KR20230118949A - High-strength 5XXX aluminum alloy variant and manufacturing method thereof - Google Patents
High-strength 5XXX aluminum alloy variant and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230118949A KR20230118949A KR1020237023710A KR20237023710A KR20230118949A KR 20230118949 A KR20230118949 A KR 20230118949A KR 1020237023710 A KR1020237023710 A KR 1020237023710A KR 20237023710 A KR20237023710 A KR 20237023710A KR 20230118949 A KR20230118949 A KR 20230118949A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- alloy
- aluminum
- alloys
- product
- Prior art date
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 286
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 95
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 51
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 30
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 29
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims description 27
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 22
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 19
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 173
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 172
- 239000000047 product Substances 0.000 description 94
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 64
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 64
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 57
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 36
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 35
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 18
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 17
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 3
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/003—Alloys based on aluminium containing at least 2.6% of one or more of the elements: tin, lead, antimony, bismuth, cadmium, and titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
높은 강도 및 성형성을 나타내는 신규한 5xxx 시리즈 알루미늄 합금이 본원에서 기재된다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 전통적인 5xxx 시리즈 알루미늄 합금보다 더 많은 양의 Mg 함량을 가지며 높은 강도 및 성형성을 나타낸다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 연속 주조를 포함하는 방법에 따라 생산된다.Novel 5xxx series aluminum alloys exhibiting high strength and formability are described herein. The aluminum alloys described herein have higher amounts of Mg content than traditional 5xxx series aluminum alloys and exhibit high strength and formability. The aluminum alloys described herein are produced according to a method comprising continuous casting.
Description
관련 출원에 대한 상호-참조Cross-Reference to Related Applications
본 출원은 2021년 3월 12일에 출원된, 미국 가출원 번호 제63/160,198호의 이익 및 이에 대한 우선권을 주장하며, 이는 모든 의도 및 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.This application claims the benefit of and priority to U.S. Provisional Application No. 63/160,198, filed March 12, 2021, which is incorporated herein by reference in its entirety for all intents and purposes.
분야Field
본 개시내용은 야금, 알루미늄 합금, 알루미늄 제작, 및 관련 분야의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 강도 및 성형성이 개선된 신규한 5xxx 시리즈 알루미늄 합금 변형체 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present disclosure relates to the fields of metallurgy, aluminum alloys, aluminum fabrication, and related fields. In particular, the present disclosure provides novel 5xxx series aluminum alloy variants with improved strength and formability and methods of making the same.
배기가스로 인한 지구 환경 문제에 대응하기 위해 보다 우수한 연비를 갖춘 운송 차량 제공에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 수요를 충족시키기 위해, 알루미늄 합금은 강철과 비교하여 경량이기 때문에 기존에 사용하던 강철 소재 대신 알루미늄 합금 소재를 사용하고 있다. 일반적으로, 자동차 부품을 생산하는 알루미늄 합금은 제조업체의 증가하는 수요를 충족시키기 위해 더 큰 강도 및 성형성을 필요로 한다.Demand for providing transportation vehicles with better fuel economy is increasing in order to respond to global environmental problems caused by exhaust gases. In order to meet this demand, aluminum alloy materials are being used instead of conventional steel materials because aluminum alloys are lightweight compared to steel. In general, aluminum alloys for producing automotive parts require greater strength and formability to meet the increasing demands of manufacturers.
많은 알루미늄 제조업체는 자동차 부품에 5xxx 시리즈 알루미늄 합금(즉, 마그네슘을 주요 합금 성분으로 함유하는 알루미늄 합금)을 사용한다. 그러나, 5xxx 시리즈 알루미늄의 한 가지 특성(예를 들어, 강도)의 성능을 또 다른 특성(예를 들어, 성형성)의 성능 감소 없이 개선하는 것은 어렵다. 알루미늄 합금의 기계적 특성(예를 들어, 강도 및 성형성) 및 가공성은 조성의 사소한 변화에 의해 상당히 영향을 받기 때문에 조성을 변경하려는 시도는 주로 성공하지 못했다. 예를 들어, AA5182 합금의 조성은 4.0 중량% 내지 5.0 중량%의 마그네슘(Mg) 함량, 0.2 중량% 내지 0.5 중량%의 망간(Mn) 함량, 0.35 중량%의 최대 철(Fe) 함량, 0.2 중량%의 최대 실리콘(Si) 함량, 0.15 중량%의 최대 구리(Cu) 함량, 및 0.1 중량%의 최대 크롬(Cr) 함량을 갖도록 엄격하게 제어된다. 강도 및/또는 성형성을 개선하기 위해 AA5182의 Mg 함량을 5 중량% 초과로 증가시키는 경우, 알루미늄 합금은 생산 공정 동안 균열에 매우 취약해질 것이다. 따라서, 기존의 알루미늄 합금 또는 생산 방법을 사용하여 더 높은 강도 및/또는 성형성을 갖는 5xxx 시리즈 알루미늄 합금을 생산하는 것은 극히 어렵다.Many aluminum manufacturers use 5xxx series aluminum alloys (i.e., aluminum alloys containing magnesium as the main alloying element) for automotive components. However, it is difficult to improve the performance of one property (eg strength) of 5xxx series aluminum without compromising the performance of another property (eg formability). Attempts to change the composition have been largely unsuccessful because the mechanical properties (eg strength and formability) and machinability of aluminum alloys are significantly affected by minor changes in composition. For example, the composition of the AA5182 alloy is 4.0% to 5.0% by weight magnesium (Mg) content, 0.2% to 0.5% by weight manganese (Mn) content, 0.35% by weight maximum iron (Fe) content, 0.2% by weight % maximum silicon (Si) content, maximum copper (Cu) content of 0.15% by weight, and maximum chromium (Cr) content of 0.1% by weight. If the Mg content of AA5182 is increased above 5% by weight to improve strength and/or formability, the aluminum alloy will become very susceptible to cracking during the production process. Therefore, it is extremely difficult to produce 5xxx series aluminum alloys with higher strength and/or formability using existing aluminum alloys or production methods.
본 개시내용의 적용되는 구현예는 과제의 해결수단이 아니라, 청구범위에 의해 정의된다. 과제의 해결수단은 본 발명의 다양한 양태의 대략적인 개요이며 하기 상세한 설명 섹션에서 추가로 기재되는 개념 중 일부를 소개한다. 과제의 해결수단은 청구되는 주제의 주요 또는 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구되는 주제의 범위를 결정하기 위해 단독으로 사용하기 위한 것도 아니다. 주제는 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면 및 각각의 청구범위의 적절한 부분을 참조하여 이해되어야 한다.Applied embodiments of the present disclosure are defined by the claims, not by the solutions of the problems. SUMMARY OF THE INVENTION The summary of the problems is a high-level overview of various aspects of the present invention and introduces some of the concepts further described below in the Detailed Description section. The solution to the problem is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used alone to determine the scope of the claimed subject matter. The subject matter should be understood by reference to appropriate portions of the entire specification, any or all drawings and each claim.
기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금보다 더 높은 강도 및 성형성을 제공하는 알루미늄 합금이 본원에서 기재된다. 일부 구현예에 있어서, 본 개시내용은 약 0 - 0.30 중량% Si, 0.01 - 0.40 중량% Fe, 0 - 1.0 중량% Cu, 0.01 - 0.50 중량% Mn, 5.0 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.20 중량% Cr, 0 - 0.30 중량% Zn, 0 - 0.25 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금에 관한 것이다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 0.01 - 0.20 중량% Si, 0.01 - 0.30 중량% Fe, 0.01 - 0.90 중량% Cu, 0.01 - 0.40 중량% Mn, 5.1 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.10 중량% Cr, 0 - 0.20 중량% Zn, 0 - 0.10 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 0.01 - 0.15 중량% Si, 0.01 - 0.20 중량% Fe, 0.05 - 0.80 중량% Cu, 0.05 - 0.30 중량% Mn, 5.2 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.05 중량% Cr, 0 - 0.10 중량% Zn, 0 - 0.05 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 0.01 - 0.06 중량% Si, 0.02 - 0.15 중량% Fe, 0.20 - 0.80 중량% Cu, 0.05 - 0.20 중량% Mn, 5.3 - 6.0 중량% Mg, 0.001 - 0.02 중량% Cr, 0 - 0.05 중량% Zn, 0 - 0.03 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 0.01 - 0.05 중량% Si, 0.05 - 0.11 중량% Fe, 0.30 - 0.80 중량% Cu, 0.05 - 0.10 중량% Mn, 5.5 - 5.9 중량% Mg, 0.001 - 0.02 중량% Cr, 0 - 0.01 중량% Zn, 0.001 - 0.03 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 적어도 하나의 5.5 중량% 내지 6.0 중량%의 양의 Mg 및 0.30 중량% 내지 1.0 중량%의 양의 Cu를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 5 미크론 미만의 입자 크기를 갖는 Fe-함유 구성성분을 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 입자의 개수 밀도는 적어도 500/mm2이다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 적어도 130 MPa의 항복 강도를 갖는다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 적어도 300 MPa의 극한 인장 강도를 갖는다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 적어도 5%의 전체 연신율을 갖는다.Aluminum alloys that provide higher strength and formability than existing 5xxx series aluminum alloys are described herein. In some embodiments, the present disclosure provides about 0 - 0.30 wt% Si, 0.01 - 0.40 wt% Fe, 0 - 1.0 wt% Cu, 0.01 - 0.50 wt% Mn, 5.0 - 6.0 wt% Mg, 0 - 0.20 wt% % Cr, 0 - 0.30% Zn, 0 - 0.25% Ti, up to 0.15% by weight impurities, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy contains 0.01 - 0.20 wt% Si, 0.01 - 0.30 wt% Fe, 0.01 - 0.90 wt% Cu, 0.01 - 0.40 wt% Mn, 5.1 - 6.0 wt% Mg, 0 - 0.10 wt% Cr, 0 - 0.20 wt% Zn, 0 - 0.10 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy contains 0.01 - 0.15 wt% Si, 0.01 - 0.20 wt% Fe, 0.05 - 0.80 wt% Cu, 0.05 - 0.30 wt% Mn, 5.2 - 6.0 wt% Mg, 0 - 0.05 wt% Cr, 0 - 0.10 wt% Zn, 0 - 0.05 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy contains 0.01 - 0.06 wt% Si, 0.02 - 0.15 wt% Fe, 0.20 - 0.80 wt% Cu, 0.05 - 0.20 wt% Mn, 5.3 - 6.0 wt% Mg, 0.001 - 0.02 wt% Cr, 0 - 0.05 wt% Zn, 0 - 0.03 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy contains 0.01 - 0.05 wt% Si, 0.05 - 0.11 wt% Fe, 0.30 - 0.80 wt% Cu, 0.05 - 0.10 wt% Mn, 5.5 - 5.9 wt% Mg, 0.001 - 0.02 wt% Cr, 0 - 0.01 wt% Zn, 0.001 - 0.03 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al. In some embodiments, the aluminum alloy includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. In some embodiments, the aluminum alloy includes Fe-containing constituents having a grain size of less than 5 microns. In some embodiments, the number density of Mg 2 Si particles in the aluminum alloy microstructure is at least 500/mm 2 . In some embodiments, the aluminum alloy has a yield strength of at least 130 MPa. In some embodiments, the aluminum alloy has an ultimate tensile strength of at least 300 MPa. In some embodiments, the aluminum alloy has an overall elongation of at least 5%.
일부 구현예에 있어서, 본 개시내용은 알루미늄 합금 제품의 생산 방법에 관한 것으로, 알루미늄 합금을 연속적으로 주조하여 주조 제품을 형성하는 단계, 여기서 상기 알루미늄 합금은 0 - 0.30 중량% Si, 0.01 - 0.40 중량% Fe, 0 - 1.0 중량% Cu, 0.01 - 0.50 중량% Mn, 5.0 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.20 중량% Cr, 0 - 0.30 중량% Zn, 0 - 0.25 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함함; 임의로 상기 주조 제품을 플래시 균질화하는 단계; 상기 주조 제품을 열간 압연하여 열간 압연 제품을 생산하는 단계; 상기 열간 압연 제품을 코일링하는 단계; 상기 열간 압연 제품을 냉간 압연하여 냉간 압연 제품을 생산하는 단계; 및 상기 냉간 압연 제품을 어닐링하는 단계를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금은 적어도 하나의 5.5 중량% 내지 6.0 중량%의 양의 Mg 및 0.30 중량% 내지 1.0 중량%의 양의 Cu를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 연속적으로 주조하는 단계는 주조 제품을 생산하기 위해 적어도 1℃/s의 응고 속도를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 어닐링하는 단계는 회분식 어닐링 또는 연속 어닐링을 포함한다. 일부 양태에 있어서, 플래시 균질화하는 단계는 주조 제품을 400℃ 내지 600℃로 10분 미만 동안 가열하는 것을 포함한다. 일부 양태에 있어서, 방법은 알루미늄 합금 제품을 생산하기 위해 어닐링하는 단계 후에 냉간 압연 제품을 페인트 베이킹(paint baking)하는 단계를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 알루미늄 합금 제품의 항복 강도는 페인트 베이킹하는 단계 후에 5 MPa 이상 증가한다.In some embodiments, the present disclosure relates to a method of producing an aluminum alloy product, comprising continuously casting an aluminum alloy to form a cast product, wherein the aluminum alloy contains 0 - 0.30% Si, 0.01 - 0.40% by weight. % Fe, 0 - 1.0 wt% Cu, 0.01 - 0.50 wt% Mn, 5.0 - 6.0 wt% Mg, 0 - 0.20 wt% Cr, 0 - 0.30 wt% Zn, 0 - 0.25 wt% Ti, up to 0.15 wt% contains impurities, and Al; optionally flash homogenizing the cast product; hot rolling the cast product to produce a hot rolled product; coiling the hot rolled product; cold-rolling the hot-rolled product to produce a cold-rolled product; and annealing the cold rolled product. In some embodiments, the aluminum alloy includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight. In some embodiments, continuously casting includes a solidification rate of at least 1° C./s to produce a cast product. In some embodiments, annealing comprises batch annealing or continuous annealing. In some embodiments, flash homogenizing comprises heating the cast product to 400° C. to 600° C. for less than 10 minutes. In some embodiments, a method includes paint baking the cold rolled product after annealing to produce an aluminum alloy product. In some embodiments, the yield strength of the aluminum alloy product increases by at least 5 MPa after the paint baking step.
추가 양태, 목적, 및 이점은 상세한 설명을 고려하면 명백해질 것이다.Additional aspects, objects, and advantages will become apparent upon consideration of the detailed description.
도 1은 본 개시내용의 일부 구현예에 따른 알루미늄 합금의 생산 방법을 나타낸다.
도 2는 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 항복 강도의 그래프를 나타낸다.
도 3은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 극한 인장 강도의 그래프를 나타낸다.
도 4는 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 페인트 베이크 시뮬레이션 후 샘플 알루미늄 합금의 인장 특성 변화의 그래프를 나타낸다.
도 5는 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 균일 연신율(Ag)의 그래프를 나타낸다.
도 6은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 전체 연신율(A80)의 그래프를 나타낸다.
도 7은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 r-값(r(10-15))의 그래프를 나타낸다.
도 8은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 평균 n-값의 그래프를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 각각, 회분식 어닐링 또는 연속 어닐링을 포함하는 알루미늄 합금을 생산하는 공정에서, 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 샘플 알루미늄 합금의 상이한 변형률에서의 순간 평균 n-값의 그래프를 나타낸다.
도 10은 샘플 알루미늄 합금에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Fe-함유 구성성분의 면적 백분율을 나타낸다.
도 11은 샘플 알루미늄 합금에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Fe-함유 구성성분의 개수 밀도를 나타낸다.
도 12는 샘플 알루미늄 합금에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 구성성분의 면적 백분율을 나타낸다.
도 13은 샘플 알루미늄 합금에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 구성성분의 개수 밀도를 나타낸다.
도 14a-e는 냉간 압연 후 회분식 어닐링을 포함하는 공정에서 생산된 샘플 알루미늄 합금의 결정립 구조의 사진을 나타낸다.
도 15a-e는 냉간 압연 후 연속 어닐링을 포함하는 공정에서 생산된 샘플 알루미늄 합금의 결정립 구조의 사진을 나타낸다.1 shows a method for producing an aluminum alloy according to some embodiments of the present disclosure.
FIG. 2 shows a graph of the yield strength of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction.
3 shows a graph of ultimate tensile strength of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction.
4 shows a graph of the change in tensile properties of the sample aluminum alloy after paint bake simulation measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction.
5 shows a graph of the uniform elongation (Ag) of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction.
6 shows a graph of total elongation (A80) of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction.
7 is a graph of r-values (r(10-15)) of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction. indicate
8 shows a graph of average n-values of sample aluminum alloys measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction.
9A and 9B show, respectively, longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction with respect to the rolling direction, respectively, in a process for producing an aluminum alloy including batch annealing or continuous annealing. A graph of the instantaneous average n-values at different strains of sample aluminum alloys measured as .
10 shows the area percentage of Fe-containing constituents in the aluminum alloy microstructure for sample aluminum alloys.
11 shows the number density of Fe-containing constituents in an aluminum alloy microstructure for a sample aluminum alloy.
12 shows area percentages of Mg 2 Si constituents in aluminum alloy microstructures for sample aluminum alloys.
13 shows the number density of Mg 2 Si constituents in aluminum alloy microstructures for sample aluminum alloys.
14a-e show photographs of the grain structure of sample aluminum alloys produced in a process comprising batch annealing after cold rolling.
15a-e show photographs of the grain structure of sample aluminum alloys produced in a process involving continuous annealing after cold rolling.
높은 강도 및 성형성을 나타내는 신규한 5xxx 시리즈 알루미늄 합금 변형체 및 이를 제조하는 방법이 본원에서 기재된다. 놀랍게도, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 높은 강도 및 성형성을 나타내며, 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금보다 더 큰 Mg 함량을 가짐에도 불구하고, 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금과 동일한 가공 문제(예를 들어, 열간 압연 동안의 균열)를 갖지 않는다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 5xxx 시리즈 알루미늄 합금을 생산하기 위한 다른 공정보다 더 많은 양의 Mg(예를 들어, 5 중량% 초과)를 허용하는 본원에서 기재된 연속 주조 공정을 사용하여 생산될 수 있다. 더 높은 수준의 Mg를 혼입하고 연속 주조를 활용함으로써, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 생산 공정 동안 균열의 위험 없이 더 높은 수준의 강도 및 성형성을 나타낸다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금의 생산 방법은 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금과 비교하여 우수한 특성을 제공한다.Novel 5xxx series aluminum alloy variants exhibiting high strength and formability and methods for making them are described herein. Surprisingly, the aluminum alloys described herein exhibit high strength and formability and, despite having a higher Mg content than existing 5xxx series aluminum alloys, have the same processing problems (e.g., hot rolled do not have any cracks). The aluminum alloys described herein can be produced using the continuous casting process described herein that allows for higher amounts of Mg (eg, greater than 5% by weight) than other processes for producing 5xxx series aluminum alloys. By incorporating higher levels of Mg and utilizing continuous casting, the aluminum alloys described herein exhibit higher levels of strength and formability without risk of cracking during the production process. The aluminum alloys and methods of producing the aluminum alloys described herein provide superior properties compared to existing 5xxx series aluminum alloys.
자동차 부품을 생산하기 위한 기존의 AA5182 알루미늄 합금은 복잡한 구조를 생산하기 위한 성형성을 유지하면서 최소 강도 요건을 충족하기 위해 엄격하게 제어된 조성을 필요로 한다. 일반적으로, 자동차 부품을 생산하는 데 사용되는 알루미늄 합금에는 더 큰 강도가 필요하며, 이로 인해 이러한 자동차 부품은 AA5182 알루미늄 합금과 같은, 많은 양의 Mg를 포함하는 알루미늄 합금으로 제작되어야 한다. 그러나, 높은 Mg 함량을 갖는 알루미늄 합금은 균열이 발생하기 쉽다. 균열을 감소시키기 위한 전통적인 접근방식은 더 많은 핵생성 자리(nucleation site)를 제공하거나 추가적인 입자를 형성하여 β-상 형성을 방해할 수 있는 일부 합금 원소를 첨가함으로써 결정립 경계에서의 β-상 형태 변경(예를 들어, 연속에서 불연속으로)에 주로 초점을 맞춘다. 그러나, 더 많은 양의 Mg는 균열을 악화시키고 상당한 성형성 손실을 갖는 알루미늄 합금을 초래한다.Existing AA5182 aluminum alloys for producing automotive components require tightly controlled compositions to meet minimum strength requirements while maintaining formability to produce complex structures. In general, aluminum alloys used to produce automotive parts require greater strength, which requires these automobile parts to be made of aluminum alloys containing a large amount of Mg, such as AA5182 aluminum alloy. However, aluminum alloys with high Mg content are prone to cracking. The traditional approach to reducing cracking is to change the β-phase morphology at grain boundaries by adding some alloying elements that can hinder β-phase formation by providing more nucleation sites or by forming additional grains. (e.g., from continuous to discontinuous). However, higher amounts of Mg exacerbate cracking and result in aluminum alloys with significant formability loss.
본원에서 기재된 신규한 5xxx 시리즈 알루미늄 합금 변형체는 알루미늄 합금 조성에서 증가된 양의 Mg 함량을 갖지만, 많은 Mg를 갖는 알루미늄 합금과 연관된 균열 문제를 회피한다. 특히, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 AA5182 알루미늄 합금과 비교하여 더 많은 양의 Mg를 포함하며, 더 높은 강도 및 성형성 특성을 달성한다. 본원에서 기재된 바와 같이, Mg 함량을 증가시키고 다른 합금 원소(예를 들어, Mn, Cu, Si 등)를 혼입하면 5xxx 시리즈 알루미늄 합금(예를 들어, AA5182 알루미늄 합금)보다 더 높은 강도 및 성형성을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본원에서 추가로 기재된 바와 같은, 합금 원소의 상승적 조합은 생산 공정 동안 균열을 거의 또는 전혀 나타내지 않는 5xxx 시리즈 알루미늄 합금 변형체를 생산한다. 연속 주조 공정을 활용함으로써, 높은 Mg 함량 알루미늄 합금은 높은 응고 속도를 가져 생산 공정 동안 균열을 방지한다. Mg 함량을 증가시키면 가공 경화 속도가 매우 높아지고 전위(dislocation)가 집적(pile up)되어 냉간 압연 동안 가장자리 균열을 초래할 수 있지만, 이는 냉간 압연 동안 중간 어닐링 단계를 수행하거나 냉간 압연 동안 완만한 패스 스케쥴(pass schedule)을 관리하여 제어할 수 있다. 본원에서 기재된 높은 Mg 함량 알루미늄 합금은 향상된 강도 및 성형성을 가지며 자동차 응용분야에서 많은 기존 소재(강철, AA5182 합금 등)를 대체할 수 있다.The novel 5xxx series aluminum alloy variants described herein have an increased positive Mg content in the aluminum alloy composition, but avoid the cracking problems associated with aluminum alloys with high Mg. In particular, the aluminum alloys described herein include a higher amount of Mg compared to the AA5182 aluminum alloy and achieve higher strength and formability properties. As described herein, increasing the Mg content and incorporating other alloying elements (eg, Mn, Cu, Si, etc.) can achieve higher strength and formability than 5xxx series aluminum alloys (eg, AA5182 aluminum alloy). can provide Specifically, the synergistic combination of alloying elements, as further described herein, produces 5xxx series aluminum alloy variants that exhibit little or no cracking during the production process. By utilizing the continuous casting process, the high Mg content aluminum alloy has a high solidification rate to prevent cracking during the production process. Increasing the Mg content will result in a very high work hardening rate and cause dislocations to pile up, leading to edge cracking during cold rolling, but this can be achieved by performing an intermediate annealing step during cold rolling or a gentle pass schedule during cold rolling ( You can control it by managing the pass schedule). The high Mg content aluminum alloys described herein have improved strength and formability and can replace many existing materials (steel, AA5182 alloy, etc.) in automotive applications.
정의 및 설명 definition and explanation
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "발명(invention)", "상기 발명(the invention)", "이 발명(this invention)" 및 "본 발명(the present invention)"은 이 특허 출원 및 하기 청구범위의 모든 주제를 광범위하게 지칭하는 것으로 의도된다. 이러한 용어를 포함하는 진술은 본원에서 기재된 주제를 제한하거나 하기 특허 청구범위의 의미 또는 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the terms "invention", "the invention", "this invention" and "the present invention" refer to this patent application and the following claims. It is intended to refer broadly to all subjects of Statements containing these terms should be understood not to limit the subject matter described herein or to limit the meaning or scope of the claims below.
본 설명에서, "시리즈" 또는 "5xxx"와 같은, 알루미늄 산업 명칭으로 식별되는 합금에 대한 참조가 이루어진다. 알루미늄 및 그 합금의 명칭을 정하고 식별하는 데 가장 통상적으로 사용되는 번호 지정 시스템에 대한 이해를 위해 "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys," 또는 "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot,"을 참조하며, 이들은 모두 미국 알루미늄 협회(The Aluminium Association)에서 발행되었다.In this description, reference is made to alloys identified by aluminum industry names, such as "series" or "5xxx". "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys," or "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations" for an understanding of the numbering system most commonly used to name and identify aluminum and its alloys. and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot," all published by The Aluminum Association.
본원에서 사용된 바와 같이, "하나의", "하나의", 또는 "상기"의 의미는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 단수 및 복수의 지시대상을 포함한다.As used herein, the meaning of "a", "an", or "the" includes the singular and plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
본원에서 사용된 바와 같이, 플레이트는 일반적으로 약 15 mm 초과의 두께를 갖는다. 예를 들어, 플레이트는 약 15 mm 초과, 약 20 mm 초과, 약 25 mm 초과, 약 30 mm 초과, 약 35 mm 초과, 약 40 mm 초과, 약 45 mm 초과, 약 50 mm 초과, 또는 약 100 mm 초과의 두께를 갖는 알루미늄 제품을 지칭할 수 있다.As used herein, a plate generally has a thickness greater than about 15 mm. For example, the plate may be greater than about 15 mm, greater than about 20 mm, greater than about 25 mm, greater than about 30 mm, greater than about 35 mm, greater than about 40 mm, greater than about 45 mm, greater than about 50 mm, or about 100 mm It may refer to an aluminum product having a thickness exceeding.
본원에서 사용된 바와 같이, 쉐이트(shate)(시트 플레이트라고도 지칭됨)는 일반적으로 약 4 mm 내지 약 15 mm의 두께를 갖는다. 예를 들어, 쉐이트는 약 4 mm, 약 5 mm, 약 6 mm, 약 7 mm, 약 8 mm, 약 9 mm, 약 10 mm, 약 11 mm, 약 12 mm, 약 13 mm, 약 14 mm, 또는 약 15 mm의 두께를 가질 수 있다.As used herein, a shate (also referred to as a sheet plate) generally has a thickness of about 4 mm to about 15 mm. For example, the thickness may be about 4 mm, about 5 mm, about 6 mm, about 7 mm, about 8 mm, about 9 mm, about 10 mm, about 11 mm, about 12 mm, about 13 mm, about 14 mm, or about 15 mm thick.
본원에서 사용된 바와 같이, 시트는 일반적으로 약 4 mm 미만(예를 들어, 3 mm 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 0.5 mm 미만, 0.3 mm 미만, 또는 0.1 mm 미만)의 두께를 갖는 알루미늄 제품을 지칭한다. 예를 들어, 시트는 약 0.1 mm, 약 0.2 mm, 약 0.3 mm, 약 0.4 mm, 약 0.5, 약 0.6 mm, 약 0.7 mm, 약 0.8 mm, 약 0.9 mm, 약 1 mm, 약 1.1 mm, 약 1.2 mm, 약 1.3 mm, 약 1.4 mm, 약 1.5 mm, 약 1.6 mm, 약 1.7 mm, 약 1.8 mm, 약 1.9 mm, 약 2 mm, 약 2.1 mm, 약 2.2 mm, 약 2.3 mm, 약 2.4 mm, 약 2.5 mm, 약 2.6 mm 약 2.7 mm, 약 2.8 mm, 약 2.9 mm, 약 3 mm, 약 3.1 mm, 약 3.2 mm, 약 3.3 mm, 약 3.4 mm, 약 3.5 mm, 약 3.6 mm, 약 3.7 mm, 약 3.8 mm, 약 3.9 mm, 또는 약 4 mm의 두께를 가질 수 있다.As used herein, sheet is generally aluminum having a thickness of less than about 4 mm (eg, less than 3 mm, less than 2 mm, less than 1 mm, less than 0.5 mm, less than 0.3 mm, or less than 0.1 mm). refers to the product. For example, the sheet may have a thickness of about 0.1 mm, about 0.2 mm, about 0.3 mm, about 0.4 mm, about 0.5, about 0.6 mm, about 0.7 mm, about 0.8 mm, about 0.9 mm, about 1 mm, about 1.1 mm, about 1.2 mm, about 1.3 mm, about 1.4 mm, about 1.5 mm, about 1.6 mm, about 1.7 mm, about 1.8 mm, about 1.9 mm, about 2 mm, about 2.1 mm, about 2.2 mm, about 2.3 mm, about 2.4 mm , about 2.5 mm, about 2.6 mm about 2.7 mm, about 2.8 mm, about 2.9 mm, about 3 mm, about 3.1 mm, about 3.2 mm, about 3.3 mm, about 3.4 mm, about 3.5 mm, about 3.6 mm, about 3.7 mm, about 3.8 mm, about 3.9 mm, or about 4 mm.
본원에서 사용된 바와 같이, 성형성은 파단(fracturing), 찢김(tearing-off), 네킹(necking), 이어링(earing), 또는 주름(wrinkling), 스프링-백(spring-back), 또는 골링(galling) 발생과 같은 형상 오류 없이 목적하는 형상으로 변형되는 소재의 능력을 지칭한다. 공학에서, 성형성은 변형 모드에 따라 분류될 수 있다. 변형 모드의 예는 인발, 신장, 굽힘, 및 신장-플랜징(stretch-flanging)을 포함한다.As used herein, formability is defined as fracturing, tearing-off, necking, earing, or wrinkling, spring-back, or galling. ) refers to the ability of a material to be deformed into a desired shape without shape errors such as In engineering, formability can be classified according to the deformation mode. Examples of deformation modes include drawing, stretching, bending, and stretch-flanging.
합금 템퍼(alloy temper) 또는 조건에 대한 참조가 이 출원에서 이루어질 수 있다. 가장 통상적으로 사용되는 합금 템퍼 설명에 대한 이해를 위해, "American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems"를 참조한다. F 조건 또는 템퍼는 제작된 알루미늄 합금을 지칭한다. O 조건 또는 템퍼는 어닐링 후 알루미늄 합금을 지칭한다. 본원에서 H 템퍼라고도 지칭되는, Hxx 조건 또는 템퍼는 열 처리(예를 들어, 어닐링)를 포함하거나 포함하지 않는 냉간 압연 후 열 처리 가능하지 않는 알루미늄 합금을 지칭한다. 적합한 H 템퍼는 HX1, HX2, HX3 HX4, HX5, HX6, HX7, HX8, 또는 HX9 템퍼를 포함한다. T1 조건 또는 템퍼는 열간 가공에서 냉각되고 자연적으로 시효된(aged)(예를 들어, 실온에서) 알루미늄 합금을 지칭한다. T2 조건 또는 템퍼는 열간 가공에서 냉각되고, 냉간 가공되고 및 자연적으로 시효된 알루미늄 합금을 지칭한다. T3 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리되고, 냉간 가공되고, 및 자연적으로 시효된 알루미늄 합금을 지칭한다. T4 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리되고 자연적으로 시효된 알루미늄 합금을 지칭한다. T5 조건 또는 템퍼는 열간 가공에서 냉각되고 인공적으로 시효된(승온에서) 알루미늄 합금을 지칭한다. T6 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리되고 인공적으로 시효된 알루미늄 합금을 지칭한다. T7 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리되고 인공적으로 과시효된 알루미늄 합금을 지칭한다. T8x 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리되고, 냉간 가공되고, 및 인공적으로 시효된 알루미늄 합금을 지칭한다. T9 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리되고, 인공적으로 시효되고, 및 냉간 가공된 알루미늄 합금을 지칭한다. W 조건 또는 템퍼는 용액 열 처리 후 알루미늄 합금을 지칭한다. References to alloy tempers or conditions may be made in this application. For an understanding of the most commonly used alloy temper descriptions, see "American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems". The F condition or temper refers to the aluminum alloy from which it was manufactured. O condition or temper refers to an aluminum alloy after annealing. The Hxx condition or temper, also referred to herein as the H temper, refers to an aluminum alloy that is not heat treatable after cold rolling with or without heat treatment (eg, annealing). Suitable H tempers include the HX1, HX2, HX3, HX4, HX5, HX6, HX7, HX8, or HX9 tempers. The T1 condition or temper refers to an aluminum alloy that has been cooled from hot work and naturally aged (eg, at room temperature). The T2 condition or temper refers to an aluminum alloy that has been cooled from hot work, cold worked and naturally aged. The T3 condition or temper refers to a solution heat treated, cold worked, and naturally aged aluminum alloy. T4 condition or temper refers to a solution heat treated and naturally aged aluminum alloy. T5 condition or temper refers to an aluminum alloy that has been cooled from hot work and artificially aged (at elevated temperature). T6 condition or temper refers to solution heat treated and artificially aged aluminum alloys. T7 condition or temper refers to a solution heat treated and artificially overaged aluminum alloy. T8x condition or temper refers to solution heat treated, cold worked, and artificially aged aluminum alloys. The T9 condition or temper refers to a solution heat treated, artificially aged, and cold worked aluminum alloy. W condition or temper refers to aluminum alloys after solution heat treatment.
본원에서 사용된 바와 같이, "실온"의 의미는 약 15℃ 내지 약 30℃, 예를 들어, 약 15℃, 약 16℃, 약 17℃, 약 18℃, 약 19℃, 약 20℃, 약 21℃, 약 22℃, 약 23℃, 약 24℃, 약 25℃, 약 26℃, 약 27℃, 약 28℃, 약 29℃, 또는 약 30℃의 온도를 포함할 수 있다.As used herein, "room temperature" means from about 15°C to about 30°C, such as about 15°C, about 16°C, about 17°C, about 18°C, about 19°C, about 20°C, about 21 °C, about 22 °C, about 23 °C, about 24 °C, about 25 °C, about 26 °C, about 27 °C, about 28 °C, about 29 °C, or about 30 °C.
본원에서 개시된 모든 범위는 두 엔드포인트 및 그 내부에 포함된 임의의 및 모든 하위범위를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 명시된 범위는 최소값 1과 최대값 10(포함) 사이의 임의의 및 모든 하위범위를 포함하는 것으로 간주되어야 하며; 즉, 모든 하위범위는 최소값 1 이상, 예를 들어, 1 내지 6.1로 시작하고, 최대값 10 이하, 예를 들어, 5.5 내지 10으로 끝난다.All ranges disclosed herein are to be understood as encompassing both endpoints and any and all subranges subsumed therein. For example, a stated range of “1 to 10” should be considered to include any and all subranges between the minimum value of 1 and the maximum value of 10, inclusive; That is, every subrange starts with a minimum value of 1 or greater, eg, 1 to 6.1, and ends with a maximum value of 10 or less, eg, 5.5 to 10.
하기 알루미늄 합금은 합금의 전체 중량을 기준으로 중량 백분율(중량%)의 원소 조성 측면에서 기재된다. 각각의 합금의 특정한 예에 있어서, 나머지는 알루미늄이며, 불순물 합계는 최대 0.15 중량%이다.The following aluminum alloys are described in terms of their elemental composition in weight percent (wt%) based on the total weight of the alloy. In the specific example of each alloy, the remainder is aluminum, with the sum of impurities up to 0.15% by weight.
합금 조성alloy composition
알루미늄 합금 특성은 알루미늄 합금의 조성에 의해 부분적으로 결정된다. 특정한 양태에 있어서, 합금 조성은 합금이 목적하는 응용분야에 적합한 특성을 가질 것인지 여부에 영향을 미치거나 이를 심지어 결정할 수 있다.Aluminum alloy properties are determined in part by the composition of the aluminum alloy. In certain embodiments, alloy composition can affect or even determine whether an alloy will have properties suitable for a desired application.
본원에서 기재된 합금은 신규한 5xxx 시리즈 알루미늄 합금 변형체이다. 합금은 높은 강도, 높은 성형성(예를 들어, 우수한 연신율 및 성형 특성), 및 생산 공정 동안 균열에 대한 내성을 나타낸다. 합금의 특성은 합금의 원소 조성으로 인해 적어도 부분적으로 달성된다. 일부 경우에 있어서, 본원에서 기재된 신규한 5xxx 시리즈 알루미늄 합금 변형체는 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금의 Mg 함량보다 더 높은 Mg 함량을 포함할 수 있으며, 다른 원소들 중, Cu, Mn, 및 Si 중 하나 이상을 특정한 양으로 하기에서 추가로 기재되는 바와 같이 포함할 수 있다. The alloys described herein are novel 5xxx series aluminum alloy variants. The alloy exhibits high strength, high formability (eg, good elongation and forming properties), and resistance to cracking during the production process. The properties of an alloy are achieved at least in part due to the elemental composition of the alloy. In some cases, the new 5xxx series aluminum alloy variants described herein may include a higher Mg content than the Mg content of existing 5xxx series aluminum alloys, including one or more of Cu, Mn, and Si, among other elements. in specific amounts as further described below.
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 바와 같은 알루미늄 합금은 표 1에 제공된 바와 같은 하기의 원소 조성을 가질 수 있다.In some examples, an aluminum alloy as described herein may have the following elemental composition as provided in Table 1.
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 바와 같은 알루미늄 합금은 표 2에 제공된 바와 같은 하기의 원소 조성을 가질 수 있다.In some examples, an aluminum alloy as described herein may have the following elemental composition as provided in Table 2.
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 바와 같은 알루미늄 합금은 표 3에 제공된 바와 같은 하기의 원소 조성을 가질 수 있다.In some examples, an aluminum alloy as described herein may have the following elemental composition as provided in Table 3.
일부 예에 있어서, 알루미늄 합금은 표 4에 제공된 바와 같은 하기의 원소 조성을 가질 수 있다.In some examples, the aluminum alloy may have the following elemental composition as provided in Table 4.
일부 예에 있어서, 알루미늄 합금은 표 5에 제공된 바와 같은 하기의 원소 조성을 가질 수 있다.In some examples, the aluminum alloy may have the following elemental composition as provided in Table 5.
규소silicon
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 합금의 전체 중량을 기준으로 Si를 0% 내지 0.30%(예를 들어, 0% 내지 0.25%, 0.01% 내지 0.20%, 0.01% 내지 0.15%, 0.01% 내지 0.10%, 0.01% 내지 0.06%, 또는 0.01% 내지 0.05%)의 양으로 포함한다. 예를 들어, 합금은 0%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 또는 0.30%의 Si를 포함할 수 있다. 모두 중량%로 표시된다.In some examples, the aluminum alloys described herein contain from 0% to 0.30% (eg, from 0% to 0.25%, from 0.01% to 0.20%, from 0.01% to 0.15%, from 0.01% Si, based on the total weight of the alloy). to 0.10%, 0.01% to 0.06%, or 0.01% to 0.05%). For example, the alloy may contain 0%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14% , 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, or 0.30% Si may be included. All are expressed in weight percent.
철steel
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 또한 합금의 전체 중량을 기준으로 Fe를 0.01% 내지 0.40%(예를 들어, 0.01% 내지 0.25%, 0.01% 내지 0.20%, 0.01% 내지 0.15%, 0.02% 내지 0.11%, 또는 0.05% 내지 0.11%)의 양으로 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.30%, 0.31%, 0.32%, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, 또는 0.40%의 Fe를 포함할 수 있다. 모두 중량%로 표시된다. 알루미늄 합금은 최대 0.40%의 Fe를 포함할 수 있으므로 더 많은 양의 재활용 알루미늄 합금으로부터 생산될 수 있다.In some examples, the aluminum alloys described herein also contain 0.01% to 0.40% (e.g., 0.01% to 0.25%, 0.01% to 0.20%, 0.01% to 0.15%, 0.02% Fe) based on the total weight of the alloy. % to 0.11%, or 0.05% to 0.11%). For example, an alloy may contain 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15% , 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.30%, 0.31%, 0.32% %, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, or 0.40% Fe. All are expressed in weight percent. Aluminum alloys can contain up to 0.40% Fe, so they can be produced from higher amounts of recycled aluminum alloys.
구리copper
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 합금의 전체 중량을 기준으로 Cu를 최대 1.0%(예를 들어, 0% 내지 1.0%, 0.01% 내지 0.90%, 0.05% 내지 0.80%, 0.20% 내지 0.80%, 또는 0.30% 내지 0.80%)의 양으로 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.30%, 0.31%, 0.32%, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, 0.40%, 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49%, 0.50%, 0.51%, 0.52%, 0.53%, 0.54%, 0.55%, 0.56%, 0.57%, 0.58%, 0.59%, 0.60%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.80%, 0.81%, 0.82%, 0.83%, 0.84%, 0.85%, 0.86%, 0.87%, 0.88%, 0.89%, 0.90%, 0.91%, 0.92%, 0.93%, 0.94%, 0.95%, 0.96%, 0.97%, 0.98%, 0.99%, 또는 1.0%의 Cu를 포함할 수 있다. 모두 중량%로 표시된다. 일부 경우에 있어서, 본원에서 기재된 양으로 Cu를 포함하는 알루미늄 조성은 알루미늄 합금의 페인트 베이크 반응(paint bake response)을 개선한다. 예를 들어, 본원에서 기재된 Cu의 양을 갖는 알루미늄은 알루미늄 합금이 연속 어닐링에 적용될 때 페인트 베이크 후에 개선된 강도 및 성형성을 나타낸다. 또한, 높은 Cu 함량은 낮은 Cu 함량 합금과 비교하여 더 높은 가공 경화 범위를 제공하는 극한 인장 강도를 증가시킨다. 일부 경우에 있어서, 알루미늄 합금 조성에 Cu를 1.0 중량% 초과의 양으로 첨가하는 것은 주조 또는 열간 압연 공정 동안 균열을 발생시킬 수 있다.In some examples, the aluminum alloys described herein contain up to 1.0% (e.g., 0% to 1.0%, 0.01% to 0.90%, 0.05% to 0.80%, 0.20% to 0.80%) Cu by total weight of the alloy. %, or from 0.30% to 0.80%). For example, an alloy may contain 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15% , 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.30%, 0.31%, 0.32% %, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, 0.40%, 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49%, 0.50%, 0.51%, 0.52%, 0.53%, 0.54%, 0.55%, 0.56%, 0.57%, 0.58%, 0.59%, 0.60%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65% , 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 0.70%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.80%, 0.81%, 0.82 %, 0.83%, 0.84%, 0.85%, 0.86%, 0.87%, 0.88%, 0.89%, 0.90%, 0.91%, 0.92%, 0.93%, 0.94%, 0.95%, 0.96%, 0.97%, 0.98%, 0.99%, or 1.0% Cu. All are expressed in weight percent. In some cases, aluminum compositions comprising Cu in the amounts described herein improve the paint bake response of aluminum alloys. For example, aluminum having the amount of Cu described herein exhibits improved strength and formability after paint bake when the aluminum alloy is subjected to continuous annealing. In addition, high Cu content increases ultimate tensile strength providing a higher work hardening range compared to low Cu content alloys. In some cases, adding Cu in an amount greater than 1.0% by weight to an aluminum alloy composition can cause cracking during casting or hot rolling processes.
망간manganese
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 또한 합금의 전체 중량을 기준으로 Mn을 0.01% 내지 0.50%(예를 들어, 0.01% 내지 0.40%, 0.01% 내지 0.30%, 0.01% 내지 0.15%, 0.05% 내지 0.30%, 0.05% 내지 0.20%, 0.05% 내지 0.15%, 또는 0.05% 내지 0.10%)의 양으로 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.30%, 0.31%, 0.32%, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, 0.40%, 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49%, 또는 0.50%의 Mn을 포함할 수 있다. 모두 중량%로 표시된다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 양으로 Mn을 포함하는 알루미늄 조성은 우수한 n-값(경화 지수)을 야기한다. 일부 경우에 있어서, 0.40 중량% 초과의 Mn 함량을 갖는 알루미늄 합금은 용질 끌림 효과(solute drag effect)로 인해 n-값을 감소시키고 또한 Fe 및 Si와 함께 구성성분 입자의 부피 분율을 증가시켜 성형성을 감소시킨다. 따라서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금 내 Mn의 양은 성형성의 손실을 방지하기 위해 미세하게 제어된다.In some examples, the aluminum alloys described herein also contain 0.01% to 0.50% (e.g., 0.01% to 0.40%, 0.01% to 0.30%, 0.01% to 0.15%, 0.05%) Mn, based on the total weight of the alloy. % to 0.30%, 0.05% to 0.20%, 0.05% to 0.15%, or 0.05% to 0.10%). For example, an alloy may contain 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15% , 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.30%, 0.31%, 0.32% %, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, 0.40%, 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49%, or 0.50% Mn. All are expressed in weight percent. In some embodiments, aluminum compositions comprising Mn in the amounts described herein result in good n-values (hardening index). In some cases, aluminum alloys with a Mn content of more than 0.40% by weight reduce the n-value due to the solute drag effect and also increase the volume fraction of the constituent particles with Fe and Si to improve formability. reduces Thus, the amount of Mn in the aluminum alloys described herein is finely controlled to avoid loss of formability.
마그네슘magnesium
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 Mg를 5.0% 내지 6.0%(예를 들어, 5.1% 내지 6.0%, 5.2% 내지 6.0%, 5.3% 내지 6.0%, 5.4% 내지 6.0%, 5.5% 내지 6.0%, 5.5% 내지 5.9%, 5.6% 내지 5.9%, 또는 5.6% 내지 5.8%)의 양으로 포함할 수 있다. 일부 예에 있어서, 합금은 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, 또는 6.0%의 Mg를 포함할 수 있다. 모두 중량%로 표시된다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 합금 내 전술한 양의 Mg의 포함은 고용체 강화(solid solution strengthening) 원소로 작용한다. 하기에서 추가로 기재되고, 실시예에서 입증된 바와 같이, 본원에서 기재된 양의 Mg 함량을 포함하는 알루미늄 합금은 놀랍게도 우수한 강도 및 성형성을 갖는 알루미늄 합금을 생산한다. 일부 구현예에 있어서, 5.0 중량% 미만의 Mg를 포함하는 알루미늄 조성은 높은 강도 및/또는 성형성을 달성할 수 없다. 일부 경우에 있어서, 6.0 중량% 초과의 Mg(예를 들어, 6.5 중량%)를 포함하는 알루미늄 조성은 냉간 압연하기 매우 어렵고 압연을 위해 다수의 중간-어닐링 단계를 필요로 하는 알루미늄 합금을 생성하며, 이는 종종 압연 동안 많은 양의 가장자리 균열을 초래한다.In some examples, the aluminum alloys described herein contain 5.0% to 6.0% Mg (eg, 5.1% to 6.0%, 5.2% to 6.0%, 5.3% to 6.0%, 5.4% to 6.0%, 5.5% to 6.0%) Mg. 6.0%, 5.5% to 5.9%, 5.6% to 5.9%, or 5.6% to 5.8%). In some examples, the alloy can include 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, or 6.0% Mg. All are expressed in weight percent. In some embodiments, the inclusion of Mg in the aforementioned amounts in the alloys described herein acts as a solid solution strengthening element. As described further below and demonstrated in the Examples, aluminum alloys comprising Mg contents in the amounts described herein surprisingly produce aluminum alloys with excellent strength and formability. In some embodiments, aluminum compositions comprising less than 5.0 wt % Mg cannot achieve high strength and/or formability. In some cases, aluminum compositions comprising greater than 6.0 wt% Mg (e.g., 6.5 wt%) result in aluminum alloys that are very difficult to cold roll and require multiple intermediate-annealing steps for rolling; This often results in large amounts of edge cracking during rolling.
크롬chrome
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 합금의 전체 중량을 기준으로 Cr을 최대 0.20%(예를 들어, 0% 내지 0.20%, 0% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.02%, 0.005% 내지 0.05%, 또는 0.01% 내지 0.05%)의 양으로 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 또는 0.20%의 Cr을 포함할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 전술한 양으로 Cr을 첨가하는 것은 소공 부식(pitting corrosion)을 감소시키고 고용체 경화에 의해 강도를 증가시킨다. 일부 경우에 있어서, Cr은 합금에 존재하지 않는다(즉, 0%). 모두 중량%로 표시된다.In some examples, the aluminum alloys described herein contain up to 0.20% (eg, 0% to 0.20%, 0% to 0.10%, 0% to 0.05%, 0.001% to 0.05% Cr) by total weight of the alloy. %, 0.001% to 0.02%, 0.005% to 0.05%, or 0.01% to 0.05%). For example, an alloy may contain 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06% , 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, or 0.20% Cr. . In some embodiments, adding Cr in the aforementioned amounts reduces pitting corrosion and increases strength by solid solution hardening. In some cases, Cr is not present in the alloy (ie, 0%). All are expressed in weight percent.
아연zinc
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 합금의 전체 중량을 기준으로 Zn을 최대 0.30%(예를 들어, 0% 내지 0.25%, 0% 내지 0.20%, 0% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.02%, 0.005% 내지 0.05%, 또는 0.01% 내지 0.05%)의 양으로 포함한다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 또는 0.30%의 Zn을 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, Zn은 합금에 존재하지 않는다(즉, 0%). 일부 경우에 있어서, 과량의 Zn 첨가(예를 들어, 0.30 중량% 초과)는 부식 특성을 저하시킨다. 따라서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금 내 Zn의 양은 제한된다. 모두 중량%로 표시된다. In some examples, the aluminum alloys described herein contain up to 0.30% (e.g., 0% to 0.25%, 0% to 0.20%, 0% to 0.10%, 0% to 0.05%) Zn, based on the total weight of the alloy. %, 0.001% to 0.05%, 0.001% to 0.02%, 0.005% to 0.05%, or 0.01% to 0.05%). For example, an alloy may contain 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06% , 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.20%, 0.21%, 0.22%, 0.23 %, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, or 0.30% Zn. In some cases, Zn is not present in the alloy (ie, 0%). In some cases, the addition of excess Zn (eg greater than 0.30 wt%) degrades corrosion properties. Thus, the amount of Zn in the aluminum alloys described herein is limited. All are expressed in weight percent.
티타늄titanium
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 합금의 전체 중량을 기준으로 티타늄(Ti)을 최대 0.20%(예를 들어, 0% 내지 0.20%, 0% 내지 0.10%, 0% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.05%, 0.001% 내지 0.02%, 또는 0.005% 내지 0.05%)의 양으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 합금은 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 또는 0.20%의 Ti를 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, Ti는 합금에 존재하지 않는다(즉, 0%). 모두 중량%로 표시된다. In some examples, the aluminum alloys described herein contain up to 0.20% (e.g., 0% to 0.20%, 0% to 0.10%, 0% to 0.05%, 0.001%) titanium (Ti) based on the total weight of the alloy. % to 0.05%, 0.001% to 0.02%, or 0.005% to 0.05%). For example, an alloy may contain 0.001%, 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.005%, 0.006%, 0.007%, 0.008%, 0.009%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06% , 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.10%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, or 0.20% Ti. . In some cases, Ti is not present in the alloy (ie, 0%). All are expressed in weight percent.
미량 원소microelement
임의로, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 때때로 불순물로 지칭되는, 기타 미량 원소를 0.05% 이하, 0.04% 이하, 0.03% 이하, 0.02% 이하, 또는 0.01% 이하의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 이들 불순물은 V, Ni, Hf, Zr, Sc, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, Pb, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 따라서, V, Ni, Hf, Zr, Sc, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, 또는 Pb는 합금에 0.05% 이하, 0.04% 이하, 0.03% 이하, 0.02% 이하, 또는 0.01% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 모든 불순물의 합계는 0.15%를 초과하지 않는다(예를 들어, 0.1%). 일부 예에 있어서, 알루미늄 합금은 내식성을 개선하기 위해 최대 0.15 중량%를 포함할 수 있다. 모두 중량%로 표시된다. 각각의 합금의 나머지 백분율은 알루미늄일 수 있다.Optionally, the aluminum alloys described herein may further include other trace elements, sometimes referred to as impurities, in amounts of 0.05% or less, 0.04% or less, 0.03% or less, 0.02% or less, or 0.01% or less. These impurities may include, but are not limited to, V, Ni, Hf, Zr, Sc, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, Pb, or combinations thereof. Thus, V, Ni, Hf, Zr, Sc, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, or Pb is present in the alloy in an amount of less than 0.05%, less than 0.04%, less than 0.03%, less than 0.02%, or less than 0.01%. can exist The sum of all impurities does not exceed 0.15% (eg 0.1%). In some instances, the aluminum alloy may include up to 0.15 weight percent to improve corrosion resistance. All are expressed in weight percent. The remaining percentage of each alloy may be aluminum.
특성characteristic
본원에서 기재된 알루미늄 합금은 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 우수한 특성을 나타낸다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 냉간 압연 후 회분식 어닐링과 조합되어 본원에서 기재된 연속 주조 공정에 따라 생산될 때 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금과 비교하여 개선된 특성을 나타낸다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 냉간 압연 후 연속 어닐링과 조합되어 본원에서 기재된 연속 주조 공정에 따라 생산될 때 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금과 비교하여 개선된 특성을 나타낸다. 가공 단계는 알루미늄 합금의 강도 및 성형성 특성을 상당히 개선한다.The aluminum alloys described herein exhibit excellent properties when produced according to the methods described herein. In some embodiments, the aluminum alloys described herein exhibit improved properties compared to existing 5xxx series aluminum alloys when produced according to the continuous casting process described herein in combination with cold rolling followed by batch annealing. In some embodiments, the aluminum alloys described herein exhibit improved properties compared to existing 5xxx series aluminum alloys when produced according to the continuous casting process described herein in combination with cold rolling followed by continuous annealing. The machining step significantly improves the strength and formability properties of the aluminum alloy.
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 약 130 MPa 이상의 항복 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 130 MPa 이상, 135 MPa 이상, 140 MPa 이상, 145 MPa 이상, 150 MPa 이상, 155 MPa 이상, 160 MPa 이상, 165 MPa 이상, 170 MPa 이상, 175 MPa 이상, 또는 180 MPa 이상의 항복 강도를 가질 수 있다. 일부 경우에 있어서, 항복 강도는 약 130 MPa 내지 약 250 MPa(예를 들어, 약 135 MPa 내지 약 200 MPa, 약 140 MPa 내지 190 MPa, 또는 약 145 MPa 내지 약 180 MPa), 또는 그 사이이다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정될 때 본원에서 기재된 바와 같은 항복 강도를 나타낼 수 있다.In some examples, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein can have a yield strength of about 130 MPa or greater. For example, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein may have 130 MPa or greater, 135 MPa or greater, 140 MPa or greater, 145 MPa or greater, 150 MPa or greater, 155 MPa or greater, 160 MPa or greater, 165 MPa or greater, 170 MPa or greater. It may have a yield strength of 175 MPa or more, or 180 MPa or more. In some cases, the yield strength is between about 130 MPa and about 250 MPa (eg, between about 135 MPa and about 200 MPa, between about 140 MPa and 190 MPa, or between about 145 MPa and about 180 MPa), or between. The aluminum alloy products described herein may exhibit a yield strength as described herein when measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, relative to the rolling direction.
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 약 300 MPa 이상의 극한 인장 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 300 MPa 이상, 305 MPa 이상, 310 MPa 이상, 315 MPa 이상, 320 MPa 이상, 325 MPa 이상, 330 MPa 이상, 335 MPa 이상, 340 MPa 이상, 345 MPa 이상, 또는 350 MPa 이상의 항복 강도를 가질 수 있다. 일부 경우에 있어서, 극한 인장 강도는 약 300 MPa 내지 약 500 MPa(예를 들어, 약 305 MPa 내지 약 450 MPa, 약 310 MPa 내지 약 400 MPa, 또는 약 315 MPa 내지 약 350 MPa), 또는 그 사이이다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정될 때 본원에서 기재된 바와 같은 극한 인장 강도를 나타낼 수 있다.In some examples, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein can have an ultimate tensile strength of about 300 MPa or greater. For example, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein may have 300 MPa or greater, 305 MPa or greater, 310 MPa or greater, 315 MPa or greater, 320 MPa or greater, 325 MPa or greater, 330 MPa or greater, 335 MPa or greater, 340 MPa or greater. It may have a yield strength of 345 MPa or more, or 350 MPa or more. In some cases, the ultimate tensile strength is between about 300 MPa and about 500 MPa (eg, between about 305 MPa and about 450 MPa, between about 310 MPa and about 400 MPa, or between about 315 MPa and about 350 MPa), or between am. The aluminum alloy products described herein may exhibit ultimate tensile strength as described herein when measured in longitudinal (L), transverse (T), and/or diagonal (D) directions, respectively, relative to the rolling direction.
본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 또한 페인트 베이킹 후에 항복 강도의 증가를 나타낸다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은, 시뮬레이션 페인트 베이크 사이클 후에, 2 MPa 이상, 4 MPa 이상, 5 MPa 이상, 10 MPa 이상, 15 MPa 이상, 20 MPa 이상, 또는 25 MPa 이상의 증가된 항복 강도를 나타낸다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 2 MPa 내지 100 MPa, 예를 들어, 5 MPa 내지 90 MPa, 10 MPa 내지 80 MPa, 20 MPa 내지 75 MPa, 25 MPa 내지 60 MPa, 30 MPa 내지 50 MPa, 또는 35 MPa 내지 45 MPa의 증가된 항복 강도를 나타낸다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정될 때 본원에서 기재된 바와 같은 개선된 항복 강도를 나타낼 수 있다. 일부 양태에 있어서, 시뮬레이션 페인트 베이크 사이클은 알루미늄 합금 제품을 약 20분 동안 185℃로 가열하는 것을 포함할 수 있다.Aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein also exhibit an increase in yield strength after paint baking. For example, an aluminum alloy product produced from an aluminum alloy described herein may have, after a simulated paint bake cycle, at least 2 MPa, at least 4 MPa, at least 5 MPa, at least 10 MPa, at least 15 MPa, at least 20 MPa, or at least 25 MPa. exhibits increased yield strength. In some embodiments, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein have a range of 2 MPa to 100 MPa, such as 5 MPa to 90 MPa, 10 MPa to 80 MPa, 20 MPa to 75 MPa, 25 MPa to 60 MPa. It exhibits an increased yield strength of MPa, 30 MPa to 50 MPa, or 35 MPa to 45 MPa. The aluminum alloy products described herein may exhibit improved yield strength as described herein when measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, relative to the rolling direction. . In some embodiments, the simulated paint bake cycle may include heating the aluminum alloy product to 185° C. for about 20 minutes.
본원에서 기재된 방법에 따라 생산된 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 또한 높은 성형성을 나타낸다. 높은 성형성은, 예를 들어, 전체 연신율 또는 균일 연신율을 측정함으로써 측정할 수 있다. ISO/EN A80은 전체 연신율을 테스트하는 데 사용될 수 있는 하나의 표준이다. ISO/EN Ag는 균일 연신율을 테스트하는 데 사용될 수 있는 하나의 표준이다. 일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 적어도 약 5% 및 최대 약 30%의 전체 연신율(A80)을 가질 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 또는 30%, 또는 그 사이의 전체 연신율을 가질 수 있다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정될 때 본원에서 기재된 바와 같은 전체 연신율을 나타낼 수 있다.The aluminum alloys described herein produced according to the methods described herein also exhibit high formability. High formability can be measured, for example, by measuring total elongation or uniform elongation. ISO/EN A80 is one standard that can be used to test total elongation. ISO/EN Ag is one standard that can be used to test uniform elongation. In some examples, an aluminum alloy product produced from an aluminum alloy described herein may have an overall elongation (A80) of at least about 5% and up to about 30%. For example, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein can contain about 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, or 30%, or therebetween It may have full elongation. The aluminum alloy products described herein may exhibit total elongation as described herein when measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, relative to the rolling direction.
일부 예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 적어도 약 5% 및 최대 약 30%의 균일 연신율(Ag)을 가질 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 또는 30%, 또는 그 사이의 균일 연신율을 가질 수 있다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정될 때 본원에서 기재된 바와 같은 균일 연신율을 나타낼 수 있다.In some examples, an aluminum alloy product produced from an aluminum alloy described herein may have a uniform elongation (Ag) of at least about 5% and up to about 30%. For example, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein can contain about 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, or 30%, or therebetween It may have a uniform elongation rate. The aluminum alloy products described herein may exhibit uniform elongation as described herein when measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, relative to the rolling direction.
성형성을 측정하는 또 다른 방법은 인장 테스트 동안의 소성 변형비인 r-값(Lankford 계수라고도 공지됨)이다. r-값은 판금의 딥-드로잉성(deep-drawability)(즉, 장력 또는 압축을 가할 때 소재가 얇아지거나 두꺼워지는 것에 대한 내성)을 측정한 것이다. r-값은 ASTM E517(2020)에 따라 측정할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 임의의 방향 또는 모든 방향(종(L), 대각선(D), 및/또는 횡(T))으로 적어도 약 0.45, 예를 들어, 적어도 약 0.50, 적어도 약 0.55, 적어도 약 0.60, 적어도 약 0.65, 적어도 약 0.70, 또는 적어도 약 0.75의 r-값을 가질 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 임의의 방향 또는 모든 방향으로 0.45 내지 0.95, 예를 들어, 0.50 내지 0.95, 0.55 내지 0.90, 0.60 내지 0.90, 0.65 내지 0.85, 또는 0.70 내지 0.85의 r-값을 가질 수 있다.Another measure of formability is the r-value (also known as the Lankford modulus), which is the plastic strain ratio during tensile testing. The r-value is a measure of sheet metal's deep-drawability (i.e., resistance to thinning or thickening of a material when subjected to tension or compression). The r-value can be determined according to ASTM E517 (2020). In some embodiments, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein have a 0.45, for example, in any or all directions (longitudinal (L), diagonal (D), and/or transverse (T)). For example, it may have an r-value of at least about 0.50, at least about 0.55, at least about 0.60, at least about 0.65, at least about 0.70, or at least about 0.75. In some embodiments, an aluminum alloy product produced from an aluminum alloy described herein has a range from 0.45 to 0.95 in any or all directions, such as from 0.50 to 0.95, from 0.55 to 0.90, from 0.60 to 0.90, from 0.65 to 0.85, or It may have an r-value of 0.70 to 0.85.
n 값, 또는 변형 경화 지수(strain hardening exponent)는 소성 변형될 때 소재가 얼마나 경화되거나 더 강해지는지를 나타낸다. n-값은 ASTM E646(2020)에 따라 측정할 수 있다. 10% 내지 20%의 변형 범위에 걸쳐 측정된 n-값은 n(10-20)으로 표시된다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 임의의 개별 방향 또는 모든 방향(종(L), 대각선(D), 및/또는 횡(T))으로 적어도 약 0.10, 예를 들어, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.20, 적어도 약 0.25, 또는 적어도 약 0.30의 n(10-20) 값을 가질 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금으로부터 생산된 알루미늄 합금 제품은 임의의 방향 또는 모든 방향으로 0.10 내지 0.50, 예를 들어, 0.15 내지 0.45, 0.20 내지 0.40, 0.25 내지 0.40, 0.30 내지 0.40, 또는 0.30 내지 0.35의 n-값을 가질 수 있다.The n-value, or strain hardening exponent, indicates how much a material hardens or becomes stronger when plastically deformed. The n-value can be determined according to ASTM E646 (2020). The n-value measured over the strain range of 10% to 20% is denoted by n(10-20). For example, an aluminum alloy product produced from an aluminum alloy described herein may have a ratio of at least about 0.10 in any individual direction or in all directions (longitudinal (L), diagonal (D), and/or transverse (T)), for example , may have an n(10-20) value of at least about 0.15, at least about 0.20, at least about 0.25, or at least about 0.30. In some embodiments, aluminum alloy products produced from the aluminum alloys described herein may range from 0.10 to 0.50 in any or all directions, such as 0.15 to 0.45, 0.20 to 0.40, 0.25 to 0.40, 0.30 to 0.40, or It may have an n-value of 0.30 to 0.35.
알루미늄 합금 미세구조aluminum alloy microstructure
본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 개선된 기계적 특성을 야기하는 입자 분포를 보유한다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 기존의 5xxx 시리즈 알루미늄 합금보다 더 많은 양의 Mg(예를 들어, 5.0 중량% 내지 6.0 중량%) 및/또는 Cu(예를 들어, 0.3 중량% 내지 최대 1.0 중량%)를 포함한다. 더 많은 양의 Mg 및/또는 Cu를 가짐에도 불구하고, Fe로 형성된 구성성분은 AA5182 합금과 비교하여 실질적으로 증가하지 않았다. 도 10 및 11에서 나타낸 바와 같이, Fe 구성성분의 입자 크기 분포는 사실상 동일하게 유지된다. 5.0 중량% 내지 6.0%의 Mg를 갖는 알루미늄 합금에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Alx(Fe,Mn) 및 Al(Fe,Mn)Si 입자의 면적 분율은 AA5182 합금과 유사하였다. 또한, Fe-함유 구성성분 입자의 입자 크기는 알루미늄 합금 미세구조에서 Alx(Fe,Mn) 입자가 우세한 작은 입자 크기(예를 들어, 5 미크론 미만)를 가졌으며, 이는 AA5182 합금과 유사하다. 따라서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금 내 더 많은 양의 Mg 및 Cu는 알루미늄 합금의 미세구조에 부정적인 영향을 미치지 않았다.When produced according to the methods described herein, the aluminum alloys described herein possess a grain distribution that results in improved mechanical properties. For example, the aluminum alloys described herein contain higher amounts of Mg (eg, 5.0 wt% to 6.0 wt%) and/or Cu (eg, 0.3 wt% to up to 1.0 wt%) than existing 5xxx series aluminum alloys. % by weight). Despite having higher amounts of Mg and/or Cu, the composition formed of Fe did not increase substantially compared to the AA5182 alloy. As shown in Figures 10 and 11, the particle size distribution of the Fe constituents remains virtually the same. The area fractions of Al x (Fe,Mn) and Al(Fe,Mn)Si particles in the aluminum alloy microstructure for aluminum alloys with 5.0 wt% to 6.0% Mg were similar to the AA5182 alloy. In addition, the grain size of the Fe-containing constituent particles had a small grain size (eg, less than 5 microns) with a predominance of Al x (Fe,Mn) grains in the aluminum alloy microstructure, which was similar to that of the AA5182 alloy. Thus, the higher amounts of Mg and Cu in the aluminum alloys described herein did not adversely affect the microstructure of the aluminum alloys.
일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 10 미크론 미만, 예를 들어, 9 미크론 미만, 8 미크론 미만, 7 미크론 미만, 6 미크론 미만, 5 미크론 미만, 또는 4 미크론 미만의 입자 크기를 갖는 Fe-함유 구성성분을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 0.01 내지 10 미크론, 예를 들어, 0.01 내지 10 미크론, 0.01 내지 10 미크론, 0.05 내지 8 미크론, 0.1 내지 6 미크론, 0.2 내지 5 미크론, 또는 0.2 내지 4.5 미크론의 입자 크기를 갖는 Fe-함유 구성성분을 포함한다. In some embodiments, the aluminum alloys described herein when produced according to the methods described herein are less than 10 microns, such as less than 9 microns, less than 8 microns, less than 7 microns, less than 6 microns, less than 5 microns, or Fe-containing constituents having a particle size of less than 4 microns. In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the methods described herein, are 0.01 to 10 microns, such as 0.01 to 10 microns, 0.01 to 10 microns, 0.05 to 8 microns, 0.1 to 6 microns, Fe-containing constituents having a particle size of 0.2 to 5 microns, or 0.2 to 4.5 microns.
본원에서 기재된 알루미늄 합금 내 Fe-함유 구성성분 입자의 양 및 크기는 개선된 성형성 및 내식성 특성을 야기한다. Fe-함유 구성성분 입자는 전형적으로 균열 개시 자리 역할을 하여, 변형에 적용될 때 알루미늄 합금에 손상을 준다. 또한, Fe-함유 구성성분 입자가 크면 부식 가능성이 높아지고 부식 성능이 저하된다. 유리하게는, 본원에서 기재된 알루미늄 합금의 Fe-함유 구성성분 입자의 적은 양 및 작은 크기는 성형 및 내식성 모두에 유리하다.The amounts and sizes of Fe-containing constituent particles in the aluminum alloys described herein result in improved formability and corrosion resistance properties. Fe-containing constituent particles typically act as crack initiation sites, damaging aluminum alloys when subjected to strain. In addition, when the Fe-containing component particles are large, the possibility of corrosion increases and the corrosion performance deteriorates. Advantageously, the low amount and small size of the Fe-containing constituent particles of the aluminum alloys described herein are beneficial to both formability and corrosion resistance.
본원에서 기재된 알루미늄 합금은, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때, AA5182 합금과 비교하여 증가된 Mg2Si 함량을 나타낸다. Mg 및 Si는 Mg2Si로 조합되어 시효-경화 후 상당한 강도 개선을 제공한다. 도 12 및 13은 알루미늄 합금 내 Mg2Si 입자 분포의 그래프를 나타내며 예시 합금의 Mg2Si 입자의 개수 밀도, 백분율 면적, 및 평균 크기를 제공한다. 도 12 및 13에 나타낸 바와 같이, 본원에서 기재된 알루미늄 합금에 대한 Mg2Si 입자의 입자 크기 분포는 AA5182 합금을 초과하였다. 예를 들어, 도 12는 알루미늄 합금의 Mg2Si의 면적 백분율이 0.01% 초과이고 입자 크기가 0.2 미크론 내지 5 미크론이었음을 나타낸다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금의 Mg2Si의 개수 밀도 및 면적 분율은 AA5182 합금을 초과하였다.The aluminum alloys described herein exhibit increased Mg 2 Si content compared to the AA5182 alloy when produced according to the methods described herein. Mg and Si are combined into Mg 2 Si to provide significant strength improvement after age-hardening. 12 and 13 show graphs of Mg 2 Si particle distribution in aluminum alloys and provide the number density, percentage area, and average size of Mg 2 Si particles in the example alloys. As shown in Figures 12 and 13, the particle size distribution of Mg 2 Si particles for the aluminum alloys described herein exceeds that of the AA5182 alloy. For example, FIG. 12 shows that the aluminum alloy had an area percentage of Mg 2 Si greater than 0.01% and a grain size ranging from 0.2 microns to 5 microns. The number density and area fraction of Mg 2 Si of the aluminum alloys described herein exceeded that of the AA5182 alloy.
일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 10 미크론 미만, 예를 들어, 9 미크론 미만, 8 미크론 미만, 7 미크론 미만, 6 미크론 미만, 5 미크론 미만, 또는 4 미크론 미만의 입자 크기를 갖는 Mg2Si 입자를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 0.01 내지 10 미크론, 예를 들어, 0.01 내지 10 미크론, 0.01 내지 10 미크론, 0.05 내지 8 미크론, 0.1 내지 6 미크론, 0.2 내지 5 미크론, 또는 0.2 내지 4.5 미크론의 입자 크기를 갖는 Mg2Si 입자를 포함한다.In some embodiments, the aluminum alloys described herein when produced according to the methods described herein are less than 10 microns, such as less than 9 microns, less than 8 microns, less than 7 microns, less than 6 microns, less than 5 microns, or Mg 2 Si particles having a particle size of less than 4 microns. In some embodiments, the aluminum alloys described herein, when produced according to the methods described herein, are 0.01 to 10 microns, such as 0.01 to 10 microns, 0.01 to 10 microns, 0.05 to 8 microns, 0.1 to 6 microns, Mg 2 Si particles having a particle size of 0.2 to 5 microns, or 0.2 to 4.5 microns.
일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 0.013% 초과, 예를 들어, 0.013% 초과, 0.015% 초과, 0.018% 초과, 0.020% 초과, 0.021% 초과, 또는 0.025% 초과의 Mg2Si 입자의 피크 면적 분율을 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 0.013% 내지 0.030%, 예를 들어, 0.014% 내지 0.028%, 0.015% 내지 0.025%, 0.018% 내지 0.024%, 또는 0.020% 내지 0.024%의 Mg2Si 입자의 피크 면적 분율을 포함한다.In some embodiments, the aluminum alloy described herein when produced according to the methods described herein has greater than 0.013%, e.g., greater than 0.013%, greater than 0.015%, greater than 0.018%, greater than 0.020%, greater than 0.021%, or and a peak area fraction of Mg 2 Si particles greater than 0.025%. In some embodiments, the aluminum alloy described herein when produced according to the methods described herein can range from 0.013% to 0.030%, such as from 0.014% to 0.028%, from 0.015% to 0.025%, from 0.018% to 0.024%, or and a peak area fraction of Mg 2 Si particles between 0.020% and 0.024%.
일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 300/mm2% 초과, 예를 들어, 325/mm2 초과, 350/mm2 초과, 375/mm2 초과, 400/mm2 초과, 425/mm2 초과, 450/mm2 초과, 475/mm2 초과, 또는 500/mm2 초과의 Mg2Si 입자의 개수 밀도를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 방법에 따라 생산될 때 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 300/mm2 내지 600/mm2, 예를 들어, 325/mm2 내지 575/mm2, 350/mm2 내지 550/mm2, 375/mm2 내지 525/mm2, 또는 400/mm2 내지 525/mm2의 Mg2Si 입자의 개수 밀도를 포함한다. 일부 구현예에 있어서, Mg2Si 입자의 전체 개수 밀도(전반적인 개수 밀도)는 3000/mm2 미만이다.In some embodiments, the aluminum alloys described herein when produced according to the methods described herein have greater than 300/mm 2 %, eg, greater than 325/mm 2 , greater than 350/mm 2 , greater than 375/mm 2 , number densities of Mg 2 Si particles greater than 400/mm 2 , greater than 425/mm 2 , greater than 450/mm 2 , greater than 475/mm 2 , or greater than 500/mm 2 . In some embodiments, an aluminum alloy described herein when produced according to a method described herein has a range of from 300/mm 2 to 600/mm 2 , such as from 325/mm 2 to 575/mm 2 , 350/
Mg2Si 입자는 고용체 강화를 위해 고온 어닐링(예를 들어, 연속 어닐링) 동안 용해된다. Mg2Si 입자는 추가 강도 개선을 위해 페인트 베이크 동안 강화 석출물을 형성할 것이다. Fe-함유 구성성분 입자 및 Mg2Si 입자는 어닐링 동안 불균질 핵생성 자리로 작용하며 더 나은 성형성을 위해 미세 결정립 방위(fine grain orientation)/랜덤 텍스쳐(random texture)를 생성한다.Mg 2 Si particles dissolve during high temperature annealing (eg, continuous annealing) for solid solution strengthening. Mg 2 Si particles will form hardening precipitates during paint bake for further strength improvement. Fe-containing constituent particles and Mg 2 Si particles act as heterogeneous nucleation sites during annealing and create fine grain orientation/random texture for better formability.
알루미늄 합금 제조 방법How to make aluminum alloy
특정한 양태에 있어서, 개시된 합금 조성은 개시된 방법의 생성물이다. 개시내용을 제한하려는 의도 없이, 알루미늄 합금 특성은 합금의 제조 동안 미세구조의 형성에 의해 부분적으로 결정된다. 특정한 양태에 있어서, 합금 조성을 위한 제조 방법은 합금이 목적하는 응용분야에 적합한 특성을 가질 것인지 여부에 영향을 미치거나 심지어 이를 결정할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 본원에서 기재된 알루미늄 합금은 연속 주조, 임의의 플래시 균질화, 열간 압연, 코일링, 냉간 압연, 및 어닐링에 의해 생산될 수 있다.In certain embodiments, a disclosed alloy composition is a product of a disclosed method. Without intending to limit the disclosure, aluminum alloy properties are determined in part by the formation of the microstructure during manufacture of the alloy. In certain aspects, the manufacturing method for an alloy composition can affect or even determine whether the alloy will have properties suitable for a desired application. In some embodiments, the aluminum alloys described herein can be produced by continuous casting, optional flash homogenization, hot rolling, coiling, cold rolling, and annealing.
일부 구현예에 있어서, 방법은 금속 스트립을 연속적으로 주조하는 것을 포함할 수 있다. 금속 스트립을 주조하는 방법은 임의의 적합한 연속 주조 공정일 수 있다. 그러나, 놀랍게도 "METAL CASTING AND ROLLING LINE"이라는 발명의 명칭의 미국 특허 번호 제10,913,107호에 기재된 연속 주조 공정과 같은, 연속 주조 공정을 사용하여 목적하는 결과가 달성되었으며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 주조 후, 방법은 열간 압연 전에 금속 스트립을 플래시 균질화하는 것을 포함한다. 플래시 균질화 온도 및 열간 압연 기간은 알루미늄 합금의 큰 결정립 크기 및 높은 강도를 유지하기 위해 미세하게 제어된다. 금속 스트립을 퍼니스에서 적합한 가열 속도로 400℃ 내지 500℃의 온도에서 플래시 균질화한 후, 짧은 기간(예를 들어, 최대 10분) 동안 온도를 유지할 수 있다("균열처리(soak 또는 soaking)"). 플래시 균질화 후, 금속 스트립을 300℃ 내지 500℃의 열간 압연 온도에서 열간 압연하여 열간 압연 제품을 생산한다. 열간 압연 제품을 코일 냉각할 수 있다. 코일링 후, 열간 압연 제품을 여러 냉간 압연 패스에서 냉간 압연하여 냉간 압연 제품을 생산한다. 냉간 압연 제품은 임의로 코일링할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 냉간 압연 제품을 회분식 어닐링하거나 연속적으로 어닐링하여 알루미늄 합금 제품을 생산한다.In some embodiments, a method may include continuously casting a metal strip. The method of casting the metal strip may be any suitable continuous casting process. Surprisingly, however, the desired results have been achieved using a continuous casting process, such as that described in U.S. Patent No. 10,913,107 entitled "METAL CASTING AND ROLLING LINE", the disclosure of which is incorporated herein in its entirety. is incorporated by reference in After casting, the method includes flash homogenizing the metal strip prior to hot rolling. The flash homogenization temperature and hot rolling period are finely controlled to maintain the large grain size and high strength of the aluminum alloy. The metal strip may be flash homogenized in a furnace at a temperature between 400° C. and 500° C. at a suitable heating rate, followed by holding the temperature for a short period of time (e.g., up to 10 minutes) (“soak or soaking”). . After flash homogenization, the metal strip is hot rolled at a hot rolling temperature of 300° C. to 500° C. to produce a hot rolled product. Hot rolled products can be coil cooled. After coiling, the hot-rolled product is cold-rolled in several cold-rolling passes to produce a cold-rolled product. Cold rolled products can optionally be coiled. In some embodiments, the cold rolled product is batch annealed or continuously annealed to produce an aluminum alloy product.
도 1은 본원에서 기재된 알루미늄 합금을 생산하기 위한 하나의 예시 시스템(100)을 제공한다. 일 예에 있어서, 시스템(100)은 연속 주조기(105), 퍼니스(110)(예를 들어, 터널 퍼니스), 열간 압연 스탠드(115), 제1 코일러(120), 냉간 밀 스탠드(125), 및 제2 코일러(130)를 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 시스템(100)은 금속 스트립의 분배가능한 코일을 제공하기에 적합한 금속 물품(예를 들어, 금속 스트립)을 주조, 압연, 및 다르게는 제조하기 위한 분리되거나 부분적으로 분리된 연속 주조 및 압연 라인을 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 분리된은 주조 장치와 압연 스탠드(들) 사이의 스피드 링크(speed link)를 제거하는 것을 지칭한다. 예를 들어, 연속 주조기(105)는 열간 압연 스탠드(115)로부터 분리될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 열간 압연 스탠드(115)는 금속 스트립의 두께를 40% 내지 80% 감소시킬 수 있다. 일부 경우에 있어서, 열간 압연 스탠드 전 소입(quench)은 임의적일 수 있지만, 이는 유리하게는 Fe-함유 입자를 분해하여 석출 특성을 개선할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 연속 주조기(105)로부터 주조된 금속 스트립을 코일링 전에 압연(예를 들어, 열간 압연)할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 열간 압연 스탠드(115) 내 다수의 패스에서 금속 스트립을 열간 압연한 후, 금속 스트립을 제1 코일러(120)에서 코일링할 수 있다. 금속 스트립을 제1 코일러(120)에서 코일링하기 전, 또는 이와 동시에 냉각할 수 있다. 금속 스트립을 언코일링할 수 있고 냉간 밀 스탠드(125)에서 냉간 압연할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 냉간 밀 스탠드(125)는 금속 스트립의 두께를 50% 초과로 감소시킬 수 있다. 냉간 압연 후, 금속 스트립을 임의로 코일링한 후, 회분식 어닐링 또는 연속 어닐링한다.1 provides one
주조casting
본원에서 기재된 합금을 연속 주조(CC; continuous casting) 공정을 사용하여 금속 물품(예를 들어, 금속 스트립)으로 주조할 수 있다. 연속 주조는 한 쌍의 움직이는 대향 주조 표면 사이에 정의된 주조 공동으로 용융 금속을 연속적으로 사출하고 주조 공동의 배출구에서 주조 금속 형태(예를 들어, 금속 스트립)를 인출(withdrawing)하는 것을 수반한다. 놀랍게도, 연속 주조 및 압연 시스템의 열간 압연 공정에서 주조 공정을 의도적으로 분리함으로써 유익한 결과를 달성할 수 있다. 열간 압연 공정에서 연속 주조 공정을 분리함으로써, 주조 속도 및 압연 속도를 더 이상 면밀하게 일치시킬 필요가 없다. 오히려, 금속 스트립에서 목적하는 특성을 생성하도록 주조 속도를 선택할 수 있으며, 압연 장비의 요건 및 제한사항에 따라 압연 속도를 선택할 수 있다. 분리된 연속 주조 및 압연 시스템에서, 연속 주조 장치는 금속 스트립을 주조한 즉시 또는 직후에 이를 중간 코일 또는 이송 코일로 코일링할 수 있다. 중간 코일은 보관하거나 즉시 압연 장비로 보낼 수 있다. 압연 장비에서, 중간 코일을 언코일링하여 금속 스트립을 압연 장비에 통과시켜 열간 압연하거나 다른 방식으로 가공할 수 있다. 열간 압연 공정의 최종 결과는 특정 고객에 대해 목적하는 특성을 가질 수 있는 금속 스트립이다. 일부 경우에 있어서, 금속 스트립을 코일링하여 금속 스트립으로부터 자동차 부품을 성형할 수 있는 자동차 공장과 같은 곳으로 분배할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 금속 스트립을 연속 주조 공정에서 초기에 주조한 후(예를 들어, 연속 주조기에 의해) 다양한 지점에서 가열할 수 있지만, 금속 스트립은 금속 스트립의 고상선 온도 미만으로 유지될 것이다.The alloys described herein can be cast into metal articles (eg, metal strip) using a continuous casting (CC) process. Continuous casting involves continuously injecting molten metal into a casting cavity defined between a pair of moving opposing casting surfaces and withdrawing a cast metal form (eg, metal strip) from the outlet of the casting cavity. Surprisingly, advantageous results can be achieved by intentionally separating the casting process from the hot rolling process of the continuous casting and rolling system. By separating the continuous casting process from the hot rolling process, it is no longer necessary to closely match the casting speed and rolling speed. Rather, the casting speed can be selected to produce the desired properties in the metal strip, and the rolling speed can be selected according to the requirements and limitations of the rolling equipment. In a separate continuous casting and rolling system, the continuous casting device may coil the metal strip into intermediate coils or conveying coils immediately or immediately after casting. Intermediate coils can be stored or sent immediately to the rolling equipment. In the rolling equipment, the intermediate coils may be uncoiled and the metal strip passed through the rolling equipment to be hot rolled or otherwise processed. The end result of the hot rolling process is a metal strip that can have desired properties for a particular customer. In some cases, the metal strip can be coiled and distributed to, for example, a car factory where automotive parts can be formed from the metal strip. In some cases, the metal strip may be heated at various points after being initially cast in a continuous casting process (eg, by a continuous caster), but the metal strip will remain below the solidus temperature of the metal strip.
주조 장치는 임의의 적합한 연속 주조 장치일 수 있다. 그러나, 놀랍게도 "BELT-COOLING AND GUIDING MEANS FOR CONTINUOUS BELT CASTING OF METAL STRIP"이라는 발명의 명칭의 미국 특허 번호 제6,755,236호에 기재된 벨트 주조 장치와 같은, 벨트 주조 장치를 사용하여 목적하는 결과가 달성되었으며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 일부 경우에 있어서, 구리와 같은, 높은 열 전도율을 갖는 금속으로 제조된 벨트를 갖는 벨트 주조 장치를 사용하여 특히 목적하는 결과가 달성될 수 있다. 벨트 주조 장치는 주조 온도에서 켈빈당 미터당 적어도 250, 300, 325, 350, 375, 또는 400 와트의 열 전도율을 갖는 금속으로 제조된 벨트를 포함할 수 있지만, 다른 값의 열 전도율을 갖는 금속이 사용될 수 있다. 주조 장치는 임의의 적합한 두께로 금속 스트립을 주조할 수 있지만, 목적하는 결과는 대략 5 mm 내지 50 mm의 두께에서 달성되었다.The casting device may be any suitable continuous casting device. Surprisingly, however, the desired results have been achieved using a belt casting apparatus, such as that described in U.S. Patent No. 6,755,236 entitled "BELT-COOLING AND GUIDING MEANS FOR CONTINUOUS BELT CASTING OF METAL STRIP"; The disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. In some cases, particularly desirable results can be achieved using a belt casting apparatus having a belt made of a metal with high thermal conductivity, such as copper. The belt casting apparatus may include a belt made of a metal having a thermal conductivity at casting temperature of at least 250, 300, 325, 350, 375, or 400 watts per meter per Kelvin, although metals with other values of thermal conductivity may be used. can Although the casting apparatus can cast metal strip to any suitable thickness, desired results have been achieved at thicknesses of approximately 5 mm to 50 mm.
일부 경우에 있어서, 주조 장치는 금속 스트립의 빠른 응고(예를 들어, 표준 DC 주조 응고보다 약 10배 이상으로 빠른 속도, 예컨대, 적어도 또는 약 1℃/s, 적어도 또는 약 10℃/s, 또는 적어도 또는 약 100℃/s로 빠르게 응고) 및 빠른 냉각(예를 들어, 적어도 또는 약 1℃/s, 적어도 또는 약 10℃/s, 또는 적어도 또는 약 100℃/s의 속도로 빠르게 냉각)를 제공하도록 구성될 수 있으며, 이는 최종 금속 스트립의 개선된 미세구조를 촉진할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 응고 속도는 전통적인 DC 주조의 응고 속도보다 100배 이상일 수 있다. 빠른 응고는 응고된 알루미늄 매트릭스 전체에 매우 균일하게 분산된 분산질-형성 원소의 고유한 분포를 포함하여, 고유한 미세구조를 생성할 수 있다. 금속 스트립이 주조 장치에서 배출되는 즉시 또는 직후에 즉시 소입하는 것과 같이, 이 금속 스트립을 빠르게 냉각시키는 것은 고용체에서 분산질-형성 원소를 고정(locking)하는 것을 용이하게 할 수 있다. 생성된 금속 스트립은 분산질-형성 원소로 과포화될 수 있다. 이어서, 과포화된 금속 스트립을 분리된 주조 및 압연 시스템에서 추가 가공을 위해 중간 코일로 코일링할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 목적하는 분산질-형성 원소는 Mn, Cr, V, 및/또는 Zr을 포함한다. 분산질-형성 원소로 과포화된 이 금속 스트립은, 재가열될 때, 균일하게 분포되고 목적하는 크기의 분산질의 석출을 매우 빠르게 유도할 수 있다.In some cases, the casting apparatus is capable of rapid solidification of the metal strip (e.g., at least about 10 times faster than standard DC casting solidification, e.g., at least or about 1° C./s, at least or about 10° C./s, or rapidly solidifying at least or about 100° C./s) and rapid cooling (e.g., rapidly cooling at a rate of at least or about 1° C./s, at least or about 10° C./s, or at least or about 100° C./s). may be configured to provide, which may promote an improved microstructure of the final metal strip. In some cases, the solidification rate can be 100 times higher than that of traditional DC casting. Rapid solidification can create a unique microstructure, including a unique distribution of dispersoid-forming elements that are very uniformly dispersed throughout the solidified aluminum matrix. Rapid cooling of the metal strip may facilitate locking of the dispersoid-forming elements in solid solution, such as immediate quenching immediately after or immediately after the metal strip exits the casting apparatus. The resulting metal strip may be supersaturated with dispersoid-forming elements. The supersaturated metal strip can then be coiled into intermediate coils for further processing in a separate casting and rolling system. In some cases, the dispersoid-forming elements of interest include Mn, Cr, V, and/or Zr. These metal strips, supersaturated with dispersoid-forming elements, when reheated, can very quickly lead to the precipitation of uniformly distributed and desired size dispersoids.
일부 경우에 있어서, 빠른 응고 및 빠른 냉각은 주조 장치에 의해 단독으로 수행될 수 있다. 주조 장치는 길이가 충분할 수 있으며 분산질-형성 원소가 과포화된 금속 스트립을 생산하기에 충분한 열 제거 특성을 가질 수 있다. 일부 경우에 있어서, 주조 장치는 길이가 충분할 수 있으며 다른 값이 사용될 수 있지만, 주조 금속 스트립의 온도를 250℃, 240℃, 230℃, 220℃, 210℃, 또는 200℃ 이하로 감소시키기에 충분한 열 제거 특성을 가질 수 있다. 일반적으로, 이러한 주조 장치는 상당한 공간을 점유하거나 느린 주조 속도로 작동해야 한다. 더 작고 더 빠른 주조 장치를 목적으로 하는 일부 경우에 있어서, 금속 스트립을 주조 장치에서 배출된 즉시 또는 직후에 소입할 수 있다. 다른 값이 사용될 수 있지만, 금속 스트립의 온도를 250℃, 240℃, 230℃, 220℃, 210℃, 200℃, 175℃, 150℃, 125℃, 또는 100℃ 이하로 감소시키기 위해 주조 장치의 다운스트림에 하나 이상의 노즐을 배치할 수 있다. 소입은 과포화된 금속 스트립에서 분산질-형성 원소를 고정하기에 충분히 빠르거나 빠르게 발생할 수 있다.In some cases, rapid solidification and rapid cooling can be performed alone by the casting device. The casting device may be of sufficient length and may have sufficient heat removal properties to produce a metal strip supersaturated in the dispersoid-forming elements. In some cases, the casting device may be of sufficient length and sufficient to reduce the temperature of the cast metal strip to no more than 250°C, 240°C, 230°C, 220°C, 210°C, or 200°C, although other values may be used. It may have heat removal properties. Generally, these casting devices occupy significant space or must operate at slow casting speeds. In some cases where a smaller and faster casting machine is desired, the metal strip may be quenched immediately or immediately after exiting the casting machine. The temperature of the casting device to reduce the temperature of the metal strip to no more than 250°C, 240°C, 230°C, 220°C, 210°C, 200°C, 175°C, 150°C, 125°C, or 100°C, although other values may be used. One or more nozzles can be placed downstream. The quenching may occur rapidly or rapidly enough to immobilize the dispersoid-forming elements in the supersaturated metal strip.
이어서, 금속 스트립을 추가 가공 단계에 적용할 수 있다. 임의로, 추가 가공 단계를 사용하여 시트를 제조할 수 있다. 이러한 가공 단계는 임의의 플래시 균질화 단계, 열간 압연 단계, 냉간 압연 단계, 및 어닐링 단계를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 가공 단계는 금속 스트립과 관련하여 하기에서 기재된다. 그러나, 가공 단계를 또한 통상의 기술자에게 공지된 변형을 사용하여, 주조 슬래브 또는 스트립에 대해 사용할 수 있다.The metal strip can then be subjected to further processing steps. Optionally, additional processing steps may be used to make the sheet. Such processing steps include, but are not limited to, any flash homogenization step, hot rolling step, cold rolling step, and annealing step. The processing steps are described below in relation to the metal strip. However, the machining steps can also be used for cast slabs or strips, using variations known to those skilled in the art.
균질화homogenization
임의로, 균질화 단계가 수행되는 경우, 본원에서 기재된 합금 조성으로부터 제조된 금속 스트립을 균질화 온도, 예컨대, 약 400℃ 내지 600℃ 범위의 온도로 가열할 수 있다. 예를 들어, 금속 스트립을 약 400℃, 410℃, 420℃, 430℃, 440℃, 450℃, 460℃, 470℃, 480℃, 490℃, 500℃, 510℃, 520℃, 530℃, 540℃, 또는 550℃로 가열할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 금속 스트립을 플래시 균질화할 수 있다. 플래시 균질화는 금속 스트립을 500℃ 초과(예를 들어, 500℃ 내지 570℃, 520℃ 내지 560℃, 또는 560℃ 또는 대략 560℃)의 온도로 비교적 짧은 기간(예를 들어, 대략 1분 내지 10분, 예컨대, 30초, 45초, 1분, 1.5분, 2분, 3분, 4분, 5분, 6분, 7분, 8분, 9분, 또는 10분, 또는 그 사이의 임의의 범위) 동안 가열하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 가열은 연속 주조기와 임의의 초기 코일링 사이, 보다 구체적으로는 연속 주조기와 코일링 이전 열간 압연 스탠드 사이, 또는 열간 압연 스탠드와 코일링 사이에서 발생할 수 있다. 이러한 플래시 균질화는 Fe-함유 입자의 종횡비를 감소시키는 데 도움이 될 수 있으며 이러한 입자의 크기 또한 감소시킬 수 있다. 일부 경우에 있어서, 플래시 균질화(예를 들어, 약 2분 동안 570℃에서)는 다르게는 더 높은 온도에서의 광범위한 균질화를 필요로 하는 Fe-함유 입자의 유익한 구상화(spheroidization) 및/또는 정제(refinement)를 성공적으로 달성할 수 있다.Optionally, when a homogenization step is performed, the metal strip made from the alloy compositions described herein may be heated to a homogenization temperature, such as a temperature ranging from about 400° C. to 600° C. For example, the metal strip is subjected to about 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, It can be heated to 540°C, or 550°C. In some cases, the metal strip may be flash homogenized. Flash homogenization involves subjecting the metal strip to a temperature greater than 500°C (e.g., 500°C to 570°C, 520°C to 560°C, or 560°C or approximately 560°C) for a relatively short period of time (e.g., approximately 1 minute to 10°C). minutes, such as 30 seconds, 45 seconds, 1 minute, 1.5 minutes, 2 minutes, 3 minutes, 4 minutes, 5 minutes, 6 minutes, 7 minutes, 8 minutes, 9 minutes, or 10 minutes, or any in between range). This heating may occur between the continuous casting machine and any initial coiling, more specifically between the continuous casting machine and the hot rolling stand prior to coiling, or between the hot rolling stand and coiling. This flash homogenization can help reduce the aspect ratio of Fe-containing particles and can also reduce the size of these particles. In some cases, flash homogenization (e.g., at 570° C. for about 2 minutes) results in beneficial spheroidization and/or refinement of Fe-containing particles that would otherwise require extensive homogenization at higher temperatures. ) can be successfully achieved.
일부 경우에 있어서, 임의의 균열처리 퍼니스(예를 들어, 터널 퍼니스)가 연속 벨트 주조기의 배출구 근처에서 연속 벨트 주조기의 다운스트림에 위치하여 플래시 균질화를 수행할 수 있다. 균열처리 퍼니스의 사용은 금속 스트립의 측면 폭에 걸쳐 균일한 온도 프로파일을 달성하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 균열처리 퍼니스는 금속 스트립을 플래쉬 균질화할 수 있으며, 이는 열간 압연 동안 Fe-함유 입자의 개선된 분해를 위해 금속 스트립을 제조할 수 있다.In some cases, an optional soaking furnace (eg, a tunnel furnace) may be located downstream of the continuous belt caster near the outlet of the continuous belt caster to perform flash homogenization. The use of a soaking furnace can facilitate achieving a uniform temperature profile across the lateral width of the metal strip. Also, the soaking furnace can flash homogenize the metal strip, which can produce the metal strip for improved disintegration of Fe-containing particles during hot rolling.
열간 압연hot rolled
금속 스트립, 또는 균질화 단계가 수행되는 경우 임의로 균질화된 금속 스트립을 열간 압연 단계에 적용하여 열간 압연 제품을 생산할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 연속 주조기에서 주조된 금속 스트립을 코일링 이전에 압연(예를 들어, 열간 압연)할 수 있다. 코일링 이전의 압연은 적어도 30% 또는 보다 전형적으로는 50% 내지 75%와 같이, 두께를 크게 감소시킬 수 있다. 일부 경우에서 추가적인 스탠드를 사용할 수 있지만, 코일링 이전에 단일 열간 압연 스탠드로 연속 주조 금속 스트립을 압연할 때 특히 유용한 결과가 발견되었다. 일부 경우에 있어서, 연속 주조 후 이러한 고-감소(예를 들어, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 또는 75% 초과의 두께 감소) 열간 압연은 다른 이점들 중, 금속 스트립의 Fe-함유 입자를 분해하는 데 도움이 될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 열간 압연은 약 300℃ 내지 약 500℃(예를 들어, 약 300℃, 약 310℃, 약 320℃, 약 330℃, 약 340℃, 약 350℃, 약 360℃, 약 370℃, 약 380℃, 약 390℃, 약 400℃, 약 410℃, 약 420℃, 약 430℃, 약 440℃, 약 450℃, 약 460℃, 약 470℃, 약 480℃, 약 490℃, 또는 약 500℃)의 온도에서 수행될 수 있다.The metal strip, or optionally the homogenized metal strip if a homogenization step is performed, can be subjected to a hot rolling step to produce a hot rolled product. In some cases, the metal strip cast in the continuous caster may be rolled (eg, hot rolled) prior to coiling. Rolling prior to coiling can greatly reduce the thickness, such as at least 30% or more typically 50% to 75%. Although additional stands may be used in some cases, particularly useful results have been found when rolling continuously cast metal strip with a single hot rolling stand prior to coiling. In some cases, this high-reduction (e.g., greater than 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, or 75% thickness after continuous casting) reduction) hot rolling can help break down the Fe-containing particles of the metal strip, among other benefits. In some embodiments, hot rolling is performed at about 300°C to about 500°C (e.g., about 300°C, about 310°C, about 320°C, about 330°C, about 340°C, about 350°C, about 360°C, about 370°C, about 380°C, about 390°C, about 400°C, about 410°C, about 420°C, about 430°C, about 440°C, about 450°C, about 460°C, about 470°C, about 480°C, about 490°C , or about 500° C.).
일부 경우에 있어서, 본원에서 기재된 바와 같이, 연속 주조 후 플래시 균질화 및 열간 압연의 조합은 Fe-함유 입자를 정제(예를 들어, 분해)하는 데 특히 유용할 수 있다. 열간 압연 제품을 열간 압연 후 냉간 코일링할 수 있다. 열간 압연 제품을 약 200℃ 내지 400℃ 범위의 온도에서 냉간 코일링할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 열간 압연 제품을 냉간 압연을 용이하게 할 뿐만 아니라 알루미늄 합금의 결정립 및 결정학적 텍스쳐를 변경하기 위해 코일 냉각한다. 예를 들어, 열간 압연 제품을 약 200℃(예를 들어, 약 210℃, 약 220℃, 약 230℃, 약 240℃, 약 250℃, 약 260℃, 약 270℃, 약 280℃, 약 290℃, 약 300℃, 약 310℃, 약 320℃, 약 330℃, 약 340℃, 약 350℃, 약 360℃, 약 370℃, 약 380℃, 약 390℃, 또는 약 400℃)의 온도에서 코일링할 수 있다.In some cases, as described herein, a combination of continuous casting followed by flash homogenization and hot rolling can be particularly useful for refining (eg, disintegrating) Fe-containing particles. Hot-rolled products may be cold-coiled after hot-rolling. Hot rolled products may be cold coiled at temperatures ranging from about 200°C to 400°C. In some embodiments, hot rolled products are coil cooled to facilitate cold rolling as well as alter the grain and crystallographic texture of the aluminum alloy. For example, the hot rolled product may be heated to about 200°C (e.g., about 210°C, about 220°C, about 230°C, about 240°C, about 250°C, about 260°C, about 270°C, about 280°C, about 290°C). °C, about 300 °C, about 310 °C, about 320 °C, about 330 °C, about 340 °C, about 350 °C, about 360 °C, about 370 °C, about 380 °C, about 390 °C, or about 400 °C) can be coiled.
냉간 압연cold rolled
임의로, 하나 이상의 냉간 압연 단계를 이어서 수행하여 냉간 압연 제품을 생성할 수 있다. 열간 압연 제품을 언코일러를 사용하여 언코일링할 수 있다. 언코일링된 열간 압연 제품을 냉간 압연 스탠드에서 냉간 압연할 수 있다. 열간 압연 제품을 냉간 압연 밀을 사용하여 냉간 압연 시트와 같은, 더 얇은 제품으로 냉간 압연할 수 있다. 냉간 압연은 냉간 압연 시작 이전 게이지와 비교하여 50% 초과의 게이지 감소(예를 들어, 55% 초과, 60% 초과, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 또는 90% 초과의 감소)를 나타내는 최종 게이지 두께를 생성하도록 수행될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 냉간 압연 단계는 목적하는 게이지 두께 감소를 달성하기 위해 하나 이상의 냉간 압연 단계를 포함할 수 있다. 임의로, 알루미늄 합금을 생산하는 공정은 (예를 들어, 하나 이상의 냉간 압연 단계 사이에) 중간 어닐링 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 냉간 압연 제품을 냉간 압연 후 코일링할 수 있다.Optionally, one or more cold rolling steps may be subsequently conducted to produce a cold rolled product. Hot-rolled products can be uncoiled using an uncoiler. Uncoiled hot-rolled products can be cold-rolled on cold-rolling stands. A hot rolled product can be cold rolled into a thinner product, such as a cold rolled sheet, using a cold rolling mill. Cold rolling is a reduction in gauge of greater than 50% compared to the gauge prior to the start of cold rolling (e.g., greater than 55%, greater than 60%, greater than 65%, greater than 70%, greater than 75%, greater than 80%, greater than 85%; or greater than 90% reduction) to produce a final gauge thickness. In some embodiments, the cold rolling step may include one or more cold rolling steps to achieve a desired gauge thickness reduction. Optionally, the process of producing the aluminum alloy may include an intermediate annealing step (eg between one or more cold rolling steps). In some cases, cold rolled products may be coiled after cold rolling.
어닐링annealing
냉간 압연 제품을 냉간 압연 후 어닐링할 수 있다. 어닐링 공정은 회분식 어닐링 또는 연속 어닐링일 수 있다.Cold rolled products may be annealed after cold rolling. The annealing process may be batch annealing or continuous annealing.
일부 구현예에 있어서, 회분식 어닐링은 냉간 압연 후에 수행될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 회분식-어닐링 단계는 약 300℃ 내지 약 450℃(예를 들어, 약 310℃, 약 320℃, 약 330℃, 약 340℃, 약 350℃, 약 360℃, 약 370℃, 약 380℃, 약 390℃, 약 400℃, 약 410℃, 약 420℃, 약 430℃, 약 440℃, 또는 약 450℃)의 피크 금속 온도에서 수행될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 회분식-어닐링 단계에서의 가열 속도는 약 10℃/h 내지 약 100℃/h(예를 들어, 약 20℃/h 내지 약 90℃/h, 약 30℃/h 내지 약 85℃/h, 약 40℃/h 내지 약 80℃/h, 약 50℃/h 내지 약 75℃/h, 약 30℃/h 내지 약 80℃/h, 약 40℃/h 내지 약 70℃/h, 또는 약 50℃/h 내지 약 60℃/h)일 수 있다. 일부 경우에 있어서, 냉간 압연 제품을 회분식-어닐링 단계 동안 최대 약 5시간 동안(예를 들어, 약 30분 내지 약 4시간, 약 45분 내지 약 3시간, 또는 약 1시간 내지 약 2시간 포함) 균열처리되도록 한다. 예를 들어, 냉간 압연 제품을 약 300℃ 내지 약 450℃의 온도에서 약 20분, 약 30분, 약 45분, 약 1시간, 약 1.5시간, 약 2시간, 약 3시간, 약 4시간, 약 5시간, 또는 그 사이의 시간 동안 균열처리할 수 있다. 일 예에 있어서, 냉간 압연 제품을 약 50℃/h 내지 약 75℃/h의 가열 속도로 약 350℃ 내지 약 400℃의 온도로 가열하고, 약 1시간 초 내지 약 2시간 동안 균열처리하고, 및 5℃/h 내지 약 30℃/h의 냉각 속도로 냉각한다.In some embodiments, batch annealing may be performed after cold rolling. In some cases, the batch-annealing step is about 300°C to about 450°C (e.g., about 310°C, about 320°C, about 330°C, about 340°C, about 350°C, about 360°C, about 370°C, about 380 °C, about 390 °C, about 400 °C, about 410 °C, about 420 °C, about 430 °C, about 440 °C, or about 450 °C). In some cases, the heating rate in the batch-annealing step is from about 10 °C/h to about 100 °C/h (e.g., from about 20 °C/h to about 90 °C/h, from about 30 °C/h to about 85 °C/h). °C/h, about 40 °C/h to about 80 °C/h, about 50 °C/h to about 75 °C/h, about 30 °C/h to about 80 °C/h, about 40 °C/h to about 70 °C/h h, or from about 50 °C/h to about 60 °C/h). In some cases, the cold rolled product is batch-annealed for up to about 5 hours (including, for example, about 30 minutes to about 4 hours, about 45 minutes to about 3 hours, or about 1 hour to about 2 hours). to be cracked. For example, the cold-rolled product is heated at a temperature of about 300 ° C to about 450 ° C for about 20 minutes, about 30 minutes, about 45 minutes, about 1 hour, about 1.5 hours, about 2 hours, about 3 hours, about 4 hours, Cracking can be done for about 5 hours, or any time in between. In one example, the cold-rolled product is heated to a temperature of about 350° C. to about 400° C. at a heating rate of about 50° C./h to about 75° C./h, and soaked for about 1 second to about 2 hours; and cooling at a cooling rate of 5° C./h to about 30° C./h.
일부 구현예에 있어서, 연속 어닐링은 냉간 압연 후에 수행될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 연속-어닐링 단계는 약 400℃ 내지 약 600℃(예를 들어, 약 410℃, 약 420℃, 약 430℃, 약 440℃, 약 450℃, 약 460℃, 약 470℃, 약 480℃, 약 490℃, 약 500℃, 약 510℃, 약 520℃, 약 530℃, 약 540℃, 약 550℃, 약 560℃, 약 570℃, 약 580℃, 약 590℃, 또는 약 600℃)의 피크 금속 온도에서 수행될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 연속-어닐링 단계에서 가열 속도는 약 0.1℃/s 내지 약 30℃/s(예를 들어, 약 0.2℃/s 내지 약 28℃/s, 약 0.3℃/s 내지 약 28℃/s, 약 0.4℃/s 내지 약 25℃/s, 약 0.5℃/s 내지 약 20℃/s, 약 0.8℃/s 내지 약 18℃/s, 약 1℃/s 내지 약 15℃/s, 또는 약 2℃/s 내지 약 10℃/s)일 수 있다. 일부 경우에 있어서, 냉간 압연 제품을 연속-어닐링 단계 동안 최대 약 1분 동안(예를 들어, 0초, 5초, 10초, 또는 30초) 균열처리되도록 한다. 일 예에 있어서, 냉간 압연 제품을 약 0.5℃/s 내지 약 20℃/s의 가열 속도로 약 400℃ 내지 약 600℃의 온도로 가열하고, 약 0초 내지 약 5초 동안 균열처리하며, 및 약 5℃/s 내지 약 200℃/s의 냉각 속도로 냉각한다.In some embodiments, continuous annealing may be performed after cold rolling. In some cases, the continuous-annealing step is about 400 °C to about 600 °C (e.g., about 410 °C, about 420 °C, about 430 °C, about 440 °C, about 450 °C, about 460 °C, about 470 °C, About 480°C, about 490°C, about 500°C, about 510°C, about 520°C, about 530°C, about 540°C, about 550°C, about 560°C, about 570°C, about 580°C, about 590°C, or about 600° C.) at a peak metal temperature. In some cases, the heating rate in the continuous-annealing step is from about 0.1 °C/s to about 30 °C/s (e.g., from about 0.2 °C/s to about 28 °C/s, from about 0.3 °C/s to about 28 °C). /s, from about 0.4 °C/s to about 25 °C/s, from about 0.5 °C/s to about 20 °C/s, from about 0.8 °C/s to about 18 °C/s, from about 1 °C/s to about 15 °C/s , or from about 2 °C/s to about 10 °C/s). In some cases, the cold rolled product is subjected to soaking during the continuous-annealing step for up to about 1 minute (eg, 0 seconds, 5 seconds, 10 seconds, or 30 seconds). In one example, the cold rolled product is heated to a temperature of about 400° C. to about 600° C. at a heating rate of about 0.5° C./s to about 20° C./s, soaked for about 0 seconds to about 5 seconds, and Cooling is performed at a cooling rate of about 5° C./s to about 200° C./s.
개시된 알루미늄 합금 제품의 사용 방법Methods of using the disclosed aluminum alloy products
본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품은 항공기 및 철도 응용분야를 포함하는, 자동차 응용분야 및 기타 운송 응용분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 개시된 알루미늄 합금 제품은 범퍼, 사이드 빔, 루프 빔, 크로스 빔, 필러 보강구조(예를 들어, A-필러, B-필러, 및 C-필러), 내부 패널, 외부 패널, 측면 패널, 내부 후드, 외부 후드, 또는 트렁크 리드 패널과 같은, 자동차 구조 부품을 제조하는 데 사용될 수 있다. 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품 및 방법은 또한, 예를 들어, 외부 및 내부 패널을 제조하기 위해 항공기 또는 철도 차량 응용분야에 사용될 수 있다.The aluminum alloy products described herein may be used in automotive applications and other transportation applications, including aircraft and rail applications. For example, the disclosed aluminum alloy products include bumpers, side beams, roof beams, cross beams, pillar reinforcement structures (eg, A-pillars, B-pillars, and C-pillars), interior panels, exterior panels, and side panels. , interior hoods, exterior hoods, or trunk lid panels. The aluminum alloy products and methods described herein may also be used in aircraft or rail vehicle applications, for example, to make exterior and interior panels.
본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품 및 방법은 또한 전자 장치 응용분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기재된 알루미늄 합금 제품 및 방법은 휴대폰 및 태블릿 컴퓨터를 포함하는, 전자 장치용 하우징을 제조하는 데 사용될 수 있다. 일부 예에 있어서, 알루미늄 합금 제품은 휴대폰(예를 들어, 스마트폰), 태블릿 하단 섀시(tablet bottom chassi), 및 기타 휴대용 전자 장치의 외부 케이스용 하우징을 제조하는 데 사용될 수 있다.The aluminum alloy products and methods described herein may also be used in electronic device applications. For example, the aluminum alloy products and methods described herein can be used to manufacture housings for electronic devices, including cell phones and tablet computers. In some examples, aluminum alloy products may be used to make housings for cell phones (eg, smart phones), tablet bottom chassis, and outer casings of other portable electronic devices.
실시예Example
실시예 1: 기계적 특성Example 1: Mechanical properties
합금 1-3은 하기에 기재된 방법에 따라 생산된 예시 합금이다. 합금 A는 현재 자동차 차체 부품에 이용되는 기존의 AA5182 알루미늄 합금이다.Alloys 1-3 are exemplary alloys produced according to the method described below. Alloy A is an existing AA5182 aluminum alloy currently used in automotive body parts.
표 6에 나타낸 바와 같은, 합금 1-3을 본원에서 기재된 방법에 기초하여 금속 스트립으로 연속적으로 주조하였다. 금속 스트립을 400℃ 내지 500℃의 온도에서 작동하는 터널 퍼니스에서 플래시 균질화하였다. 금속 스트립을 열간 밀 스탠드에서 열간 압연하여 게이지 두께가 40% 내지 80% 감소된 열간 압연 제품을 생성하였다. 열간 압연 제품을 약 350℃의 온도로 코일 냉각하였다. 열간 압연 제품을 언코일링하고 냉간 밀 스탠드에서 냉간 압연하여 게이지 두께가 50% 초과로 감소된 냉간 압연 제품을 생성하였다. 냉간 압연 제품을 코일링하였다. 냉간 압연 제품을 회분식 어닐링 또는 연속 어닐링에 적용하여 최종 알루미늄 합금 제품을 생산하였다. 합금 A는 직접 냉각 주조 또는 연속 주조하였다.Alloys 1-3, as shown in Table 6, were continuously cast into metal strips based on the methods described herein. The metal strip was flash homogenized in a tunnel furnace operating at a temperature of 400 °C to 500 °C. Metal strip was hot rolled in a hot mill stand to produce hot rolled products with a 40% to 80% reduction in gauge thickness. The hot rolled product was coil cooled to a temperature of about 350°C. The hot rolled product was uncoiled and cold rolled on a cold mill stand to produce a cold rolled product with a gauge thickness reduced by more than 50%. Cold-rolled products were coiled. Cold rolled products were subjected to either batch annealing or continuous annealing to produce final aluminum alloy products. Alloy A was either direct cold cast or continuously cast.
강도robbery
예시 합금 및 비교 합금의 강도 특성을 결정하였다. 구체적으로, 합금을 항복 강도 및 극한 인장 강도 테스트에 적용하였다.The strength properties of the example alloys and comparative alloys were determined. Specifically, the alloy was subjected to yield strength and ultimate tensile strength tests.
도 2는 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 항복 강도 테스트 결과를 나타낸다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조를 사용하여 생산될 때의 합금 A에 대한 항복 강도 값이 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA; batch annealing) 및 연속 어닐링(CAL; continuous annealing) 후 합금에 대한 항복 강도 값이 제공된다. L, T, 및 D 방향의 항복 강도를 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 항복 강도를 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 항복 강도를 나타낸다. 항복 강도는 연속 어닐링과 비교하여 회분식 어닐링 후에 수득된 알루미늄 합금의 경우 약간 더 높았다. 연속으로 주조된 합금 A의 예는 직접 냉각 주조 예와 비교하여 약 15 MPa 내지 20 MPa의 항복 강도 증가를 나타냈다. 합금 1-3은 합금 A의 두 예와 비교하여 L, T, 및 D 방향에서 더 높은 항복 강도를 나타냈다. 본원에서 기재된 연속 주조 공정에 따른 알루미늄의 생산과 조합되어 합금 1-3의 더 높은 Mg 함량은 용액 내 많은 양의 잔류 용질로 인해 직접 냉각 주조로 생산된 알루미늄 합금과 비교하여 높은 강도를 야기하였다. 또한, 합금 1-3은 Mg 및 Cu의 양이 증가함에 따라 더 높은 강도 값을 나타냈다.2 shows yield strength test results for alloys 1-3 and alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, with respect to the rolling direction. Yield strength values for alloy A when produced using direct chill casting and continuous casting are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, yield strength values for the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are provided. For each pair of bars showing yield strengths in the L, T, and D directions, the left bar represents the yield strength after continuous annealing and the right bar represents the yield strength after batch annealing. The yield strength was slightly higher for aluminum alloys obtained after batch annealing compared to continuous annealing. The continuously cast Alloy A example showed an increase in yield strength of about 15 MPa to 20 MPa compared to the direct chill cast example. Alloys 1-3 exhibited higher yield strengths in the L, T, and D directions compared to the two examples of alloy A. The higher Mg content of Alloys 1-3 combined with the production of aluminum according to the continuous casting process described herein resulted in higher strength compared to aluminum alloys produced by direct chill casting due to the high amount of residual solute in solution. Also, alloys 1-3 exhibited higher strength values with increasing amounts of Mg and Cu.
도 3은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 극한 인장 강도 테스트 결과를 나타낸다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조를 사용하여 생산될 때의 합금 A에 대한 극한 인장 강도 값이 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA) 및 연속 어닐링(CAL) 후 합금에 대한 극한 인장 강도 값이 제공된다. L, T, 및 D 방향의 극한 인장 강도를 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 극한 인장 강도를 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 극한 인장 강도를 나타낸다. 극한 인장 강도는 연속 어닐링과 비교하여 회분식 어닐링 후에 수득된 알루미늄 합금의 경우 약간 더 높았다. 합금 1-3은 합금 A의 두 예와 비교하여 L, T, 및 D 방향에서 더 높은 극한 인장 강도를 나타냈다. 본원에서 기재된 연속 주조 공정에 따라 생산된 합금 1-3은 직접 냉각 주조 및 기존의 연속 주조와 비교하여 더 높은 인장 강도를 야기하였다.3 shows ultimate tensile strength test results for alloys 1-3 and alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction. The ultimate tensile strength values for alloy A when produced using direct chill casting and continuous casting are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, ultimate tensile strength values for the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are provided. For each pair of bars showing ultimate tensile strength in the L, T, and D directions, the left bar represents the ultimate tensile strength after continuous annealing and the right bar represents the ultimate tensile strength after batch annealing. The ultimate tensile strength was slightly higher for aluminum alloys obtained after batch annealing compared to continuous annealing. Alloys 1-3 exhibited higher ultimate tensile strength in the L, T, and D directions compared to the two examples of alloy A. Alloys 1-3 produced according to the continuous casting process described herein resulted in higher tensile strength compared to direct chill casting and conventional continuous casting.
알루미늄 합금의 인장 특성에 대한 페인트 베이킹의 영향을 결정하기 위해 합금 1-3 및 합금 A를 테스트하였다. 도 4는 페인트 베이크 시뮬레이션 후, 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 인장 강도 테스트 결과를 나타낸다. 각각의 합금을 185℃로 가열하고 페인트 베이킹 시뮬레이션에서 약 20분 동안 이 온도를 유지하였다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조를 사용하여 생산될 때의 합금 A의 인장 강도 값의 변화가 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA) 및 연속 어닐링(CAL) 후 합금에 대한 인장 강도 값의 변화가 제공된다. L, T, 및 D 방향의 인장 강도 값의 변화를 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 인장 강도 값의 변화를 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 인장 강도 값의 변화를 나타낸다. 합금 A는, 그것이 어떻게 생산되었는지에 관계 없이, 페인트 베이크 사이클 후에 강도 증가를 나타내지 않았다. 합금 1-3은 합금에서 Cu 함량이 증가함에 따라 더 높은 강도 증가를 나타냈다. 예를 들어, 0.8 중량%의 Cu를 함유한 합금 3은 페인트 베이크 시뮬레이션 후 인장 강도가 가장 크게 증가하였다. 또한, 연속 어닐링 공정을 사용하여 생산된 변형체는 높은 어닐링 온도로 인해 페인트 베이크에 대한 우수한 반응을 나타냈다.Alloys 1-3 and Alloy A were tested to determine the effect of paint baking on the tensile properties of the aluminum alloy. 4 shows tensile strength test results for Alloys 1-3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, after paint bake simulation. indicates Each alloy was heated to 185° C. and held at this temperature for about 20 minutes in a paint baking simulation. The change in tensile strength values for alloy A when produced using direct chill casting and continuous casting are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, the change in tensile strength values for the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are provided. For each pair of bars showing changes in tensile strength values in the L, T, and D directions, the left bar represents the change in tensile strength value after continuous annealing and the right bar represents the change in tensile strength value after batch annealing. Alloy A, regardless of how it was produced, showed no strength increase after the paint bake cycle. Alloys 1-3 showed a higher increase in strength with increasing Cu content in the alloy. For example,
성형성formability
예시 합금 및 비교 합금의 성형성 특성을 결정하였다. 구체적으로, 예시 합금 및 비교 합금의 성형성을 결정하기 위해 합금을 균일 연신율, 전체 연신율, r-값, 및 n-값 테스트에 적용하였다.The formability properties of the example alloys and comparative alloys were determined. Specifically, the alloys were subjected to uniform elongation, total elongation, r-value, and n-value tests to determine the formability of the exemplary and comparative alloys.
도 5는 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 균일 연신율 테스트 결과를 나타낸다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조 방법에 따라 생산된 합금 A의 균일 연신율 값이 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA) 및 연속 어닐링(CAL) 후 합금에 대한 균일 연신율 값이 제공된다. L, T, 및 D 방향의 균일 연신율을 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 균일 연신율을 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 균일 연신율을 나타낸다. 균일 연신율은 회분식 어닐링과 비교하여 연속 어닐링 후 수득된 알루미늄 합금에서 더 높았다. 합금 1-3은 합금 A의 두 예와 비교하여 L, T, 및 D 방향에서 더 높은 균일 연신율을 나타냈다. 합금 1-3은 증가된 양의 Mg와 함께 더 높은 균일 연신율을 가졌다.5 shows uniform elongation test results for alloys 1-3 and alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction. The uniform elongation values for alloy A produced according to the direct chill casting and continuous casting methods are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, uniform elongation values for the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are provided. For each pair of bars showing uniform elongation in the L, T, and D directions, the left bar represents the uniform elongation after continuous annealing and the right bar represents the uniform elongation after batch annealing. Uniform elongation was higher in aluminum alloys obtained after continuous annealing compared to batch annealing. Alloys 1-3 exhibited higher uniform elongation in the L, T, and D directions compared to the two examples of alloy A. Alloys 1-3 had higher uniform elongation with increased amounts of Mg.
도 6은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 전체 연신율 테스트 결과를 나타낸다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조 방법에 따라 생산된 합금 A의 전체 연신율 값이 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA) 및 연속 어닐링(CAL) 후 합금에 대한 전체 연신율 값이 제공된다. L, T, 및 D 방향의 전체 연신율을 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 전체 연신율을 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 전체 연신율을 나타낸다. 전체 연신율은 회분식 어닐링과 비교하여 연속 어닐링 후 수득된 알루미늄 합금의 경우 더 높았다. 합금 1-3은 합금 A의 두 예와 비교하여 L, T, 및 D 방향에서 더 높은 전체 연신율을 나타냈다. 합금 1-3은 증가된 양의 Mg와 함께 더 높은 전체 연신율을 가졌다.6 shows total elongation test results for alloys 1-3 and alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction. The total elongation values for alloy A produced according to the direct chill casting and continuous casting methods are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, total elongation values for the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are provided. For each pair of bars showing total elongation in the L, T, and D directions, the left bar represents the total elongation after continuous annealing and the right bar represents the total elongation after batch annealing. Overall elongation was higher for aluminum alloys obtained after continuous annealing compared to batch annealing. Alloys 1-3 exhibited higher overall elongation in the L, T, and D directions compared to the two examples of alloy A. Alloys 1-3 had higher overall elongation with increased amounts of Mg.
도 7은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 r-값을 나타낸다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조 방법에 따라 생산된 합금 A의 r-값이 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA) 및 연속 어닐링(CAL) 후 합금에 대한 r-값이 제공된다. L, T, 및 D 방향의 r-값을 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 r-값을 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 r-값을 나타낸다. r-값은 연속 어닐링과 비교하여 회분식 어닐링 후에 수득된 알루미늄 합금에 대해 약간 더 높았다. 합금 1-3은 합금 A와 비교하여 L, T, 및 D 방향에서 더 낮은 r-값을 나타냈다.7 shows the r-values for alloys 1-3 and alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction. The r-values of alloy A produced according to the direct chill casting and continuous casting methods are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, r-values for the alloys after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL) are provided. For each pair of bars representing the r-values in the L, T, and D directions, the left bar represents the r-value after continuous annealing and the right bar represents the r-value after batch annealing. The r-values were slightly higher for the aluminum alloys obtained after batch annealing compared to continuous annealing. Alloys 1-3 exhibited lower r-values in the L, T, and D directions compared to alloy A.
도 8은 각각 압연 방향에 대해, 종(L) 방향, 횡(T) 방향, 및/또는 대각선(D) 방향으로 측정된 합금 1-3 및 합금 A에 대한 n-값을 나타낸다. 직접 냉각 주조 및 연속 주조 방법에 따라 생산된 합금 A의 n-값이 처음 두 열에 표시된다. 합금 1-3 및 합금 A의 각각에 대해, 회분식 어닐링(BA) 및 연속 어닐링(CAL) 후 합금에 대한 n-값이 제공된다. L, T, 및 D 방향의 n-값을 나타내는 각각의 쌍의 막대에 대해, 좌측 막대는 연속 어닐링 후 n-값을 나타내고 우측 막대는 회분식 어닐링 후 n-값을 나타낸다. n-값은 회분식 어닐링 및 연속 어닐링 후 수득된 알루미늄 합금과 유사하였다. 합금 1-3은 합금 A의 두 예와 비교하여 L, T, 및 D 방향에서 더 높은 n-값을 나타냈다. 합금 1-3은 합금 A와 비교하여 n-값의 약 10% 증가를 나타냈다. 합금 1-3에서 증가된 Mg 함량은 개선된 n-값에 기여하였다.8 shows the n-values for Alloy 1-3 and Alloy A measured in the longitudinal (L) direction, transverse (T) direction, and/or diagonal (D) direction, respectively, for the rolling direction. The n-values of alloy A produced according to the direct chill casting and continuous casting methods are shown in the first two columns. For each of Alloys 1-3 and Alloy A, n-values for the alloys are given after batch annealing (BA) and continuous annealing (CAL). For each pair of bars representing n-values in the L, T, and D directions, the left bar represents the n-value after continuous annealing and the right bar represents the n-value after batch annealing. The n-values were similar for aluminum alloys obtained after batch annealing and continuous annealing. Alloys 1-3 exhibited higher n-values in the L, T, and D directions compared to the two examples of alloy A. Alloys 1-3 showed about 10% increase in n-value compared to alloy A. Increased Mg content in alloys 1-3 contributed to improved n-values.
도 9a 및 9b는 각각, 회분식 어닐링 및 연속 어닐링 후 변형률 범위에 걸친 합금 1-3 및 합금 A에 대한 순간 n-값을 나타낸다. 합금 1-3은 합금 A와 비교하여 더 높은 변형률에서 더 높은 n-값의 유지를 나타냈다. 놀랍게도, 합금 1-3의 더 높은 Mg 함량 알루미늄 합금은 변형률이 증가함에 따라 n-값에서 훨씬 더 낮은 감소율을 가졌다. 합금 1-3의 회분식 어닐링된 샘플은 7% 변형 후 n-값의 감소를 나타낸 반면, 연속 어닐링된 샘플은 n-값에서 관찰할 수 있는 감소를 거의 나타내지 않았다. 높은 변형률에서의 높은 n-값은 합금 1-3에 대해 더 나은 성형 윈도우(forming window)를 제공한다.9A and 9B show the instantaneous n-values for Alloy 1-3 and Alloy A over a strain range after batch annealing and continuous annealing, respectively. Alloys 1-3 showed higher retention of n-values at higher strains compared to alloy A. Surprisingly, the higher Mg content aluminum alloys of Alloys 1-3 had a much lower rate of decrease in n-value with increasing strain. The batch annealed samples of alloys 1-3 showed a decrease in n-value after 7% strain, whereas the continuously annealed samples showed little observable decrease in n-value. A high n-value at high strain provides a better forming window for Alloys 1-3.
실시예 2: 미세구조Example 2: Microstructure
본원에서 기재된 방법에 따라 생산된 알루미늄 합금은 본원에서 기재된 특성을 제공하는 미세구조를 나타냈다. 도 10 및 11은 합금 2(파선) 및 합금 A(실선)에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Fe-함유 구성성분의 입자 분포를 나타낸다. 5.8 중량%의 Mg 함량을 갖는 합금 2의 Fe-구성성분 입자 분포는 합금 A의 Fe-구성성분 입자 분포와 유사하였다. 도 10은 합금 2의 Alx(Fe,Mn)의 면적 분율이 합금 A와 실질적으로 동일함을 나타낸다. 합금 2 및 합금 A 모두 Alx(Fe,Mn)의 면적 분율이 0.06% 미만이었다. 유사하게, Al(Fe,Mn)Si의 면적 분율은 합금 2 및 합금 A에 대해 실질적으로 동일하였다. 도 11은 알루미늄 합금 미세구조 내 Alx(Fe,Mn) 및 Al(Fe,Mn)Si 입자의 개수 밀도가 합금 2 및 합금 A에 대해서도 유사하다는 것을 나타낸다. 합금 2 및 합금 A 모두 알루미늄 합금 미세구조에서 Alx(Fe,Mn) 입자가 우세한 5 미크론 미만의 입자 크기를 갖는 Fe-구성성분 입자를 가졌다. 합금 2는 Mg 및 Cu의 농도가 더 높았지만, 합금 조성은 Fe-구성성분 입자 분포를 실질적으로 변경하지 않았다.Aluminum alloys produced according to the methods described herein exhibit microstructures that provide the properties described herein. 10 and 11 show the particle distribution of Fe-containing constituents in the aluminum alloy microstructure for alloy 2 (dashed line) and alloy A (solid line). The Fe-constituent particle distribution of
도 12 및 도 13은 합금 2(파선) 및 합금 A(실선)에 대한 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 입자 분포 그래프를 나타낸다. 도 12는 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 입자의 면적%를 나타내고 도 13은 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 입자의 개수를 나타낸다. 합금 2는 합금 A와 비교하여 더 높은 Mg2Si 입자의 면적 분율 및 개수 밀도를 나타냈다. 구체적으로, 합금 A는 Mg2Si 입자의 면적%가 0.129이고 Mg2Si 입자의 개수 밀도가 1186.33/mm2인 반면, 합금 2는 Mg2Si 입자의 면적%가 0.212이고 Mg2Si 입자의 개수 밀도가 2125.31/mm2이었다. Mg 및 Si는 Mg2Si로 조합되어 시효-경화 후 상당한 강도 개선을 제공한다. 따라서, 합금 2는 합금 A에 비해 상당한 강도 이점을 나타냈다. 본원에서 기재된 바와 같이, 알루미늄 합금의 세심하게 균형 잡힌 조성은 알루미늄 합금의 강도 및 성형성을 제어하는 데 중요한 역할을 한다. 또한, 직접 냉각 주조를 활용하는 합금 A는 연속 주조(예를 들어, 100℃/s - 200℃/s)와 비교하여 느린 냉각 속도(예를 들어, 4℃/s - 6℃/s)로 인해 Fe-함유 구성성분 및 Mg2Si 입자 모두에 대해 거친 금속간 입자를 생성할 것이다. 따라서, 용질이 많은 합금의 경우 동결 범위가 넓어 직접 냉각 주조가 어렵고 열간 균열이 발생한다.12 and 13 show graphs of Mg 2 Si particle distribution in aluminum alloy microstructures for Alloy 2 (dashed line) and Alloy A (solid line). 12 shows area % of Mg 2 Si particles in an aluminum alloy microstructure and FIG. 13 shows the number of Mg 2 Si particles in an aluminum alloy microstructure.
도 14a-e는 회분식 어닐링 후 합금 A 및 합금 1-3에 대한 결정립 구조의 사진을 나타내고 도 15a-e는 연속 어닐링 후 합금 A 및 합금 1-3에 대한 결정립 구조의 사진을 나타낸다. 회분식 어닐링을 사용하여 생산된 합금 1-3은 연신된 결정립을 가진 반면, 연속 어닐링을 사용하여 생산된 합금 1-3은 등축형 결정립을 나타냈다. 합금 1-3의 알루미늄 합금 조성에 대한 Mg의 첨가는 합금 A와 비교하여 결정립을 약간 정제하였다.14a-e show photographs of the grain structures for alloy A and alloys 1-3 after batch annealing and FIGS. 15a-e show photographs of the grain structures for alloys A and alloys 1-3 after continuous annealing. Alloy 1-3 produced using batch annealing had elongated grains, whereas alloy 1-3 produced using continuous annealing exhibited equiaxed grains. The addition of Mg to the aluminum alloy composition of Alloys 1-3 slightly refined the grains compared to Alloy A.
적합한 방법 및 합금 제품의 예시Examples of suitable methods and alloy products
예시 1은 0 - 0.30 중량% Si, 0.01 - 0.40 중량% Fe, 0 - 1.0 중량% Cu, 0.01 - 0.50 중량% Mn, 5.0 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.20 중량% Cr, 0 - 0.30 중량% Zn, 0 - 0.25 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함하는 알루미늄 합금이다.Ex. It is an aluminum alloy containing Zn, 0 - 0.25% Ti, impurities up to 0.15% by weight, and Al.
예시 2는 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 0.01 - 0.20 중량% Si, 0.01 - 0.30 중량% Fe, 0.01 - 0.90 중량% Cu, 0.01 - 0.40 중량% Mn, 5.1 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.10 중량% Cr, 0 - 0.20 중량% Zn, 0 - 0.20 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함한다.Example 2 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy contains 0.01 - 0.20 wt% Si, 0.01 - 0.30 wt% Fe, 0.01 - 0.90 wt% Cu, 0.01 - 0.40 wt% Mn, 5.1 - 6.0 wt% % Mg, 0 - 0.10 wt% Cr, 0 - 0.20 wt% Zn, 0 - 0.20 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al.
예시 3은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 0.01 - 0.15 중량% Si, 0.01 - 0.20 중량% Fe, 0.05 - 0.80 중량% Cu, 0.05 - 0.30 중량% Mn, 5.2 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.05 중량% Cr, 0 - 0.10 중량% Zn, 0 - 0.10 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함한다.Example 3 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy contains, by weight, 0.01 - 0.15% Si, 0.01 - 0.20% Fe, 0.05 - 0.80% Cu, 0.05 - 0.30% Mn, 5.2 - 6.0% by weight % Mg, 0 - 0.05 wt% Cr, 0 - 0.10 wt% Zn, 0 - 0.10 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al.
예시 4는 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 0.01 - 0.06 중량% Si, 0.02 - 0.15 중량% Fe, 0.20 - 0.80 중량% Cu, 0.05 - 0.20 중량% Mn, 5.3 - 6.0 중량% Mg, 0.001 - 0.02 중량% Cr, 0 - 0.05 중량% Zn, 0 - 0.03 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함한다.Example 4 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy contains 0.01 - 0.06 wt% Si, 0.02 - 0.15 wt% Fe, 0.20 - 0.80 wt% Cu, 0.05 - 0.20 wt% Mn, 5.3 - 6.0 wt% % Mg, 0.001 - 0.02 wt% Cr, 0 - 0.05 wt% Zn, 0 - 0.03 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al.
예시 5는 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 0.01 - 0.05 중량% Si, 0.05 - 0.11 중량% Fe, 0.30 - 0.80 중량% Cu, 0.05 - 0.10 중량% Mn, 5.5 - 5.9 중량% Mg, 0.001 - 0.02 중량% Cr, 0 - 0.01 중량% Zn, 0.001 - 0.03 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함한다.Example 5 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy contains, by weight, 0.01 - 0.05% Si, 0.05 - 0.11% Fe, 0.30 - 0.80% Cu, 0.05 - 0.10% Mn, 5.5 - 5.9% by weight % Mg, 0.001 - 0.02 wt% Cr, 0 - 0.01 wt% Zn, 0.001 - 0.03 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and Al.
예시 6은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 적어도 하나의 5.5 중량% 내지 6.0 중량%의 양의 Mg 및 0.30 중량% 내지 1.0 중량%의 양의 Cu를 포함한다.Example 6 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight.
예시 7은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, Fe-함유 구성성분의 입자 크기는 5 미크론 미만이다.Example 7 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the Fe-containing constituents have a grain size of less than 5 microns.
예시 8은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금 미세구조 내 Mg2Si 입자의 개수 밀도는 적어도 500/mm2이다.Example 8 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example wherein the number density of Mg 2 Si particles in the aluminum alloy microstructure is at least 500/mm 2 .
예시 9는 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 적어도 130 MPa의 항복 강도를 갖는다.Example 9 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy has a yield strength of at least 130 MPa.
예시 10은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 적어도 300 MPa의 극한 인장 강도를 갖는다.Example 10 is the aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy has an ultimate tensile strength of at least 300 MPa.
예시 11은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금으로서, 상기 알루미늄 합금은 적어도 5%의 전체 연신율을 갖는다.Example 11 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy has an overall elongation of at least 5%.
예시 12는 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금을 포함하는 알루미늄 합금 제품이다.Example 12 is an aluminum alloy product comprising the aluminum alloy of any preceding or subsequent example.
예시 13은 임의의 선행 또는 후속 예시의 알루미늄 합금 제품으로서, 상기 알루미늄 합금 제품은 연속 주조, 플래시 균질화, 열간 압연, 및 냉간 압연에 의해 생산된다.Example 13 is an aluminum alloy product of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product is produced by continuous casting, flash homogenization, hot rolling, and cold rolling.
예시 14는 알루미늄 합금 제품을 생산하는 방법으로서, 알루미늄 합금을 연속적으로 주조하여 주조 제품을 형성하는 단계, 여기서 상기 알루미늄 합금은 0 - 0.30 중량% Si, 0.01 - 0.40 중량% Fe, 0 - 1.0 중량% Cu, 0.01 - 0.50 중량% Mn, 5.0 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.20 중량% Cr, 0 - 0.30 중량% Zn, 0 - 0.25 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함함; 임의로 상기 주조 제품을 플래시 균질화하는 단계; 상기 주조 제품을 열간 압연하여 열간 압연 제품을 생산하는 단계; 상기 열간 압연 제품을 코일링하는 단계; 상기 열간 압연 제품을 냉간 압연하여 냉간 압연 제품을 생산하는 단계; 및 상기 냉간 압연 제품을 어닐링하는 단계를 포함한다.Example 14 is a method for producing an aluminum alloy product, comprising continuously casting an aluminum alloy to form a cast product, wherein the aluminum alloy contains 0 - 0.30% Si, 0.01 - 0.40% Fe, 0 - 1.0% by weight. Cu, 0.01 - 0.50 wt% Mn, 5.0 - 6.0 wt% Mg, 0 - 0.20 wt% Cr, 0 - 0.30 wt% Zn, 0 - 0.25 wt% Ti, up to 0.15 wt% impurities, and including Al; optionally flash homogenizing the cast product; hot rolling the cast product to produce a hot rolled product; coiling the hot rolled product; cold-rolling the hot-rolled product to produce a cold-rolled product; and annealing the cold rolled product.
예시 15는 임의의 선행 또는 후속 예시의 방법으로서, 상기 알루미늄 합금은 적어도 하나의 5.5 중량% 내지 6.0 중량%의 양의 Mg 및 0.30 중량% 내지 1.0 중량%의 양의 Cu를 포함한다.Example 15 is a method of any preceding or subsequent example wherein the aluminum alloy includes at least one of Mg in an amount of 5.5% to 6.0% by weight and Cu in an amount of 0.30% to 1.0% by weight.
예시 16은 임의의 선행 또는 후속 예시의 방법으로서, 연속적으로 주조하는 단계는 상기 주조 제품을 생산하기 위해 적어도 1℃/s의 응고 속도를 포함한다.Example 16 is a method of any preceding or succeeding example wherein the continuously casting step includes a solidification rate of at least 1° C./s to produce the cast product.
예시 17은 임의의 선행 또는 후속 예시의 방법으로서, 어닐링하는 단계는 회분식 어닐링 또는 연속 어닐링을 포함한다.Example 17 is the method of any preceding or subsequent example, wherein the step of annealing includes either batch annealing or continuous annealing.
예시 18은 임의의 선행 또는 후속 예시의 방법으로서, 플래시 균질화하는 단계는 상기 주조 제품을 400℃ 내지 600℃로 10분 미만 동안 가열하는 것을 포함한다.Example 18 is a method of any preceding or subsequent example, wherein flash homogenizing comprises heating the cast product to 400° C. to 600° C. for less than 10 minutes.
예시 19는 임의의 선행 또는 후속 예시의 방법으로서, 알루미늄 합금 제품을 생산하기 위해 어닐링하는 단계 후에 상기 냉간 압연 제품을 페인트 베이킹하는 단계를 추가로 포함한다.Example 19 is the method of any preceding or succeeding example, further comprising paint baking the cold rolled product after annealing to produce an aluminum alloy product.
예시 20은 임의의 선행 또는 후속 예시의 방법으로서, 상기 알루미늄 합금 제품의 상기 항복 강도는 페인트 베이킹하는 단계 후에 5 MPa 이상 증가한다.Example 20 is the method of any preceding or succeeding example wherein the yield strength of the aluminum alloy product increases by at least 5 MPa after the paint baking step.
상기에서 인용한 모든 특허, 간행물, 및 초록은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 본 발명의 다양한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다양한 구현예가 기재되었다. 이들 구현예는 단지 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것임을 인지해야 한다. 이의 수많은 변형 및 적용이 하기 청구범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 통상의 기술자에게 명백할 것이다.All patents, publications, and abstracts cited above are incorporated herein by reference in their entirety. Various embodiments of the present invention have been described to achieve the various objects of the present invention. It should be appreciated that these embodiments are merely illustrative of the principles of the present invention. Numerous variations and adaptations thereof will be apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the claims below.
Claims (20)
알루미늄 합금을 연속적으로 주조하여 주조 제품을 형성하는 단계, 여기서 상기 알루미늄 합금은 0 - 0.30 중량% Si, 0.01 - 0.40 중량% Fe, 0 - 1.0 중량% Cu, 0.01 - 0.50 중량% Mn, 5.0 - 6.0 중량% Mg, 0 - 0.20 중량% Cr, 0 - 0.30 중량% Zn, 0 - 0.25 중량% Ti, 최대 0.15 중량%의 불순물, 및 Al을 포함함;
임의로 상기 주조 제품을 플래시 균질화하는 단계;
상기 주조 제품을 열간 압연하여 열간 압연 제품을 생산하는 단계;
상기 열간 압연 제품을 코일링하는 단계;
상기 열간 압연 제품을 냉간 압연하여 냉간 압연 제품을 생산하는 단계; 및
상기 냉간 압연 제품을 어닐링하는 단계를 포함하는 것인, 방법.As a method of producing an aluminum alloy product,
continuously casting an aluminum alloy to form a cast product, wherein the aluminum alloy comprises, by weight 0 - 0.30% Si, 0.01 - 0.40% Fe, 0 - 1.0% Cu, 0.01 - 0.50% Mn, 5.0 - 6.0 0 - 0.20 wt% Cr, 0 - 0.30 wt% Zn, 0 - 0.25 wt% Ti, including up to 0.15 wt% impurities, and Al;
optionally flash homogenizing the cast product;
hot rolling the cast product to produce a hot rolled product;
coiling the hot rolled product;
cold-rolling the hot-rolled product to produce a cold-rolled product; and
Annealing the cold rolled product.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163160198P | 2021-03-12 | 2021-03-12 | |
US63/160,198 | 2021-03-12 | ||
PCT/US2022/070250 WO2022192812A1 (en) | 2021-03-12 | 2022-01-19 | High-strength 5xxx aluminum alloy variants and methods for preparing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230118949A true KR20230118949A (en) | 2023-08-14 |
Family
ID=80445702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020237023710A KR20230118949A (en) | 2021-03-12 | 2022-01-19 | High-strength 5XXX aluminum alloy variant and manufacturing method thereof |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240301536A1 (en) |
EP (1) | EP4305219A1 (en) |
JP (1) | JP2024509070A (en) |
KR (1) | KR20230118949A (en) |
CN (1) | CN116940699A (en) |
CA (1) | CA3207291A1 (en) |
MX (1) | MX2023010500A (en) |
WO (1) | WO2022192812A1 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0681034A1 (en) * | 1994-05-06 | 1995-11-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | A method of manufacturing an aluminum alloy sheet for body panel and the alloy sheet manufactured thereby |
US6755236B1 (en) | 2000-08-07 | 2004-06-29 | Alcan International Limited | Belt-cooling and guiding means for continuous belt casting of metal strip |
JP4257185B2 (en) * | 2003-11-05 | 2009-04-22 | 古河スカイ株式会社 | Aluminum alloy plate for forming and method for producing the same |
KR101803520B1 (en) * | 2012-08-22 | 2017-11-30 | 하이드로 알루미늄 롤드 프로덕츠 게엠베하 | Intergranular corrosion-resistant aluminum alloy strip, and method for the production thereof |
CN103243247A (en) * | 2013-05-31 | 2013-08-14 | 浙江巨科铝业有限公司 | Aluminum alloy and preparation method thereof |
CN115094282A (en) * | 2015-06-05 | 2022-09-23 | 诺维尔里斯公司 | High strength 5XXX aluminum alloys and methods of making the same |
MX2019004840A (en) | 2016-10-27 | 2019-06-20 | Novelis Inc | Systems and methods for making thick gauge aluminum alloy articles. |
CN110238229B (en) * | 2019-07-06 | 2021-07-27 | 宝胜(宁夏)线缆科技有限公司 | Manufacturing method of aluminum alloy plate |
-
2022
- 2022-01-19 KR KR1020237023710A patent/KR20230118949A/en unknown
- 2022-01-19 CA CA3207291A patent/CA3207291A1/en active Pending
- 2022-01-19 WO PCT/US2022/070250 patent/WO2022192812A1/en active Application Filing
- 2022-01-19 JP JP2023549849A patent/JP2024509070A/en active Pending
- 2022-01-19 US US18/548,290 patent/US20240301536A1/en active Pending
- 2022-01-19 EP EP22703536.7A patent/EP4305219A1/en active Pending
- 2022-01-19 MX MX2023010500A patent/MX2023010500A/en unknown
- 2022-01-19 CN CN202280019604.3A patent/CN116940699A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024509070A (en) | 2024-02-29 |
CA3207291A1 (en) | 2022-09-15 |
CN116940699A (en) | 2023-10-24 |
MX2023010500A (en) | 2023-09-18 |
US20240301536A1 (en) | 2024-09-12 |
WO2022192812A1 (en) | 2022-09-15 |
EP4305219A1 (en) | 2024-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11920229B2 (en) | High strength 6XXX aluminum alloys and methods of making the same | |
KR102455319B1 (en) | Improved 7xxx aluminum alloys, and methods for producing the same | |
US10837086B2 (en) | High-strength corrosion-resistant 6xxx series aluminum alloys and methods of making the same | |
JP7096911B2 (en) | High-strength 6XXX and 7XXX aluminum alloys and their manufacturing methods | |
US20170204503A1 (en) | Aluminum alloy structural part, method for producing the same, and aluminum alloy sheet | |
CA3070005C (en) | Aluminum alloy products having selectively recrystallized microstructure and methods of making | |
CN116445835A (en) | Method for warm forming hardened aluminum alloys | |
US20200123641A1 (en) | Formable, high strength aluminum alloy products and methods of making the same | |
US20240301536A1 (en) | High-strength 5xxx aluminum alloy variants and methods for preparing the same | |
EP3635147B1 (en) | Aluminum alloy article having low texture and methods of making the same | |
US11746400B2 (en) | Ultra-high strength aluminum alloy products and methods of making the same | |
JP2017133044A (en) | Aluminum alloy sheet and aluminum alloy structural member |