RU2684800C1 - Высокопрочные алюминиевые сплавы 5xxx и способы их изготовления - Google Patents

Высокопрочные алюминиевые сплавы 5xxx и способы их изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2684800C1
RU2684800C1 RU2017140067A RU2017140067A RU2684800C1 RU 2684800 C1 RU2684800 C1 RU 2684800C1 RU 2017140067 A RU2017140067 A RU 2017140067A RU 2017140067 A RU2017140067 A RU 2017140067A RU 2684800 C1 RU2684800 C1 RU 2684800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mass
alloy
alloys
ingot
aluminum alloy
Prior art date
Application number
RU2017140067A
Other languages
English (en)
Inventor
Джёти КАДАЛИ
Кевин Майкл ГАТЕНБИ
ДаэХоон КАН
Сазоль Кумар ДАС
Original Assignee
Новелис Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новелис Инк. filed Critical Новелис Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2684800C1 publication Critical patent/RU2684800C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/003—Aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/005—Casting ingots, e.g. from ferrous metals from non-ferrous metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/008—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of light alloys, e.g. extruded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626—Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/04—Metal casings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к алюминиевым сплавам и может быть использовано для изготовления изделий в электронной и автомобильной промышленности. Алюминиевый сплав содержит, мас.%: 0,05-0,30 Si, 0,08-0,50 Fe, 0-0,60 Cu, 0,31-0,60 Mn, 4,9-7,0 Mg, 0-0,25 Cr, 0,01-0,20 % Zn, 0-0,15 Ti и до 0,15 примесей, остальное Al. Способ получения металлического продукта включает литье алюминиевого сплава с прямым охлаждением с получением слитка, гомогенизацию слитка с получением множества частиц α-AlFeMnSi в слитке, охлаждение слитка до температуры 450°С или менее, горячую прокатку с получением прокатного продукта, обеспечение возможности самоотжига прокатного продукта и холодную прокатку до конечного размера. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 пр., 10 табл., 11 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки США №62/171344, поданной 5 июня 2015 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
В настоящем документе предложены новые составы алюминиевых сплавов и способы их изготовления и обработки. В некоторых случаях сплавы, описанные в настоящем документе, демонстрируют высокую способность к формованию, высокую прочность и коррозионную стойкость. Сплавы, описанные в настоящем документе, также обладают высокой способностью к вторичной переработке. Сплавы, описанные в настоящем документе, могут быть использованы в электронике, на транспорте, в промышленных и автомобильных применениях и других отраслях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Весьма востребованы пригодные для вторичной переработки алюминиевые сплавы, которые могут быть использованы во многих применениях, включая применение в электронике и на транспорте. Такие сплавы должны демонстрировать высокую прочность, высокую способность к формованию и коррозионную стойкость. Однако получение таких сплавов сопряжено с трудностями, поскольку горячая прокатка составов, которые потенциально обладают необходимыми свойствами, зачастую приводит к растрескиванию кромок и склонности к образованию горячих трещин.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем документе предложены новые алюмосодержащие сплавы серии 5XXX. Такие сплавы демонстрируют высокую прочность, высокую способность к формованию и коррозионную стойкость. Указанные сплавы могут быть использованы, например, в электронике, на транспорте, в промышленных и автомобильных применениях. Алюминиевые сплавы, описанные в настоящем документе, содержат примерно 0,05 – 0,30 масс. % Si, 0,08 – 0,50 масс. % Fe, 0 – 0,60 масс. % Cu, 0 – 0,60 масс. % Mn, 4,0 – 7,0 масс. % Mg, 0 – 0,25 масс. % Cr, 0 – 0,20 масс. % Zn, 0 – 0,15 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, а остальное составляет Al. В тексте настоящей заявки все элементы указаны в массовых процентах (масс. %) от общей массы сплава. В некоторых примерах алюминиевый сплав содержит примерно 0,05 – 0,30 масс. % Si, 0,1 – 0,50 масс. % Fe, 0 – 0,60 масс. % Cu, 0,10 – 0,60 масс. % Mn, 4,5– 7,0 масс. % Mg, 0 – 0,25 масс. % Cr, 0 – 0,20 масс. % Zn, 0 – 0,15 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, а остальное составляет Al. В некоторых примерах алюминиевый сплав содержит примерно 0,10 – 0,20 масс. % Si, 0,20 – 0,35 масс. % Fe, 0,01 – 0,25 масс. % Cu, 0,20 – 0,55 масс. % Mn, 5,0– 6,5 масс. % Mg, 0,01 – 0,25 масс. % Cr, 0,01 – 0,20 масс. % Zn, 0 – 0,1 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, а остальное составляет Al. В некоторых примерах алюминиевый сплав содержит примерно 0,10 – 0,15 масс. % Si, 0,20 – 0,35 масс. % Fe, 0,1 – 0,25 масс. % Cu, 0,20 – 0,50 масс. % Mn, 5,0– 6,0 масс. % Mg, 0,05 – 0,20 масс. % Cr, 0,01 – 0,20 масс. % Zn, 0 – 0,05 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, а остальное составляет Al. При необходимости, алюминиевый сплав содержит примерно 0,05 – 0,15 масс. % Si, 0,09 – 0,15 масс. % Fe, 0 – 0,05 масс. % Cu, 0 – 0,10 масс. % Mn, 4,0– 5,5 масс. % Mg, 0 – 0,20 масс. % Cr, 0 – 0,05 масс. % Zn, 0 – 0,05 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, а остальное составляет Al. Сплав может содержать частицы α-AlFeMnSi. Сплав может быть получен литьем (например, прямым литьем или непрерывным литьем), гомогенизацией, горячей прокаткой, холодной прокаткой и отжигом. В настоящем документе предложены также продукты, содержащие алюминиевый сплав, описанный в настоящем документе. Продукты могут включать, но не ограничиваются ими, детали автомобильных кузовов (например, внутренние панели), корпусы для электронных устройств (например, внешние корпусы мобильных телефонов и нижний корпус планшета), а также детали корпусов транспортных средств.
В настоящем документе также предложены способы обработки алюминиевого слитка или получения металлического продукта. Указанные способы включают стадии литья алюминиевого сплава, описанного в настоящем документе, с получением слитка; гомогенизации слитка с получением множества частиц α-AlFeMnSi в слитке; охлаждения слитка до температуры 450°С или менее; горячей прокатки слитка с получением прокатного продукта; при необходимости, холодной прокатки прокатного продукта до промежуточного размера; обеспечения возможности самоотжига прокатного продукта; и холодной прокатки прокатного продукта до конечного размера. В настоящем документе предложены также продукты (например, детали автомобильных кузовов, корпуса для электронных устройств и детали корпусов транспортных средств), полученные в соответствии с указанными способами.
Другие объекты и преимущества настоящего изобретения станут понятны из следующего подробного описания неограничивающих примеров настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлена блок-схема, демонстрирующая технологические схемы изготовления сплавов, описанных в настоящем документе.
На фиг. 2A представлена диаграмма, иллюстрирующая прочность при растяжении опытных образцов сплавов, описанных в настоящем документе, и контрольного образца сплава. На фиг. 2B представлена диаграмма, иллюстрирующая предел прочности при разрыве опытных образцов сплавов, описанных в настоящем документе, и контрольного образца сплава. На фиг. 2C представлена диаграмма, иллюстрирующая процентное удлинение опытных образцов сплавов, описанных в настоящем документе, и контрольного образца сплава. На фиг. 2A, 2B и 2C «B» изображен контрольный образец сплава K5182, а «A1», «A2», «A3» и «A4» изображают опытные образцы сплавов.
На фиг. 3A представлена диаграмма, демонстрирующая влияние Mg на свойства при растяжении сплавов A2 (4,5 масс. % Mg), A3 (5,2 масс. % Mg) и A4 (6,0 масс. % Mg) в отожженном состоянии термообработки перед испытанием. На фиг. 3B представлена диаграмма, демонстрирующая влияние Mg на свойства при растяжении сплавов A2, A3 и A4 в состоянии термообработки H38, при проведении стабилизации при 135°C перед испытанием. На фиг. 3C представлена диаграмма, демонстрирующая влияние Mg на свойства при растяжении сплавов A2, A3 и A4 в состоянии термообработки H38, при проведении стабилизации при 185°С перед испытанием.
На фиг. 4 представлена фотография примеров сплавов, которым порядковый номер присвоен на основании внешнего вида поверхности.
На фиг. 5 представлена диаграмма, демонстрирующая потерю массы после стабилизации образцов при 135°C (левый столбец для каждого образца), 185°C (средний столбец для каждого образца) и 350°C (правый столбец для каждого образца) для сплавов K5182 (обозначенных «B») и сплавов A1, A2, A3 и A4 и сплава G.
На фиг. 6A представлена фотография материала сплава G после стабилизации при температуре 100 – 130°С.На фиг. 6B представлена фотография сплава A4 после стабилизации при 135°С.
На фиг. 7 представлена серия фотографий, демонстрирующих влияние стабилизации при 135°С, стабилизации при 185°С и полного отжига при 350°С на микроструктуру сплавов A1, A3 и A4.
На фиг. 8A представлена диаграмма зависимости прочности от процента холодной деформации сплава A4, полученного при температуре стабилизации 135°С.На фиг. 8B представлена диаграмма зависимости прочности от процента холодной деформации сплава A4, полученного при температуре стабилизации 185°С.
На фиг. 9 представлена блок-схема, демонстрирующая технологические схемы изготовления сплавов, описанных в настоящем документе.
На фиг. 10A представлена диаграмма, демонстрирующая влияние кислотного анодирования на опытный образец сплава примера 1, контрольный образец сплава AA5052 и контрольный образец сплава AA5182. На диаграмме показана яркость (обозначенная «L»; левый столбец в каждой группе), индекс белизны (обозначенный «WI»; правый столбец в каждой группе) и индекс желтизны (обозначенный «YI»; ромбы на диаграмме).
На фиг. 10B представлена диаграмма, демонстрирующая влияние щелочного анодирования на опытный образец сплава примера 1, контрольный образец сплава AA5052 и контрольный образец сплава AA5182. На диаграмме показана яркость (обозначенная «L»; левый столбец в каждой группе), индекс белизны (обозначенный «WI»; правый столбец в каждой группе) и индекс желтизны (обозначенный «YI»; ромбы на диаграмме).
На фиг. 11 представлена диаграмма, демонстрирующая свойства при растяжении опытного образца сплава примера 1, AA5052 и AA5182). На диаграмме показана предел прочности при разрыве (обозначенный «YS»; левый столбец в каждой группе), предел прочности при растяжении (обозначенный «UTS»; правый столбец в каждой группе), равномерное удлинение (обозначенное «Равн.удл. (%)»; ромбы на диаграмме) и общее удлинение (обозначенное «Общ.удл. (%)»; круги на диаграмме).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем документе описаны новые алюминиевые сплавы серии 5XXX, которые демонстрируют высокую прочность и высокую способность к формованию. Сплавы, описанные в настоящем документе, также не восприимчивы к межкристаллитной коррозии и обладают высокой способностью к вторичной переработке. В мягкоотожженном состоянии указанные сплавы демонстрируют высокую способность к формованию, что обеспечивает возможность их применения для получения сложных геометрических форм. Неожиданно было обнаружено, что сплавы, описанные в настоящем документе, также демонстрируют высокую способность к формованию и в других состояниях термообработки. Свойства высокой прочности, высокой способности к формованию и коррозионной стойкости являются неизменными и сохраняются в течение всего срока эксплуатации продуктов, полученных с применением таких сплавов. Другими словами, при хранении, обработке или эксплуатации старение материала является незначительным или отсутствует.
Состав сплава
Сплавы, описанные в настоящем документе, представляют собой новые алюмосодержащие сплавы серии 5XXX. Такие сплавы демонстрируют высокую прочность, высокую способность к формованию и коррозионную стойкость. Свойства сплавов достигнуты благодаря элементному составу сплава. В частности, сплав может иметь следующий элементный состав, указанный в таблице 1.
Таблица 1
Элемент Массовый процент (масс. %)
Si 0,05 – 0,30
Fe 0,08 – 0,50
Cu 0 – 0,60
Mn 0 – 0,60
Mg 4,0 – 7,0
Cr 0 – 0,25
Zn 0 – 0,20
Ti 0 – 0,15
Прочие 0 – 0,05 (каждый)
0 – 0,15 (всего)
Al Остальное
В некоторых примерах сплав может иметь следующий элементный состав, указанный в таблице 2.
Таблица 2
Элемент Массовый процент (масс. %)
Si 0,10 – 0,20
Fe 0,20 – 0,35
Cu 0,01 – 0,25
Mn 0,2 – 0,55
Mg 5,0 – 6,5
Cr 0,01 – 0,25
Zn 0,01 – 0,20
Ti 0 – 0,1
Прочие 0 – 0,05 (каждый)
0 – 0,15 (всего)
Al Остальное
В некоторых примерах сплав может иметь следующий элементный состав, указанный в таблице 3.
Таблица 3
Элемент Массовый процент (масс. %)
Si 0,10 – 0,15
Fe 0,20 – 0,35
Cu 0,1 – 0,25
Mn 0,20 – 0,50
Mg 5,0 – 6,0
Cr 0,05 – 0,20
Zn 0,01 – 0,20
Ti 0 – 0,05
Прочие 0 – 0,05 (каждый)
0 – 0,15 (всего)
Al Остальное
В некоторых примерах сплав может иметь следующий элементный состав, указанный в таблице 4.
Таблица 4
Элемент Массовый процент (масс. %)
Si 0,05 – 0,15
Fe 0,09 – 0,15
Cu 0 – 0,05
Mn 0 – 0,10
Mg 4,0 – 5,5
Cr 0 – 0,20
Zn 0 – 0,05
Ti 0 – 0,05
Прочие 0 – 0,05 (каждый)
0 – 0,15 (всего)
Al Остальное
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, содержит кремний (Si) в количестве от 0,05% до 0,30% (например, от 0,10% до 0,20%, от 0,10% до 0,15% или от 0,05% до 0,15%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14%, 0,15%, 0,16%, 0,17%, 0,18%, 0,19%, 0,20%, 0,21%, 0,22%, 0,23%, 0,24%, 0,25%, 0,26%, 0,27%, 0,28%, 0,29% или 0,30% Si. Все значения выражены в масс. %.
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, также содержит железо (Fe) в количестве от 0,08% до 0,50% (например, от 0,1% до 0,50%, от 0,20% до 0,35% или от 0,09% до 0,15%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14%, 0,15%, 0,16%, 0,17%, 0,18%, 0,19%, 0,20%, 0,21%, 0,22%, 0,23%, 0,24%, 0,25%, 0,26%, 0,27%, 0,28%, 0,29%, 0,30%, 0,31%, 0,32%, 0,33%, 0,34%, 0,35%, 0,36%, 0,37%, 0,38%, 0,39%, 0,40%, 0,41%, 0,42%, 0,43%, 0,44%, 0,45%, 0,46%, 0,47%, 0,48%, 0,49% или 0,50% Fe. Все значения выражены в масс. %.
В некоторых примерах описанный сплав содержит медь (Cu) в количестве до 0,60% (например, от 0,01% до 0,25%, от 0,1% до 0,25% или от 0% до 0,05%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14%, 0,15%, 0,16%, 0,17%, 0,18%, 0,19%, 0,20%, 0,21%, 0,22%, 0,23%, 0,24%, 0,25%, 0,26%, 0,27%, 0,28%, 0,29%, 0,30%, 0,31%, 0,32%, 0,33%, 0,34%, 0,35%, 0,36%, 0,37%, 0,38%, 0,39%, 0,40%, 0,41%, 0,42%, 0,43%, 0,44%, 0,45%, 0,46%, 0,47%, 0,48%, 0,49%, 0,50%, 0,51%, 0,52%, 0,53%, 0,54%, 0,55%, 0,56%, 0,57%, 0,58%, 0,59% или 0,60% Cu. В некоторых случаях Cu отсутствует в сплаве (т.е. составляет 0%). Все значения выражены в маcс.%.
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, может содержать марганец (Mn) в количестве до 0,60% (например, от 0,10% до 0,60%, от 0,40% до 0,55%, от 0,40% до 0,50% или от 0% до 0,1%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14%, 0,15%, 0,16%, 0,17%, 0,18%, 0,19%, 0,20%, 0,21%, 0,22%, 0,23%, 0,24%, 0,25%, 0,26%, 0,27%, 0,28%, 0,29%, 0,30%, 0,31%, 0,32%, 0,33%, 0,34%, 0,35%, 0,36%, 0,37%, 0,38%, 0,39%, 0,40%, 0,41%, 0,42%, 0,43%, 0,44%, 0,45%, 0,46%, 0,47%, 0,48%, 0,49%, 0,50%, 0,51%, 0,52%, 0,53%, 0,54%, 0,55%, 0,56%, 0,57%, 0,58%, 0,59% или 0,60% Mn. В некоторых случаях Mn отсутствует в сплаве (т.е. составляет 0%). Все значения выражены в маcс.%. При его наличии, содержание Mn приводит к выделению частиц α-AlFeMnSi в процессе гомогенизации, что приводит к дополнительному упрочнению дисперсной фазы.
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, может содержать магний (Mg) в количестве от 4,0 до 7,0% (например, от 4,5% до 7,0%, от 5,0% до 6,5%, от 5,0% до 6,0% или от 4,0% до 5,5%). В некоторых примерах сплав может содержать 4,0%, 4,1%, 4,2%, 4,3%, 4,4%, 4,5%, 4,6%, 4,7%, 4,8%, 4,9%, 5,0%, 5,1%, 5,2%, 5,3%, 5,4%, 5,5%, 5,6%, 5,7%, 5,8%, 5,9%, 6,0%, 6,1%, 6,2%, 6,3%, 6,4%, 6,5%, 6,6%, 6,7%, 6,8%, 6,9% или 7,0% Mg. Все значения выражены в маcс.%. Включение Mg в сплавы, описанные в настоящем документе, в количестве от 5,0 до 7,0% упомянуто как «высокое содержание Mg». Mg может быть включен в сплавы, описанные в настоящем документе, в качестве элемента для упрочнения твердого раствора для указанного сплава. Как дополнительно описано ниже и как показано в примерах, высокое содержание Mg приводит к достижению требуемой прочности и способности к формованию, без ухудшения стойкости материалов к коррозии.
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, содержит хром (Cr) в количестве до 0,25% (например, от 0,01% до 0,25% или от 0,05% до 0,20%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14%, 0,15%, 0,16%, 0,17%, 0,18%, 0,19%, 0,20%, 0,21%, 0,22%, 0,23%, 0,24% или 0,25% Cr. В некоторых случаях Cr отсутствует в сплаве (т.е. составляет 0%). Все значения выражены в масс. %.
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, содержит цинк (Zn) в количестве до 0,20% (например, от 0,01% до 0,20% или от 0% до 0,05%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14%, 0,15%, 0,16%, 0,17%, 0,18%, 0,19% или 0,20% Zn. В некоторых случаях Zn отсутствует в сплаве (т.е. составляет 0%). Все значения выражены в масс. %.
В некоторых примерах сплав, описанный в настоящем документе, содержит титан (Ti) в количестве до 0,15% (например, от 0% до 0,1% или от 0% до 0,05%) относительно общей массы сплава. Например, сплав может содержать 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04%, 0,05%, 0,06%, 0,07%, 0,08%, 0,09%, 0,10%, 0,11%, 0,12%, 0,13%, 0,14% или 0,15% Ti. В некоторых случаях Ti отсутствует в сплаве (т.е. составляет 0%). Все значения выражены в масс. %.
При необходимости, в состав сплавов, описанных в настоящем документе, могут дополнительно входить другие второстепенные элементы, иногда упоминаемые как примеси, каждый в количестве 0,05% или менее, 0,04% или менее, 0,03% или менее, 0,02% или менее, или 0,01% или менее. Указанные примеси могут включать, но не ограничиваются ими, V, Zr, Ni, Sn, Ga, Ca или их комбинации. Соответственно, V, Zr, Ni, Sn, Ga или Ca могут присутствовать в сплавах в количестве 0,05% или менее, 0,04% или менее, 0,03% или менее, 0,02% или менее, или 0,01% или менее. В некоторых случаях сумма всех примесей не превышает 0,15% (например, 0,10%). Все значения выражены в масс. %. Остальное процентное содержание сплава составляет алюминий.
Способы изгтовления
Сплавы, описанные в настоящем документе, могут быть отлиты в слитки способом литья с прямым охлаждением (Direct Chill, DC) или могут быть отлиты способом непрерывного литья (Continuous Casting, CC). Процесс литья осуществляют в соответствии со стандартами, обычно используемыми в алюминиевой промышленности, известными специалистам в данной области техники. Процесс CC может включать, но не ограничивается этим, применение двухленточных установок литья, двухвальцовых установок литья или блочных установок литья. В некоторых примерах процесс литья осуществляют способом CC с получением плоской заготовки, полосы или т.п.В некоторых примерах процесс литья представляет собой способ литья DC с получением литого слитка.
Литой слиток, плоская заготовка или полоса может быть затем обработана на следующих технологических стадиях. При необходимости, следующие технологические стадии могут быть использованы для получения листов. Такие технологические стадии включают, но не ограничиваются ими, стадию гомогенизации, стадию горячей прокатки, при необходимости первую стадию холодной прокатки с получением промежуточного размера, стадии отжига и вторую стадии холодной прокатки до конечного размера. Технологические стадии описаны ниже в отношении литого слитка. Однако указанные технологические стадии могут быть использованы также для литой плоской заготовки или полосы, с применением модификаций, известных специалистам в данной области техники.
Гомогенизацию осуществляют для осаждения частиц α-AlFeMnSi. Частицы α-AlFeMnSi могут обусловливать образование дисперсных фаз в процессе последующего упрочнения. На стадии гомогенизации слиток, полученный из составов сплавов, описанных в настоящем документе, нагревают до достижения пиковой температуры металла по меньшей мере 470°C (например, по меньшей мере 475°C, по меньшей мере 480°C, по меньшей мере 485°C, по меньшей мере 490°C, по меньшей мере 495°C, по меньшей мере 500°C, по меньшей мере 505°C, по меньшей мере 510°C, по меньшей мере 515°C, по меньшей мере 520°C или по меньшей мере 530°C). В некоторых примерах слиток нагревают до температуры от 500°C до 535°C. Скорость нагревания до пиковой температуры металла является достаточно низкой для обеспечения времени, необходимого для растворения фазы Al5Mg8. Например, скорость нагревания до пиковой температуры металла может составлять 50°С/час или менее, 40°С/час или менее, или 30°С/час или менее. Затем слиток подвергают выдержке (т.е. выдерживают при указанной температуре) в течение определенного периода времени на первой стадии. В некоторых случаях слиток подвергают выдержке в течение до 5 часов (например, от 30 минут до 5 часов, включительно). Например, слиток может быть выдержан при температуре по меньшей мере 500°С в течение 30 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов или 5 часов.
При необходимости, стадия гомогенизации, описанная в настоящем документе, может представлять собой двухстадийный процесс гомогенизации. В таких случаях процесс гомогенизации может включать описанные выше стадии нагревания и выдержки, которые могут быть упомянуты как первая стадия, и может дополнительно включать вторую стадию. На второй стадии процесса гомогенизации температуру слитка повышают до температуры выше, чем температура, используемая на первой стадии процесса гомогенизации. Температура слитка может быть увеличена, например, до температуры, которая по меньшей мере на пять градусов Цельсия выше, чем температура слитка на первой стадии процесса гомогенизации. Например, температура слитка может быть увеличена до температуры по меньшей мере 475°С (например, по меньшей мере 480°С, по меньшей мере 485°С, по меньшей мере 490°С, по меньшей мере 495°С, по меньшей мере 500°С, по меньшей мере 505°С, по меньшей мере 510°С, по меньшей мере 515°С, по меньшей мере 520°С, по меньшей мере 525°С, по меньшей мере 530°С или по меньшей мере 535°С). Скорость нагревания до температуры второй стадии гомогенизации может составлять 5°С/час или менее, 3°С/час или менее, или 2,5°С/час или менее. Затем слиток подвергают выдержке в течение определенного периода времени на второй стадии. В некоторых случаях слиток подвергают выдержке в течение до 5 часов (например, от 15 минут до 5 часов, включительно). Например, слиток может быть выдержан при температуре по меньшей мере 475°С в течение 30 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов или 5 часов. После гомогенизации слиток может быть оставлен для охлаждения до комнатной температуры в окружающей атмосфере.
Стадию гомогенизации необходимо осуществлять до конца для исключения низкоплавких компонентов и предотвращения растрескивания кромок. Неполная гомогенизация вызывает обширное растрескивание кромок, обусловленное сегрегацией выделившейся фазы Mg5Al8. Таким образом, в некоторых случаях содержание Mg5Al8 минимизировано или исключено до горячей прокатки, что может улучшать технологические свойства.
После стадии гомогенизации может быть осуществлена стадия горячей прокатки. Во избежание растрескивания слитка на стадии горячей прокатки, температура слитка может быть уменьшена до температуры ниже, чем температура эвтектического плавления выделившихся фаз Mg5Al8 (т.е. 450°C). Таким образом, перед началом горячей прокатки гомогенизированный слиток может быть оставлен для остывания до температуры примерно 450°С или менее. Затем слитки могут быть прокатаны в горячем состоянии до толщины 12 мм или менее. Например, слитки могут быть прокатаны в горячем состоянии до толщины 10 мм или менее, до толщины 9 мм или менее, до толщины 8 мм или менее, до толщины 7 мм или менее, до толщины 6 мм или менее, до толщины 5 мм или менее, до толщины 4 мм или менее, до толщины 3 мм или менее, до толщины 2 мм или менее, или до толщины 1 мм или менее. В некоторых примерах слитки могут быть прокатаны в горячем состоянии до толщины 2,8 мм. Горячекатаная заготовка может быть затем подвержена процессу отжига при температуре от примерно 300°С до 450°С.
При необходимости, затем может быть осуществлена стадия холодной прокатки с получением промежуточного размера. Затем прокатанная заготовка может быть подвержена процессу отжига при температуре от примерно 300°С до примерно 450°С с временем выдержки примерно 1 час и контролируемым охлаждением до комнатной температуры со скоростью примерно 50°С/час.Альтернативно, может быть осуществлен процесс периодического отжига или процесс непрерывного отжига. После отжига прокатанная заготовка может быть прокатана в холодном состоянии до конечной толщины от 0,2 мм до 7 мм. Холодная прокатка может быть осуществлена для получения конечной толщины, представляющей собой общее уменьшение толщины заготовки на 20%, 50%, 75% или 85%. В некоторых случаях полученный лист может быть стабилизирован посредством выдерживания листа при температуре от 100°С до 250°С (например, 135°С, 160°С, 185°С или 200°С) в течение от 30 минут до 2 часов (например, 1 часа).
Полученные листы сочетают требуемые свойства, описанные в настоящем документе, включая высокую прочность, невосприимчивость к межкристаллитной коррозии и высокую способность к формованию в различных состояниях термообработки, включая отожженное состояние термообработки и состояния термообработки H3X, где состояния термообработки H3X включают H32, H34, H36 или H38. В отожженном состоянии термообработки указанные сплавы могут демонстрировать предел прочности при растяжении более 310 МПа, предел прочности при разрыве более 160 МПа и процентное удлинение более 22%. В состоянии термообработки H3X указанные сплавы могут демонстрировать предел прочности при растяжении более 420 МПа, предел прочности при разрыве более 360 МПа и процентное удлинение более 12%.
Сплавы и способы, описанные в настоящем документе, могут быть использованы, помимо прочего, в автомобилях, в электронике и в транспортных средствах. В некоторых случаях сплавы могут быть использованы в отожженном состоянии термообработки, в состоянии термообработки H2X, F, T4, T6 и H3X для тех применений, где необходимы сплавы с высокой способностью к формованию. Как указано выше, состояния термообработки H3X включают H32, H34, H36 или H38. В некоторых случаях указанные сплавы подходят для тех применений, в которых температура обработки и эксплуатации составляет 150°С или менее. Например, сплавы и способы, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для изготовления деталей кузовов автомобилей, таких как внутренние панели. Сплавы и способы, описанные в настоящем документе, также могут быть использованы для изготовления корпусов для электронных устройств, включая мобильные телефоны и планшеты. В некоторых случаях указанные сплавы могут быть использованы для изготовления корпусов для внешнего корпуса мобильных телефонов (например, смартфонов) и нижнего корпуса планшета.
Следующие примеры служат для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения, но при этом они не представляют собой какое-либо его ограничение. Напротив, очевидно, что могут быть использованы различные варианты реализации, модификации и их эквиваленты, которые после прочтения настоящего описания могут стать понятны для специалистов в данной области техники без отклонения от сущности настоящего изобретения.
Пример 1
Сплавы, описанные в настоящем документе, были подготовлены с применением или без применения стадии необязательной холодной прокатки до промежуточного размера (см. фиг. 1). В частности, слитки предварительно нагревали от комнатной температуры до 525°С и выдерживали в течение трех часов. В способе обработки без необязательной стадии холодной прокатки до промежуточного размера слитки затем прокатывали в горячем состоянии до толщины 2,8 мм, подвергали отжигу при 450°С в течение 1 часа, затем охлаждали до комнатной температуры со скоростью 50°С/час, а затем прокатывали в холодном состоянии до конечной толщины, представляющей собой общее уменьшение толщины заготовки на 85%. Полученные листы оставляли стабилизироваться при 135°С или при 185°С в течение 1 часа. В способе обработки с необязательной стадией холодной прокатки до промежуточного размера слитки прокатывали в горячем состоянии до толщины 2,8 мм, прокатывали в холодном состоянии до промежуточного размера, подвергали отжигу при 300-450°С в течение 1 часа, а затем прокатывали в холодном состоянии до конечной толщины, соответствующей общему уменьшению толщины заготовки на 50% или 75%. Полученные листы оставляли стабилизироваться при 135°С или при 185°С в течение 1 часа. Процесс отжига может представлять собой контролируемое нагревание и охлаждение, как описано выше, или альтернативно может представлять собой стадию периодического отжига или непрерывного отжига.
Пример 2
Получали или изготавливали пять сплавов для испытания удлинения при растяжении (см. таблицу 5). Сплавы K5182, A1, A2, A3 и A4 получали в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В частности, слитки, имеющие состав, указанный ниже в таблице 4, нагревали до 525°С и выдерживали в течение 3 часов. Затем слитки прокатывали в горячем состоянии до толщины 2,8 мм, прокатывали в холодном состоянии до промежуточной толщины и подвергали отжигу при 300-450°С в течение 1 часа, затем охлаждали до комнатной температуры со скоростью 50°С/час.
Затем осуществляли холодную прокатку до конечной толщины от примерно 0,43 мм до 0,46 мм (общее уменьшение толщины на 50% или на 75%). Полученные листы оставляли стабилизироваться при 135°С или при 185°С в течение 1 часа. Элементный состав испытанных сплавов представлен в таблице 5, где остальную часть составляет алюминий. Элементный состав указан в массовых процентах. Сплав K5182 представляет собой промышленный сплав, выпускаемый компанией Novelis, Inc. (Атланта, штат Джорджия). Сплавы A1, A2, A3 и A4 представляют собой опытные образцы сплавов, полученных для испытаний при растяжении, испытаний сгибаемости и коррозионной стойкости, описанных ниже.
Таблица 5
Сплав Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti
K5182 0,1 0,27 0,06 0,40 4,5 0,01 0,01 0,01
A1 0,1 0,27 0,20 0,50 4,5 0,15 0,20 0,015
A2 0,25 0,27 0,20 0,70 4,5 0,10 0,20 0,015
A3 0,1 0,27 0,20 0,50 5,2 0,15 0,20 0,015
A4 0,1 0,27 0,06 0,40 6,0 0,01 0,01 0,01
Все значения выражены в масс. %.
Пригодность для вторичной переработки
Пригодность для вторичной переработки оценивали для каждого из сплавов из таблицы 5. Содержание вторичного материала и первичного материала указано в таблице 6. Содержание вторичного материала является оценочным значением, рассчитанным с помощью известных моделей, объединяющих химические составы металлолома из различных источников.
Таблица 6
K5182 A1 A2 A3 A4
Содержание вторичного материала 38% 92% 79% 92% 38%
Содержание первичного материала 39% 5% 14% 5% 39%
Механические свойства
Данные прочности при растяжении, предела прочности при разрыве и удлинения получали для каждого сплава из таблицы 5. Испытание проводили в соответствии с ASTM B557. Сравнивали данные прочности при растяжении, предела прочности при разрыве и удлинения, полученные для четырех опытных образцов сплавов и K5182, как показано на фиг. 2A, 2B и 2C, соответственно. Данные, полученные для K5182, включали в качестве эталонного сравнения и обозначали на фиг. 2A-2C буквой «B». Перед проведением испытания при растяжении все сплавы были в отожженном состоянии термообработки.
Четыре опытных образца сплава и K5182 из таблицы 5 получали в отожженном состоянии термообработки, в состоянии термообработки H38 со стабилизацией при 135°С и в состоянии термообработки H38 со стабилизацией при 185°C. Получали данные прочности при растяжении, предела прочности при разрыве и удлинения, представленные в таблице 7. Испытание проводили в соответствии с ASTM B557.
Таблица 7
Сплав Состояние термообработки UTS (МПа) YS (МПа) Удл. (%)
Исходное значение Отожженное 300 152 23
A1 314 162 23
A2 313 164 22
A3 332 168 22
A4 337 166 26
Исходное значение H38
(135°C)		 419 362 8
A1 453 395 7,7
A2 455 404 7,0
A3 480 415 8,4
A4 482 407 8,5
Исходное значение H38
(185°C)		 402 336 9,2
A1 431 368 8,8
A2 434 377 8,2
A3 456 383 8,2
A4 460 370 9,6
Для определения влияния содержания Mg в сплавах на механические свойства полученных листов сравнивали механические свойства сплавов A2, A3 и A4. Сплавы A2, A3 и A4 содержат 4,5, 5,2 и 6,0 масс. %, соответственно. На фиг. 3A показано влияние Mg на свойства при растяжении сплавов A2, A3 и A4 в отожженном состоянии термообработки перед проведением испытания. На фиг. 3B показано влияние Mg на свойства при растяжении сплавов A2, A3 и A4 в состоянии термообработки H38, при проведении стабилизации при 135°C перед испытанием. На фиг. 3C показано влияние Mg на свойства при растяжении сплавов A2, A3 и A4 в состоянии термообработки H38, при проведении стабилизации при 185 ℃ перед испытанием. Прочность при растяжении сплавов A3 и A4, содержащих 5,2 масс. % и 6,0 масс. % Mg, соответственно, была неизменно выше, чем аналогичный показатель сплава A2, который содержит Mg в количестве 4,5 масс. %.
Сгибаемость
Сгибаемость определяли для каждого опытного образца сплава, контрольного образца материала K5182 и сплава G, имеющегося в продаже под названием сплав GM55 у компании Sumitomo (Япония). Сгибаемость определяли посредством измерения способности к загибу кромок под углом 90-180° с радиусом 0,5 мм. Затем образцы классифицировали по шкале от 1 до 4 на основании внешнего вида в области сгиба. Оценка «1» означает хороший внешний вид поверхности без трещин. Оценка «4» означает, что образец содержит короткие и/или длинные трещины в области сгиба. Иллюстративные фотографии поверхности сплавов для каждой из доступных оценок представлены на фиг. 4. Результаты представлены для каждого из сплавов в отожженном состоянии термообработки; в состоянии термообработки H38, когда стабилизацию проводили при 135°С; и в состоянии термообработки H38, когда стабилизацию проводили при 185°С (см. таблицу 8).
Таблица 8
Сплав Состояние термообработки Оценка
K5182 Отожженное 1
A1 1
A2 1
A3 1
A4 1
K5182 H38 (135°C) 3
A1 4
A2 4
A3 4
A4 4
K5182 H38 (185°C) 3
A1 4
A2 4
A3 4
A4 4
Сплав G H38 1
Коррозионная Стойкость
Коррозионную стойкость определяли для каждого из опытных образцов сплавов A1 – A4, K5182 и для сплава G, используя испытание межкристаллитной коррозии NAMLT («испытание потери массы с азотной кислотой»; ASTM-G67). Степень потери массы после стабилизации образцов при 135°С, 185°С и 350°С (где происходит полный отжиг) представлена на фиг. 5. Как показано на фиг. 5, потеря массы происходит после выдерживания образцов при температуре стабилизации 135°С и 185°С в течение 1 часа. На фиг. 6A показано влияние выдерживания материала сплава G при температуре стабилизации 100-130°С.На фиг. 6B показано влияние выдерживания материала сплава A4 при температуре стабилизации 135°С. Влияние стабилизации при 135°С, стабилизации при 185°С и полного отжига при 350°С также показано для сплавов A1, A3 и A4 на фиг. 7.
Влияние процента холодной деформации на механические свойства
Для определения влияния процента холодной деформации (CW) на механические свойства проводили сравнение механических свойств сплавов A1, A4 и сплава G. Сплавы A1 и A4 получали при значении процента холодной деформации 50% и 75%, и определяли прочность при растяжении, предел прочности при разрыве, процентное удлинение и загиб кромок. Результаты представлены в Таблице 9.
Таблица 9
Сплав Состояние Т-ра стабилизации Толщина (мм) UTS (МПа) YS (МПа) Удл. % Испытание загиба кромок
A1 75% CW 135 oC 0,435 432 373 8 4
50% CW 0,448 402 332 8 1
A4 75% CW 0,437 457 373 10 3
50% CW 0,452 423 327 11 1
A1 75% CW 185 oC 0,453 418 354 7 3
50% CW 0,455 399 323 9 1
A4 75% CW 0,434 444 352 9 3
50% CW 0,456 415 315 13 1
Сплав G H3X 0,397 394 313 10 1
Для сплава A4 строили график зависимости прочности от процента холодной деформации (CW) материалов, полученных при температуре стабилизации 135°С (фиг.8A) и 185°С (фиг.8B). Модификация процесса с применением 50% CW существенно влияет на механические свойства сплава A4, который представляет собой сплав с высоким содержанием Mg. Механические свойства были выше, чем для сплава G, и сгибаемость, продемонстрированная в испытании загиба кромок, также была высокой.
Пример 3
Сплавы, описанные в настоящем документе, получали в соответствии с одним из способов, представленных на фиг. 9. В первом способе литые слитки предварительно нагревали от комнатной температуры до 515°С и выдерживали в течение 1 часа. Общее время, затраченное на предварительное нагревание и выдержку, составляло в среднем 10 часов. Затем слитки прокатывали в горячем состоянии при 340°С в течение 1 часа до толщины 4,5 мм, подвергали отжигу при 300°С в течение 3 часов с получением толщины 1,0 мм, а затем прокатывали в холодном состоянии до конечной толщины 0,7 мм, соответствующей уменьшению толщины на 30% относительно толщины отожженной заготовки. Полученные листы оставляли стабилизироваться при 135°С в течение 1 часа. Во втором способе литые слитки предварительно нагревали, выдерживали и прокатывали в горячем состоянии, как описано выше для первого способа. Стадию отжига осуществляли при 330°С в течение 1 часа с получением толщины 2,0 мм, а затем прокатывали в холодном состоянии до конечной толщины 0,7 мм, соответствующей уменьшению толщины на 65% относительно толщины отожженной заготовки. Полученные листы оставляли стабилизироваться при 160°С в течение 1 часа.
В третьем способе литые слитки предварительно нагревали от комнатной температуры до 480°С и подвергали выдержке в течение 2 часов. Затем слитки нагревали до второй температуры 525°С и подвергали выдержке в течение еще 2 часов. Общее время, затраченное на стадии предварительного нагревания, выдержки, нагревания и дополнительной выдержки, составляло в среднем 14 часов. Затем слитки прокатывали в горячем состоянии при 340°С в течение 1 часа до толщины 10,5 мм, подвергали отжигу при 330°С в течение 1 часа с получением толщины 1,0 мм, а затем прокатывали в холодном состоянии до конечной толщины 0,7 мм, соответствующей уменьшению толщины на 30% относительно толщины отожженной заготовки. Полученные листы оставляли стабилизироваться при 160°С в течение 1 часа. В четвертом способе литые слитки предварительно нагревали, выдерживали, нагревали, выдерживали и прокатывали в горячем состоянии, как описано выше для третьего способа. Стадию отжига осуществляли при 330°С в течение 1 часа с получением толщины 2,0 мм, а затем прокатывали в холодном состоянии до конечной толщины 0,7 мм, соответствующей уменьшению толщины на 65% относительно толщины отожженной заготовки. Полученные листы оставляли стабилизироваться при 200°С в течение 1 часа. Способом, описанным выше, получали сплавы в состоянии термообработки H32.
Пример 4
Получали опытный образец сплава примера 1 для испытания качества анодирования и испытания свойств при растяжении. Элементный состав примера 1 представлен в таблице 10, причем остальное составляет алюминий, и все значения указаны в массовых процентах. Пример 1 получали способами, описанными в настоящем документе. Получали сплавы AA5052 и AA5182 и также испытывали качество анодирования и свойства при растяжении. Сплав AA5182 представляет собой промышленный сплав, выпускаемый компанией Novelis, Inc. (Атланта, штат Джорджия). Сплав AA5052 представляет собой сплав, полученный в лаборатории.
Таблица 10
Сплав Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti
Пример 1 0,05-0,15 0,09-0,15 ~ 0,05 ~ 0,10 4,0-5,5 ~ 0,20 ~ 0,005 ~ 0,05
Качество анодирования
Влияние анодирования в кислотных и щелочных условиях изучали для опытного образца сплава примера 1, для контрольного образца сплава AA5182 и для контрольного образца сплава AA5052. В частности, для указанных сплавов определяли яркость (обозначенную «L»), индекс белизны (обозначенный «WI») и индекс желтизны (обозначенный «YI»). Как показано на фиг. 10A-10B, опытный образец сплава демонстрировал улучшенное качество анодирования, например, более низкие значения YI, что может быть обусловлено меньшим размером и плотностью распределения интерметаллических частиц в образце сплава.
Механические свойства
Данные предела прочности при разрыве, предела прочности при растяжении, равномерного удлинения и общего удлинения получали для опытного образца сплава примера 1, для контрольного образца сплава AA5182 и для контрольного образца сплава AA5052. Испытание проводили в соответствии с ASTM B557. Сравнивали данные прочности при растяжении, предела прочности при разрыве и удлинения, полученные для сплавов, как показано на фиг. 11. Значения прочности и способности к формованию опытного образца сплава примера 1 были выше, чем аналогичные показатели для AA5052, и сопоставимыми с аналогичными показателями для AA5182.
Все патенты, патентные заявки, публикации и тезисы, цитированные выше, включены в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Для осуществления различных целей настоящего изобретения описаны некоторые варианты реализации. Следует понимать, что указанные варианты реализации лишь иллюстрируют принципы настоящего изобретения. Их многочисленные модификации и изменения понятны специалистам в данной области техники без отклонения от общей идеи и границ объема настоящего изобретения, определенных в следующей формуле изобретения.

Claims (26)

1. Алюминиевый сплав, содержащий примерно 0,05-0,30 масс. % Si, 0,08-0,50 масс. % Fe, 0-0,60 масс. % Cu, 0,31-0,60 масс. % Mn, 4,9-7,0 масс. % Mg, 0-0,25 масс. % Cr, 0,01-0,20 масс. % Zn, 0-0,15 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, где остальное составляет Al.
2. Алюминиевый сплав по п. 1, содержащий примерно 0,05-0,30 масс. % Si, 0,1-0,50 масс. % Fe, 0-0,60 масс. % Cu, 0,31-0,60 масс. % Mn, 4,9-7,0 масс. % Mg, 0-0,25 масс. % Cr, 0,01-0,20 масс. % Zn, 0-0,15 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, где остальное составляет Al.
3. Алюминиевый сплав по п.1, содержащий примерно 0,10-0,20 масс. % Si, 0,20-0,35 масс. % Fe, 0,01-0,25 масс. % Cu, 0,31-0,55 масс. % Mn, 5,0-6,5 масс. % Mg, 0,01-0,25 масс. % Cr, 0,01-0,20 масс. % Zn, 0-0,1 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, где остальное составляет Al.
4. Алюминиевый сплав по п.1, содержащий примерно 0,10-0,15 масс. % Si, 0,20-0,35 масс. % Fe, 0,1-0,25 масс. % Cu, 0,31-0,50 масс. % Mn, 5,0-6,0 масс. % Mg, 0,05-0,20 масс. % Cr, 0,01-0,20 масс. % Zn, 0-0,05 масс. % Ti и до 0,15 масс. % примесей, где остальное составляет Al.
5. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-4, содержащий частицы α-AlFeMnSi.
6. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-5, полученный способом литья с прямым охлаждением.
7. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-6, полученный гомогенизацией, горячей прокаткой, холодной прокаткой и отжигом.
8. Деталь автомобильного кузова, содержащая алюминиевый сплав по любому из пп. 1-7.
9. Деталь автомобильного кузова по п. 8, содержащая внутреннюю панель.
10. Корпус электронного устройства, содержащий алюминиевый сплав по любому из пп. 1-7.
11. Корпус электронного устройства по п. 10, содержащий внешний корпус мобильного телефона или нижний корпус планшета.
12. Деталь кузова транспортного средства, содержащая алюминиевый сплав по любому из пп. 1-7.
13. Способ получения металлического продукта, включающий:
- литье алюминиевого сплава с прямым охлаждением с получением слитка, причем алюминиевый сплав содержит примерно 0,05-0,30 масс. % Si, 0,08-0,50 масс. % Fe, 0-0,60 масс. % Cu, 0,31- 0,6 масс. % Mn, 4,9-7,0 масс. % Mg, 0-0,25 масс. % Cr, 0,01-0,20 масс. % Zn, 0-0,15 масс. % Ti, до 0,15 масс. % примесей, где остальное составляет Al;
- гомогенизацию слитка с получением множества частиц α-AlFeMnSi в слитке;
- охлаждение слитка до температуры 450°С или менее;
- горячую прокатку слитка с получением прокатного продукта;
- обеспечение возможности самоотжига прокатного продукта; и
- холодную прокатку прокатного продукта до конечного размера.
14. Способ по п. 13, также включающий холодную прокатку прокатного продукта до промежуточного размера после стадии горячей прокатки.
15. Металлический продукт, полученный способом, включающим способ по п. 13 или 14.
16. Металлический продукт по п. 15, представляющий собой деталь автомобильного кузова.
17. Металлический продукт по п. 16, отличающийся тем, что деталь автомобильного кузова содержит внутреннюю панель.
18. Металлический продукт по п. 15, представляющий собой корпус электронного устройства.
19. Металлический продукт по п. 18, отличающийся тем, что корпус электронного устройства содержит внешний корпус мобильного телефона или нижний корпус планшета.
20. Металлический продукт по п. 15, представляющий собой деталь кузова транспортного средства.
RU2017140067A 2015-06-05 2016-06-03 Высокопрочные алюминиевые сплавы 5xxx и способы их изготовления RU2684800C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562171344P 2015-06-05 2015-06-05
US62/171,344 2015-06-05
PCT/US2016/035701 WO2016196921A1 (en) 2015-06-05 2016-06-03 High strength 5xxx aluminum alloys and methods of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2684800C1 true RU2684800C1 (ru) 2019-04-15

Family

ID=56118096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017140067A RU2684800C1 (ru) 2015-06-05 2016-06-03 Высокопрочные алюминиевые сплавы 5xxx и способы их изготовления

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20160355915A1 (ru)
EP (1) EP3303649B1 (ru)
JP (1) JP6689291B2 (ru)
KR (1) KR102078945B1 (ru)
CN (2) CN107810284A (ru)
BR (1) BR112017023212B1 (ru)
CA (1) CA2985067C (ru)
ES (1) ES2961820T3 (ru)
HU (1) HUE063895T2 (ru)
PL (1) PL3303649T3 (ru)
RU (1) RU2684800C1 (ru)
WO (1) WO2016196921A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104981126B (zh) * 2015-06-24 2017-11-17 东莞劲胜精密组件股份有限公司 一种壳体框架结构及其制备方法
EP3314031B1 (de) * 2015-06-25 2018-11-07 Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Hochfestes und gut umformbares almg-band sowie verfahren zu seiner herstellung
CN109312431B (zh) * 2017-03-03 2023-02-07 诺维尔里斯公司 用作散热片坯料的高强度耐腐蚀性铝合金以及其制造方法
BR112019020061A2 (pt) * 2017-04-05 2020-04-28 Novelis Inc liga de alumínio, produto, e, método para produzir um produto de alumínio.
CN107557624B (zh) * 2017-08-29 2019-03-26 河南明泰科技发展有限公司 一种铝合金集装箱用铝板及其生产方法
EP4234752A3 (en) * 2018-07-23 2023-12-27 Novelis, Inc. Methods of making highly-formable aluminum alloys and aluminum alloy products thereof
WO2020182506A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-17 Aleris Aluminum Duffel Bvba Method of manufacturing a 5xxx-series sheet product
CN111763858B (zh) * 2019-04-02 2022-04-15 Oppo广东移动通信有限公司 铝合金材料及制备方法、壳体、电子设备
CN112210700B (zh) * 2020-10-09 2021-09-17 上海华峰铝业股份有限公司 一种Al-Mg-Mn-Si系合金及合金板带材和其制备方法
CN112322945A (zh) * 2020-10-29 2021-02-05 大力神铝业股份有限公司 一种3c产品用铝合金材料及其制备方法
WO2022192812A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 Novelis Inc. High-strength 5xxx aluminum alloy variants and methods for preparing the same
CN115011849A (zh) * 2022-05-13 2022-09-06 天津忠旺铝业有限公司 一种5系铝合金板材轧制工艺
CN115216673A (zh) * 2022-07-27 2022-10-21 昆山晶微新材料研究院有限公司 一种高强耐蚀5系合金及其制备方法
WO2024129624A1 (en) * 2022-12-12 2024-06-20 Arconic Technologies, Llc New 5xxx aluminum alloys and methods of making the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681034A1 (en) * 1994-05-06 1995-11-08 The Furukawa Electric Co., Ltd. A method of manufacturing an aluminum alloy sheet for body panel and the alloy sheet manufactured thereby
RU2194787C2 (ru) * 1996-04-04 2002-12-20 Хоговенс Алюминиум Вальцпродукте ГмбХ Алюминиево-магниевый сплав и сварная конструкция из этого сплава
JP2005139494A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Furukawa Sky Kk 成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法
CN103243247A (zh) * 2013-05-31 2013-08-14 浙江巨科铝业有限公司 一种铝合金及其制备方法
CA2882691A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Intercrystalline corrosion-resistant aluminum alloy strip, and method for the production thereof

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511110A (en) * 1978-07-06 1980-01-25 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Manufacture of aluminum alloy hard plate low in deep drawing edge rate
JP3234610B2 (ja) * 1991-06-10 2001-12-04 住友軽金属工業株式会社 飲料缶蓋用アルミニウム合金硬質板の製造方法
US5469912A (en) * 1993-02-22 1995-11-28 Golden Aluminum Company Process for producing aluminum alloy sheet product
NL1003453C2 (nl) * 1996-06-28 1998-01-07 Hoogovens Aluminium Nv Aluminiumplaat van het AA5000-type en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
FR2836929B1 (fr) * 2002-03-07 2005-01-07 Pechiney Rhenalu Tole ou bande en alliage a1-mg pour la fabrication de pieces pliees a faible rayon de pliage
JP4109600B2 (ja) * 2003-10-10 2008-07-02 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金板およびその製造方法
JP4534573B2 (ja) * 2004-04-23 2010-09-01 日本軽金属株式会社 高温高速成形性に優れたＡｌ‐Ｍｇ合金板およびその製造方法
EP1842935B1 (en) * 2005-01-19 2014-10-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Aluminum alloy plate and process for producing the same
ES2380343T3 (es) * 2005-07-29 2012-05-10 Hydro Aluminium Deutschland Gmbh Procedimiento para la producción de un producto semiacabado o una pieza de construcción en aplicaciones de chasis o de mecanismos estructurales en vehículo motorizado
ES2373054T5 (es) * 2005-08-16 2018-12-05 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Aleación de Al-Mg soldable de alta resistencia
US20080041501A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Commonwealth Industries, Inc. Aluminum automotive heat shields
US20080075920A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Yung-Hung Chih Aluminum alloy housing structure and method making the same
JP5416433B2 (ja) * 2008-04-09 2014-02-12 株式会社神戸製鋼所 缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP2010053367A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 缶エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP5961839B2 (ja) * 2009-03-31 2016-08-02 株式会社神戸製鋼所 缶胴用アルミニウム合金板およびその製造方法
JP5432642B2 (ja) * 2009-09-03 2014-03-05 株式会社Ｕａｃｊ 缶エンド用アルミニウム合金板及びその製造方法。
JP5491938B2 (ja) * 2010-03-31 2014-05-14 株式会社神戸製鋼所 包装容器蓋用アルミニウム合金板およびその製造方法
KR101152948B1 (ko) * 2011-06-27 2012-06-08 삼성전자주식회사 태블릿 타입 모바일 디스플레이용 바텀샤시 및 그 제조 방법
JP5671431B2 (ja) * 2011-09-13 2015-02-18 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金板
CN104080934A (zh) * 2011-11-02 2014-10-01 株式会社Uacj 成型加工用铝合金包层材料
JP5870791B2 (ja) * 2012-03-21 2016-03-01 日本軽金属株式会社 プレス成形性と形状凍結性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法
EP2888383B1 (de) * 2012-08-22 2016-03-30 Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Hochumformbares und ik-beständiges almg-band
CN103255323B (zh) * 2013-05-31 2015-07-15 浙江巨科铝业股份有限公司 一种Al-Mg-Zn-Cu合金及其制备方法
CN104357690B (zh) * 2014-11-21 2017-07-07 广西南南铝加工有限公司 一种中强耐蚀高镁铝合金板材的制备工艺
CN104561695B (zh) * 2014-12-22 2016-10-05 河南明泰铝业股份有限公司 船用铝合金厚板及其生产方法
CN104561696B (zh) * 2014-12-22 2016-10-05 河南明泰铝业股份有限公司 高铁用5083铝合金板材及其生产方法
JP2016186125A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681034A1 (en) * 1994-05-06 1995-11-08 The Furukawa Electric Co., Ltd. A method of manufacturing an aluminum alloy sheet for body panel and the alloy sheet manufactured thereby
RU2194787C2 (ru) * 1996-04-04 2002-12-20 Хоговенс Алюминиум Вальцпродукте ГмбХ Алюминиево-магниевый сплав и сварная конструкция из этого сплава
JP2005139494A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Furukawa Sky Kk 成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法
CA2882691A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Intercrystalline corrosion-resistant aluminum alloy strip, and method for the production thereof
CN103243247A (zh) * 2013-05-31 2013-08-14 浙江巨科铝业有限公司 一种铝合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2961820T3 (es) 2024-03-14
CA2985067A1 (en) 2016-12-08
EP3303649A1 (en) 2018-04-11
JP6689291B2 (ja) 2020-04-28
CA2985067C (en) 2020-11-10
BR112017023212A2 (pt) 2018-08-07
PL3303649T3 (pl) 2024-01-29
KR20180014156A (ko) 2018-02-07
HUE063895T2 (hu) 2024-02-28
JP2018521220A (ja) 2018-08-02
US20160355915A1 (en) 2016-12-08
CN107810284A (zh) 2018-03-16
BR112017023212B1 (pt) 2021-08-17
EP3303649B1 (en) 2023-09-13
CN115094282A (zh) 2022-09-23
WO2016196921A1 (en) 2016-12-08
KR102078945B1 (ko) 2020-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2684800C1 (ru) Высокопрочные алюминиевые сплавы 5xxx и способы их изготовления
JP7321828B2 (ja) 高強度６ｘｘｘアルミニウム合金及びその作製方法
JP6792618B2 (ja) 高強度６ｘｘｘアルミニウム合金及びその作製方法
JP6971151B2 (ja) 高強度７ｘｘｘアルミニウム合金及びその作製方法
EP3245309B1 (en) Highly formable automotive aluminum sheet with reduced or no surface roping and a method of preparation
JP5870791B2 (ja) プレス成形性と形状凍結性に優れたアルミニウム合金板およびその製造方法
JP7453957B2 (ja) 高成形性リサイクルアルミニウム合金及びその作製方法
RU2676817C2 (ru) Многоцелевые термообрабатываемые алюминиевые сплавы и связанные с ними процессы и области применения
US10704128B2 (en) High-strength corrosion-resistant aluminum alloys and methods of making the same
JP2006257505A (ja) 伸びフランジ性に優れたアルミニウム合金板
JP2009148823A (ja) アルミニウム合金冷延板の温間プレス成形方法
KR20190030296A (ko) 알루미늄 합금의 처리 방법
CN110892086B (zh) 高强度耐腐蚀铝合金和其制造方法
JP6718275B2 (ja) Ａｌ−Ｍｇ―Ｓｉ系合金板の製造方法
JP2008101239A (ja) 曲げ性に優れるアルミニウム合金板の製造方法およびアルミニウム合金板
CN110945153A (zh) 铝合金板及其制造方法
KR102566343B1 (ko) 인장성이 우수한 6000계 알루미늄 합금의 제조방법
JP2017155334A (ja) 熱間成形用アルミニウム合金板及びその製造方法
WO2024097460A1 (en) High recycle content 6xxx series aluminum alloys and methods for preparing the same
JP2019500504A (ja) 焼付硬化性に優れた高強度アルミニウム合金板材及びその製造方法
JP2017514014A (ja) 自動車の半製品又は部品の製造のための高成形性中強度アルミニウム合金