[发明专利]具有黄铜织构的再结晶铝合金及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年10月1日提交的美国申请No.11/865,526的 优先权，通过引用将其全文并入本文。

背景技术

可以通过轧制、挤压或锻造方法生产铝合金工件。由于操控铝合 金工件的形状或者通过熔融铝的冷却，可在该合金中引起不需要的机 械性能和应力。热处理涵盖多种过程，通过这些过程将金属的温度变 化用于改善合金的机械性能和应力状态。固溶热处理、淬火、析出热 处理和退火均是用于热处理铝产品的不同方法。

发明概述

概括而言，本发明涉及具有再结晶显微组织的铝合金产品及其生 产方法，所述显微组织具有相对于戈斯织构相对大量的黄铜织构。相 对于用常规方法生产的常规产品，所述铝合金产品可以表现出改善的 强度与韧性关系。

在一方面，提供了再结晶铝合金。在一种方法中，再结晶铝合金 具有黄铜织构和戈斯织构，并且黄铜织构的量超过戈斯织构的量。在 一个实施方案中，黄铜织构的量是戈斯织构的量的至少2倍。在一个 实施方案中，在使用X射线衍射技术测定时，通过将关于给定多晶样 品所测得的黄铜织构强度与所测得的戈斯织构强度进行对比来确定黄 铜织构相对于戈斯织构的量。在另一个实施方案中，通过使用取向成 像显微镜法，将给定多晶样品的黄铜取向晶粒的面积分数与戈斯取向 晶粒的面积分数进行对比来确定黄铜织构相对于戈斯织构的量。在一 个实施方案中，给定多晶样品的黄铜取向晶粒的面积分数为至少约 10％。在一个实施方案中，给定多晶样品的戈斯取向晶粒的面积分数不 大于约5％。在一个实施方案中，再结晶片材产品在约40°-约60°的 范围中具有最大R值(也称作“Lankford系数”)。在一个实施方案 中，由再结晶合金生产的产品具有与产品形式相同且厚度及状态类似 的组成相同的非再结晶合金至少大致相同的断裂韧性和至少大致相同 的拉伸屈服强度。

根据本公开的多种铝合金组合物可以是有用的。在一个实施方案 中，再结晶铝合金是2XXX系列铝合金。在一个实施方案中，再结晶铝 合金是2199系列铝合金。在一个实施方案中，结晶铝合金包括至多约 7.0重量％铜。在一个实施方案中，再结晶铝合金包括至多约4.0重量 ％锂。

再结晶铝合金可以用在多种工业应用中。在一个实施方案中，该 再结晶铝合金是片材产品形式。在一个实施方案中，该片材产品用于 航空航天应用(例如机身产品)。在另外实施方案中，该片材产品用 于汽车、运输或其它工业应用。

在一个实施方案中，该再结晶铝合金是片材产品形式的2199系列 合金。在该实施方案中，黄铜织构的量超过戈斯织构的量，并且该片 材产品具有不大于约0.35英寸的厚度、至少约370MPa的LT拉伸屈 服强度和至少约80MPa(m^1/2)的T-L断裂韧性(Kapp)。

在另一方面，提供了制造再结晶铝合金片材产品的方法。在一种 方式中，方法包括对铝合金片材完成热轧和冷加工步骤，对该铝合金 片材进行第一再结晶退火，对该铝合金片材完成(i)另一冷加工步骤和 (ii)回复退火步骤中的至少一个，对该铝合金片材进行第二再结晶退 火，和对该铝合金片材进行时效以生产再结晶铝片材产品。

可以将上文指出的各个本发明方面进行组合以产生具有改善的强 度和/或韧性品质等的多种再结晶铝合金产品。此外，本发明的这些及 其它方面、优点和新特征在下面描述中部分给出，并且通过研究下面 描述和附图将对于本领域技术人员变得清楚，或者可通过实践本发明 得以了解。

附图简述

图1a是变形显微组织的示意图。

图1b是回复的显微组织的示意图。

图1c是再结晶的显微组织的示意图。

图1d是另一再结晶显微组织的示意图。

图1e是又一再结晶显微组织的示意图。

图1f是部分再结晶的显微组织的示意图。

图2是生产合金片材产品的现有技术的示意图。

图3是说明生产再结晶片材产品的方法的一个实施方案的示意 图。

图4是说明生产再结晶片材产品的方法的一个实施方案的示意 图。

图5是说明生产再结晶片材产品的方法的一个实施方案的示意 图。

图6a和6b是说明根据本公开实施方案生产的片材产品的显微组 织的显微照片。