2xxx系列鋁鋰合金的制作方法
【專利說明】2xxx系列鋁裡合金
【背景技術】
[0001] 鋁合金在多種應用中是有用的。然而，改進鋁合金的一種性能而不損害另一種性 能通常證實是難以實現的。例如，在不降低合金的韌性的情況下增加合金的強度是困難的。 鋁合金的令人感興趣的其他性能包括耐蝕性和抗疲勞裂紋擴展速率，僅舉兩個例子。
【發明內容】
[0002] 大體上講，本申請涉及具有改進性能的形變2xxx錯鋰合金產品。總體上，該 形變2xxx鋁鋰合金產品包含3. 0到3. 8wt. %的Cu，0. 05到0. 35wt. %的Mg，0. 975到 I. 385wt. % 的 Li，其中-0· 3*Mg-0. 15Cu+l. 65 彡 Li 彡-0· 3*Mg-0. 15Cu+l. 85,0· 05 到 0. 50wt. %選自由Zr、Sc、Cr、V、Hf、其它稀土元素及其組合所組成的組的晶粒結構控制元 素，至多 I. Owt. % 的 Zn，至多 I. Owt. % 的 Mn，至多 0· 15wt. % 的 Ti，至多 0· 12wt. % 的 Si， 至多0. 15wt. %的Fe，至多0. IOwt. %的任何其他元素，并且這些其他元素的總量不超過 0.35wt. %，余量為鋁。包含這類合金組成的形變產品可以實現改進的性能。
[0003] 該形變產品通常呈具有從大約0. 040英寸到大約0. 500英寸范圍內的厚度的片材 或薄板的形式。在一個實施例中，所述形變鋁合金產品具有至少〇. 050英寸的厚度。在另一 個實施例中，厚形變鋁合金產品具有至少〇. 060英寸的厚度。采用具有至多0. 400英寸，或 至多0. 300英寸或至多0. 250英寸厚度的厚形變產品可以實現本文所描述的改進的性能。 如本段中所使用的，厚度指產品的最小厚度，可以知道的是，所述產品的一些部分可以實現 比所述最小厚度略微更大的厚度。
[0004] 下表Ia-Ic公開了根據本申請教導所使用的幾種合金的組成限值（數值以重量百 分比表示）。
[0005] 表Ia-合金的示例組成
【主權項】
1. 一種具有從〇. 040英寸到0. 500英寸厚度的形變鋁合金產品，所述鋁合金由以下成 分組成： 3. 00 到 3. 80wt. % 的 Cu ; 0? 05 到 0? 35wt. % 的 Mg ; 0? 975 到 1. 385wt. % 的 Li ; 其中，-0? 3*Mg-0. 15Cu+l. 65 彡 Li 彡-0? 3*Mg-0. 15Cu+l. 85 ; 0. 05到0. 50wt. %的至少一種晶粒結構控制元素，其中，所述至少一種晶粒結構控制 元素選自由21~、5(：、(>、￥、1^、其它稀土元素及其組合所組成的組； 至多 1. Owt. % 的 Zn ; 至多 1. Owt. % 的 Mn ; 至多 0? 12wt. % 的 Si ; 至多 0? 15wt. % 的 Fe ; 至多 0? 15wt. % 的 Ti ; 至多0. 10wt. %的任何其他元素，并且這些其他元素的總量不超過0. 35wt. % ;以及 余量為鋁。
2. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，其特征在于，所述晶粒結構控制元素至 少是Zr，并且其中，所述合金包含0. 05到0. 20wt. %的Zr。
3. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，其特征在于，所述晶粒結構控制元素至 少是Zr，并且其中，所述合金包含0. 05到0. 15wt. %的Zr。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，其特征在于，所述晶粒結構控制元素至 少是Zr，并且其中，所述合金包含0. 07到0. 14wt. %的Zr。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，其特征在于，所述晶粒結構控制元素至 少是Zr，并且其中，所述合金包含0. 08到0. 13wt. %的Zr。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的錯合金，包含至少3. 10wt. %的Cu。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少3. 20wt. %的Cu。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的錯合金，包含至少3. 30wt. %的Cu。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的錯合金，包含至少3. 40wt. %的Cu。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于3. 75wt. %的Cu。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于3. 70wt. %的Cu。
12. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于3. 65wt. %的Cu。
13. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于3. 60wt. %的Cu。
14. 根據前述權利要求中任一項所述的錯合金，包含至少0. 10wt. %的Mg。
15. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少0. 15wt. %的Mg。
16. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 30wt. %的Mg。
17. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 25wt. %的Mg。
18. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少1. 005wt. %的Li。
19. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少1. 035wt. %的Li。
20. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少1. 080wt. %的Li。
21. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少1. 150wt. %的Li。
22. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于1. 355wt. %的Li。
23. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于1. 325wt. %的Li。
24. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于1. 310wt. %的Li。
25. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于1. 250wt. %的Li。
26. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少0. 20wt. %的Zn。
27. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少0. 30wt. %的Zn。
28. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 50wt. %的Zn。
29. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 40wt. %的Zn。
30. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少0. 05wt. %的Mn。
31. 根據前述權利要求中任一項所述的錯合金，包含至少0. 10wt. %的Mn。
32. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少0. 15wt. %的Mn。
33. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含至少0. 20wt. %的Mn。
34. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 80wt. %的Mn。
35. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 70wt. %的Mn。
36. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 60wt. %的Mn。
37. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 50wt. %的Mn。
38. 根據前述權利要求中任一項所述的鋁合金，包含不大于0. 40wt. %的Mn。
39. 根據前述權利要求中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合金 具有至少0.050英寸的厚度。
40. 根據前述權利要求中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合金 具有至少0.060英寸的厚度。
41. 根據前述權利要求中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合金 具有不大于〇. 400英寸的厚度。
42. 根據前述權利要求中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合金 具有不大于〇. 300英寸的厚度。
43. 根據前述權利要求中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合金 具有不大于〇. 250英寸的厚度。
44. 根據權利要求1-43中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合 金是薄板或片材產品。
45. 根據權利要求1-43中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合 金是擠壓產品。
46. 根據權利要求1-43中任一項所述的形變鋁合金產品，其特征在于，所述形變鋁合 金是鍛造廣品。
【專利摘要】本文公開了具有0.040英寸到0.500英寸厚度的形變2xxx鋁鋰合金產品。所述形變鋁合金產品包含3.00至3.80wt.％的Cu、0.05至0.35wt.％的Mg、0.975至1.385wt.％的Li，其中-0.3*Mg-0.15Cu+1.65≤Li≤-0.3*Mg-0.15Cu+1.85，0.05至0.50wt.％的至少一種晶粒結構控制元素，其中，所述晶粒結構控制元素選自由Zr、Sc、Cr、V、Hf、其它稀土元素及其組合所組成的組，至多1.0wt.％的Zn、至多1.0wt.％的Mn、至多0.12wt.％的Si、至多0.15wt.％的Fe、至多0.15wt.％的Ti、至多0.10wt.％的任何其他元素，并且這些其他元素的總量不超過0.35wt.％，余量為鋁。
【IPC分類】C22C21-12
【公開號】CN104583434
【申請號】CN201380043405
【發明人】朱利恩·博塞利, 羅伯托·J·洛加, 格雷戈里·B·維尼瑪, 拉爾夫·R·索泰爾, 保羅·E·麥格紐森
【申請人】美鋁公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年8月14日
【公告號】CA2880692A1, EP2885438A1, US20140050936, WO2014028616A1