[發明專利]改進的5XXX-鋰鋁合金及其制造方法

在審

• 申請號: 201380057835.4
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN104769143A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 羅伯托·J·洛加;弗朗辛·S·博瓦德;拉爾夫·R·索泰爾
• 申請（專利權）人: 美鋁公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08
• 代理公司: 北京市聯德律師事務所 11361
• 代理人: 易詠梅

背景技術

鋁合金在多種應用中是有用的。然而，改進鋁合金的一種性能而不損害另一種性能通常證實是難以實現的。

發明內容

大體上講，本發明內容涉及具有改進性能組合的新的5xxx-鋰鋁合金產品。所述新的5xxx-鋰鋁合金產品由包含以下成分的鋁合金制成，所述成分包括：3.75至5.0wt.％的鎂(Mg)、1.6至2.3wt.％的鋰(Li)、0.50至2.5wt.％的鋅(Zn)、0.05至0.50wt.％選自由Zr、Sc、Cr、V、Hf、其他稀土元素及其組合所組成的組的晶粒結構控制元素、任選地至多1.0wt.％的銅(Cu)、任選地至多1.0wt.％的銀(Ag)，其中wt.％Cu+wt.％Ag≤1.15wt.％，其中，當所述鋁合金包含不大于0.04wt.％的Cu和不大于0.04wt.％的Ag時，所述鋁合金包含至少0.75wt.％的鋅、任選地至多0.5wt.％的硅(Si)、任選地至多1.0wt.％的錳(Mn)、任選地至多0.25wt.％的Fe、任選地至多0.15wt.％的Ti，余量為鋁、其他元素和雜質，其中，所述鋁合金包含不大于0.10wt.％的任何一種其他元素，并且其中所述鋁合金包含其他元素的總量不大于0.35wt.％。所述新的5xxx-鋰鋁合金可以實現改進的性能組合，例如強度、斷裂韌性、密度、疲勞裂紋擴展和/或耐腐蝕性等中兩種或多種的改進性能組合。所述新的5xxx-鋰鋁合金可以用于航空和國防應用等領域。

5xxx鋁合金是含有除鋁之外以鎂作為占優合金元素的鋁合金。本專利申請的新的5xxx-鋰鋁合金是含有3.75至5.0wt.％的Mg、1.6-2.3wt.％的Li和0.5至2.5wt.％的Zn等的5xxx鋁合金，如下文所述。所述新的5xxx-鋰鋁合金產品通常呈形變產品的形式，并且可以通過以下步驟制備，即：鑄造新的5xxx-鋰合金，之后將其均質化，然后熱加工到中間規格或最終規格，再任選地冷加工，然后固溶熱處理并淬火，再任選地冷加工，以及然后任選地人工時效。

因此，所述新的5xxx-鋰鋁合金產品通常處于T3或T8狀態，這些狀態為本領域技術人員所知曉并由美國鋁業協會(Aluminum?Association)來定義。上述熱加工步驟可以通過軋制、擠壓或鍛造來完成，以分別生產片材或板材、擠壓件或鍛件。

所述新的5xxx-鋰鋁合金產品通常包含3.75至5.0wt.％的Mg。在一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少4.0wt.％的Mg。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少4.1wt.％的Mg。在又一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少4.2wt.％的Mg。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少4.3wt.％的Mg。在一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于4.9wt.％的Mg。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于4.8wt.％的Mg。在又一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于4.7wt.％的Mg。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于4.6wt.％的Mg。

所述新的5xxx-鋰鋁合金產品通常包含1.60至2.30wt.％的Li。在一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少1.65wt.％的Li。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少1.70wt.％的Li。在又一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少1.75wt.％的Li。在一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于2.20wt.％的Li。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于2.10wt.％的Li。

所述新的5xxx-鋰鋁合金產品通常包含0.5至2.50wt.％的Zn。在一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少0.60wt.％的Zn。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少0.70wt.％的Zn。在又一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少0.80wt.％的Zn。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少0.90wt.％的Zn。在又一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含至少1.00wt.％的Zn。在一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于2.25wt.％的Zn。在另一個實施方案中，新的5xxx-鋰鋁合金產品包含不大于2.00wt.％的Zn。