新型6XXX铝合金的制作方法

新型6xxx铝合金


背景技术：

1.6xxx铝合金是具有硅和镁以产生沉淀硅化镁(mg2si)的铝合金。合金6061已被用于各种应用达数十年。然而，改善铝合金的一种或多种特性而不降低其它特性是难以办到的。对于汽车应用来说，在热处理之前具有良好可成型性但在热处理之后具有高强度的片材将是有用的。


技术实现要素：

2.概括地说，本专利申请涉及新型6xxx铝合金以及其制造方法。该新型6xxx铝合金通常包含0.75至1.05重量％的si、0.65至0.95重量％的mg，其中mg:si的重量比[即(mg的重量％)/(si的重量％)]不超过0.99:1、0.50至0.75重量％的cu，0.02至0.40重量％的mn、0.06至0.26重量％的cr，其中(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.22重量％；0.01至0.30重量％的fe、至多0.25重量％的zn、至多0.20重量％的zr、至多0.20重量％的v，以及至多0.15重量％的ti；其余部分为铝、任选的偶存元素和杂质。在一个实施例中，所述新型6xxx铝合金是厚度为0.5mm至4.0mm的轧制6xxx铝合金片材产品的形式。由所述新型6xxx铝合金制备的产品可以实现特性的改进组合，如强度、延展性(伸长率)、断裂行为和耐腐蚀性中的两种或更多种的改进组合。新型铝合金可用于各种应用中，例如汽车应用(例如，作为片材产品)。
[0003]
i.组合物
[0004]
如上文所提及，6xxx新型铝合金通常包含以下(且在一些情况下主要由以下组成或由以下组成)：0.75至1.05重量％的si、0.65至0.95重量％的mg，其中(mg的重量％)/(si的重量％)不超过0.99:1；0.50至0.75重量％的cu，0.02至0.40重量％的mn、0.06至0.26重量％的cr，其中(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.22重量％；0.01至0.30重量％的fe、至多0.25重量％的zn、至多0.20重量％的zr、至多0.20重量％的v，以及至多0.15重量％的ti；其余部分为铝、任选的偶存元素和杂质。使用这些特定量的元素可以产生用于例如需要高强度与良好的延展性和耐腐蚀性的组合的汽车应用中的独特且有用的产品。
[0005]
如上所述，新型6xxx铝合金通常包含0.75至1.05重量％的si。硅可以促进强度。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.80重量％的si。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.85重量％的si。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.90重量％的si。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过1.0重量％的si。
[0006]
如上文所提及，新型铝合金通常包括0.65至0.95重量％的mg。镁可以促进强度。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.70重量％的mg。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.75重量％的mg。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.80重量％的mg。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.90重量％的mg。
[0007]
如上文所提及，mg:si的重量比通常不超过0.99:1。适当的mg:si比可以促进高强度和良好的延展性。在一个实施例中，mg:si的重量比不超过0.95:1。在另一个实施例中，mg:si的重量比不超过0.9:1。在一个实施例中，mg:si的重量比为至少0.7:1。在另一个实施
例中，mg:si的重量比为至少0.8:1。
[0008]
如上文所提及，新型铝合金通常包括0.50至0.75重量％的cu。铜可以促进例如强度、自然老化响应和/或可成型性。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.55重量％的cu。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.60重量％的cu。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.65重量％的cu。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.73重量％的cu。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.70重量％的cu。
[0009]
如上文所提及，新型铝合金通常包括0.02至0.40重量％的mn。锰可以促进至少部分有助于提供适当的晶粒结构的弥散相的沉淀。应约束合金中的锰含量，使得在生产铝合金产品期间避免/约束/限制较大的初级颗粒。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.04重量％的mn。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.05重量％的mn。在另一个实施例中，新型铝合金包含至少0.06重量％的mn。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.08重量％的mn。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.10重量％的mn。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.15重量％的mn。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.20重量％的mn。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.35重量％的mn。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.30重量％的mn。
[0010]
如上文所提及，新型铝合金通常包括0.06至0.26重量％的cr。铬与锰的组合可以促进弥散相颗粒的独特分布，这可以促进高强度及高三点弯曲(断裂)特性的实现。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.08重量％的cr。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.10重量％的cr。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.12重量％的cr。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.14重量％的cr。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.16重量％的cr。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.18重量％的cr。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.24重量％的cr。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.22重量％的cr。在又另一个实施例中，新型铝合金包含不超过0.20重量％的cr。
[0011]
如上所述，铬与锰的组合可以促进弥散相颗粒的独特分布，这可以促进高强度及高三点弯曲(断裂)特性的实现。因此，新型铝合金通常包含至少0.22重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.22重量％，如上文所述。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.24重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.24重量％。在另一个实施例中，新型铝合金包含至少0.25重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.25重量％。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.26重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.26重量％。在另一个实施例中，新型铝合金包含至少0.27重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.27重量％。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.28重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.28重量％。在另一个实施例中，新型铝合金包含至少0.29重量％的(mn+cr)，即(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.29重量％。
[0012]
如上文所提及，新型铝合金通常包括0.01至0.30重量％的fe。铁可以促进适当的晶粒结构并且使用超过0.10重量％的fe铁可能具有成本效益。应约束合金中的铁含量，使得在生产铝合金产品期间避免/约束/限制较大的初级颗粒。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.05重量％的fe。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.10重量％的fe。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.12重量％的fe。在一个实施例中，新型铝合金包括
不超过0.28重量％的fe。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.26重量％的fe。
[0013]
如上文所提及，新型铝合金可以包含至多0.25重量％的zn。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.20重量％的zn。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.15重量％的zn。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.10重量％的zn。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.08重量％的zn。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.05重量％的zn。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.03重量％的zn。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.01重量％的zn。
[0014]
如上文所提及，新型铝合金包括不超过0.20重量％的zr。锆不如锰和铬优选，但仍可能有用。应约束合金中的锆含量，使得在生产铝合金产品期间避免/约束/限制较大的初级颗粒。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.15重量％的zr。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.10重量％的zr。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.08重量％的zr。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.03重量％的zr。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.01重量％的zr。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.01重量％的zr(例如，当将zr添加到/用于合金中进行晶粒结构控制时。)在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.05重量％的zr。在一个实施例中，新型铝合金包括0.07至0.15重量％的zr。
[0015]
如上文所提及，新型铝合金包括不超过0.20重量％的v。钒不如锰和铬优选，但仍可能有用。应约束合金中的钒含量，使得在生产铝合金产品期间避免/约束/限制较大的初级颗粒。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.15重量％的v。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.10重量％的v。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.08重量％的v。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.03重量％的v。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.01重量％的v。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.01重量％的v(例如，当将v添加到/用于合金中进行晶粒结构控制时。)在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.05重量％的v。在一个实施例中，新型铝合金包括0.07至0.15重量％的v。
[0016]
如上文所提及，新型铝合金包括不超过0.25重量％的ti。可以在铸造期间使用钛进行晶粒优化。更高水平的钛还可以促进耐腐蚀性。应约束合金中的钛含量，使得在生产合金产品期间避免/约束/限制较大的初级颗粒。在一个实施例中，新型铝合金包括至少0.005重量％的ti。在另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.01重量％的ti。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.02重量％的ti。在又另一个实施例中，新型铝合金包括至少0.05重量％的ti。在一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.20重量％的ti。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.15重量％的ti。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.12重量％的ti。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.10重量％的ti。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.08重量％的ti。在又另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.05重量％的ti。在另一个实施例中，新型铝合金包括不超过0.03重量％的ti。在一个实施例中，新型铝合金包括0.005至0.10重量％的ti。在另一个实施例中，新型铝合金包括0.01至0.05重量％的ti。在又另一个实施例中，新型铝合金包括0.01至0.03重量％的ti。钛可以呈元素形式或化合物(例如，tib2或tic)形式。
[0017]
如上文所提及，新型铝合金的余量通常为铝、任选的偶存元素和杂质。如本文所使用，“偶存元素”意思指除以上所列元素之外，可任选地添加至合金中以帮助合金制造的元
素或材料。偶存元素的实例包含铸造助剂，如晶粒细化剂和脱氧剂。所述合金中可包括至多1.0重量％的累积量的任选存在的偶存元素。作为一个非限制性实例，可以在铸造期间，将一种或多种偶存元素添加至合金中，以减少或约束(并且在一些情况下，消除)由例如氧化物褶皱、凹陷和氧化物斑点引起的铸锭开裂。这些类型的偶存元素在本文中一般被称为脱氧剂。一些脱氧剂的实例包含ca、sr和be。当钙(ca)被包含在合金中时，其通常以至多约0.05重量％或至多约0.03重量％的量存在。在一些实施例中，合金中包含约0.001-0.03重量％，如0.001-0.008重量％(或10至80ppm)的量的ca。锶(sr)可作为ca的替代物(完全或部分地)包含在合金中，并因此可按与ca相同或类似的量包含在合金中。传统上，添加铍(be)有助于减小铸锭开裂的倾向，但出于环境、健康和安全性原因，合金的一些实施例基本上不含be。当合金中包含be时，其通常以至多约20ppm的量存在。偶存元素可以微量存在，或可以大量存在，且可以在不脱离本文所述合金的情况下自行添加所希望或其它的特征，只要所述合金保持本文所述的所希望的特征即可。然而，应理解，不得/不能通过仅添加不会在其它方面影响本文所希望和所获得的特性组合的数量的一种或多种元素来避开本公开的范围。
[0018]
新型铝合金可含少量杂质。在一个实施例中，新型铝合金包括总共不超过0.15重量％的杂质，且其中所述新型铝合金包括不超过0.05重量％的每种杂质。在另一个实施例中，新型铝合金包括总共不超过0.10重量％的杂质，并且其中所述新型铝合金包括不超过0.03重量％的每种所述杂质。
[0019]
ii.加工
[0020]
所述新型铝合金可用于多种产品形式，例如包括铸锭或坯料、锻制产品形式(片材、板材、锻件和挤出件)、形状铸件、增材制造产品和粉末冶金产品。例如，可以将新型铝合金加工成各种锻造形式，例如呈辊轧形式(片材、板)、呈挤出形式或呈锻造形式，以及呈多种回火形式。在这方面，可以将新型铝合金铸造(例如，直接冷却铸造或连续铸造)，然后加工(热和/或冷加工)成适当的产品形式(片材、板、挤出件或锻件)。在加工后，可以根据ansi h35.1(2009)将新型铝合金加工至t回火、w回火、o回火或f回火中的一种。在一个实施例中，将新型铝合金加工至“t回火”(热处理)。在这方面，可以根据ansi h35.1(2009)将新型铝合金加工至t1回火、t2回火、t3回火、t4回火、t5回火、t6回火、t7回火、t8回火、t9回火或t10回火中的一种。在一个实施例中，将产品加工至t43回火。在另一个实施例中，将产品加工至t6回火。在其它实施例中，将新型铝合金加工至“w回火”(经过溶液热处理)。在另一个实施例中，在将铝合金加工成适当的产品形式之后，不应用溶液热处理，且因此可以将新型铝合金加工至“f回火”(如所制造)或“o回火”(退火)。
[0021]
在一个实施例中，新型铝合金呈片材产品的形式。在一个实施例中，片材产品的厚度为0.5至4.0mm或1.0至4.0mm。在一个实施例中，将片材产品加工至t4回火。在一个实施例中，将片材产品加工至t43回火。在一个实施例中，将片材产品加工至t4或t43回火，然后对其进行烤漆(例如，通过在180℃下加热20分钟)。在另一个实施例中，将片材产品加工至t4或t43回火，然后对其进行烤漆，且接着对其人工老化(例如，通过在180℃下加热8小时)。在又一个实施例中，将片材产品加工至t4或t43回火，然后对其人工老化，且接着对其进行烤漆。此类烤漆片材产品可以用于汽车应用中，如下文进一步详细描述。
[0022]
如本文所用，t43回火是指已经通过预老化，无论是通过从高温冷却至预老化温度
(例如，在淬火之后)，还是通过重新加热至预老化温度或以其它方式处理的产品。例如，t43回火产品可以进行溶液热处理，然后淬火至合适的冷却温度(例如，低于大约104.4℃(220℉))，然后以合适的预老化温度(例如，在50-180℃之间)预老化，且接着缓慢冷却至室温(例如，盘管冷却或牛顿冷却)，之后允许产品自然老化数天或数周。可替代地，产品可以冷却至室温上下，然后重新加热至预老化温度，且接着缓慢冷却。可以使用多个预老化时间/温度。
[0023]
iii.微观结构
[0024]
新型铝合金可以实现独特的微观结构。在一个实施例中，新型铝合金为至少60％再结晶的，即含有至少60体积％的再结晶晶粒，如根据下文定义部分中所述的微观结构评定程序所确定。在另一个实施例中，新型铝合金片材为至少70％再结晶的。在又一个实施例中，新型铝合金片材为至少80％再结晶的。在另一个实施例中，新型铝合金片材为至少90％再结晶的。出于本专利申请的目的，当确定具有至少90体积％的再结晶晶粒时，铝合金片材产品为“完全再结晶的”。
[0025]
在一个实施例中，新型铝合金实现不超过50微米的面积加权平均粒度，如根据下文定义部分中所述的微观结构评定程序所确定。在另一个实施例中，新型铝合金实现不超过45微米的面积加权平均粒度。在又一个实施例中，新型铝合金实现不超过40微米的面积加权平均粒度。在另一个实施例中，新型铝合金实现不超过38微米的面积加权平均粒度。在又一个实施例中，新型铝合金实现不超过36微米的面积加权平均粒度。在另一个实施例中，新型铝合金实现不超过34微米的面积加权平均粒度。在又一个实施例中，新型铝合金实现不超过32微米的面积加权平均粒度。在另一个实施例中，新型铝合金实现不超过30微米的面积加权平均粒度。在一个实施例中，新型铝合金实现至少20微米的面积加权平均粒度。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少25微米的面积加权平均粒度。在又一个实施例中，新型铝合金实现至少28微米的面积加权平均粒度。
[0026]
在一个实施例中，新型铝合金实现至少0.5％的弥散相面积分数，如根据下文定义部分中所述的微观结构评定程序所确定。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少0.55％的弥散相面积分数。在又一个实施例中，新型铝合金实现至少0.6％的弥散相面积分数。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少0.65％的弥散相面积分数。在又一个实施例中，新型铝合金实现至少0.7％的弥散相面积分数。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少0.75％的弥散相面积分数。在又一个实施例中，新型铝合金实现至少0.8％的弥散相面积分数。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少0.85％的弥散相面积分数。在又一个实施例中，新型铝合金实现至少0.9％的弥散相面积分数。在另一个实施例中，新型铝合金实现不超过1.1％的弥散相面积分数。在又一个实施例中，新型铝合金实现不超过1.0％的弥散相面积分数。
[0027]
在一个实施例中，新型铝合金实现至少0.05的f/r值，如根据下文定义部分中所述的微观结构评定程序所确定。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少0.06的f/r值。在又一个实施例中，新型铝合金实现至少0.07的f/r值。在另一个实施例中，新型铝合金实现至少0.08的f/r值。在一个实施例中，新型铝合金实现不超过0.11的f/r。在另一个实施例中，新型铝合金实现不超过0.10的f/r。
[0028]
在一个实施例中，新型铝合金含有至少10体积％的立方体纹理，如根据下文定义
部分中所述的微观结构评定程序所确定。在另一个实施例中，新型铝合金含有至少11体积％的立方体纹理。在另一个实施例中，新型铝合金含有至少12体积％的立方体纹理。在另一个实施例中，新型铝合金含有至少13体积％的立方体纹理。在另一个实施例中，新型铝合金含有至少14体积％的立方体纹理。在另一个实施例中，新型铝合金含有至少15体积％的立方体纹理。在一个实施例中，新型铝合金含有不超过25体积％的立方体纹理。在一个实施例中，新型铝合金含有不超过20体积％的立方体纹理。
[0029]
iv.特性
[0030]
如上文所提及，新型铝合金可以实现改善的特性组合。例如，由新型6xxx铝合金制成的产品可以实现强度、延展性(伸长率)、断裂行为和耐腐蚀性中的两种或更多种的改进组合。
[0031]
在一个实施例中，新型铝合金是厚度为1.0至4.0mm的片材产品，并且本铝合金片材产品在t6回火中实现至少315mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在另一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少320mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在又一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少325mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在另一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少330mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在又一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少335mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在另一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少340mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在又一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少345mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在另一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少350mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在又一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少355mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在另一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少360mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在又一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少365mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。在另一个实施例中，铝合金片材产品在t6回火中实现至少370mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。
[0032]
在一种方法中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够根据下文定义部分中所述的“三点弯曲测试”在(a)t4回火或(b)t6预应变回火中的一者或两者中实现高三点弯曲延伸。如下所述，所有三点弯曲测试应厚度为2.0
±
0.05mm的片材上进行。因此，对于厚度为0.5mm至1.94mm或2.06mm至4.0mm的铝合金片材产品，通过在2.0
±
0.05mm处复制产品来确定此类产品的弯曲延伸，然后测量其三点弯曲延伸。出于三点弯曲测试的目的，“t4”回火包括t4回火和t43回火两者，并且意指最终规格的铝合金片材产品经过溶液热处理和淬火，然后自然老化1个月；对于t43回火产品，预老化将在溶液热处理之后进行。出于三点弯曲测试的目的，“t6回火”意指最终规格的铝合金片材产品经过溶液热处理和淬火，然后自然老化至少2周，且接着在225℃(437℉)下人工老化30分钟。
[0033]
在一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少16.0mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少16.2mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少16.4mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少16.6mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少16.8mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少17.0mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少17.2mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少17.4mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少17.6mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少17.8mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t4回火中实现至少18.0mm的三点弯曲延伸。
[0034]
在一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少10.0mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少10.5mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少11.0mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少11.2mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少11.4mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少11.6mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少11.8mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少12.0mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少12.2mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少12.4mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少12.6mm的三点弯曲延伸。在又一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少12.8mm的三点弯曲延伸。在另一个实施例中，新型铝合金片材产品的厚度为1.0mm至4.0mm，并且能够在t6回火中实现至少13.0mm的三点弯曲延伸。
[0035]
在一种方法中，新型铝合金耐腐蚀，在根据astm g110-92(2015)测试6小时时实现不超过200微米的最大侵蚀深度。
[0036]
在一种方法中，新型铝合金在t4或t43回火中耐强度增加，实现不超过15mpa的拉伸屈服强度(lt)增加，如从在自然老化2周(+/-12小时)后开始并在自然老化6个月(+/-24小时)后结束的时段(即“测试时间段”)所测量。例如，如果t4回火中的铝合金片材在自然老化2周之后实现185mpa的拉伸屈服强度(lt)，并且t4回火中的相同铝合金片材在自然老化6
个月后实现189mpa的拉伸屈服强度(lt)，则t4回火中的铝合金片材在测试时间段内实现4mpa(189-185mpa)的拉伸屈服强度(lt)增加。在一个实施例中，在测试时间段内，t4/t43回火中的拉伸屈服强度(lt)增加不超过13mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，t4/t43回火中的拉伸屈服强度(lt)增加不超过11mpa。在又一个实施例中，在测试时间段内，t4/t43回火中的拉伸屈服强度(lt)增加不超过9mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，t4/t43回火中的拉伸屈服强度(lt)增加不超过7mpa。在又一个实施例中，在测试时间段内，t4/t43回火中的拉伸屈服强度(lt)增加不超过5mpa或更小。
[0037]
在一种方法中，相对于t6回火，新型铝合金耐强度损失，在测试时间段内实现不超过21mpa的拉伸屈服强度(lt)损失，其中将材料的第一块在自然老化2周后人工老化，并且将所述相同材料的第二块在自然老化6个月后人工老化，其中第一块和第二块使用相同的人工老化实践。例如，如果铝合金片材的第一部分在自然老化2周之后被人工老化且在人工老化条件下实现245mpa的拉伸屈服强度(lt)，而所述相同铝合金片材的另一部分在自然老化之6个月后被人工老化且在人工老化条件(使用与2周材料相同的人工老化实践)下实现235mpa的拉伸屈服强度(lt)，则t6回火中的铝合金片材在测试时间段内实现仅10mpa(235-245mpa)的拉伸屈服强度(lt)损失。在一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过19mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过17mpa。在又一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过15mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过13mpa。在又一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过11mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过9mpa。在又一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过7mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过5mpa。在又一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过3mpa。在另一个实施例中，在测试时间段内，相对于t6回火的拉伸屈服强度(lt)损失不超过1mpa。在一个实施例中，在测试时间段内，铝合金片材产品相对于t6回火未实现拉伸屈服强度(lt)损失。在另一个实施例中，在测试时间段内，铝合金片材产品实现相对于t6回火的至少2mpa的拉伸屈服强度的增加。
[0038]
v.产品应用
[0039]
本文描述的新型铝合金可用于各种应用，例如汽车、轨道、航空或消费电子应用。例如，可以将新型铝合金成型为汽车零件。汽车零件的非限制性实例包括汽车车身和汽车面板。汽车面板的非限制性实例可以是外部面板、车门中使用的内部面板、车罩或汽车后备箱(行李箱盖)，等等。汽车车身产品的一个实例可以是结构组件，其通常是需要额外强度来承受碰撞要求的车身(例如，白车身)的片材金属组件。在一个实施例中，新型铝合金是电池(如用于电动车辆的电池)的外壳。新型铝合金也可用于其它运输应用，例如轻型或重型卡车。消费类电子产品应用包括笔记本电脑外壳、电池外壳及其它冲压和成型产品。
[0040]
vi.定义
[0041]“锻造铝合金产品”意指在铸造之后热加工的铝合金产品，并且包含轧产品(片材或板)、锻制产品和挤出产品。
[0042]
如热轧等“热加工”意指在高温下加工铝合金产品，并且通常至少为121.1℃(250
℉)。在热加工期间限制/避免应变硬化，这通常区分热加工与冷加工。
[0043]
如冷轧等“冷加工”意思指在不被视为热加工温度的温度下，一般在低于约121.1℃(250℉)下(例如在环境温度下)加工铝合金产品。
[0044]“测试时间段”意指在自然老化两周(+/-12小时)后开始并在自然老化六个月(+/-24小时)后结束的时段。如上所解释，测试时间段适用于t4/t43强度增加(或其缺乏)的测量和t6强度损失(或其缺乏)的测量。还参见，下文的实例3。
[0045]
回火定义符合美国铝业协会(the aluminum association)发布的ansi h35.1(2009)，标题为“美国国家标准铝合金和回火命名系统(american national standard alloy and temper designation systems for aluminum)”。
[0046]
强度和伸长率是根据astm e8/e8m-16a和b557-15测量。
[0047]“三点弯曲测试”(有时称为3点弯曲测试)根据vda 238-100测量，其标题为“金属材料的板材弯曲测试(plate bending test for metallic materials)”，《验证规则(validation rule)》，2017年6月1日(参见https://www.vda.de/en/services/publications/vda-238-100-plate-bending-test-for-metallic-materials.html)，其中片材的最终规格(厚度)为2.0
±
0.05mm，试片固定在测试框架中，并且使用0.2mm的冲压半径，但vda测试进行了如下修改：
[0048]
·
样本尺寸为25mm宽和51mm长；
[0049]
·
70％载荷下降时的延伸被用作度量，其中较高的延伸表示更大的断裂韧性或抗冲击性(正常测试vda 238-100使用5％载荷下降后测量的弯曲角作为比较材料的度量)。
[0050]
每次测试要测试十个重复的三点弯曲试片。纵向(l)样本的取向使得弯曲线垂直于轧制方向，而横向(lt)样本的取向使得弯曲线平行于轧制方向。
[0051]
vii.微观结构评定程序
[0052]
以下程序和定义适用于测量根据本专利申请制造的产品的微观结构特征(例如，再结晶百分比、弥散相含量和大小、组成成分含量和大小、纹理)。
[0053]
a.弥散相等
[0054]“弥散相面积分数”f是弥散相颗粒数所占的面积除以通过标准金相样品制备方法制备的二维横截面中检查到的总面积的分数。
[0055]“弥散相面积％”经由式f x 100确定。
[0056]“弥散相平均直径”是所有测量的弥散相直径di的平均值，其中每个直径是假设在二维横截面上测量的每个弥散相面积ai是有效直径的圆而计算的有效直径：
[0057][0058]
为了测量弥散相面积分数f和弥散相平均直径，应在apreo s场发射枪(美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的赛默飞世尔科技公司(thermo fisher scientific,waltham,ma,u.s.a))扫描电子显微镜或等效物上以2000x拍摄反向散射的电子图像以对弥散相进行成像。应使用加速电压5kv拍摄图像。射束电流应为3.2纳安。对于每种合金，应在t/2和表面处从金相抛光样本收集二十个图像。应使用图像分析来量化图像。用于量化弥散相的像素大小为0.021微米，并应仅计入含有至少15像素但不超过300像素的颗粒。只有当像素的灰度值高于整个图像的平均像素灰度值4个标准偏差时，才将像素计入。对于每个弥散相颗粒，
将像素的数量转换成颗粒面积和颗粒有效直径。
[0059]
量“f/r”是弥散相面积分数f除以弥散相半径，所述弥散相半径通过取弥散相平均直径的一半来确定。本参数是晶界上的钉扎力的量度，也被称为齐纳滞动(参考文献1)，其中较高值可以与较细的粒度相关联。
[0060]
·
参考文献1。j.w.martin,《颗粒硬化合金中的微机械学(micromechanisms in particle-hardened alloys)》,剑桥大学出版社,1980。
[0061]“组成成分面积分数”cf是组成成分颗粒所占的面积除以通过标准金相样品制备方法制备的二维横截面中检查到的总面积的分数。
[0062]“组成成分面积％”经由式cf x(乘)100确定。
[0063]“组成成分平均直径”是所有测量组成成分直径di的平均值，其中每个直径是假设在二维横截面上测量的每个组成成分面积ai是有效直径的圆而计算的有效直径：
[0064][0065]
为了测量组成成分面积分数cf和组成成分平均直径，应在apreo s场发射枪(美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的赛默飞世尔科技公司(thermo fisher scientific,waltham,ma,u.s.a))扫描电子显微镜或等效物上以500x拍摄反向散射的电子图像以对弥散相进行成像。应使用加速电压5kv拍摄图像。射束电流应为3.2纳安。对于每种合金，应在t/2和表面处从金相抛光样本收集二十个图像。应使用图像分析来量化图像。用于量化弥散相的像素大小为0.083微米，并应仅计入含有至少23像素的颗粒。只有当像素的灰度值高于整个图像的平均像素灰度值4个标准偏差时，才将像素计入。对于每个弥散相颗粒，将像素的数量转换成颗粒面积和颗粒有效直径。
[0066]“再结晶百分比”等是指具有再结晶的晶粒的锻制铝合金产品的体积百分比。再结晶的晶粒的量是根据下面的再结晶确定程序，通过对适当数量的锻制铝合金产品的sem显微照片进行ebsd(电子背散射衍射)分析来确定的。通常应分析至少5张显微照片。
[0067]
b.再结晶确定程序
[0068]“再结晶的晶粒”意指符合下文定义的“第一晶粒标准”，并且使用下文描述的oim(定向成像显微镜)采样程序测量的结晶微观结构的晶粒。
[0069]
oim分析将使用下面的oim样品程序，在l-st平面上通过片材样品的整个厚度完成。待分析的样品的大小通常会因规格而异。测量前，oim样品通过标准金相样品制备方法进行制备。例如，对oim样品进行金相制备，并且然后进行抛光(例如，使用0.05微米的胶体二氧化硅)。然后将样品在巴克试剂(barker's reagent，一种稀释的氟硼酸溶液)中阳极化90秒。然后使用含有三氧化铬的磷酸水溶液对样品进行汽提，并且然后冲洗并干燥。
[0070]“oim样品程序”如下：
[0071]
·
所使用的软件是apex ebsd收集软件版本2(美国新泽西州的edax股份有限公司(edax inc.,new jersey,u.s.a.))或等效物，其连接到velocity ebsd相机(美国新泽西州的edax股份有限公司)或等效物。sem是一种apreo s场发射枪(美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的赛默飞世尔科技公司(thermo fisher scientific.waltham,ma,u.s.a.))或等效物。
[0072]
·
oim运行条件为68
°
倾斜，其中工作距离为18mm，并且加速电压为20kv，具有动态聚焦，并且仪器规定的束流为51na(纳安)。收集模式为六边形网格。进行选择，使得在分析
中收集取向(即，不收集霍夫峰(hough peak)信息)。对于在40x下以1微米步进的2mm规格的样品，每次扫描(即帧)的面积大小为2.0mm
×
1mm。根据规格，可以使用不同的帧尺寸。收集的数据以*.osc文件的形式输出。此数据可以用于计算第一类型晶粒的体积分数，如下文所描述的。
[0073]
·
第一类型晶粒体积分数的计算：使用*.osc文件和oim分析软件(美国新泽西州的edax股份有限公司)版本8.1.0或等效物的数据计算第一类型晶粒的体积分数。在计算之前，可以执行两步数据清理。首先，对于置信指数低于阈值0.08的任何点，执行相邻方向相关性清理。其次，对小于3个数据点的任何晶粒执行粒度膨胀清理。然后，通过软件使用第一晶粒标准计算第一类型晶粒的量(如下)。
[0074]
·
第一晶粒标准：计算了晶粒平均取向差(gam)。所有“计算前应用分区”、“包含边缘晶粒”和“忽略孪晶界定义”都应该是必需的。gam≤1
°
的任何晶粒都是第一类型晶粒。
[0075]“第一晶粒体积”(fgv)是指结晶材料的第一类型晶粒的体积分数。
[0076]“再结晶百分比”通过下式确定：fgv*100％。
[0077]
术语“晶粒”具有astm e112
§
3.2.2中定义的含义，即“在二维抛光平面上观察到的原始(主要)边界范围内的区域，或三维物体中原始(主要)边界包围的体积”。
[0078]“粒度”通过以下方程计算：
[0079][0080]
·
其中ai是使用商业软件oim分析软件版本8.1.0或等效物测量的单个晶粒的面积；并且
[0081]
·
其中di是假设所述晶粒是圆形的计算出的单个粒度。
[0082]“面积加权平均粒度”通过以下方程计算：
[0083][0084]
·
其中ai是使用商业软件oim分析软件版本8.1.0或等效物测量的每个单个晶粒的面积；
[0085]
·
其中di是假设所述晶粒是圆形的计算出的单个粒度；并且
[0086]
·
其中d-bar是面积加权平均粒度。
[0087]
c.纹理
[0088]“纹理”意指结晶结构的至少一些颗粒的优选取向。由铝合金产品的生产产生的纹理组分可包括(仅举几例)铜、s纹理、黄铜、立方体和高斯纹理(goss texture)中的一或多种。这些纹理组分中的每一种定义于以下表a中。
[0089]
表a
[0090]
[0091][0092]
用于纹理量化的ebsd数据是与上述相同的被生成用于确定“粒度”和“再结晶”的数据。存在的纹理组分的量化通过ebsd软件，即oim分析软件版本8.1.0或等效物完成。第一步是将来自l-st平面的ebsd数据对准到更常用的l-lt参考平面中。存在的纹理组分(立方体％，高斯％，黄铜％，s％，铜％)的定量将被确定为分配到特定纹理组分的测量点的数目分数。如果取向错误角小于15度，偏离理想取向，那么将点分配给纹理组分。将此数目分数乘以100以发现样品中的每一纹理组分的百分比。
[0093]
viii.其它
[0094]
在以下描述中部分阐述此新技术的这些和其它方面、优点和新颖特征，且本领域的技术人员在检查以下描述和附图后将变得显而易见，或可以通过实践本公开所提供的技术的一个或多个实施例而习得。
[0095]
在已经公开的那些益处和改进当中，根据结合附图进行的以下描述，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅说明可以通过各种形式体现的本发明。另外，连同本发明的各种实施例一起给出的每一个实例均旨在示意而非限制。
[0096]
在通篇说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语采取本文明确相关的含义。如本文所使用的，短语“在一个实施例中”和“在一些实施例中”不一定指相同实施例(虽然可以是)。另外，如本文所使用的，短语“在另一个实施例中”和“在一些其它实施例中”不一定指不同实施例(虽然可以是)。因此，可以容易地将本发明的各种实施例组合，而不偏离本发明的范围或精神。
[0097]
此外，除非上下文另外明确规定，否则如本文所用，术语“或”是一种包括性的“或”运算符，且相当于术语“和/或”。除非上下文另外明确规定，否则术语“基于”不具有排他性且允许基于未描述的附加因素。此外，在本说明书全篇中，除非上下文另外明确规定，否则“一个”、“一种”和“所述”的含义包含复数指代物。除非上下文另外明确规定，否则“在
…
中”的含义包含“在
…
中”和“在
…
上”。
[0098]
虽然已经描述了本发明的多个实施例，但应了解这些实施例仅具说明性且无限制性，且多种润饰对于所属领域的技术人员而言可为显而易见的。仍进一步地，除非上下文明确要求，否则可以以任何期望的顺序执行各种步骤，并且可以添加和/或消除任何适用的步骤。
附图说明
[0099]
图1是示出了出实例1合金相对于常规6111和6013合金的特性的图。
[0100]
图2是示出了实例2合金的特性的图。
[0101]
图3-8是示出了实例3的结果的表。
具体实施方式
[0102]
实例1
[0103]
将表1中示出的铝合金的四个dc铸锭均质化，然后常规去皮/剥皮。
[0104]
表1-实例1合金的组成(重量％)
*
[0105]
sifecumnmgcrznxa0.910.230.690.210.800.080.020.03
[0106]
*每种合金的余量是偶存元素和杂质，其中每种合金含有的任一种杂质不超过0.03重量％，并且其中每种合金含有的所有杂质总共不超过0.10重量％。
[0107]
将均质化铸锭中的一些热轧至5.842mm(0.230英寸)，随后冷轧(没有任何中间退火)66％至2.007mm(0.079英寸)的最终规格。将其它铸锭热轧至3.531mm(0.139英寸)，随后冷轧(没有任何中间退火)43％至2.007mm(0.079英寸)的最终规格。然后根据下表2，在各种条件下在线对最终规格的材料进行溶液热处理。在溶液热处理之后，将材料在线喷水淬火。
[0108]
表2-溶液热处理(sht)条件
[0109][0110][0111]
分别对于43％和66％冷加工材料，将材料中的一些在淬火步骤之后在约66.7℃或72.2℃(152℉或162℉)下在线预老化，以产生t43回火。其它材料在淬火之后仅自然老化以产生t4回火。对于t4和t43回火，所有材料都自然老化约1个月。材料的机械特性在下表3中示出。所有特性都相对于lt(长横向)方向。
[0112]
表3-自然老化合金的机械特性(lt)
[0113][0114]
接下来，在老化之前，在有和没有预应变(拉伸)的情况下对合金进行人工老化。具体地，合金(i)在没有任何预应变的情况下在185℃(365℉)下老化20分钟，(“老化1”)，(ii)拉伸2％(预应变)，然后在185℃(365℉)下老化20分钟(“老化2”)，(iii)在没有任何预应变的情况下在225℃(437℉)下老化30分钟(“老化3”)。机械特性结果在下表4-6中示出。所有特性都相对于lt(长横向)方向。
[0115]
表4-人工老化合金的拉伸屈服强度特性(lt)
[0116][0117]
[0118]
表5-人工老化合金的最终拉伸强度特性(lt)
[0119][0120]
表6-人工老化合金的总伸长率特性(lt)
[0121][0122][0123]
还使用三点弯曲测试(如定义部分所定义的)评估了断裂行为，其测试结果在下表7-8中提供。这些测试尤其用于评定材料的(a)铆接而不开裂的能力和(b)碰撞情况下的行为。测试是相对于横向方向(lt)进行的，并且报告的值是基于每种测试的合金使用的十个样本的平均值。所述特性相对于1个月自然老化的材料。
[0124]
在表7的情况下，在自然老化1个月之后，在t43条件下进行三点弯曲测试，即由于材料在自然老化条件下铆接，所以不应用人工老化。将相同的材料还老化至老化条件2，其后测量机械特性(强度、伸长率)，因为这代表典型烤漆之后的材料条件。
[0125]
在表8的情况下，三点弯曲测试结果和机械特性测量值都取自老化3条件下的样
品，因为一些材料可以在本条件下铆接。
[0126]
表7-t43材料的三点弯曲测试结果加老化2强度结果
[0127][0128]
表8-老化3条件下的三点弯曲和强度结果
[0129][0130]
还测试了人工老化合金的耐腐蚀性，其结果在下表9中提供。
[0131]
表9-晶间腐蚀结果(astm g110)
[0132][0133][0134]
常规6111和6013合金与上文类似地生产，即铸造为铸锭，热轧至中间规格，冷轧至最终规格，经过溶液热处理，然后淬火，且接着自然老化至少两周。合金的组成在下表10中示出。
[0135]
表10-6111和6013合金的组成(重量％)
[0136]
合金sifecumnmgcrznxaal61110.750.240.670.200.580.040.010.03余量60130.680.230.850.310.920.030.020.03余量
[0137]
将6111和6013材料自然老化至少1.5个月，然后按照老化3进行老化。然后测试机
械特性，其结果在下表11中示出。所有特性都相对于lt(长横向)方向。
[0138]
表11-6111和6013合金的机械特性数据
[0139][0140]
如图1中所示，6111合金无法实现通过本发明合金实现的强度。还如图1中所示，6013合金无法实现通过本发明合金实现的高三点弯曲特性。
[0141]
还评定了本发明合金材料以及6111和6013材料的微观结构。具体地，根据本文包括的微观结构评定程序确定粒度、纹理、弥散相分数和再结晶百分比。本发明合金具有比6111和6013更高的弥散相面积分数，并且本发明合金和6111两者都具有比6013更细的弥散相，如表12中所示。本发明合金还具有比6013和6111合金显著更高的f/r值。在f/r比中，f是弥散相的分数(面积％/100)，并且r是平均弥散相半径(直径/2)。较高的f/r往往会导致较大的晶界钉扎，也被称为齐纳滞动，这往往会促进细粒度。
[0142]
表12-再结晶和粒度数据
[0143][0144]
还根据微观结构评定程序进行纹理测量，其结果在表13中示出。如所示，与6013相比，本发明合金和6111两者都含有显著更高水平的立方体纹理，所述立方体纹理对于可成型性和断裂行为来说是最期望的组分。
[0145]
表13-纹理数据
[0146][0147]
实例2
[0148]
将六个中试规模的铝合金铸锭(6英寸
×
18英寸横截面)进行dc铸造，然后均质化，且接着常规去皮/剥皮。六个铝合金的组成在下表14中示出。合金通常寻求改变锰和铬的量，同时保持硅、铁、铜、镁、锌和钛的相对恒定。
[0149]
表14-实例2合金的组成(重量％)
*
[0150][0151][0152]
*每种合金的余量是偶存元素和杂质，其中每种合金含有的任一种杂质不超过0.03重量％，并且其中每种合金含有的所有杂质总共不超过0.10重量％。
[0153]
然后将均质化铸锭热轧至3.531mm(0.139英寸)，随后冷轧(没有任何中间退火)43％至2.007mm(0.079英寸)的最终规格。然后将最终规格的材料在1040℉下进行溶液热处理，水淬火，拉伸以实现平坦度，然后自然老化7天。然后将合金在以下条件下老化：(i)根据实例1的“老化3”(即在437℉(225℃)下30分钟)，或(ii)在356℉(180℃)下8小时(“老化4”)。
[0154]
然后评价合金的机械特性和微观结构，其结果在下表15a-15b和16-17以及图2中示出。所提供的机械特性来自lt方向。除下文所述外，根据本文包括的微观结构评定程序确定粒度、纹理、弥散相分数和再结晶百分比。
[0155]
表15a-老化3条件下的实例2合金的机械特性(lt)
[0156][0157]
表15b-老化4条件下的实例2合金的机械特性(lt)
[0158]
[0159]
表16-实例2合金的微观结构数据
[0160][0161]
*仅在t/2位置处测量的平均值。
[0162]
表17-实例2合金的纹理数据
[0163][0164]
如数据示出，尽管所有合金都实现了高强度和合适的断裂行为，但xa10合金实现了强度和断裂行为的非常高的组合(例如，如图2中所示)，这可能是由于其锰加铬含量。例如，与其它合金(0.623至0.732％)相比，xa10合金实现了显著较低量的组成颗粒(0.49％)。考虑到xa08、xa10、xa11和xa13含有相似的总量的fe、si、cr和mn(这些元素并入组成颗粒中)，这尤其值得注意。还如所示，实例2合金实现了与实例1的本发明合金相似的纹理，即它们含有显著高水平的立方体纹理，这是对于可成型性和断裂行为来说最期望的组分。
[0165]
实例3：
[0166]
在各种条件下，在数周至数月的时段内评估实例1的合金的自然老化和人工老化响应。图3-5示出了自然老化结果，而图6-8示出了人工老化结果。人工老化条件是老化1，即在没有任何预应变的情况下在185℃(365℉)下老化20分钟。人工老化在指定的数周或数月的自然老化之后进行。(注：图3-8中的自然老化1个月的数据是上文实例1中已报道的数据。)
[0167]
如所示，本发明合金的特性在时间测试时段内是高度稳定的，这对于汽车制造商来说是重要的，因为他们可以对保存期充满信心地储备/储存本发明合金。对于自然老化材料，在测试时间段内，所有批次的拉伸屈服强度的增加小于13mpa，即如从在自然老化2周(+/-12小时)后开始并在自然老化6个月(+/-24小时)后结束的时段所测量。对于大多数批次，增加要少得多(参见图3)。因此，应在测试时间段内实现良好的成型能力。此外，对模拟烤漆(即在没有任何预应变的情况下在185℃(365℉)下老化20分钟(“老化1”))的响应是非
常好的。图6示出，与自然老化2周之后的值相比，烤漆后的拉伸屈服强度预计在自然老化6个月之后不低于21mpa。
[0168]
虽然已详细描述了本公开的各种实施例，但显而易见，本领域的技术人员将想到那些实施例的修改和改编。然而，应明确地理解，这些修改和改编在本公开的精神和范围内。

技术特征：
1.一种铝合金片材产品，其包含：0.75至1.05重量％的si；0.65至0.95重量％的mg；其中(mg的重量％)/(si的重量％)不超过0.99:1；0.50至0.75重量％的cu；0.02至0.40重量％的mn；0.06至0.26重量％的cr；其中(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.22重量％；0.01至0.30重量％的fe；至多0.25重量％的zn；至多0.20重量％的zr；至多0.20重量％的v；至多0.15重量％的ti；余量为铝、任选的偶存元素和杂质；其中所述铝合金片材产品的厚度为1.0至4.0mm；其中所述铝片材产品在t6回火中实现至少315mpa的拉伸屈服强度(lt)，其中所述t6回火的人工老化为在225℃(437℉)下30分钟。2.根据权利要求1所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包括至少0.80重量％的si、或至少0.85重量％的si、或至少0.90重量％的si。3.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过1.0重量％的si。4.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.70重量％的mg、或至少0.75重量％的mg、或至少0.80重量％的mg。5.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.90重量％的mg。6.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中(mg的重量％)/(si的重量％)不超过0.95:1、或不超过0.9:1。7.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中(mg的重量％)/(si的重量％)为至少0.7:1、或至少0.8:1。8.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.55重量％的cu、或至少0.60重量％的cu、或至少0.65重量％的cu。9.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.73重量％的cu、或不超过0.70重量％的cu。10.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.04重量％的mn、或至少0.05、或至少0.06重量％的mn、或至少0.08重量％的mn、或至少0.10重量％的mn、或至少0.15重量％的mn、或至少0.20重量％的mn。11.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.35重量％的mn、或不超过0.30重量％的mn。12.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少
0.08重量％的cr、或至少0.10重量％的cr、或至少0.12重量％的cr、或至少0.14重量％的cr、或至少0.16重量％的cr、或至少0.18重量％的cr。13.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.24重量％的cr、或不超过0.22重量％的cr、或不超过0.20重量％的cr。14.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中(mn的重量％)+(cr的重量％)为至少0.24重量％、或至少0.25重量％、或至少0.26重量％、或至少0.27重量％、或至少0.28重量％、或至少0.29重量％。15.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.05重量％的fe、或至少0.10重量％的fe、或至少0.12重量％的fe。16.根据权利要求1所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包括不超过0.28重量％的fe、或不超过0.26重量％的fe。17.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.20重量％的zn、或不超过0.15重量％的zn、或不超过0.10重量％的zn，或不超过0.08重量％的zn、或不超过0.05重量％的zn、或不超过0.03重量％的zn。18.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.01重量％的zn。19.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.15重量％的zr、或不超过0.10重量％的zr、或不超过0.08重量％的zr、或不超过0.05重量％的zr、或不超过0.03重量％的zr。20.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.01重量％的zr。21.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.15重量％的v、或不超过0.10重量％的v、或不超过0.08重量％的v、或不超过0.05重量％的v、或不超过0.03重量％的v。22.根据权利要求1所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包括至少0.01重量％的v。23.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含不超过0.12重量％的ti或不超过0.10重量％的ti。24.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金包含至少0.01重量％的ti、或至少0.02重量％的ti、或至少0.05重量％的ti。25.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中当在225℃(437℉)下人工老化30分钟时，所述拉伸屈服强度(lt)为至少320mpa、或至少325mpa、或至少330mpa、或至少335mpa、或至少340mpa、或至少345mpa、或至少350mpa、或至少355mpa、或至少360mpa、或至少365mpa、或至少370mpa。26.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品在所述t6回火中实现至少10.0mm、或至少11.0mm、或至少11.2mm、或至少11.4mm、或至少11.6mm、或至少11.8mm、或至少12.0mm、或至少12.2mm、或至少12.4mm、或至少12.6mm、或至少12.8mm、或至少13.0mm的三点弯曲延伸。27.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品在所述t4回火中实现至少16.0mm、或至少16.2mm、或至少16.4mm、或至少16.6mm、或至少
16.8mm、或至少17.0mm、或至少17.2mm、或至少17.4mm、或至少17.6mm、或至少17.8mm、或至少18.0mm的三点弯曲延伸。28.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中当根据astm g110-92(2015)测试6小时时，所述铝合金片材产品实现不超过200微米的最大侵蚀深度。29.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品为完全再结晶的。30.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品实现不超过50微米的面积加权平均粒度。31.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品含有至少10体积％的立方体纹理。32.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品实现至少0.5％的弥散相面积分数。34.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中在所述t4或t43回火中，所述铝合金片材产品在自然老化2周至自然老化6个月期间实现拉伸屈服强度(lt)的不超过15mpa的增加。35.根据权利要求34所述的铝合金片材产品，其中所述增加不超过13mpa、或不超过11mpa、或不超过9mpa、或不超过7mpa、或不超过5mpa。36.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中相对于所述t6回火，所述铝合金片材产品在自然老化2周至自然老化6个月期间实现拉伸屈服强度(lt)的不超过21mpa的强度损失。37.根据权利要求36所述的铝合金片材产品，其中所述强度损失不超过19mpa、或不超过17mpa、或不超过15mpa、或不超过13mpa、或不超过11mpa、或不超过9mpa、或不超过7mpa、或不超过5mpa、或不超过3mpa、或不超过1mpa。38.根据权利要求36所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品实现无拉伸强度损失或实现至少2mpa的拉伸屈服强度的增加。39.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金片材产品，其中所述铝合金片材产品实现至少0.05、或至少0.06或至少0.07、或至少0.08的f/r。40.一种汽车片材产品，其由根据前述权利要求中任一项所述的铝合金产品中的任一种制成。

技术总结
公开了新型6xxx铝合金。在一个实施例中，一种新型6xxx铝合金片材产品包含0.75至1.05重量％的Si、0.65至0.95重量％的Mg，其中(Mg的重量％)/(Si的重量％)不超过0.99:1；0.50至0.75重量％的Cu，0.02至0.40重量％的Mn、0.06至0.26重量％的Cr，其中(Mn的重量％)+(Cr的重量％)为至少0.22重量％；0.01至0.30重量％的Fe、至多0.25重量％的Zn、至多0.20重量％的Zr、至多0.20重量％的V，以及至多0.15重量％的Ti；其余部分为铝、任选的偶存元素和杂质。任选的偶存元素和杂质。任选的偶存元素和杂质。


技术研发人员：L
受保护的技术使用者：奥科宁克技术有限责任公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2023/9/16