[发明专利]高强度7XXX铝合金和其制备方法

说明书

本申请涉及高强度7XXX铝合金和其制备方法。本文描述了新型7xxx系列铝合金。所述合金表现出高强度。所述合金可以用于多种应用中，包括机动车、运输、电子设备、航空航天、以及工业应用。本文还描述了制备和加工所述合金的方法。本文还描述了生产金属片的方法，所述方法包括铸造如本文所述的铝合金以形成铸锭；将所述铸锭均匀化；热轧所述铸锭以生产热带材；以及将所述热带材冷轧成最终规格的金属片。

本申请是申请号为201680016341.5母案的分案申请。该母案的申请日为2016年10月28日；发明名称为“高强度7XXX铝合金和其制备方法”。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月30日提交的美国临时专利申请序列号62/248,796和2016年4月25日提交的美国临时专利申请序列号62/326,858的优先权和申请权益，这两件美国临时专利申请均以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本文提供了新型铝合金组合物以及其制备和加工方法。本文所述的合金表现出高强度并且可以用于机动车、运输、电子设备、以及工业应用中。

背景技术

高强度铝合金对于用于机动车结构应用中来说是理想的。6xxx系列命名之下的铝合金例如主要用于机动车结构应用。然而，目前的6xxx系列合金不能够满足原始设备制造商（OEM）的高强度要求。举例来说，AA6111和AA6013类型的合金在T6回火状态下仅实现300MPa至350 MPa的屈服强度。为了实现机动车结构应用中所期望的高强度，正在使用各种钢种，如硼钢。然而，这样的钢种片材过重并且不适用于需要轻质材料的现代机动车设计。

特别是，政府立法已经强制推行了对车辆的强制性里程要求并且也已经降低了车辆尾管的允许排放量。因此，不太致密的材料是为满足这些限制条件的机动车设计所需的。密度是钢的5/14的铝合金正在越来越多地用于机动车制造，这是因为它提供了显著的车辆重量减轻。然而，为了实现足够的重量减轻并且成为钢（以及其它更低强度零件）的有效替代品，对于约2 mm的片材规格来说，所述材料必须表现出500 MPa或更大的屈服强度。

2 mm铝合金片材的500 MPa屈服强度的目标是一项重大的挑战，即使是在以高得多的强度而闻名的航空航天铝合金的背景下。这部分是因为零件的厚度与可达到的强度之间的关系。板材一般是大于10 mm厚的。通常，随着板材截面的厚度减小，由于将截面从固溶热处理温度更快地淬火，因此强度相应地增加。这有助于保持合金元素的更高的过饱和度，这增加了强度。

然而，低于约100 mm至150 mm的厚度，板材的微观结构从一般未重结晶的结构变为重结晶的结构。此时，强度开始降低。随着减小继续达到片材规格，强度降低继续而没有减弱，这使得薄片材通常比由相同合金制成的板材具有低得多的强度。在所期望的2 mm规格下，片材几乎完全重结晶并且仅可以提供它作为具有未重结晶的结构的板材规格的强度能力的一部分。

500 MPa或更高的屈服强度目标是一项挑战，即使是在板材规格下。因此，实现这样的目标对于2 mm片材规格来说甚至更难以做到，如由机动车OEM所期望的那样。因此，需要可以满足OEM的高强度要求的新的轻质的合金。

发明内容

本发明的所涵盖的实施方案是由权利要求书，而不是本发明内容来限定的。本发明内容是本发明的各个方面的高度概述并且介绍了在以下具体实施方式部分中进一步描述的构思中的一些。本发明内容不意图标识所要求保护的主题的关键或必要特征，它也不意图单独用于确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每一项权利要求来理解主题。