, T81, 및 T82 템퍼에서 그래프에 표시된 바와 같은 3가지 상이한 용체화 온도를 이용한다. 각 세트에서의 좌측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 항복 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 중앙 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 극한 인장 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 우측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 굽힘 각도를 나타낸다. 연신은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 각 세트에서의 다이아몬드는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 총 연신을 나타내고, 각 세트에서의 원은 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 균일 연신을 나타낸다.
도 6은 T4, T81, 및 T82 템퍼에서 그래프에 표시된 바와 같은 3가지 상이한 용체화 온도를 이용하여 도 1b에 기술된 경로("HRTG")에 의해 처리된 연속 주조 예시적 합금 B의 인장 특성을 나타낸 그래프이다. 각 세트에서의 좌측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 항복 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 중앙 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 극한 인장 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 우측 히스토그램 막대는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 굽힘 각도를 나타낸다. 연신은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 각 세트에서의 다이아몬드는 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 총 연신을 나타내고, 각 세트에서의 원은 각각 다른 제조 방법에 따라 이루어진 합금의 균일 연신을 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 기술된 예시적 합금의 입자 함량 및 결정립 조직을 나타낸 디지털 이미지이다. 상부 열("Particle(입자)")은 예시적("A-HRTG", "B-HRTG") 및 비교("A-HR+WQ+CR", "B-HR+WQ+CR") 경로에 의해 처리된 예시적 합금의 입자 함량을 나타내고 있다. 하부 열("Grain(결정립)")은 예시적 및 비교 경로에 의해 처리된 예시적 합금의 결정립 조직을 나타내고 있다.
도 8은 본 명세서에서 기술된 예시적 및 비교 합금의 입자 함량 및 결정립 조직을 나타낸 디지털 이미지이다. 상부 열("Particle(입자)")은 비교 경로(열간 압연 및 냉간 압연, "A-HR+WQ+CR," "B-HR+WQ+CR," "C-HR+WQ+CR")에 의해 처리된 예시적(A, B) 및 비교(C) 합금의 입자 함량을 나타내고 있다. 하부 열("Grain(결정립)")은 비교 경로에 의해 처리된 예시적 및 비교 합금의 결정립 조직을 나타내고 있다.
도 9는 본 개시물의 특정 양태에 따른 알루미늄 합금 물품의 제조 방법을 나타낸 개략도이다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되고, 담금질되고, 코일링되고, 냉간 압연되고, 용체화 및/또는 담금질된다.
도 10은 도 9에서 설명된 경로에 의해 처리된 알루미늄 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프이다. VDA 굽힘 및 항복 강도 데이터가 도시되어 있다.
도 11은 본 개시물의 특정 양태에 따른 알루미늄 합금 물품의 제조 방법을 나타낸 개략도이다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되고, 담금질되고, 코일링되고, 예열되고, 예열 온도보다 낮은 온도로 담금질되고, 온간 압연되고, 용체화된다.
도 12는 도 11에서 설명된 경로에 의해 처리된 알루미늄 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프이다. VDA 굽힘 및 항복 강도 데이터가 도시되어 있다.
도 13은 본 개시물의 특정 양태에 따른 알루미늄 합금 물품의 제조 방법을 나타낸 개략도이다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되고, 담금질되고, 코일링되고, 예열되고, 열간 압연되고, 담금질되고, 냉간 압연되고, 용체화된다.
도 14는 도 13에서 설명된 경로에 의해 처리된 알루미늄 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프이다. VDA 굽힘 및 항복 강도 데이터가 도시되어 있다.
도 15는 본 개시물의 특정 양태에 따른 알루미늄 합금 물품의 제조 방법을 나타낸 개략도이다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되고, 담금질되고, 예열되고, 담금질되고, 냉간 압연되고, 용체화된다.
도 16은 도 15에서 설명된 경로에 의해 처리된 알루미늄 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프이다. VDA 굽힘 및 항복 강도 데이터가 도시되어 있다.
도 17은 본 개시물의 특정 양태에 따라 제조된 알루미늄 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프이다. 각 세트에서의 좌측 히스토그램 막대는 합금의 항복 강도를 나타낸다. 각 세트에서의 우측 히스토그램 막대는 합금의 극한 인장 강도를 나타낸다. 연신은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 각 세트에서의 다이아몬드는 합금의 총 연신을 나타내고, 각 세트에서의 원은 합금의 균일 연신을 나타낸다.
본 명세서에서는 고강도 및 높은 성형성을 발휘하는 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 설명한다. 일부 경우에, 6xxx 시리즈 알루미늄 합금은 높은 용질 함량으로 인해 종래의 주조 공정을 이용하여 주조하기가 어려울 수 있다. 본 명세서에서 설명된 방법은 본 명세서에서 기술된 6xxx 시리즈 알루미늄 합금을 얇은 슬래브(예를 들어, 약 5 mm 내지 약 50 mm의 두께를 갖는 알루미늄 합금 바디)로 주조하는데, 육안 검사로 판단했을 때 주조 시 및/또는 주조 후에 균열의 염려가 없다(예를 들어, 직접적인 냉각 주조 주괴보다 본 명세서에서 기술된 방법에 따라 제조된 슬래브에서 1 m2당 더 적은 균열이 있다). 일부 예에서, 6xxx 시리즈 알루미늄 합금은 본 명세서에서 기술된 바와 같이 연속적으로 주조될 수 있다. 일부 추가적인 예에서, 주조기로부터 배출 시 물 담금질 단계를 포함함으로써, 용질은 매트릭스 밖으로 석출되기보다는 매트릭스 내에서 결빙될 수 있다. 일부 경우에, 매트릭스 내에서 용질의 결빙은 하류 처리에서 석출물의 조대화를 방지할 수 있다.
정의 및 설명(Definitions and Descriptions)
본 문서에서 사용된 "발명", "그 발명", "이러한 발명", 및 "본 발명"이란 용어는 본 특허 출원의 기술요지와 하기의 청구 범위의 모든 것을 광범위하게 나타낸다. 이러한 용어를 포함하는 문구는 본 명세서에 기술된 기술요지를 한정하지 않거나 또는 하기의 특허 청구 범위의 의미나 범위를 한정하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "일(a)", "하나(an)", 및 "그(the)"의 의미는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 단수 및 복수 지칭을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "금속"의 의미는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 순수 금속, 합금, 및 금속 고용체를 포함한다.
본 설명에서, AA 번호 및 "시리즈"나 "6xxx"와 같은 다른 관련 지정에 의해 식별된 합금에 대해 설명이 이루어진다. 알루미늄 및 그 합금을 명명하고 식별하는데 가장 일반적으로 사용되는 번호 지정 시스템에 대한 이해를 위해, 알루미늄 협회에 의해 모두 발행된 "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" 또는 "주물 및 주괴 형태의 알루미늄 합금에 대한 알루미늄 협회 합금 지정 및 화학 조성 제한의 등록 기록"을 참조한다.
본 출원에서 합금 템퍼나 조건에 대해 설명이 이루어진다. 가장 일반적으로 사용되는 합금 템퍼 설명의 이해를 위해, "American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems"를 참조한다. F 조건이나 템퍼는 제조된 바와 같은 알루미늄 합금을 나타낸다. O 조건이나 템퍼는 어닐링 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T1 조건이나 템퍼는 (예를 들면, 실온에서) 열간 가공 및 자연 시효로부터 냉각 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T2 조건이나 템퍼는 열간 가공, 냉간 가공, 및 자연 시효로부터 냉각 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T3 조건이나 템퍼는 용체화 열처리(즉, 용체화), 냉간 가공, 및 자연 시효 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T4 조건이나 템퍼는 용체화 열처리에 이어 자연 시효 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T5 조건이나 템퍼는 열간 가공 및 인공 시효로부터 냉각 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T6 조건이나 템퍼는 용체화 열처리에 이어 인공 시효 후의 알루미늄 합금을 나타낸다(AA). T7 조건이나 템퍼는 용체화 열처리에 이어 인공 과시효 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T8x 조건이나 템퍼는 용체화 열처리에 이어 냉간 가공한 다음에 인공 시효 후의 알루미늄 합금을 나타낸다. T9 조건이나 템퍼는 용체화 열처리에 이어 인공 시효 다음에 냉간 가공 후의 알루미늄 합금을 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 플레이트는 일반적으로 약 15 mm보다 큰 두께를 갖는다. 예를 들어, 플레이트는 15 mm 초과, 20 mm 초과, 25 mm 초과, 30 mm 초과, 35 mm 초과, 40 mm 초과, 45 mm 초과, 50 mm 초과, 또는 100 mm 초과의 두께를 갖는 알루미늄 제품을 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, (시트 플레이트로도 지칭되는) 세이트(shate)는 일반적으로 약 4 mm 내지 약 15 mm의 두께를 갖는다. 예를 들어, 세이트는 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, 또는 15 mm의 두께를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 시트는 일반적으로 약 4mm보다 작은 두께를 갖는 알루미늄 제품을 나타낸다. 예를 들어, 시트는 4 mm 미만, 3 mm 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 0.5 mm 미만, 0.3 mm 미만, 또는 0.1 mm 미만의 두께를 가질 수 있다.
본 명세서에 개시된 모든 범위는 그 안에 포함되는 임의의 및 모든 하위 범위를 아우르는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 명시된 범위는 1의 최소 값과 10의 최대 값(을 포함해서) 사이의 임의의 및 모든 하위 범위; 즉, 1 이상의 최소 값, 예를 들면 1 내지 6.1로 시작해서 10 이하의 최대 값, 예를 들면 5.5 내지 10으로 끝나는 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
다음의 예에서, 알루미늄 합금은 그 원소 조성에 관해서는 전체의 중량 퍼센트(중량%)로 설명된다. 각 합금에서, 잔부는 모든 불순물에 대해 0.15 중량%의 최대 중량%를 갖는 알루미늄이다.
합금 조성(Alloy Composition)
본 명세서에 기술된 합금은 알루미늄 함유 6xxx 시리즈 합금이다. 이러한 합금은 예상 밖의 고강도 및 높은 성형성을 발휘한다. 일부 경우에, 합금의 특성은 합금의 원소 조성에 의해 달성될 수 있다. 구체적으로, 합금은 표 1에 제공된 바와 같은 다음의 원소 조성을 가질 수 있다.
Figure pat00001
일부 예에서, 합금은 표 2에 제공된 바와 같은 원소 조성을 가질 수 있다.
Figure pat00002
일부 예에서, 합금은 표 3에 제공된 바와 같은 원소 조성을 가질 수 있다.
Figure pat00003
일부 예에서, 합금은 표 4에 제공된 바와 같은 다음의 원소 조성을 가질 수 있다.
Figure pat00004
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.26 중량% 내지 약 2.82 중량%(예를 들어, 0.52 중량% 내지 1.18 중량% 또는 0.70 중량% 내지 1.0 중량%)의 양으로 실리콘(Si)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.26 중량%, 0.27 중량%, 0.28 중량%, 0.29 중량%, 0.3 중량%, 0.31 중량%, 0.32 중량%, 0.33 중량%, 0.34 중량%, 0.35 중량%, 0.36 중량%, 0.37 중량%, 0.38 중량%, 0.39 중량%, 0.4 중량%, 0.41 중량%, 0.42 중량%, 0.43 중량%, 0.44 중량%, 0.45 중량%, 0.46 중량%, 0.47 중량%, 0.48 중량%, 0.49 중량%, 0.5 중량%, 0.51 중량%, 0.52 중량%, 0.53 중량%, 0.54 중량%, 0.55 중량%, 0.56 중량%, 0.57 중량%, 0.58 중량%, 0.59 중량%, 0.6 중량%, 0.61 중량%, 0.62 중량%, 0.63 중량%, 0.64 중량%, 0.65 중량%, 0.66 중량%, 0.67 중량%, 0.68 중량%, 0.69 중량%, 0.7 중량%, 0.71 중량%, 0.72 중량%, 0.73 중량%, 0.74 중량%, 0.75 중량%, 0.76 중량%, 0.77 중량%, 0.78 중량%, 0.79 중량%, 0.8 중량%, 0.81 중량%, 0.82 중량%, 0.83 중량%, 0.84 중량%, 0.85 중량%, 0.86 중량%, 0.87 중량%, 0.88 중량%, 0.89 중량%, 0.9 중량%, 0.91 중량%, 0.92 중량%, 0.93 중량%, 0.94 중량%, 0.95 중량%, 0.96 중량%, 0.97 중량%, 0.98 중량%, 0.99 중량%, 1.0 중량%, 1.01 중량%, 1.02 중량%, 1.03 중량%, 1.04 중량%, 1.05 중량%, 1.06 중량%, 1.07 중량%, 1.08 중량%, 1.09 중량%, 1.1 중량%, 1.11 중량%, 1.12 중량%, 1.13 중량%, 1.14 중량%, 1.15 중량%, 1.16 중량%, 1.17 중량%, 1.18 중량%, 1.19 중량%, 1.2 중량%, 1.21 중량%, 1.22 중량%, 1.23 중량%, 1.24 중량%, 1.25 중량%, 1.26 중량%, 1.27 중량%, 1.28 중량%, 1.29 중량%, 1.3 중량%, 1.31 중량%, 1.32 중량%, 1.33 중량%, 1.34 중량%, 1.35 중량%, 1.36 중량%, 1.37 중량%, 1.38 중량%, 1.39 중량%, 1.4 중량%, 1.41 중량%, 1.42 중량%, 1.43 중량%, 1.44 중량%, 1.45 중량%, 1.46 중량%, 1.47 중량%, 1.48 중량%, 1.49 중량%, 1.5 중량%, 1.51 중량%, 1.52 중량%, 1.53 중량%, 1.54 중량%, 1.55 중량%, 1.56 중량%, 1.57 중량%, 1.58 중량%, 1.59 중량%, 1.6 중량%, 1.61 중량%, 1.62 중량%, 1.63 중량%, 1.64 중량%, 1.65 중량%, 1.66 중량%, 1.67 중량%, 1.68 중량%, 1.69 중량%, 1.7 중량%, 1.71 중량%, 1.72 중량%, 1.73 중량%, 1.74 중량%, 1.75 중량%, 1.76 중량%, 1.77 중량%, 1.78 중량%, 1.79 중량%, 1.80 중량%, 1.81 중량%, 1.82 중량%, 1.83 중량%, 1.84 중량%, 1.85 중량%, 1.86 중량%, 1.87 중량%, 1.88 중량%, 1.89 중량%, 1.9 중량%, 1.91 중량%, 1.92 중량%, 1.93 중량%, 1.94 중량%, 1.95 중량%, 1.96 중량%, 1.97 중량%, 1.98 중량%, 1.99 중량%, 2.0 중량%, 2.01 중량%, 2.02 중량%, 2.03 중량%, 2.04 중량%, 2.05 중량%, 2.06 중량%, 2.07 중량%, 2.08 중량%, 2.09 중량%, 2.1 중량% 2.11 중량%, 2.12 중량%, 2.13 중량%, 2.14 중량%, 2.15 중량%, 2.16 중량%, 2.17 중량%, 2.18 중량%, 2.19 중량%, 2.2 중량%, 2.21 중량%, 2.22 중량%, 2.23 중량%, 2.24 중량%, 2.25 중량%, 2.26 중량%, 2.27 중량%, 2.28 중량%, 2.29 중량%, 2.3 중량%, 2.31 중량%, 2.32 중량%, 2.33 중량%, 2.34 중량%, 2.35 중량%, 2.36 중량%, 2.37 중량%, 2.38 중량%, 2.39 중량%, 2.4 중량%, 2.41 중량%, 2.42 중량%, 2.43 중량%, 2.44 중량%, 2.45 중량%, 2.46 중량%, 2.47 중량%, 2.48 중량%, 2.49 중량%, 2.5 중량%, 2.51 중량%, 2.52 중량%, 2.53 중량%, 2.54 중량%, 2.55 중량%, 2.56 중량%, 2.57 중량%, 2.58 중량%, 2.59 중량%, 2.6 중량%, 2.61 중량%, 2.62 중량%, 2.63 중량%, 2.64 중량%, 2.65 중량%, 2.66 중량%, 2.67 중량%, 2.68 중량%, 2.69 중량%, 2.7 중량%, 2.71 중량%, 2.72 중량%, 2.73 중량%, 2.74 중량%, 2.75 중량%, 2.76 중량%, 2.77 중량%, 2.78 중량%, 2.79 중량%, 2.80 중량%, 2.81 중량%, 또는 2.82 중량%의 Si를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.06 중량% 내지 약 0.60 중량%(예를 들어, 0.13 중량% 내지 0.30 중량% 또는 0.15 중량% 내지 0.25 중량%)의 양으로 철(Fe)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.06 중량%, 0.07 중량%, 0.08 중량%, 0.09 중량%, 0.1 중량%, 0.11 중량%, 0.12 중량%, 0.13 중량%, 0.14 중량%, 0.15 중량%, 0.16 중량%, 0.17 중량%, 0.18 중량%, 0.19 중량%, 0.2 중량%, 0.21 중량%, 0.22 중량%, 0.23 중량%, 0.24 중량%, 0.25 중량%, 0.26 중량%, 0.27 중량%, 0.28 중량%, 0.29 중량%, 0.3 중량%, 0.31 중량%, 0.32 중량%, 0.33 중량%, 0.34 중량%, 0.35 중량%, 0.36 중량%, 0.37 중량%, 0.38 중량%, 0.39 중량%, 0.4 중량%, 0.41 중량%, 0.42 중량%, 0.43 중량%, 0.44 중량%, 0.45 중량%, 0.46 중량%, 0.47 중량%, 0.48 중량%, 0.49 중량%, 0.5 중량%, 0.51 중량%, 0.52 중량%, 0.53 중량%, 0.54 중량%, 0.55 중량%, 0.56 중량%, 0.57 중량%, 0.58 중량%, 0.59 중량%, 또는 0.6 중량%의 Fe를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.26 중량% 내지 약 2.37 중량%(예를 들어, 0.52 중량% 내지 1.18 중량% 또는 0.70 중량% 내지 1.0 중량%)의 양으로 구리(Cu)를 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.26 중량%, 0.27 중량%, 0.28 중량%, 0.29 중량%, 0.3 중량%, 0.31 중량%, 0.32 중량%, 0.33 중량%, 0.34 중량%, 0.35 중량%, 0.36 중량%, 0.37 중량%, 0.38 중량%, 0.39 중량%, 0.4 중량%, 0.41 중량%, 0.42 중량%, 0.43 중량%, 0.44 중량%, 0.45 중량%, 0.46 중량%, 0.47 중량%, 0.48 중량%, 0.49 중량%, 0.5 중량%, 0.51 중량%, 0.52 중량%, 0.53 중량%, 0.54 중량%, 0.55 중량%, 0.56 중량%, 0.57 중량%, 0.58 중량%, 0.59 중량%, 0.6 중량%, 0.61 중량%, 0.62 중량%, 0.63 중량%, 0.64 중량%, 0.65 중량%, 0.66 중량%, 0.67 중량%, 0.68 중량%, 0.69 중량%, 0.7 중량%, 0.71 중량%, 0.72 중량%, 0.73 중량%, 0.74 중량%, 0.75 중량%, 0.76 중량%, 0.77 중량%, 0.78 중량%, 0.79 중량%, 0.8 중량%, 0.81 중량%, 0.82 중량%, 0.83 중량%, 0.84 중량%, 0.85 중량%, 0.86 중량%, 0.87 중량%, 0.88 중량%, 0.89 중량%, 0.9 중량%, 0.91 중량%, 0.92 중량%, 0.93 중량%, 0.94 중량%, 0.95 중량%, 0.96 중량%, 0.97 중량%, 0.98 중량%, 0.99 중량%, 1.0 중량%, 1.01 중량%, 1.02 중량%, 1.03 중량%, 1.04 중량%, 1.05 중량%, 1.06 중량%, 1.07 중량%, 1.08 중량%, 1.09 중량%, 1.1 중량%, 1.11 중량%, 1.12 중량%, 1.13 중량%, 1.14 중량%, 1.15 중량%, 1.16 중량%, 1.17 중량%, 1.18 중량%, 1.19 중량%, 1.2 중량%, 1.21 중량%, 1.22 중량%, 1.23 중량%, 1.24 중량%, 1.25 중량%, 1.26 중량%, 1.27 중량%, 1.28 중량%, 1.29 중량%, 1.3 중량%, 1.31 중량%, 1.32 중량%, 1.33 중량%, 1.34 중량%, 1.35 중량%, 1.36 중량%, 1.37 중량%, 1.38 중량%, 1.39 중량%, 1.4 중량%, 1.41 중량%, 1.42 중량%, 1.43 중량%, 1.44 중량%, 1.45 중량%, 1.46 중량%, 1.47 중량%, 1.48 중량%, 1.49 중량%, 1.5 중량%, 1.51 중량%, 1.52 중량%, 1.53 중량%, 1.54 중량%, 1.55 중량%, 1.56 중량%, 1.57 중량%, 1.58 중량%, 1.59 중량%, 1.6 중량%, 1.61 중량%, 1.62 중량%, 1.63 중량%, 1.64 중량%, 1.65 중량%, 1.66 중량%, 1.67 중량%, 1.68 중량%, 1.69 중량%, 1.7 중량%, 1.71 중량%, 1.72 중량%, 1.73 중량%, 1.74 중량%, 1.75 중량%, 1.76 중량%, 1.77 중량%, 1.78 중량%, 1.79 중량%, 1.80 중량%, 1.81 중량%, 1.82 중량%, 1.83 중량%, 1.84 중량%, 1.85 중량%, 1.86 중량%, 1.87 중량%, 1.88 중량%, 1.89 중량%, 1.9 중량%, 1.91 중량%, 1.92 중량%, 1.93 중량%, 1.94 중량%, 1.95 중량%, 1.96 중량%, 1.97 중량%, 1.98 중량%, 1.99 중량%, 2.0 중량%, 2.01 중량%, 2.02 중량%, 2.03 중량%, 2.04 중량%, 2.05 중량%, 2.06 중량%, 2.07 중량%, 2.08 중량%, 2.09 중량%, 2.1 중량% 2.11 중량%, 2.12 중량%, 2.13 중량%, 2.14 중량%, 2.15 중량%, 2.16 중량%, 2.17 중량%, 2.18 중량%, 2.19 중량%, 2.2 중량%, 2.21 중량%, 2.22 중량%, 2.23 중량%, 2.24 중량%, 2.25 중량%, 2.26 중량%, 2.27 중량%, 2.28 중량%, 2.29 중량%, 2.3 중량%, 2.31 중량%, 2.32 중량%, 2.33 중량%, 2.34 중량%, 2.35 중량%, 2.36 중량%, 또는 2.37 중량%의 Cu를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.06 중량% 내지 약 0.57 중량%(예를 들어, 0.12 중량% 내지 0.28 중량% 또는 0.15 중량% 내지 0.25 중량%)의 양으로 망간(Mn)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.06 중량%, 0.07 중량%, 0.08 중량%, 0.09 중량%, 0.1 중량%, 0.11 중량%, 0.12 중량%, 0.13 중량%, 0.14 중량%, 0.15 중량%, 0.16 중량%, 0.17 중량%, 0.18 중량%, 0.19 중량%, 0.2 중량%, 0.21 중량%, 0.22 중량%, 0.23 중량%, 0.24 중량%, 0.25 중량%, 0.26 중량%, 0.27 중량%, 0.28 중량%, 0.29 중량%, 0.3 중량%, 0.31 중량%, 0.32 중량%, 0.33 중량%, 0.34 중량%, 0.35 중량%, 0.36 중량%, 0.37 중량%, 0.38 중량%, 0.39 중량%, 0.4 중량%, 0.41 중량%, 0.42 중량%, 0.43 중량%, 0.44 중량%, 0.45 중량%, 0.46 중량%, 0.47 중량%, 0.48 중량%, 0.49 중량%, 0.5 중량%, 0.51 중량%, 0.52 중량%, 0.53 중량%, 0.54 중량%, 0.55 중량%, 0.56 중량%, 또는 0.57 중량%의 Mn을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 약 0.26 중량% 내지 약 2.37 중량%(예를 들어, 0.52 중량% 내지 1.18 중량% 또는 0.70 중량% 내지 0.90 중량%)의 양으로 마그네슘(Mg)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.26 중량%, 0.27 중량%, 0.28 중량%, 0.29 중량%, 0.3 중량%, 0.31 중량%, 0.32 중량%, 0.33 중량%, 0.34 중량%, 0.35 중량%, 0.36 중량%, 0.37 중량%, 0.38 중량%, 0.39 중량%, 0.4 중량%, 0.41 중량%, 0.42 중량%, 0.43 중량%, 0.44 중량%, 0.45 중량%, 0.46 중량%, 0.47 중량%, 0.48 중량%, 0.49 중량%, 0.5 중량%, 0.51 중량%, 0.52 중량%, 0.53 중량%, 0.54 중량%, 0.55 중량%, 0.56 중량%, 0.57 중량%, 0.58 중량%, 0.59 중량%, 0.6 중량%, 0.61 중량%, 0.62 중량%, 0.63 중량%, 0.64 중량%, 0.65 중량%, 0.66 중량%, 0.67 중량%, 0.68 중량%, 0.69 중량%, 0.7 중량%, 0.71 중량%, 0.72 중량%, 0.73 중량%, 0.74 중량%, 0.75 중량%, 0.76 중량%, 0.77 중량%, 0.78 중량%, 0.79 중량%, 0.8 중량%, 0.81 중량%, 0.82 중량%, 0.83 중량%, 0.84 중량%, 0.85 중량%, 0.86 중량%, 0.87 중량%, 0.88 중량%, 0.89 중량%, 0.9 중량%, 0.91 중량%, 0.92 중량%, 0.93 중량%, 0.94 중량%, 0.95 중량%, 0.96 중량%, 0.97 중량%, 0.98 중량%, 0.99 중량%, 1.0 중량%, 1.01 중량%, 1.02 중량%, 1.03 중량%, 1.04 중량%, 1.05 중량%, 1.06 중량%, 1.07 중량%, 1.08 중량%, 1.09 중량%, 1.1 중량%, 1.11 중량%, 1.12 중량%, 1.13 중량%, 1.14 중량%, 1.15 중량%, 1.16 중량%, 1.17 중량%, 1.18 중량%, 1.19 중량%, 1.2 중량%, 1.21 중량%, 1.22 중량%, 1.23 중량%, 1.24 중량%, 1.25 중량%, 1.26 중량%, 1.27 중량%, 1.28 중량%, 1.29 중량%, 1.3 중량%, 1.31 중량%, 1.32 중량%, 1.33 중량%, 1.34 중량%, 1.35 중량%, 1.36 중량%, 1.37 중량%, 1.38 중량%, 1.39 중량%, 1.4 중량%, 1.41 중량%, 1.42 중량%, 1.43 중량%, 1.44 중량%, 1.45 중량%, 1.46 중량%, 1.47 중량%, 1.48 중량%, 1.49 중량%, 1.5 중량%, 1.51 중량%, 1.52 중량%, 1.53 중량%, 1.54 중량%, 1.55 중량%, 1.56 중량%, 1.57 중량%, 1.58 중량%, 1.59 중량%, 1.6 중량%, 1.61 중량%, 1.62 중량%, 1.63 중량%, 1.64 중량%, 1.65 중량%, 1.66 중량%, 1.67 중량%, 1.68 중량%, 1.69 중량%, 1.7 중량%, 1.71 중량%, 1.72 중량%, 1.73 중량%, 1.74 중량%, 1.75 중량%, 1.76 중량%, 1.77 중량%, 1.78 중량%, 1.79 중량%, 1.80 중량%, 1.81 중량%, 1.82 중량%, 1.83 중량%, 1.84 중량%, 1.85 중량%, 1.86 중량%, 1.87 중량%, 1.88 중량%, 1.89 중량%, 1.9 중량%, 1.91 중량%, 1.92 중량%, 1.93 중량%, 1.94 중량%, 1.95 중량%, 1.96 중량%, 1.97 중량%, 1.98 중량%, 1.99 중량%, 2.0 중량%, 2.01 중량%, 2.02 중량%, 2.03 중량%, 2.04 중량%, 2.05 중량%, 2.06 중량%, 2.07 중량%, 2.08 중량%, 2.09 중량%, 2.1 중량% 2.11 중량%, 2.12 중량%, 2.13 중량%, 2.14 중량%, 2.15 중량%, 2.16 중량%, 2.17 중량%, 2.18 중량%, 2.19 중량%, 2.2 중량%, 2.21 중량%, 2.22 중량%, 2.23 중량%, 2.24 중량%, 2.25 중량%, 2.26 중량%, 2.27 중량%, 2.28 중량%, 2.29 중량%, 2.3 중량%, 2.31 중량%, 2.32 중량%, 2.33 중량%, 2.34 중량%, 2.35 중량%, 2.36 중량%, 또는 2.37 중량%의 Mg를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 약 0.20 중량%(예를 들어, 약 0.02 중량% 내지 약 0.20 중량%, 0.04 중량% 내지 0.10 중량%, 또는 0.05 중량% 내지 0.10 중량%)의 양으로 크롬(Cr)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.02 중량%, 0.03 중량%, 0.04 중량%, 0.05 중량%, 0.06 중량%, 0.07 중량%, 0.08 중량%, 0.09 중량%, 0.1 중량%, 0.11 중량%, 0.12 중량%, 0.13 중량%, 0.14 중량%, 0.15 중량%, 0.16 중량%, 0.17 중량%, 0.18 중량%, 0.19 중량%, 또는 0.2 중량%의 Cr을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, Cr은 합금 중에 존재하지 않는다(즉, 0 중량%).
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 약 0.009 중량%(예를 들어, 약 0.001 중량% 내지 약 0.009 중량%, 0.002 중량% 내지 0.006 중량%, 또는 0.002 중량% 내지 0.004 중량%)의 양으로 아연(Zn)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.001 중량%, 0.002 중량%, 0.003 중량%, 0.004 중량%, 0.005 중량%, 0.006 중량%, 0.007 중량%, 0.008 중량%, 또는 0.009 중량%의 Zn을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, Zn은 합금 중에 존재하지 않는다(즉, 0 중량%).
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 약 0.09 중량%(예를 들어, 약 0.006 중량% 내지 약 0.09 중량%, 0.01 중량% 내지 0.06 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 0.03 중량%)의 양으로 티타늄(Ti)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.006 중량%, 0.007 중량%, 0.008 중량%, 0.009 중량%, 0.01 중량%, 0.011 중량%, 0.012 중량%, 0.013 중량%, 0.014 중량%, 0.015 중량%, 0.016 중량%, 0.017 중량%, 0.018 중량%, 0.019 중량%, 0.02 중량%, 0.021 중량%, 0.022 중량%, 0.023 중량%, 0.024 중량%, 0.025 중량%, 0.026 중량%, 0.027 중량%, 0.028 중량%, 0.029 중량%, 0.03 중량%, 0.031 중량%, 0.032 중량%, 0.033 중량%, 0.034 중량%, 0.035 중량%, 0.036 중량%, 0.037 중량%, 0.038 중량%, 0.039 중량%, 0.04 중량%, 0.041 중량%, 0.042 중량%, 0.043 중량%, 0.044 중량%, 0.045 중량%, 0.046 중량%, 0.047 중량%, 0.048 중량%, 0.049 중량%, 0.05 중량%, 0.051 중량%, 0.052 중량%, 0.053 중량%, 0.054 중량%, 0.055 중량%, 0.056 중량%, 0.057 중량%, 0.058 중량%, 0.059 중량%, 0.06 중량%, 0.061 중량%, 0.062 중량%, 0.063 중량%, 0.064 중량%, 0.065 중량%, 0.066 중량%, 0.067 중량%, 0.068 중량%, 0.069 중량%, 0.07 중량%, 0.071 중량%, 0.072 중량%, 0.073 중량%, 0.074 중량%, 0.075 중량%, 0.076 중량%, 0.077 중량%, 0.078 중량%, 0.079 중량%, 0.08 중량%, 0.081 중량%, 0.082 중량%, 0.083 중량%, 0.084 중량%, 0.085 중량%, 0.086 중량%, 0.087 중량%, 0.088 중량%, 0.089 중량%, 0.09 중량%의 Ti를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, Ti는 합금 중에 존재하지 않는다(즉, 0 중량%).
일부 예에서, 본 명세서에 기술된 합금은 합금의 총 중량을 기준으로 최대 약 0.20 중량%(예를 들어, 약 0.0003 중량% 내지 약 0.003 중량%, 0.0006 중량% 내지 0.001 중량%, 또는 0.0009 중량% 내지 0.001 중량%)의 양으로 지르코늄(Zr)을 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.0001 중량%, 0.0002 중량%, 0.0003 중량%, 0.0004 중량%, 0.0005 중량%, 0.0006 중량%, 0.0007 중량%, 0.0008 중량%, 0.0009 중량%, 0.001 중량%, 0.0011 중량%, 0.0012 중량%, 0.0013 중량%, 0.0014 중량%, 0.0015 중량%, 0.0016 중량%, 0.0017 중량%, 0.0018 중량%, 0.0019 중량%, 0.002 중량%, 0.0021 중량%, 0.0022 중량%, 0.0023 중량%, 0.0024 중량%, 0.0025 중량%, 0.0026 중량%, 0.0027 중량%, 0.0028 중량%, 0.0029 중량%, 0.003 중량%, 0.004 중량%, 0.005 중량%, 0.006 중량%, 0.007 중량%, 0.008 중량%, 0.009 중량%, 0.01 중량%, 0.02 중량%, 0.03 중량%, 0.04 중량%, 0.05 중량%, 0.06 중량%, 0.07 중량%, 0.08 중량%, 0.09 중량%, 0.1 중량%, 0.11 중량%, 0.12 중량%, 0.13 중량%, 0.14 중량%, 0.15 중량%, 0.16 중량%, 0.17 중량%, 0.18 중량%, 0.19 중량%, 또는 0.2 중량%의 Zr을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, Zr은 합금 중에 존재하지 않는다(즉, 0 중량%).
선택적으로, 본 명세서에 기술된 합금 조성물은 각각 0.05 중량% 이하, 0.04 중량% 이하, 0.03 중량% 이하, 0.02 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 양으로, 때때로 불순물로 지칭되는, 다른 소량 원소를 더 포함할 수 있다. 이러한 불순물은 V, Ni, Sn, Ga, Ca, 또는 이의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, V, Ni, Sn, Ga, 또는 Ca는 0.05 중량% 이하, 0.04 중량% 이하, 0.03 중량% 이하, 0.02 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 양으로 합금에 존재할 수 있다. 일부 예에서, 모든 불순물의 합은 0.15 중량%를 초과하지 않는다(예를 들면, 0.10 중량%). 합금의 잔부 비율은 알루미늄이다.
일부 예에서, 알루미늄 합금은 0.79 중량% Si, 0.20 중량% Fe, 0.79 중량% Cu, 0.196 중량% Mn, 0.79 중량% Mg, 0.07 중량% Cr, 0.003 중량% Zn, 0.02 중량% Ti, 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다.
일부 예에서, 알루미늄 합금은 0.94 중량% Si, 0.20 중량% Fe, 0.79 중량% Cu, 0.196 중량% Mn, 0.79 중량% Mg, 0.07 중량% Cr, 0.003 중량% Zn, 0.03 중량% Ti, 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함한다.
선택적으로, 본 명세서에 기술된 바와 같은 알루미늄 합금은 다음의 알루미늄 합금 지정 중 하나에 따른 6xxx 알루미늄 합금일 수 있다: AA6101, AA6101A, AA6101B, AA6201, AA6201A, AA6401, AA6501, AA6002, AA6003, AA6103, AA6005, AA6005A, AA6005B, AA6005C, AA6105, AA6205, AA6305, AA6006, AA6106, AA6206, AA6306, AA6008, AA6009, AA6010, AA6110, AA6110A, AA6011, AA6111, AA6012, AA6012A, AA6013, AA6113, AA6014, AA6015, AA6016, AA6016A, AA6116, AA6018, AA6019, AA6020, AA6021, AA6022, AA6023, AA6024, AA6025, AA6026, AA6027, AA6028, AA6031, AA6032, AA6033, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6151, AA6351, AA6351A, AA6451, AA6951, AA6053, AA6055, AA6056, AA6156, AA6060, AA6160, AA6260, AA6360, AA6460, AA6460B, AA6560, AA6660, AA6061, AA6061A, AA6261, AA6361, AA6162, AA6262, AA6262A, AA6063, AA6063A, AA6463, AA6463A, AA6763, A6963, AA6064, AA6064A, AA6065, AA6066, AA6068, AA6069, AA6070, AA6081, AA6181, AA6181A, AA6082, AA6082A, AA6182, AA6091, 또는 AA6092.
제조 방법(Methods of Making)
또한, 알루미늄 시트를 제조하는 방법이 본 명세서에 설명된다. 알루미늄 합금은 주조될 수 있고, 그 후 추가적인 처리 단계가 수행될 수 있다. 일부 예에서, 처리 단계는 예열 및/또는 균질화 단계, 열간 압연 단계, 용체화 단계, 선택적 담금질 단계, 인공 시효 단계, 선택적 코팅 단계, 및 선택적 페인트 베이킹 단계를 포함한다.
일부 예에서, 본 방법은 슬래브를 주조하고; 슬래브를 열간 압연하여 열간 압연된 알루미늄 합금을 시트, 세이트, 또는 플레이트의 형태로 제조하고; 알루미늄 시트, 세이트, 또는 플레이트를 용체화시키고; 알루미늄 시트, 세이트, 또는 플레이트를 시효화하는 것을 포함한다. 일부 예에서, 열간 압연 단계는 슬래브를 최종 게이지 및/또는 최종 템퍼로 열간 압연하는 것을 포함한다. 일부 예에서, 냉간 압연 단계는 제거된다(즉, 제외된다). 일부 예에서, 슬래브는 연속 주조기로부터 배출 시 열적으로 담금질된다. 일부 추가 예에서, 슬래브는 연속 주조기로부터 배출 시 코일링된다. 일부 경우에, 코일링된 슬래브는 공기 중에서 냉각된다. 일부 경우에, 본 방법은 코일링된 슬래브를 예열하는 것을 더 포함한다. 일부 예에서, 본 방법은 시효된 알루미늄 시트, 세이트, 또는 플레이트를 코팅하는 것을 더 포함한다. 일부 추가적인 경우에, 본 방법은 코팅된 알루미늄 시트, 세이트, 또는 플레이트를 베이킹하는 것을 더 포함한다. 본 방법 단계는 하기에서 더 설명된다.
주조(Casting)
본 명세서에 기술된 합금은 연속 주조(CC) 공정을 이용하여 슬래브로 주조될 수 있다. 연속 주조 장치는 임의의 적합한 연속 주조 장치일 수 있다. CC 공정은 블록 주조기, 트윈 롤 주조기, 또는 트윈 벨트 주조기의 사용을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 놀랍게도, 바람직한 결과는 "BELT-COOLING AND GUIDING MEANS FOR CONTINUOUS BELT CASTING OF METAL STRIP"이라는 명칭의 미국 특허 제6,755,236호에 기술된 벨트 주조 장치와 같은 트윈 벨트 주조 장치를 사용하여 달성되었고, 이의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합되어 있다. 일부 예에서, 특히 바람직한 결과는 구리와 같은 높은 열 전도도를 갖는 금속으로 이루어진 벨트를 구비한 벨트 주조 장치를 사용하여 달성될 수 있다. 벨트 주조 장치는 400 미터 켈빈당 와트(W/m·K)까지의 열 전도도를 갖는 금속으로 이루어진 벨트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 벨트의 열 전도도는 주조 온도에서 50 W/m·K, 100 W/m·K, 150 W/m·K, 250 W/m·K, 300 W/m·K, 350 W/m·K, 또는 400 W/m·K일 수 있지만, 탄소-강 또는 저탄소 강을 포함하는 다른 열전도도 값을 갖는 금속이 사용될 수 있다. CC는 최대 약 12 미터/분(m/min)의 속도로 수행될 수 있다. 예를 들어, CC는 12 m/min 이하, 11 m/min 이하, 10 m/min 이하, 9 m/min 이하, 8 m/min 이하, 7 m/min 이하, 6 m/min 이하, 5 m/min 이하, 4 m/min 이하, 3 m/min 이하, 2 m/min 이하, 또는 1 m/min 이하의 속도로 수행될 수 있다.
담금질(Quenching)
결과적인 슬래브는 선택적으로 연속 주조기로부터 배출 시 열적으로 담금질될 수 있다. 일부 예에서, 담금질은 물로 수행된다. 선택적으로, 물 담금질 단계는 최대 약 200 ℃/s(예를 들어, 10 ℃/s 내지 190 ℃/s, 25 ℃/s 내지 175 ℃/s, 50 ℃/s 내지 150 ℃/s, 75 ℃/s 내지 125 ℃/s, 또는 10 ℃/s 내지 50 ℃/s)의 속도로 수행될 수 있다. 수온은 약 20℃ 내지 약 75℃(예를 들어, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 약 50℃, 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃, 약 70℃, 또는 약 75℃)일 수 있다. 선택적으로 공기 냉각 단계는 약 1 ℃/s 내지 약 300 ℃/day의 속도로 수행될 수 있다. 결과적인 슬래브는 약 5 mm 내지 약 50 mm(예를 들어, 약 10 mm 내지 약 45 mm, 약 15 mm 내지 약 40 mm, 또는 약 20 mm 내지 약 35 mm)의 두께, 예를 들면 약 10 mm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 결과적인 슬래브는 두께가 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 20 mm, 21 mm, 22 mm, 23 mm, 24 mm, 25 mm, 26 mm, 27 mm, 28 mm, 29 mm, 30 mm, 31 mm, 32 mm, 33 mm, 34 mm, 35 mm, 36 mm, 37 mm, 38 mm, 39 mm, 40 mm, 41 mm, 42 mm, 43 mm, 44 mm, 45 mm, 46 mm, 47 mm, 48 mm, 49 mm, 또는 50 mm일 수 있다.
일부 예에서, 연속 주조기에서 배출 시 슬래브를 물 담금질하면 T4-템퍼에서 알루미늄 합금 슬래브가 된다. 선택적 물 담금질 후, T4-템퍼의 슬래브는 선택적으로 중간 코일로 코일링되어 최대 90일 동안 보관될 수 있다. 예상외로, 연속 주조기로부터 배출 시 슬래브를 물 담금질해도 육안 검사로 판단했을 때 슬래브의 균열은 야기되지 않으므로 슬래브는 균열이 없을 수 있다. 예를 들어, 직접적인 냉각 주조 주괴에 비해, 본 명세서에 기술된 방법에 따라 제조된 슬래브의 균열 경향은 현저하게 감소된다. 일부 예에서, 약 8.0 mm 미만의 길이를 갖는 평방 미터당 약 8개 이하의 균열(예를 들면, 평방 미터당 약 7개 이하의 균열, 약 6개 이하의 균열, 약 5개 이하의 균열, 약 4개 이하의 균열, 약 3개 이하의 균열, 약 2개 이하의 균열, 또는 약 1개의 균열)이 있다.
코일링(Coiling)
선택적으로, 슬래브는 연속 주조기로부터 배출 시 중간 코일로 코일링될 수 있다. 일부 예에서, 슬래브는 연속 주조기로부터 배출 시 중간 코일로 코일링되어, F-템퍼를 야기한다. 일부 추가 예에서, 코일은 공기 중에서 냉각된다. 일부 또 다른 추가 예에서, 공랭된 코일은 일정 기간 동안 보관된다. 일부 예에서, 중간 코일은 약 100℃ 내지 약 350℃(예를 들어, 약 200℃ 또는 약 300℃)의 온도에서 유지된다. 일부 추가 예에서, 중간 코일은 냉장 보관으로 유지되어 자연 시효를 방지해서, F-템퍼를 야기한다.
예열 및/또는 균질화(Pre-Heating and/or Homogenizing)
보관될 때, 중간 코일은 예열 단계에서 선택적으로 재가열될 수 있다. 일부 예에서, 재가열 단계는 열간 압연 단계를 위해 중간 코일을 예열하는 것을 포함할 수 있다. 일부 추가 예에서, 재가열 단계는 최대 약 100 ℃/h(예를 들어, 약 10 ℃/h 또는 약 50 ℃/h)의 속도로 중간 코일을 예열하는 것을 포함할 수 있다. 중간 코일은 약 350℃ 내지 약 580℃(예를 들어, 약 375℃ 내지 약 570℃, 약 400℃ 내지 약 550℃, 약 425℃ 내지 약 500℃, 또는 약 500℃ 내지 약 580℃)의 온도까지 가열될 수 있다. 중간 코일은 약 1분 내지 약 120분 동안, 바람직하게는 약 60분 동안 침지될 수 있다.
선택적으로, 주조기로부터 배출 시 코일이나 슬래브의 보관 및/또는 예열 후에 중간 코일은 균질화될 수 있다. 균질화 단계는 약 또는 적어도 약 450℃(예를 들어, 적어도 460℃, 적어도 470℃, 적어도 480℃, 적어도 490℃, 적어도 500℃, 적어도 510℃, 적어도 520℃, 적어도 530℃, 적어도 540℃, 적어도 550℃, 적어도 560℃, 적어도 570℃, 또는 적어도 580℃)의 피크 금속 온도(PMT)에 이르도록 슬래브 또는 중간 코일을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일 또는 슬래브는 약 450℃ 내지 약 580℃, 약 460℃ 내지 약 575℃, 약 470℃ 내지 약 570℃, 약 480℃ 내지 약 565℃, 약 490℃ 내지 약 555℃, 또는 약 500℃ 내지 약 550℃의 온도로 가열될 수 있다. 일부 경우에, PMT로의 가열 속도는 약 100 ℃/hour 이하, 75 ℃/hour 이하, 50 ℃/hour 이하, 40 ℃/hour 이하, 30 ℃/hour 이하, 25 ℃/hour 이하, 20 ℃/hour 이하, 또는 15 ℃/hour 이하일 수 있다. 다른 경우에, PMT로의 가열 속도는 약 10 ℃/min 내지 약 100 ℃/min(예를 들어, 약 10 ℃/min 내지 약 90 ℃/min, 약 10 ℃/min 내지 약 70 ℃/min, 약 10 ℃/min 내지 약 60 ℃/min, 약 20 ℃/min 내지 약 90 ℃/min, 약 30 ℃/min 내지 약 80 ℃/min, 약 40 ℃/min 내지 약 70 ℃/min, 또는 약 50 ℃/min 내지 약 60 ℃/min)일 수 있다.
그리고 나서, 코일이나 슬래브는 일정 기간 동안 침지하도록 허용된다(즉, 지시된 온도에서 유지된다). 하나의 비제한적인 예에 따르면, 코일이나 슬래브는 최대 약 36시간(예를 들어, 약 30분부터 약 36시간까지) 동안 침지하도록 허용된다. 예를 들어, 코일이나 슬래브는 10초, 15초, 30초, 45초, 1분, 2분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분, 30분, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간, 7시간, 8시간, 9시간, 10시간, 11시간, 12시간, 13시간, 14시간, 15시간, 16시간, 17시간, 18시간, 19시간, 20시간, 21시간, 22시간, 23시간, 24시간, 25시간, 26시간, 27시간, 28시간, 29시간, 30시간, 31시간, 32시간, 33시간, 34시간, 35시간, 36시간, 또는 그 사이의 임의의 시간 동안 온도에서 침지될 수 있다.
열간 압연(Hot Rolling)
예열 및/또는 균질화 단계 후, 열간 압연 단계가 수행될 수 있다. 열간 압연 단계는 고온 가역 압연기 작업 및/또는 고온 탠덤 압연기 작업을 포함할 수 있다. 열간 압연 단계는 약 250℃ 내지 약 500℃(예를 들어, 약 300℃ 내지 약 400℃ 또는 약 350℃ 내지 약 500℃) 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 열간 압연 단계는 약 250℃, 260℃, 270℃, 280℃, 290℃, 300℃, 310℃, 320℃, 330℃, 340℃, 350℃, 360℃, 370℃, 380℃, 390℃, 400℃, 410℃, 420℃, 430℃, 440℃, 450℃, 460℃, 470℃, 480℃, 490℃, 또는 500℃의 온도에서 수행될 수 있다.
열간 압연 단계에서, 금속 제품은 10 mm 게이지 이하(예를 들어, 약 2 mm 내지 약 8 mm)의 두께로 열간 압연될 수 있다. 예를 들어, 금속 제품은 약 10 mm 게이지 이하, 9 mm 게이지 이하, 8 mm 게이지 이하, 7 mm 게이지 이하, 6 mm 게이지 이하, 5 mm 게이지 이하, 4 mm 게이지 이하, 3 mm 게이지 이하, 또는 2 mm 게이지 이하까지 열간 압연될 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연 단계로 인한 압하율은 약 35% 내지 약 80%(예를 들어, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 또는 80%)일 수 있다. 선택적으로, 열간 압연된 금속 제품은 열간 압연 단계의 종료시(예를 들어, 탠덤 압연기로부터 배출 시)에 담금질된다. 선택적으로, 열간 압연 단계의 종료 시에, 열간 압연된 금속 제품이 코일링된다.
선택적으로, 열간 압연된 금속은 최종 게이지 및/또는 최종 템퍼로 제공된다. 일부 비제한적인 예에서, 열간 압연 단계는 추가적인 하류 처리가 요구되지 않도록 원하는 기계적 특성을 갖는 최종 제품을 제공할 수 있다. 예를 들어, 최종 제품은 냉간 압연, 용체화, 용체화 후 담금질, 자연 시효 및/또는 인공 시효없이 최종 게이지 및 템퍼로 열간 압연되고 전달될 수 있다. "HRTGT"로도 지칭되는 최종 게이지 및 템퍼로의 열간 압연은 상당히 감소된 비용으로 최적의 기계적 특성을 갖는 금속 제품을 제공할 수 있다.
선택적으로, 냉간 압연, 온간 압연, 용체화, 용체화 후 담금질, 및/또는 시효와 같은 추가 처리 단계가 수행될 수 있다. 이러한 단계는 하기에서 더 설명된다.
냉간 압연 - 선택 사항(Cold Rolling - Optional)
선택적으로, 열간 압연된 금속 제품은 냉간 압연될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금 플레이트나 세이트는 약 0.1 mm 내지 약 4 mm 두께 게이지(예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 3 mm 두께 게이지)로 냉간 압연될 수 있고, 이는 시트로 지칭된다. 예를 들어, 주조된 알루미늄 합금 제품은 약 4 mm보다 작은 두께로 냉간 압연될 수 있다. 예를 들어, 시트는 4 mm 미만, 3 mm 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 0.9 mm 미만, 0.8 mm 미만, 0.7 mm 미만, 0.6 mm 미만, 0.5 mm 미만, 0.4 mm 미만, 0.3 mm 미만, 0.2 mm 미만, 또는 0.1 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 압연된 시트의 템퍼는 F-템퍼로 지칭된다.
선택적으로, 냉간 압연 단계가 제거된다. 일부 예에서, 냉간 압연 단계는 알루미늄 합금의 강도와 경도를 증가시키면서 부수적으로 알루미늄 합금 시트, 세이트, 또는 플레이트의 성형성을 감소시킬 수 있다. 냉간 압연 단계를 제거하면 알루미늄 합금 시트, 세이트, 또는 플레이트의 연성을 유지할 수 있다. 예상외로, 냉간 압연 단계의 제거는, 다음의 실시예에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 명세서에 기술된 알루미늄 합금의 강도에 악영향을 주지 않는다.
온간 압연(Warm Rolling)
선택적으로, 열간 압연된 금속 제품은 최종 게이지로 온간 압연될 수 있다. 온간 압연 단계는 열간 압연 온도보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 선택적으로, 온간 압연 온도는 약 300℃ 내지 약 400℃(예를 들어, 300℃, 310℃, 320℃, 330℃, 340℃, 350℃, 360℃, 370℃, 380℃, 390℃, 400℃, 또는 그 사이의 임의의 온도)일 수 있다. 일부 경우에, 열간 압연된 제품은 약 0.1 mm 내지 약 4 mm 두께 게이지(예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 3 mm 두께 게이지)로 온간 압연될 수 있고, 이는 시트로 지칭된다. 예를 들어, 주조된 알루미늄 합금 제품은 약 4 mm보다 작은 두께로 온간 압연될 수 있다. 예를 들어, 시트는 4 mm 미만, 3 mm 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 0.9 mm 미만, 0.8 mm 미만, 0.7 mm 미만, 0.6 mm 미만, 0.5 mm 미만, 0.4 mm 미만, 0.3 mm 미만, 0.2 mm 미만, 또는 0.1 mm 미만의 두께를 가질 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 담금질 단계는 온간 압연 단계 전에, 온간 압연 단계 후에, 또는 온간 압연 단계 전후에 수행될 수 있다. 선택적으로, 열간 압연된 제품은 온간 압연 단계 이전에 코일링 및/또는 보관될 수 있다. 이러한 경우, 코일링된 및/또는 보관된 열간 압연된 제품은 전술한 바와 같은 예열 단계에서 재가열될 수 있다.
용체화(Solutionizing)
그리고 나서, 열간 압연된 금속 제품 또는 냉간 압연된 금속 제품은 용체화 단계를 거칠 수 있다. 용체화 단계는 약 420℃ 내지 약 560℃(예를 들어, 약 480℃ 내지 약 550℃ 또는 약 500℃ 내지 약 530℃) 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 용체화 단계는 약 0분 내지 약 1시간 동안(예를 들어, 약 1분 동안 또는 약 30분 동안) 수행될 수 있다. 선택적으로, 용체화 단계의 종료 시에(예를 들어, 용광로로부터 배출 시에), 시트는 열 담금질 단계를 거친다. 열 담금질 단계는 공기 및/또는 물을 이용하여 수행될 수 있다. 수온은 약 20℃ 내지 약 75℃(예를 들어, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 약 50℃, 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃, 약 70℃, 또는 약 75℃)일 수 있다.
시효(Aging)
선택적으로, 금속 제품은 인공 시효 단계를 거친다. 인공 시효 단계는 합금의 고강도 특성을 개발하고 합금의 다른 바람직한 특성을 최적화한다. 최종 제품의 기계적 특성은 원하는 용도에 따라 다양한 시효 조건에 의해 제어될 수 있다. 일부 경우에, 본 명세서에 기술된 금속 제품은 Tx 템퍼(예를 들어, T1 템퍼, T4 템퍼, T5 템퍼, T6 템퍼, T7 템퍼, T81 템퍼, 또는 T82 템퍼), W 템퍼, O 템퍼, 또는 F 템퍼로 고객에게 전달될 수 있다. 일부 예에서, 인공 시효 단계가 수행될 수 있다. 인공 시효 단계는 약 100℃ 내지 약 250℃(예를 들어, 약 180℃ 또는 약 225℃)의 온도에서 수행될 수 있다. 시효 단계는 약 10분 내지 약 36시간 동안(예를 들어, 약 30분 동안 또는 약 24시간 동안) 수행될 수 있다. 일부 예에서, 인공 시효 단계는 180℃에서 30분 동안 수행되어 T81-템퍼를 야기할 수 있다. 일부 예에서, 인공 시효 단계는 185℃에서 25분 동안 수행되어 T81-템퍼를 야기할 수 있다. 일부 추가 예에서, 인공 시효 단계는 225℃에서 30분 동안 수행되어 T82-템퍼를 야기할 수 있다. 일부 또 다른 추가 예에서, 합금은 자연 시효 단계를 거친다. 자연 시효 단계는 T4-템퍼를 야기할 수 있다.
코팅 및/또는 페인트 베이킹(Coating and/or Paint Baking)
선택적으로, 금속 제품은 코팅 단계를 거친다. 선택적으로, 코팅 단계는 아연 인산염 처리(Zn-인산염 처리) 및/또는 일렉트로 코팅(E-코팅)을 포함할 수 있다. Zn-인산염 처리 및 E-코팅은 당업자에게 공지된 바와 같이 알루미늄 산업에서 통상적으로 사용되는 표준에 따라 수행될 수 있다. 선택적으로, 코팅 단계 후에 페인트 베이킹 단계가 이어질 수 있다. 페인트 베이킹 단계는 약 150℃ 내지 약 230℃(예를 들어, 약 180℃ 또는 약 210℃)의 온도에서 수행될 수 있다. 페인트 베이킹 단계는 약 10분 내지 약 60분(예를 들어, 약 30분 또는 약 45분) 동안 수행될 수 있다.
예시적 방법(Exemplary Methods)
도 1b는 하나의 예시적인 방법을 나타내고 있다. 알루미늄 합금은 트윈 벨트 주조기로부터 슬래브(예를 들어, 약 5 mm 내지 약 50 mm, 바람직하게는 약 10 mm의 두께를 갖는 알루미늄 합금)의 형태로 연속 주조된다. 일부 예에서, 연속 주조기에서 배출 시, 슬래브는 선택적으로 물로 담금질될 수 있고 그 결과에 따른 담금질된 슬래브는 코일링되어 최대 90일 동안 보관될 수 있다. 추가 예에서, 연속 주조기에서 배출 시, 슬래브는 선택적으로 코일링될 수 있고 그 결과에 따른 코일은 공기 중에서 냉각될 수 있다. 결과적인 냉각 코일은 일정 기간 동안 보관될 수 있다. 일부 경우에, 슬래브는 추가 처리 단계를 거칠 수 있다. 일부 예에서, 코일은 선택적으로 예열 및/또는 균질화될 수 있다. 그 결과 선택적으로 예열 및/또는 균질화된 코일은 언코일링될 수 있다. 언코일링된 슬래브는 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품으로 열간 압연될 수 있다. 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품은 플레이트, 시트, 또는 세이트일 수 있다. 결과적인 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 용체화될 수 있다(SHT). 결과적인 용체화된 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 담금질될 수 있다. 결과적인 용체화 및/또는 담금질된 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 시효 단계를 거칠 수 있다. 시효 단계는 자연 및/또는 인공 시효(AA)를 포함할 수 있다.
도 9는 다른 예시적 방법을 나타낸다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되어 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(즉, 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고, 담금질되고, 코일링된다. 그리고 나서, 선택적으로 일정 기간 후에, 코일링된 재료는 냉간 압연되어 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 제공한다. 결과적인 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 용체화 및/또는 담금질될 수 있다. 결과적인 담금질 및/또는 용체화된 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 시효 단계를 거칠 수 있다. 시효 단계는 자연 및/또는 인공 시효(AA)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 제조 방법을 나타낸다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되어 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(즉, 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고, 담금질되고, 코일링된다. 그리고 나서, 선택적으로 일정 기간 후에, 코일링된 재료는 예열되고, 예열 온도보다 낮은 온도로 담금질되고, 온간 압연되어 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 제공한다. 결과적인 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 담금질 및/또는 용체화될 수 있다. 결과적인 담금질 및/또는 용체화된 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 시효 단계를 거칠 수 있다. 시효 단계는 자연 및/또는 인공 시효(AA)를 포함할 수 있다.
도 13은 본 명세서에 기술된 바와 같은 예시적인 제조 방법을 나타낸다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되어 제1 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(즉, 제1 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고, 담금질되고, 코일링된다. 그리고 나서, 선택적으로 일정 기간 후에, 코일링된 재료는 예열되고, 열간 압연되어 제2 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(즉, 제2 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고, 담금질되고, 냉간 압연되어 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 제공한다. 결과적인 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 담금질 및/또는 용체화될 수 있다. 결과적인 담금질 및/또는 용체화된 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 시효 단계를 거칠 수 있다. 시효 단계는 자연 및/또는 인공 시효(AA)를 포함할 수 있다.
도 15는 본 명세서에 기술된 바와 같은 예시적인 제조 방법을 나타낸다. 알루미늄 합금은 슬래브의 형태로 연속 주조되고, 균질화되고, 열간 압연되고, 담금질되고, 예열되고, 담금질되고, 냉간 압연되어 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 제공한다. 결과적인 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 담금질 및/또는 용체화될 수 있다. 결과적인 담금질 및/또는 용체화된 알루미늄 합금 제품은 선택적으로 시효 단계를 거칠 수 있다. 시효 단계는 자연 및/또는 인공 시효(AA)를 포함할 수 있다.
특성(Properties)
본 명세서에 기술된 바와 같은 결과적인 금속 제품은 Tx-템퍼 조건(Tx 템퍼는 T1, T4, T5, T6, T7, T81, 또는 T82 템퍼를 포함할 수 있음), W 템퍼, O 템퍼, 또는 F 템퍼를 포함하는 다양한 템퍼 조건 하에서 고강도 및 높은 성형성을 포함하는 원하는 특성의 조합을 갖는다. 일부 예에서, 결과적인 금속 제품은 약 150 - 500 MPa 사이(예를 들어, 300 MPa 내지 500 MPa, 350 MPa 내지 475 MPa, 또는 374 MPa 내지 460 MPa)의 항복 강도를 갖는다. 예를 들어, 항복 강도는 약 150 MPa, 160 MPa, 170 MPa, 180 MPa, 190 MPa, 200 MPa, 210 MPa, 220 MPa, 230 MPa, 240 MPa, 250 MPa, 260 MPa, 270 MPa, 280 MPa, 290 MPa, 300 MPa, 310 MPa, 320 MPa, 330 MPa, 340 MPa, 350 MPa, 360 MPa, 370 MPa, 380 MPa, 390 MPa, 400 MPa, 410 MPa, 420 MPa, 430 MPa, 440 MPa, 450 MPa, 460 MPa, 470 MPa, 480 MPa, 490 MPa, 또는 500 MPa일 수 있다. 선택적으로, 150 - 500 MPa 사이의 항복 강도를 갖는 금속 제품은 T4, T81, 또는 T82 템퍼일 수 있다.
일부 예에서, 결과적인 금속 제품은 약 35°와 130° 사이의 굽힘 각도를 갖는다. 예를 들어, 결과적인 금속 제품의 굽힘 각도는 약 35°, 36°, 37°, 38°, 39°, 40°, 41°, 42°, 43°, 44°, 45°, 46°, 47°, 48°, 49°, 50°, 51°, 52°, 53°, 54°, 55°, 56°, 57°, 58°, 59°, 60°, 61°, 62°, 63°, 64°, 65°, 66°, 67°, 68°, 69°, 70°, 71°, 72°, 73°, 74°, 75°, 76°, 77°, 78°, 79°, 80°, 81°, 82°, 83°, 84°, 85°, 86°, 87°, 88°, 89°, 90°, 91°, 92°, 93°, 94°, 95°, 96°, 97°, 98°, 99°, 100°, 101°, 102°, 103°, 104°, 105°, 106°, 107°, 108°, 109°, 110°, 111°, 112°, 113°, 114°, 115°, 116°, 117°, 118°, 119°, 120°, 121°, 122°, 123°, 124°, 125°, 126°, 127°, 128°, 129°, 또는 130°일 수 있다. 선택적으로, 40°와 130° 사이의 굽힘 각도를 갖는 금속 제품은 T4, T81, 또는 T82 템퍼일 수 있다. 일부 예에서, 금속 제품은 T4 템퍼일 때에 약 35° 내지 약 65°의 내부 굽힘 각도를 갖는다. 다른 예에서, 금속 제품은 T82 템퍼일 때에 약 110° 내지 약 130°의 내부 굽힘 각도를 갖는다. 선택적으로, 세미-크래쉬(semi-crash) 적용 분야에서, 알루미늄 합금 제품은 T82 템퍼일 때에 약 90° 내지 약 130° 및 약 100° 내지 약 130°의 내부 굽힘 각도를 포함한다.
사용 방법(Methods of Use)
본 명세서에 기술된 합금 및 방법은 차량, 항공기, 및 철도 분야를 포함하는 차량 및/또는 운송 분야, 또는 임의의 다른 요망되는 분야에서 사용될 수 있다. 일부 예에서, 합금 및 방법은 범퍼, 내부 패널, 외부 패널, 측면 패널, 내부 후드, 외부 후드, 또는 트렁크 리드 패널과 같은 차체 부품 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 알루미늄 합금 및 방법은, 예를 들어 외부 및 내부 패널을 제조하기 위해, 항공기 또는 철도 차량 분야에서 사용될 수도 있다.
본 명세서에 기술된 합금 및 방법은 전자 제품 분야에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 합금 및 방법은 휴대폰 및 태블릿 컴퓨터를 포함하는 전자 장치용 하우징을 제조하는데 사용될 수 있다. 일부 예에서, 합금은 휴대폰(예를 들어, 스마트폰) 및 태블릿 하부 섀시의 외부 케이싱용 하우징을 제조하는데 사용될 수 있다.
일부 경우에, 본 명세서에 기술된 합금 및 방법은 산업 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 합금 및 방법은 일반적인 유통 시장을 위한 제품을 제조하는데 사용될 수 있다.
개시된 기술요지의 다양한 예에 대해 상세하게 설명하였으며, 이들 중 하나 이상의 예를 위에서 설명하였다. 각 예는 기술요지를 제한하지 않고 이의 설명을 위해 제공되었다. 실제로, 다양한 변형 및 변화가 본 발명의 범위나 사상을 벗어남이 없이 본 기술요지에서 이루어질 수 있음을 당업자는 명백히 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 도시되거나 설명된 특징은 다른 실시예와 함께 사용되어 또 다른 실시예를 산출할 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명을 추가로 설명하기 위한 것으로 동시에, 이를 제한하는 것으로 간주되지 않을 것이다. 반면에, 본 발명의 설명을 이해한 후에 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 당업자에게 시사할 수 있는 다양한 실시예, 변형, 및 균등물이 있을 수 있음을 명확히 이해할 것이다.
실시예
실시예 1
강도, 연신, 및 성형성 시험을 위해 다양한 합금을 준비했다. 이러한 합금에 대한 화학 조성물은 하기의 표 5에 제공된다.
Figure pat00005
합금 A 및 B(예시적 합금)는 본 명세서에 기술된 예시적 방법을 사용하여 연속적으로 주조되었다. 구체적으로, 연속 주조 알루미늄 합금 슬래브를 제조하는데 트윈 벨트 주조기가 사용되었다. 합금 A 및 B는 각각 도 1b에 따른 예시적 처리 경로(A-HRTG 및 B-HRTG) 및 도 1a에 따른 비교 처리 경로(A-HR+WQ+CR 및 B-HR+WQ+CR)를 통해 처리되었다. 합금 C(비교 합금)는 당업자에게 공지된 방법에 따라 실험실 규모의 DC 주조기를 사용하여 주조된 후에 도 1a에 따른 비교 경로(C-HR+WQ+CR)에 의해 처리되었다. 도 1a 및 1b에 기술된 바와 같은 처리 경로는 아래에서 설명된다.
도 1a는 비교 처리 경로를 설명하는 공정 흐름도이다. 비교 경로("HR+WQ+CR"로 지칭됨)는 전통적인 느린 예열과 균질화 단계(Pre-heat(예열)) 후에 열간 압연(HR), 코일링/물 담금질(Reroll(재압연), 최종 게이지(Final Gauge(최종 게이지))로의 냉간 압연(CR), 용체화(SHT), 및 인공 시효(AA)를 포함해서, T8x-템퍼 특성을 얻거나, 또는 자연 시효(미도시)를 포함해서, T4-템퍼 특성을 얻었다. 도 1b는 본 명세서에 기술된 방법에 따른 예시적 처리 경로를 설명하는 공정 흐름도이다. 예시적 경로("HRTG"로 지칭됨)는 슬래브를 예열과 균질화(Pre-heat(예열))하고 최종 게이지(Final Gauge(최종 게이지))로 열간 압연(HR)한 후에 코일링, 용체화(SHT), 선택적 담금질 및 선택적 인공 시효(AA)를 포함해서, T8x-템퍼 특성을 얻거나, 또는 자연 시효(미도시)를 포함해서, T4-템퍼 특성을 얻었다.
기계적 특성은 인장 시험을 위한 ASTM B557 2" GL 표준에 따라 결정되었다. 성형성은 샘플을 미리 변형시키지 않고 3점 굽힘 시험을 위한 Verband der Automobilindustrie(VDA) 표준에 따라 결정되었다. 도 2는 압연 방향에 대해 긴 횡(L) 방향으로 시험된 각 합금(A, B, 및 C)의 항복 강도(YS, 채워진 히스토그램) 및 굽힘 각도(VDA, 해칭된 히스토그램)를 나타낸 그래프이다. 각각 자연 시효(T4 템퍼) 및 인공 시효(T82 템퍼 시효) 후 연속 주조 합금 A 및 B, 및 DC 주조 합금 C에 대한 인장 강도 및 굽힘 특성의 비교가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서, "CC"는 연속 주조를 나타내고 "DC"는 직접 냉각 주조를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 HRTG 경로에 의해 처리된 연속 주조된 예시적 합금 A 및 B는 비교 HR+WQ+CR 경로에 의해 처리된 DC 주조된 비교 합금 C와 비교할 때 개선된 굽힘 각도(약 10 - 15° 낮음)을 갖는 유사한 인장 강도 결과(YS ~ 370 MPa)를 제공할 수 있다. 낮은 굽힘 각도는 높은 성형성을 나타낸다.
예시적 합금 A의 기계적 특성은 도 3 및 4에 도시되어 있다. 도 3은 처리 경로 HR+WQ+CR로부터 얻은 연속 주조된 예시적 합금 A의 기계적 특성을 나타낸다. 도 4는 처리 경로 HRTG로부터 얻은 연속 주조된 예시적 합금 A의 기계적 특성을 나타낸다. 항복 강도(YS)(좌측 히스토그램, 해칭 채워짐), 극한 인장 강도(UTS)(중앙 히스토그램, 십자 해칭 채워짐) 및 굽힘 각도(VDA)(우측 히스토그램, 수직선 채워짐)는 히스토그램으로 표시되고, 균일 연신(UE)(채워지지 않은 원) 및 총 연신(TE)(채워지지 않은 다이아몬드)은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 합금은 본 명세서에 기술된 바와 같은 자연 시효(T4) 및 인공 시효(T81 및 T82) 단계 후에 시험되었다. 유사한 인장 강도는 양자의 처리 경로로부터 얻어졌지만, HRTG 경로는 전통적인 HR+WQ+CR 경로에 비해 10 - 15° 낮은 굽힘 각도를 제공했다. 침지 없는 550℃(피크 금속 온도, PMT)에서의 용체화(SHT)는 T4-템퍼 조건에서 예시적 및 비교 알루미늄 합금에 대해 최대 굽힘성, 및 T82-템퍼 조건에서 예시적 및 비교 합금에 대해 최대 강도(~365 MPa)를 제공하였다. 낮은 PMT(520℃ 및 500℃)에서 용체화된 샘플에 대한 강도는 감소하고 굽힘은 개선되었다. 그러나, 침지 없이 520℃에서 용체화될 때의 연속 주조 6xxx 합금에 대해 약 350 MPa의 높은 YS를 얻을 수 있다.
연속 주조된 예시적 합금 B의 기계적 특성은 도 5 및 6에 도시되어 있다. 도 5는 처리 경로 HR+WQ+CR로부터 얻은 연속 주조된 예시적 합금 B의 기계적 특성을 나타낸다. 도 6은 처리 경로 HRTG로부터 얻은 연속 주조된 예시적 합금 B의 기계적 특성을 나타낸다. 항복 강도(YS)(좌측 히스토그램, 해칭 채워짐), 극한 인장 강도(UTS)(중앙 히스토그램, 십자 해칭 채워짐) 및 굽힘 각도(VDA)(우측 히스토그램, 수직선 채워짐)는 히스토그램으로 표시되고, 균일 연신(UE)(채워지지 않은 원) 및 총 연신(TE)(채워지지 않은 다이아몬드)은 채워지지 않은 포인트 마커로 표시된다. 합금은 본 명세서에 기술된 바와 같은 자연 시효(T4) 및 인공 시효(T81 및 T82) 단계 후에 시험되었다. 합금 B는 약간 높은 인장 강도와 약간 감소된 굽힘 각도를 갖는 합금 A와 비교할 때 유사한 특성을 보였다. 기계적 특성의 미세 차이는 합금 B의 더 많은 Si 함량(합금 A보다 0.14 중량% 더 많음) 에 기인할 수 있다.
연속 주조 6xxx 시리즈 알루미늄 합금 A 및 B에 의해 제공되는 강도 및 성형성의 증가는 미세 조직의 차이에 기인할 수 있다. 도 7은 규화 마그네슘(Mg2Si) 입자 크기와 형태(상부 열, "Particle(입자)") 및 결정립 조직(하부 열, "Grain(결정립)")을 나타낸다. 더 전통적인 HR+WQ+CR 경로에 의해 처리된 연속 주조된 예시적 합금(A 및 B)과 비교했을 때, 예시적인 처리 경로 HRTG를 거친 연속 주조 합금(A 및 B)에서, 세장형 결정립 조직 및 더 작으면서 덜 용해된 Mg2Si 입자가 관찰되었다. HR+WQ+CR 경로는 보다 등축적인 재결정 입자 조직 및 더 많은 양의 거칠고 용해되지 않은 Mg2Si 입자를 제공했다.
도 8은 DC 주조된 비교 합금 C의 미세 조직과 비교되는 연속 주조된 예시적 합금 A 및 B의 미세 조직을 나타낸다. 각 합금은 전통적인 열간 압연, 냉간 압연 처리 절차를 거치고 자연적으로 시효되어 T4-템퍼 조건을 얻었다. 이미지를 각 샘플의 종단면으로부터 얻었다. DC 주조 합금 C는 거친 Mg2Si 입자 및 더 작은 개별 결정립으로 구성된 재결정 조직을 보여준다. 미세 조직의 차이는 보다 높은 용질 함량(Mg 및 Si)과 처리 동안의 냉간 압연 단계에 기인할 수 있다.
예시적 합금 A 및 B는 비교 합금 C와 비교할 때 용질 함량이 낮은데, 이는 제조된 알루미늄 합금 시트, 플레이트, 또는 세이트의 개선된 성형성에 기여할 수 있다. 구체적으로, 6xxx 시리즈 알루미늄 합금의 주된 합금 원소인, Cu뿐만 아니라 Mg 및 Si가 상당히 감소되고, 그 결과 알루미늄 합금은 종래의 DC 주조 6xxx 시리즈 알루미늄 합금과 비교할 때 비슷한 강도 및 우수한 성형 성을 발휘한다. 종래의 DC 주조 6xxx 알루미늄 합금은 더 많은 양의 Mg, Si 및/또는 Cu 용질을 함유하고, 종종 이러한 용질은 알루미늄 매트릭스에 존재하는 용해되지 않은 석출물을 야기한다. 그러나, CC 알루미늄 합금에서는, 알루미늄 매트릭스에 존재하는 용질이 예시적인 HRTG 처리 경로를 따르는 인공 시효 단계 동안 알루미늄 매트릭스로부터 석출될 것이다. 비교 HR+WQ+CR 경로를 통해 처리된 알루미늄 합금은 주조 기술에 관계없이 용질 석출을 나타낸다. 본 명세서에 기술된 예시적 합금 A 및 B는 보다 미세한 구성 성분인 Mg2Si 입자를 함유하고 과포화 고용체 매트릭스(SSSS)를 야기한다. 최종 게이지로의 열간 압연 연속 주조 합금(HRTG)은 전통적인 열간 압연 및 냉간 압연된 DC 합금에 비해 고강도 및 우수한 굽힘성을 갖춘 우수한 성능의 알루미늄 합금을 제조할 수 있다.
실시예 2
강도, 연신, 및 성형성 시험을 위해 다양한 합금을 준비했다. 이러한 합금에 대한 화학 조성물은 하기의 표 6에 제공된다.
Figure pat00006
실시예 2A
합금 D - I의 조성을 갖는 합금은 슬래브를 주조하고; 열간 압연 전에 슬래브를 균질화하고; 슬래브를 열간 압연하여 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(예를 들어, 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 냉간 압연하여 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 제공하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 용체화하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 인공적으로 시효화하는 단계를 포함하는 제조 방법을 거쳤다. 이러한 방법은 "Flash --> WQ --> CR"로 지칭되며 도 9에 도시된다. 방법 단계는 하기에서 더 설명된다.
예시적인 합금 D - I(표 6 참조)는 전술한 방법 및 선택적인 인공 시효를 이용하여 T81 템퍼 및 T82 템퍼로 제공되었다. 예시적 합금 D - I의 각각은 연속 주조기(920)에서 배출되는 알루미늄 합금 물품이 약 450℃의 주조기 출구 온도를 갖도록 알루미늄 합금 물품(910)을 주조하고, 터널로(930)에서 약 550℃ 내지 약 570℃의 온도에서 2분 동안 균질화하고, 압연기(940)에서 알루미늄 합금 물품(910)을 약 530℃와 580℃ 사이의 온도에서 약 50% 내지 약 70% 감소시키고, 알루미늄 합금 물품(910)을 담금질 장치(950)로 물 담금질함으로써 제조되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연기(960)에서 2.0 mm의 최종 게이지로 냉간 압연되었다.
T81 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금을 2%까지 미리 변형(strain)시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. T82 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금은 225℃에서 30분 동안 인공적으로 시효되었다. 세미-크래쉬 조건을 위해, 예시적 알루미늄 합금을 10%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. 예시적 알루미늄 합금의 기계적 특성은 도 10에 도시되어 있다. 열린 기호는 T81 템퍼 및 T82 템퍼 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 채워진 기호는 세미-크래쉬 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 굽힘 각도 데이터는 규격 VDA 239-200에 따라 2.0 mm 두께로 정규화되었고 VDA 굽힘 시험은 VDA 규격 238-100에 따라 수행되었다. 예시적 합금 D, E 및 F는 고강도 및 우수한 변형성을 나타내었다(예를 들어, 60°보다 큰 굽힘 각도를 나타내었다).
실시예 2B
합금 D - I의 조성을 갖는 합금(표 6 참조)은 슬래브를 주조하고; 열간 압연 전에 슬래브를 균질화하고; 열간 압연 전에 슬래브를 담금질하고; 슬래브를 열간 압연하여 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(예를 들어, 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 예열하고; 예열된 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 온간 압연하여 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 제공하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 용체화하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 인공적으로 시효화하는 단계를 포함하는 제조 방법을 거쳤다. 이러한 방법은 "Flash --> WQ --> HO --> 350℃로 WQ --> WR"로 지칭되며 도 11에 나타낸다. 방법 단계는 하기에서 더 설명된다.
예시적인 합금 D - I(표 6 참조)는 전술한 방법 및 선택적인 인공 시효를 이용하여 T81 템퍼 및 T82 템퍼로 제공되었다. 예시적 합금 D - I의 각각은 연속 주조기(920)에서 배출되는 알루미늄 합금 물품(910)이 약 450℃의 주조기 출구 온도를 갖도록 예시적인 알루미늄 합금 물품(910)을 주조하고, 터널로(930)에서 약 550℃ 내지 약 570℃의 온도에서 2분 동안 균질화하고, 알루미늄 합금 물품(910)을 물 담금질하고, 압연기(940)에서 알루미늄 합금 물품(910)을 약 530℃와 580℃ 사이의 온도에서 약 50% 내지 약 70% 감소시키고, 알루미늄 합금 물품(910)을 담금질 장치(950)로 물 담금질함으로써 제조되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 약 530℃ 내지 약 560℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 박스로(1110)에서 예열되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연 전에 담금질 장치(1120)를 이용하여 약 350℃의 온도로 물 담금질되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연기(1130)에서 2.0 mm의 최종 게이지로 냉간 압연되고, 담금질 장치(1140)를 이용하여 50℃로 물 담금질되었다.
T81 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금을 2%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. T82 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금은 225℃에서 30분 동안 인공적으로 시효되었다. 세미-크래쉬 조건을 위해, 예시적 알루미늄 합금을 10%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. 예시적 알루미늄 합금의 기계적 특성은 도 12에 도시되어 있다. 열린 기호는 T81 템퍼 및 T82 템퍼 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 채워진 기호는 세미-크래쉬 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 굽힘 각도 데이터는 규격 VDA 239-200에 따라 2.0 mm 두께로 정규화되었고 VDA 굽힘 시험은 VDA 규격 238-100에 따라 수행되었다. 예시적 합금 D, E 및 F는 (예를 들어, 60°보다 큰 굽힘 각도를 갖는) 고강도 및 우수한 변형성을 나타내었다.
실시예 2C
합금 D - I의 조성을 갖는 합금(표 6 참조)은 슬래브를 주조하고; 열간 압연 전에 슬래브를 균질화하고; 열간 압연 전에 슬래브를 담금질하고; 슬래브를 열간 압연하여 제1 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(예를 들어, 제1 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고; 제1 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 제1 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 예열하고; 제1 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 열간 압연하여 제2 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 제공하고; 제2 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 제2 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 냉간 압연하여 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 제공하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 용체화하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 인공적으로 시효화하는 단계를 포함하는 제조 방법을 거쳤다. 이러한 방법은 "Flash --> WQ --> HO --> HR --> WQ --> CR"로 지칭되며 도 13에 나타나 있다. 방법 단계는 하기에서 더 설명된다.
예시적인 합금 D - I(표 6 참조)는 전술한 방법 및 선택적인 인공 시효를 이용하여 T81 템퍼 및 T82 템퍼로 제공되었다. 예시적 합금 D - I의 각각은 연속 주조기(920)에서 배출되는 알루미늄 합금 물품(910)이 약 450℃의 주조기 출구 온도를 갖도록 예시적인 알루미늄 합금 물품(910)을 주조하고, 터널로(930)에서 약 550℃ 내지 약 570℃의 온도에서 2분 동안 균질화하고, 균질화된 알루미늄 합금 물품(910)을 물 담금질하고, 압연기(940)에서 알루미늄 합금 물품(910)을 약 530℃와 580℃ 사이의 온도에서 두께를 약 50% 감소시키고, 알루미늄 합금 물품(910)을 담금질 장치(950)로 물 담금질함으로써 제조되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 약 530℃ 내지 약 560℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 박스로(1110)에서 예열되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품은 압연기(940)에서 약 530℃와 580℃ 사이의 온도에서 약 70%의 두께 감소로 더 열간 압연되고, 담금질 장치(950)로 물 담금질되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연기(1130)에서 2.0 mm의 최종 게이지로 냉간 압연되고, 담금질 장치(1140)를 이용하여 50℃로 물 담금질되었다.
T81 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금을 2%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. T82 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금은 225℃에서 30분 동안 인공적으로 시효되었다. 세미-크래쉬 조건을 위해, 예시적 알루미늄 합금을 10%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. 예시적 알루미늄 합금의 기계적 특성은 도 14에 도시되어 있다. 열린 기호는 T81 템퍼 및 T82 템퍼 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 채워진 기호는 세미-크래쉬 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 굽힘 각도 데이터는 규격 VDA 239-200에 따라 2.0 mm 두께로 정규화되었고 VDA 굽힘 시험은 VDA 규격 238-100에 따라 수행되었다. 예시적 합금 D 및 F는 (예를 들어, 60°보다 큰 굽힘 각도를 갖는) 고강도 및 우수한 변형성을 나타내었다.
실시예 2D
합금 D - I의 조성을 갖는 합금(표 6 참조)은 슬래브를 주조하고; 열간 압연 전에 슬래브를 균질화하고; 열간 압연 전에 슬래브를 담금질하고; 슬래브를 열간 압연하여 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(예를 들어, 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 예열하고; 예열된 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 냉간 압연하여 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 제공하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 용체화하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 인공적으로 시효화하는 단계를 포함하는 제조 방법을 거쳤다. 이러한 방법은 "Flash --> WQ --> HO --> WQ --> CR"로 지칭되며 도 15에 도시된다. 방법 단계는 하기에서 더 설명된다.
예시적인 합금 D - I(표 6 참조)는 전술한 방법 및 선택적인 인공 시효를 이용하여 T81 템퍼 및 T82 템퍼로 제공되었다. 예시적 합금 D - I의 각각은 연속 주조기(920)에서 배출되는 알루미늄 합금 물품(910)이 약 450℃의 주조기 출구 온도를 갖도록 예시적인 알루미늄 합금 물품(910)을 주조하고, 터널로(930)에서 약 550℃ 내지 약 570℃의 온도에서 2분 동안 균질화하고, 플래쉬 균질화된 알루미늄 합금 물품(910)을 물 담금질하고, 압연기(940)에서 알루미늄 합금 물품(910)을 약 530℃와 580℃ 사이의 온도에서 약 50% 내지 약 70% 감소시키고, 알루미늄 합금 물품(910)을 담금질 장치(950)로 물 담금질함으로써 제조되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 약 530℃ 내지 약 560℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 박스로(1110)에서 예열되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연 전에 담금질 장치(1120)를 이용하여 약 50℃의 온도로 물 담금질되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연기(1130)에서 2.0 mm의 최종 게이지로 냉간 압연되었다.
T81 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금을 2%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. T82 템퍼를 위해, 예시적 알루미늄 합금은 225℃에서 30분 동안 인공적으로 시효되었다. 세미-크래쉬 조건을 위해, 예시적 알루미늄 합금을 10%까지 미리 변형시킨 후에 예시적 알루미늄 합금은 185℃에서 20분 동안 인공적으로 시효되었다. 예시적 알루미늄 합금의 기계적 특성은 도 16에 도시되어 있다. 열린 기호는 T81 템퍼 및 T82 템퍼 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 채워진 기호는 세미-크래쉬 특성을 갖는 예시적인 합금을 나타낸다. 굽힘 각도 데이터는 규격 VDA 239-200에 따라 2.0 mm 두께로 정규화되었고 VDA 굽힘 시험은 VDA 규격 238-100에 따라 수행되었다. 예시적 합금 D 및 F는 (예를 들어, 60°보다 큰 굽힘 각도를 갖는) 고강도 및 우수한 변형성을 나타내었다.
실시예 2E
합금 D - I의 조성을 갖는 합금(표 6 참조)은 슬래브를 주조하고; 열간 압연 전에 슬래브를 균질화하고; 슬래브를 열간 압연하여 중간 게이지를 갖는 열간 압연된 알루미늄 합금(예를 들어, 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품)을 제조하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 담금질하고; 중간 게이지의 알루미늄 합금 물품을 냉간 압연하여 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 제공하고; 최종 게이지의 알루미늄 합금 물품을 용체화하는 단계를 포함하는 제조 방법을 거쳤다. 방법 단계는 도 9에 도시되며 하기에서 더 설명된다.
예시적인 합금 D - I(표 6 참조)는 전술한 방법 및 선택적인 자연 시효를 이용하여 T4 템퍼로 제공되었다. 예시적 합금 D - I의 각각은 연속 주조기(920)에서 배출되는 알루미늄 합금 물품이 약 450℃의 주조기 출구 온도를 갖도록 예시적 알루미늄 합금 물품(910)을 주조하고, 터널로(930)에서 약 550℃ 내지 약 570℃의 온도에서 2분 동안 균질화하고, 압연기(940)에서 알루미늄 합금 물품(910)을 약 530℃와 580℃ 사이의 온도에서 약 50% 내지 약 70% 감소시키고, 알루미늄 합금 물품(910)을 담금질 장치(950)로 물 담금질함으로써 제조되었다. 그리고 나서, 알루미늄 합금 물품(910)은 냉간 압연기(960)에서 2.0 mm의 최종 게이지로 냉간 압연되었다. T4 템퍼를 위해, 예시적인 알루미늄 합금은 약 3주 내지 약 4주 동안 자연적으로 시효되었다. 예시적 알루미늄 합금의 기계적 특성은 도 17에 도시되어 있다. T4 템퍼의 예시적인 합금에 대한 항복 강도(각 그룹에서 좌측 수직 줄무늬의(striped) 히스토그램), 극한 인장 강도(각 그룹에서 우측 수평 줄무늬의 히스토그램), 균일 연신(열린 원), 및 총 연신(열린 다이아몬드)이 도시되어 있다. 예시적인 합금 E 및 G는 고강도 및 우수한 변형성을 발휘하였다.
본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 다양한 목적 달성을 위해 설명되었다. 이러한 실시예는 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것으로 이해해야 한다. 다수의 변형 및 적용은 다음의 청구 범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법에 있어서,
    알루미늄 합금을 연속 주조하여 슬래브를 형성하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0 - 0.21 중량% Cr, 0 - 0.009 중량% Zn, 0 - 0.09 중량% Ti, 0 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 단계; 및
    최종 게이지 이전에 상기 슬래브를 냉간 압연하지 않고 상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하는 단계를 포함하는, 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.52 - 1.18 중량% Si, 0.13 - 0.30 중량% Fe, 0.52 - 1.18 중량% Cu, 0.12 - 0.28 중량% Mn, 0.52 - 1.18 중량% Mg, 0.04 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.006 중량% Zn, 0.01 - 0.06 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.70 - 1.0 중량% Si, 0.15 - 0.25 중량% Fe, 0.70 - 0.90 중량% Cu, 0.15 - 0.25 중량% Mn, 0.70 - 0.90 중량% Mg, 0.05 - 0.10 중량% Cr, 0.002 - 0.004 중량% Zn, 0.01 - 0.03 중량% Ti, 0.0006 - 0.001 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 주조된 슬래브는 상기 슬래브를 열간 압연하는 단계 전에 코일링되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬래브를 연속적으로 주조하는 연속 주조기로부터 배출 시 상기 슬래브를 냉각하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 냉각 단계는 상기 슬래브를 물로 담금질하는 것을 포함하는, 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 냉각 단계는 상기 슬래브를 공랭하는 것을 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하는 단계 전에 상기 슬래브를 중간 코일로 코일링하는 단계;
    상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하기 전에 상기 중간 코일을 예열하는 단계; 및
    상기 슬래브를 상기 최종 게이지로 열간 압연하기 전에 상기 중간 코일을 균질화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 용체화하는 단계;
    상기 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 담금질하는 단계; 및
    상기 최종 게이지의 알루미늄 합금 제품을 시효화하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 압연 단계가 수행되지 않는, 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬래브는 연속 주조 후 및 열간 압연 전에 약 8.0 mm보다 큰 길이의 균열을 갖지 않는, 방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 알루미늄 합금 제품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품은 알루미늄 합금 시트, 알루미늄 합금 플레이트, 또는 알루미늄 합금 세이트인, 알루미늄 합금 제품.
  14. 제12항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품은 T82 템퍼일 때에 적어도 약 365 MPa의 긴 횡방향 인장 항복 강도를 포함하는, 알루미늄 합금 제품.
  15. 제12항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품은 T4-템퍼일 때에 약 35° 내지 약 65°, T82-템퍼일 때에 약 110° 내지 약 130°, 및 세미-크래쉬 조건일 때에 약 90° 내지 약 130°의 내부 굽힘 각도를 포함하는, 알루미늄 합금 제품.
  16. 제12항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 제품은 차체 부품, 차량 부품, 운송 바디 부품, 항공 우주 바디 부품, 또는 전자 제품 하우징인, 알루미늄 합금 제품.
  17. 알루미늄 합금을 제조하는 방법에 있어서,
    알루미늄 합금을 연속 주조하여 슬래브를 형성하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0 - 0.21 중량% Cr, 0 - 0.009 중량% Zn, 0 - 0.09 중량% Ti, 0 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 단계; 및
    상기 슬래브를 최종 게이지 및 최종 템퍼로 열간 압연하는 단계를 포함하는, 알루미늄 합금을 제조하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 슬래브는 연속 주조 후 및 열간 압연 전에 약 8.0 mm보다 큰 길이의 균열을 갖지 않는, 방법.
  19. 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법에 있어서,
    연속 주조기에서 알루미늄 합금을 연속 주조하여 슬래브를 형성하는 단계로서, 상기 알루미늄 합금은 약 0.26 - 2.82 중량% Si, 0.06 - 0.60 중량% Fe, 0.26 - 2.37 중량% Cu, 0.06 - 0.57 중량% Mn, 0.26 - 2.37 중량% Mg, 0 - 0.21 중량% Cr, 0 - 0.009 중량% Zn, 0 - 0.09 중량% Ti, 0 - 0.003 중량% Zr, 및 최대 0.15 중량%의 불순물과 잔부 Al을 포함하는, 단계;
    상기 연속 주조기로부터 배출 시 상기 슬래브를 균질화하는 단계; 및
    상기 슬래브를 열간 압연하여 상기 슬래브의 두께를 적어도 50%만큼 감소시키는 단계를 포함하는, 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 균질화 단계는 약 500℃ 내지 약 580℃의 온도에서 수행되는, 방법.
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