MX2008016076A

MX2008016076A - Aleacion de aluminio al-zn-mg termo-tratable de alta resistencia.

Info

Publication number: MX2008016076A
Application number: MX2008016076A
Authority: MX
Inventors: Alex Cho; Kenneth Paul Smith; Vic Dangerfield
Original assignee: Alcan Rolled Products Ravenswood Llc
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-01-15
Also published as: CA2657331A1; US20080056932A1; JP2009542912A; IL195685A0; WO2008005852A2; BRPI0713870A2; KR20090026337A; CN101479397B; RU2473710C2; CA2657331C; EP2049696B1; US8357249B2; EP2049696A2; JP5345056B2; WO2008005852A3; CN101479397A; RU2009102968A

Abstract

La presente invención se refiere a una aleación de aluminio de alta resistencia, adecuada para producto forjado de calibre ultra grueso. La aleación puede tener 6 a 8% en peso de zinc, 1 a 19% en peso de magnesio, en donde Mg está presente en una cantidad desde (0.2 Zn, -0.3) % en peso a (0.2 Zn + 0.3) % en peso, y elementos formadores de sistema disperso tales como Zr, Mn, Cr, Ti, y/o Sc con el resto hecho de aluminio y elementos incidentales y/o impurezas. La aleación es adecuada para muchos usos, incluyendo en moldes para plásticos moldeados por inyección.

Description

ALEACION DE ALUMINIO AL-ZN-MG TERMO-TRATABLE DE ALTA RESISTENCIA Campo de la Invención La presente invención se refiere a aleaciones de aluminio-zinc-magnesio y productos hechos de las aleaciones. Las aleaciones de alta resistencia son termo-tratables y tienen baja sensibilidad al templado. Los productos son adecuados para manufacturar moldes para plásticos moldeados por inyección.

Antecedentes de la Invención Las aleaciones de aluminio modernas para aplicación de alta resistencia son reforzadas por tratamiento con solución y enfriamiento rápido seguido por un proceso de endurecimiento por maduración. El enfriamiento rápido es comúnmente logrado por templado con agua fría. Sin tal proceso de templado rápido inmediatamente después del termo-tratamiento con solución, el proceso de endurecimiento por maduración llega a ser muy inefectivo. El proceso de enfriamiento rápido usualmente se realiza por transferencia de calor rápida en agua fría, que tiene una alta capacidad térmica. Sin embargo, el volumen interno de productos forjados de calibre grueso no se puede templar lo suficientemente rápido debido a la lenta Ref. 198799 transferencia de calor a través del espesor del producto. Por lo tanto, se necesita una aleación de aluminio adecuada para producto de calibre muy grueso. Tal aleación deberá ser capaz de mantener buena capacidad de endurecimiento por maduración aún después de un proceso de templado relativamente lento. El enfriamiento rápido por templado con agua fria tiene la seria desventaja, sin embargo, de elevar la tensión residual interna, la cual es nociva para la maquinabilidad. La práctica más común para reducir la tensión residual es estirar en frío el producto templado por una pequeña cantidad típicamente usando una máquina estiradora. Cuando el espesor y anchura del producto forjado incrementa, la fuerza requerida para estirar tal producto incrementa. En consecuencia, una estiradora poderosa es necesaria cuando la dimensión del producto incrementa de modo que la estiradora llega a ser el factor limitante en decidir el máximo espesor y anchura del producto forjado. La estiradora se puede eliminar como un factor limitante si el producto forjado se puede enfriar lento sin un templado con agua fría después del tratamiento con solución. Por consiguiente, la tensión residual podría ser mínima y el estiramiento en frío podría no ser requerido. La aleación de aluminio de alta resistencia deseable más adecuada para producto forjado de calibre ultra grueso por lo tanto deberá ser capaz de lograr alta resistencia deseable en revenido reforzado por maduración después del termo-tratamiento con solución seguido por un templado relativamente lento.

Breve Descripción de la Invención Los aspectos de la presente invención se refieren a una aleación de aluminio a base de Al-Zn-Mg, que tiene Zn y Mg como elementos de aleación. Una aleación de la invención se diseña para maximizar el efecto de reforzamiento de precipitados de MgZn2. En un aspecto, una aleación de la invención comprende Zn y Mg en una relación en peso de aproximadamente 5:1 para maximizar la formación de partículas precipitadas de MgZn2. En otro aspecto la invención puede tener 6% - 8% de Zn y 1% - 2% de Mg en peso. En otro aspecto, una aleación puede comprender adicionalmente uno o más elementos que forman sistemas dispersos intermetálicos tales como Zr, Mn, Cr, Ti y/o Se para control de estructura de grano. Una composición particular de esta invención es aproximadamente 6.1 a 6.5% de Zn, aproximadamente 1.1 a 1.5% de Mg, aproximadamente 0.1% de Zr y aproximadamente 0.02% de Ti con el resto consistiendo de aluminio e impurezas normales y/o inevitables y elementos tales como Fe y Si. Los pesos se indican siendo % en peso con base en el peso total de la aleación.

Breve Descripción de las Figuras Para entender la presente invención, ahora se describirá por vía de ejemplo, con referencia a las figuras acompañantes en las cuales: La figura 1 es una gráfica que ilustra el limite de elasticidad a la tracción de nueve aleaciones preparadas por tres diferentes procesos; La figura 2 es una gráfica que ilustra la sensibilidad al templado de siete aleaciones, donde la sensibilidad al templado se mide por la pérdida de limite de elasticidad a la tracción debido al templado con aire en calma comparado con templado con agua fría; La figura 3 es una gráfica que ilustra las resistencias a la rotura traccional de nueve aleaciones preparadas por tres procesos de templado; La figura 4 es una gráfica que ilustra la sensibilidad al templado de siete aleaciones, donde la sensibilidad al templado se mide por la pérdida de resistencias a la rotura traccional debido al templado con aire en calma comparado con templado con agua fría; La figura 5 es una gráfica que ilustra el efecto de la relación de Zn: g en el límite de elasticidad a la tracción después de templado lento por aire en calma por revenido tipo T6; La figura 6 es una gráfica que ilustra la composición de Zn y Mg de los ensayos de planta piloto; La figura 7· es una gráfica que ilustra la evolución de la resistencia a la rotura traccional con calibrador de placa para la aleación de la invención y aleaciones comparativas; y La figura 8 es una gráfica que ilustra la evolución del limite de elasticidad a la tracción con calibrador de placa para la aleación de la invención y aleaciones comparativas .

Descripción Detallada de la Invención La presente descripción provee que la adición de zinc, magnesio, y cantidades pequeñas de al menos un elemento formador de sistema disperso a aluminio inesperadamente resulta en una aleación superior. La aleación descrita es adecuada para el termo-tratamiento con solución. Además, la aleación retiene alta resistencia aún sin una etapa de enfriamiento de templado rápido, la cual es de ventaja particular para productos que tienen un calibre grueso. A menos que se especifique de otra forma, todos los valores para la composición usada en la presente están en unidades de por ciento en peso (% peso) con base en el peso de la aleación. Las definiciones de revenido son referencias de acuerdo con ASTM E716, E1251. El revenido de aluminio designado T6 indica que la aleación fue termo-tratada con solución y luego maduró artificialmente. Un revenido T6 aplica a aleaciones que no se trabajaron en frió después del termo-tratamiento con solución. T6 también se puede aplicar a aleaciones en las cuales el trabajo en frió tiene poco efecto significativo en las propiedades mecánicas. A menos que se mencione de otra forma, las características mecánicas estáticas, en otras palabras la resistencia a la rotura traccional UTS, el límite de elasticidad a la tracción TYS, y el alargamiento a la fractura E, se determinan por una prueba de tracción de acuerdo con el estándar ASTM B557, y la ubicación en la cual las piezas se toman y su dirección se definen en el estándar AMS 2355. La aleación de aluminio descrita puede incluir 6 a 8% en peso de zinc. En otras modalidades ejemplares, el contenido de zinc es desde 6.1 a 7.6% en peso y desde 6.2 a 6.7% en peso. En una modalidad adicional, el contenido de zinc es aproximadamente 6.1 a aproximadamente 6.5% en peso. La aleación de aluminio descrita también puede incluir 1 a 2% en peso de magnesio. En otras modalidades ejemplares, el contenido de magnesio es desde 1.1 a 1.6% en peso y desde 1.2 a 1.5% en peso. En una modalidad adicional, el contenido de magnesio es aproximadamente 1.1 a aproximadamente 1.5% en peso.

En una modalidad, la aleación esencialmente no tiene cobre y/o manganeso. Por esencialmente no cobre, se entiende que el contenido de cobre es menos de 0.5% en peso en una modalidad, y menos de 0.3% en peso en otra modalidad. Por esencialmente no manganeso, se entiende que el contenido de manganeso es menos de 0.2% en peso en una modalidad, y menos de 0.1% en peso en otra modalidad. En ciertas modalidades, la aleación tiene un contenido agregado desde aproximadamente 0.06% en peso hasta aproximadamente 0.3% en peso de uno o más elementos formadores de sistema disperso. En una modalidad ejemplar, la aleación tiene desde 0.06 a 0.18% en peso de circonio y esencialmente no manganeso. Sin embargo en otras modalidades, la aleación contiene hasta 0.8% en peso de manganeso y hasta 0.5% en peso de manganeso, conjuntamente con 0.06 a 0.18% en peso de circonio, o en algunos casos esencialmente sin circonio. Por esencialmente sin circonio se entiende que el contenido de circonio es menos de 0.05% en peso en una modalidad, y menos de 0.03% en peso en otra modalidad. Las proporciones relativas de magnesio y zinc en la aleación pueden afectar las propiedades de la misma. En una modalidad ejemplar, la relación de zinc a magnesio en la aleación es aproximadamente 5:1, con base en el peso. En una modalidad, el contenido de g está entre (0.2 x Zn - 0.3) % en peso a (0.2 x Zn + 0.3) % en peso, y en otra modalidad, el contenido de Mg está entre (0.2 x Zn - 0.2) % en peso a (0.2 x Zn + 0.2) % en peso. En una modalidad adicional, el contenido de Mg está entre (0.2 x Zn - 0.1) % en peso a (0.2 x Zn + 0.1) % en peso. En esta ecuación, "Zn" se refiere al contenido de Zn expresado en % en peso. La invención es particularmente adecuada para productos de calibre ultra grueso tales como productos en estado bruto de colada o productos forjados manufacturados por proceso de laminación, forja o extrusión o combinación de los mismos. Por calibre ultra grueso, se entiende que el calibre es al menos de 4 pulgadas (10.16 cm) y, en algunas modalidades, al menos 6 pulgadas (15.24 cm) . Una modalidad ejemplar de un proceso para producir productos laminados de calibre ultra grueso se caracteriza por las siguientes etapas: - fundir un lingote de una aleación de la invención con un espesor de al menos 12 pulgadas (30.48 cm) ; homogeneizar el lingote, a un intervalo de temperatura de 820°F a 980°F (437.7°C a 526.6°C) en una modalidad, y a un intervalo de temperatura de 850°F a 950°F (454.4°C a 510°C) en otra modalidad, - opcionalmente laminar en caliente el producto a su espesor final, preferiblemente desde 4 a 22 pulgadas (10.16 a 55.88 cm) , en el intervalo de temperatura de 600°F a 900°F (315.5°C a 482.2°C); opcionalmente termo-tratar con solución el producto resultante, a un intervalo de temperatura de 820°F a 980°F (437.7°C a 526.6°C) en una modalidad, y a un intervalo de temperatura de 850°F a 950°F (454.4°C a 510°C) en otra modalidad; - templar o enfriar el producto por aire forzado o en una niebla de agua o por aspersión de agua de muy bajo volumen para evitar el templado riguroso y evitar la elevación de altas tensiones residuales internas; - endurecer por maduración artificialmente el producto, preferiblemente a un intervalo de temperatura de 240°F a 320°F (115.5°C a 160°C). Los experimentos se realizaron para comparar la aleación descrita (ejemplo 1: aleación #6 y ejemplo 2: muestras 10 y 11) a aleaciones de aluminio convencionales. En los experimentos, descritos posteriormente, la aleación convencional 7108 (ejemplo 1: aleación #1), ocho aleaciones de variación (ejemplo 1: aleaciones #2 a #5 y #7 a #9), aleación AA6061 (ejemplo 2: muestras 12 a 14) y aleación AA7075 (ejemplo 2: muestras 15 y 16) se compararon a la aleación descrita.

Ej emplos Ejemplo 1 Nueve aleaciones de aluminio se fundieron como un tocho redondo de 7" de diámetro (17.78 cm) , que tiene una composición química como se lista en la tabla 1. Los tochos fueron homogeneizados por 24 horas a un intervalo de temperatura de 850°F a 890°F (454.4°C a 476.6°C). Los tochos luego fueron laminados en caliente para formar una placa de 1" (2.54 cm) de espesor a un intervalo de temperatura de 600°F a 850°F (315.5°C a 454. °C). El espesor final de 1" (2.54 cm) se utilizó para evaluar la sensibilidad al templado de la aleación empleando varios procesos de enfriamiento lento para simular el proceso de templado del producto forjado de calibre ultra grueso. Las placas se dividieron en dos o tres piezas (pieza A, pieza B y pieza C) para comparación de diferentes velocidades de templado después de termo-tratamiento con solución. La pieza A fue termo-tratada con solución a 885°F (473.8°C) por 1.5 horas y enfriada con aire (aire en calma) por velocidad de templado lenta de 0.28-0.30°F (-17.62 a -17.61 °C) /seg . La pieza B fue termo-tratada con solución a 885°F (473.8°C) por 1.5 horas y templada por aire movido por ventilador por una velocidad de templado de 0.70-0.75°F (-17.38 a -17.36°C) /seg. La pieza C fue termo-tratada con solución a 885°F (473.8°C) por 2 horas y templada con agua fría, seguido por estiramiento de trabajo en frío de 2%. La velocidad de enfriamiento durante el templado con agua fría fue demasiado rápida para ser medida en el tiempo. Todas las piezas fueron reforzadas por maduración artificial por 16 horas a 280°F (137.7°C). Los resultados de la prueba de tracción se listan en la tabla 2.

Tabla 1 : Composición Química de Aleaciones de Aluminio Probadas (% en peso) , Resto Aluminio Tabla 2 : Propiedades de Tracción en la Dirección Longitudinal (LT) en Revenido T6 para Aleación #1 a 9 Placas de Muestra Procesadas por Diferentes Métodos de Enfriamiento Tabla 3: Limite de Elasticidad a la Tracción (ksi) (kg/cm2) por Tres Diferentes Procesos y Pérdida de TYS Debido al Templado con "Aire en Calma" Comparado con Templado con Agua Fria Agua Fría Aire de Aire en Calma AF-Aire en Ventilador Calma Aleación #1 no disp. 46.9 (3297.3) 44.6 (3135.6) no disp. Aleación #2 53.6 (3768.4) 52.5 (3691.1) 51 (3585.6) 2.6 (182.7) Aleación #3 no disp. 48.5 (3409.8) 46.3 (3255.2) no disp.

Agua Fría Aire de Aire en Calma AF-Aire en Ventilador Calma Aleación #4 59 (4148.1) 54 (3796.5) 52.5 (3691.1) 6.5 (456.9) Aleación #5 61.7 (4337.9) 55 (3866.8) 49.8 (3501.2) 11.9 (836.6) Aleación #6 60.4 (4246.5) 58.5 (4112.9) 54.5 (3831.7) 5.9 (414.8) Aleación #7 53.3 (3747.3) 51.6 (3627.8) 50.0 (3515.3) 3.3 (232.0) Aleación #8 50.0 (3515.3) 49.0 (3445.0) 47.8 (3360.6) 2.2 (154.6) Aleación #9 66.8 (4696.5) 56.47 (3970.2) 51.9 (3648.9) 14.9 (1047.5) Tabla 4: Resistencia a la Rotura Traccional (ksi) (kg/cm2) de las Muestras Templadas por Tres Diferentes Procesos Como se muestra en las figuras 1 a 5 y tablas 2 a 4, la resistencia a la rotura traccional (UTS) y limite de elasticidad a la tracción (TYS) de la aleación #6, una modalidad ejemplar de la aleación descrita, son mayores que la UTS y TYS de las aleaciones #1-5 y 7-9, cuando los materiales se procesaron por templado con aire en calma, el método de enfriamiento más lento se evaluó en este estudio. Además, la aleación #6 muestra la combinación más deseable de alta resistencia y baja sensibilidad al templado entre las cuatro aleaciones de alta resistencia examinadas. Para validar las características deseables de la aleación #6 ejemplar para producto forjado de calibre ultra grueso, dos lingotes de tamaño completo a escala comercial se fundieron para evaluar las propiedades de placa de calibre de 6 pulgadas (15.24 cm) y 12 pulgadas (30.48 cm) .

Ejemplo 2 Un lingote de tamaño comercial completo con una química objetivo de aleación #6 definida anteriormente se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual se lista en la tabla 5 (muestra 10). El lingote de 18 pulgadas (45.72 cm) de grueso, 60 pulgadas (152.4 cm) de ancho, y 165 pulgadas (419.1 cm) de largo se homogeneizó a un intervalo de temperatura de 900°F a 940°F (482.2°C a 504.4°C) por 24 horas. El lingote se pre-calentó de 900°F a 920°F (482.2°C a 493.3°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 6 pulgadas (15.24 cm) a un intervalo de temperatura de 740°F a 840°F (393.3°C a 448.8°C) . La placa de 6 pulgadas (15.24 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 940°F (504.4°C) por 20 horas y templada con agua fría. La placa se liberó de tensión por estiramiento en frío a una cantidad nominal de 2%. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 16 horas a 280°F (137.7°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. El comportamiento ante la corrosión fue satisfactorio.

Otro lingote de tamaño comercial completo con una química objetivo de aleación #6 anterior se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual se lista en la tabla 5 (muestra 11) . El lingote de tamaño de planta completo que tiene una dimensión de sección transversal de 18 pulgadas (45.72 cm) de grueso x 60 pulgadas (152.4 cm) de ancho se homogeneizó a un intervalo de temperatura de 900°F a 940°F (482.2°C a 504.4°C) por 24 horas. El lingote fue pre-calentado de 900°F a 920°F (482.2°C a 493.3°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 12 pulgadas (30.48) a un intervalo de temperatura de 740°F a 840°F (393.3°C a 448.8°C) . La placa de 12 pulgadas (30.48 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 940°F (504. °C) por 20 horas y templada con agua fría. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 28 horas a 280°F (137.7°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. El comportamiento ante la corrosión fue satisfactorio . Para evaluar el funcionamiento de material superior de la aleación de la invención para el producto forjado de calibre ultra grueso, se condujeron ensayos a escala de planta tradicionales con productos de calibre ultra grueso comercialmente disponibles, principalmente aleaciones 6061 y 7075.

Un lingote de aleación 6061 de tamaño comercial completo con sección transversal de 25 pulgadas (63.5 cm) de grueso x 80 pulgadas (203.2 cm) de ancho se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual del lingote se lista en la tabla 5 (muestra 12) . El lingote fue pre-calentado al intervalo de temperatura de 900°F a 940°F (482.2°C a 504.4°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 6 pulgadas (15.24 cm) . La placa de 6 pulgadas (15.24 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 1000°F (537.7°C) por 8 horas y templada con agua fría. La placa fue liberada de tensión por estiramiento en frío a una cantidad nominal de 2%. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 8 horas a 350°F (176.6°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. Un lingote de aleación 6061 de tamaño comercial completo con sección transversal de 25 pulgadas (63.5 cm) de grueso x 80 pulgadas (203.2 cm) de ancho se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual del lingote se lista en la tabla 5 (muestra 13) . El lingote fue pre-calentado al intervalo de temperatura de 900°F a 940°F (482.2°C a 504.4°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 12 pulgadas (30.48 cm) . La placa de 12 pulgadas (30.48 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 1000°F (537.7°C) por 8 horas y templada con agua fría. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 8 horas a 350°F (176.6°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. Un lingote de aleación 6061 de tamaño comercial completo con sección transversal de 25 pulgadas (63.5 cm) de grueso x 80 pulgadas (203.2 cm) de ancho se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual del lingote se lista en la tabla 5 (muestra 14). El lingote fue pre-calentado al intervalo de temperatura de 900°F a 940°F (482.2°C a 504.4°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 16 pulgadas (40.64 cm) . La placa de 16 pulgadas (40.64 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 1000°F (537.7°C) por 8 horas y templada con agua fría. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 8 horas a 350°F (176.6°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. Un lingote de aleación 7075 de tamaño comercial completo con sección transversal de 20 pulgadas (50.8 cm) de grueso x 65 pulgadas (165.1 cm) de ancho se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual del lingote se lista en la tabla 5 (muestra 15). El lingote fue pre-calentado a 920°F (493.3°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 6 pulgadas (15.24 cm) a un intervalo de temperatura de 740°F a 820°F (393.3°C a 437.7°C) . La placa de 6 pulgadas (15.24 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 900°F (482.2°C) por 6 horas y seguido por templado con agua fría. La placa fue liberada de tensión por estiramiento en frío a una cantidad nominal de 2%. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 24 horas a 250°F (121.1°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. Un lingote de aleación 7075 de tamaño comercial completo con sección transversal de 20 pulgadas (50.8 cm) de grueso x 65 pulgadas (165.1 cm) de ancho se fundió para un ensayo de producción a escala de planta. La composición química actual del lingote se lista en la tabla 5 (muestra 16). El lingote fue pre-calentado a 920°F (493.3°C) y se laminó en caliente a una placa de calibre de 10 pulgadas (25.4 cm) a un intervalo de temperatura de 740°F a 820°F (393.3°C a 437.7°C) . La placa de 6 pulgadas (25.4 cm) de grueso fue termo-tratada con solución a 900°F (482.2°C) por 6 horas y seguido por templado con agua fría. La placa fue endurecida por maduración por una maduración artificial de 24 horas a 250°F (121.1°C). Las propiedades mecánicas finales se muestran en la tabla 6. Los resultados de la prueba de tracción de los ejemplos de producción a escala de planta se listan en la tabla 6, y se grafican en las figuras 7 y 8 para las resistencias a la rotura traccional y limites de elasticidad a la tracción, respectivamente. No se observó pérdida de resistencia mecánica con calibre incrementado para la aleación de la invención mientras que tal pérdida se observó para las aleaciones convencionales tale como aleaciones 6061 y 7075.

Tabla 5. Composición química (% peso) Tabla 6. Propiedades de Tracción en dirección LT a ubicación T/4 Espesor de Aleación UTS (ksi) TYS (ksi) Alargamiento placa (kg/cm2) (kg/cm2) (%) Aleación de 6 pulgadas 63.5 Muestra 10 58.7 7.4 Invención (15.24 era) (4464.4) (4127.0) Espesor de UTS (ksi) TYS (ksi) Alargamiento Aleación placa (kg/cm2) (kg/cm2) (%) Aleación de 12 pulgadas 63.0 58.5 Muestra 11 6.3 Invención (30.48 cm) (4429.3) (4112.9) 6 pulgadas 47.9 42.4 Muestra 12 6061-T651 7.5 (15.24 cm) (3367.7) (2981.0) 12 pulgadas 41.9 34.6 Muestra 13 6061-T6 10.3 (30.48 cm) (2945.8) (2432.6) 16 pulgadas 35.8 27.4 Muestra 14 6061-T6 10.8 (40.64 cm) (2516.9) (1926.4) 6 pulgadas 67.4 52.5 Muestra 15 7075-T651 12.0 (15.24 cm) (4738.6) (3691.1) 10 pulgadas 52.7 Muestra 16 31.1 7075-T6 13.5 (25.4 cm) (3705.1) (2186.5) Las figura 7 y 8 muestran que no se observó caída de tensión mecánica con calibre incrementado para aleaciones de la invención mientras que tal caída es una característica común para aleaciones 6061 y 7075. Mientras que las modalidades particulares y aplicaciones de la presente invención se han descrito, la invención no se limita a las composiciones y procesos precisos descritos en este estudio. Basado en las enseñanzas y alcance de esta invención, varias modificaciones y cambios se pueden practicar para lograr el beneficio sorprendente e inesperado de esta invención. Una persona de experiencia ordinaria en la técnica podría apreciar que las características de las modalidades individuales, y las combinaciones posibles y variaciones de los componentes. Una persona de experiencia ordinaria en la técnica podría apreciar adicionalmente que cualquiera de las modalidades podrán ser proporcionadas en cualquier combinación con las otras modalidades descritas en la presente. Se entiende que la invención se puede incluir en otras formas especificas sin apartarse del espíritu o características centrales de la misma. Por consiguiente, mientras que las modalidades específicas se han ilustrado y descrito, numerosas modificaciones llegan a pensarse sin apartarse significativamente del espíritu de la invención y el alcance de protección solamente se limita por el alcance de las reivindicaciones acompañantes. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Aleación de aluminio adecuada para el uso como un producto forjado, caracterizada porque esencialmente consiste de: 6% en peso a aproximadamente 8% en peso de Zn; 1% en peso a aproximadamente 2% en peso de Mg, en donde Mg está presente en una cantidad desde (0.2 x Zn - 0.3) % en peso a (0.2 x Zn + 0.3) % en peso; al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico; y el resto es aluminio e impurezas inevitables.
2. Aleación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque Zn está presente en una cantidad desde 6.1% en peso a 7.6% en peso.
3. Aleación de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque Mg está presente en una cantidad desde 1.1% en peso a 1.6% en peso.
4. Aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque Mg está presente en una cantidad desde 1.2% en peso a 1.5% en peso.
5. Aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque Mg está presente en una cantidad desde (0.2 x Zn - 0.2) % en peso a (0.2 x Zn + 0.2) % en peso.
6. Aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico se selecciona del grupo que consiste de Zr, Mn, Cr, Ti y Se.
7. Aleación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque esencialmente consiste de aproximadamente 0.02% en peso de Ti.
8. Aleación de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque esencialmente consiste de aproximadamente 0.06% en peso a aproximadamente 0.18% en peso de Zr.
9. Aleación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque esencialmente no contiene manganeso.
10. Aleación de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque Zn está presente en una cantidad desde aproximadamente 6.1% en peso a aproximadamente 6.5% en peso .
11. Aleación de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque Mg está presente en una cantidad desde aproximadamente 1.2% en peso a aproximadamente 1.5% en peso .
12. Producto laminado de calibre ultra grueso, caracterizado porque comprende una aleación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11.
13. Producto laminado ultra grueso, caracterizado porque comprende: una aleación que comprende al menos aproximadamente 6.5% en peso de zinc y magnesio en una relación en peso de zinc a magnesio de aproximadamente 5:1. en donde el producto laminado, a un cuarto de espesor, tiene una resistencia a la rotura traccional de al menos aproximadamente 61 ksi (4288.7 kg/cm2) y un limite de elasticidad a la tracción de aproximadamente 54.5 ksi (3831.7 kg/cm2) .
14. Producto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la aleación comprende un contenido agregado de al menos aproximadamente 0.06% en peso de al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico, el elemento se selecciona del grupo que consiste de Zr, Mn, Cr, Ti, y Se.
15. Producto de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la aleación comprende al menos uno de (a) aproximadamente 0.1% en peso de Zr y (b) aproximadamente 0.02% en peso de Ti.
16. Método para obtener un producto laminado ultra grueso, caracterizado porque comprende: - fundir un lingote de una aleación que tiene un espesor de al menos 12 pulgadas (30.48 cm) , la aleación comprende : desde 6% en peso a aproximadamente 8% en peso de Zn, desde 1% en peso a aproximadamente 2% en peso de Mg, en donde Mg está presente en una cantidad desde 0.2 x Zn - 0.3 a 0.2 x Zn + 0.3, al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico, y -homogeneizar el lingote, a un intervalo de temperatura de 820°F a 980°F (437.7°C a 526.6°C); - enfriar el lingote en una manera para evitar el enfriamiento riguroso y evitar alcanzar altas tensiones residuales internas; y - endurecer por maduración artificial el lingote, a un intervalo de temperatura de 240°F a 320°F (115.5°C a 160°C) .
17. Método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el lingote es homogeneizado a un intervalo de temperatura de 850°F a 950°F (454.4°C a 510°C).
18. Método de conformidad con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque adicionalmente comprende laminar en caliente el lingote a un espesor final desde 4 a 22 pulgadas (10.16 a 55.88 cm) , en el intervalo de temperatura de 600°F a 900°F (315.5°C a 482.2°C).
19. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 16-18, caracterizado porque adicionalmente comprende termo-tratar con solución el lingote, a un intervalo de temperatura de 820°F a 980°F (437.7°C a 526.6°C) .
20. Método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el lingote es termo-tratado con solución a un intervalo de temperatura de 850°F a 950°F (454.4°C a 510°C) .
21. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 16-20, caracterizado porque el producto es enfriado por una técnica seleccionada del grupo que consiste de: aire forzado, una niebla de agua, y aspersión de agua de volumen muy bajo.
22. Producto laminado formado de una aleación, caracterizado porque comprende: desde 6% en peso a aproximadamente 8% en peso de Zn; desde 1% en peso a aproximadamente 2% en peso de Mg, en donde Mg está presente en una cantidad desde (0.2 x Zn - 0.3) % en peso a (0.2 x Zn + 0.3) % en peso; al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico seleccionado del grupo que consiste de Zr, Mn, Cr, Ti y Se, que tiene un contenido agregado de al menos aproximadamente 0.06% en peso; y el resto aluminio e impurezas inevitables.
23. Producto laminado de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque Mg está presente en la aleación en una cantidad desde (0.2 x Zn - 0.2) % en peso a (0.2 x Zn + 0.2) % en peso.
24. Producto laminado de conformidad con la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico incluye aproximadamente 0.02% en peso de Ti y aproximadamente 0.06% en peso a aproximadamente 0.18% en peso de Zr.
25. Producto laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-24, caracterizado porque el producto laminado es un producto laminado ultra grueso, y el producto laminado, a un cuarto de espesor, tiene una resistencia a la rotura traccional de al menos aproximadamente 61ksi (4288.7 kg/cm2) y un limite de elasticidad a la tracción de al menos aproximadamente 54.5 ksi (3831.7 kg/cm2) .
26. Producto laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-25, caracterizado porque el limite elástico a la tracción del producto cuando se enfria usando templado con agua fría es no más de aproximadamente 5.9 ksi (414.8 kg/cm2) mayor que el limite de elasticidad a la tracción del producto cuando se enfria usando aire en calma.
27. Producto laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22-26, caracterizado porque la resistencia a la rotura traccional del producto cuando se enfria usando templado con agua fría es no más de aproximadamente 3.4 ksi (239.0 kg/cm2) mayor que la resistencia a la rotura traccional del producto cuando se enfria usando aire en calma.
28. Método para obtener un producto de aluminio, caracterizado porque comprende: proporcionar una aleación de aluminio que comprende : desde 6% en peso a aproximadamente 8% en peso de Zn, desde 1% en peso a aproximadamente 2% en peso de Mg, en donde Mg está presente en una cantidad desde 0.2 x Zn - 0.3 a 0.2 x Zn + 0.3, al menos un elemento formador de sistema disperso intermetálico seleccionado del grupo que consiste de Zr, Mn, Cr, Ti y Se, que tiene un contenido total de al menos aproximadamente 0.06% en peso, y el resto es aluminio e impurezas inevitables; - formar el producto de la aleación; homogeneizar el producto, a un intervalo de temperatura de 820°F a 980°F (437.7°C a 526.6°C); - enfriar el producto en una manera para evitar el templado riguroso y evitar que alcance altas tensiones residuales internas; y - endurecer por maduración artificial el producto, a un intervalo de temperatura de 240°F a 320°F (115.5°C a 160°C) .
29. Método de conformidad con la reivindicación 28 en donde el producto es un producto laminado ultra grueso, caracterizado porque adicionalmente comprende laminar en caliente el producto a un espesor final desde 4 a 22 pulgadas (10.16 a 55.88 cm) , en el intervalo de temperatura de 600°F a 900°F (315.5°C a 482.2°C) .
30. Método de conformidad con la reivindicación 28 ó 29, caracterizado porque adicionalmente comprende termo-tratar con solución el producto, a un intervalo de temperatura de 820°F a 980°F (437.7°C a 526.6°C) .
31. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28-30, caracterizado porque el producto se enfria por una técnica seleccionada del grupo que consiste de aire forzado, una neblina de agua, y aspersión de agua de volumen muy bajo.
32. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28-31, caracterizado porque el producto se enfria por aire forzado y, a un cuarto de espesor, tiene una resistencia a la rotura traccional de al menos aproximadamente 61ksi ( 4288.7 kg/cm2) y un limite de elasticidad a la tracción de al menos aproximadamente 54.5 ksi (3831.7 kg/cm2) .