(57)【要約】  予想外の特性を有する７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、およびかかるアルミニウム合金を製造する新規な方法が、本明細書に説明される。アルミニウム合金は、高い強度を呈し、高度に成形可能である。合金は、連続的な鋳造によって製造され、最終ゲージおよび／または最終調質度に熱間圧延され得る。合金は、ほんの数例を挙げると、自動車、輸送、工業、および電子機器の用途に使用され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製品の製造方法であって、
アルミニウム合金を連続鋳造してスラブを形成することであって、前記アルミニウム合金が、約０．０３〜１．２重量％のＳｉ、０．０６〜１．５重量％のＦｅ、０．０４〜６．０重量％のＣｕ、０．００５〜０．９重量％のＭｎ、０．７〜８．７重量％のＭｇ、０〜０．３重量％のＣｒ、１．７〜１８．３重量％のＺｎ、０．００５〜０．６重量％のＴｉ、０〜０．４重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌであることと、
前記スラブを最終ゲージより前に冷間圧延することなく、前記スラブを前記最終ゲージに熱間圧延することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、約０．０６〜０．３５重量％のＳｉ、０．１２〜０．４５重量％のＦｅ、１．０〜３．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．２５重量％のＭｎ、１．５〜５．０重量％のＭｇ、０．０１〜０．２５重量％のＣｒ、３．５〜１５．５重量％のＺｎ、０．０１〜０．１５重量％のＴｉ、０．００１〜０．１８重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記アルミニウム合金が、約０．０７〜０．１３重量％のＳｉ、０．１６〜０．２２重量％のＦｅ、１．３〜２．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．０８重量％のＭｎ、２．３〜２．６５重量％のＭｇ、０．０２〜０．２重量％のＣｒ、５．０〜１０．０重量％のＺｎ、０．０１５〜０．０４重量％のＴｉ、０．００１〜０．１５重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スラブを連続的に鋳造する連続鋳造機から出るときに、前記スラブを冷却することをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記冷却ステップが、前記スラブを水で焼き入れすることを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記冷却ステップが、前記スラブを空冷することを含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記連続的に鋳造されたスラブが、前記スラブの前記熱間圧延ステップの前に巻き取られる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記スラブを前記最終ゲージに熱間圧延する前に、前記スラブを中間コイルに巻き取ることと、
前記スラブを前記最終ゲージに熱間圧延する前に、前記中間コイルを予熱することと、
前記スラブを前記最終ゲージに熱間圧延する前に、前記中間コイルを均質化することと、をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記最終ゲージの前記アルミニウム合金製品を溶体化することと、
前記最終ゲージの前記アルミニウム合金製品を焼き入れすることと、
前記最終ゲージの前記アルミニウム合金製品を時効させることと、をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記スラブに、前記連続鋳造の後にかつ前記熱間圧延の前に、約８．０ｍｍを超える長さを有する割れがない、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法に従って調製されたアルミニウム合金製品。
【請求項１２】
前記アルミニウム合金製品が、アルミニウム合金シート、アルミニウム合金プレート、またはアルミニウム合金シェートである、請求項１１に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１３】
前記アルミニウム合金製品が、Ｔ６調質度にあるときに、少なくとも５６０ＭＰａの長い横断引張降伏強度を含む、請求項１１または１２に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１４】
前記アルミニウム合金製品が、Ｔ６調質度にあるときに、約８０°〜約１２０°の曲げ角度を含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１５】
前記アルミニウム合金製品が、Ｔ４調質度にあるときに、かつ塗料焼き付けの後に、約５００ＭＰａ〜約６５０ＭＰａの降伏強度を含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１６】
前記アルミニウム合金製品が、自動車車体部品、動力車両部品、輸送機関車体部品、航空宇宙機体部品、または電子機器ハウジングである、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１７】
アルミニウム合金を製造する方法であって、
アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、前記アルミニウム合金が、約０．０３〜１．２重量％のＳｉ、０．０６〜１．５重量％のＦｅ、０．０４〜６．０重量％のＣｕ、０．００５〜０．９重量％のＭｎ、０．７〜８．７重量％のＭｇ、０〜０．３重量％のＣｒ、１．７〜１８．３重量％のＺｎ、０．００５〜０．６重量％のＴｉ、０〜０．４重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌであることと、
前記スラブを最終ゲージおよび最終調質度に熱間圧延することと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記アルミニウム合金が、約０．０７〜０．１３重量％のＳｉ、０．１６〜０．２２重量％のＦｅ、１．３〜２．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．０８重量％のＭｎ、２．３〜２．６５重量％のＭｇ、０．０２〜０．２重量％のＣｒ、５．０〜１０．０重量％のＺｎ、０．０１５〜０．０４重量％のＴｉ、０．００１〜０．１５重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記スラブに、前記連続鋳造の後に、かつ前記熱間圧延の前に、約８．０ｍｍを超える長さを有する割れがない、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
冷間圧延ステップが実施されない、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１０月２７日に出願され、「ＨＩＧＨ  ＳＴＲＥＮＧＴＨ  ７ｘｘｘ  ＳＥＲＩＥＳ  ＡＬＵＭＩＮＵＭ  ＡＬＬＯＹ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ」と題される米国仮特許出願第６２／４１３，７６４号、２０１７年７月６日に出願され、「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＭＡＫＩＮＧ  ＡＬＵＭＩＮＵＭ  ＡＬＬＯＹ  ＰＬＡＴＥＳ」と題される同第６２／５２９，０２８号、２０１６年１０月２７日に出願され、「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ  ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ  ＣＡＳＴＩＮＧ  ＡＮＤ  ＲＯＬＬＩＮＧ  ＬＩＮＥ」と題される同第６２／４１３，５９１号、および２０１７年５月１４日に出願され、「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ  ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ  ＣＡＳＴＩＮＧ  ＡＮＤ  ＲＯＬＬＩＮＧ  ＬＩＮＥ」と題される同第６２／５０５，９４４号の利益を主張し、これら全ての内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
さらに、本出願は、２０１７年９月２７日に出願され、「ＭＥＴＡＬ  ＣＡＳＴＩＮＧ  ＡＮＤ  ＲＯＬＬＩＮＧ  ＬＩＮＥ」と題される、Ｍｉｌａｎ  Ｆｅｌｂｅｒｂａｕｍらによる米国仮特許出願第１５／７１７，３６１号に関連し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
本開示は、材料科学、材料化学、金属製造、アルミニウム合金、およびアルミニウム製造の分野に関する。
【背景技術】
【０００４】
アルミニウム（Ａｌ）合金は、自動車用途、輸送用途、工業用途、または電子機器関連用途などの複数の用途において、鋼鉄および他の金属を代替することが多くなってきている。いくつかの用途では、かかる合金は、高強度、高成形性、耐食性、および／または軽量を呈する必要があり得る。しかしながら、従来の方法および組成は、確立された方法によって製造される場合、異なる用途に要求される必要な要件、仕様、および／または性能を達成することができないので、上述の特性を有する合金を製造することは困難である。例えば、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、および亜鉛（Ｚｎ）を含む、高い溶質含有量を有するアルミニウム合金は、鋳造されるときに割れを生じ得る。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の網羅された実施形態は、この概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この概要は、本発明の様々な態様の高レベルの概説であり、以下の詳細な説明の項でさらに説明される概念のいくつかを紹介している。この概要は、特許請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、明細書全体、任意のまたは全ての図面、および各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
【０００６】
本明細書において、合金を作製および処理する方法と共に、高強度および高成形性を呈し、鋳造中および／または鋳造後に割れを呈さないアルミニウム合金が提供される。これらの合金は、ほんの数例を挙げると、自動車、輸送機関、航空宇宙、工業、および電子機器の用途に使用され得る。
【０００７】
いくつかの例では、アルミニウム合金製品を製造する方法は、アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、アルミニウム合金が、約０．０３〜１．２重量％のＳｉ、０．０６〜１．５重量％のＦｅ、０．０４〜６．０重量％のＣｕ、０．００５〜０．９重量％のＭｎ、０．７〜８．７重量％のＭｇ、０〜０．３重量％のＣｒ、１．７〜１８．３重量％のＺｎ、０．００５〜０．６重量％のＴｉ、０．００１〜０．４重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％までの不純物を含み、残りがＡｌである、形成することと、最終ゲージより前にスラブを冷間圧延することなく、スラブを最終ゲージに熱間圧延することと、を含む。いくつかの場合には、アルミニウム合金は、約０．０６〜０．３５重量％のＳｉ、０．１２〜０．４５重量％のＦｅ、１．０〜３．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．２５重量％のＭｎ、１．５〜５．０重量％のＭｇ、０．０１〜０．２５重量％のＣｒ、３．５〜１５．５重量％のＺｎ、０．０１〜０．１５重量％のＴｉ、０．００１〜０．１８重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約０．０７〜０．１３重量％のＳｉ、０．１６〜０．２２重量％のＦｅ、１．３〜２．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．０８重量％のＭｎ、２．３〜２．６５重量％のＭｇ、０．０２〜０．２重量％のＣｒ、５．０〜１０．０重量％のＺｎ、０．０１５〜０．０４重量％のＴｉ、０．００１〜０．１５重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである。いくつかの場合には、方法は、スラブを連続的に鋳造する連続鋳造機から出るときに、スラブを冷却することをさらに含む。冷却ステップは、スラブを水で焼き入れすることまたはスラブを空冷することを含み得る。任意選択で、連続的に鋳造されたスラブは、スラブを熱間圧延ステップの前に巻き取られる。いくつかの例では、方法は、スラブを最終ゲージに熱間圧延する前に、スラブを中間コイルに巻き取ることと、スラブを最終ゲージに熱間圧延する前に、中間コイルを予熱することと、スラブを最終ゲージに熱間圧延する前に、中間コイルを均質化することと、をさらに含み得る。任意選択で、方法は、最終ゲージのアルミニウム合金製品を溶体化することと、最終ゲージのアルミニウム合金製品を焼き入れすることと、最終ゲージのアルミニウム合金製品を時効させることと、をさらに含む。いくつかの場合には、冷間圧延ステップは実施されない。いくつかの例では、スラブは、連続的な鋳造の後にかつ熱間圧延の前に、約８．０ｍｍを超える長さを有する割れがない。
【０００８】
いくつかの例では、アルミニウム合金製品を製造する方法は、アルミニウム合金を連続的に鋳造してスラブを形成することであって、アルミニウム合金が、約０．０３〜１．２重量％のＳｉ、０．０６〜１．５重量％のＦｅ、０．０４〜６．０重量％のＣｕ、０．００５〜０．９重量％のＭｎ、０．７〜８．７重量％のＭｇ、０〜０．３重量％のＣｒ、１．７〜１８．３重量％のＺｎ、０．００５〜０．６重量％Ｔｉ、０．００１〜０．４重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである、形成することと、スラブを最終ゲージおよび最終調質度に熱間圧延することと、を含む。いくつかの場合には、アルミニウム合金は、約０．０６〜０．３５重量％のＳｉ、０．１２〜０．４５重量％のＦｅ、１．０〜３．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．２５重量％のＭｎ、１．５〜５．０重量％のＭｇ、０．０１％〜０．２５重量％のＣｒ、３．５〜１５．５重量％のＺｎ、０．０１〜０．１５重量％のＴｉ、０．００１〜０．１８重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りがＡｌである。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約０．０７〜０．１３重量％のＳｉ、０．１６〜０．２２重量％のＦｅ、１．３〜２．０重量％のＣｕ、０．０１〜０．０８重量％のＭｎ、２．３〜２．６５重量％のＭｇ、０．０２〜０．２重量％のＣｒ、５．０〜１０．０重量％のＺｎ、０．０１５〜０．０４重量％のＴｉ、０．００１〜０．１５重量％のＺｒ、および最大で０．１５重量％までの不純物を含み、残りがＡｌである。いくつかの場合には、鋳造されたスラブは、鋳造中および／または鋳造後に割れを呈さない。いくつかの場合には、スラブは、連続的鋳造ステップの後にかつ熱間圧延ステップの前に、約８．０ｍｍを超える長さを有する割れがない。任意選択で、冷間圧延ステップは実施されない。
【０００９】
本明細書において、本明細書に記載の方法に従って調製されたアルミニウム合金製品もまた提供される。アルミニウム合金製品は、アルミニウム合金シート、アルミニウム合金プレート、またはアルミニウム合金シェートであり得る。アルミニウム合金製品は、Ｔ６調質度にあるときに、少なくとも５６０ＭＰａの長い横断引張降伏強度を含み得る。任意選択で、アルミニウム合金製品は、Ｔ６調質度にあるときに、約８０°〜約１２０°の曲げ角度を含み得る。任意選択で、アルミニウム合金製品は、Ｔ４調質度にあるときに、かつ塗料焼き付けの後に、約５００ＭＰａ〜約６５０ＭＰａの降伏強度を含み得る。アルミニウム合金製品は、任意選択で、自動車車体部品、動力車両部品、輸送機関本体部品、航空宇宙機体部品、または電子機器ハウジングであり得る。
【００１０】
本発明の他の目的および利点は、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書に記載の異なる合金についての３つの異なる処理経路を示すプロセスフロー図である。右の処理経路は冷間圧延ステップを含まないが、中央および左の比較処理経路は冷間圧延ステップを含む。
【図２】例示経路（鋳造後に水焼き入れされ、ゲージに熱間圧延され、「ＨＲＴＧ−ＷＱ」と呼ばれる、図１の右の経路を参照）、および比較処理経路（熱間圧延され、水焼き入れされ、冷間圧延され、「ＨＲ−ＷＱ−ＣＲ」と呼ばれる経路、および熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、「ＨＲ−ＣＣ−ＣＲ」と呼ばれる経路）によって処理された例示合金（連続的に鋳造され、連続鋳造機を出るときに水焼き入れされ、「Ａ−ＷＱ」と呼ばれる）の降伏強度（ヒストグラム）および曲げ角度（三角形）を示すグラフである。測定は、圧延方向に対して長い横方向の方向で行われた。
【図３】本明細書に記載の合金を様々な時効技術の後に試験した引張特性を示すグラフである。合金は、Ｔ６調質度条件への時効（「Ｔ６」と呼ばれる）の後に、かつ追加の塗料焼き付けシミュレーション熱処理（「Ｔ６＋ＰＢ」と呼ばれる）の後に試験された。各組の左のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度（「ＹＳ」）を表す。各組の右のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度（「ＵＴＳ」）を表す。伸びは円で表される。各々の上の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸び（「ＴＥ」）を表し、各々の下の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸び（「ＵＥ」）を表す。「ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」は、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ」は、予熱され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＷＱ−ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」は、鋳造出口で水焼き入れされ、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＯＭＯ−ＨＲＴＧ」は、均質化され、最終ゲージに熱間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。
【図４】図１に記載の経路によって処理された合金の曲げ角度を示すグラフである。合金試料は、Ｔ６調質度条件への時効（「Ｔ６」と呼ばれる）の後に、かつ追加の塗料焼き付けシミュレーション熱処理（「Ｔ６＋ＰＢ」と呼ばれる）の後に試験された。「ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」は、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ」は、予熱され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＷＱ−ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」は、鋳造出口で水焼き入れされ、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＯＭＯ−ＨＲＴＧ」は、均質化され、最終ゲージに熱間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。
【図５】図１の左の経路によって処理された合金の結晶粒構造のデジタル画像である。鋳放しされた合金（連続的に鋳造され、連続鋳造機を出るときに空冷され、本明細書では「Ａ−ＡＣ」と呼ばれる）は、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そしてＴ６調質度特性を達成するように時効された（「ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」）。
【図６】図１の中央の経路によって処理された合金の結晶粒構造のデジタル画像である。連続的に鋳造された合金（Ａ−ＡＣ）は、予熱され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そしてＴ６調質度特性を達成するように時効された（「ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ」）。
【図７】図１の左の経路によって処理された合金の結晶粒構造のデジタル画像である。連続的に鋳造された合金（Ａ−ＷＱ）は、鋳造出口で水焼き入れされ、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そしてＴ６調質度特性を達成するように時効された（「ＷＱ−ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」）。
【図８】図１の右の経路によって処理された例示合金の結晶粒構造のデジタル画像である。連続的に鋳造された合金（Ａ−ＡＣ）は、予熱され、最終ゲージに熱間圧延され、溶体化され、Ｔ６調質度特性を達成するように時効された（ゲージに熱間圧延された、「ＨＲＴＧ」）。
【図９】本明細書に開示されている２つの合金（Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱ）の引張特性を、２つの比較合金（ＢおよびＣ）の引張特性と比較して示すグラフである。各組の左のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度（「ＹＳ」）を表す。各組の右のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度（「ＵＴＳ」）を表す。各々の上の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸び（「ＴＥ」）を表し、各々の下の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸び（「ＵＥ」）を表す。
【図１０】本明細書に開示されている２つの合金（Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱ）の曲げ角度を、２つの比較合金（ＢおよびＣ）の曲げ角度と比較して示すグラフである。「ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ」は、均質化され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ」は、予熱され、熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＯＭＯ−ＨＲＴＧ」は、均質化され、最終ゲージに熱間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。「ＨＯＭＯ＿ＨＲ＿ＣＲ」は、均質化され、熱間圧延され、冷間圧延され、溶体化され、そして時効された合金を指す。
【図１１】例示経路（ＨＲＴＧ−ＷＱ、図１の右の経路を参照）および比較処理経路（熱間圧延され、水焼き入れされ、冷間圧延される「ＨＲ−ＷＱ−ＣＲ」、および熱間圧延され、巻き取られ、冷却され、冷間圧延される「ＨＲ−ＣＣ−ＣＲ」）で処理された例示合金（ＣＣ−ＷＱ）の引張特性のグラフである。各組の左のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の降伏強度（「ＹＳ」）を表す。各組の右のヒストグラムバーは、異なる作製方法に従って作製された合金の極限引張強度（「ＵＴＳ」）を表す。各々の上の菱形は、異なる作製方法に従って作製された合金の全伸び（「ＴＥ」）を表し、各々の下の円は、異なる作製方法に従って作製された合金の均一伸び（「ＵＥ」）を表す。
【図１２】本明細書に記載されている例示合金および比較合金の結晶粒構造のデジタル画像である。上列（「ＣＣ」）は、連続的な鋳造（Ａｓ−ｃａｓｔ）の後と、均質化（Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ）の後と、熱間圧延（Ｒｅｒｏｌｌ）の後と、最終ゲージへの圧延（Ｆｉｎａｌ−ｇａｕｇｅ）の後と、を含む、処理経路の４つのステップの完了後の例示合金（Ａ−ＡＣ）の結晶粒構造を示す。下列（「ＤＣ」）は、処理経路の同じ点からの比較直接チル鋳造合金（Ｃ）の結晶粒構造を示す。
【図１３】本明細書に記載されている例示および比較合金の粒子含有量のデジタル画像を示す。上列（「ＣＣ」）は、連続的な鋳造の後（Ａｓ−ｃａｓｔ）と、均質化の後（Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ）と、熱間圧延の後（Ｒｅｒｏｌｌ）と、最終ゲージへの圧延の後（Ｆｉｎａｌ−ｇａｕｇｅ）と、を含む、処理経路の４つのステップの完了後の例示合金（Ａ−ＡＣ）の粒子含有量を示す。下列（「ＤＣ」）は、処理経路の同じ点からの比較直接チル鋳造合金（Ｃ）の粒子含有量を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書において、高強度および高成形性を呈する７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金が説明される。いくつかの場合には、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、溶質の含有量の多さに起因して、従来の鋳造プロセスを使用して鋳造することは困難であり得る。本明細書に記載の方法は、目視検査によって判定されるように、鋳造中および／または鋳造後に割れのない（例えば、直接チル鋳造インゴットよりも本明細書に記載の方法に従って調製されたスラブにおいて平方メートル当たりの割れが少ない）、薄いスラブ（例えば、約５ｍｍ〜約５０ｍｍの厚さを有するアルミニウム合金本体）中の本明細書に記載の７ｘｘｘ合金の鋳造を可能にし得る。いくつかの例では、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、本明細書に記載のような方法に従って連続的に鋳造され得る。いくつかのさらなる例では、鋳造機から出るときに水焼き入れステップを含めることによって、溶質は、マトリックスから析出するのではなく、マトリックス中で凍結することができる。いくつかの場合には、溶質の凍結は、下流処理における析出物の粗大化を防ぐことができる。
【００１３】
定義および説明
この文書で使用される「発明」、「その発明」、「この発明」および「本発明」という用語は、本特許出願および以下の特許請求の範囲の主題の全てを広く参照することが意図されている。これらの用語を含む言明は、本明細書に記載された主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「金属」の意味は、文脈がそうでないことを明確に指示しない限り、純粋な金属、合金および金属固溶体を含む。
【００１６】
本明細書では、ＡＡ番号によって識別される合金、および「シリーズ」または「７ｘｘｘ」などの他の関連する記号表示が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および特定に最も一般的に使用される番号記号表示システムの理解に関しては、両方ともＴｈｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって出版されている、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ａｎｄ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄ  ｏｆ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｃａｓｔｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｉｎｇｏｔ」を参照されたい。
【００１７】
本出願では、合金の調質または状態について言及する。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＮＳＩ）Ｈ３５  ｏｎ  Ａｌｌｏｙ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｆ条件または調質度は、製造されたままのアルミニウム合金を指す。Ｏ状態または調質は、アニーリング後のアルミニウム合金を指す。Ｔ１条件または調質度とは、熱間加工から冷却し、自然時効させた（例えば、室温で）アルミニウム合金を指す。Ｔ２条件または調質度とは、熱間加工から冷却し、冷間加工し、自然時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ３条件または調質度とは、溶体化熱処理（すなわち、溶体化）、冷間加工、および自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ４条件または調質度とは、溶体化熱処理およびそれに続く自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ５条件または調質度とは、熱間加工から冷却し、人工時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ６条件または調質度とは、溶体化熱処理およびそれに続く人工時効（ＡＡ）の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ７条件または調質度とは、溶体化熱処理およびその後の人工過時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ条件または調質度は、溶体化熱処理、それに続く冷間加工、およびその後の人工過時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ９条件または調質度は、溶体化熱処理、それに続く人工時効、およびその後の冷間加工の後のアルミニウム合金を指す。Ｗ条件または調質度とは、溶体化熱処理後に室温で時効させたアルミニウム合金を指す。
【００１８】
本明細書で使用される場合、プレートは、一般に、約１５ｍｍを超える厚さを有する。例えば、プレートは、１５ｍｍを超えるか、２０ｍｍを超えるか、２５ｍｍを超えるか、３０ｍｍを超えるか、３５ｍｍを超えるか、４０ｍｍを超えるか、４５ｍｍを超えるか、５０ｍｍを超えるか、または１００ｍｍを超える厚さを有するアルミニウム製品を指してもよい。
【００１９】
本明細書で使用される場合、シェート（シートプレートとも称される）は、概して、約４ｍｍ〜約１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェートは、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、または１５ｍｍの厚さを有し得る。
【００２０】
本明細書で使用される場合、シートは、概して、約４ｍｍ未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、または０．１ｍｍの厚さを有し得る。
【００２１】
本明細書で開示されるすべての範囲は、その中に含まれる任意およびすべての部分範囲を包含すると理解される。例えば、「１〜１０」と記載された範囲は、最小値１と最大値１０との間の（およびそれらを含む）任意およびすべての部分範囲、すなわち、１の最小値またはそれ以上、例えば、１〜６．１で始まり、１０の最大値またはそれ以下、例えば、５．５〜１０で終わるすべての部分範囲を含むと考慮されるべきである。
【００２２】
以下の例では、アルミニウム合金は、それらの元素組成に関して、全体の重量百分率（重量％）で記載されている。各合金において、残りはアルミニウムであり、不純物の合計に関する最大重量％は０．１５重量％である。
【００２３】
合金の組成
本明細書に記載の合金は、アルミニウム含有７ｘｘｘシリーズ合金である。合金は、予想外に高強度および高成形性を呈する。いくつかの場合には、合金の元素組成によって合金の特性が達成され得る。合金は、表１に提供されるように、以下の元素組成を有し得る。
【表１】
2019534947.tif 000003
【００２４】
いくつかの例では、合金は、表２に提供されるような元素組成を有し得る。
【表２】
2019534947.tif 000004
【００２５】
いくつかの例では、合金は、表３に提供されるような元素組成を有し得る。
【表３】
2019534947.tif 000005
【００２６】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．０３重量％〜約１．２０重量％（例えば、約０．０６重量％〜約０．３５重量％または約０．０７重量％〜約０．１３重量％）の量のケイ素（Ｓｉ）を含む。例えば、合金は、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１０重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２０重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３０重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４０重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５０重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、０．６０重量％、０．６１重量％、０．６２重量％、０．６３重量％、０．６４重量％、０．６５重量％、０．６６重量％、０．６７重量％、０．６８重量％、０．６９重量％、０．７０重量％、０．７１重量％、０．７２重量％、０．７３重量％、０．７４重量％、０．７５重量％、０．７６重量％、０．７７重量％、０．７８重量％、０．７９重量％、０．８０重量％、０．８１重量％、０．８２重量％、０．８３重量％、０．８４重量％、０．８５重量％、０．８６重量％、０．８７重量％、０．８８重量％、０．８９重量％、０．９０重量％、０．９１重量％、０．９２重量％、０．９３重量％、０．９４重量％、０．９５重量％、０．９６重量％、０．９７重量％、０．９８重量％、０．９９重量％、１．００重量％、１．０１重量％、１．０２重量％、１．０３重量％、１．０４重量％、１．０５重量％、１．０６重量％、１．０７重量％、１．０８重量％、１．０９重量％、１．１０重量％、１．１１重量％、１．１２重量％、１．１３重量％、１．１４重量％、１．１５重量％、１．１６重量％、１．１７重量％、１．１８重量％、１．１９重量％、または１．２０重量％のＳｉを含み得る。
【００２７】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金はまた、合金の全重量に基づいて、約０．０６重量％〜約１．５０重量％（例えば、約０．１２重量％〜約０．４５重量％または約０．１６重量％〜約０．２２重量％）の量の鉄（Ｆｅ）を含む。例えば、合金は、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１０重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２０重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３０重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４０重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５０重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、０．６０重量％、０．６１重量％、０．６２重量％、０．６３重量％、０．６４重量％、０．６５重量％、０．６６重量％、０．６７重量％、０．６８重量％、０．６９重量％、０．７０重量％、０．７１重量％、０．７２重量％、０．７３重量％、０．７４重量％、０．７５重量％、０．７６重量％、０．７７重量％、０．７８重量％、０．７９重量％、０．８０重量％、０．８１重量％、０．８２重量％、０．８３重量％、０．８４重量％、０．８５重量％、０．８６重量％、０．８７重量％、０．８８重量％、０．８９重量％、０．９０重量％、０．９１重量％、０．９２重量％、０．９３重量％、０．９４重量％、０．９５重量％、０．９６重量％、０．９７重量％、０．９８重量％、０．９９重量％、１．００重量％、１．０１重量％、１．０２重量％、１．０３重量％、１．０４重量％、１．０５重量％、１．０６重量％、１．０７重量％、１．０８重量％、１．０９重量％、１．１０重量％、１．１１重量％、１．１２重量％、１．１３重量％、１．１４重量％、１．１５重量％、１．１６重量％、１．１７重量％、１．１８重量％、１．１９重量％、１．２０重量％、１．２１重量％、１．２２重量％、１．２３重量％、１．２４重量％、１．２５重量％、１．２６重量％、１．２７重量％、１．２８重量％、１．２９重量％、１．３０重量％、１．３１重量％、１．３２重量％、１．３３重量％、１．３４重量％、１．３５重量％、１．３６重量％、１．３７重量％、１．３８重量％、１．３９重量％、１．４０重量％、１．４１重量％、１．４２重量％、１．４３重量％、１．４４重量％、１．４５重量％、１．４６重量％、１．４７重量％、１．４８重量％、１．４９重量％、または１．５０重量％のＦｅを含み得る。
【００２８】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．０４重量％〜約６．０重量％（例えば、約１．０重量％〜約３．０重量％または約１．３重量％〜約２．０重量％）の量の銅（Ｃｕ）を含む。例えば、合金は、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．２重量％、０．３重量％、０．４重量％、０．５重量％、０．６重量％、０．７重量％、０．８重量％、０．９重量％、１．０重量％、１．１重量％、１．２重量％、１．３重量％、１．４重量％、１．５重量％、１．６重量％、１．７重量％、１．８重量％、１．９重量％、２．０重量％、２．１重量％、２．２重量％、２．３重量％、２．４重量％、２．５重量％、２．６重量％、２．７重量％、２．８重量％、２．９重量％、３．０重量％、３．１重量％、３．２重量％、３．３重量％、３．４重量％、３．５重量％、３．６重量％、３．７重量％、３．８重量％、３．９重量％、４．０重量％、４．１重量％、４．２重量％、４．３重量％、４．４重量％、４．５重量％、４．６重量％、４．７重量％、４．８重量％、４．９重量％、５．０重量％、５．１重量％、５．２重量％、５．３重量％、５．４重量％、５．５重量％、５．６重量％、５．７重量％、５．８重量％、５．９重量％、または６．０重量％のＣｕを含み得る。
【００２９】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．００５重量％〜約０．９重量％（例えば、約０．０１重量％〜約０．２５重量％または約０．０１重量％〜約０．０８重量％）の量のマンガン（Ｍｎ）を含み得る。例えば、合金は、０．００５重量％、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、０．００９重量％、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、０．６重量％、０．６１重量％、０．６２重量％、０．６３重量％、０．６４重量％、０．６５重量％、０．６６重量％、０．６７重量％、０．６８重量％、０．６９重量％、０．７重量％、０．７１重量％、０．７２重量％、０．７３重量％、０．７４重量％、０．７５重量％、０．７６重量％、０．７７重量％、０．７８重量％、０．７９重量％、０．８重量％、０．８１重量％、０．８２重量％、０．８３重量％、０．８４重量％、０．８５重量％、０．８６重量％、０．８７重量％、０．８８重量％、０．８９重量％、または０．９重量％のＭｎを含み得る。
【００３０】
マグネシウム（Ｍｇ）は、合金のための固溶体強化元素として機能するように、本明細書に記載の合金に含まれ得る。本明細書に記載の合金は、０．７重量％〜８．７重量％（例えば、約１．５重量％〜約５．０重量％または約２．３重量％〜約２．６５重量％）の量のＭｇを含み得る。いくつかの例では、合金は、０．７重量％、０．８重量％、０．９重量％、１．０重量％、１．１重量％、１．２重量％、１．３重量％、１．４重量％、１．５重量％、１．６重量％、１．７重量％、１．８重量％、１．９重量％、２．０重量％、２．１重量％、２．２重量％、２．３重量％、２．４重量％、２．５重量％、２．６重量％、２．７重量％、２．８重量％、２．９重量％、３．０重量％、３．１重量％、３．２重量％、３．３重量％、３．４重量％、３．５重量％、３．６重量％、３．７重量％、３．８重量％、３．９重量％、４．０重量％、４．１重量％、４．２重量％、４．３重量％、４．４重量％、４．５重量％、４．６重量％、４．７重量％、４．８重量％、４．９重量％、５．０重量％、５．１重量％、５．２重量％、５．３重量％、５．４重量％、５．５重量％、５．６重量％、５．７重量％、５．８重量％、５．９重量％、６．０重量％、６．１重量％、６．２重量％、６．３重量％、６．４重量％、６．５重量％、６．６重量％、６．７重量％、６．８重量％、６．９重量％、７．０重量％、７．１重量％、７．２重量％、７．３重量％、７．４重量％、７．５重量％、７．６重量％、７．７重量％、７．８重量％、７．９重量％、８．０重量％、８．１重量％、８．２重量％、８．３重量％、８．４重量％、８．５重量％、８．６重量％、または８．７重量％のＭｇを含み得る。
【００３１】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、最大で約０．３重量％（例えば、約０．０１重量％〜約０．２５重量％または約０．０２重量％〜約０．２重量％）の量のクロム（Ｃｒ）を含む。例えば、合金は、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、または０．３重量％のＣｒを含み得る。特定の態様では、Ｃｒは、合金中に存在しない（すなわち、０重量％）。
【００３２】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約１．７重量％〜約１８．３重量％（例えば、約３．５重量％〜約１５．５重量％または約５．０重量％〜約１０．０重量％）の量の亜鉛（Ｚｎ）を含む。例えば、合金は、１．７重量％、１．８重量％、１．９重量％、２．０重量％、２．１重量％、２．２重量％、２．３重量％、２．４重量％、２．５重量％、２．６重量％、２．７重量％、２．８重量％、２．９重量％、３．０重量％、３．１重量％、３．２重量％、３．３重量％、３．４重量％、３．５重量％、３．６重量％、３．７重量％、３．８重量％、３．９重量％、４．０重量％、４．１重量％、４．２重量％、４．３重量％、４．４重量％、４．５重量％、４．６重量％、４．７重量％、４．８重量％、４．９重量％、５．０重量％、５．１重量％、５．２重量％、５．３重量％、５．４重量％、５．５重量％、５．６重量％、５．７重量％、５．８重量％、５．９重量％、６．０重量％、６．１重量％、６．２重量％、６．３重量％、６．４重量％、６．５重量％、６．６重量％、６．７重量％、６．８重量％、６．９重量％、７．０重量％、７．１重量％、７．２重量％、７．３重量％、７．４重量％、７．５重量％、７．６重量％、７．７重量％、７．８重量％、７．９重量％、８．０重量％、８．１重量％、８．２重量％、８．３重量％、８．４重量％、８．５重量％、８．６重量％、８．７重量％、８．８重量％、８．９重量％、９．０重量％、９．１重量％、９．２重量％、９．３重量％、９．４重量％、９．５重量％、９．６重量％、９．７重量％、９．８重量％、９．９重量％、１０．０重量％、１０．１重量％、１０．２重量％、１０．３重量％、１０．４重量％、１０．５重量％、１０．６重量％、１０．７重量％、１０．８重量％、１０．９重量％、１１．０重量％、１１．１重量％、１１．２重量％、１１．３重量％、１１．４重量％、１１．５重量％、１１．６重量％、１１．７重量％、１１．８重量％、１１．９重量％、１２．０重量％、１２．１重量％、１２．２重量％、１２．３重量％、１２．４重量％、１２．５重量％、１２．６重量％、１２．７重量％、１２．８重量％、１２．９重量％、１３．０重量％、１３．１重量％、１３．２重量％、１３．３重量％、１３．４重量％、１３．５重量％、１３．６重量％、１３．７重量％、１３．８重量％、１３．９重量％、１４．０重量％、１４．１重量％、１４．２重量％、１４．３重量％、１４．４重量％、１４．５重量％、１４．６重量％、１４．７重量％、１４．８重量％、１４．９重量％、１５．０重量％、１５．１重量％、１５．２重量％、１５．３重量％、１５．４重量％、１５．５重量％、１５．６重量％、１５．７重量％、１５．８重量％、１５．９重量％、１６．０重量％、１６．１重量％、１６．２重量％、１６．３重量％、１６．４重量％、１６．５重量％、１６．６重量％、１６．７重量％、１６．８重量％、１６．９重量％、１７．０重量％、１７．１重量％、１７．２重量％、１７．３重量％、１７．４重量％、１７．５重量％、１７．６重量％、１７．７重量％、１７．８重量％、１７．９重量％、１８．０重量％、１８．１重量％、１８．２重量％、または１８．３重量％のＺｎを含み得る。
【００３３】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、約０．００５重量％〜約０．６０％（例えば、約０．０１重量％〜約０．１５重量％または約０．０１５重量％〜約０．０４重量％）の量のチタン（Ｔｉ）を含む。例えば、合金は、０．００５重量％、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、０．００９重量％、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、０．４重量％、０．４１重量％、０．４２重量％、０．４３重量％、０．４４重量％、０．４５重量％、０．４６重量％、０．４７重量％、０．４８重量％、０．４９重量％、０．５重量％、０．５１重量％、０．５２重量％、０．５３重量％、０．５４重量％、０．５５重量％、０．５６重量％、０．５７重量％、０．５８重量％、０．５９重量％、または０．６重量％のＴｉを含み得る。
【００３４】
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の全重量に基づいて、最大で約０．４％（例えば、約０．００１重量％〜約０．４％、約０．００１重量％〜約０．１８重量％、または約０．００１重量％〜約０．１５重量％）の量のジルコニウム（Ｚｒ）を含む。例えば、合金は、０．００１重量％、０．００２重量％、０．００３重量％、０．００４重量％、０．００５重量％、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、０．００９重量％、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．２１重量％、０．２２重量％、０．２３重量％、０．２４重量％、０．２５重量％、０．２６重量％、０．２７重量％、０．２８重量％、０．２９重量％、０．３重量％、０．３１重量％、０．３２重量％、０．３３重量％、０．３４重量％、０．３５重量％、０．３６重量％、０．３７重量％、０．３８重量％、０．３９重量％、または０．４重量％のＺｒを含み得る。特定の態様では、Ｚｒは、合金中に存在しない（すなわち、０重量％）。
【００３５】
任意選択で、本明細書に記載の合金組成は、不純物と呼ばれることもある他の微量元素を、各々、０．０５重量％以下、０．０４重量％以下、０．０３重量％以下、０．０２重量％以下、または０．０１重量％以下の量でさらに含み得る。これらの不純物としては、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｃａ、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。したがって、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｇａ、またはＣａは、０．０５重量％以下、０．０４重量％以下、０．０３重量％以下、０．０２重量％以下、または０．０１重量％以下の量で、合金中に存在してもよい。いくつかの例では、全不純物の合計は、０．１５重量％を超えない（例えば、０．１０重量％）。合金の残りの割合はアルミニウムである。
【００３６】
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、以下のアルミニウム合金の記号表示のうちの１つによる７ｘｘｘアルミニウム合金であり得る：ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、およびＡＡ７０９９。
【００３７】
作製方法
アルミニウムシートを製造する方法もまた本明細書に記載されている。アルミニウム合金は、鋳造され得、次いでさらなる処理ステップが実施され得る。いくつかの例では、処理ステップは、任意選択で焼き入れステップ、予熱および／または均質化ステップ、熱間圧延ステップ、溶体化ステップ、人工時効ステップ、任意選択で塗装ステップ、および任意選択で塗料焼き付けステップを含む。
【００３８】
いくつかの例では、方法は、スラブを鋳造することと、スラブを熱間圧延して、シート、シェート、またはプレートの形態の熱間圧延されたアルミニウム合金を製造することと、アルミニウムのシート、シェート、またはプレートを溶体化することと、アルミニウムのシート、シェート、またはプレートを時効させることと、を含む。いくつかの例では、熱間圧延ステップは、スラブを最終ゲージおよび／または最終調質度に熱間圧延することを含む。いくつかの例では、冷間圧延ステップは排除される（すなわち除外される）。いくつかの例では、スラブは、連続鋳造機から出るときに熱的に焼き入れされる。いくつかのさらなる例では、スラブは、連続鋳造機から出るときに巻き取られる。いくつかの場合には、巻き取られたスラブは、空気中で冷却される。いくつかの場合には、方法は、巻き取られたスラブを予熱することをさらに含む。いくつかの場合には、方法は、時効されたアルミニウムのシート、シェート、またはプレートを塗装することをさらに含む。いくつかのさらなる場合には、方法は、塗装されたアルミニウムのシート、シェート、またはプレートを焼き付けることをさらに含む。方法のステップを以下にさらに説明する。
【００３９】
鋳造
本明細書に記載の合金は、連続鋳造（ＣＣ）プロセスを使用してスラブに鋳造され得る。連続鋳造装置は、任意の適切な連続鋳造装置であり得る。ＣＣプロセスは、ブロック鋳造機、ツインロール鋳造機、またはツインベルト鋳造機の使用を含み得るが、それらに限定されない。驚くべきことに、「ＢＥＬＴ−ＣＯＯＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＧＵＩＤＩＮＧ  ＭＥＡＮＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ  ＢＥＬＴ  ＣＡＳＴＩＮＧ  ＯＦ  ＭＥＴＡＬ  ＳＴＲＩＰ」と題された米国特許第６，７５５，２３６号に開示されているベルト鋳造装置などのツインベルト鋳造装置を使用して、望ましい結果が達成されており、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。いくつかの例では、銅などの高い熱伝導率を有する金属から作製されたベルトを有するベルト鋳造装置を使用することによって、特に望ましい結果が達成され得る。ベルト鋳造装置は、最大で１メートルケルビンあたり４００ワット（Ｗ／ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する金属から作製されたベルトを含み得る。例えば、ベルトの導電率は、鋳造温度で、５０Ｗ／ｍ・Ｋ、１００Ｗ／ｍ・Ｋ、１５０Ｗ／ｍ・Ｋ、２５０Ｗ／ｍ・Ｋ、３００Ｗ／ｍ・Ｋ、３２５Ｗ／ｍ・Ｋ、３５０Ｗ／ｍ・Ｋ、３７５Ｗ／ｍ・Ｋ、または４００Ｗ／ｍ・Ｋであり得るが、炭素鋼または低炭素鋼を含む他の値の熱伝導率を有する金属が使用されてもよい。ＣＣは、最大で約１２メートル／分（ｍ／分）の速度で実施され得る。例えば、ＣＣは、１２ｍ／分以下、１１ｍ／分以下、１０ｍ／分以下、９ｍ／分以下、８ｍ／分以下、７ｍ／分以下、６ｍ／分以下、５ｍ／分以下、４ｍ／分以下、３ｍ／分以下、２ｍ／分以下、または１ｍ／分以下の速度で実施され得る。
【００４０】
得られるスラブは、約５ｍｍ〜約５０ｍｍ（例えば、約１０ｍｍから約４５ｍｍ、約１５ｍｍ〜約４０ｍｍ、または約２０ｍｍ〜約３５ｍｍ）、例えば、約１０ｍｍの厚さを有し得る。例えば、得られるスラブは、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２２ｍｍ、２３ｍｍ、２４ｍｍ、２５ｍｍ、２６ｍｍ、２７ｍｍ、２８ｍｍ、２９ｍｍ、３０ｍｍ、３１ｍｍ、３２ｍｍ、３３ｍｍ、３４ｍｍ、３５ｍｍ、３６ｍｍ、３７ｍｍ、３８ｍｍ、３９ｍｍ、４０ｍｍ、４１ｍｍ、４２ｍｍ、４３ｍｍ、４４ｍｍ、４５ｍｍ、４６ｍｍ、４７ｍｍ、４８ｍｍ、４９ｍｍ、または５０ｍｍの厚さであり得る。
【００４１】
焼き入れ
得られるスラブは、連続鋳造機から出るときに、任意選択で熱的に焼き入れされ得る。いくつかの例では、焼き入れは水で実施される。任意選択で、水焼き入れステップは、最大で約２００℃／秒（例えば、１０℃／秒〜１９０℃／秒、２５℃／秒〜１７５℃／秒、５０℃／秒〜１５０℃／秒、７５℃／秒〜１２５℃／秒、または１０℃／秒〜５０℃／秒）の速度で実施され得る。水温は、約２０℃〜約７５℃（例えば、約２５℃、約３０℃、約３５℃、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、または約７５℃）であり得る。任意選択で、得られるスラブは、連続鋳造機から出るときに巻き取られ得る。得られる中間コイルは、空気中で冷却され得る。空冷ステップは、約１℃／秒〜約３００℃／日の速度で実施され得る。
【００４２】
いくつかの例では、スラブを、連続鋳造機から出るときに水焼き入れすることにより、Ｔ４調質度条件のアルミニウム合金スラブが得られる。任意選択の水焼き入れの後、Ｔ４調質度にあるスラブは、次いで任意選択で中間コイルに巻き取られ、最大で２４時間の時間期間保管され得る。意外なことに、スラブを連続鋳造機から出るときの水焼き入れすることは、スラブに割れが生じないように、目視検査によって判定されるようなスラブの割れをもたらさない。例えば、直接チル鋳造インゴットと比較すると、本明細書に記載の方法に従って製造されたスラブの割れ傾向は著しく減少する。いくつかの例では、約８．０ｍｍ未満の長さを有する平方メートル当たり、約８個以下の割れ（例えば、平方メートル当たり、約７個以下の割れ、約６個以下の割れ、約５個以下の割れ、約４個以下の割れ、約３個以下の割れ、約２個以下の割れ、または約１個の割れ）は存在しない。
【００４３】
巻き取り
任意選択で、スラブは、連続鋳造機から出るときに中間コイルに巻き取られ得る。いくつかの例では、スラブは、連続鋳造機から出るときに中間コイルに巻き取られ、その結果Ｆ調質度が生じる。いくつかのさらなる例では、コイルは、空気中で冷却される。いくつかのさらなる例では、空冷されたコイルは、一定の時間期間保管される。いくつかの例では、中間コイルは、約１００℃〜約３５０℃（例えば、約２００℃または約３００℃）の温度に維持される。いくつかのさらなる例では、中間コイルは、Ｆ調質度をもたらす自然時効を防ぐために、低温保管場所に維持される。
【００４４】
予熱および／または均質化
保管時には、中間コイルは、予熱ステップで任意選択で再加熱され得る。いくつかの例では、再加熱ステップは、熱間圧延ステップのために中間コイルを予熱することを含み得る。いくつかのさらなる例では、再加熱ステップは、最大で約１５０℃／時間（例えば、約１０℃／時間または約５０℃／時間）の速度で、中間コイルを予熱することを含み得る。中間コイルは、約３５０℃〜約５８０℃（例えば、約３７５℃〜約５７０℃、約４００℃〜約５５０℃、約４２５℃から約５００℃、または約５００℃〜約５８０℃）の温度に加熱され得る。中間コイルは、約１分〜約１２０分、好ましくは約６０分ソーキングすることができる。
【００４５】
任意選択で、コイルの保管および／もしくは予熱の後の中間コイル、または鋳造機を出るときのスラブは、均質化され得る。均質化ステップは、約３００℃〜約５００℃（例えば、約３２０℃〜約４８０℃または約３５０℃〜約４５０℃）の温度に達するように、スラブまたは中間コイルを加熱することを含み得る。いくつかの場合には、加熱速度は、約１５０℃／時間以下、１２５℃／時間以下、１００℃／時間以下、７５℃／時間以下、５０℃／時間以下、４０℃／時間以下、３０℃／時間以下、２５℃／時間以下、２０℃／時間以下、または１５℃／時間以下であり得る。他の場合には、加熱速度は、約１０℃／分〜約１００℃／分（例えば、約１０℃／分〜約９０℃／分、約１０℃／分〜約７０℃／分、約１０℃／分〜約６０℃／分、約２０℃／分〜約９０℃／分、約３０℃／分〜約８０℃／分、約４０℃／分〜約７０℃／分、または約５０℃／分〜約６０℃／分）であり得る。
【００４６】
次いで、コイルまたはスラブは、一定期間ソーキングさせられる（すなわち、指示された温度に保持させられる）。１つの非限定的な例によれば、コイルまたはスラブは、最大で約３６時間（例えば、包括的に、約３０分〜約３６時間）ソーキングさせられる。例えば、コイルまたはスラブは、一定の温度で、１０秒、１５秒、３０秒、４５秒、１分、２分、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１３時間、１４時間、１５時間、１６時間、１７時間、１８時間、１９時間、２０時間、２１時間、２２時間、２３時間、２４時間、２５時間、２６時間、２７時間、２８時間、２９時間、３０時間、３１時間、３２時間、３３時間、３４時間、３５時間、３６時間、またはそれら間のいずれかでソーキングされ得る。
【００４７】
熱間圧延
予熱および／または均質化ステップに続いて、熱間圧延ステップが実施され得る。熱間圧延ステップは、熱間逆転ミル操作および／または熱間タンデムミル操作を含むことができる。熱間圧延ステップは、約２５０℃〜約５００℃（例えば、約３００℃〜約４００℃または約３５０℃〜約５００℃）の範囲の温度で実施することができる。例えば、熱間圧延ステップは、約２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、３００℃、３１０℃、３２０℃、３３０℃、３４０℃、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、または５００℃の温度で実施され得る。
【００４８】
熱間圧延ステップでは、金属製品は、１０ｍｍゲージ以下（例えば、約２ｍｍ〜約８ｍｍ）の厚さに熱間圧延され得る。例えば、金属製品は、約１０ｍｍ以下のゲージ、９ｍｍ以下のゲージ、８ｍｍ以下のゲージ、７ｍｍ以下のゲージ、６ｍｍ以下のゲージ、５ｍｍ以下のゲージ、４ｍｍ以下のゲージ、３ｍｍ以下のゲージ、または２ｍｍ以下のゲージに熱間圧延され得る。いくつかの場合には、熱間圧延ステップから生じる厚さの減少率は、約３５％〜約８０％（例えば、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％。７５％、または８０％）であり得る。任意選択で、熱間圧延された金属製品は、熱間圧延ステップの終わりに（例えば、タンデムミルから出るときに）焼き入れされる。任意選択で、熱間圧延ステップの終わりに、熱間圧延された金属製品は巻き取られる。
【００４９】
溶体化
次いで、熱間圧延された金属製品は、溶体化ステップを施され得る。溶体化ステップは、約４２０℃〜約４９０℃（例えば、約４４０℃〜約４８０℃または約４６０℃〜約４７０℃）の範囲の温度で実施され得る。溶体化ステップは、約０分〜約１時間（例えば、約１分間または約３０分間）実施され得る。任意選択で、溶体化ステップの終わりに（例えば、炉から出るときに）、シートは熱焼き入れステップを施される。熱焼き入れステップは、空気および／または水を使用して実施され得る。水温は、約２０℃〜約７５℃（例えば、約２５℃または約５５℃）であり得る。
【００５０】
任意選択で、熱間圧延された金属は、最終ゲージおよび／または最終調質度で提供される。いくつかの非限定的な例では、熱間圧延ステップは、さらなる下流処理が必要とされないように、所望の機械的特性を有する最終製品を提供され得る。例えば、最終製品は、冷間圧延、溶体化、溶体化後の焼き入れ、自然時効、および／または人工時効を伴わずに、熱間圧延されて最終ゲージおよび調質度で供給され得る。「ＨＲＴＧＴ」とも呼ばれる最終ゲージおよび調質度への熱間圧延は、大幅に低減したコストで最適化された機械的特性を有する金属製品を提供し得る。
【００５１】
任意選択で、時効、塗装、または焼き付けなどのさらなる処理ステップが実施され得る。これらのステップは以下にさらに説明される。任意選択で、冷間圧延ステップは実施されない（すなわち、本明細書に記載のプロセスから除外または排除される）。いくつかの例では、冷間圧延ステップは、アルミニウム合金のシート、シェート、またはプレートの成形性を同時に低下させながら、アルミニウム合金の強度および硬度を増加させ得る。冷間圧延ステップを排除することは、アルミニウム合金のシート、シェート、またはプレートの延性を維持し得る。意外にも、冷間圧延ステップを排除することは、本明細書に提供される以下の実施例において詳細に記載されるように、本明細書に記載のアルミニウム合金の強度に悪影響を及ぼさない。
【００５２】
時効
任意選択で、熱間圧延された金属は、人工時効ステップを施される。人工時効ステップは、合金の高強度特性を発達させ、合金における他の望ましい特性を最適化する。最終製品の機械的特性は、所望の用途に応じて様々な時効条件によって制御され得る。いくつかの場合には、本明細書に記載の金属製品は、Ｔｘ調質度（例えば、Ｔ１調質度、Ｔ４調質度、Ｔ５調質度、Ｔ６調質度、Ｔ７調質度、もしくはＴ８調質度）、Ｗ調質度、Ｏ調質度、またはＦ調質度で顧客に納品され得る。いくつかの例では、人工時効ステップが実施され得る。人工時効ステップは、約１００℃〜約１４０  ℃の温度（例えば、約１２０  ℃または約１２５  ℃）で実施され得る。時効ステップは、約１２時間〜約３６時間（例えば、約１８時間または約２４時間）の時間期間にわたって実施され得る。いくつかの例では、人工時効ステップは、Ｔ６調質度を得るために、１２５℃で２４時間実施され得る。いくつかのさらなる例では、合金は、自然時効ステップを施される。自然時効ステップは、Ｔ４調質度をもたらし得る。
【００５３】
塗装および／または塗料焼き付け
任意選択で、金属製品は、塗装ステップを施される。任意選択で、塗装ステップは、亜鉛リン酸塩処理（Ｚｎ−リン酸塩処理）および電気塗装（Ｅ−塗装）を含み得る。Ｚｎ−リン酸塩処理およびＥ−塗装は、当業者に既知であるように、アルミニウム産業で一般的に使用されている標準に従って実施される。任意選択で、塗装ステップの後に塗料焼き付けステップを続けることができる。塗料焼き付けステップは、約１５０℃〜約２３０℃の温度（例えば、約１８０℃または約２１０℃）で実施され得る。塗料焼き付けステップは、約１０分〜約６０分（例えば、約３０分間または約４５分間）の時間期間にわたって実施され得る。
【００５４】
特性
本明細書に記載されるような得られる金属製品は、Ｔｘ調質度条件（ここで、Ｔｘ調質度はＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、もしくはＴ８調質度を含み得る）、Ｗ調質度、Ｏ調質度、またはＦ調質度を含む、様々な調質度条件下での高強度および高成形性を含む、所望の特性の組み合わせを有する。いくつかの例では、得られる金属製品は、およそ４００〜６５０ＭＰａ（例えば、４５０ＭＰａ〜６２５ＭＰａ、４７５ＭＰａ〜６００ＭＰａ、または５００ＭＰａ〜５７５ＭＰａ）の降伏強度を有する。例えば、降伏強度は、およそ４００ＭＰａ、４１０ＭＰａ、４２０ＭＰａ、４３０ＭＰａ、４４０ＭＰａ、４５０ＭＰａ、４６０ＭＰａ、４７０ＭＰａ、４８０ＭＰａ、４９０ＭＰａ、５００ＭＰａ、５１０ＭＰａ、５２０ＭＰａ、５３０ＭＰａ、５４０ＭＰａ、５５０ＭＰａ、５６０ＭＰａ、５７０ＭＰａ、５８０ＭＰａ、５９０ＭＰａ、６００ＭＰａ、６１０ＭＰａ、６２０ＭＰａ、６３０ＭＰａ、６４０ＭＰａ、または６５０ＭＰａであり得る。任意選択で、およそ４００〜６５０ＭＰａの降伏強度を有する金属製品は、Ｔ６調質度にあり得る。いくつかの例では、得られる金属製品は、およそ５６０および６５０ＭＰａからの最大降伏強度を有する。例えば、金属製品の最大降伏強度は、およそ５６０ＭＰａ、５７０ＭＰａ、５８０ＭＰａ、５９０ＭＰａ、６００ＭＰａ、６１０ＭＰａ、６２０ＭＰａ、６３０ＭＰａ、６４０ＭＰａ、または６５０ＭＰａであり得る。任意選択で、およそ５６０〜６５０ＭＰａの最大降伏強度を有する金属製品は、Ｔ６調質度にあり得る。任意選択で、金属製品は、金属製品をＴ４調質度での塗料焼き付けの後に（すなわち、人工時効なしに）、およそ５００ＭＰａ〜およそ６５０ＭＰａの降伏強度を有し得る。
【００５５】
いくつかの例では、得られる金属製品は、およそ５００〜６５０ＭＰａ（例えば、５５０ＭＰａ〜６２５ＭＰａまたは５７５ＭＰａ〜６００ＭＰａ）の極限引張強度を有する。例えば、極限引張強度は、およそ５００ＭＰａ、５１０ＭＰａ、５２０ＭＰａ、５３０ＭＰａ、５４０ＭＰａ、５５０ＭＰａ、５６０ＭＰａ、５７０ＭＰａ、５８０ＭＰａ、５９０ＭＰａ、６００ＭＰａ、６１０ＭＰａ、６２０ＭＰａ、６３０ＭＰａ、６４０ＭＰａ、または６５０ＭＰａであり得る。任意選択で、およそ５００〜６５０ＭＰａの極限引張強度を有する金属製品は、Ｔ６調質度にある。
【００５６】
いくつかの例では、得られる金属製品は、およそ１００°〜１６０°（例えば、およそ１１０°〜１５５°またはおよそ１２０°から１５０°）の曲げ角度を有する。例えば、得られる金属製品の曲げ角度は、およそ１００°、１０１°、１０２°、１０３°、１０４°、１０５°、１０６°、１０７°、１０８°、１０９°、１１０°、１１１°、１１２°、１１３°、１１４°、１１５°、１１６°、１１７°、１１８°、１１９°、１２０°、１２１°、１２２°、１２３°、１２４°、１２５°、１２６°、１２７°、１２８°  、１２９°、１３０°、１３１°、１３２°、１３３°、１３４°、１３５°、１３６°、１３７°、１３８°、１３９°、１４０°、１４１°、１４２°、１４３°、１４４°、１４５  °、１４６°、１４７°、１４８°、１４９°、１５０°、１５１°、１５２°、１５３°、１５４°、１５５°、１５６°、１５７°、１５８°、１５９°、または１６０°であり得る。任意選択で、およそ１００°〜１６０°の曲げ角度を有する金属製品は、Ｔ６調質度にあり得る。
【００５７】
使用法
本明細書に記載の合金および方法は、自動車、航空機、および鉄道用途を含む自動車用途および／もしくは輸送機関用途、または他の任意の所望の用途に使用され得る。いくつかの例では、合金および方法は、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、およびＣピラー）、インナーパネル、アウターパネル、サイドパネル、インナーフード、アウターフード、トランクリッドパネルなどの自動車構造部品を調製するために使用され得る。本明細書に記載のアルミニウム合金および方法はまた、航空機または鉄道車両用途において、例えば、アウターパネルおよびインナーパネルを調製するために使用され得る。
【００５８】
本明細書に記載の合金および方法はまた、電子機器用途にも使用され得る。例えば、本明細書に記載の合金および方法はまた、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む、電子機器用のハウジングを調製するためにも使用され得る。いくつかの例では、合金は、携帯電話（例えば、スマートフォン）、およびタブレットボトムシャーシの外部ケーシング用のハウジングを調製するために使用され得る。
【００５９】
いくつかの場合には、本明細書に記載の合金および方法は工業用途に使用され得る。例えば、本明細書に記載の合金および方法は、一般流通市場向けの製品を調製するために使用され得る。
【００６０】
開示された主題の様々な例について詳細に言及がなされており、その１つ以上の例が上記で説明されている。各例は、主題の説明として提供されたものであり、それを限定するものではない。実際に、当業者には、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく、本主題に様々な修正および変更を加えることができることが明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明されている特徴は、別の実施形態と共に使用されてさらに別の実施形態を生み出すことができる。
【００６１】
以下の実施例は、本発明をさらに説明するのに役立つが、同時にそのいかなる限定も構成しない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなくそれら自体を当業者に示唆し得る様々な実施形態、変更および均等物に頼ることができることを明確に理解されたい。
【実施例】
【００６２】
実施例１
強度、伸び、および成形性の試験のために３つの合金が調製された。これらの合金の化学組成は、表４に提供される。全ての値は、全体の重量百分率（重量％）として表される。各合金において、残りはＡｌである。
【表４】
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【００６３】
本明細書に記載の方法に従って、合金Ａは、ツインベルト鋳造機を使用して連続的に鋳造された。以後、Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱと呼ばれる２つの合金Ａの試料は、鋳造機から出ると様々な冷却技術を施された。合金Ａ−ＡＣは、鋳造機から出るときに空冷された。合金Ａ−ＷＱは、鋳造機から出るときに水焼き入れされた。
【００６４】
合金ＢおよびＣは、当業者に既知であるように、アルミニウム産業で一般的に使用されている標準に従って直接チル（ＤＣ）鋳造された。例示合金Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱに対する比較合金として、合金ＢおよびＣが使用された。
【００６５】
図１は、比較および例示処理経路を説明するプロセスフロー図である。第１の経路（均質化され、熱間圧延され、冷間圧延される、図１の左の経路である、ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ）は、伝統的なゆっくりした予熱および均質化と、その後の熱間圧延（ＨＲ）と、コイル冷却／水焼き入れと、冷間圧延（ＣＲ）と、溶体化（ＳＨＴ）と、Ｔ６調質度特性を得るための時効と、を含んだ。第２の経路（予熱され、熱間圧延され、冷間圧延される、図１の中央の経路である、ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ）は、約４５０℃〜約４８０℃の温度（ピーク金属温度、ＰＭＴ）への予熱と、その後の熱間圧延と、コイル冷却／水焼き入れと、冷間圧延と、溶体化（ＳＨＴ）と、Ｔ６調質度特性を得るための時効と、を含んだ。例示の第３の経路（図１の右の経路である、ゲージに熱間圧延される、ＨＲＴＧ）は、スラブの予熱および均質化ならびに最終ゲージへの熱間圧延と、その後のコイル冷却／水焼き入れと、溶体化（ＳＨＴ）と、任意選択の焼き入れと、Ｔ６調質度特性を得るための時効と、を含んだ。各経路は、強度の低下を評価するために、Ｔ６時効後の塗料焼き付けシミュレーションを含んだ。
【００６６】
機械的特性は、引張試験用のＡＳＴＭ  Ｂ５５７  ２”ＧＬ規格に基づいて判定された。成形性は、試料に予歪を与えずに、３点曲げ試験についてのＶｅｒｂａｎｄ  ｄｅｒ  Ａｕｔｏｂｏｉｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅ（ＶＤＡ）規格の下で判定された。図２は、圧延方向に対して長い横方向の配向（Ｌ）で試験した合金Ａ−ＷＱの降伏強度（ＹＳ）（三角形）、および曲げ角度（ヒストグラム）を示すグラフである。ツインベルト連続鋳造機から出るときの水焼き入れは、溶質原子を析出させるのではなく、マトリックス内の適所に凍結させ、これにより、下流処理における析出物のさらなる粗大化が防止された。水焼き入れされたスラブの最終ゲージへの直接熱間圧延は、高強度の優れた組み合わせを生み出した（約５６０ＭＰａ）およびより低いＶＤＡの曲げ角度（約１１０°）。曲げ角度が小さいほど成形性が高いことを示す。
【００６７】
合金Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱの機械的特性が、図３に示される。降伏強度（ＹＳ）（各組の左のヒストグラム）および極限引張強度（ＵＴＳ）（各組の右のヒストグラム）は、ヒストグラムで表され、均一伸び（ＵＥ）は、三角形で表され、全伸び（ＴＥ）は円で表される。合金は、時効後（Ｔ６）ならびに時効後および塗料焼き付け後（Ｔ６＋ＰＢ）に試験された。合金Ａ−ＡＣは、処理経路ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ、ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ、およびＨＲＴＧに従って処理され、合金Ａ−ＷＱは、処理経路ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ（示されているＷＱ＿ＨＯＭＯ＿ＨＲ＿ＣＲ）に従って処理された。冷間圧延ステップ（ＨＲＴＧ）を伴わない第３の処理経路は、１３８°の曲げ角度で５７２ＭＰａの最大ＹＳを提供した（図４参照）。第１の経路（ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ）を介して合金を処理すると、同様の曲げ角度を有する２０ＭＰａだけ低いＹＳが提供された。第２の経路を介して（均質化せずに）合金を処理すると、最低の強度が得られた。合金Ａ−ＷＱ（鋳造機を出るときの水焼き入れ）は、第２の経路を介して処理された合金Ａ−ＡＣと比較して、ＹＳの６ＭＰａの増加を提供した。各処理経路は、それらの強度にかかわらず、同様のＶＤＡ曲げ角度をもたらした（図４参照）。塗料焼き付けシミュレーション（１８０℃、３０分間）後の処理経路にかかわらず、各試料について観察されたＹＳのおよそ２０ＭＰａの減少があった。
【００６８】
図５〜図８は、図３および４に記載の例示合金の結晶粒構造を示す。第１の処理経路（ＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲ、図５参照）および第２の処理経路（ＨＴＲ−ＨＲ−ＣＲ、図６参照）を施された合金Ａ−ＡＣの結晶粒構造は、再結晶構造を示す。鋳造機から出るときの水焼き入れ（合金ＣＣ−ＷＱ、図７参照）および冷間圧延なしの処理（ＨＲＴＧ、図８参照）は、画像に見られる長く伸びた粒子によって示される、未再結晶粒構造をもたらした。ＨＲＴＧ試料の長く伸びた粒子は、なぜそれが最高の強度を示したのかを説明したが、曲げ角度は、伝統的なＨＲ（ｈｏｔ  ｒｏｌｌ）およびＣＲ（ｃｏｌｄ  ｒｏｌｌ）の慣例と比較して同様であった。
【００６９】
例示合金Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱの強度および成形性は、同じ組成の直接チル鋳造合金（合金Ｂ）およびＡＡ７０７５アルミニウム合金（合金Ｃ）と比較された。結果は、図９および図１０に示される。図は、合金Ａ−ＡＣおよびＡ−ＷＱの特性が、より伝統的な経路（具体的には、冷間圧延ステップを含む処理経路）によって処理された同様の合金よりも優れていることを示している。連続鋳造によって製造された合金は、合金Ｂおよび合金Ｃの両方、すなわちＤＣ鋳造アルミニウム合金と比較して、同様の曲げ角度で、５０〜６０ＭＰａだけ高い強度を提供した。
【００７０】
合金Ａ−ＷＱは、さらに様々な処理経路を施された。強度と成形性の結果は、図１１に示される。合金がＨＯＭＯ−ＨＲ−ＣＲの処理経路に従って製造されたとき、および熱間圧延後に水焼き入れし、続いて最終ゲージに冷間圧延（示されているＨＲ−ＷＱ−ＣＲ）されたときに、最終ゲージへの熱間圧延（ＨＲＴＧ）は、同様の成形性結果で優れたＹＳおよびＵＴＳを示し続けた。
【００７１】
７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金を連続的に鋳造することによって提供された強度および成形性の向上は、粒径の違い（図１２参照）ならびに粒径および形態の違い（図１３参照）に起因すると考えられる。ＤＣ鋳造合金（図１２および１３にＤＣで示される）と比較した場合、鋳造後（Ａｓ−ｃａｓｔ）と、均質化（Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｄ）と、熱間圧延および巻き取り（Ｒｅｒｏｌｌ）と、最終ゲージへの圧延（Ｆｉｎａｌ−ｇａｕｇｅ）と、を含む全処理を通して、より小さい粒度および粒子が、連続的に鋳造された合金（図１２および図１３にＣＣとして示される）で観察された。
【００７２】
実施例２
強度と伸びの試験のために、８つのアルミニウム合金、合金Ｄ〜Ｋが調製された。これらの合金の化学組成は、表５に提供される。全ての値は、全体の重量百分率（重量％）として表される。各合金において、残りはＡｌである。
【表５】
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【００７３】
合金Ｄ〜Ｇは同じ化学組成を有するが、表６に示すように、異なる方法に従って処理された。合金Ｈ〜Ｋは、同じ化学組成を有するが、表６に示すように、異なる方法に従って処理された。合金Ｌは、ＡＡ７０７５合金である。表６において、「ＨＲ」は熱間圧延を指し、「ＨＲＴＧ」はゲージへの熱間圧延を指し、「ＳＨＴ」は溶体化熱処理を指す。
【表６】
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【００７４】
具体的には、本明細書に記載の方法に従って、ツインベルト鋳造機を用いて合金Ｄ〜Ｋを連続的に鋳造した。連続鋳造スラブは、表６に記載の条件下で予熱および均質化され、２ｍｍの最終ゲージに熱間圧延され（５０％の減少を表す）、焼き入れされ、表６に記載の条件下で再加熱され、表６に記載の条件下で溶体化（ＳＨＴ）された。さらに、本明細書に記載の方法に従って製造した合金の機械的特性を、従来の方法によって製造された合金の機械的特性と比較するために、比較合金（合金Ｌ）が調製および試験された。具体的には、合金Ｌは、インゴットを直接チル（ＤＣ）鋳造すること、インゴットを均質化すること、インゴットを中間ゲージのアルミニウム合金物品に熱間圧延すること、中間ゲージのアルミニウム合金物品を２ｍｍの最終ゲージのアルミニウム合金物品に冷間圧延すること、および最終ゲージのアルミニウム合金物品を溶体化することと、によって調製された。
【００７５】
合金Ｄ〜Ｌは、Ｔ６調質度を得るために、１２５℃で２４時間時効され得た。Ｔ６調質度にある合金の機械的特性は、以下の表７に示される。具体的には、表７は、合金Ｄ〜Ｌの各々の降伏強度（「ＹＳ」）、極限引張強度（「ＵＴＳ」）、全伸び、および均一伸びを示す。
【表７】
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【００７６】
Ｔ６調質度にある合金Ｄ〜Ｌはさらに、１８０℃で３０分間、塗料焼き付けされた（表８で「ＰＢ」と呼ばれる）。表８は、合金Ｄ〜Ｌの各々の降伏強度（「ＹＳ」）、極限引張強度（「ＵＴＳ」）、全伸び、および均一伸びを示す。さらに、表８は、Ｔ６調質度の塗料焼き付けを伴う合金と塗料焼き付けを伴わない合金との間の降伏強度の差（「ＹＳ  ＰＢ  ΔＴ６」）を示す。
【表８】
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【００７７】
合金は、直接塗料焼き付け後（すなわち、Ｔ６調質度を得るために時効処理を実施せずに）、１８０℃で３０分間、Ｔ４調質度でも試験された。表９は、合金Ｄ〜Ｌの各々の降伏強度（「ＹＳ」）、極限引張強度（「ＵＴＳ」）、全伸び、および均一伸びを示す。
【表９】
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【００７８】
上の表７、表８、および表９に示されるように、合金Ｄ〜Ｋは、塗料焼き付けの有無にかかわらず、Ｔ４およびＴ６調質度において優れた強度を呈した。さらに、合金Ｄ〜Ｋは、塗料焼き付けステップが用いられた後に、強度の増加または最小の／無視できる強度の減少のいずれかを示した。合金Ｌ（比較合金）は、表８の、ＹＳ  ＰＢ  ΔＴ６に示されるように、塗料焼き付けステップ後に強度の大幅な低下を呈した。データは、ＤＣ鋳造および従来の方法で処理されたＡＡ７０７５合金が、塗料焼き付け後に過時効を受けたことを実証する。驚くべきことに、本明細書に記載の例示的な方法によって製造された合金Ｄ〜Ｋは、いかなる悪影響も受けずに熱処理を受ける能力（例えば、過時効がなく、また強度の低下がない）を呈した。
【００７９】
本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的を達成するために記載されている。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる例示であることが認識されるべきである。以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することのない、これらの多くの改変およびその適合は、当業者には容易に明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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