[发明专利]铝-铜-锂合金产品

说明书

本发明涉及一种由基于铝的合金制成的产品，所述基于铝的合金以重量％计包含Cu：2.5‑3.4；Li：1.6‑2.2；Mg：0.4‑0.9；Mn：0.2‑0.6；Zr：0.08‑0.18；Zn：0.4，Ag：0.15；Fe+Si≤0.20；至少一种选自Ti、Se、Cr、Hf和V的元素，所述元素(如果选择)的含量为：Ti：0.01‑0.15；Se：0.01‑0.15；Cr：0.01‑0.3；Hf：0.01‑0.5；V：0.01‑0.3；其他元素各自≤0.05且总共≤0.15，其余为铝。本发明还涉及一种制造基于铝的合金的挤压、轧制和/或锻造产品的方法，以及引入至少一种上述产品的结构部件。

发明领域

本发明总体上涉及由铝-铜-锂合金制成的加工产品，更特别是涉及用于制备航空构造中的加强件(raidisseur)的型材形式的这类产品。

现有技术

为了开发能够同时减轻高性能飞机的重量并提高其结构有效性的材料，进行了持续的研究工作。在这方面，含锂的铝合金引起极大的兴趣，因为锂可以使铝的密度降低3％，并且每添加1重量％锂，其弹性模量提高6％。为了使这些合金被选择用于飞机上，它们的性能必须达到常规使用的合金的性能，特别是在静态机械强度性能(弹性极限、断裂强度)和损伤容限性能(韧性、耐疲劳裂纹扩展的能力)——这些性能通常是相对的——之间的折衷方面。此外，这些合金必须具有足够的耐腐蚀性，能够根据常规方法制备，并且具有能够整体加工的低残余应力。

已知添加银的多种Al-Cu-Li合金。

专利US 5 032 359记载了大的铝-铜-锂合金家族，其中添加特别是0.3至0.5重量％的镁和银使机械强度提高。这些合金通常以商品名Weldalite^TM为人所知。

专利US 5 198 045记载了Weldalite^TM合金家族，其包含(以重量％计)(2.4-3.5)Cu、(1.35-1.8)Li、(0.25-0.65)Mg、(0.25-0.65)Ag、(0.08-0.25)Zr。用这些合金制造的加工产品的密度小于2.64g/cm³，并且机械强度和韧性之间有引人注意的折衷。

专利US 7 229 509记载了Weldalite^TM合金家族，其包含(以重量％计)(2.5-5.5)Cu、(0.1-2.5)Li、(0.2-1.0)Mg、(0.2-0.8)Ag、(0.2-0.8)Mn、(最高达0.4)Zr或其他元素(如Cr、Ti、Hf、Sc和V)。所示出的实例在机械强度和韧性之间取得了改进的折衷，但其密度大于2.7g/cm³。

专利申请WO2007/080267记载了一种用于机身板材的不包含锆的Weldalite^TM合金，所述合金包含(以重量％计)(2.1-2.8)Cu、(1.1-1.7)Li、(0.2-0.6)Mg、(0.1-0.8)Ag、(0.2-0.6)Mn。

此外，已知合金AA2196，其包含(以重量％计)(2.5-3.3)Cu、(1.4-2.1)Li、(0.25-0.8)Mg、(0.25-0.6)Ag、(0.04-0.18)Zr和至多0.35Mn。

限制银的量在经济上是非常有利的。但是，应注意，由基本上不含任何银的合金制成的现有技术的产品不能获得与由含银的合金(如AA2196)制成的产品一样有利的性能。

需要这样的由铝-铜-锂合金制成的产品，尤其是挤压产品，其具有降低的密度和基本上与已知的含银产品等同的性能，特别是静态机械强度性能与损伤容限性能的折衷方面。相对于已知的含银产品而言，这些产品的热稳定性、耐腐蚀性、机械加工性和密度也必须是令人满意的，同时具有低密度。

发明目的

本发明的第一个目的是由基于铝的合金制成的产品，所述基于铝的合金包含以下元素，以重量％计：