改良的包含釩的鋁-銅合金的製作方法

2023-12-04 16:44:11 3

專利名稱：改良的包含釩的鋁-銅合金的製作方法
改良的包含釩的鋁-銅合金相關申請的交叉引用本申請要求2009 年 1 月 22 日提交的名稱為"Improved Aluminum-Copper Alloys Containing Vanadium」的美國臨時專利申請NO. 61/146，585的優先權，並且本申請與2010
1 M 22 011 ^ "Improved Aluminum-Copper Alloys Containing Vanadium" 的美國專利申請NO.—相關，通過引用將兩個申請均以其全部併入本文。
背景技術：
鋁合金用於很多應用中。然而，經常證明改良鋁合金的一種性質而不降低另一種性質是難以捉摸的。例如，提高合金的強度而不降低合金的韌性是困難的。對於鋁合金所關注的其它性質包括抗腐蝕性和抗疲勞裂紋擴展速率性等。概要概括地，本公開涉及新型和改良的包含釩和具有改良的性質組合的hxx鋁合金。 在一個實施方案中，新型的hxx鋁合金基本上由以下組成約3. 3wt. % -約4. Iwt. %的 Cu、約 0. 7wt. % -約 1. 3wt. % 的 Mg、約 0. Olwt. % -約 0. 16wt. % 的 V、約 0. 05wt. % -約 0. 6wt. %的Mn、約0. Olwt. % -約0. 4wt. %的至少一種晶粒組織控制元素、餘量為鋁、偶存元素和雜質。在一個實施方案中，銅和鎂的組合數量不超過5. Iwt. %。在一個實施方案中， 銅和鎂的組合數量至少為4. Owt. %。在一個實施方案中，銅與鎂的比例不大於5.0。在一個實施方案中，銅與鎂的比例至少為2. 75。具有改良的性質組合的許多形變產品例如軋制產品、鍛件和擠壓件可由這些新型合金製得。如在下文進一步詳細描述的，這些形變產品可實現改良的損傷容限和/或強度和韌性的改良組合。這裡描述的新型合金的這些和其它方面、優點和新穎特徵在接下來的描述中得到部分描述，並且在考察接下來的描述和附圖基礎上，這將對本領域技術人員會變得清楚，或者可以通過實踐本公開來獲知。


圖1是說明不同合金的拉伸屈服強度和韌性性能的圖。圖2是說明相對不同的合金添加Cu的效果的圖。圖3是說明相對不同的合金添加Mg的效果的圖。圖4是說明相對不同的合金添加Mn的效果的圖。圖5是說明相對不同的合金添加V的效果的圖。圖6是說明對於不同合金拉伸強度與Kq斷裂韌性的關係圖。圖7是說明對於不同合金拉伸強度與Kapp斷裂韌性的關係圖。圖8是說明不同合金的譜(spectrum)疲勞裂紋擴展抵抗性的圖。圖9是說明不同合金的等幅疲勞裂紋擴展抵抗性的圖。圖10是說明不同合金的拉伸屈服強度和平面應力斷裂韌性性能的圖。
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圖11是包含對於不同合金在L-T方向的R-曲線的圖。詳細描述概括地，本公開涉及具有改良的性質組合的新型鋁-銅合金。該新型鋁合金通常包含(並且在一些情況下基本上由以下組成)銅、鎂、錳和釩，餘量為鋁、晶粒組織控制元素、任選的偶存元素以及雜質。如在下文進一步詳細描述的，該新型合金可實現強度、韌性、 抗疲勞裂紋擴展、和/或抗腐蝕性等的改良組合。根據本教導有用的幾種合金組成的限制公開於下面的表1中。所有的值均以重量百分比給出。表1-新型合金組合物的例子
i=i ife.CuMgMnVA3. 1-4. 10. 7-1. 30. 01-0. 70. 01-0. 16B3. 3-3. 90. 8-1. 20. 1-0. 50. 03-0. 15C3. 4-3. 70. 9-1. 10. 2-0. 40. 05-0. 14銅(Cu)包含於該新型合金中，並且通常處於約3. Iwt. % -約4. Iwt. % Cu的範圍內。如在下面的實施例中說明的，當銅低於約3. Iwt. %或超過約4. Iwt. %時，該合金可能不會實現改良的性質組合。例如，當銅超過約4. Iwt. %時，該合金的斷裂韌性可降低。 當銅少於約3. Iwt. %時，合金的強度可降低。在一個實施方案中，該新型合金包含至少約 3. Iwt. %的Cu。在其它的實施方案中，新型合金可包含至少約3. 2wt. %的Cu，或至少約
3.3wt. %的Cu，或至少約%的Cu。在一個實施方案中，該新型合金包含不大於約
4.Iwt. %的Cu。在其它的實施方案中，該新型合金可包含不大於約4. Owt. %的Cu，或不大於約3. 9wt. %的Cu，或不大於約3. 8wt. %的Cu，或不大於約3. 7wt. %的Cu。鎂(Mg)包含於該新型合金中，並且通常處於約0. 7wt. % -約1. 3wt. % Mg的範圍內。如在下面的實施例中說明的，當鎂低於約0. 7wt. %或超過約1. 3wt. %時，合金可能不會實現改良的性質組合。例如，當鎂超過約1.3wt. %時，合金的斷裂韌性可降低。當鎂少於約0. 7wt. %時，合金的強度可降低。在一個實施方案中，該新型合金包含至少約0. 7wt. % 的Mg。在其它的實施方案中，新型合金可包含至少約0.8wt. %的Mg，或至少約0.9wt. %的 Mg。在一個實施方案中，該新型合金包含不大於約1.3wt. %的Mg。在其它的實施方案中， 該新型合金可包含不大於約1. 2wt. %的Mg，或不大於約1. Iwt. %的1%。錳(Mn)包含於該新型合金中，並且通常處於約0. Olwt. % -約0. 7wt. % Mn的範圍內。如在下面的實施例中說明的，當錳低於約0. Olwt. %或超過約0. 7wt. %時，合金可能不會實現改良的性質組合。例如，當錳超過約0.7wt. %時，合金的斷裂韌性可降低。當錳少於約0. Olwt. %時，合金的斷裂韌性可降低。在一個實施方案中，該新型合金包含至少約 0. 05wt. %的Mn。在其它的實施方案中，該新型合金可包含至少約0. Iwt. %的Mn，或至少約0. 2wt. %的Mn，或至少約0. 25wt. %的Mn。在一個實施方案中，該新型合金包含不大於約0. 7wt. %的Mn。在其它的實施方案中，該新型合金可包含不大於約0.6wt. %的Mn，或不大於約0. 5wt. %的Mn，或不大於約0. 4wt. %的Mn。釩(V)包含於該新型合金中，並且通常處於約0. Olwt. % -約0. 16wt. % V的範圍內。如在下面的實施例中說明的，當釩低於約0. Olwt. %或超過約0. 16wt. %時，該合金可能不會實現改良的性質組合。例如，當釩超過約0. 16wt. %時，該合金的強度和/或斷裂韌性可降低。當釩少於約0. Olwt. %時，該合金的強度可降低。在一個實施方案中，該新型合金包含至少約0. Olwt. %的V。在其它的實施方案中，該新型合金可包含至少約0. 03wt. % 的V，或至少約0. 07wt. %的V，或至少約0. 09wt. %的V。在一個實施方案中，該新型合金包含不大於約0. 16wt. %的V。在其它的實施方案中，該新型合金可包含不大於約0. 15wt. % 的V，或不大於約0. Hwt. %的V，或不大於約0. 13wt. %的V，或不大於約0. 12wt. %的V。 在一個實施方案中，該合金包含約0. 05wt. % -約0. 15wt. %的乂。鋅(Zn)可任選地作為合金化組分包含於該新型合金中，並且通常處於約 0. 3wt. % -約1. Owt. % Zn的範圍內。當鋅不作為合金化組分包含於合金中時，其可作為雜質存在於該新型合金中，並且處於至多約0. 25wt. %的數量。銀(Ag)可任選地作為合金化組分包含於該新型合金中，並且通常處於從約 0. Olwt. %或從約 0. 05wt. %或約 0. Iwt. %至約 0. 4wt. %或至約 0. 5wt. %或約 0. 6wt. % Ag的範圍內。例如，可向合金中添加銀來改良抗腐蝕性。在其它的實施方案中，新型合金基本上不合銀(例如，銀僅作為雜質(如果存在)存在於合金中，通常少於約0. Olwt. % Ag， 並且不實質性地影響新型合金的性質)。如上所注意到的，該新型合金包含銅和鎂。銅和鎂(Cu+Mg)的總數量可與合金性質相關。例如，當合金包含少於約4. Iwt. %或包含多於約5. Iwt. %時，該合金可能不會實現改良的性質組合。例如，當Cu+Mg超過約5. Iwt. %時，該合金的斷裂韌性可降低。當 Cu+Mg少於約4. Iwt. %時，合金的強度可降低。在一個實施方案中，該新型合金包含至少約
4.Iwt. %的Cu+Mg。在其它的實施方案中，該新型合金可包含至少約4. 2wt. %的Cu+Mg，或至少4. 3wt. %的Cu+Mg，或至少4. 4wt. %的Cu+Mg。在一個實施方案中，該新型合金包含不大於約5. Iwt. %的Cu+Mg。在其它的實施方案中，該新型合金可包含不大於約5. Owt. %的 Cu+Mg,或不大於約4. 9wt. %的Cu+Mg，或不大於約4. 8wt. %的Cu+Mg。類似地，銅與鎂的比例(Cu/Mg比)可與合金性質相關。例如，當Cu/Mg比小於約 2. 6或大於約5. 5時，合金可能不會實現改良的性質組合。例如，當Cu/Mg比超過約5. 5或小於約2. 6時，合金的強度與斷裂韌性的關係可為低的。在一個實施方案中，該新型合金的 Cu/Mg比為至少2. 6。在其它的實施方案中，該新型合金的Cu/Mg比為至少約2. 75，或至少約3. 0，或至少約3. 25，或至少約3. 5。在一個實施方案中，該新型合金的Cu/Mg比不大於約
5.5。在其它的實施方案中，該新型合金的Cu/Mg比不大於約5. 0，或不大於約4. 75，或不大於約4. 5，或不大於約4. 25，或不大於約4. 0。如上所注意到的，該新型合金通常包含所述的合金化組分，餘量為鋁、晶粒組織控制元素、任選的偶存元素和雜質。如這裡使用的，「晶粒組織控制元素」意指特意的合金化添加的元素或化合物，其目的是通常以固態形成第二相顆粒從而來控制在熱過程例如回復和再結晶期間的固態晶粒組織改變。出於本專利申請的目的，晶粒組織控制元素包含&、Sc、 Cr和Hf等，但排除Mn和V。在合金行業中，可考慮錳同時作為合金化組分和晶粒結構控制元素-保留在固溶體中的錳可提高合金的機械性質(例如強度)，而微粒形式的錳(例如，如Al6Mru Al12Mn3Si2-有時被稱為彌散相)可協助晶粒組織控制。用釩可驗證類似的結果。然而，在本專利申請中由於Mn和V兩者都分別用它們自己的組成來限定，出於本專利申請的目的， 它們不在「晶粒組織控制元素」的定義內。在合金中使用的晶粒組織控制材料的數量通常取決於用於晶粒組織控制而使用的材料類型和/或合金製備方法。在一個實施方案中，晶粒組織控制元素為Zr，並且該合金包含約0. Olwt. % -約0. 25wt. %的&·。在一些實施方案中，Zr以從約0. 05wt. %或從約 0. 08wt. %至約0. 12wt. %或至約0. 15wt. %或至約0. 18wt. %或至約0. 20wt. % Zr的範圍包含於合金中。在一個實施方案中，^ 包含於合金中並且處於約0. Olwt. %-約0. 20wt. % Zr的範圍。鈧(Sc)、鉻(Cr)和/或鉿(Hf)可作為rLx的替代物(全部或部分)包含於合金中，並且因而可以以與^ 相同或類似的量包含於合金中。在一個實施方案中，晶粒組織控制元素為&和Hf中的至少一種。如這裡使用的，「偶存元素」意指除了上述的合金化元素和晶粒組織控制元素以外的可任選地添加至合金以協助合金製備的那些元素或材料。偶存元素的例子包括鑄造助劑，例如晶粒細化劑和脫氧劑。晶粒細化劑是在合金凝固期間播種(seed)新晶粒的孕育劑或晶核。晶粒細化劑的一個例子是包含96%的鋁、3%的鈦(Ti)和1%的硼(β)的3/8英寸的杆，其中幾乎所有的硼均以細分散的TB2顆粒存在。在鑄造期間，將晶粒細化杆在線供入熔融合金中，其在控制的速率下流入鑄錠坑。包含於合金中的晶粒細化劑的量通常取決於用於細化晶粒所使用的材料類型和合金製備方法。儘管可使用其他的晶粒細化劑例如Al-Ti中間合金，但晶粒細化劑的例子包括結合有B(例如TiB2)或C(TiC)的Ti。通常，以約0. 0003wt. % -約 0. 005wt. %的量添加晶粒細化劑，這取決於所需鑄造狀態的晶粒尺寸。此外，可將至多 0. 03wt. %數量的Ti單獨添加至合金中以提高晶粒細化劑的效果。當Ti包含於合金中時， 其通常以從約0. Olwt. %或從約0. 03wt. %至約0. IOwt. %或至約0. 15wt. %的量存在。在一個實施方案中，鋁合金包含晶粒細化劑，並且該晶粒細化劑為TW2和TiC中的至少一種， 其中合金中Ti的重量百分含量(wt. % )為約0. Olwt. % -約0. Iwt. %。在鑄造期間可向合金添加一些偶存元素，以減少或限制(並且在有些情況下消除)由於例如氧化物摺疊體(fold)、點蝕和氧化物斑點所致的坯錠開裂。這些類型的偶存元素通常在這裡被稱為脫氧劑。一些脫氧劑的例子包括Ca、Sr和Be。當鈣(Ca)包含於合金中時，其通常以至多約0. 05wt. %或至多約0. 03wt. %的量存在。在一些實施方案中，Ca 以約 0. 001-0. 03wt. %或約 0. 05wt. %，例如 0. 001-0. 008wt. % (或 10_80ppm)的量包含於合金中。鍶(Sr)可作為Ca的替代物(全部或部分)包含於合金中，並且因而以與Ca相同或類似的量包含於合金中。傳統地，添加鈹(Be)幫助減小坯錠開裂的趨勢，儘管出於環境、 健康和安全的原因，該合金的一些實施方案基本上不含Be。當Be包含於合金中時，其通常以至多約20ppm的數量存在。偶存元素可以少量存在，或可以大量存在，並且可添加本身所需的或其它的特性而不與這裡描述的合金背離，只要合金保留這裡描述的所需的特性。然而，將理解通過僅僅添加對這裡所需和所獲得的性質組合沒有其它影響的數量的一種元素或多種元素，不應該或不能避開本公開的範圍。如這裡使用的，雜質是由於例如鋁的固有性質或和/或來自與加工裝置接觸的浸出而可以少量存在於新型合金中的那些物質。鐵(Fe)和矽(Si)是通常存在於鋁合金中的雜質的例子。新型合金的狗含量通常應該不超過約0.25wt. %。在一些實施方案中，合金的1 含量不大於約0. 15wt. %，或不大於約0. IOwt. %，或不於大約0. 08wt. %，或不大於約0. 05或0. 04wt. %。同樣地，新型合金的Si含量通常應該不超過約0. 25wt. %，並且通常少於狗含量。在一些實施方案中，合金的Si含量不大於約0. 12wt. %，或不大於約 0. IOwt. %，或不大於約0. 06wt. %，或不大於約0. 03或0. 02wt. %。當Si不作為合金化組分包含於新型合金中時，其可作為雜質存在於新型合金中，並且為至多約0. 25wt. %的數量。當^Vg不作為合金化組分包含於新型合金中時，其可作為雜質存在於新型合金中，並且為至多約0. Olwt. %的量。在一些實施方案中，合金基本上不含其它元素，這意指合金包含不大於約 0. 25wt. %的任何其它元素，除了如上所述的合金化元素、晶粒組織控制元素、任選的偶存元素和雜質。此外，合金中這些其它元素的總組合數量不超過約0. 5wt. %。超過這些數量的其它元素的存在可影響合金的基本和新穎性質，例如其強度、韌性和/或抗疲勞性等。在一個實施方案中，合金中這些其它元素中的每一種不超過約0. IOwt. %，並且合金中這些其它元素的總量不超過約0. 35wt. %或約0. 25wt. %。在另一個實施方案中，合金中這些其它元素中的每一種不超過約0. 05wt. %，並且合金中這些其它元素的總量不超過約0. 15wt. %。 在另一個實施方案中，合金中這些其它元素中的每一種不超過約0. 03wt. %，並且合金中這些其它元素的總量不超過約0. Iwt. %。當提及元素的量時，表述「至多」意指元素組成是任選的並且包括零數量的特定組成的組分，除非另外指出。所有成分百分比均為重量百分比(wt. %)，除非另外指出。新型合金可用於形變產品中。形變產品是被加工來形成軋制產品(例如片材、板材)、擠壓件或鍛件中的一種的產品。可通過差不多常規的實踐將新型合金製備成形變形式和合適的狀態，包括熔化和直接冷硬(DC)鑄造到坯錠形式。在常規的剝皮(scalping)、車削(lathing)或修整(如果需要)和均勻化之後，可通過例如軋製成片材或板材或者擠壓或鍛造成特別形狀的部件，將這些坯錠進一步加工成形變產品。在固溶熱處理(SHT)和淬火之後，例如通過伸展和/或壓縮，可任選地將該產品進行機械應力釋放。在一些實施方案中，例如當製備T8狀態的形變產品時，可人工時效該合金。通常對新型合金進行冷加工和自然時效(T3狀態)或冷加工和人工時效(T8狀態)。在一個實施方案中，將新型合金冷加工和自然時效到T39狀態。在另一個實施方案中，將新型合金冷加工和人工時效到T89狀態的峰值強度(例如通過在約310 時效約 48小時)。在其它的實施方案中，將新型合金加工到T851、T86、T351或Τ36狀態中的一種。 其它的狀態也可有用。如這裡使用的，「片材」意指這樣的軋制產品其中(i)該片材具有不大於0. 249英寸(約6. 325mm)的最終厚度，或(ii)在最終的熱加工之後和在固溶熱處理之前當被冷軋時，軋制狀態的坯料的厚度小於或等於0.512英寸(約13mm)厚。在一個實施方案中，新型合金被結合成具有至少約0. 05英寸(約1. 27mm)的最小最終厚度的片材產品。這些片材產品的最大厚度可如上述(i)或(ii)所提供的。如這裡使用的，「板材」意指熱軋的產品或在固溶熱處理之後冷軋並且具有至少 0. 250英寸的最終厚度的熱軋產品。在一個實施方案中，新型合金被結合成具有至少約0.5英寸的最終厚度的板材產品。期望通過新型合金實現的改良性質可在具有至多約2英寸厚度的板材產品中得到實現。在一個實施方案中，板材產品可被用作航空結構部件，例如機身蒙皮或面板，可用腐蝕保護外層、下翼蒙皮、水平穩定器、耐壓艙壁和機身增強體等將其包覆。在其它的實施方案中，合金用於石油和天然氣行業(例如用於鑽孔管(drill piped) 和/或鑽井隔水管(drill risers))。如以下實施例說明的，這裡公開的新型合金獲得與其它hxx系合金相關的性質的改良組合。例如，該新型合金可獲得兩種或更多種以下性質的改良組合極限拉伸強度 (UTS)、拉伸屈服強度(TYS)、斷裂韌性(FT)、譜疲勞裂紋擴展抵抗性(SFCGR)、等幅疲勞裂紋擴展抵抗性(CAFCGR)、和/或抗腐蝕性等。在一個實施方案中，新型合金在一種或多種的這些性質中獲得至少約5 %的改良，其與以同樣狀態類似製備的常規沈對合金相比較測量，並且具有至少一種其它性質的至少相同的性能。在其它的實施方案中，新型合金在一種或多種這些性質中獲得至少約6 %的改良，或至少約7 %的改良，或至少約8 %的改良，或至少約9%的改良，或至少約10%的改良，或至少約11%的改良，或至少約12%的改良，或至少約13%的改良，或至少約14%的改良，或至少約15%的改良，或更多，其與以同樣狀態類似製備的常規26M合金相比較測量，並且具有至少一種其它性質的至少相同的性能。當在 T89狀態下製備時，這對新型合金尤為如此。由新型合金製備的軋制產品可實現改良的強度。由新型合金製備的軋制產品可實現T89狀態的至少約460MPa以及T39狀態(MPa)的至少約430的縱向拉伸屈服強度 (TYS-L-0. 2%偏移)。在一個實施方案中，軋制產品實現了比上述最小的T89或T39 TYS-L 值大至少約5MPa的TYS-L，視情況而定(例如，T89狀態的至少約465MPa和T39狀態的至少約435MPa)。在其它的實施方案中，軋制產品實現了比上述最小的T89或T39TYS-L值大至少約lOMPa，或至少約15MPa，或至少約20MPa，或至少約25MPa，或至少約30MPa，或至少約 35MPa,或至少約40MPa，或至少約45MPa以及可能更大的TYS-L，視情況而定。通過鍛件可獲得類似的縱向強度，並且對於擠壓件可獲得更高的強度。由新型合金製備的軋制產品可實現T89狀態的至少約480MPa以及T39狀態(MPa) 的至少約450MPa的縱向極限拉伸強度(UTS-L)。在一個實施方案中，軋制產品實現了比上述最小的T89或T39UTS-L值大至少約5MPa的UTS-L，視情況而定(例如，T89狀態的至少約485MPa和T39狀態的至少約450MPa)。在其它的實施方案中，軋制產品實現了比上述最小的T89或T39TYS-L值大至少約lOMPa，或至少約15MPa，或至少約20MPa，或至少約25MPa， 或至少約30MPa，或至少約35MPa，以及可能更大的UTS-L，視情況而定。由新型合金製備的軋制產品可實現改良的韌性。在上述的縱向拉伸屈服強度下， 軋制產品可實現強度與韌性的組合，該組合匹配或超過通過單位擴展能(UPE)測試測量的關於韌性的圖1的性能線Z-Z。在一個實施方案中，軋制產品實現了強度與韌性的組合， 該組合匹配或超過通過UPE測量的關於韌性的圖1的性能線Y-Y。在一個實施方案中，軋制產品實現了強度與韌性的組合，該組合匹配或超過通過平面應力測試(Kapp)測量的關於韌性的圖10的性能線A-A。在一個實施方案中，軋制產品實現了強度與韌性的組合，該組合匹配或超過通過平面應力測試測量的圖10的性能線B-B。在一個實施方案中，軋制產品實現了強度與韌性的組合，該組合匹配或超過通過平面應力測試測量的圖10的性能線 C-Co對於平面應變韌性，軋制產品可實現至少約53MPa V m、或至少約54MPa V m、或至少約55MPa V m、或至少約56MPa V m、或至少約57MPa V m、或至少約58MPa V m、或至少約 59MPa V m、或至少約60MPa V m或更大的L-T韌性(Kle)，其與優異的縱向強度(UTS和/或 TYS)相結合，如上所述，這取決於狀態。通過鍛件可獲得類似的L-T韌性，並且對於擠壓件可獲得更高的韌性。關於抗腐蝕性，由新型合金製備的形變產品可以是抗腐蝕的，並且處在對於上面提供的狀態。在一個實施方案中，當根據ASTM G34測試並且在96小時暴露之後，於T/10 平面處，新型合金產品獲得ED或更好的(例如EC，EB, EA或P)EXCO等級。在一個實施方案中，當根據ASTM GllO測試在6小時暴露之後，於T/10平面處，新型合金產品具有小於約 150微米的點蝕深度。在一個實施方案中，新型合金產品通過根據ASTM G44和G47的在長橫(LT)方向的抗應力腐蝕開裂(SCC)測試，該測試在約250MI^的應力水平下用1/8」直徑、 2」長的具有雙肩部(double shoulder)的拉伸棒進行。對於這些SCC測試，合金產品在30 天的暴露後通常不斷裂。
實施例實施例1-T89狀態的新型合金的性能合金製備對於如下表2 (所有數值以wt. %計)所提供的不同組成的新型合金，鑄造了尺寸為2. 25」 x3. 75」的矩形坯錠。表2-不同新型合金的組成
權利要求
1.一種鋁合金，基本上由以下組成 3. 3-4. Iwt. % Cu ；0. 7-1. 3wt. % Mg ；0. 01-0. 16wt. % V ；0. 05-0. 6wt. % Mn ；以及0. 01-0. 4wt. %的至少一種晶粒組織控制元素；餘量為鋁、偶存元素和雜質。
2.根據權利要求2的鋁合金，其中晶粒組織控制元素為&。
3.根據權利要求1的鋁合金，其中該合金包含0.01-0. 2wt. %的ττ。
4.根據權利要求1的鋁合金，其中晶粒組織控制元素為Sc和Hf中的至少一種。
5.根據權利要求1的鋁合金，其中偶存元素包含晶粒細化劑和脫氧劑中的至少一種。
6.根據權利要求5的鋁合金，其中該鋁合金包含晶粒細化劑並且其中晶粒細化劑為 TiB2和TiC中的至少一種。
7.根據權利要求1的鋁合金，包含0.05-0. 15wt. %的V。
8.根據權利要求1的鋁合金，其中銅和鎂的組合數量不超過5.Iwt. %。
9.根據權利要求8的鋁合金，其中銅和鎂的組合數量至少為4.Owt. %。
10.根據權利要求1的鋁合金，其中銅與鎂的比例不大於5.0。
11.根據權利要求1的鋁合金，其中銅與鎂的比例至少為2.75。
12.根據權利要求1的鋁合金，其中雜質包含狗和Si，並且其中該合金包含不大於 0. 15wt. % 的 Fe 和不大於 0. IOwt. % 的 Si。
13.根據權利要求1的鋁合金，其中雜質包含Si，並且其中該合金包含不大於 0. 25wt. %的 Zn。
14.根據權利要求1的鋁合金，其中該合金基本上不含Ag。
15.一種形變產品，由權利要求1的鋁合金製得。
16.根據權利要求15的形變產品，其中該形變產品是板材產品。
17.一種鋁合金，基本上由以下組成 3. 3-4. Iwt. % Cu ；0. 7-1. 3wt. % Mg ；0.01--0.16wt. % V ；0.05--0.6wt. % Mn ；0.05--0.15wt. % Zr餘量為鋁、偶存元素和雜質；其中銅和鎂的組合數量處於約4. Owt. % -約5. Iwt. %的範圍內； 以及其中銅與鎂的比例處於約2. 75-約5. 0的範圍內。
18. 一種由權利要求17的鋁合金製備的形變產品，其中該形變產品實現了強度與韌性的組合，該組合滿足表達式FT彡146. 1-0. 062*TYS，其中FT是採用16英寸寬的具有0. 25 英寸厚度和4英寸初始裂紋長度(加0)的面板根據ASTM E561和ASTMB646測量的以Kapp計的平面應力斷裂韌性，並且其中TYS是根據ASTM E8和B557測量的以MPa計的合金的縱向拉伸屈服強度。
19.一種由權利要求17的鋁合金製備的形變產品，其中如上提供的該形變產品實現了強度與韌性的組合，該組合滿足在460MI^最小拉伸屈服強度下的表達式 FT彡456-0. 611*TYS，其中FT是根據ASTMB871測量的以KJ/m2計的合金的單位擴展能，並且其中TYS是根據ASTM E8和B557測量的以MPa計的合金的縱向拉伸屈服強度。
20.一種由權利要求17的鋁合金製備的T89狀態的板材，其中該板材與由AA^M合金製備的T89狀態的對比板材產品相比，在斷裂韌性方面實現了至少5%的改良，並且其中該板材產品與由AA^M合金製備的T89狀態的對比板材產品相比，實現了至少相等的拉伸屈服強度。
全文摘要
公開了包含釩的新型2xxx鋁合金。在一個實施方案中，該鋁合金包含3.3-4.1wt.％Cu、0.7-1.3wt.％Mg、0.01-0.16wt.％V、0.05-0.6wt.％Mn、0.01-0.4wt.％的至少一種晶粒結構控制元素，餘量為鋁、偶存元素和雜質。該新型合金可實現例如T39或T89狀態的改良的性質組合。
文檔編號C22F1/057GK102292463SQ201080005131
公開日2011年12月21日 申請日期2010年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者A·威爾遜, C·朱馬拉, G·B·韋尼瑪, G·H·布雷, J·C·林, R·R·紹特爾 申請人:美鋁公司