[发明专利]改良的包含钒的铝-铜合金

说明书

本申请是申请日为2010年1月22日、申请号为201080005131.9、发明名称为“改良的包含钒的铝-铜合金”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年1月22日提交的名称为“Improved Aluminum-Copper Alloys Containing Vanadium”的美国临时专利申请NO.61/146,585的优先权，并且本申请与2010年1月22日提交的名称为“Improved Aluminum-Copper Alloys Containing Vanadium”的美国专利申请NO.____相关，通过引用将两个申请均以其全部并入本文。

背景技术

铝合金用于很多应用中。然而，经常证明改良铝合金的一种性质而不降低另一种性质是难以捉摸的。例如，提高合金的强度而不降低合金的韧性是困难的。对于铝合金所关注的其它性质包括抗腐蚀性和抗疲劳裂纹扩展速率性等。

概要

概括地，本公开涉及新型和改良的包含钒和具有改良的性质组合的2xxx铝合金。在一个实施方案中，新型的2xxx铝合金基本上由以下组成：约3.3wt.％-约4.1wt.％的Cu、约0.7wt.％-约1.3wt.％的Mg、约0.01wt.％-约0.16wt.％的V、约0.05wt.％-约0.6wt.％的Mn、约0.01wt.％-约0.4wt.％的至少一种晶粒组织控制元素、余量为铝、偶存元素和杂质。在一个实施方案中，铜和镁的组合数量不超过5.1wt.％。在一个实施方案中，铜和镁的组合数量至少为4.0wt.％。在一个实施方案中，铜与镁的比例不大于5.0。在一个实施方案中，铜与镁的比例至少为2.75。

具有改良的性质组合的许多形变产品例如轧制产品、锻件和挤压件可由这些新型合金制得。如在下文进一步详细描述的，这些形变产品可实现改良的损伤容限和/或强度和韧性的改良组合。

这里描述的新型合金的这些和其它方面、优点和新颖特征在接下来的描述中得到部分描述，并且在考察接下来的描述和附图基础上，这将对本领域技术人员会变得清楚，或者可以通过实践本公开来获知。

附图说明

图1是说明不同合金的拉伸屈服强度和韧性性能的图。

图2是说明相对不同的合金添加Cu的效果的图。

图3是说明相对不同的合金添加Mg的效果的图。

图4是说明相对不同的合金添加Mn的效果的图。

图5是说明相对不同的合金添加V的效果的图。

图6是说明对于不同合金拉伸强度与K_Q断裂韧性的关系图。

图7是说明对于不同合金拉伸强度与K_app断裂韧性的关系图。

图8是说明不同合金的谱(spectrum)疲劳裂纹扩展抵抗性的图。

图9是说明不同合金的等幅疲劳裂纹扩展抵抗性的图。

图10是说明不同合金的拉伸屈服强度和平面应力断裂韧性性能的图。

图11是包含对于不同合金在L-T方向的R-曲线的图。

详细描述

概括地，本公开涉及具有改良的性质组合的新型铝-铜合金。该新型铝合金通常包含(并且在一些情况下基本上由以下组成)：铜、镁、锰和钒，余量为铝、晶粒组织控制元素、任选的偶存元素以及杂质。如在下文进一步详细描述的，该新型合金可实现强度、韧性、抗疲劳裂纹扩展、和/或抗腐蚀性等的改良组合。根据本教导有用的几种合金组成的限制公开于下面的表1中。所有的值均以重量百分比给出。

表1-新型合金组合物的例子