KR20230090332A

KR20230090332A - 개선된 7xxx 알루미늄 합금

Info

Publication number: KR20230090332A
Application number: KR1020237015478A
Authority: KR
Inventors: 리네트 엠 카라빈; 존 엠 뉴맨; 캐롤린 지 노우드
Original assignee: 아르코닉 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2023-06-21
Also published as: CN116457488A; EP4232613A1; US20230250516A1; CA3194573A1; MX2023004562A; JP2023545854A; WO2022086997A1

Abstract

신규 7xxx 알루미늄 합금이 개시된다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 5.0 - 9.0 중량% Zn, 1.30 - 2.05 중량% Mg, 1.10 - 2.10 중량% Cu, 여기서 2.55 ≤ (중량% Cu + 중량% Mg) ≤ 3.85, 다음 중 적어도 하나 (i) 0.03~0.40 중량% Mg 및 0.02 - 0.15 중량% Zr, 여기서 0.05 ≤ (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.50, 최대 0.20 중량% Cr, 최대 0.20 중량% V, 최대 0.20 중량% Fe, 최대 0.15 중량% Si, 최대 0.15 중량% Ti, 및 최대 75 ppm B, 나머지는 알루미늄, 부수적 원소 및 불순물을 포함할 수 있다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은, 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 15 부피%의 재결정화된 결정립을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 형태일 수 있다. 신규 합금은 강도, 연신율, 파단 거동 및 내식성 중 적어도 두 개의 개선된 조합을 실현할 수 있다.

Description

개선된 7XXX 알루미늄 합금

본 발명은 개선된 7XXX 알루미늄 합금에 관한 것이다.

알루미늄 합금은 다양한 응용에서 유용하다. 그러나, 다른 하나의 특성이 저하되지 않으면서 알루미늄 합금의 한 특성을 개선시키는 것은 달성하기 힘들다. 예를 들어, 파단 인성 또는 내식성과 같이 다른 특성에 영향을 미치지 않고 가공용 알루미늄 합금의 강도를 증가시키는 것은 어렵다. 7xxx (Al-Zn-Mg계)는 부식에 취약하다. 예를 들어, 문헌[W. Gruhl, "고강도 AlZnMg 합금의 응력 부식 거동", 이탈리아 금속 협회 국제 회의 "항공 산업의 알루미늄 합금", 투린, 1976년 10월에 발표된 논문]을 참조한다.

광범위하게, 본 특허 출원은 신규 7xxx 알루미늄 합금, 및 이로부터 제조된 제품에 관한 것이다. 일반적으로, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 일반적으로 5.0 - 9.0 중량% Zn, 1.30 - 2.05 중량% Mg, 1.10 - 2.10 중량% Cu(여기서, 2.55 ≤ (중량% Cu + 중량% Mg) ≤ 3.85임), (i) 0.03 - 0.40 중량% Mn 및 0.02 - 0.15 중량% Zr(여기서, 0.05 ≤ (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.50임) 중 적어도 하나, 최대 0.20 중량% Cr, 최대 0.20 중량% V, 최대 0.20 중량% Fe, 최대 0.15 중량% Si, 최대 0.15 중량% Ti, 및 최대 75 ppm B를 포함하고(및 일부 경우에 이로 이루어지거나 본질적으로 구성되고) 나머지는 알루미늄, 부수적 원소 및 불순물이다. 하나의 접근법에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 일반적으로 5.8 - 7.5 중량% Zn, 1.50 - 2.0 중량% Mg, 1.30 - 2.05 중량% Cu(여기서, 2.55 ≤ (중량% Cu + 중량% Mg) ≤ 3.80임), (i) 0.03 - 0.40 중량% Mn 및 0.05 - 0.15 중량% Zr(여기서, 0.05 ≤ (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.50임) 중 적어도 하나, 최대 0.20 중량% Cr, 최대 0.20 중량% V, 최대 0.20 중량% Fe, 최대 0.15 중량% Si, 최대 0.15 중량% Ti, 및 최대 75 ppm B를 포함하고, 나머지는 알루미늄, 부수적 원소 및 불순물이다. 다른 하나의 접근법에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 6.0 - 7.0 중량% Zn, 1.50 - 1.65 중량% Mg, 1.35 - 1.55 중량%의 Cu, 0.15 - 0.35 중량% Mn, 0.07 - 0.15 중량% Zr, 최대 0.20 중량% Cr, 최대 0.20 중량% V, 최대 0.20 중량% Fe, 최대 0.15 중량% Si, 최대 0.15 중량% Ti, 및 최대 75 ppm B를 포함하고, 나머지는 알루미늄, 부수적 원소 및 불순물이다. 일 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.5 내지 4.0mm의 두께를 갖는 압연 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 형태이다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 15 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.95 부피% 이하의 분산질 함량을 포함하며, 분산질의 양은 조성식(중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34로부터 계산된다. 신규 7xxx 알루미늄 합금으로 제조된 제품은 강도, 연성(연신율), 파단 거동 및 내식성 중 둘 이상의 개선된 조합과 같이, 개선된 특성 조합을 실현할 수 있다.

I. 조성

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 일반적으로 5.0 - 9.0 중량% Zn을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 5.2 중량% Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 5.4 중량% Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 5.6 중량% Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 5.8 중량% Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 6.0 중량% Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 6.2 중량% Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 6.4 중량% Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 6.6 중량% Zn을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 8.8 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 8.6 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 8.4 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 8.2 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 8.0 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.8 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.6 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.5 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.4 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.3 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.2 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.1 중량% 이하의 Zn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7.0 중량% 이하의 Zn을 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 일반적으로 1.30 - 2.05 중량% Mg을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.35 중량% Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.40 중량% Mg을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.45 중량% Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.50 중량% Mg을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 2.0 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.95 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.90 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.85 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.80 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.75 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.70 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.65 중량% 이하의 Mg을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.60 중량% 이하의 Mg을 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 일반적으로 1.10 - 2.10 중량% Cu를 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.15 중량% Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.20 중량% Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.25 중량% Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.30 중량% Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.35 중량% Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1.40 중량% Cu를 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 2.05 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 2.0 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.95 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.90 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.85 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.80 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.75 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.70 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.65 중량% 이하의 Cu를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 1.60 중량% 이하의 Cu를 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금에 사용된 마그네슘과 구리의 조합된 양은 일반적으로 2.55 내지 3.85 중량%, 즉 2.55 ≤ (중량% Cu + 중량% Mg) ≤ 3.85이다. 일 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.60 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.60이다. 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.65 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.65이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.70 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.70이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.75 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.75이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.80 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.80이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.85 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.85이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.90 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.90이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 적어도 2.95 중량%, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.95이다.

일 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.80 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.80 이하이다. 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.75 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.75 이하이다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 중의 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.70 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.70 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.65 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.65 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.60 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.60 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.55 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.55 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.50 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.50 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.45 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.45 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.40 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.40 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.35 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.35 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.30 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.30 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.25 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.25 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.20 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.20 이하이다. 또 다른 구현예에서, 마그네슘과 구리의 조합된 양은 3.15 중량% 이하, 즉 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.15 이하이다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 7xxx 알루미늄 합금에 포함된 마그네슘의 양보다 적은 구리, 즉 중량% Cu ≤ 중량% Mg을 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.03 - 0.40 중량% Mn, 및 0.02 - 0.15 중량% Zr, 여기서 0.05 ≤ (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.50, 즉 망간과 지르코늄의 조합된 양은 0.05 내지 0.50 중량%이다. 일 구현예에서, 망간과 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.08 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.08 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.10 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.10 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.12 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.12 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.14 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.14 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.16 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.16 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.18 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.18 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.20 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.20 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.22 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.22 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.24 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.24 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.26 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.26 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.28 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.28 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 적어도 0.30 중량%, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≥ 0.30 중량%이다.

일 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 0.45 중량% 이하, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.45 중량%이다. 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 0.40 중량% 이하, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.40 중량%이다. 또 다른 구현예에서, 망간 및 지르코늄의 조합된 양은 0.38 중량% 이하, 즉 (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.38 중량%이다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.02 - 0.15 중량% Zr을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.08 중량% Zr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.10 중량% Zr을 포함한다. 일 구현예에서, 지르코늄 함량은 (예를 들어, Al₃Zr 일차 미립자와 같이, 주조 동안 형성된 일차 미립자를 제한/방지하기 위해) 7xxx 알루미늄 합금 조성물의 페리테틱 미만이다. 일 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.13 중량% 이하의 Zr을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.12 중량% 이하의 Zr을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.11 중량% 이하의 Zr을 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 0.03 - 0.50 중량% Mn을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.08 중량% Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.10 중량% Mn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.12 중량% Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.15 중량% Mn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.18 중량% Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.20 중량% Mn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.22 중량% Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.25 중량% Mn을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.45 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.40 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.35 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.30 중량% 이하의 Mn을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.28 중량% 이하의 Mn을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.20-0.30 중량% Mn을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.08-0.13 중량% Zr을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.20-0.30 중량% Mn 및 0.08-0.13 중량% Zr을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.20-0.30 중량% Mn 및 0.08-0.12 중량% Zr을 포함하되, 지르코늄 함량은 7xxx 알루미늄 합금 조성물의 페리테틱 미만이다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.20-0.30 중량% Mn 및 0.08-0.11 중량% Zr을 포함하되, 지르코늄 함량은 7xxx 알루미늄 합금 조성물의 페리테틱 미만이다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 최대 0.20 중량% Cr을 포함한다. 하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 내지 0.20 중량% Cr을 포함한다. 다른 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.15 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.04 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.02 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.01 중량% 이하의 Cr을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.005 중량% 이하의 Cr을 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 최대 0.20 중량% V를 포함할 수 있다. 하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 내지 0.20 중량% V를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.15 중량% 이하의 V를 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 V를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 V를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 V를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.04 중량% 이하의 V를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 V를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.02 중량% 이하의 V를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.01 중량% 이하의 V를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.005 중량% 이하의 V를 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 최대 0.20 중량% Fe를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.01 중량% Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.03 중량% Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.05 중량% Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.07 중량% Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.09 중량% Fe를 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.18 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.16 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.14 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.12 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 일부 구현예에서, 철은 상당히 낮은 수준으로 제한되며, 이는 개선된 굽힘 특성을 용이하게 할 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.06 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Fe를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.04 중량% 이하의 Fe를 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 최대 0.15 중량% Si을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.01 중량% Si을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.03 중량% Si을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.05 중량% Si을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.12 중량% 이하의 Si을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Si을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Si을 포함한다. 일부 구현예에서, 실리콘은 상당히 낮은 수준으로 제한되며, 이는 개선된 굽힘 특성을 용이하게 할 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.07 중량% 이하의 Si을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.06 중량% 이하의 Si을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Si을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.04 중량% 이하의 Si을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.03 중량% 이하의 Si을 포함한다.

전술한 바와 같이, 7xxx 알루미늄 합금은 최대 0.15 중량% Ti를 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.005 중량% Ti를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.01 중량% Ti를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.015 중량% Ti를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.020 중량% Ti를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 0.025 중량% Ti를 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.12 중량% 이하의 Ti를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.10 중량% 이하의 Ti를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.08 중량% 이하의 Ti를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 0.05 중량% 이하의 Ti를 포함한다.

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 최대 75 ppm B(붕소)를 포함할 수 있다. 붕소는 티타늄 디보라이드의 형태일 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 1 ppm B를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 3 ppm B를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 5 ppm B를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 8 ppm B를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 적어도 10 ppm B를 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 70 ppm 이하의 B를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 60 ppm 이하의 B를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 50 ppm 이하의 B를 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금은 40 ppm 이하의 B를 포함한다.

전술한 바와 같이, 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 언급한 합금 성분을 포함하고, 나머지는 알루미늄, 선택적인 부수적 원소와 불순물이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "부수적 원소"는 합금의 제조를 돕기 위해 합금에 임의로 첨가될 수 있는, 전술한 원소 이외의 원소 또는 재료를 의미한다. 부수적 원소의 예시는 탈산화제와 같은 주조 보조제를 포함한다. 선택적인 부수적 원소는 합금에 최대 1.0 중량%의 누적량으로 포함될 수 있다. 하나의 비제한적인 예시로서, 예를 들어 산화물 접힘, 피트 및 산화물 패치로 인한 잉곳 균열을 감소시키거나 제한하기 위해(그리고 일부 경우에 제거하도록) 주조 동안에 하나 이상의 부수적 원소가 합금에 첨가될 수 있다. 이들 유형의 부수적 원소는 일반적으로 본원에서 탈산화제로서 지칭된다. 일부 탈산화제의 예시는 Ca, Sr, 및 Be를 포함한다. 칼슘(Ca)이 합금에 포함되는 경우에, 이는 대체로 최대 약 0.05 중량%, 또는 최대 약 0.03 중량%의 양으로 존재한다. 일부 구현예에서, Ca는 약 0.001-0.03 중량% 또는 약 0.05 중량%, 예컨대 0.001-0.008 중량%(또는 10 내지 80 ppm)의 양으로 합금에 포함된다. 스트론튬(Sr)은 (전체적 또는 부분적으로) Ca 대체제로서 합금에 포함될 수 있으므로, Ca와 동일하거나 유사한 양으로 합금에 포함될 수 있다. 전통적으로, 베릴륨(Be) 첨가는 잉곳 균열의 경향을 감소시키는 데 도움을 주었지만, 환경, 건강 및 안전상의 이유로, 합금의 일부 구현예는 실질적으로 Be이 제거된다. Be가 합금에 포함되는 경우에, 이는 일반적으로 최대 약 20 ppm의 양으로 존재한다. 부수적 원소는 소량으로 존재할 수 있거나, 상당량 존재할 수 있고, 합금이 본원에 설명된 바람직한 특성을 보유하는 한, 본원에 설명된 합금으로부터 벗어나지 않기만 하면, 그 자체로 바람직하거나 다른 특성을 추가할 수 있다. 그러나, 본 개시의 범주는, 본원에서 요구되고 달성되는 특성의 조합에 달리 영향을 미치지 않을 수 있는 양의 원소(들)의 단순한 첨가를 통해, 회피되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다.

신규 7xxx 알루미늄 합금은 소량의 불순물을 함유할 수 있다. 일 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 총 0.15 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄 합금은 각각 0.05 중량% 이하의 불순물을 포함한다. 다른 구현예에서, 신규 7xxx 알루미늄 합금은 총 0.10 중량% 이하의 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄 합금은 각각 0.03 중량% 이하의 불순물을 포함한다.

신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 리튬이 실질적으로 없고, 즉, 리튬은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Li, 또는 0.01 중량% 미만의 Li을 포함한다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 은이 실질적으로 없고, 즉, 은은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Ag, 또는 0.01 중량% 미만의 Ag를 포함한다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 납이 실질적으로 없고, 즉, 납은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Pb, 또는 0.01 중량% 미만의 Pb를 포함한다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 카드뮴이 실질적으로 없고, 즉, 카드뮴은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Cd, 또는 0.01 중량% 미만의 Cd를 포함한다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 탈륨이 실질적으로 없고, 즉, 탈륨은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Tl, 또는 0.01 중량% 미만의 Tl을 포함한다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 스칸듐이 실질적으로 없고, 즉, 스칸듐은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Sc, 또는 0.01 중량% 미만의 Sc를 포함한다. 신규 7xxx 알루미늄 합금은 대체로 니켈이 실질적으로 없고, 즉, 니켈은 불순물로서만 포함되고, 일반적으로 0.04 중량% 미만의 Ni, 또는 0.01 중량% 미만의 Ni을 포함한다.

II. 제조 방법

신규 7xxx 알루미늄 합금은 잉곳 또는 스트립으로 주조(예, 직접 냉각 주조 또는 연속 주조)한 다음, ANSI H35.1(2009)에 따라 T 템퍼, W 템퍼, O 템퍼, 또는 F 템퍼 중 하나와 같이, 다양한 템퍼를 달성하기 위해 적절한 처리를 수행하여 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 신규 알루미늄 합금은 ANSI H35.1(2009)에 따라 T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9 또는 T10 템퍼 중 어느 하나와 같이 "T 템퍼"로 가공될(열적으로 처리될) 수 있다. 이들 중, T6 및 T7 템퍼는 특히 관련이 있을 수 있다.

일 구현예에서, 그리고 이제 도 1을 참조하면, 방법(100)은 상기 섹션 I 에서 설명된 알루미늄 합금 중 어느 하나의 잉곳 또는 스트립을 주조하는 단계(105)를 포함할 수 있다. 주조 후, 잉곳이 균질화될 수 있으며(110), 균질화는 (필요할 경우) 스캘핑, 라딩 또는 박리를 포함할 수 있다. 균질화 단계(110)는 미국 특허 제6,672,368호에 설명된 것과 같은 연속 주조 스트립으로 건너뛸 수 있다. 그 다음, 잉곳/스트립을 최종 게이지로 압연(115)시킨다. 일 구현예에서, 최종 게이지 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 갖는다. 압연 단계(115)는 일반적으로 중간 게이지(117)로의 열간 압연 후 최종 게이지(121)로의 냉간 압연을 포함한다. 중간 어닐링(119)은 열간 압연(117)과 냉간 압연(121) 사이에서 임의로 완료될 수 있다. 압연 단계(115) 후, 제품을 용액 열처리한 다음 신속하게 급냉할 수 있다(125). 이러한 단계(125)의 용액 열처리 부분은 일반적으로 석출 경화 상(예를 들어, η(에타) 상)의 큰 부피 분율을 용해시키기에 충분한 온도로 그리고 충분한 시간 동안 최종 게이지 제품을 가열하는 단계를 포함한다. 이러한 단계(125)의 급냉 부분은 일반적으로 용액 열처리된 재료를 신속하게 200℉ 미만(예, 100℉ 미만)까지, 일반적으로 초당 적어도 100℉의 냉각 속도로, 예컨대 침수 및/또는 분무에 의해 냉각시키는 것을 포함한다. 일 구현예에서, 단계(125)의 급냉 속도는 적어도 1000℉/초이다. 다른 구현예에서, 단계(125)의 급냉 속도는 적어도 10,000℉/초이다.

용액 열처리 및 급냉 단계(125) 후, 재료는, 예컨대 200-450℉ 범위 내의 하나 이상의 온도로 가열함으로써 인위적으로 에이징(130)될 수 있다. 일 구현예에서, 인위적 에이징은 T6 템퍼로의 피크 강도 에이징을 포함한다. 피크 강도 에이징 템퍼는, 제품이 적절한 에이징 곡선에 의해 결정했을 때, 그의 피크 강도의 약 20 MPa(

3 ksi) 이내의 강도를 실현하는 경우이다. 일 구현예에서, 인위적 에이징은 T7 또는 T77 템퍼로의 오버에이징을 포함한다. 오버에이징 템퍼는, 제품이 적절한 에이징 곡선에 의해 결정했을 때, 피크 강도를 넘어 피크 강도보다 20 MPa(

3 ksi)를 초과하는 강도까지 에이징되는 경우이다. 오버에이징은 개선된 내식성을 용이하게 할 수 있다. 인위적 에이징 단계(130)는 알루미늄 시트 제조업체에 의해 완료될 수 있거나, 인위적 에이징 단계(130)는 자동차 제조업체에 의해 (예, 페인트 베이킹의 일부로서) 완료될 수 있다.

일 구현예에서, 인위적 에이징 단계(130)는 두 단계 에이징 관행이며, 선택적으로 페인트 베이킹 단계가 이어지고, 여기서 합금은 제1 기간 동안 제1 온도에서 유지된 다음 제2 기간 동안 제2 온도에서 유지된다. 일 구현예에서, 제1 온도는 225-275℉의 범위 내에 있고, 제1 시간은 2 내지 16시간(예, 6 내지 10시간)이다. 제2 온도는 일반적으로 제1 온도보다 높고, 예를 들어 제1 온도보다 25℉ 내지 100℉ 높다. 일 구현예에서, 제2 온도는 300-350℉의 범위 내에 있고, 제1 시간은 2 내지 16시간(예, 6 내지 10시간)이다. 두 단계 에이징 관행은, 미국 특허 제6,972,110호에 설명된 것과 같은 종래의 세 단계 에이징 관행과 상이한데, 이는 두 단계 에이징 관행이 두 단계만을 포함하기 때문인데, 즉, 제2 단계의 종료 후, 선택적인 페인트 베이킹 단계를 제외하고, 제품에 적용되는 추가적인 인위적 에이징 단계가 없다.

일 구현예에서, 이제 도 2를 참조하면, 대안적인 처리가 사용된다. 본 구현예(100')에서, 신규 압연후 어닐링(200)이 압연 단계(115) 이후 및 용액 열처리 및 급냉 단계(125) 이전에 완료되는 것을 제외하고는, 도 1과 동일한 단계가 적용된다. 본 구현예에서, 최종 게이지 재료는 525℉ 내지 850℉ 범위 내의 하나 이상의 어닐링 온도(210)에서 그리고 0.5 내지 50시간 범위 내의 하나 이상의 어닐링 시간(220)에서 어닐링(200)된다. 그 다음, 어닐링 제품을 분당 500℉ 이하의 냉각 속도(230)에서 200℉ 이하의 온도로 서서히 냉각시킨다. 시간-온도 프로파일은 후술하는 바와 같이, 최종 제품에서 원하는 양의 재결정화를 달성하도록 선택될 수 있다. 일 구현예에서, 신규 어닐링 공정(200)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 15-95 부피%의 재결정화된 결정립(240)을 갖고 부분적으로 재결정화된 최종 제품을 용이하게 한다. 이러한 맞춤형 최종 제품은, 본원의 실시예에 의해 나타낸 바와 같이, 개선된 특성들의 조합을 실현할 수 있다. 일 구현예에서, 어닐링은 유도 퍼니스 및 상응하는 유도 가열을 통해 완료된다.

일 구현예에서, 어닐링(200)은 적절한 가열 속도(212)를 사용하여 최종 게이지 7xxx 시트 제품의 코일을 어닐링 온도(210)로 가열함으로써 완료되고, 그 후 제품이 어닐링 시간 동안 어닐링 온도(220)에서 유지된다. 그 다음, 코일을 퍼니스로부터 제거하여 주변 온도에 도달할 때까지, 즉 코일이 냉각될 때까지, 코일이 주변 조건에 안착되게 함으로써 코일을 냉각시킬 수 있다. 코일 냉각은 본원에서 설명된 느린 냉각 속도(230)를 초래할 수 있다.

전술한 바와 같이, 어닐링 온도(210)는 재결정화의 양 및/또는 최종 제품에서 원하는 결정립 크기에 따라 525℉ 내지 850℉일 수 있다. 결정립 크기는 아래의 정의 섹션에 정의되어 있다. 미세 구조가 부분적으로 재결정화되는 경우, 결정립 크기는 재결정화 및 재결정화되지 않은 결정립 둘 다를 고려하여 얻은 값을 지칭한다. 상기 언급된 온도 범위 내의 다수의 어닐링 온도가 선택될 수 있다. 일 구현예에서, 어닐링 온도는 적어도 575℉이다. 다른 구현예에서, 어닐링 온도는 적어도 625℉이다. 또 다른 구현예에서, 어닐링 온도는 적어도 675℉이다. 일 구현예에서, 어닐링 온도는 825℉ 이하이다. 다른 구현예에서, 어닐링 온도는 775℉ 이하이다. 일 구현예에서, 어닐링 온도는650-800℉이다. 또 다른 구현예에서, 어닐링 온도는 675-750℉이다. 가열 속도(212)는 재결정화된 결정립의 적절한 양 및/또는 크기의 달성을 용이하게 하는 임의의 적절한 가열 속도, 예컨대 하기 실시예 1, 표 2에 설명된 임의의 가열 속도일 수 있다. 일 구현예에서, 어닐링 가열 속도(제품이 어닐링 온도의 10℉ 이내가 될 때까지 주변 온도로부터 측정됨)는 25℃ 내지 50℃/시간(측정 용이성을 위해 사용되는 선형 계산법)이다.

전술한 바와 같이, 어닐링 시간(220)은 최종 제품에서 원하는 재결정화의 양 및/또는 결정립 크기에 따라 0.5 내지 50시간일 수 있고, 다수의 어닐링 시간이 선택될 수 있다. 일 구현예에서, 어닐링 시간은 적어도 1시간이다. 일 구현예에서, 어닐링 시간은 적어도 2시간이다. 일 구현예에서, 어닐링 시간은 40시간 이하이다. 다른 구현예에서, 어닐링 시간은 30시간 이하이다.

전술한 바와 같이, 어닐링 냉각 속도(230)는 어닐링 온도(210)로부터 200℉까지 재료를 냉각시키는 데 걸리는 시간에 의해 측정했을 때 대체로 500℉/분 이하이다. 일 구현예에서, 어닐링 냉각 속도(230)는 100℉/분 이하이다. 다른 구현예에서, 어닐링 냉각 속도(230)는 10℉/분 이하이다. 또 다른 구현예에서, 어닐링 냉각 속도(230)는 5℉/분 이하이다. 다른 구현예에서, 어닐링 냉각 속도(230)는 2℉/분 이하이다. 전술한 바와 같이, 어닐링 냉각 속도(230)는 코일 냉각에 의해 달성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 신규 어닐링 공정(200)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 15-95 부피%의 재결정화된 결정립(240)을 갖고 부분적으로 재결정화된 최종 제품을 용이하게 한다. 일 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 적어도 20 부피%의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다. 다른 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 적어도 25 부피%의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다.

일 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 95 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다. 다른 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 90 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다. 또 다른 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 85 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다. 다른 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 80 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다. 또 다른 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 75 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다. 다른 구현예에서, 어닐링 공정(200)은 70 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 갖는 재료를 제조한다.

이제 도 2-3을 참조하면, 전술한 바와 같이, 어닐링(200)이 압연(115) 후 및 용액 열처리 전에(125) 완료되어 맞춤형 재결정화된 결정립 양 및/또는 크기를 갖는 7xxx 시트 제품을 제조할 수 있음을 놀랍게도 발견하였다. 하기의 실시예가 나타내는 바와 같이, 재결정화의 양 및/또는 결정 크기를 맞추면, 강도, 연신율, 파단 거동(본원에 설명된 3점 굽힘 시험을 사용하여 평가됨), 및 내식성 중 적어도 두 개의 개선된 조합과 같이, 개선된 특성의 조합의 실현을 용이하게 할 수 있다. 이제 도 3을 참조하면, 일 구현예에서, 방법(300)은, 압연된 7xxx 시트 제품에서 달성하기 위해 재결정화의 양을 미리 선택하는 단계(305)를 포함한다. 미리 선택된 재결정화의 양은 15-95%의 재결정화(308), 또는 전술한 단락에 설명된 임의의 재결정화 양일 수 있다. 상기 방법(300)은, 재결정화 사전 선택 단계(305)에 적어도 부분적으로 기초하여, 압연된 7xxx 시트 제품에 대해 완료되도록 어닐링 조건을 사전 선택하는 단계(315)를 추가로 포함하며, 미리 선택된 어닐링 조건은 어닐링(200)에 사용될 하나 이상의 어닐링 온도(317) 및/또는 하나 이상의 어닐링 시간(319)을 사전 선택하는 것을 포함한다. 미리 선택된 가열 속도(318)가 또한 선택될 수 있으며, 가열 속도는 미세 구조의 재결정화의 양 및/또는 평균 결정립 크기에 영향을 미칠 수 있다. 미리 선택된 어닐링 급냉 속도(321)가 또한 선택될 수 있다. 상기 방법은 미리 선택된 어닐 조건(315)을 사용하여 어닐링(200)을 완료하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 적어도 부분적으로는 미리 선택된 어닐링 조건(315)으로 인해, 압연된 7xxx 시트 제품은, 전술한 단락에서 설명된 재결정화 양 중 어느 하나와 같이, 선택된 재결정화 양(즉, 재결정화된 결정립의 양)을 실현(325)할 수 있다. 유사하게, 비록 나타내지 않았지만, 결정립 크기는 하기 실시예 1, 표 3에 나타낸 결정립 크기 중 임의의 것과 같이 미리 선택될 수 있다. 적어도 부분적으로는 미리 선택된 어닐링 조건(315)으로 인해, 압연된 7xxx 시트 제품은 미리 선택된 결정립 크기를 실현할 수 있다.

일례로서, 그리고 이제 도 4를 참조하면, 실시예 1(하기)의 합금 E는 60.9℉/시간의 가열 속도(선형)로 625℉까지 가열하고, 2시간 동안 625℉에서 유지한 다음, 실온으로 서서히 냉각시키고, 이어서 7분 동안 870℉에서 용액 열처리한 다음, 급냉하여 70%의 재결정화된 미세 구조를 달성하였다. 나타낸 바와 같이, 재결정화된 결정립은 일반적으로 두께를 통해 재결정화되지 않은 결정립과 균질하게 혼합된다. 이는, 일부 재결정화된 결정립이 표면 근처에서 발견될 수 있지만 내부는 재결정화되지 않는, 공지된 비재결정화 시트 제품과 완전히 상이하다. 도 4의 미세 구조의 결정립 크기는 56.4 μm였다(재결정화된 결정 및 재결정화되지 않은 결정립 크기 둘 다를 포함함).

다른 예시로서, 그리고 이제 도 5를 참조하면, 이제, 49.8℉/시간의 가열 속도(선형)로 525℉까지 가열하고, 525℉에서 24시간 동안 유지한 다음, 실온으로 서서히 냉각시키고, 이어서 870℉에서 7분 동안 용액 열처리한 다음, 수냉함으로써, 합금 G에서 99%의 재결정화된 미세 구조를 달성하였다. 도 5의 미세 구조의 결정립 크기는 65.2 μm였다.

다른 예시로서, 그리고 이제 도 6을 참조하면, 이제, 72.0℉/시간의 가열 속도(선형)로 725℉까지 가열하고, 725℉에서 2시간 동안 유지한 다음, 실온으로 서서히 냉각시키고, 이어서 870℉에서 7분 동안 용액 열처리한 다음, 수냉함으로써, 합금 E에서 60%의 재결정화된 미세 구조를 달성하였다. 도 6의 미세 구조의 결정립 크기는 67.1 μm였다. 후속 에이징 시, 이러한 미세 구조는 기계적 특성의 개선된 조합을 실현한다(하기 실시예 1 참조).

다른 예시로서, 그리고 이제 도 7을 참조하면, 72.0℉/시간의 가열 속도(선형)로 725℉로 가열하고, 725℉에서 2시간 동안 유지한 다음, 실온으로 서서히 냉각시키고, 이어서 870℉에서 7분 동안 용액 열처리한 다음, 수냉함으로써, 합금 G에서 92%의 재결정화된 미세 구조를 달성하였다. 도 7의 미세 구조의 결정립 크기는 100.5 μm였다. 후속 에이징 시, 이러한 미세 구조는 기계적 특성의 개선된 조합을 실현한다(하기 실시예 1 참조).

도 1-2를 다시 참조하면, 전술한 바와 같이, 압연(도 1) 및 임의의 압연후 어닐링(도 2) 후에, 최종 게이지 시트 제품은 용액 열처리되고 급냉된다(125). 　 일 구현예에서, 용액 열처리 및 급냉 단계는 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 제조자에 의해 달성되며, 그 후 제품은 (i) 고객에게 (예를 들어, W-템퍼에서) 배송되거나 (ii) 전술한 바와 같이인위적으로 에이징된(130) 다음 고객에게 배송되는 것 중 하나이다.

다른 구현예에서, 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 제조업체는 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품을 F 템퍼(제작 시) 또는 O 템퍼(어닐링 시)로 자동차 제조업체와 같은 고객에게 배송하고, 이들은 용액 열처리 및 급냉 단계(125) 및 임의의 인위적 에이징 단계(130)를 완료한다. 　 일 구현예에서, 고객은 열간 성형 작업의 일부로서 용액 열처리 및 급냉 단계(125)를 완료하되, 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 용액 열처리 온도로 가열된 다음 부품(예, 자동차 부품)으로 형성된다. 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품을 구성 요소 내에 형성하기 위해 사용되는 툴은, 일반적으로 재료를 복잡한 형상으로 변형시킨다. 일 구현예에서, 열간 성형은 하나 이상의 다이에 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품을 형성하는 단계를 포함한다. 　 툴링 온도는 용액 열처리 온도보다 실질적으로 낮을 수 있다. 따라서, 최종 게이지 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 급냉은 툴과의 접촉으로 인해 발생할 수 있다. 　 일부 구현예에서, 툴은 물 또는 공기 냉각될 수 있다. 　 그 다음, 형성된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 하나 이상의 단계에서 인위적으로 에이징(130)될 수 있다. 일 구현예에서, 인위적 에이징 단계 중 적어도 하나는 페인트 베이킹을 (예를 들어, 180-190℃에서 20-40분 동안) 포함한다.

III. 미세구조

전술한 바와 같이, 7xxx 알루미늄 합금 제품은 독특한 미세 구조를 실현할 수 있으며, 이는 적어도 부분적으로 본원에 나타낸 고유 특성을 야기할 수 있다. 예를 들어, 7xxx 알루미늄 합금은 부분적으로 재결정화되거나 완전히 재결정화될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "부분적으로 재결정화된"은, 아래의 정의 섹션에서 설명된 재결정화 측정 절차 를 사용하여 측정된 바와 같이, 15-95%의 재결정화를 제품이 실현함(즉, 15-95 부피%의 재결정화된 결정립을 함유함)을 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 완전 재결정화된 제품은 하기 정의 섹션에 설명된 재결정화 측정 절차 를 사용하여 측정된 바와 같이, 96-100% 재결정화가 된다(즉, 96-100 부피% 재결정화된 결정립을 함유함).

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 제품은 완전 재결정화된 시트 제품이다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 제품은, 15-95 부피%의 재결정화된 결정립을 갖는, 부분적으로 재결정화된 시트 제품이다. 일 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 20 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 25 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 30 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 35 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 일 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 90 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 포함한다. 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 85 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 80 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 포함한다. 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 75 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 부분적으로 재결정화된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 70 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 30 내지 80 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 35 내지 75 부피%의 재결정화된 결정립을 포함한다.

7xxx 알루미늄 합금 제품은 적절한 양의 분산질을 함유할 수 있으며, 분산질의 양은 조성식 (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34로부터 계산된다. 하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.07 내지 1.95 부피%의 분산질을 포함한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 0.08 부피%의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 0.09 부피%의 분산질을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 0.10 부피%의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 0.11 부피%의 분산질을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 0.12 부피%의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 0.13 부피%의 분산질을 포함한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.90 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.85 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.80 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.70 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.60 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.50 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.40 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.30 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.20 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.10 부피% 이하의 분산질을 포함한다. 하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.80 내지 1.20 부피%의 분산질을 포함한다.

7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 석출 경화상을 함유할 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 M-상 및 S-상 석출물 중 적어도 하나를 함유한다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 T-상 석출물이 없다. M-상, S-상 및 T-상 석출물의 존재 또는 부재, 및 이들의 상응하는 고용선 온도(들)는 THERMO-CALC 소프트웨어(https://www.thermocalc.com/, Therom-Calc, Rεsundavδgen 18, SE-169 67 Solna, Sweden)를 사용하여 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스, 버전 5, "TCAL5", 또는 합금 조성물에 기초한 7xxx의 등가 소프트웨어 프로그램을 사용하여 결정되어야 한다. 일 양태에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 M-상 석출물을 함유하고, M-상 석출물은 744-810℉(395.6-413.9℃) 범위의 고용선 온도를 갖는다.

하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 M-상 및 S-상 석출물 모두를 함유하고, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 S-상 석출물은 850℉(454.4℃) 이하의 고용선 온도를 갖는다. 다른 구현예에서, S-상 석출물은 845℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, S-상 석출물은 840℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 다른 구현예에서, S-상 석출물은 835℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, S-상 석출물은 830℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 다른 구현예에서, S-상 석출물은 825℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 일 구현예에서, S-상 석출물은 820℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 다른 구현예에서, S-상 석출물은 815℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, S-상 석출물은 810℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 다른 구현예에서, S-상 석출물은 805℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 또 다른 구현예에서, S-상 석출물은 800℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다. 다른 구현예에서, S-상 석출물은 795℉ 이하의 고용선 온도를 갖는다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 M-상 및 S-상 석출물을 모두 함유하고, M-상 석출물은 744-810℉ (395.6-413.9℃) 범위의 고용선 온도를 가지며, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 S-상 석출물은 전술한 고용선 온도의 임의의 온도와 같이 850℉ (454.4℃) 이하의 고용선 온도를 가지며, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 T-상 침전물이 없다.

IV. 특성

전술한 바와 같이, 신규 7xxx 알루미늄 합금으로 제조된 제품은 강도, 연성, 파단 거동(예, 3점 굽힘 시험을 사용하여 평가됨) 및 내식성 중 둘 이상의 개선된 조합과 같이, 개선된 특성 조합을 실현할 수 있다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 450 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 460 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 470 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 일부 구현예에서, 상기 강도 값은 연속적으로 주조된 재료와 순응한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 (예를 들어, DC(직접-냉각) 또는 전자파 주조를 사용하여) 잉곳으로서 주조된 다음 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 갖는 최종 게이지 재료로 가공된다. 잉곳 캐스트 구현예에서, 강도 값은 더 높을 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 480 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 490 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 500 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 510 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 520 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 530 MPa의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며 적어도 540 MPa 이상의 인장 항복 강도(LT)를 실현한다.

하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 아래 정의 섹션에서 설명된 "3점 굽힘 시험"에 따라 적어도 5.8 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현할 수 있다. 　 아래에서 언급한 바와 같이, 모든 3점 굽힘 시험은 2.0 ± 0.05 mm에서 수행될 것이다. 　 따라서, 두께가 0.5 내지 1.94 mm 또는 2.06 내지 4.0 mm인 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 경우, 이러한 제품에 대한 굽힘 연장부는 2.0 ± 0.05 mm로 제품을 재현함으로써 결정되고, 그 후에 그의 3점 굽힘 연장부가 측정된다. 　 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.0 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 　 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.1 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 　 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.2 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 　 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.3 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 　 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.4 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 　 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.5 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 　 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 6.6 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 일부 구현예에서, 상기 3점 굽힘 연장 값은 연속적으로 주조된 재료와 순응한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 (예를 들어, DC 잉곳으로서 주조된 다음 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 갖는 최종 게이지 재료로 가공된다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 (예를 들어, DC(직접-냉각) 또는 전자파 주조를 사용하여) 잉곳으로서 주조된 다음 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 갖는 최종 게이지 재료로 가공되며, 이 경우 3점 굽힘 연장부 값은 높을 수 있다. 일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0mm의 두께를 가지며, 적어도 6.7 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 6.8 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 7.0 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 7.2 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 7.4 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 7.6 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 7.8 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 8.0 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 8.2 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 8.4 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 8.6 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 8.8 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.0 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.2 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.4 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.5 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.6 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.7 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.8 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 9.9 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 적어도 10.0 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현한다.

하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 연속적으로 주조된 스트립으로부터 제조되고, 공식 Y = -0.02X+Z에 의해 정의된 직선 위의 연장 관계에서 3점 굽힘까지의 강도를 실현하며, 여기서 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 TYS(LT)(MPa)인 X는 적어도 450 MPa이고, Y는 7xxx 알루미늄 시트의 LT 3점 굽힘 연장부(mm)이고 적어도 5.8 mm이면, Z는 15.0이다. 일 구현예에서, Z는 15.25이다. 다른 구현예에서, Z는 15.5이다. 또 다른 구현예에서, Z는 15.75이다. 다른 구현예에서, Z는 16.0이다. 또 다른 구현예에서, Z는 16.25이다. 다른 구현예에서, Z는 16.5이다. 또 다른 구현예에서, Z는 16.75이다. 예시로서, Z가 16.0이고 합금의 TYS(LT)가 450 MPa일 때, 3점 굽힘 연장부는 적어도 7.0 mm일 것이다. 다른 예시로서, Z가 16.25이고 3점 굽힘 연장부가 6.6 mm일 때, 합금의 TYS(LT)는 적어도 482 MPa(LT)일 것이다.

다른 하나의 접근법에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 잉곳으로부터 제조되고, 공식 Y = -0.039X+Z에 의해 정의된 직선 위의 연장 관계에서 3점 굽힘까지의 강도를 실현하며, 여기서 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 TYS(LT)(MPa)인 X는 적어도 450 MPa이고, Y는 7xxx 알루미늄 시트의 LT 3점 굽힘 연장부(mm)이고 적어도 7.0 mm이면, Z는 25.25이다. 일 구현예에서, Z는 25.5이다. 다른 구현예에서, Z는 25.75이다. 또 다른 구현예에서, Z는 26.0이다. 다른 구현예에서, Z는 26.25이다. 또 다른 구현예에서, Z는 26.5이다. 다른 구현예에서, Z는 26.75이다. 또 다른 구현예에서, Z는 27.0이다. 다른 구현예에서, Z는 27.25이다. 또 다른 구현예에서, Z는 27.5이다. 다른 구현예에서, Z는 27.75이다. 또 다른 구현예에서, Z는 28.0이다. 다른 구현예에서, Z는 28.25이다. 또 다른 구현예에서, Z는 28.5이다. 예시로서, Z가 26.25이고 합금의 TYS(LT)가 470 MPa일 때, 3점 굽힘 연장부는 적어도 7.9 mm일 것이다. 다른 예시로서, Z가 27.75이고 3점 굽힘 연장부가 8.9 mm일 때, 합금의 TYS(LT)는 적어도 483 MPa(LT)일 것이다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G34-01(2018)에 따라 시험될 때 적어도 EB의 박리 등급을 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G34-01(2018)에 따라 시험될 때 적어도 EA의 박리 등급을 실현한다. 또 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G34-01(2018)에 따라 시험될 때 적어도 P의 박리 등급을 실현한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, 353 MPa의 순 응력에서 LT 방향으로 적어도 20일의 ASTM G44-99(2013) 시험을 통과하되, 7xxx 알루미늄 합금 시트의 모든 5개의 시편은 20일 동안 ASTM G44 시험에 생존한다.

일 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G110-92(2015)에 따라 6시간 동안 시험했을 때 50 μm 이하의 평균 공격 깊이를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G110-92(2015)에 따라 6시간 동안 시험했을 때 40 μm 이하의 평균 공격 깊이를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G110-92(2015)에 따라 6시간 동안 시험했을 때 30 μm 이하의 평균 공격 깊이를 실현한다. 다른 구현예에서, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 가지며, ASTM G110-92(2015)에 따라 6시간 동안 시험했을 때 25 μm 이하의 평균 공격 깊이를 실현한다.

V. 제품 응용 분야

본원에 설명된 신규 알루미늄 합금은 자동차 및/또는 산업 응용 분야와 같은 다양한 제품 응용 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 신규 합금은 자동차의 바디-인-화이트 부품 또는 다른 구조적 부품(예, B-필라, 도어 빔, 루프 레일)에 사용될 수 있다.

VI. 정의

"가공 알루미늄 합금 제품"은 주조 후 열간 가공되고, 롤형 제품(시트 또는 플레이트), 단조 제품, 및 압출된 제품을 포함하는 알루미늄 합금 제품을 의미한다.

열간 압연과 같은 "열간 가공"은 고온, 및 일반적으로 적어도 250℉에서 알루미늄 합금 제품을 가공하는 것을 의미한다. 열간 가공 중에는 변형 경화가 제한/방지되며, 이는 일반적으로 열간 가공을 냉간 가공으로부터 차별화한다.

냉간 압연과 같은 "냉간 가공"은 열간 가공 온도로 간주되지 않는 온도에서, 일반적으로 약 250℉ 미만(예, 주변 온도)에서 알루미늄 합금 제품을 가공하는 것을 의미한다.

템퍼의 정의는 ANSI H35.1 (2009)에 따른 것으로, 명칭은 "미국 국립 알루미늄용 표준 합금 및 템퍼 설계 시스템"이며, 이는 알루미늄 협회가 발행하였다.

강도 및 연신율은 ASTM E8/E8M-16a 및 B557-15에 따라 측정된다.

"3점 굽힘 시험"은, 금속 재료에 대한 플레이트 굽힘 시험(검증 규칙, 2017년 6월 01일)이라는 제목의 VDA 238-100에 따라 측정되고(https://www.vda.de/en/services/Publications/vda-238-100-plate-bending-test-for-metallic-materials.html참조), 여기서 시트의 최종 게이지(두께)는 2.0 ± 0.05 mm이고, 시험 프레임 내에 쿠폰이 고정되며, VDA 시험이 다음과 같이 수정되는 것을 제외하고는 0.2 mm의 펀치 반경이 사용된다:

· 시편 크기는 폭 25 mm 및 길이 51 mm이고;

· 70% 하중 강하에서의 연장부는 메트릭으로서 사용되고, 더 높은 연장부는 더 큰 파단 인성 또는 충돌 저항을 나타낸다(정상 시험 VDA 238-100은 하중이 5% 하락한 후 측정된 굽힘 각도를 재료를 비교하기 위한 메트릭으로서 이용함).

각 테스트에 대해 열 개의 복제 3점 굽힘 쿠폰을 테스트한다. 길이 방향(L) 시편은 굽힘 라인이 압연 방향에 수직이 되도록 배향되고, 횡방향(LT) 시편은 굽힘 라인이 압연 방향에 평행하도록 배향된다.

"재결정화된 백분율" 등은 재결정화된 결정립을 갖는 가공용 알루미늄 합금 제품의 부피%를 의미한다. 재결정화된 결정립의 양은, 아래의 재결정화 측정 절차 에 따라, 가공된 알루미늄 합금 제품의 적절한 수의 SEM 현미경 사진에 대한 EBSD(전자 후방 산란 회절) 분석에 의해 측정된다. 일반적으로 적어도 5개의 현미경 사진을 분석해야 한다.

재결정화 측정 절차

"재결정화된 결정립"은 아래에 정의된 "제1 결정립 기준"을 충족하고, 후술하는 OIM(오리엔테이션 이미징 현미경) 샘플링 절차를 사용하여 측정된 결정질 미세 구조의 결정립을 의미한다.

OIM 분석은 아래의 OIM 샘플 절차를 사용하여 L-ST 평면에서 시트 샘플의 전체 두께를 통해 완료된다. 분석될 샘플의 크기는 일반적으로 게이지에 따라 달라질 것이다. 측정 전에, OIM 샘플은 표준 금속학적 샘플 제조 방법에 의해 제조된다. 예를 들어, OIM 샘플은 금속학적으로 제조된 후 연마된다(예, 0.05 μm 콜로이드 실리카 사용). 그 다음, 샘플을 90초 동안 희석된 플루오르보로산 용액인 Barker의 시약에서 양극 산화시킨다. 그 다음, 샘플을 크롬 트리옥사이드를 함유한 수성 인산 용액을 사용하여 스트리핑한 다음, 헹구고 건조시킨다.

"OIM 샘플 절차"는 다음과 같다:

· 사용되는 소프트웨어는 Hikari EBSD 카메라(EDAX Inc., New Jersey, U.S.A.) 또는 등가물에 연결된, OIM 데이터 수집 소프트웨어 버전 7(EDAX Inc., New Jersey, U.S.A.) 또는 등가물이다. SEM은 APREO S 필드 에미션 건(Thermo Fisher Scientific. Waltham, MA, U.S.A.) 또는 이와 등가물이다.

· OIM 실행 조건은 17 mm 작동 거리로 65° 기울기이고, 동적 포커싱을 갖는 20 kV의 가속 전압 및 13 nA(나노암페어)의 기기 특정 빔 전류이다. 수집 모드는 육각형 그리드이다. 배향이 분석에서 수집되도록(즉, Hough 피크 정보가 수집되지 않도록) 선택된다. 면적 크기/스캔(즉, 프레임)은 40X에서 1 마이크론 단계로 2 mm 게이지 샘플에 대해 2.0 mm x 1 mm이다. 게이지에 따라 다양한 프레임 크기를 사용할 수 있다. 수집된 데이터는 *.osc 파일로 출력된다. 이 데이터는 후술하는 바와 같이, 제1 유형 결정립의 부피 분율을 계산하는 데 사용될 수 있다.

· 제1 유형 결정립의 부피 분율의 계산: 제1 유형 결정립의 부피 분율은 *.osc 파일 및 OIM/TSL 분석 소프트웨어 버전 8 또는 등가물의 데이터를 사용하여 계산된다. 계산 전에, 두 단계의 데이터 정리가 수행될 수 있다. 먼저, 신뢰 지수가 0.08의 임계값 미만인 임의의 지점에 대해, 이웃 배향 상관성 제거가 수행된다. 둘째, 3개의 데이터 포인트보다 작은 임의의 결정립에 대해 입자 팽창 제거를 수행한다. 그 다음, 제1 유형 결정립의 양은 제1 결정립 기준(하기)을 사용하여 소프트웨어에 의해 계산된다.

제1 결정립 기준: 결정립 평균 오배향(GAM)을 계산한다. "계산 전에 파티션 적용", "가장자리 결정립 포함" 및 "이중 경계선 정의 무시"가 모두 필요하다. GAM이 ≤ 1º인 임의의 결정립은 제1 유형 결정립이다.

"제1 결정립 부피"(FGV)는 결정질 재료의 제1 유형 결정립의 부피 분율을 의미한다.

"재결정화된 백분율"은 다음 식을 통해 결정된다: FGV * 100%.

용어 "결정립"은 ASTM E112 §3.2.2에, 즉 "연마 2차원 평면 상에서 관찰된 원래(일차) 경계선 범위 내의 면적 또는 3차원 물체의 원래(일차) 경계선에 의해 둘러싸인 부피"에 정의된 의미를 갖는다.

"결정립 크기"는 다음 식에 의해 계산된다:

d _i =

· 여기서, A _i 는 상업용 소프트웨어 OIM/TSL 버전 8.0 또는 등가물을 사용하여 측정된 개별 결정립의 면적이고,

·여기서, d _i 는 결정립이 원인 것으로 가정하여 계산된 개별 결정립 크기이다.

"면적 가중 평균 결정립 크기"는 다음 식을 사용하여 계산된다:

d-bar =

)

· 여기서, A _i 는 상업용 소프트웨어 Edax OIM 버전 8.0 또는 등가물을 사용하여 측정된 각각의 개별 결정립의 면적이고,

· 여기서, d _i 는 결정립이 원인 것으로 가정하여 계산된 개별 결정립 크기이고,

· 여기서, d-bar는 면적 가중 평균 결정립 크기이다.

VII. 기타

이 신규 기술의 이들 및 다른 양태, 장점, 및 신규한 특징은 다음의 설명에 부분적으로 기술되어 있으며, 다음의 설명 및 도면을 조사할 시 당업자에게 명백해지거나, 본 개시에 의해 제공된 기술의 하나 이상의 구현예를 실시함으로써 학습될 수 있다.

도면은 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 예시적인 구현예를 포함하고, 이의 다양한 목적 및 특징을 예시한다. 또한, 도면에 나타낸 임의의 측정, 사양 등은 예시하기 위한 것이며, 제한하기 위한 것은 아니다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조적 및 기능적 세부사항은 제한적인 것으로 해석되어서는 안되며, 단지 당업자에게 본 발명을 다양하게 사용하도록 교시하기 위한 대표적인 기준으로서만 해석되어야 한다.

개시된 이점 및 개선 중에서, 본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 상세한 구현예가 본원에 개시되어 있지만, 개시된 구현예는 다양한 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 단지 예시임을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 다양한 구현예와 관련하여 주어진 각각의 예는 예시하기 위한 것이며, 제한하기 위한 것은 아니다.

명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, 다음의 용어는 문맥상 달리 명확하게 언급하지 않는 한, 본원에서 명시적으로 연관된 의미를 사용한다. 본원에서 사용된 문구, "일 구현예에서" 및 "일부 구현예에서"는 반드시 동일한 구현예(들)를 지칭하지는 않지만, 동일한 구현예(들)를 지칭할 수도 있다. 또한, 본원에서 사용된 문구, "다른 구현예에서" 및 "일부 다른 구현예에서"는 반드시 다른 구현예를 지칭하지는 않지만, 다른 구현예를 지칭할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 구현예는 본 발명의 범주 또는 사상을 벗어나지 않고 쉽게 조합될 수 있다.

또한, 본원에서 사용된 용어, "또는"은, 포괄적인 "또는"의 연산자이며, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한 "및/또는"이라는 용어와 동등하다. 용어 "기초한"은 배타적이지 않으며, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한, 설명되지 않은 추가 인자들에 기초할 수 있다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한, "한", "하나", 및 "그 하나"의 의미는 복수의 참조를 포함한다. "안"이라는 의미는, 문맥상 명확하게 달리 언급하지 않는 한, "내에" 및 "에 대해"를 포함한다.

본 발명의 다수의 구현예가 설명되었지만, 이들 구현예는 단지 예시적인 것이고, 제한적인 것은 아니며, 많은 수정이 당업자에게 명백할 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 문맥상 명확하게 달리 요구하지 않는 한, 다양한 단계는 임의의 원하는 순서로 수행될 수 있고, 임의의 적용 가능한 단계는 추가 및/또는 제거될 수 있다.

도 1은 압연된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품을 제조하는 방법의 일 구현예를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 압연된 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품을 제조하는 방법의 다른 구현예를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2의 어닐링 단계(200)에 관한 사전 선택 단계의 일 구현예를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 실시예 1의 합금 E의 결정립 구조의 EBSD 분석으로부터의 커널 평균 오배향(KAM) 맵을 보여주는 현미경 사진이다. 이 이미지는 625℉에서 2시간 동안 어닐링한 후 실온으로 서서히 냉각한 다음, 870℉에서 7분 동안 용액 열처리하고, 그 다음 수냉한 후의, 압연된 7xxx 알루미늄 합금 시트로부터 유래한다.
도 5는 실시예 1의 합금 G의 결정립 구조의 EBSD 분석으로부터의 커널 평균 오배향(KAM) 맵을 보여주는 현미경 사진이다. 이 이미지는 525℉에서 24시간 동안 어닐링한 후 실온으로 서서히 냉각한 다음, 870℉에서 7분 동안 용액 열처리하고, 그 다음 수냉한 후의, 압연된 7xxx 알루미늄 합금 시트로부터 유래한다.
도 6은 실시예 1의 합금 E의 결정립 구조의 EBSD 분석으로부터의 커널 평균 오배향(KAM) 맵을 보여주는 현미경 사진이다. 이 이미지는 725℉에서 2시간 동안 어닐링한 후 실온으로 서서히 냉각한 다음, 870℉에서 7분 동안 용액 열처리하고, 그 다음 수냉한 후의, 압연된 7xxx 알루미늄 합금 시트로부터 유래한다.
도 7은 실시예 1의 합금 G의 결정립 구조의 EBSD 분석으로부터의 커널 평균 오배향(KAM) 맵을 보여주는 현미경 사진이다. 이 이미지는 725℉에서 2시간 동안 어닐링한 후 실온으로 서서히 냉각한 다음, 870℉에서 7분 동안 용액 열처리하고, 그 다음 수냉한 후의, 압연된 7xxx 알루미늄 합금 시트로부터 유래한다.
· 참고 : 도 4-7의 경우, 재결정화된 결정립은 백색으로 보이고, 재결정화되지 않은 결정립은 흑색으로 보인다. 이미지의 좌측은 시트의 일 표면이고 우측은 다른 표면이다. 압연 방향은 수직이다.

실시예 1

열여섯 개의 알루미늄 합금 스트립을 제조하였으며, 그 조성이 하기 표 1에 제공되어 있다.

실험용 7xxx 합금 조성(모든 값은 중량%) ^*

합금	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Zr	Ti
A	0.07	0.11	1.31	0.01	1.77	0.01	6.34	0.11	0.02
B	0.09	0.09	1.22	--	1.62	--	5.90	0.13	0.02
C	0.05	0.09	1.39	0.25	1.85	--	6.36	--	0.02
D	0.08	0.09	1.28	0.03	1.77	--	6.54	0.02	0.02
E	0.11	0.11	1.40	0.25	1.56	--	6.61	0.11	0.02
F	0.07	0.11	1.94	--	1.47	--	6.46	0.10	0.02
G	0.07	0.11	1.61	--	1.49	--	7.46	0.10	0.09
H	0.12	0.12	1.37	--	1.74	--	6.53	0.11	0.02
I**	0.06	0.09	1.31	0.25	1.73	--	8.03	--	0.03

J	0.08	0.10	1.57	0.71	1.74	--	6.61	--	0.02
K	0.11	0.11	1.30	0.27	1.76	0.13	6.54	0.11	0.02
L	0.08	0.11	1.26	0.01	1.78	--	6.62	0.17	0.02
M**	0.06	0.10	1.25	0.25	1.74	0.01	6.51	--	0.05
N	0.14	0.23	1.30	--	1.69	--	6.67	0.11	0.02
O (7050)	0.07	0.10	2.22	--	2.01	--	5.77	0.11	0.03
P (7075)	0.17	0.25	1.54	--	2.52	0.18	5.75	--	0.02

* 모든 합금의 나머지는 알루미늄 및 불순물이었고, 여기서 알루미늄 합금 내의 불순물은 각각 0.05 중량%(최대) 이하로 제한되고, 여기서 알루미늄 합금 내의 불순물의 총량은 0.15 중량%(최대) 이하이다.

** 합금 I 및 M을 제외한 모든 합금은 약 10 ppm의 붕소를 함유하였고, 합금 I는 약 40 ppm의 붕소를 함유하였고, 합금 M은 약 120 ppm의 붕소를 함유하였다.

모든 합금은 공동 소유의 미국 특허 제6,672,368호에 설명된 장치의 파일럿 스케일 버전으로 연속 주조되었으며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다. 구체적으로, 합금을 약 53-57 피트(16.2-17.4 미터)/분의 주조 속도로 0.156-0.166 인치(3.964-4.216 mm)의 게이지로 주조한 다음, 약 0.125 인치(3.175 mm)의 중간 게이지로 열간 압연한 다음 실온으로 냉각시켰다. 그 다음, 중간 게이지 제품을 중간 어닐링한 다음, 약 0.080 인치(2.032 mm)의 최종 게이지로 냉간 압연하였다.

그 다음, 냉간 압연된 제품을 다양한 압연후 어닐링 조건(하기 표 2에 나타냄)을 거쳤다. 압연후 어닐링이 완료된 후, 퍼니스를 끄고 온도가 약 300℉(148.9℃)에 도달하면 퍼니스로부터 제품을 제거함으로써, 제품을 서서히 냉각시키고, 그 후 제품을 주변(실온) 온도로 공기 냉각시켰다.

압연후 어닐링 조건

어닐링 코드	어닐링 온도	근사 가열 속도	침지 시간
AN-01	525℉ (273.9℃)	49.8℉/시간 (27.7℃/시간)	2시간
AN-02	525℉ (273.9℃)	49.8℉/시간 (27.7℃/시간)	24시간
AN-03	625℉ (329.4℃)	60.9℉/시간 (33.8℃/시간)	2시간
AN-04	625℉ (329.4℃)	60.9℉/시간 (33.8℃/시간)	24시간
AN-05	725℉ (385℃)	72.0℉/시간 (40.0℃/시간)	2시간
AN-06	725℉ (385℃)	72.0℉/시간 (40.0℃/시간)	24시간
AN-07	820℉ (437.8℃)	82.6℉/시간 (45.9℃/시간)	2시간
AN-08	820℉ (437.8℃)	82.6℉/시간 (45.9℃/시간)	24시간
AN-09	850℉ (454.4℃)	85.9℉/시간 (47.7℃/시간)	2시간
AN-10	850℉ (454.4℃)	85.9℉/시간 (47.7℃/시간)	24시간

다음으로, 최종 게이지 제품을 870℉(465.6℃)에서 7분 동안 용액 열처리한 다음, 냉수로 급냉시켰다. 급냉 후, 합금을 평탄도를 위해 약 0.5% 신장시킨 다음 약 4일 동안 자연적으로 에이징시켰다. 그 다음, 자연적으로 에이징된 합금을 금속학적으로 분석하였다. 구체적으로, SEM을 통한 전자 후방 산란 회절(EBSD)을 사용해 합금의 재결정화 범위 및 면적 가중 결정립 크기를 결정하였으며, 그 결과는 아래 표 3에 나타나 있다. 표에 나타낸 입자 크기는 마이크로미터 단위의 면적 가중 결정립 크기이다.

미세 구조 결과

합금	어닐링 코드	백분율(%) 재결정화	결정립 크기 (마이크로미터)
A	AN-01	99	41.2
A	AN-02	100	52.8
A	AN-03	99	56.0
A	AN-04	97	73.4
A	AN-05	100	123.4
A	AN-06	64	113.8
A	AN-07	88	114.8
A	AN-08	93	128.6
A	AN-09	95	126.1
A	AN-10	92	119.5
B	AN-05	67	116.4
B	AN-07	65	111.0
C	AN-01	99	42.7
C	AN-02	99	42.4
C	AN-03	99	54.0
C	AN-04	99	59.9
C	AN-05	99	97.3
C	AN-06	99	78.0
C	AN-07	99	89.3
C	AN-08	99	76.3
C	AN-09	98	93.8
C	AN-10	100	73.5
D	AN-01	99	54.4
D	AN-02	99	52.1
D	AN-03	98	59.1
D	AN-04	99	84.9
D	AN-05	98	107.1
D	AN-06	100	99.8
D	AN-07	96	105.1
D	AN-08	99	96.5
D	AN-09	92	90.4
D	AN-10	99	95.0
E	AN-01	88	45.3
E	AN-02	79	49.2
E	AN-03	70	56.4
E	AN-04	53	58.6
E	AN-05	60	67.1
E	AN-06	20	60.2
E	AN-07	34	60.3
E	AN-08	56	67.7
E	AN-09	43	64.1
E	AN-10	73	75.4
F	AN-01	99	43.9
F	AN-02	99	56.5
F	AN-03	100	63.2
F	AN-04	98	86.3
F	AN-05	99	130.1
F	AN-06	91	109.9
F	AN-07	96	115.8
F	AN-08	97	117.0
F	AN-09	97	104.1
F	AN-10	99	111.8
G	AN-01	99	43.5
G	AN-02	99	65.2
G	AN-03	99	58.5
G	AN-04	93	71.9
G	AN-05	92	100.5
G	AN-06	39	68.0
G	AN-07	72	109.4
G	AN-08	84	117.5
G	AN-09	83	121.0
G	AN-10	94	130.1
H	AN-01	99	45.9
H	AN-02	100	52.1
H	AN-03	99	66.9
H	AN-04	91	79.7
H	AN-05	90	125.9
H	AN-06	56	115.9
H	AN-07	73	122.5
H	AN-08	84	128.7
H	AN-09	83	128.3
H	AN-10	98	51.9
I	AN-01	99	38.3
I	AN-02	99	37.1
I	AN-03	99	39.0
I	AN-04	98	51.5
I	AN-05	99	72.0
I	AN-06	99	72.5
I	AN-07	99	73.1
I	AN-08	99	73.8
I	AN-09	99	69.1
I	AN-10	99	71.5
J	AN-01	31	35.87
J	AN-02	38	36.45
J	AN-03	33	37.18
J	AN-04	61	36.16
J	AN-05	45	37.12
J	AN-06	71	41.82
J	AN-07	52	36.56
J	AN-08	81	38.77
J	AN-09	58	35.24
J	AN-10	83	40.36
K	AN-01	84	43.68
K	AN-02	81	49.07
K	AN-03	70	54.88
K	AN-04	55	64.75
K	AN-05	46	61.08
K	AN-06	32	60.88
K	AN-07	32	67.15
K	AN-08	43	71.18
K	AN-09	43	58.47
K	AN-10	59	72.22
L	AN-01	83	84.68
L	AN-02	10	69.5
L	AN-03	7	79.55
L	AN-04	4	75.94
L	AN-05	3	81.72
L	AN-06	3	67.54
L	AN-07	7	80.79
L	AN-08	5	79.03
L	AN-09	3	83.39
L	AN-10	9	75.12
M	AN-01	97	40.12
M	AN-02	99	33.79
M	AN-03	98	45.04
M	AN-04	100	70.48
M	AN-05	96	84.54
M	AN-06	100	70.42
M	AN-07	97	77.18
M	AN-08	100	69.33
M	AN-09	98	75.88
M	AN-10	100	68.08
N	데이터 없음
O	AN-01	99	37.39
O	AN-02	99	44.63
O	AN-03	99	52.39
O	AN-04	94	71.73
O	AN-05	98	94.94
O	AN-06	40	66.23
O	AN-07	80	88.05
O	AN-08	81	87.51
O	AN-09	88	87.74
O	AN-10	93	83.84
P	AN-01	88	22.81
P	AN-02	88	26.42
P	AN-03	89	31.18
P	AN-04	89	41.82
P	AN-05	87	61.71
P	AN-06	85	58.98
P	AN-07	80	55.95
P	AN-08	91	71.41
P	AN-09	89	62.12
P	AN-10	95	69.03

다음으로, 최종 게이지 제품을, 먼저 250℉(121.1℃)에서 8시간 동안 에이징한 다음 320℉(160℃)에서 8시간 또는 16시간 동안 에이징함으로써, T7 유형 템퍼로 인위적으로 에이징하였다. 에이징 이후, 기계적 특성 분석을 포함하여, 제품에 대한 다양한 분석을 수행하였다.

기계적 특성에 관한 것이므로, ASTM E8/E8M-16a 및 B557-15에 따라 다양한 최종 어닐링 및 인위적 에이징 조건에서 횡방향(LT)에서의 강도 및 연신율을 시험하였다. 복제 시편을 모든 강도/연신율 시험에 사용하였다. 결과는 하기 표 4에 제공되어 있다.

파단 거동은 또한, (정의 섹션에 정의된 바와 같은) 3점 굽힘 시험을 사용하여 평가하였으며, 그 시험 결과는 아래 표 4에 제공되어 있다. 횡방향 배향(LT)에 대해 시험을 수행하였고, 보고된 값은 시험된 각 합금에 대해 사용된 열 개의 시편 평균에 기초한다.

실시예 1 합금에 대한 기계적 특성 데이터

합금	어닐링 코드	제2 단계 에이징 시간 (시)	UTS (LT) (MPa)	TYS (LT) (MPa)	연신율 (LT) (%)	평균 연장부 70%에서(mm)
A	AN-05	8	511	471	12.2	6.29
A	AN-05	16	492	443	8.9	6.72
H	AN-01	8	513	475	9.4	5.92
H	AN-01	16	490	431	7.9	6.41
H	AN-04	8	515	476	7.1	5.90
H	AN-04	16	490	437	8.2	6.06
H	AN-07	8	506	470	10.0	5.87
H	AN-07	16	480	432	10.3	6.20
B	AN-05	8	500	460	11.4	5.93
B	AN-05	16	461	429	6.6	6.29
B	AN-06	8	497	459	7.2	6.01
B	AN-06	16	473	428	7.1	6.42
C	AN-05	8	525	486	10.7	5.76
C	AN-05	16	512	463	10.9	5.85
C	AN-06	8	530	488	12.4	5.92
C	AN-06	16	512	462	8.7	6.15
D	AN-05	8	506	465	10.7	6.03
D	AN-05	16	484	434	10.9	6.49
D	AN-06	8	503	466	5.6	6.23
D	AN-06	16	485	435	9.1	6.84
E	AN-01	8	508	470	7.2	6.53
E	AN-01	16	483	435	7.8	7.53
E	AN-04	8	518	474	8.8	6.81
E	AN-04	16	485	440	6.1	7.32
E	AN-04	8	515	471	9.1	6.91
E	AN-04	16	494	438	10.8	7.55
E	AN-05	8	509	472	6.4	7.14
E	AN-05	16	486	432	9.4	7.89
E	AN-07	8	513	469	9.2	7.23
E	AN-07	16	480	427	7.7	7.87
F	AN-05	8	490	450	11.4	6.37
F	AN-05	16	474	423	10.9	6.59
G	AN-05	8	506	468	10.9	6.84
G	AN-05	16	473	427	6.8	8.24
I	AN-06	8	531	491	12.2	5.85
I	AN-06	16	501	449	11.2	6.61
N	AN-05	8	494	461	4.7	4.98
N	AN-05	16	473	421	8.3	4.77
J	AN-01	8	529	469	8.0	4.79
J	AN-01	16	499	431	8.7	5.40
J	AN-04	8	534	484	5.2	5.02
J	AN-04	16	515	452	9.9	5.21
J	AN-04	8	539	482	9.4	4.79
J	AN-04	16	513	449	7.5	5.02
J	AN-05	8	533	477	6.3	4.59
J	AN-05	16	494	444	3.9	5.21
J	AN-07	8	536	479	10.2	4.84
J	AN-07	16	507	442	10.2	4.95
K	AN-01	8	523	480	11.1	5.49
K	AN-01	16	501	430	8.9	6.51
K	AN-04	16	500.6	450.2	6.8	5.98
K	AN-04	8	524.7	477.1	10.25	5.08
K	AN-04	16	499.2	443.0	10.6	5.94
K	AN-05	8	523.0	477.1	11.65	5.50
K	AN-05	16	494.4	432.6	9.85	5.85
K	AN-07	8	519.2	470.9	9.9	5.57
K	AN-07	16	496.1	437.8	8.95	6.17
L	AN-05	8	518.5	474.7	8	4.66
L	AN-05	16	487.5	433.7	7.8	5.34
L	AN-06	8	516.1	471.9	9.8	4.47
L	AN-06	16	487.5	432.6	10.3	5.56
M	AN-05	8	525.7	485.0	6.75	5.30
M	AN-05	16	500.9	452.3	8.5	5.58
M	AN-06	8	521.2	477.1	12.05	5.32
M	AN-06	16	496.8	445.1	9	5.84
O	AN-05	8	550.2	511.9	7.5	4.34
O	AN-05	16	537.8	488.8	9.15	4.84
P	AN-05	8	542.6	491.6	7.8	3.53
P	AN-05	16	529.5	480.6	5.85	4.00

상기 나타낸 바와 같이, 본 발명의 합금은 적어도 450 MPa의 인장 항복 강도(LT) 및 적어도 5.8 mm의 3점 굽힘 연장부를 달성할 수 있다. 합금 E는 특히 고성능이며, 강도와 3점 굽힘 연장부의 매우 높은 조합을 실현한다. 합금 E의 미세 구조 특징부(예, 결정립 크기, 재결정화 백분율, Zr 함유 및 Mn 함유 금속화합물간 입자의 양)는 우수한 특성의 실현을 용이하게 한다는 가설이 세워진다.

두 개의 합금에 대한 부식 시험도 수행하였다. 구체적으로, ASTM G34, G44 및 ASTM G110 시험은 도 1에 나타낸 제품 ?v 경로에 따라 제조된 합금 E 및 G의 시편에 대해 수행되었다. 표 5-7은 그 결과를 나타낸다. 모든 결과는 250℉(121.1℃)에서 8시간 동안 인위적 에이징 이후에 8시간에서 320℉(160℃)에서 인위적 에이징으로부터 얻는다. 나타낸 바와 같이, 합금은 양호한 내식성을 나타낸다. ASTM G44 시험(표 6)의 경우, 시험을 60일 후에 중단하였는데, 이때 합금 E 샘플 중 두 개는 실패하지 않았다.

ASTM G34-01(2018) 결과

합금	시험 평면	박리속도 (48시간)
E	표면	EA
G	표면	EA

ASTM G44-99(2013) 결과

합금	시험 방향	응력 (MPa)	시험 일수 시험	실패 일수
E	LT	353	59	52, 54, 59, OK, OK
G	LT	353	45	27, 29, 34, 38, 45

ASTM G110-92(2015) 결과 (6시간)

합금	공격 깊이 (마이크로미터)					최대	평균
E	25.4	25.8	28.8	27.5	33.1	33.1	24.6
E	22.5	17	19.3	27	19.3	33.1	24.6
G	31.9	40.9	54.7	91.5	39.1	91.5	55.2
G	80.1	35.9	50	52.9	74.7	91.5	55.2

실시예 1 합금 중 Mn, Zr, Cr, 및 V 분산질 함량은 아래의 식 (1)을 사용하여 계산하였으며, 이는 열역학적 추정을 통해 발명자에 의해 개발되었다. 그 결과가 아래 표 8에 나타나 있다.

식 (1) : 분산질 (부피%) = (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34

실시예 1 합금에 대한 Mn, Zr, Cr, 및 V 분산질 함량 (부피%)

합금	Mn	Cr	Zr	분산질 (부피%)
A	0.01	0.01	0.11	0.24
B	--	--	0.13	0.17
C	0.25	--	--	0.88
D	0.03	--	0.02	0.13
E	0.25	--	0.11	1.02
F	--	--	0.10	0.13
G	--	--	0.10	0.13
H	--	--	0.11	0.14
I	0.25	--	--	0.88

J	0.71	--	--	2.50
K	0.27	0.13	0.11	1.92
L	0.01	--	0.17	0.25
M	0.25	0.01	--	0.94
N	--	--	0.11	0.14
O (7050)	--	--	0.11	0.14
P (7075)	--	0.18	--	1.14

나타낸 바와 같이, 본 발명의 합금은 약 0.13 내지 1.02 부피%의 Mn, Zr, Cr에 기반한 분산질 함량을 함유한다. 본 발명이 아닌 합금 J 및 K는 다량의 분산질을 함유한다.

실시예 1 합금의 다양한 상에 대한 고용선 온도를 THERMO-CALC 소프트웨어 및 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스 버전 5, "TCAL5"를 사용하여 이들의 합금 조성물에 기초하여 계산하였으며, 그 결과는 아래 표 9에 나타나 있다.

실시예 1 합금의 고용선 온도

합금	S-상 고용선 ℉	M-상 고용선 (℉)	T-상 고용선 (℉)
A	787	769	--
B	770	744	--
C	825	774	--
D	787	774	--
E	792	755	--
F	817	737	--
G	792	777	--
H	784	768	--
I	--	810	--

J	830	773	--
K	805	772	--
L	781	779	--
M	803	773	--
N	--	810	--
O (7050)	880	750	--
P (7075)	818	--	792

나타낸 바와 같이, 본 발명의 합금은, 존재하는 경우에 770-825℉(410-440.6%C) 범위의 S-상 고용선 온도, 744-810℉(395.6-413.9℃) 범위의 M-상 고용선 온도를 가지며, T-상 석출물을 갖지 않는다. 역으로, 본 발명이 아닌 일부 합금은 825℉(440.6℃)를 초과하는 S-상 고용선 온도를 가질 수 있고/있거나 T-상 석출물을 함유할 수 있다.

실시예 2

열다섯 개의 파일롯 스케일 잉곳(152 mm 두께 x 457 mm 폭 x 1270 mm 길이)을 직접 냉각(DC) 주조하였고, 그 조성이 하기 표 10에 제공되어 있다(모든 값은 중량%). 합금의 Mn, Zr 및 Cr 분산질 함량은 위의 실시예 1 합금에 대해 수행된 바와 같이 식 (1)을 사용하여 계산하였으며, 이 값은 또한 표 10에 부피%로 제공되어 있다.

실시예 2 조성 (중량%) 및 분산질 함량 (부피%)

합금	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Zr	Ti	*분산질*
1	0.07	0.097	1.77	--	1.78	--	6.64	0.11	0.02	0.14
2	0.13	0.16	1.74	--	1.75	--	6.58	0.11	0.02	0.15
3	0.18	0.19	1.76	--	1.75	--	6.6	0.11	0.04	0.15
4	0.07	0.10	1.72	--	1.75	--	6.53	0.13	0.02	0.17
5	0.06	0.10	1.79	0.10	1.77	--	6.77	0.10	0.02	0.48
6	0.07	0.11	1.76	0.24	1.76	--	6.58	0.11	0.03	0.99
7	0.07	0.10	1.74	0.26	1.78	0.13	6.61	0.11	0.02	1.88
8	0.07	0.10	1.58	--	1.59	--	6.23	0.10	0.02	0.14
9	0.07	0.11	1.61	--	1.61	--	6.92	0.11	0.02	0.15
10	0.07	0.11	1.6	--	1.9	--	6.4	0.11	0.02	0.14
11	0.07	0.10	1.58	--	1.85	--	6.91	0.10	0.02	0.13
12	0.07	0.10	1.82	--	1.61	--	6.22	0.11	0.02	0.14
13	0.06	0.11	1.89	--	1.62	--	6.97	0.11	0.02	0.14
14	0.07	0.11	1.88	--	1.89	--	6.24	0.11	0.02	0.14
15	0.07	0.11	1.92	--	1.84	--	6.92	0.11	0.02	0.14

스캘핑 후, 잉곳을 균질화한 다음 4.06 mm(0.160 인치)로 열간 압연하였다. 일부 시트 샘플은 343.3℃(650℉)에서 1시간 동안 어닐링한 다음, 2.03 mm(0.80 인치)의 최종 게이지로 냉간 압연한 반면, 다른 샘플은 어닐링을 생략하고 2.03 mm(0.80 인치)의 최종 게이지로 단순히 냉간 압연하였다. 그 다음, 모든 최종 게이지 샘플을 용액 열처리한 다음, 물로 급냉시키고, 이어서 약 4일 동안 자연적으로 에이징시켰다. 그 다음, 자연적으로 에이징된 샘플을 121.1℃(250℉)에서 8시간 동안 먼저 에이징한 다음, 160℃(320℉)에서 16시간 동안 에이징함으로써 인위적인 두 단계로 에이징하였다. 인위적인 에이징 이후, 기계적 특성 분석을 포함하여, 제품에 대한 다양한 분석을 수행하였다.

실시예 1에서와 같이, 실시예 2 합금의 횡방향(LT)에서의 기계적 특성, 강도 및 연신율은 ASTM E8/E8M-16a 및 B557-15에 따라 시험하였다. 복제 시편을 모든 강도/연신율 시험에 사용하였다. 열선 어닐링이 유무의 경우에 대한 결과가 아래 표 11 및 12에 각각 제공되어 있다.

파단 거동은 또한, (정의 섹션에 정의된 바와 같은) 3점 굽힘 시험을 사용하여 평가하였으며, 그 시험 결과는 아래 표 11에 제공되어 있다. 실시예 1의 경우에서처럼, 횡방향 배향(LT)에 대해 시험을 수행하였고, 보고된 값은 시험된 각 합금에 대해 사용된 열 개의 시편 평균에 기초한다.

실시예 2 합금(LT)에 대한 기계적 특성 데이터(열선 어닐링 없음)

합금	UTS (MPa)	TYS (MPa)	총 연신율 (%)	70%에서의 평균 연장부 (mm)
1	522	475	12.2	8.11
2	510	467	11.7	6.45
3	500	459	10.7	6.30
4	514	468	13.7	6.81
5	530	488	11.8	8.16
6	535	490	11.1	7.12
7	530	482	12.1	7.28
8	500	458	9.7	8.23
9	508	464	13.0	8.15
10	519	478	10.4	7.43
11	524	485	11.3	7.43
12	503	458	9.2	8.23
13	509	462	11.9	8.12
14	535	496	10.9	7.51
15	535	494	12.6	7.34

실시예 2 합금(LT)에 대한 기계적 특성 데이터(열선 어닐링)

합금	UTS (MPa)	TYS (MPa)	총 연신율 (%)	70%에서의 평균 연장부 (mm)
1	521	476	12.1	7.85
2	500	450	11.6	5.78
3	491	443	11.4	5.59
4	520	474	12.0	6.22
5	539	500	12.1	7.32
6	536	492	12.3	7.18
7	521	466	11.6	6.35

데이터가 나타내는 바와 같이, 합금 2, 3, 4 및 7은 낮은 강도/휨 관계를 실현한다. 합금 2 및 3은 다른 합금보다 철과 실리콘에서 더 높으므로, 탁월한 성능을 나타낼 것으로 예상되지 않는다. 유사하게, 합금 4는 더 높은 지르코늄을 가졌고, 성능에 부정적인 영향을 미치는 일차 Al₃Zr 입자의 형성에 기여했을 수 있는 (합금 조성물에 기초한 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스, 버전 5, "TCAL5"를 사용하여) 페리테틱 조성을 초과하는 것으로 측정되었다. 합금 7은 다량의 분산질을 함유하였다.

특히 ASTM G34, G110 및 ASTM G44 시험과 같은 부식 시험도, 전술한 바와 같이 열선 어닐링을 사용하지 않고 에이징시켜 제조된 실시예 2 합금에 대해 수행하였다. ASTM G44에서, 모든 실시예 2 합금은 시험 2일 후에 EA의 등급을 받았다. ASTM G110(6시간의 노출)에서, 합금 중 어느 것도 과립간 부식을 나타내지 않았으며, 모든 평균 공격 깊이는 45 μm 미만이었다. ASTM G44에서, LT 배향 시편은 인장 항복 강도의 75%에서 시험되었으며, 모든 합금은 시험에서 40일을 초과하였다.

실시예 2 합금의 다양한 상에 대한 고용선 온도를 THERMO-CALC 소프트웨어 및 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스 버전 5, "TCAL5"를 사용하여 이들의 합금 조성물에 기초하여 계산하였으며, 그 결과는 아래 표 13에 나타나 있다.

실시예 2 합금의 고용선 온도

합금	S-상 고용선, (℉)	M-상 고용선, ℉	T-상 고용선, ℉
1	830	769	---
2	808	762	---
3	797	759	---
4	824	765	---
5	833	772	---
6	838	765	---
7	843	770	---
8	801	747	---
9	802	769	---
10	823	773	---
11	818	785	---
12	822	743	---
13	825	766	---
14	845	763	---
15	843	779	---

나타낸 바와 같이, 본 합금은, 797-845° 범위의 S-상 고용선 온도, 743-785℉ 범위의 M-상 고용선 온도를 가지며, T-상을 갖지 않는다.

실시예 3

여덟 개의 추가 파일럿 스케일 잉곳을 주조하였으며, 그 조성이 하기 표 14에 제공되어 있다. 또한, Mn, Zr 및 Cr 분산질 함량을 상기 실시예 1 및 실시예 2 합금에 대해 수행된 바와 같이 식 (1)을 사용하여 계산하였다.

실시예 3 조성 (중량%) 및 분산질 함량 (부피%)

합금	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Zr	Ti	분산질
16	0.07	0.10	1.63	--	1.82	--	6.20	0.11	0.02	0.16
17	0.07	0.12	1.57	0.25	1.86	--	6.27	0.11	0.02	1.03
18	0.08	0.14	1.62	0.25	1.96	--	6.28	0.11	0.02	1.01
19	0.03	0.05	1.59	0.25	1.88	--	6.27	0.11	0.02	1.02
20	0.06	0.09	1.38	0.24	1.56	--	6.44	0.10	0.02	0.97
21	0.05	0.10	2.04	0.25	1.50	--	5.82	0.11	0.02	1.02
22	0.06	0.10	1.56	--	1.51	--	7.43	0.11	0.02	0.17
23	0.02	0.04	1.68	0.23	1.55	--	7.42	0.11	0.03	0.96

스캘핑 후, 잉곳을 균질화한 다음 4.06 mm(0.160 인치)까지 열간 압연한 다음 2.03 mm(0.80 인치)의 최종 게이지까지 냉간 압연하였다. (샘플은 어닐링되지 않았다.) 그 다음, 모든 최종 게이지 샘플을 용액 열처리한 다음, 물로 급냉시키고, 이어서 약 5일 동안 자연적으로 에이징시켰다. 그 다음, 자연적으로 에이징된 샘플을 121.1℃(250℉)에서 8시간 동안 먼저 에이징한 다음, 160℃(320℉)에서 4시간 동안 에이징함으로써 인위적인 두 단계로 에이징하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 그 다음 365℉(185℃)의 시뮬레이션 페인트 베이킹을 합금에 제공하였다.

인위적인 에이징 및 시뮬레이션 페인트 베이크 이후, 기계적 특성 분석을 포함하여, 제품에 대한 다양한 분석을 수행하였다. 기계적 성질을 위에서 식별된 표준을 사용하여 다시 시험하였는데, 그 결과가 아래 표 15에 제공되어 있다. 파단 거동은 또한, (정의 섹션에 정의된 바와 같은) 3점 굽힘 시험을 사용하여 평가하였으며, 그 시험 결과는 또한 아래 표 15에 제공되어 있다. 실시예 1의 경우에서처럼, 횡방향 배향(LT)에 대해 시험을 수행하였고, 보고된 값은 시험된 각 합금에 대해 사용된 열 개의 시편 평균에 기초한다.

실시예 3 합금 (LT)에 대한 기계적 특성 데이터

합금	UTS (MPa)	TYS (MPa)	총 연신율 (%)	70%에서의 평균 연장부 (mm)
16	556	523	11.8	6.81
17	567	533	11.8	6.95
18	564	523	11.2	6.53
19	565	529	10.8	7.96
20	526	495	11.2	9.10
21	516	477	11.8	9.09
22	540	514	12.0	7.77
23	542	512	8.2	9.81

나타낸 바와 같이, 합금 17-21 및 23은 실시예 1의 합금 E의 것과 대략 동일한 양의 망간 및 지르코늄을 함유한다. 데이터를 비교하면, 잉곳 주조 합금은 연속 주조 합금에 비해, 대략 동일한 3점 굽힘 연장부에서 약 70-80 MPa의 더 높은 강도를 실현한다. 잉곳 주조 합금은 또한, 약 2.5-2.6의 더 높은 3점 굽힘 연장부를 대략 동일한 강도에서 실현한다.

실시예 3 합금의 다양한 상에 대한 고용선 온도를 THERMO-CALC 소프트웨어 및 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스 버전 5, "TCAL5"를 사용하여 이들의 합금 조성물에 기초하여 계산하였으며, 그 결과는 아래 표 16에 나타나 있다.

실시예 3 합금의 고용선 온도

합금	S-상 고용선, ℉	M-상 고용선, ℉	T-상 고용선, ℉
16	822	761	---
17	832	766	---
18	846	770	---
19	838	771	---
20	799	754	---
21	792	778	---
22	840	715	---
23	827	780	---

나타낸 바와 같이, 본 합금은 792-846℉ 범위의 S-상 고용선 온도, 715-780℉ 범위의 M-상 고용선 온도를 가지며, T-상을 갖지 않는다. 합금 18은 가장 높은 S-상 고용선 온도 및 가장 열악한 굽힘 성능을 갖는다. 합금 20은 실시예 1의 합금 E와 유사하고, 800℉ 미만의 고용선 온도를 갖는다. 보다 낮은 S-상 고용선 온도는, 예를 들어 개선된 급냉 불감성 특성으로 인해 개선된 특성을 용이하게 할 수 있다.

본원에 기술된 신규 기술의 다양한 구현예가 상세히 설명되었지만, 이러한 구현예의 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백하다. 그러나, 이러한 변형 및 변경은 본원에 개시된 기술의 사상 및 범위 내에 있음이 명백하게 이해되어야 한다. 위에서 언급된 고유한 양태 중 다양한 양태가 결합되어 개선된 특성의 조합을 갖는 다양한 신규 7xxx 알루미늄 합금 제품을 제조할 수 있다. 추가적으로 이 신규 기술의 이들 및 다른 양태 및 장점, 그리고 신규한 특징은 다음의 설명에 부분적으로 기술되어 있으며, 다음의 설명 및 도면을 조사할 시 당업자에게 명백해지거나, 본 개시에 의해 제공된 기술의 하나 이상의 구현예를 실시함으로써 학습될 수 있다.

Claims

7xxx 시트 제품으로서,
상기 제품이,
5.0 - 9.0 중량% Zn;
1.30 - 2.05 중량% Mg;
1.10 - 2.10 중량% Cu;
0.03 - 0.40 중량% Mn, 및 0.02 - 0.15 중량% Zr 중 적어도 하나;
최대 0.20 중량% Cr;
최대 0.20 중량% V;
최대 0.20 중량% Fe;
최대 0.15 중량% Si;
최대 0.15 중량% Ti; 및
최대 75 ppm B
를 포함하고, 나머지는 알루미늄, 부수적 원소, 및 불순물이되,
여기서 2.55 ≤ (중량% Cu + 중량% Mg) ≤ 3.85,
0.05 ≤ (중량% Zr + 중량% Mn) ≤ 0.50이고,
상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.5 내지 4.0 mm의 두께를 갖고,
상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 15 부피%의 재결정화된 결정립을 포함하고,
상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.95 부피% 이하의 분산질 함량을 실현하며, 상기 분산질의 양은 식 (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34로부터 계산되는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 5.2 중량 Zn, 또는 적어도 5,4 중량% Zn, 또는 적어도 5.6 중량% Zn, 또는 적어도 5.8 중량% Zn, 또는 적어도 6.0 중량% Zn, 또는 적어도 6.2 중량% Zn, 또는 적어도 6.4 중량% Zn, 또는 적어도 6.5 중량% Zn을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 8.8 중량% 이하의 Zn, 또는 8.6 중량% 이하의 Zn, 또는 8.4 중량% 이하의 Zn, 또는 8.2 중량% 이하의 Zn, 또는 8.0 중량% 이하의 Zn, 또는 7.8 중량% 이하의 Zn, 또는 7.6 중량% 이하의 Zn, 또는 7.5 중량% 이하의 Zn, 또는 7.4 중량% 이하의 Zn, 또는 7.3 중량% 이하의 Zn, 또는 7.2 중량% 이하의 Zn, 또는 7.1 중량% 이하의 Zn, 또는 7.0 중량% 이하의 Zn을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품 합금은 적어도 1.35 중량% Mg, 또는 적어도 1.40 중량% Mg, 또는 적어도 1.45 중량% Mg, 또는 적어도 1.50 중량% Mg을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 2.0 중량% 이하의 Mg, 또는 1.95 중량% 이하의 Mg, 또는 1.90 중량% 이하의 Mg, 또는 1.85 중량% 이하의 Mg, 또는 1.80 중량% 이하의 Mg, 또는 1.75 중량% 이하의 Mg, 또는 1.70 중량% 이하의 Mg, 또는 1.65 중량% 이하의 Mg, 또는 1.60 중량% 이하의 Mg을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 1.15 중량% Cu, 또는 적어도 1.20 중량% Cu, 또는 적어도 1.25 중량% Cu, 또는 적어도 1.30 중량% Cu, 또는 적어도 1.35 중량% Cu, 또는 적어도 1.40 중량% Cu를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 2.05 중량% 이하의 Cu, 또는 2.0 중량% 이하의 Cu, 또는 1.95 중량% 이하의 Cu, 또는 1.90 중량% 이하의 Cu, 또는 1.85 중량% 이하의 Cu, 또는 1.80 중량% 이하의 Cu, 또는 1.75 중량% 이하의 Cu, 또는 1.70 중량% 이하의 Cu, 또는 1.65 중량% 이하의 Cu, 또는 1.60 중량% 이하의 Cu를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.60, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.65, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.70, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.75, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.80, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.85, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.90, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 적어도 2.95인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.80 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.75 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.70 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.65 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.60 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.55 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.50 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.45 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.40 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.35 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.30 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.25 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.20 이하, 또는 (중량% Cu + 중량% Mg)는 3.15 이하인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, (중량% Zr + 중량% Mn)는 적어도 0.08, 또는 (중량% Zr + 중량% Mn)는 적어도 0.10인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, (중량% Zr + 중량% Mn)은 0.45 이하, 또는 (중량% Zr + 중량% Mn)은 0.40 이하, 또는 (중량% Zr + 중량% Mn)은 0.38 이하인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.13 중량% 이하의 Zr, 또는 0.12 중량% 이하의 Zr, 또는 0.11 중량% 이하의 Zr을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 0.08 중량% Mn, 또는 적어도 0.10 중량% Mn, 또는 적어도 0.12 중량% Mn, 또는 적어도 0.15 중량% Mn, 또는 적어도 0.18 중량% Mn, 또는 적어도 0.20 중량% Mn, 또는 적어도 0.22 중량% Mn, 또는 적어도 0.25 중량% Mn을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.45 중량% 이하의 Mn, 또는 0.40 중량% 이하의 Mn, 또는 0.35 중량% 이하의 Mn, 또는 0.30 중량% 이하의 Mn, 또는 0.28 중량% 이하의 Mn을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 0.07 부피%, 또는 적어도 0.08 부피%, 또는 적어도 0.09 부피%, 또는 적어도 0.10 부피%, 또는 적어도 0.11 부피%, 또는 적어도 0.12 부피%, 또는 적어도 0.13 부피%의 분산질 함량을 실현하되, 상기 분산질의 양은 식 (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34로부터 계산되는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 1.90 부피% 이하, 또는 1.85 부피% 이하, 또는 1.80 부피% 이하, 또는 1.70 부피% 이하, 또는 1.60 부피% 이하, 또는 1.50 부피% 이하, 또는 1.40부피% 이하, 또는 1.30 부피% 이하, 또는 1.20 부피% 이하, 또는 1.10 부피% 이하의 분산질 함량을 실현하되, 상기 분산질의 양은 식 (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34로부터 계산되는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.15 중량% 이하의 Cr, 또는 0.10 중량% 이하의 Cr, 또는 0.08 중량% 이하의 Cr, 또는 0.05 중량% 이하의 Cr, 또는 0.04 중량% 이하의 Cr, 또는 0.03 중량% 이하의 Cr, 또는 0.02 중량% 이하의 Cr, 또는 0.01 중량% 이하의 Cr, 또는 0.005 중량% 이하의 Cr을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.15 중량% 이하의 V, 또는 0.10 중량% 이하의 V, 또는 0.08 중량% 이하의 V, 또는 0.05 중량% 이하의 V, 또는 0.04 중량% 이하의 V, 또는 0.03 중량% 이하의 V, 또는 0.02 중량% 이하의 V, 또는 0.01 중량% 이하의 V, 또는 0.005 중량% 이하의 V를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 0.01 중량% Fe, 또는 적어도 0.03 중량% Fe, 또는 적어도 0.05 중량% Fe, 또는 적어도 0.07 중량% Fe, 또는 적어도 0.09 중량% Fe를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.18 중량% 이하의 Fe, 또는 0.16 중량% 이하의 Fe, 또는 0.14 중량% 이하의 Fe, 또는 0.12 중량% 이하의 Fe, 또는 0.10 중량% 이하의 Fe, 또는 0.08 중량% 이하의 Fe, 또는 0.06 중량% 이하의 Fe, 또는 0.05 중량% 이하의 Fe, 또는 0.04 중량% 이하의 Fe를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 0.01 중량% Si, 또는 적어도 0.03 중량% Si, 또는 적어도 0.05 중량% Si를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.14 중량% 이하의 Si, 또는 0.12 중량% 이하의 Si, 또는 0.10 중량% 이하의 Si, 또는 0.08 중량% 이하의 Si, 또는 0.07 중량% 이하의 Si, 또는 0.06 중량% 이하의 Si, 또는 0.05 중량% 이하의 Si, 또는 0.04 중량% 이하의 Si, 또는 0.03 중량% 이하의 Si를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 0.005 중량% Ti, 또는 적어도 0.01 중량% Ti, 또는 적어도 0.015 중량% Ti, 또는 적어도 0.02 중량% Ti, 또는 적어도 0.025 중량% Ti를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.12 중량% 이하의 Ti, 또는 0.10 중량% 이하의 Ti, 또는 0.08 중량% 이하의 Ti, 또는 0.05 중량% 이하의 Ti를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 적어도 1 ppm B, 또는 적어도 3 ppm B, 또는 적어도 5 ppm B, 또는 적어도 8 ppm B, 또는 적어도 10 ppm B를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 70 ppm 이하의 B, 또는 60 ppm 이하의 B, 또는 50 ppm 이하의 B, 또는 40 ppm 이하의 B를 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 20 부피%의 재결정화된 결정립, 또는 적어도 25 부피%의 재결정화된 결정립, 또는 적어도 30 부피%의 재결정화된 결정립, 또는 적어도 35 부피%의 재결정화된 결정립을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 95 부피% 이하의 재결정화된 결정립, 또는 90 부피% 이하의 재결정화된 결정립, 또는 85 부피% 이하의 재결정화된 결정립, 또는 80 부피% 이하의 재결정화된 결정립, 또는 75 부피% 이하의 재결정화된 결정립 또는 70 부피% 이하의 재결정화된 결정립을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 S-상 석출물을 함유하고, 상기 S-상 석출물은 850℉ 이하, 또는 845℉ 이하, 또는 840℉ 이하, 또는 835℉ 이하, 또는 830℉ 이하, 또는 825℉ 이하, 또는 820℉ 이하, 또는 815℉ 이하, 또는 810℉ 이하, 또는 805℉ 이하, 또는 800℉ 이하, 또는 795℉ 이하의 고용선 온도를 실현하되,
상기 고용선 온도는 THERMO-CALC 소프트웨어 및 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스, 버전 5를 사용하여 계산되는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 T-상 석출물이 없고, 상기 T-상 석출물의 존재는 THERMO-CALC 소프트웨어 및 상기 THERMO-CALC 알루미늄 데이터베이스, 버전 5를 사용하여 측정되는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 450 MPa, 또는 적어도 460 MPa, 또는 적어도 470 MPa, 또는 적어도 480 MPa, 또는 적어도 490 MPa, 또는 적어도 500 MPa, 또는 적어도 510 MPa, 또는 적어도 520 MPa, 또는 적어도 530 MPa, 또는 적어도 540 MPa, 또는 그 이상의 인장 항복 강도(LT)를 실현하는, 7xxx 알루미늄 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 적어도 5.8 mm, 또는 적어도 6.0 mm, 또는 적어도 6.1 mm, 또는 적어도 6.2 mm, 또는 적어도 6.3 mm, 또는 적어도 6.4 mm, 또는 적어도 6.5 mm, 또는 적어도 6.6 mm, 또는 적어도 6.7 mm, 또는 적어도 6.8 mm, 또는 적어도 7.0 mm, 또는 적어도 7.2 mm, 또는 적어도 7.4 mm, 또는 적어도 7.6 mm, 또는 적어도 7.8 mm, 또는 적어도 8.0 mm, 또는 적어도 8.2 mm, 또는 적어도 8.4 mm, 또는 적어도 8.6 mm, 또는 적어도 8.8 mm, 또는 적어도 9.0 mm, 또는 적어도 9.2 mm, 또는 적어도 9.4 mm, 또는 적어도 9.5 mm, 또는 적어도 9.6 mm, 또는 적어도 9.7 mm, 또는 적어도 9.8 mm, 또는 적어도 9.9 mm, 또는 적어도 10.0 mm의 3점 굽힘 연장부를 실현하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 연속적으로 주조된 스트립으로부터 제조되고, 다음 식에 의해 정의된 선에서 또는 그 위의 연장 관계에서 3점 굽힘까지의 강도를 실현하고, 상기 다음 식은,
Y = -0.02X+Z이되,
X는 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 LT-TYS(MPa)이고 X는 적어도 450 MPa이고,
Y는 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 LT 3점 굽힘 연장부(mm)이고 Y는 적어도 5.8mm이고,
Z는 15.0이거나, 또는 Z는 15.25이거나, 또는 Z는 15.5이거나, 또는 Z는 15.75이거나, 또는 Z는 16.0이거나, 또는 Z는 16.25이거나, 또는 Z는 16.50인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 직접 주조 잉곳으로부터 제조되고, 다음 식에 의해 정의된 선에서 또는 그 위의 연장 관계에서 3점 굽힘까지의 강도를 실현하고, 상기 다음 식은,
Y = -0.039X+Z이되,
X는 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 LT-TYS(MPa)이고 X는 적어도 450 MPa이고,
Y는 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 LT 3점 굽힘 연장부(mm)이고 Y는 적어도 7.0 mm이고,
Z는 25.25, 또는 Z는 25.5, 또는 Z는 25.75, 또는 Z는 26.0, 또는 Z는 26.25, 또는 Z는 26.5, 또는 Z는 26.75, 또는 Z는 27.0, 또는 Z는 27.25, 또는 Z는 27.5, 또는 27.75, 또는 Z는 28.0, 또는 Z는 28.25, 또는 Z는 28.5인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은,
(i) ASTM G34-01(2108)에 따라 시험할 경우 적어도 EB, 또는 적어도 EA, 또는 적어도 P의 박리 등급;
(ii) 353 MPa의 순 응력에서 LT 방향으로 적어도 20일의 ASTM G44-99(2013) 테스트 후의 합격 등급(상기 7xxx 알루미늄 합금 시트의 모든 5개의 시편이 20일 동안 ASTM G44 테스트에서 생존함); 및
(iii) ASTM G110-92(2015)에 따라 6시간 동안 시험할 경우 50 μm 이하의 평균 공격 심도, 또는 40 μm 이하, 또는 30 μm 이하, 또는 25 μm 이하의 평균 공격 심도 중 적어도 하나를 실현하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제35항 중 어느 한 항의 가공용 7xxx 알루미늄 합금 제품으로부터 제조된 자동차 부품.
7xxx 시트 제품으로서,
6.0 - 7.0 중량% Zn;
1.50 - 1.65 중량% Mg;
1.35 - 1.55 중량% Cu;
0.15 - 0.35 중량% Mn;
0.07 - 0.15 중량% Zr;
최대 0.20 중량% Cr;
최대 0.20 중량% V;
최대 0.20 중량% Fe;
최대 0.15 중량% Si;
최대 0.15 중량% Ti; 및
최대 75 ppm B;
나머지는 알루미늄, 부수적 원소, 및 불순물을 포함하되,
상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 1.0 내지 4.0 mm의 두께를 갖고,
상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 20 내지 90 부피%의 재결정화된 결정립을 포함하고,
상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.65 내지 1.45 부피%의 분산질 함량을 실현하고, 상기 분산질의 양은 식 (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34으로부터 계산되는, 시트 제품.
제37항에 있어서, 중량% Cu ≤ 중량% Mg을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 7xxx 시트 제품은 0.20-0.30 중량% Mn을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.08-0.13 중량% Zr, 또는 0.08-0.12 중량% Zr, 또는 0.08-0.11 중량% Zr을 포함하되, 지르코늄은 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품의 페리테틱 미만인, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제37항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 0.80 내지 1.20 부피%의 분산질 함량을 실현하고, 상기 분산질의 양은 식 (중량% Mn)*3.52 + (중량% Zr)*1.28 + (중량% Cr + 중량% V)*6.34으로부터 계산되는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 30 내지 80 부피%의 재결정화된 결정립을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품은 35 내지 75 부피%의 재결정화된 결정립을 포함하는, 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품.
제1항 내지 제43항 중 어느 한 항의 7xxx 알루미늄 합금 시트 제품을 제조하는 방법으로서,
(a) 상기 7xxx 알루미늄 합금을 중간 게이지로 열간 압연하는 단계;
(b) 상기 열간 압연 단계 후, 상기 7xxx 알루미늄 합금을 최종 게이지 시트 제품으로 냉간 압연하되, 상기 최종 게이지 시트 제품은 0.50 내지 4.0 mm의 두께를 갖는 단계;
(c) 상기 냉간 압연 단계 후, 525℉ 내지 850℉의 어닐링 온도에서 상기 최종 게이지 시트 제품을 어닐링하되,
상기 어닐링으로 인해 적어도 부분적으로, 상기 최종 게이지 시트 제품은 적어도 15%의 재결정화된 결정립을 함유하는 단계;
(d) 상기 어닐링 단계 후 용액 열처리한 다음 상기 최종 게이지 제품을 급냉하는 단계를 포함하는, 방법.
제44항에 있어서, 상기 어닐링 단계는, 어닐링 시간 동안 상기 어닐링 온도에서 상기 최종 게이지 시트 제품을 유지하는 단계를 포함하되, 상기 어닐링 시간은 0.5 내지 50시간인, 방법.
제44항 또는 제45항에 있어서, 상기 어닐링 단계는 상기 유지 단계 후에, 500℉/분 이하의 냉각 속도로 상기 어닐링 온도로부터 200℉ 이하의 온도로 상기 최종 게이지 시트 제품을 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법.
제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 단계 이전에,
(i) 상기 최종 게이지 시트 제품에서 달성하기 위한 재결정화의 양을 선택하되, 상기 선택된 재결정화의 양은 15% 내지 95%인 단계;
(ii) 상기 선택된 재결정화의 양에 기초하여 상기 어닐링 시간 및 상기 어닐링 온도를 선택하는 단계;
(iii) 단계 (i)-(ii)를 선택한 후, 상기 선택된 어닐링 시간 및 상기 선택된 어닐링 온도를 사용하여 상기 어닐링 단계를 완료하는 단계를 포함하되,
상기 단계 (iii) 완료 후 및 적어도 부분적으로 상기 선택된 어닐링 시간 및 상기 선택된 어닐링 온도로 인해, 최종 게이지 시트 제품은 선택된 재결정화의 양을 실현하는, 방법.
제47항에 있어서, 상기 선택된 재결정화의 양은 적어도 20% 재결정화이거나, 상기 선택된 재결정화의 양은 적어도 25% 재결정화이거나, 상기 선택된 재결정화의 양은 적어도 30% 재결정화이거나, 상기 선택된 재결정화의 양은 적어도 35% 재결정화인, 방법.
제47항 또는 제48항에 있어서, 상기 선택된 재결정화의 양은 90% 이하의 재결정화이거나, 또는 선택된 재결정화의 양은 85% 이하의 재결정화이거나, 또는 선택된 재결정화의 양은 80% 이하의 재결정화이거나, 또는 선택된 재결정화의 양은 75% 이하의 재결정화이거나, 또는 선택된 재결정화의 양은 70% 이하의 재결정화인, 방법.
제44항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 단계 이전에,
(i) 상기 최종 게이지 시트 제품에서 달성하기 위한 결정립 크기를 선택하는 단계;
(ii) 상기 선택된 결정립 크기에 기초하여 어닐링 가열 속도, 상기 어닐링 시간 및 상기 어닐링 온도 중 적어도 하나를 선택하는 단계;
(iii) 단계 (i)-(ii)를 선택한 후, 상기 선택된 어닐링 가열 속도, 상기 어닐링 시간 및/또는 상기 선택된 어닐링 온도를 사용하여 상기 어닐링 단계를 완료하는 단계를 포함하되,
상기 단계 (iii) 완료 후 및 적어도 부분적으로 상기 선택된 어닐링 가열 속도, 상기 선택된 어닐링 시간 및 상기 선택된 어닐링 온도로 인해, 상기 최종 게이지 시트 제품은 상기 선택된 결정립의 크기를 실현하는, 방법.
제44항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 온도는 적어도 575℉, 또는 적어도 625℉, 또는 적어도 675℉인, 방법.
제44항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 온도는 825℉ 이하, 또는 775℉ 이하, 또는 750℉ 이하인, 방법.
제44항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 시간은 적어도 1시간이거나, 상기 어닐링 시간은 적어도 2시간인, 방법.
제44항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 시간은 40시간 이하, 또는 30시간 이하인, 방법.
제44항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 가열 속도는 시간당 25℃ 내지 50℃인, 방법.
제44항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어닐링 단계 후 및 상기 용액 열처리 단계 전에, 상기 어닐링된 최종 게이지 시트 제품을 상기 어닐링 온도에서 200℉ 이하의 온도로 분당 100℉ 이하의 냉각 속도로 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법.
제44항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용액 열처리 및 급냉 단계 후, 상기 최종 게이지 시트 제품을 인위적으로 에이징시키는 단계를 포함하는, 방법.
제57항에 있어서, 상기 인위적 에이징 단계는 T6 또는 T7 템퍼로의 에이징을 포함하는, 방법.
제57항 또는 제58항에 있어서, 상기 인위적 에이징은 두 단계 에이징 관행인, 방법.
제59항에 있어서, 상기 두 단계 에이징 관행의 제1 에이징 단계는 225-275℉의 범위 내의 제1 온도, 및 2-16시간의 범위 내의 제1 시간으로 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
제60항에 있어서, 상기 두 단계 에이징 관행의 제2 에이징 단계는 300-350℉의 범위 내의 제2 온도, 및 2-16시간의 범위 내의 제2 시간으로 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
제61항에 있어서, 상기 제2 에이징 단계 후에, 상기 최종 게이지 시트 제품을 페인트 베이킹하는 단계를 포함하는, 방법.