PT91459B

PT91459B - Processo para a preparacao de ligas de aluminio-cobre-litio-magnesio com resistencia mecanica muito elevada

Info

Publication number: PT91459B
Application number: PT91459A
Authority: PT
Inventors: Timothy James Langan; Joseph Robert Pickens; Frank Herbert Heubaum; Lawrence Stevenson Kramer
Original assignee: Martin Marietta Corp
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1995-07-18
Also published as: NO180169B; NZ230325A; DE68924710T2; DK175881B1; NO910609L; AU631137B2; NO910609D0; IL91249A; KR900702066A; ATE129751T1; AU4056889A; DK26491D0; NO180169C; CA1340718C; US5259897A; IL108872A0; DE68924710D1; IL91249A0; EP0432184A1; JP3222124B2

Description

A invenção refere-se ao processo para a preparação de ligas de alumínio contendo cobre, lítio e magnésio que possuem propriedades altamente desejáveis, tais como densidade relativamente baixa, elevado valor do módulo de elasticidade, combinação de elevada resistência mecânica ductilidade, intensa resposta ao envelhecimento natural tanto com como o seu trabalho a frio prévio, maior resistência mecânica após envelhecimento artificial do que actuais ligas de ΛΙ-Li com ou sem trabalh; prévio a frio, soldabilidade, boas propriedades criogénicas e boas propriedades a temperaturas elevadas. Numa forma de realização, preparam-se liga3 de alumínio que contém Al-Cu, Ei e .‘.g em teores compreendidos dentro dos seguintes intervalos 3,5 - 5,0 cento em peso de Cu, 0,8 - 1,8 em peso de Li; 0,25 - 1,0 γ em peso de Ng; 0,01 - 1,5 'Λ era peso de

agente refinador dos grãos escolhido entre Zr. Cr, In, Ti,

Tf, V, 'fb, 3, TiB^ e respectivas misturas, sendo a parte restante essencialmente constituída por alumínio.

Campo Técnico da Invenção

A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de ligas à base de alumínio-cobre-lítio-magnésio, as quais se verificou possuir propriedades altamente desejáveis, tais como uma elevada resistência mecânica após envelhecimento artificial com ou sem trabalho a frio, intensa resposta ao envelhecimento natural com e sem trabalho a frio prévio, combinação de elevada resistência mecânica/ductilidade, baixa densidade e elevado valor do módulo de elasticidade. Além disso, as ligas possuem uma boa soldabilidade, elevada resistência à corrosão, boas propriedades criogénicas e boas propriedades a temperaturas elevadas, stas liga3 são particularmente adequadas para naves espaciais, aviões, blindados, e aplicações em veículos blindados em que uma elevada resistência específica (resistência dividida pela densidade) é importante e uma boa resposta ao envelhecimento natural é útil devido à impraticabilidade de realização de tratamento a quente completo em numerosos casos. Além disso, a soldabilidade da presente liga permite o seu uso em estruturas que são ligadas por soldadura.

le acordo com a presente invenção, obtêm-se propriedades ex3

treaamente melhoradas em ligas de Al-Cu-Li-Lg proporcionando quantidades de Cu, Li, e Lg dentro de intervalos específicos. Para as ligas de Al que compreendem entre 5 θ 7 / em peso de Cu, a quantidade de Li deve ser mantida no intervalo compreendido entre 0,1 e 2,5 por cento em peso, enquanto a quantidade de Lg deve estar limitada entre 0,05 e 4 7 em peso.

Para as ligas de alumínio que compreendem entre 3,5 e 5 ? em peso de cobre, o conteúdo em lítio deve ser limitado entre 0,8 a 1,S em peso enquanto o conteúdo de magnésio deve ser mantido no intervalo de 0,5 a 1,0 < em peso. E obtida uma vantagem particular de acordo com a presente invenção que proporciona uma liga de Al-Ou-Li-Lg possuindo uma elevada proporção poreentual em peso de cobro para lítio.

Enquadramento Geral da Invenção

As propriedades desejáveis do alumínio e suas ligas tais como baixo custo, baixa densidade, resistência à corrosão e facilidade de fabricação são bem conhecidas.

Um meio impotante para aumentar a resistência das ligas de alumínio é o tratamento térmico. Convencionalmente, são usados 3 passos básicos no tratamento térmico de ligas de alumínio: (1) tratamento térmico de dissolução; (2) arrefecimento rápido por imersão; e (3) envelhecimento. Adicionalmente, um passo de trabalho a frio é frequentemente adicionado antes dc envelhecimento. Λ tratamento térmico de dissolução consiste em aquecer demoradamente a liga a temperaturas suficientes elevadas e durante um período de tempo suficientemente longo para se obter uma solução sólida o mais homogénea possível dos elementos que formam um precipitado no alumínio. C objecr--

tivo έ fazer passar para .: solução sólida as quantidades práticas máximas dos elementos que provocam o endurecimento solúveis. A. têmpera por Imersão envolve o rápido arrefecimento da solução sólida, formada durante o tratamento térmico de dissolução para se obter uma solução sólida sobresaturada, à temperatura ambiente. C passo de envelhecimento envolve a formação de precipitados que aumentam a resistência mecânica a pa:rtir da solução sólida scrbresaturada arrefecida rapidamente.

Os precipitados podem formar-se usando para tal técnicas de envelhecimento natural (temperatura ambiente) ou artificial (elevadas temperaturas). Durante o envelhecimento natural, a liga temperada é mantida a temperaturas situadas no intervalo entre -20 e +5O⁹C, tipicamente à temperatura ambiente, durante períodos de tempo relativamente longos. Fara certas composições de ligas, o endurecimento por precipitação que resulta apenas do envelhecimento natural produz apenas propriedades físicas e mecânicas úteis. No envelhecimento artificial, a liga temperada é mantida a temperaturas situadas tipicamente no intervalo entre 100 a 200^sC durante períodoE de tempo de aproximadamente 5 a 4S horas, para efectuar o endurecimento por precipitação.

A extensão e:„ que a resistência da liga de alumínio pode ser aumentada por tratamento térmico está relacionada com o tipo e com a quantidade das adições usadas no processo de preparação da liga. A adição de cobre à liga de alumínio, até um certo ponto, melhora a resistência mecânica e, por vezes, aumenta a soldabilidade. A posterior adição de magnésio a ligas de Al-Ou pode melhorar a resistência à corrosão, aumentar a resposta ao envelhecimento natural sem trabalho a frio prévio e aumentar a resistência mecânica, '..'o entanto, a teores de Ug relativamente baixos, a soldabilidade diminui.

Uma liga de alumínio comercialmente disponível contendo tanto cobre como magnésio é a liga 2024, possuindo a composição no-

minai de Al-4,4 Cu-1,5 eí/fe-0,6Mh. Λ liga 2024 é uma liga largamente usada, de elevada resistência mecânica, boa tenacidade, boas propriedades a temperaturas elevadas e uma boa resposta ao envelhecimento natural. No entanto, a sua resistência à corrosão é limitada em alguns casos de têmpera, não desenvole a resistência mecânica uitraelevada e a resposta excepcionaimente intensa ao envelhecimento natural que se pode alcançar com as ligas da presente invenção e é apenas soldável em termos limitados. De facto, as juntas soldadas de 2024 não são consideradas comercialmente úteis, na maioria das situações.

Outra liga comercial de Al-Cu-h'g é a liga 2519 que tem uma composição nominal de Al-5,6 Cu - 0,2 Dg - 0,3 En - 0,2 Zr - 0,06 Ti - 0,05 V. Esta liga foi desenvolvida por Alcoa como um aperfeiçoamento da 2219 a qual é presentemente usada nas várias aplicações na indústria aeroespacial. Enquanto a adição do magnésio ao sistema Λΐ-Cu pode desenvolver uma resposta ao envelhecimento natural sem trabalho a frio prévio, a liga 2519 tem apenas uma resistência mecânica llmitadamene melhorada em relação à liga 2219 no caso das têmperas de resistência mais elevados.

trabalho ds investigação revisto por Ondolfo sobre as ligas de Al-Cu-hg convencionais indica que principais agentes endurecedores são precipitados do tipo CuA^ nas ligas em que a proporção de cobre para magnésio é superior a 8 para 1 (Ver Aluminum Alloys: Structure and Properties, L.P. Pondolfo, Boston: Butterworths, 1976, p. 502).

Polmear, na patente de Invenção Norte-Americana N2. 4 772 342 adicionou prata e magnésio com o objectivo de aumentar as propriedades da referida liga a temperaturas elevadas. Λ liga preferida apresenta uma composição de Al — 5,0 Cu - 0,5 Pg - 0,4 Alg - 0,5 n - 0,15 Zr - 0,10 V - 0,05 Si. Polmear asso-

cia o aumento observado em termos de resistência mecânica com a ”fase ómega” que resulta da presença de Lg e Ag (ver Development of an 'xperimental ..rought Alumiríum Alloy for Use at Flevated Temperatures, Polmear, ALULINIL: ALLCYS: YLFIR ?'ΎSICAL AND mECHALICAL PROPEERTIDS, F.A. Starke, Jr. and Y. H. Sanders, Jr. editores, Volume I da Conference Proceedings of International Conference, University of Virginia, Charlotesville, VA, 15-20 Junho 19SS, páginas 651-674, Chameleon Press Londres).

Sabe-se que, adicionando lítio a ligas de Al-Lg e a ligas de Al-Cu, a densidade diminui e o módulo da elasticidade aumenta provocando melhorias significativas na rigidez específica e reforçando a resposta de endurecimento por envelhecimento artificial. No entanto, as ligas de Al-Li convencionais possuem geralmente uma relativamente baixa ductibilidade a dados níveis de resistência e a dureza é frequentemente mais baixa do que a desejada, limitando consequentemente o sc-u uso.

Dificuldades na fundição e vazamento têm limitado a aceitação das ligas de Al-Li. Por exemplo, sendo Li extremamente reactivo, a massa fundida de Al-Li pode reagir com materiais refractários dos revestimentos dos fornos. Além disso, a atmosfera acima da massa em fusão tem de ser controlada a fim de reduzir os problemas de oxidação. Lm adição, o lítio baixa a condutibilidade térmica do alumínio, tornando mais difícil a remoção de calor dos lingotes durante a moldação em coquilha, consequentemente diminuindo as velocidades de moldação. Além disso, nas ligas fundidas de Al-Li compreendendo 2,2 a 2,7 % de lítio, ligas de Al-Li típicas recentemente comercializadas, apresentam um considerável risco ce explosão. Até à data, as propriedades benéficas atribuíveis a estas novas ligas não têm sido suficientes para contrabalançar o aumento do custo do processamento causado pelos problemas acima mencionados. Como consequência, não têm sido capazes de substituir

as ligas convencionais tais coro as ligas 2024 e 7G75. As ligas preferidas de acordo com a presente invenção não criam estes problemas de fusão e vazamento a um nível tão alto devido ao seu menor teor de Li.

As ligas de Al que contêm 7g são bem conhecidas, mas sofrem tipicamente de baixa ductibilidade e baixa tenacidade. Um tal sistema é a liga soviética O142C soldável a baixa densidade, referida na Latente de Invenção Britânica ';2. 1.72.735, de Fridlvander et al, de composição nominal Al - 5 Lg - 2 Li.

Ligas de Al compreendendo Cu são também conhecidas, como por exemplo a liga 2G2C a qual foi desenvolvida na década de 50, mas foi retirada de produção devida as dificuldades de processamento e à baixa ductibilidade. A liga 2020 está abrangida no âmbito da Latente forte-Americana '^T2. 2 381 219 de .... LeBaron, que considera relevante o facto de que a liga é isen ta de magnésio”, isto é, a liga possui uma percentagem de Lg inferior a 0,01, por cento o qual está apenas presente sob a forma de impurezas. Além disso, as ligas patenteadas · or LeBaron requerem pelo menos a presença de um elemento seleccionado de entre Cd, Hg, Ag, En, In e Zn.

Λ liga 2020 possui uma densidade relativamente baixa, uma boa resistência à corrosão com esfoliação e resistência a fractu— ras produzidas pela corrosão sob tensão c retém uma fracção útil da sua resistência a temperaturas ligeiracente elevadas. ?,'o entanto, sofre de baixa ductibilidade e baixas propriedades de tenacidade em condições de têmpera de resistência mecânica elevada, limitando consequentemente a sua utilidade.

Lara se atingir as máximas resistências mecânicas nas ligas de Al-CL—Lg é necessário introduzir um passo de trabalho a frio prévio antes do envelhecimento, envolvendo a laminagem e/ou o estiramento do material à temperatura ambiente ou a de tensão introduzido a frio produzidas pecono zonas de nuclearesistência mecânica.

uma temperatura próxima desta. 0 estado como resultado das técnicas de trabalho los deslocamentos dentro da liga servem ção para os precipitados que aumentam a

Em particular, as ligas convencionais de Al-Cu-Li têm de ser trabalhadas a frio antes do envelhecimento artificial a fim de se obter resistências mecânicas elevadas, isto é, superiores a 4900 kg/cm^- (70 Ksi) de resistência máxima à tracção (U?S). 0 trabalho a frio destas ligas é necessário para promo ver elevadas fracções em volume dos precipitados de Al₂CuLi (TjP e A1₂Cu (0*), os quais devido à sua elevada proporção superfície/volume originam muito mais facilmente a formação de núcleos nos deslocamentos do que no caso da matriz da solução sólida de alumínio. Se:.·, a operação de trabalho a frio, formação de precipitados de Al₂0uLi e Al₂0u, semelhantes a placas, é retardada, resultando em resistências mecânicas significativamente mais baixas. Além disso, os precipitados não facilitam a nucleação homogénea devido à grande barreira de energia cue tem de ser vencida devido à sua grande área superficial. 0 trabalho a frio é também útil, pelas mesmas razões, para se obterem as maiores resistências mecânicas em várias ligas de Λΐ-Cu comerciais, tal como a liga 2219.

ste requisito de trabalho a frio para obter as resistências mais elevadas em ligas de ΛΙ-uu-Li é particularmente limitativo no caso das peças forjadas em que é frequentemente difícil introduzir uniformemente trabalho a frio à parte forjada depois da sclutilização e da têmpera, lor..o resultado, as ligas forjadas de ΛΙ-..u-Li são limitadas tipicamente a têmperas sem trabalhar a frio, resultando em propriedades mecânicas geralmente insatisfatórias.

?;ec ente mente, foram comercializadas ligas de Al-Li compreendendo tanto Cu como hg incluindo as ligas 5090, 2091, 2090 e C727Ó. A liga 8090, tal como se refere na Patente de Invenção lorte-Anericana Tc. 4 553 553 de vans et al, contém 1,0-1,5 Cu, 2,0-2,5 Li e 0,4-1,0 Lg. K liga foi concebida de modo a possuir as seguintes propriedades no caso de aplicações para fins aeronáuticas: boa resistência à corrosão com esfoliação, boa tolerância a danos e resistência mecânica superior ou igual à da liga 2034 nas condições 13 e 14. A liga c090 exibe uma resposta ao envelhecimento sem trabalho a frio prévio mas não tão forte nem tão pouco aproximada à capacidade de resposta das ligas da presente invenção. Além disso, as peças forjadas de 8090-16 verificou-se terem um alongamento transversal pequeno igual a 2,5 /.

A liga 2091, co: 1,5-3,4 Cu, 1,7-2,9 Li e 1,2-2,7 lg, foi con cebida com uma liga possuindo elevada resistência e ductilidade. lo entanto, nas condições de tratamento térmica que pro duzem a resistência máxima, a ductilidade é relativamente pequena na dírecção transversal pequena.

l.m trabalho recente sobre as ligas 8090 e 2091, archive e _.harue registaram resistência à traeção no sentido longitudinal razoavelmente elevadas (ver Processing and Properties 411. I11E11A1701A1 AUMIIUI LI11IUP CC'?'R1LCL, G. Champier, 1. Lubost, D. Liannay, e L. Sabetay editors Proceedings of International Conference, 10 a 12 de Junho de 1987, Paris,

Prança, p. 43-49). ha condição de têmpera 16, a liga 8090 pos 2 sui uma resistência limite de cedência igual a 4710 kg/cm (67,3 Isi) e uma resistência à traeção máxima igual a 5180 kg/cm² (74 Isi), enquanto que a liga 2091 possui uma resisténeia limite de cedência igual a 4470 kg/cm (63,8 Isi) e resistência máxima à traeção igual a 5280 Lg/cm (75,4 Isi). lo entanto, as resistências mecânicas de peças forjadas forjamento tanto de 8G9C-T6 como de 2091-16 são ainda inferiores às obtidas no caso das condições de têmpera 18; por exemplo, para extrusões de 3090-1851, as propriedades de resistência à traeção são iguais a 5430 lg/cm² (77,6 Ksi) de IS (resis-

tência de cedência) e 5390 Yg/cm² (84,1 Ksi) de 073 (resistência à tracção máxima) enquanto para extrusões de 2091-7851 o

as propriedades de tensão são iguais a 5130 Kg/cm (73,3 Ysi) de YS e 5090 Yg/cm² (84,1 Ksi) de U7S.

m contraste, as ligas de Al-Cu-Li-Yg da presente invenção possuem propriedades muito melhoradas em comparação com as ligas convencionais 5090 e 2091 com têmpera após trabalho a frio e sem. trabalho a frio.

A liga 2090, a qual pode conter apenas pequenas quantidades de i'g, compreende 2,4-3,0 Cu, 1,9-2,6 Li e 0-0,25 mg. ^vsta liga concebida como uma liga de -pequena densidade para usar em substituição de produtos de elevada resistência tais como as ligas 2024 e 7075. No entanto, esta tem uma resistência das soldaduras que é inferior à das ligas soldáveis convencionais, tal como a liga 2219 que possui resistência das soldaduras de 2450-2800 Yg/cm (35-40 Lsi). Tal como é referido nas referências seguintes, no estado de têmpera To a liga 2029 não pode atingir consistentemente a resistência mecânica, a tenacidade e a resistência à formação de fendas por corrosão sob tensão da liga 7075-773 (Ver Kirst Ceneration Troducts-2090”, Yretz, ALITYALI7Y ALL0Y5: 1987 U7DATY, J. Lar, 5. ?. Agrawal. . 7. Ouist, editores, Conference ^roceedings of Tnternational Aluminium-Líthium Symposium, Los Angeles, CA, 25-26 de Yarço de 1987, ?ág. 1-40). Como consequência, as propriedades das peças forjadas correntes da liga Al-Ou-Li 2090 não são suficientemente elevadas para justificar o seu uso em vez das ligas forjadas 7YYY existentes.

jotar-se-à que a adição de magnésio ao sistema de Al-Cu-Li não causa por si só um aumento da resistência mecânica da liga em estados de têmpera de resistência elevada. ?or exemplo, a liga 8090 (composição nominal Al-1,3 Cu, 2,5 Lí-0,7 Yg) não possui uma resistência mecânica significativamente superior em

/) ¹¹ comparação com a liga 2O9C nominalmente isenta de Ug (composição nominal Al-2,7 Cu-2,2 Li-O,12 2R). Além disso, a liga 2020 isenta de Tg com a composição nominal Al-4,5 6u-l,l Li-0,4 ‘ n-0,2 Cd é mesmo ligeira-mente mais forte do que a liga 6090 que contém Cg.

xistem várias memórias descritivas de patentes que se referem a ligas de Ai-Cu-Li-1'g. A Patente de Invenção Europeia ’;·². 153.571 de Lobost, cedida à firma Cededur Société de Trans formation de 1’Aluminum Rechiney, refer-se a ligas de alumínio compreendendo 2,75-3,5 Ou; 1,9-2,7 li; C,l-C,8 1’g e o resto Al e agentes refinadores de grão. As ligas que são comercializadas e conhecidas como C? 276, são mencionadas como possuindo uma elevada resistência mecânica combinada com uma diminuição em densidade igual a 6 a 9 comparada com as ligas convencionais 2XXX (Al-Cu) e 7XXX (Al-Zn).

As ganas de composição referidas por Dubcst estão fora dos intervalos da presente invenção, specificamente, o teor de Li das ligas de Lubcst é mais elevado do que 0 .teor de Li das ligas da presente invenção, compreendendo estas menos do que cerca de 5 de Cu. Tais níveis de Li tão elevados são requeridos por Tubost com o objectivo de diminuir a' densidade em relação à das ligas convencionais. Em adição, o nível máximo de Cu de 3,5 f mencionado por Dubost é inferior ao nível de Cu preferido de acordo cor: a presente invenção. A limitação do teor de Cu a um. valor máximo de 3,5 % serve também para minimizar a densidade das ligas de Dubost. Enquanto Dubost re2 gista resistências de cedência elevadas de 5C4C-595C Xg/cm (493-591 TTa) (72-85 Xsl) para estas ligas em condições 16, os alongamentos alcançados são relativamente pequenos (2,5-5,5

5).

A 'atente de Invenção Norte-Americana X². 4 752 343 de Dubost ?t al. cedida à firma Cededur Tociété de ransformation de

1’Aluminum Cechiney, refere-se a ligas de Al compreendendo 1,5-3,4 Cu, 1,7-2,9 li, 1,2-2,7 Cg, rest. Al e agentes refinadores de grão.

A proporção de ‘g para Cu deve ser compreendida entre 0,5 e C,S. As ligas são referidas coro possuindo características •de resistência mecânica e ductilidade equivalentes às das ligas convencionais 2XXX e 7XXX. Os intervalos de composições indicados por Eubost et al estão fora dos intervalos da presente invenção, ror exemplo, o teor máximo de Cu mencionado por Cubost et al é inferior ao teor mínimo de Cu da presente invenção. Adicionalmente, o teor mínimo de Cg de Eubost et al é superior ao teor máximo de Cg permitido nas ligas da presente invenção. Além disso, a proporção mínima ds Cg para Cu de 0,5 permitida por Eubost et al é extremacente superior à proporção Cg/Cu das ligas da presente invenção. Enquanto a finalidade de Eubost et al é produzir ligas que possuem uma resistência mecânica e uma ductilidade comparáveis às das ligas convencionais, tais como as ligas 2024 e 7475, as combinações de resistência/ductilidade realmente alcançadas são inferiores às obtidas pelas ligas da presente invenção.

A Patente de invenção Corte-Americana :'². 4 652 314 de Ceyer cedida a cegedur Société de Transformation de l’Aluminu.~ Pechiney, refere-se a um processo de tratamento a quente de ligas de Âl-Cu-Li-Cg. 0 processo é referido ccmo sendo um método para conferir um nível elevado de ductilidade e isotropia no produto final, ncuanto Ceyer explica que este método de tratamento térmico é aplicável a ligas de Al-Cu-Lí-¹ g, as composições específicas mencionadas por Ceyer encontram-se fora dos intervales de composições da presente invenção, iam.bém, as propriedades alcançadas por Ceyer são inferiores às da presente invenção. Cor exemplo, a resistência de cedência mais elevada alcançada por Ceyer e de 511C Cg/cm (5C-4 ; pa) (73Esi) no caso de uma liga trabalha a frio, envelhecida artificiai-

mente na direcção longitudinal, a qual é signíficativamente inferior ao valor de resistência de cedência atingida p*las ligas de acordo coo a presente invenção no estado de envelhecimento artificial, trabalhadas a frio.

A Patente de Invenção orte-Americana L². 4 526 630 de field, cedida a Alcan International Ltd., refere-se a um processo para o tratamento térmico de ligas de Al-Li contendo Cu e/ou hg. C processo que constitui uma modificação de técnicas de nomogeinização convencional, envolve o aquecimento de um lingote até a uma temperatura igual pelo menos, 53O°C e mantendo a temperatura até que a fase sólida intermetálica presente dentro da liga entre na solução sólida. 0 lingote é então arrefecido para se obter um produto, o qual seja adequado para posterior tratamento termomecânico, tal como laminagem, extrusão ou forjageno. 0 processo descrito é referido como permitindo eliminar fases indesejáveis do lingote, tal como a fase contendo cobre de grãos grosseiros presente nas ligas de Al-Cu-Li-Lg da técnica anterior. Fielde refere que o seu tratamento de homogeneização se limita a ligas de .Al-Li a que possuem composições dentro de intervalos específicos. '^?ara as ligas baseadas em Al-Cu-Li-< g conhecidas, as composições são limitadas por 1-3 ii, 0,5-2 Cu e 0,2-2 Lg. Para ao ligas convencionais baseadas em Al-Li-fg, os valores limite.s das composições são 1-3 Li, 0,5-4 Cu e até 0,2 de Lg. As ligas da presente invenção não são abrangidas por qualquer destes intervalos de comcosição desvendados por nell. Além disso, as presentes ligas possuem melhores propriedades tais como resistência mecânica aumentada, em comparação com as propriedades referidas por Field.

As referências que oe indicam em seguida referem-se a ligas adicionais contendo Al, Cu, Li e Lg apresentando intervalos de composição fora dos intervalos da presente invenção: Faten te de Invenção Lorte-Americana L². 3 30ó 717 de Lindstrand et et '2 r 3

345 3^C de .Tagaciak et al;

303 023 de fuist et al; P² al;

6 51 172 de Skinner et al; ?!?. 4 Publicação da Patente de Invenção

564 173 de Cray 4 625 403 de hiller;

758 286 de Dubost et uropeia h². 01857>2 de Punt et al; Publicação da Patente de invenção auropeía P². 0149193; Patente de Invenção Japonesa h². J6-O233439 e h²....

J6-113335&; θ h³. J5-1231145.

P.xiste um número limitado de referências relacionadas com as ligas de Al-Cu-Li-: g que indicam quantidades de cobre dc até 5 /. Panhuma destas referências indica as composições específicas da liga de acordo com a presente invenção nem refere as propriedades altamente desejáveis que as ligas da presente invenção possuem. Além disso, nenhuma destas referências i/.dica a necessidade de utilizar uma proporção elevada de cobre para lítio requerida nas ligas da presente invenção. Pnquando cada uma das seguintes referências refere intervalos latos de cobre, lítio e magnésio que podem ser ligadas com o alumínio, nenhuma destas referências indica gamas e combinações críticas de cobre, lítio e magnésio tal como faz a presente invenção, que originam ligas que têm propriedades físicas e mecânicas que até ao presente não tinham sido alcançadas.

A Patente de Invenção 'orte-Americana P². 4 648 913 de hunte et al, cedida a Alcoa, refere-se a um método de trabalho a frio de ligas de Al-Pi em çue as ligas tratadas termicamente e arrefecidas são submetidas a alongamentos superiores a 3 7 à temperatura ambiente. A liga é então envelhecida artificialmente para se obter a liga produto final. 1iz-se que o trabalho a. frio realizado no processo de Punt et al aumenta a resistem ia enquanto crimina uma pequena diminuição ou uma diminuição nula na tenacidade de fractura das ligas. As ligas específicas usadas por Punt et al são escolhidas de tal maneira que respondem ao trabalho a frio e ao tratamento dc envelhecimento descritos. 'uer dizer, as ligas devem exibir uma bc15 resistência mecânica melhorada co·. perda mínima de tenacidade de fractura quando são submetidas ao tratamento de trabalho a frio citado (estienaento superior a 3 p) em contra-, te cor. o resultado obtido cor. a mesioa liga se for trabalhada a frio a menos de 3 7. Uunt et al referem gamas de níveis de elementos de liga largos que, quando combinados com Al, pode.' produzir ligas respondem a alongamentos superiores a 3 /. Os intervalos citadas são: 0,5 a 4,0 de Li. 0 a 5,0 de .dg, até 5,0 de Cu, de C a 1,C -e Zr, de 0 a 2,0 de dn, 0 a 7,0 de Zn, parte restante Al. nquanto dunt et al referem intervalos muito latos de vários elementos de liga, há apenas ..m intervalo limitado de composições de ligas qu? podem reaimente exibir a composição requerida para se obter uma resistência aperfeiçoada e uma tenacidade à fractura mantida quando submetida a um alongamento superior a 3 Z^articularmente, as composições das ligas da presente invenção não possuem resposta ao t;abalho a frio tal como é requerido por dunt et al. De preferência, as resistências mecânicas alcançadas pelas ligas da presente invenção mantêm—se substanciaimente constantes quando submetida a várias quantidades de alongamento. Consequentemente, as ligas de acordo com a presente invenção são distintas das ligas e possuem vantagens em relação às ligas contempladas por dunt et al, pois não são requeridas grandes proporções de trabalho a frio para alcançar as propriedades melhoradas. ~n adição, as resistências de cedência que dunt et al alcançaram com as composições das ligas por eles estabelecidas são substanciaimente inferiores às obtidas pelas ligas da presente invenção. Além disso, uunt et al indicam que é preferível no seu processo envelhecer artificialmente a liga após o trabalho a frio, em detrimento do envelhecimento natural. con^-raste, as ligas da presente invenção exibem uma resposta ao envelhecimento natural extremamente forte, desenvolvendo alongamentos elevados e apenas resistências ligeiramente inferiores às obtidas quando tratadas por têmpera e

envelhecimento artificial.

A Patente de Invenção Norte-Americana N². 4 795 502 de Cho, cedida à firma Alcoa, é dirigida a um processo de preparação de produtos de chapa de Al-Li trabalhado não recristalizada possuindo níveis mais elevados de resistência mecânica e de tenacidade à fractura. No processo de Cho, um lingote de liga de alumínio homogeneizada é laminada a quente pelo menos uma vez, laminada a frio e submetida a tratamento de reaquecimento controlado. 0 produto reaquecido é então tratado termicamente para solubilizar, arrefecido rapidamente e trabalhado a frio para induzir o equivalente a mais do que 3 >' de esticamento e envelhecida artificialmente para desenvolver um produto de chapa substancialmente não recristalizado apresentando níveis aumentados de resistência mecânica e tenacidade de fractura. 0 produto final é caracterizado por possuir uma micro-estrutura altamente trabalhada com ausência de grãos bem desenvolvidos. A referência de Cho parece ser uma modificação do trabalho de Hunt et ai acima mencionado, em que um tratamento de reaquecimento controlado é adicionado antes do tratamento térmico de solubiiização o que previne a recristalização do produto final formado. Cho refere que as ligas à base de alumínio dentro dos intervalos de composição seguintes são adequadas para o processo citado: 1,5 a 2,8 de Cu, 1,5 a 2,5 de hi, 0,7 a 2,5 de Vg e 0,03 a 0,2 de Zr. Estes intervalos estão fora dos intervalos de cosposição da presente invenção. Por exemplo, o nível de Cu máximo de 2,8 / mencionado por Cho é bem inferior ao nível de cobre da presente invenção. Cho afirma então que a liga da sua invenção pode conter 0,5 a 4,0 de Li, 0 a 5,0 de Eg, at,e 5,0 de Cu, de 0 a 1,0 de Zr, de 0 a 2,0 de En, e 0 a 7,0 de Zn. Tal como no trabalho de hunt et al, as ligas particulares usadas por Cho são aparentemente escolhidas de tal forma que exibem uma combinação de resistência melhorada com tenacidade de fractura quan17 do submetidas a trabalho a frio superior a 3 7. As ligas de Cho têm de ser ainda susceptíveis ao tratamento de reaquecimento citado. Tal como foi discutido anteriormente, as ligas da presente invenção atingem essencialmente a mesma resistência ultra-elevada com proporções variadas de alongamento e nãc recuererc trabalho a frio para se obterem as suas resistências extremamente elevadas. Enquanto Cho refere um processo que afirma melhorar a resistência mecânica em ligas de Al-Li conhecidas, tal como a liga 2091, as resistências obtidas são substancialmente inferiores às alcançadas com as ligas da presente invenção. Cho indica também que deve ser usado envelhecimento natural neste processo para se obter propriedades vantajosas. Tm contraste, as ligas da presente invenção não requerem envelhecimento artificial. Preferivelmente, as ligas da presente invenção exibem uma resposta ao envelhecimento natural extremamente forte o que permite a sua aplicação em casos em que o envelhecimento artificial é impraticável. Pode consequentemente observar-se que as ligas da presente invenção são distintas das ligas obtidas através do processo descrito por Cho.

Pedido de Depósito da Patente de invenção Europeia n2. ... 277.563, de Teyer et al, cedida a Cegedur Société de Transformation de 1'Aluminum Pechiney, refere-se a um processo de trata:, ento térmico de ligas convencionais de Al—Li para aumentar a resistência à corrosão com esfoliação enquanto a elevada resistência mecânica é mantida. 0 processo envolve as operações de homogeneização, extrusão, tratamento térmico de solubilização e trabalho a frio de uma liga de Al-Li seguidos por uma operação final de têmpera o qual tem como objectivo conferir umamaior resistência à corrosão com esfoliação, enquanto e elevada resistência mecânica e a boa resistência a danos são mantidas. As ligas submetidas ao tratamento possuem uma sensibilidade ao teste de esfoliação EXCO inferior ou

igual a EB (correspondendo a bom comportamento em atmosfera natural) e uma resistência m.-cânica comparável à das ligas 2024. Eeyer et al citam largos intervalos de teores de elementos de liga, os quais, quando combinados com Al, podem originar ligas que pode ser submetidas ao tratamento de têmpera final descrito. Os intervalos enunciados incluem 1 a 4 de Li, a 5 de Cu, e 0 a 7 de ;.'g. Enquanto a referência indica intervalos muito latos de elementos de liga, as ligas que Eeyer et al realmente utilizam são as ligas convencionais 8090,

2091 e C? 275, Eeyer et al não referem a formação de novas comosições de ligas mas neramente descrevem um método de processamento de ligas conhecidas de Al-Li. ~sta resistência de cedência mais elevada alcançada de acordo com o processo de Eeyer et al é igual a 5355 Kg/cm^d (525 L':?a) (75 Esi) para a liga CB 276 (2,0 de Li; 3,2 de Cu; 0,3 de í/g; 0,11 de Zr;

0,04 de ?e; 0,04 de Si; rento de Al) trsbalhada a frio, sob condições de envelhecimento artificial. Esta resistência de cedência máxima registada por Eeyer et al é inferior à alcançada nas ligas da presente invenção trbalhadas a frio, sob condições de envelhecimento artificial. Adicionalmente, o processo de têmpera final de Eeyer et al tem como objectivo conferir uma maior resistência à corrosão com esfoliação em ligas de Al-Li, pelo que a sensibilidade ao teste de corrosão com esfoliação EXCO é melhorada para uma classificação inferior ou igual a EB. ~m contraste, as ligas da presente inenção possuem uma classificação de resistência a corrosão com esfoliação inferior ou igual a EB sem que para tal se use uma operação de têmpera final. As ligas presentes são consequentemente distintas e possuem vantagem em relação às ligas contempladas por feyer et al, devido ao facto de não requerem o tratamento de têmpera com o objectivo de alcançar propriedades favoráveis de resistência à corrosão, com esfoliação.

C Bedido de Bepósito da Batente líritânica L^s. 2 134 925, cedida a Sumitomo Light etal Industries ltd, e dirigido às ligas

de Al-Li possuindo uma elevada resistividade eléctrica. .As ligas 3ão adequadas para uso em aplicações estruturais, tais como veículos a motor linear e reactores de fusão nuclear, em que se desenvolvem correntes eléctricas induzidas elevadas.

A fusão principal do lítio nas ligas da patente da Sumitomo é a de aumentar a resistividade eléctrica. Os intervalos de teores indicados são de 1,0 a 5,0 de Li, um ou mais agentes refinadores de grão seleccionados de entre Li, Cr, Zr, V e e a parte restante de Al. A liga pode ainda incluir 0 a 0,5 de ..n e/ou 0,05 a 5,0 de Cu e/ou 0,05 a 8,0 de Lg. A referida patente de Sumitomo indica ligas particulares baseadas em Al-Li-Cu e Al-Li-Lg que possuem propriedades eléctricas melhoradas. Adicionalmente, refere uma liga de Al-Li-Cu-Lg de composição 2,7 de Li, 2,4 de Cu, 2,2 de Ng, 0,1 de Or, 0,06 de Ti, 0,14 de Zr e resto de Λ1, a qual possui o aumento pretendido da resistividade eléctrica. Os níveis de Li e Cu indicados para esta liga estão situados fora do intervalo de teores de Li e de Cu da presente invenção. Adicionalmente, o nível de Ng não está compreendido dentro do intervalo de Ng preferido pela presente invenção. As resistências mecânicas mencionadas na patente de Sumitomo são muito inferiores às alcançadas pel; presente invenção. ?or exemplo, nas ligas baseadas em Al-Li-Cu mencionadas na patente de Sumitomo indicam-se resistência; à tracção de 17-35 Lg/cm (24-50 Nsi). Nas ligas baseadas em Al-Li-Ng referidas, indicam-se resistências à tracção de cerca de 43 a 52 kg/cm (61 a 74 Nsi). λ desejado de acordo com a patente de Sumitomo, a produção de ligas possuindo resistências o mais elevadas possível a fim de se produzir ligas para as aplicações estruturais mencionadas. No entanto, como as resistências realmente alcançadas na referência -ão muito inferiores às resistências atingidas nas ligas da presente invenção, é evidente que a Sumitomo não descobriu nem considerou as ligas da presente invenção.

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Deverá notar-se que as ligas de Al-Cu-Li-Pg da técnica anterior têm quase invariavelmente a quantidade de Cu limitada a uma percentagem máxima de 5 ^r.^f devido aos efeitos prejudiciais conhecidos inerentes ao elevado teor em Cu, tal como um aumento de densidade. De acordo com Pondolfo, as quantidades de Cu maiores do que 5 7' em peso, não aumentam a resistência mecânicas, tendem a provocar a diminuição da tenacidade à fractura e reduz a resistência à corrosão (Pondolfo, pág. 705-707). Pensa-se que este efeito se alcança porque nas ligas de Al-Cu, o limite prática da solubilidade sólida de Cu é aproximadamente 5 7 em peso e, por essa razão, qualquer cobre presente acima de cerca de 5 7 em peso origina a fase-teta principal menos desejada. Além disso, Po..dolfo afirma que no sistema quaternário Al-Cu-Li-Pg a solubilidade do Cu é ainda mais reduzida e conclui As solubilidades sólidas do Cu e Pg são reduzidas pelo Li e as solubilidades sólidas do Cu e Li são reduzidas pelo Pg, reduzindo consequentemente a estabilidade ao envelhecimento e a resistência à tracção máxima (Pon dolfo, pág. 541). Assim, o Cu adicional não deve ser passado para a solução sólida durante o tratamento térmico de dissolução e não pode aumentar o aumento da resistência mecânica por precipitação e a presença da fase-teta insolúvel diminui a tenacidade e a resistência à corrosão.

Uma referência que indica o uso de uma quantidade superior a

7 de cobre é a patente de Invenção Corte-Americana ’72.....

915 391 de Criher, cedida à Alcoa. A referência descreve uma liga baseada em Al-Cu-Pn compreendendo Li, Pg e Cd com uma percentagem de cobre de até 9 7 es peso. Criner explica que o Pn é essencial para desenvolver ura elevada resistência mecânica a temperaturas elevadas e que o Cd, em combinação com o Pg e o Li, é essencial para aumentar a resistência mecânica do sistema de Al-Cu-Pn. Criner não atinge propriedades comparáveis às da presente invenção, isto é, uma resistência

mecânica ultra-elevada, intensa resposta ao envelhecimento, elevada ductilidade a níveis de resistência mecânica tecnoloricanente útil, soldabilidade, resistência à formação de fendas por corrosão sob tensão.

A Memória Descritiva do Pedido de Patente Norte-Americana com ο P2. se Série 07/83 333 de Pickens et al, depositado em 10 de Acosto de 1987, descreve uma liga de Al-Cu-Mg-Li com as composições compreendidas dentro do seguinte intervalo: 0 a

-1,0 de um metal agente de refinação do grão e a parte restante constituída por alumínio. As ligas específicas compreendidas dentro deste intervalo possuem uma resistência extremamente elevada, a qual parece dever-se em parte à presença de precipitados contendo prata.

A Memória Descritiva do medido de Patente Norte-Americana com o f·⁸. de Série 07/233 705 de Pickens et al, depositado em 13 de Agosto de 1936, do qual este Pedido de Depósito é uma continuação, refere-se a ligas ce Al-Cu-Pg-Li com composições compreendidas dentro do seguinte intervalo alargado: 5,0 a 7,0

tal agente de refinação do grão e a parte restante constituída por alumínio. A presente invenção abrange as gamas de teores indicados neste pedido de patente. Além disso, abrange também ligas que compreendem quantidades mais baixas de cobre, isto é, 3,5 a 5,0 /, nas quais os níveis de Li e Pg são mantidos dentro de limites apertados. A forma de realização da presente invenção com um menor teor de cobre representa um grupo de ligas que se verificou possuírem propriedades altamente melhoradas em relação às ligas de Λΐ-Cu-Li-Pg produzidas por meio das técnicas anteriores. Assim, a presente invenção abrange uma famílià de ligas a qual exibe*propriedades melhoradas em comparação com as das ligas convencionais. Por exemplo, as ligas da presente invenção possuem uma resistên-

cia mecânica aperfeiçoada tanto com têmperas de trabalho a frio como sem trabalho a frio. Adicionalmente, as ligas da pre sente invenção exibem uma resposta ao envelhecimento natural extremamente intensa. Além disso, as ligas possuem combinações de elevada resistência mecânica ductilidade, baixa densidade, elevado valor de módulo de elasticidade, boa soldabilidade, boa resistência à corrosão, melhores propriedades cric génicas e melhores propriedades a temperaturas elevadas.

SiLUJÍRIO DA

INVENÇÃO

Um objectivo da presente invenção é proporcionar novas ligas à base de alumínio.

^T’m outro objectivo da presente invenção é proporcionar uma liga de Al-Li com propriedades de resposta ao envelhecimento natural tanto em condições de trabalho a frio (73) como sem trabalho a frio (74), incluindo elevada ductilidade, boa soldabiiidade, propriedades chogénicas excelentes e boas propriedades a temperaturas elevadas.

Ainda um outro objectivo da presente invenção é proporcionar uma liga de Al-Li com excelentes propriedades TS, tal como resistência mecânica ultra-elevada em combinação com elevada ductilidade, boa soldabilidade, propriedades criogénicas excelentes, boas propriedades a temperaturas elevadas e boa resistência à formação de fendas por corrosão sob tensão.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar uma liga de Al-Ui com propriedades substancialmente melhoradas,

Λ, ao estado de têmpera ?ó depois de envelhecimento artificial, não trabalhado a frio, tal coco resistência ultra-elevada em combinação com elevada auctilidade, boa soldabilidade, propriedades criogénicas excelentes e boas propriedades a temperaturas elevadas.

Ainda um outro objectivo da presente invenção é proporcionar uma liga de Al-Cu-Li-Hg possuindo uma composição compreendida dentro dos seguintes intervalos: 3,5 a 5 de Cu; 0,2 a 1,2 de Li; 0,25 a 1,0 de Hg; 0,01 a 1/5 de um metal de refinação do grão seleccionado de entre Zr, Cr, Hn, fi, Hf, V, Nb, B, fiB₂e suas combinações e com a restante parte constituída por alumínio.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar uma liga de Al-Cu-Li-Hg possuindo uma composição compreendida dentro dos seguintes intervalos: 5 a 7 de cobre; C,1 a 2,5 de Li; 0,05 a 4 de Hg; 0,01 a 1,5 de um metal de refinação do grão seleccionado de entre 2r, Cr, Hn, fi, f, V, Nb, 3, Ti3₂ θ suas combinações e com a restante parte constituída por alumínio.

L ainda um outro objectivo da .resente invenção proporcionar uma liga de Al-Cu-Li-Hg que possui uma composição compreendida dentro dos seguintes iniervalos: 3,5 a 7 Cu; 0,2 a 1,2 Li; 0,25 a 1,0 .Hg; O,C1 a 1,5 de um metal de refinação do grão escolhido entre Zr, Cr, Hn, fi, Hf, V, Nb, B, fiB₂ e suas combinações e com a restante parte constituída por alumínio.

Um outro objectivo de presente invenção é proporcionar uma liga de Al-Cu-Li-Hg, na qual a proporção em peso de cofre para lítio é superior a 2,5 e preferencialmente superior a 3,0.

A não ser que se especifique de outra forma, todos os valores quantitativos referentes à composição estão referidos em '' em peso.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DFSFíILCÍ

A FIGURA 1 representa dados da torção a quente para a Composição I.

A FIC-URA 2 representa curvas de envelhecimento da Dureza

Rockwell 3 para a Composição I com várias quantidades de alongamento.

A FIC-URA 3 representa uma curva de envelhecimento da resistência e ductilidade em função do tempo para a Coe posição I em condições de têmpera Io.

A FIGURA 4 representa uma curva de envelhecimento da resistência e ductilidade em função do tempo para a Composição I em condições de têmpera 18.

A FIGURA 5 mostra como variam as propriedades de resistência à tração, com o teor de magnésio, de ligas que contêm Λ1, 6,3 7 de Li e C,14 7 de Ir em condições de têmpera 13.

FIGURA 6 mostra como variam as propriedades-, de resistência à traeção, com o teor de magnésio, de ligas que contêm Al, 6,3 7 de Cu, 1,3 de Li e 0,14 '' de Ir em condições de têmpera 14.

A FIGURA 7 mostra como variam as propriedades de rsistência à traeção, com o teor de magnésio, de ligas que contêm Al, 5,3 de Cu, 1,3 de Li e 0,14 de Zr em condições de têmpera 16.

A FIGURA 8 mostra como variam as propriedades de resistência à traeção, com o teor de magnésio, das ligas que contêm Al, 5,4 7 de Cu, 1,3 7 de Li e 0,14 7 de Zr, em condições de têmpera 15.

mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de magnésio, das ligas que contêm Λ1, 5,4 : de Cu, 1,3 / de Li e 0<14 7 de

Zr, er; condições de têmpera 13.

Λ FIGURA 9

Λ FIGURA 10 mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de magnésio, d3s ligas que contêm Λ1, 5,4 7 de Cu, 1,3 7 de Li e 0,14 / de ^;

Zr, em condições de têmpera 14. f

Λ FIGURA 11 mostra coco variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de magnésio, das ligas que contêm Al, 5,4 7 de Cu, 1,3 7 de Li e 0,14 : de Zr, em condições de têmpera ?ó (depois de envelhe· cimento próximo do pico).

A FIGURA 12 mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de magnésio, das ligas que contêm Al, 5,4 7 de Cu, 1,3 7 de Li e 0,14 7 de Zr, em condições de têmpera T5 (depois de envelhe· cída).

A FIGURA 13 mostra coco variam as propriedades dc resistência à tracção, com o teor de magnésio, de ligas que contêm Al, 5,4 7 de Cu, 1,3 7 de Li e 0,14 7 de Zr, em condições de têmpera .8.

A FIGURA 14 representa curvas de envelhecimento da dureza em função do tempo para ligas que contêm Al, 1,3 de Li, 0,4 9 a_e g, 0,14 7 de Zr, e 0,05 '' de ?i ccm quantidades variáveis de Cu, em condições de têmpera TS.

A FIGUR.; 15 representa curvas de envelhecimento da dureza em

função do tempo para ligas que contêm alumínio,

1,3 / de Li, 0,4 / de Lg, 0,14 ’’ de Zr e 0,05 f de Ti com quantidades variáveis de Cu, em coniiÇÕes de têmpera To.

A FIGURA lo mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de cobre, de ligas que contêm Ai, 1,3 / de Li, 0,4 de Lg, 0,14 ' de Zr e 0,05 '/ de Ti, em condições de têmpera ?3.

A FIGURA 17

A FIGURA IS

Λ FIGURA 19 mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de cobre, de ligas que têm Al, 1,3 Τ' de Li, 0,4 ?' de g, 0,14 / de Zr e C,C5 '7 de Ti, e~ condições de têmpera T4.

mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, cos. o teor de cobre, das ligas que contêm Al, 1,3 de Li, 0,4 T de Lg, 0,14 /' de Tr e C,C5 f de Ti, em condições de têmpera T5.

mostra como variam as propriedades de resistência à tracção, com o teor de cobre, das ligas que contêm Al, 1,3 / de Li, 0,4 7 de .· g, 0,14 U de Zr e 0,05 ; de Ti, em condições de têmpera TS.

mostra as propriedades de resistência mecânica e de alongamento a baixas temperaturas da Composição I, éai condições de têmpera T8.

A FIGURA 21 mostra a resistência à tracção e o alongamento em função da temperatura para a Composição T em condições de têmpera T8.

Λ3 ligas da presente invenção contêm os elementos alumínio, cobre, lítio e magnésio e um metal para refinação dos grãos ou u. a combinação de metais para refinação dos grãos seleccionados de entre o grupo constituído por Zr, Ti, Cr, 2'n, B, Nb, V, Cf e Til^:2.

iuma forma de realização da invenção, uma liga de Al-Cu-Li-Cg possui uma composição compreendida dentro dos intervalos seguintes: 5,0 a 7,0 0 em peso de Cu; 0,1 a 2,5 o em peso de Li; 0,05 a 4 / e: peso de Cg; 0,01 a 1,5 '/ e~ peso de um metal ou de metais para refinação dos grãos, sendo a parte restante constituída essencialmente por Al. Os intervalos preferidos são: 5,0 a 6,5 7 em peso de Cu; 0,5 a 2,0 7 em peso de Li;

0,2 a 1,5 7 em peso de :'g; 0,05 a 0,5 7 em peso de metal ou de metais refinador(es) dos grãos. Cs intervalos de maior preferência são: 5,2 a 6,5 7 em peso de Cu; 0,8 a 1,8 7 em peso de Li; C,25 a 1,0 7 em peso de Cg; 0,05 a 0,5 do metal ou dos metais refinador(es) de grãos e a restante parte é constituída essencialmente por Al. (Ver Tabela I).

?’uma outra forma de realização da invenção, uma liga de Al-Cu·-Li-Cg possui uma composição compreendida nos seguintes inlervalos: 3,5 a 5,0 7 de peso em Cu; 0,8 a 1,8 7 em peso de Li; 0,25 a 1,0 7 em peso de ?'g; 0,01 a 1,5 7 em peso do metal ou dos metais refinador(es) de grãos, sendo a parte restante constituída essencialmente por Al. Os intervalos preferidos são: 3,5 a 5,0 7 em peso de Cu; 1,0 a 1,4 7 em peso de Lí; 0,3 a 0,5 '' em peso de '^rg; 0,05 a 0,5 7 em peso do metal ou dos metais rcfínador(es) de grãos, sendo a parte restante constituída essencialmente por Al. Cs intervalos de .aior preferência são: 4,0 a 5,0 7 em peso de Ou; 1,0 a 1,4 7 em peso de Li; 0,3 a 0,5 7- em peso de Cg; 0,08 a 0,2 7 em peso do metal ou dos metais refinador(es) de grãos, sendo a parte resΖ·---’·.

tante constituída por Ai (ver Tabela Ia). Tal como acima foi mencionado, todas as Ç são expressas em peso baseadas no peso total da liga, a não ser que se indique de outra forma.

Impurezas acidentais associadas com alumínio tais com Si e Te podem estar presentes, especialmente quando a liga é moldada, laminada, forjada, submetida a extrusão, prensada ou trabalhada de outra forma e posteriormente tratada termicamente. ~lementos auxiliares tais como Ge, Sn, Cd, In, Se, Sr, Ca e Zn podem ser adicionados indivldualmente ou em combinação, em quantidades compreendidas entre cerca 0,01 a cerca de 1,5 f em peso, para auxiliar, por exemplo, na nucleação e refinação dos precipitados.

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Te acordo com os parâmetros da presente invenção, foram preparadas várias ligas cuja composição se indica na Tabela II.

Tabela II

Composição nominal das ligas experimentais em peso)

Comp. Tu Li Zr Al

I	5,3	1,3	0,4	0,14	perte	restante
II	5,3	1,3	0,2	0,14	parte	restante
III	5,3	1,3	0,6	0,14	parte	restante
IV	5,4	1,3	0,2	0,14	parte	restante
V	5,4	1,3	0,6	0,14	parte	restante
VI	5,4	1,3	0,4	0,14	parte	restante
VII	5,4	1,7	0,4	0,14	parte	restante
VIII	5,4	1,3	0,8	0,14	parte	restante
IX	5,4	1,3	1,5	0,14	parte	restante
i	5,4	1,3	2,0	0,14	parte	restante
XI	5,0	1,3	0,4	0,14	parte	restante
XII	5,2	1,3	0,4	0,14	parte	restante
Todas as ligas foram extremam não apresentando fendas na su	ente bem perfície	submetidas a extrusão nem dilacerações a um

velocidade do êmbolo de 2,5 mm/s a aproximadamente 37O°C (7C'O°C).

”m adição às ligas indicadas na Tabela II, foram, preparadas ligas contendo adições de Ti juntamente com vários elementos

auxiliares. Estas ligas são reunidas na tabela lia.

Tabela lia

Composições nominais de ligas experimentais (? em peso)

Comp.	ÇU	Li		Ti	Adição	Al
XIII	5,4	1,3	0,4	0,14	0,03	0,25 Zn	parte restante
XIV	5,4	1,3	0,4	0,14	0,03	0,5 Tn	parte restante
XV	5,4	1,3	0,4	0,14	0,03	0,2 Ge	parte restante
XVI	5,4	1,3	0,4	0,14	C,C3	0,1 In	parte restante
XVII	5,4	1,3	0,4	0,14	C,C3	0,4 dn	parte restante
XVIII	5,4	1,3	0,4	0,14	0,C3	0,2 V	parte

restante

Várias ligas foram preparadas possuindo menores concentrações de Cu do que as mencionadas anteriormente. st as ligas são indicadas na Tabela Ilb.

?abela lio

Jomposições nominais de ligas experimentais (/ em peso)

Compo- sições	Cu	Li		Zr	Ti	Al
XIX	4,5	1,3	0,4	0,14	0,03	parte res-
						tante
XX	4,0	1,3	0,4	0,14	0,03	Parte res-
						tante
XXI	3,5	1,3	0,4	0,14	0,03	parte res-
						tante
XXII	3,0	1,3	0,4	0,14	0,03	parte res-
						tante
XXIII	2,5	1,3	0,4	0,14	0,03	parte res-
						tante
De ent re	as ligas referidas	na Tabela Ilb	as comp	osições XIX,
XX e XXI	contendo 4,5,	são	consideradas como estando dentro
do âmbito	da presente	invenção 4,0	e 3,5 /	em pes	o de Cu, en-
quanto as	composições	XXII	e XXIII	que contêm 3,0	e 2,5 / em
peso de 0	u são consideradas	fora do	âmbito	dos intervalos das

composições da presente invenção. Λ Requerente descobriu que concentrações de Cu inferiores a cerca de 3,5 em peso não originam propriedades significativanente melhoradas, tais como resistência mecânica ultra-elevada, as quais são alcançadas em ligas que compreendem quantidades superiores de Cu.

Assim, de acordo com. a presente invenção, o uso de cobre com concentrações relativamente elevadas, isto é, compreendidas centro do intervalo entre 3,5 a 7,0 em peso, tem como resultado a obtenção de maiores resistências à tracção e de .aiores resistências de cedência do que as de ligas de Al-Li convenci nnais. Adicionalmente, o uso de quantidades de Cu superiores a 3,5 7 ex peso de Cu é necessário para promover a solubilidade das ligas, sendo a solubilidade extremaraente boa no caso de a quantidade de Cu ser maior do que cerca de 4,5 '/ em peso. As concentrações acima de cerca de 3,5 / em peso em Cu, são necessárias para proporcionar uma quantidade suficiente de Cu fracções de elevado volume de precipitados de Ti (Al^CuLi) que aumentam a resistência mecânica nas condições de têmperas de envelhecimento artificial.

stes precipitados actuam de forma a aumentar a resistência mecânica das ligas da presente invenção substancialmente acima das resistências mecânicas alcançadas pelas ligas de Al-Li convencionais. Enquanto as concentrações de Cu superiores a 7 / são indicadas por um largo intervalo de composições numa forma de realização da presente invenção, á possível exceder esta quantidade, apeHar de cobre adicional acima de 7 ^c' podem ter como r~sultado uma diminuição da resistência à corrosão e de tenacidade à fractura, enquanto aumenta a densidade.

uso do lítio em ligas da presente invenção permite uma diminuição significativa da densidade em comparação com as ligas le alumínio convencionais. G lítio também aumenta a resistência e melhora o valor do módulo da elasticidade. A Requerente verificou que as propriedades das ligas da presente invenção variam substancialmente em função do teor de Li. 7as formas de realização com elevado teor em Li (5,0 a 7,0 em peso) da presnte invenção, são alcançadas propriedades mecânicas e fÍ3icas substancialmente melhoradas com concentrações de Li compreendidas no inteévalo entre C,1 a 2,5 em peso, com um máximo a cerca de 1,2 / em peso. Abaixo de 0,1 / não se realizou reduções significativas da densidade enquanto acima de 2,5 e- peso, a resistência mecânica diminuiu até um grau indesejável. Las fermas de rc-alização com um baixo /

teor em Cu (3,5 a 5,0 f) da presente invenção, alcançam-se propriedades mecânicas e físicas substancialmente melhoradas com concentrações de li compreendidas entre cerca de C,S e 1,5 /, com um máximo de cerca de 1,2 ¢. Fora deste intervalo, propriedades tais como a resistência mecânica tendem a a diminuir até um nível indesejado.

A elevada proporção percentual de Cu para li nas ligas da pre sente invenção, a qual é pelo menos igual a 2,5 7 θ de preferência superior a 3,0, é necessária para proporcionar uma ele vada fracção volúmica de precipitados que aumentam a resistên cia mecânica Ti das ligas produzidas. Proporções de Cu para li inferiores a cerca de 2,5 / verificou-se que originam uma diminuição substancial das propriedades, tal como diminuição da resistência mecânica.

uso do lg nas ligas da presente invenção aumenta a resistência mecânica e permite uma ligeira diminuição em densidade em relação às ligas convencionais. Além disso, o magnésio melhora a resistência à corrosão e aumenta a resposta ao envelhecimento natural sem trabalho a frio prévio. Verificou-se que a resistência mecânica das ligas da presente invenção varia num grau substancial em função do teor de lg. Nas formas de realização .de elevado teor em Cu (5,0 a 7,0 ') da presente in venção, melhorou-se substancialmente as propriedades físicas e mecânicas alcançadas com concentrações de lg compreendidos no intervalo entre 0,05 e 4 7com um máximo a cerca de 0,4 7 las formas de realização de baixo teor de Cu (3,5 a 5,0 da presente invenção, são obtidas melhorias significativas das propriedades físicas e mecânicas com concentrações de lg compreendidas no intervalo entre 0,25 a 1,C com um máximo de 0,4 /. Fora dos intervalos citados, melhorias significativas das propriedades, como resistência à traeção, não são alcançadas.

Observaram-se propriedades partícularmente vantajosas quando o teor em lítio está compreendido no intervalo entre 1,0 a 1,4 f e o teor de magnésio está compreendido entre 0,3 a 0,5 <, mostrando que o tipo e a proporção de precipitados restantes dependem criticamente das quantidades destes dois elementos.

Para facilitar a referência, as designações das têmperas para as várias combinações e tratamento e a ausência ou existência de trabalho a frio foram registadas n Tabela TTI.

TABELA III

DESIGNAÇÃO DAS TENPEBAo

Têmpera * Descrição até se obter a solução sólida tratada termicamente trabalhada a frio * * envelhecida naturalmente até se obter condições substancialmente estáveis até se obter a solução sólida tratada termicamente envelhecida naturalmente até se obter condições substancialmente estáveis

Tó até se obter a solução sólida tratada termicamente envelhecida artificialmente até se obter a solução sólida tratada termicamente trabalhada a frio envelhecida artificiaimente * Tuando aparecem números adicionais após a designação normalizada da têmpera, tal como ?81, tal indica simplesmente indica um tipo específico da têmpera T8, por exem37 pio, a uma determinada temperatura de envelhecimento ou durante um certo intervalo de tempo.

x x Dnquanto uma têmpera 14- cu To pode ter trabalho a frio para efectivar a integridade geométrico, este tra balho a frio não influencia significativamente as propriedades de envelhecimento respectivas.

A liga de Composição I foi vazada e submetida a extrusão usando as técnicas seguintes. Os elementos foram fundidos por indução sob uma atmosfera inerte de árgon e vazadas de modo a obter biletes de 160 mm de diâmetro (5 1/4 in.) e 23 hg (50 ib). Os biletes foram homogeneizados a fim de se conseguir a uniformidade da composição do bilete usando um tratamento de homogeneização em duas fases, ha primeira fase, o bilete foi aquecido durante 16 horas à temperatura de 454°C (85C°?) para originar a solução sólida das fases de baixa temperatura de fusão e na segunda fase foi aquecida durante 3 horas a 5O4°C (940°?). A fase I realizou-se a uma temperatura inferior ao ponto de fusão de quaisquer fases de não equilíbrio com uma temperatura de fusão baixa que se forma estrutura como vazada porque a fusão de tais fases pode produzir a porosidade do lingote e/ou fraca manuscabilidade. A fase 11 foi realizada à temperatura mai3 elevada praticável sem que ocorresse fusão para assegurar a difusão rápida para homogeneização de composição. Os biletes foram raspados e então submetidos a extrusão a uma velocidade do êmbolo igual a 25 mm/s a aproximadamente ^70-20 (7CQ2C) para formar barras de secção rectangular de 10 mm x 102 mm (3/G inch x 4 inch) de secçães transversal.

Determinou-se por meio de um teste de torção a quente que esta liga é facilmente trabalhável usando equipamento convencional para brabalhar alumínio a temperaturas de õeformação e regímen de velocidade de deformação. ^:’or exemplo, foram determinados parâmetros de trabalho a quente para operações com maiores requisitos tal como laminagem. .spécimens de ensaio possuindo um diâmetro de 6,1 mm (C,24 in.) e um comprimento do exteneómetrc igual a 50 mm (2 in.) foram trabalhados à máquina a partir de material obtido por extrusão e rehomogeneizadas. 0 teste de extrusão a quente foi realizado a uma velocidade equivalente de deformação igual a 0,06 S^-^^- a temperaturas compreendidas no intervalo entre 37O²d a 510²C (700 a 950²F). Foram avaliadas a tensão de escoamento equivalente e a deformação até à ruptura sob traeção equivalente no intervalo de temperatura mencionado, tal como se ilustra na Figura 1. Λ deformação à ruptura é : axinizada sobre ao longo de um intervalo de temperaturas de trabalho a quente desde temperaturas inferiores a 427²C (3OO²?) até precisamente acima de ;82²C (9C0²F) permitindo uma flexibilidade suficiente às temperaturas escolhidas para operações de laminagem e forjamento. Λ liquação ocorre a 5C8²C (945⁵F) como se determinou usan do um calorímetro de varrimento diferencial (DSC) e por análise da curva de arrefecimento e esse facto justifica a nítida diminuição da ductilidade a quente a 51O²C (95O²?). As ten sões de escorrimento a temperaturas superiores à temperatura óptima de trabalho a quente são suficientemente baixas para que o processamento possa ser facilmente realizado em prensas ou laminadores cue possuem capacidades consistentes com a pro dução de ligas de alumínio convencionais. Sob o ponto de vista comercial é interessante notar que estudos semelhantes uti lizando material homogeneizado e tal como fundido da Composição I apresenta a mesma tendência.

As peças obtidas por extrusão com a forma de barras de secção recta rectangular que não foram usadas no teste de torção a quente foram subsequentemente submetidas a tratamento térrr.ico de soiubilização a 5O3³C (93S²F) durante 1 hora e arrefecidas em água. Alguns segmentos de cada peça obtida por extrusão foram submetidos a alongamentos em linha recta de aproximada39

mente 3 7 durante 3 horas de arrefecimento. Oste processo de alongamento em linha recta fica endireitado e introduz também trabalho a frio. Alguns dos segmentos, tanto com e sem trabalho a frio, foram envelhecidos naturalmente à temperaturas de aproximadamente 20°C (53°?). Outros segmentos foram envelhecidos artificiaicente, à temperatura de 1jC°C (320^o?) s? trabalhados a frio, ou à temperatura de 13C°C (355°?) se não foram trabalhados a frio.

As propriedades superiores da Composição I em comparação com as das ligas convencionais 2219 θ 2024 são indicadas na Tabela TV, ~m particular, deve notar-se que as condições de envelhecimento natural (03 e 04) para a Composição T são comparadas com resistência mecânica óptima elevada - condiçoes de têmpera 03 - para as ligas convencionais.

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		TABELA	IV
	PROPRIEDADES 31 RESISTÊNCIA A	TRACÇÃO

liga	Têmpera	Resistência	Resis-
		de	cedência	tência
			(Ksi)	à tracção	Alonga-
				máxima	mento
				(Esi)	(7)
Cocip.	I T4		61 9 *	85,0	16,5
	T3		60,3	76,6	15,0
2219	T81	mínima	44,0	61,0	6,0
	T81	típica	51,0	66,0	10,0
2C24	T42	mínima	38,0	57,0	12,0
	T81	mínima	58,0	66,0	5,0

A Tabela V reune as propriedades de resistência à tracção depois do envelhecimento natural de várias ligas da presente invenção.

PRCPRI	n · / A * * V^· · x'	7 í DD DXVDLXROI-
IDADES IX		V ΣΑ Â 1RAC0Ã	0 DDPCIS
' R-SIETEXC
		XXií	10 nAlURAL
Compo-		Tempo de	Re sis-	Resis-
sição da		envelhecí-	tência	tência
liga	Têmpera	mento	à	à trac-
		(h)	cedência	ção má-	Alongamento
			(:-:si)	xir.a	(7)
				(Rsi)
π	13	13CO	51,1	67,0	14,6
	T4	1400	50,9	75,0	17,8
III	13	1300	58,2	75,9	17,4
	14	1400	58,0	80,9	18,1
IV	13	1300	51,0	69,0	17,5
	14	1400	54,5	78,0	20,1
V	13	1300	58,2	75,4	16,5.
	14	1400	58,0	82,5	19,2
VI	13	1300	58,2	75,3 '	16,9
	14	1400	59,9	83,4	18,2
VII	13	1300	57,3	71,6	14,4
	14	1400	50,5	81,2	14,1
VIII	13	1300	58,4	75,0	16,7
	14	1400	50,7	82,8	16,5
IX.	13	1100	55,8	68,2	14,3
	T4	1100	53,5	71,1	15,1
X	13	1100	53,7	64,4	12,1
	14	1100	49,4	57,2	15,1
XI	13	1000	58,8	75,0	15,5
	14	loco	54,5	84,6	14,1
	14	14C0	57,9	81,8	16,9

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Compo-	Tempo de	Resis-	Resistên-
sição da	envelheci-	tência à	cia à trac-	Alonga-
liga Têmpera	mento (h)	cedência	ção máxima	mento
		(Xsi)	(Xsi)	)
XXII 73	1000	49,3	63,1	14,5
74	1000	49,6	71,7	15,4
XXIII 73	1000	43,5	57,1	13,9
74	1000	41,1	62,3	15,8

A Composição I exibe una resposta ac envelhecimento natural fenomenal. As propriedades de resistência à tracção da Composição I en condições de envelhecimento natural sem trabalho a frio prévio, condições de têmpera 74, é mesmo superior às das ligas 2219 na condição de envelhecimento natural com trabalho a frio prévio, isto é, nas condições de tratamento térmico completo ou têmpera 751. A Composição I nas condições de têmpora 24 possui uma resistência de cedência igual a 4330 ρ

Xg/cc“ (61,9 Xsi) e de 25,0 Xsi e alongamento de 16,5 f. Om contraste, a propriedade mínima numa resistência à tracção má mima (U7S) registada para a extrusão da liga .2219-181, liga de espaço padrão corrente, é de 3080 Xg/cm (14,0 ?2si) , para o a resistência à cedência 4270 22g/cm (61,0 Xsi) para a resistência à tracção máxima e alongamentos de 6 ' (ver Cabeia IV) A têmpera 781 e a têmpera padrão de maior resistência máxima para as peças de extrusão de liga 2219 de geometria semelhante à da liga de Composição I. A Composição I nas têmperas de envelhecimento natural tem também propriedades superiores em

relação à liga 2024 sob a têmpera 781 de alta resistência mecânica uma das ligas aproximadas mais importantes para aviões, a qual possui 4080 kg/cm (58 Ksi) para a resistência de cedência e 4520 Kg/cm (85 Ksi) de resistência à tracção máxima e um alongamento de 5 7 mínimos registados nos manuais. A liga 2024 exibe também resposta ao envelhecimento natural, isto é, ±42, mas é bastante inferior à da Composição I (ver Cabeia IV).

Iara determinar as temperaturas aproximadas para envelhecimento artificial, foram realizados estudos de envelhecimento e estes indicaram que resistências mecânicas próximas das máximas podem ser obtidas em períodos de tempo tecnologicamente práticos tal como se segue: 18O°C para material estirado ou 180°C para material não estirado. A temperatura mais baixa foi seleccionada para o material estirado porque os deslocamentos introduzidos pelo trabalho a frio aceleram a cinética de envelhe c imento.

Km condições de envelhecimento artificial, a Composição I atin ge resistência mecânicas ultra elevadas. Um facto e particular importância é cue o máximo de resistência à tracção (U±S) próximo de 7C0 Kg/cm (ICO Ksi) e alongamento de 5 7 podem ser obtidos através tanto em condições de têmpera 78 como 75. Isso indica que o trabalho a frio não é necessário para obter resistências ultra-elevadas nas ligas da presente invenção, tal como é típico nas liga3 convencionais 2KKX, o que é ilustrado graficamente na hLgura 2, que mostra que a dureza Rock.vell t (uma medida da dureza de ligas que corresponde aproxi-madamente a um-ara-um com a KTC para estas ligas) atinge o messo valor máximo independentemente da quantidade de trabalho a frio (alongamento) após um tempo de envelhecimento suficiente. Isco pode proporcionar uma liberdada considerável nos processos de produção associados, com a indústria de aviões e aeronaves. Adicionalmente, alongamentos superiores a

c foram alcançados no caso de sub-envelhecimento forte, isto é, de têmpera retrogradada (Ver Tabela VI para as propriedades das Composições I, VI, XI e XII, e Tabela Via para propriedades adicionais de ligas preparadas de acordo ccm a presente invenção). Têmperas de ductilidade elevada tal como estas podem ser extremamente úteis na produção de componentes estruturais para aeronaves devido aos limites de formação de frio extensos. As curvas das Figuras 3 e 4 mostram como variar as combinações resistência mecânica ductilidade com o tempo de envelhecimento artificial para ligas trabalhadas ou não a frio.

TABFLA VI

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Compo-	Descri-	Tempo	Tempe-	Resis-	Fèsistên-
sição	ção da	de en-	rat u-	tência	cia à
da Têm-	têm-	velhe-	de en-	de	tracção
liga pera	pera	cimen- to (h)	veIhe- cimen- to (O	cedên cia (Ksi)	máxima (Ksi)	Alongamento (;0
I T8	próximo do máximo	24	160	95,7	99,4	4,5
T8	próximo	24	160	94,5	98,0	5,0

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Nota-se que certos passos de processamento são descritos para a produção de ligas da presente invenção, podendo estes passo ser modificados no sentido de se alcançar vários resultados desejados. Assim, os passos que incluem vazamento, homogeneização, trabalho, tratamento térmico, envelhecimento, etc. podem ser alterados ou podem ser adicionados passos adicionais para afectar, por exemplo, as propriedades físicas e mecânica dos produtos finais formados. Características tais como o tipo, tamanho e distribuição dos precipitados resistentes podem assim ser controlados a um determinado grau dependendo das técnicas de processamento. Também o tamanho do grão e a cristalinidade do produto final podem ser controlados numa certa extensão. Consequentemente, em adição as técnicas de processamento mencionadas na presente descrição podem ser usados outros métodos convencionais na produção das ligas da presente invenção.

Enquanto a formação de lingotes ou bilete de ligas da presente invenção por técnicas de vazamento seja a preferida, as ligas podem também ser fornecidas sob a forma de biletes consolidados a partir de partículas finas. 0 material em pó ou sob a forma de partículas pode ser produzido por processos tais como a atomização, ligação mecânica e rotação da massa fundida.

Foi feita uma investigação sobre o efeito do teor de Eg sobre as propriedades de resistência à traeção de ligas preparadas de acordo com a presente invenção. A Figura 5 mostra que ligas com a composição: Al, 6,3 a de Cu, 1,3 7' em peso de Li e C,14 ^c' em peso de Zr, com várias quantidades de Eg, possuem um máximo de resistência ao envelhecimento natural a 0,48 £ em peso de Eg nas condições de temperamento 13. A Figura 6 mostra um máximo semelhante no caso das condições de têmpera 74. Adicionalmente, a resistência mais elevada no caso das

condições de T6 e T8 com envelhecimento artificial é também atingida a 0,4 / em peso de '..g, tal como se mostra nas Figurae 7 e 8. Sabe-se que nas ligas convencionais 2XXX o aumento de teor de Lg origina o aumento da resistência; por exemplo, as ligas 2024, 2124 e 2518 geralmente contêm 1,5 % em peso de Lg. 7 portanto surpreendente que nas presentes ligas seja obtido um máximo a tão baixos níveis de Lg e que o aumento de teor de Lg acima de cerca de 0,4 f em peso não aumente a resistência mecânica.

A situação é semelhante nas ligas que contêm Al, 5,4 7 em peso de Cu, 1,3 % em peso de Li e 0,14 / em peso de Zr, com teores variáveis de Lg. Por exemplo, a resistência das ligas apÓ£ envelhecimento natural é superior nas ligas com cerca de 0,4 % em peso dè Lg com uma diminuição gradual da resistência mecânica no intervalo de 1,5 a 2,0 χ em peso em ambas as têmperas T3 e T4, tal como é representado nas Figuras 9 e 10. Nas condições de têmpera To (tanto próximas do máximo e nas condições após envelhecimento), a resistência é novamente máxima a cerca de 0,4 x em peco de Lg. Vejam-se a Figura 11 (próximo do máximo após envelhecimento) e Figura 12 (após envelhecimento). No caso das condições de têmpera T8 (Figura 13), a resistência mecânica é também mais elevada a 0,4 / em peso de Lg, apesar de o máximo ser menos acentuado do que em T3, T4 e To.

As propriedades de resistência à tracção das ligas da presente invenção são muito intensamente dependentes do teor de Li. As resistências mecânicas máximas são cbtiâas com concentrações de Li compreendidas entre 1,1 a 1,3 f em peso verificando-se diminuições significativas acima de cerca de 1,4 / em peso e abaixo de cerca 1,0 ·/. Por exemplo, uma comparação entre propriedades de resistência à tracção das ligas de Composição IV da presente invenção (Al, 5,4 em peso de Cu, 1,3 7 em. peso de Li, 0,4 / em peso de ?g e 0,14 x de Zr) e as ligas de Composição VII (Al, 5,4 7 em peso de Cu, 1,7 / em peso de

Li, 0,4 7 em peso de Kg e 0,14 / em peso de Zr) demonstra uma diminuição de mais do que 560 Icg/cm (8 Ksi) tanto na resistência de ceiência como na resistência à tracção máxima (Ver Labela VI e Via).

Ceralmente, descobriu-se que as propriedades mais vantajosas tais como resistência mecânica e alongamento, foram alcançadas em ligas que possuem uma combinação de intervalos de teores de Kg e Li relativamente apertados. Lara uma têmpera particular, as ligas da presente invenção oom os intervalos de teores de 4,5 a 7,0 7 es peso de Ou, 1,0 a 1,4 7 es peso de Li, 0,3 a 0,5 7 en peso de Kg, 0,05 a 0,5 de metal de refinação de grãos e a parte restante Ai, possuem resistências mecânicas e alongamentos longitudinais extremamente úteis. Por exemplo, no caso da têmpera 73, as ligas dentro dos intervalos de composições acima mencionadas possuem um intervalo de resistência (YS) de cedência entre cerca de 3650 e cerca de 4550 Xg/cm (55 o cerca de G5 Ksi), um intervalo de resistência à tracção máxima entre cerca de 4900 e 5800 Kg/cm (cej>ca de 70 a cerca de 80 Ksi) e um intervalo de alongamentos entre cerca de 12 a cerca de 20 7. Kas condições de têmpera 74, uma liga com esta composição possui um intervalo de re— sistência de cedência ('£) entre cerca de 3920 e 4780 Kg/cm (cerca de 53 a 68 Ksi), um intervalo de resistência à tracção máxima (’.J7S) de cerca de 5500 a cerca de 8300 Kg/cm^ de 90 Ksi) e um inter-alo de alongamento de cerca de 12 a cerca de 20 7· Adicionalmente, nas condições de têmpera 76, estas ligas possuem um intervalo de YS de cerca de 5800 a cerca de o

7000 Kg/cm (cerca de £0 a cerca de 100 Ksi), um intervalo de

U75 de cerca de 5950 a cerca de 7350 Kg/cm (cerca de 85 a cerca de 105 Ksi) e um intervalo de alongamento de cerca de a cerca de 10 /. Além disso, nas condições de têmpera 78, as ligas dentro do intervalo de composição mencionado possuem.

um intervalo de YS de cerca de 6090 a cerca de 700 Kg/cm (cerca de 37 a cerca de ICO Esi), um intervalo de UTO de cerca de 6130 a 7350 Xg/cm^ (cerca de 88 a 105 Ksi) e um intervalo de alongamento de cerca de 2 a cerca de 11^.

Uma investigação foi realizada sobre o efeito de teor de Cu sobre as propriedades de dureza e de resistência à traeção das ligas preparadas de acordo com a presente invenção. Ligas compreendendo Al, 1,3 / em peso de Li, 0,4 em peso de Eg, 0,14 ^c,' em peso de ^;r e 0,05 A de Ti, com concentrações de Cu que variam dentro do intervalo entre 2,5 a 5,4 / em peso, foram vazadas, homogeneizadas, rebarbadas, submetidas a extrusão, tratadas termicamente para soiubilização, arrefecidas rapidamente e estiradas ou zero por cento ou 3 por cento e reali,ou-3e o tratamento térmico de forma semelhante ao discutido para a Composição I. A Figura 14 mostra as curvas da dureza em função do tempo de envelhecimento para ligas com variados teores em Cu, as quais foram submetidas a estiramentos de 3 λ e envelhecidas a 160°0. Tal como so pode observar a partir da Figura 14, a dureza aumenta com o aumento do teor de Cu para ligas tratadas a frio, no estado de envelhecimento artificial. A Figura 15 mostra as curvas da dureza em função de tempo de envelhecimento no caso de ligas com variadas teores de Cu, as quais foram submetidas a estiramentos nulos e envelhecidas a 1SO°C. Tal como se pode verificar a partir da Figura 15, a dureza aumenta com um aumento de teor de Cu no caso de ligas não tratadas a frio em condições de envelhecimento artificial.

A Figura 15 mostra que ligas com uma composição de Al, 1,3 ? em pese de Li, C,4 y em peso de Eg, 0,14 Ú em peso de Zr e 0,C5 Τ’ em peso de Ti, com várias quantidades de Cu, têm as maiores resistência nas condições de envelhecimento natural mais elevadas no intervalo entre 5 a 6 X em peso de Cu nas condições de têmpera T3. Abaixo de 5 em peso de Cu, a resistência mecânica diminui gradualmente. A Figura 17 representa / · ,/⁶¹ uma tendência semelhante no caso das condições de têmpera 74. Semelhantemente, an resistências mais elevadas tanto nas con dições de têmpera artificiais 75 e 75 são atingidas entre cer ca de 5 e 5 em peso de Cu tal como é representado nas figuras 18 e 1?. 7al como no caso das condições de têmpera 73 e 14, as resistências diminuem para um valor abaixo de cerca de 5 em peso de Cu; nc entanto, a diminuição é mais pronunciada no caso das têmperas i'6 e 76.

Λ Tabela VII regista as propriedades de resistência à tracção de ligas da presente invenção compreendendo Λ1, 1,3 ã em peso de Li, 0,4 f em peso de Vg, C,14 em peso de Zr e C,C5 f em peso de Ti, com quantidades variadas de Cu. As percentagens em peso de cobre dadas são valores medidos.

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Um estudo detalhado com o microscópio electrónico de transmissão (7 ) incluindo medições em áreas de difracção seleccionadas (SAL), mostrou que a resistência ultra elevada das ligas da presente invenção nas condições de -têmpera 78 pode cer associado com a distribuição homogénea fina de precipitados 7jl (Al₂7uLi) de preferência aos outros precipitados que aumentam a resistência tais como o delta-primo (Al^Li) e tetra-primo (Al₂7u), vulgarmente encontrados nas ligas de Λ1-Li e Al-Cu-Li.

. um estudo recente da liga 2090 por Huang e Ardei (Ver Cristal Ttructure and Stability of 7^ (Al₂Culi) Trecipitates in Aged Al-Cu-Alloys”, Mat. Sei. and Techonology, Tarço, Vol. 3, pág. 175-178, 1967), concluiu-se que a liga 2090 no estado de têmpera 78 compreende tento 7^ como a fase d lta, sendo a fase 7^ um intensificador da resistência mecânica mais potente do que a fase delta-primo. Tm contraste, um estudo das figu-

ras de difracção de áreas seleccionadas (SA?D) das li as da presente invenção (Composição I, têmpera 78), mostra cue é a fase de aumento da resistência mecânica maioritária presente e nenhuma fase delta-primo ê observida. Esta conclusão é atingida comparando as figuras de difracção das áreas seleccionadas para as zonas axiais (110), (112), (114) e (013) (ZA) de uma liga de composição I no estado de têmpera 78 com as figuras previstas por Huang e Ardell. C estudo das SAO? mostra também que a fracção em volume de 7^ da liga da Composição 1 no estudo de têmpera 78 parece ser superior e mais uniforme: ente distribuída do que na liga 2090 (por observação da fotografia em campo escuro centrado (CD?) obtido a partir das manchas provocadas 7^ (1010) com ZA - (114)). Adicionalmente, a liga 2090 requer trabalho a frio para a precipitação extensiva de 7^, enquanto nas ligas da presente invenção se observam grandes proporções em volume de 7·^ em amostras temperadas com envelhecimento artificial independentemente do trabalho a frio.

As ligas da presente invenção assemelhan-se sais estreitamente ao sistema ΛΙ-Cu-Li estudado por Silcoock (ver J. ’·'. Silcock, The Structural Aging Characteristics of Alunimum-Copper -Dithium Alloys, J. Inst. fetais, 88, p. 357-354, 1959-1950) , A níveis de cobre e lítio semelhantes, Si:cock mostrou que as fases pretentes nas condições de envelhecimento artificial são 7·^, tetra-primo, e soluções sólida de Al. Tnesperadamente na presente invenção, a precipitação da fase teta-primo é suprimida aparentemente devido à nucleação extensa da fase 7^ mas este efeito não é completamente compreendido.

'm adição às propriedades superiores que se observam à temperatura ambiente, os testes mostram que as ligas da presente invenção possuem excelentes propriedades criogénicas. hão somente mantêm as resistências de cedência e à traeção, mas exi,3 te também uma melhoria de propriedades a baixas temperaturas.

ks propriedades são de longe e superiores às da liga 2219 tal como se mostra na Tabela VII' or exemplo, a Composição I, no estado de temperamento T8 a -19ó°C (-32C°F) possui propriedades de resistência à traeção tão elevadas como uma YS igual a 753C kg/cnX (109 Esi) e uma UTS igual a 7980 Eg/cm^ (114 Esi) (ver Figura 2C). Tal facto tem implicações importantes para aplicações espaciais em que as ligas criogénicas são frecuentemente necessárias para tanques de combustíveis e de ager. tos oxidantec.

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/ · β ⁷² tA liga de Composição I exibe também exce.entes propriedades a temperaturas elevadas. Por exemplo, no estado de têmpera T6, com um envelhecimento máximo de 15 horas, a liga retém uma larga parte da sua resistência mecânica e um valor útil do alongamento à ruptura a 149°C (300°?), isto é, um valor de YS igual a 5210 Xg/cm^ (74,4 Ksi), de UTS igual a 5290 Kg/cm^ (77,0 Ksi) e 7,5 7 de alongamento, Xo estado de têmpera 78 com envelhecimento próximo, a Composição 1 a 149°C (300°F) apresenta um valor YS igual a 5930 Xg/cm^ (84,7 Xsi) e um valor de UTS igual a 5950 Lg/cm^ (85,1 Ksi) e 5,5 7 de alongamento (ver Tabela IX e Figura 21).

TABELA IX

Propriedades a Elevadas temperaturas

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500	T8	44,5	45,2	5,5

Estudos sobre a soldadura de ligas da presente invenção indicam que estas são facilmente soldáveis possuindo uma excelente resistência à formação de fendas por aquecimento que podem ocorrer durante a operação de soldadura. Foram feitas soldaduras topo a topo com tungsténio sob gás inerte (7IG) da Composição I com barras obtidas por extrusão com 10 mm x 102 mm (3/8 x 4 in) usando uma liga 2319 (Λ1, 5,3 7 em peso de Cu, 0,3 7 em peso de Xn, 0,15 7 em peso de Ti, 0,1 7 em peso de

\^T e C,1S 7 em peso âe Zr). As ..lacas foram intensamente carregadas não se observando a formação de fendas devido ao aque cimento. A soldadura foi realizada usando polaridade ce corrente contínua. Cs parâmetros do eléctrodo de passagem foram 240 V, 13,ô A a uma velocidade de avanço de 4,2 mm/s (10 in/ /min). A liga 2319 (barra de 1,6 mm de diâmetro (1/16 in)) foi alimentada à soldadura a 7,6 mm/s (13 in/min) com 17S V e 19 A. Uma classificação quantitativa da soldabilidade é difícil de obter, mas a soldabilidade parece ser bastante próxima da da liga 2219, a qual tem uma classificação de ⁿA em Eli. landbook V, indicando que esta liga é geralmente soldável por meio de todos os processos e técnicas convencionais.

As propriedades mecânicas foram medidas em soldaduras da Composição VI com a liga 2319 como enchimento, bem como com a Composição XI e com o enchimento da Composição II e da liga 2319. A resistência mecânica da soldadura destas ligas em con dições de envlhecimento natural é em vários casos superior às das 2219-781 e 2519-187, ligas que geralmente são consideradas como sendo soldáveis (Ver Tabela X).

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Propriedades de ligas experimentais com cordão de soldadura exterior no estado tal como soldado envelhecido naturalmente

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Ligas de alumínio de elevada resistência possuem tipicamente uma baixa resistência a vários tipos de corrosão particuarmente à formação de fendas originadas por corrosão sob então (SCC), o cue tem limitado a utilidade de vários tipos de ligas ce elevada tecnologia, ~m contraste, as ligas da presente invenção mostram resultados prometedores em ensaios de resistência à formação de fendas por corrosão sob tensão. Para a Composição I, um ensaio de tensão em função dc tempo de falha ASTK ( forma G49, cor. um teste de duração AS71. forma C-64) mostra que espécimens 4LT (comprimento quádruplo da largura) car regadas com cada um dos seguintes níveis de tensão: 3500, 2500 e 1400 (50 Ksi, 37 Ksi e 2G Ksi) sobreviveram todas elas ao teste de imersão normalizado de 40 dias de imersão alterada. Isto é 'significativo pois demonstra uma resistência à for mação de fendas por corrosão sob tensão excelente a níveis de tensão aproximadamente iguais às resistências de cedêncida de ligas existentes para aeronaves tais como a liga 2024 e a liga 2013. Adicionalmente, a Composição I num estado de têmpera TL possui uma resistência à formação de fendais por tensão sob corrosão comparável à liga 6090 envelhecida no máximo artificialmente, mas a um nível de carga mecânica 1750 a 2100 kg/ /cm² (25 - 30 Ksi) mais elevado.

teste LXCO (Korma ASO'.·· G34), um teste para a susceptibilidade à esfoliação para ligas de Al 2XXX, revela que a liga da liga da Composição I possui uma classificação de LA. Tal facto indica apenas uma susceptibilidade mínima à esfoliação por corrosão.

Deve entender-se que a descrição anterior da presente invenção é suceptível de várias modificações, alterações e adaptações a fazer pelos peritos no assunto e que as mesmas consideram-se dentro do espírito e âmbito La invenção tal como estafelecido pelas reivindicações que se seguem.

Claims

REIVINDICAÇÕES:

la. Processo para a preparação de ligas de alumínio com resistência mecânica muito elevada, caracterizado pelo facto de se adicionar ao alumínio os metais e/ou ligas metálicas em quantidades apropriadas para que a liga final seja essencialmente constituída por 3,5 - 7,0 por cento em peso de cobre, 0,1 a 2,5 por cento em peso de litio, 0,03 a 4,0 por cento em peso de magnésio, 0,01 a 1,5 por cento em peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo constituído por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, Β, T1B2 e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por eventuais impurezas e alumínio.
2a. Processo de acordo com caracterizado pelo facto de o constituir desde 0,05 até cerca de da liga final.

a reivindicação 1, refinador dos grãos 0,5 por cento em peso
3a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o refinador de grãos constituir desde cerca de 0,08 até cerca de 0,2 por cento em peso da liga final.
4a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,2 até cerca de 1,5 por cento em peso de Mg.
5a. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,5 até cerca de 2,0 por cento em peso de Li.
6a. Processo de acordo caracterizado pelo facto de a cerca de 1,0 até cerca de 1,4 com a liga final compreender desde por cento em peso de Li.
7a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,3 até cerca de 0,5 por cento em peso de Mg.
8a. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,5 até cerca de 2,0 por cento em peso de Li.
9a. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 1,0 até cerca de 1,4 por cento em peso de Li.
10a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o agente refinador dos grãos incluir Zr.

lia. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o agente refinador dos grãos incluir Ti.
12a. Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga consistir essencialmente em 5,0 - 6,5 por cento em peso de Cu, 0,1 - 2,5 por cento em peso de Li, 0,05 - 4 por cento em peso de Mg, 0,01 - 1,5 por cento em peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas acidentais.
13a. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,2 até cerca de 1,5 por cento em peso de Mg.
14a. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 5,2 até cerca de 6,5 por cento em peso de Cu cerca de 0,8 até cerca de 1,8 por cento em peso de Li e desde cerca de 0,25 até cerca de 1,0 por cento em peso de Mg.
15a. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 1,0 até cerca de 1,4 por cento em peso de Li.
16a. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,3 até cerca de 0,5 por cento em peso de Mg.
17a. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,5 até cerca de 2,0 por cento em peso de Li.
18a. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 1,0 até cerca de 1,4 por cento em peso de Li.
19a. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de a liga final compreender como refinador dos grãos desde cerca de 0,05 até cerca de 0,5 por cento em peso de Zr.

de aluminio, dé pelo facto de a - 6,3 por cento de Li, 0,05 - 4
20a. Processo para a preparação de ligas acordo com a reivindicação 1, caracterizado liga final consistir essencialmente em 5,4 em peso de Cu, 0,1 - 2,5 por cento em peso por cento em peso de Mg, 0,01 - 1,5 por cento em peso de um agente refinador de grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e respectivas misturas, sendo a parte restante formada por alumínio e impurezas acidentais.
21&. _ Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,2 até cerca de 1,5 por cento em peso de i'g.
22*. — Processo de acordo com a reivindicação 21, zado pelo facto de a liga final compreender desde 0,5 até cerca de 2,0 por cento em peso de LI.

caracteri· cerca de

232. - Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 1,0 até cerca de 1,4 por cento em peso de Li.242. - Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de

0,3 até cerca de 0,5 por cento em peso de Kg.
25=· — Processo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de

0,5 até cerca de 1,7 por cento em peso de Li.

262. _ Processo de acordo cor. a reivindicação 24, caracteri—

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zado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 1,0 até cerca de 1,4 por cento em peso de Li.
27^a. - Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo facto de o agente refinador de grãos incluir desde cerca de 0,08 até cerca de 0,2 por cento em peso de Zr.

233. _ Processo de acordo coitf a reivindicação 1, caracterizatio pelo facto de a composição da liga de alumínio final consistir essencialmente em Al; 6,3 % em peso de Cu; 1,3 % de Li;

0,4 % de Llg; 0,14 % de Zr.
29^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga de alumínio final consistir essencialmente em Al; 5,0 % em peso de Cu; 1,3 % de L^J: 0,4 % de Hg; 0,14 $ de Zr.

{
30S. — Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga de alumínio final consistir essencialmente em Al; 5,3 em peso de Cu; 1,3 % de Li; 0,4 de Mg; 0,14 $ de Zr.
31®. — Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga de alumínio final consistir essencialmente em Al; 6,3 % em peso de Cu; 1,3 de Li; 0,6 % de Mg; 0,14 % de Zr.
32a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga de alumínio final consistir essencialmente em Al; 5,4% de Cu; 1,3% de Li; 0,4% de Mg; 0,14% de Zr.
33a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga de alumínio final consistir essencialmente em Al; 5,4% em peso de Cu; 1,3% de Li; 0,4% de Mg; 0,14% de Zr; 0,03% de Ti; 0,4% de Mn.
34a. Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga de alumínio final consistir essencialmente em 5,0 - 7,0 por cento em peso de Cu; 0,1 - 2,5 por cento em peso de Li; 0,05 - 4 por cento em peso de Mg; 0,01 - 1,5 por cento em peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Ti, Hf, V, Nb, B, TÍB2 e respectivas misturas; 0,01 - 1,5 por cento em peso de pelo menos um elemento auxiliar escolhido no grupo formado por Sn, Zn, Cd, Ge, Be, Sr, Ca, In, sendo a parte restante constituída por alumínio e ocasionais impurezas.
35a. Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo facto de a liga final ter a seguinte composição; Al; 5,4% em peso de Cu; 1,3% de Li; 0,4% de Mg; 0,14% de Zr; 0,03% de Ti; 0,25% de Zn.
36a. Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo facto de a liga final ter a seguinte composição; Al; 5,4% em peso de Cu; 1,3% de Li; 0,4% de Mg; 0,14% de Zr; 0,03% de Ti; 0,5% de Zn.
37a. Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo facto de a liga final ter a seguinte composição; Al; 5,4% em peso de Cu; 1,3% de Li; 0,4% de Mg; 0,14% de Zr; 0,03% de Ti; 0,2% de Ge.
38a. Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo facto de a liga final ter a seguinte composição; Al; 5,4% em peso de Cu; Mg; 0,14% de Zr; 0,03% de Ti; 0,1% de

In.
39a. Processo para a preparação de ligas de alumínio trabalhadas a frio envelhecidas artificialmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se trabalhar a frio e envelhecer uma liga que consiste essencialmente em 5,0 - 7,0% em peso de Cu; 0,1 - 2,5% em peso de Li; 0,05 - 4% em peso de Mg, 0,01 - 1,5% em peso de um agente refinador de grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, Ti^B2 ^e respectivas misturas, sendo a parte restante formada por alumínio e impurezas ocasionais, de forma a que a liga possua uma microestrutura que consiste essencialmente em precipitados de T^ dentro de uma matrizs de solução sólida.
40a Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

3,5 - 7,0 por cento em peso de Cu, 0,8 - 1,8 por cento de peso de Li, 0,25 - 1,0 por cento de peso de Mg, 0,01 - 1,5 por cento de peso de um agente refinador dos

grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, Ti02 θ respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.
41a. Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,05 até cerca de 0,5 por cento em peso de agente refinador dos grãos.
42a. Processo de acordo com caracterizado pelo facto de a liga cerca de 0,08 até cerca de 0,2 por refinador dos grãos.

a reivindicação 40, final compreender desde cento em peso de agente com
43a. Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo facto de o agente refinador dos grãos ser Zr, Ti ou uma combinação destes elementos.
44a Processo para caracterizado pelo essencialmente em a preparação de ligas de facto de a liga final alumínio, consistir

3,5 - 7,0 por cento em peso de Cu, i,o - 1,4 por cento de peso de Li, 0,3 - 0,5 por cento de peso de Mg, 0,05 - o, 5 por cento de peso de um agente refinador dos

grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, Ti^B2 ^e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.
45a. Processo de acordo com caracterizado pelo facto de a liga cerca de 0,08 até cerca de 0,2 por refinador dos grãos.

a reivindicação 44, final compreender desde cento em peso de agente
46a. Processo de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo facto de o agente refinador dos grãos ser Zr, Ti ou uma combinação destes elementos.
47a Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

4,0 - 6,5 por cento em peso de Cu, 1,0 - 1,4 por cento de peso de Li, 0,3 - 0,5 por cento de peso de Mg,

0,08 - 0,2 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, Ti^B2 ^e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.

com a reivindicação 47, o agente refinador dos grãos destes elementos.
48a. Processo de acordo caracterizado pelo facto de ser Zr, Ti ou uma combinação com
49a Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

4,5 - 6,3 por cento em peso de Cu,

1,0 - 1,4 por cento de peso de Li,

0,3 - 0,5 por cento de peso de Mg,

0,08 - 0,2 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, ^e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.
50a. Processo de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo facto de o agente refinador dos grãos ser Zr, Ti ou uma combinação destes elementos.
51a. Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

3,5 - 7,0 por cento em peso de Cu,

0,8 - 1,8 por cento de peso de Li,

0,25 - 1,0 por cento de peso de Mg,

0,01 - 1,5 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, ^{e res}P^ectivas misturas e 0,01 - 1,5 por cento em peso de pelo menos um elemento auxiliar escolhido no grupo formado por Sn, Zn, Cd, Ge, Be, Sr, Ca e In, sendo a parte restante constituída por alumínio e ocasionais impurezas.
52a. Processo para a preparação de ligas de alumínio trabalhadas a frio envelhecidas artificialmente, de acordo

->'10 com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistiu essencialmente em 3,5 - 7,0% em peso de Cu; 0,8 - 1,8% em peso de Li; 0,25 - 1,0% em peso de Mg, 0,01 - 1,5% em peso de um agente refinador de grãos escolhidos no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, ^τί^β2 ^e respectivas misturas, sendo parte restante formada por alumínio e impurezas ocasionais, e possuir uma microestrutura que consiste essencialmente em precipitados de T^ dentro de uma matriz de solução sólida.
53a. Processo para a preparação de ligas de alumínio trabalhadas a frio envelhecidas naturalmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistiu essencialmente em 4,5 - 7,0% em peso de Cu; 1,0 - 1,4% em peso de Li; 0,3 - 0,5% em peso de Mg, 0,01 - 1,5% em peso de um agente refinador de grãos escolhidos no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, T1B2 ^e respectivas misturas, sendo parte restante formada por alumínio e impurezas ocasionais, e nas condições de têmpera , possuir uma resistência de cedência limite elástico compreendida entre 3850 e 4550 kg/cm aproximadamente, uma resistência de ruptura à tracção compreendida dentro do intervalo de 4900 a 5600 kg/cm aproximadamente e um valor do alongamento compreendida dentro do intervalo de 12 a 20 por cento, aproximadamente.
54a. Processo para a preparação de ligas de alumínio não trabalhadas a frio, envelhecidas naturalmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consiste essencialmente em 4,5 - 7,0% em peso de Cu; 1,0 - 1,4% em peso de Li; 0,3 - 0,5% em peso de Mg, 0,01 - 1,5% em peso de um agente refinador de grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, ^τί^β2 ^e respectivas misturas, sendo a parte restante !

formada por alumínio e impurezas ocasionais e, nas condições de têmpera , possuir uma resistência de cedência compreendida dentro do intervalo de cerca de 3920 2 a cerca de 4760 kg/cm e um alongamento compreendida dentro do intervalo de cerca de 12 a cerca de 20 por cento.
55a. Processo para a preparação de ligas de alumínio não trabalhadas a frio, envelhecidas naturalmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistiu essencialmente em 4,5 - 7,0% em peso de

Cu; 1,0 - 1,4% em peso de Li; 0,3 - 0,5% em peso de Mg,

0,01 - 1,5% em peso de um agente refinador de grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb,

B, ^e respectivas misturas, sendo parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais e nas condições de têmpera , possuir uma resistência de cedência compreendida dentro do intervalo de 3920 a 4760 2 kg/cm aproximadamente, uma resistência de ruptura à tracção compreendida dentro do intervalo 5600 a 6300 2 kg/cm aproximadamente e um valor do alongamento compreendida dentro do intervalo de cerca de 12 a cerca de 20 por cento aproximadamente.
56a Processo para a preparação de ligas de alumínio não trabalhadas a frio envelhecidas artificialmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

4,5 - 7,0 por cento em peso de Cu,

1,0 - 1,4 por cento de peso de Li,

0,3 - 0,5 por cento de peso de Mg,

0,01 - 1,5 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB2 θ respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais, ’(ΰί

/. ^;2ΖΖ/ '’β e, nas condições de têmpera T6 possuir uma resistência de cedência compreendida dentro do intervalo entre 5600 e 2

6300 kg/cm , aproximadamente, uma resistência de ruptura à tracção compreendida dentro do intervalo de 5950 a 7350 2 kg/cm aproximadamente e um valor do alongamento compreendido dentro do intervalo de 2 a 10 por cento, aproximadamente.
57a Processo para a preparação de ligas de alumínio trabalhadas a frio envelhecidas artificialmente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

4,5 - 7,0 por cento em peso de Cu,

1,0 - 1,4 por cento de peso de Li,

0,3 - 0,5 por cento de peso de Mg,

0,01 - 1,5 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf,

V, Nb, B, TAB2 e respectivas misturas, sendo a parte restante formada por alumínio e impurezas ocasionais, e, nas condições de têmpera T8, possuir uma resistência de cedência compreendida dentro do intervalo entre 6160 e 2

7000 kg/cm , aproximadamente, uma resistência de ruptura à tracção compreendida dentro do intervalo de 6160 a 7350 2 kg/cm aproximadamente e um valor do alongamento compreendido dentro do intervalo de 2 a 10 por cento, aproximadamente.
58a Processo para a preparação de ligas de alumínio soldáveis, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

3,5 - 7,0 por cento em peso de Cu,

0,8 - 1,8 por cento de peso de Li,

0,25 - 1,0 por cento de peso de Mg,

0,01 - 1,5 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf,

V, Nb, Β, Τ1Β2 ^e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.
59a. Processo de acordo com a reivindicação 57, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 4,0 até cerca de 7,0 por cento, em peso de Cu.
60a. Processo de acordo com a reivindicação 57, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 4,5 até cerca de 7,0 por cento, em peso de Cu.
61a. Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

3,5 - 5,0 por cento em peso de Cu,

0,8 - 1,8 por cento de peso de Li,

0,25 - 1,0 por cento de peso de Mg,

0,01 - 1,5 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr,· Mn, Ti, Hf, V, Nb, Β, T1B2 e respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.
62a. Processo de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo facto de a proporção de Cu para Li, em percentagem em peso, ser maior que 2,5.
63a. Processo de acordo ' com a reivindicação 62, caracterizado pelo facto de a proporção de Cu para Li, em percentagem em peso ser maior que 3,0.
64a. Processo de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,05 até cerca de 0,5 por cento em aproximadamente, de agente refinador dos grãos.

peso, com
65a. Processo de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,08 até cerca de 0,2 por cento em peso, aproximadamente, de agente refinador dos grãos.

60,
66a

Processo de acordo com a reivindicação caracterizado pelo facto de o agente refinador dos grãos ser constituído por Zr, Ti ou uma combinação destes.
67a. Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em

3,5 - 5,0 por cento em peso de Cu,

1,0 - 1,4 por cento de peso de Li,

0,3 - 0,5 por cento de peso de Mg,

0,05 - 0,5 por cento de peso de um agente refinador dos grãos escolhido no grupo formado por Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TÍB2 θ respectivas misturas, sendo a parte restante constituída por alumínio e impurezas ocasionais.
68a. Processo de acordo com a reivindicação 67, caracterizado pelo facto de a proporção de Cu para Li, em percentagem em peso, ser maior que 3,0.
69a. Processo de acordo com a reivindicação 66, caracterizado pelo facto de a liga final compreender desde cerca de 0,08 até cerca de 0,2 por cento em peso, aproximadamente, de agente refinador dos grãos.

a reivindicação 66, grãos
70a. Processo de acordo com caracterizado pelo facto de o agente refinador dos ser Zr, Ti ou uma combinação destes elementos.
71a. Processo para a preparação de ligas de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a liga final consistir essencialmente em