(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品であって、
（ａ）３．０〜８．０重量％のＺｎと、
（ｂ）１．０〜２．７５重量％のＭｇと、
（ｃ）０．３５〜１．０重量％のＣｕと、
但し、該重量％のＭｇは、該重量％のＣｕを超え、
（ｄ）０．０５〜０．３０重量％のＶと、
（ｅ）０．０１〜１．０重量％の二次元素であって、前記二次元素は、Ｍｎ、Ｔｉ、及びＢと、任意選択的にＺｒと、からなり、
Ｍｎは０．５０重量％以下を含み、Ｔｉは０．２５重量％以下を含み、Ｂは０．０５重量％以下を含み、Ｚｒが存在する場合、Ｚｒは０．２５重量％以下を含む、二次元素と、
（ｆ）最大で０．５０重量％のＦｅと、
（ｇ）最大で０．２５重量％のＳｉと、
（ｈ）残部がアルミニウム及び他の元素であって、前記他の元素は、各元素が０．０５重量％以下で、合計量が０．１５重量％以下である、
７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項２】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、７．５重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項３】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、７．０重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項４】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、６．０重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項５】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、５．０重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項６】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、少なくとも３．５重量％のＺｎを含む、請求項５に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項７】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、少なくとも４．０重量％のＺｎを含む、請求項５に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項８】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、２．５重量％以下のＭｇを含む、請求項５に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項９】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、２．０重量％以下のＭｇを含む、請求項５に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１０】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、１．８重量％以下のＭｇを含む、請求項５に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１１】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、少なくとも１．２重量％のＭｇを含む、請求項９に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１２】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、少なくとも１．４重量％のＭｇを含む、請求項１０に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかに記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品を製造する方法であって、前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、低圧金型鋳造、重力永久鋳型鋳造、半永久鋳型鋳造、スクイーズ鋳造、砂型鋳造、又はスピン／遠心力鋳造によって製造される、７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品を製造する方法。
【請求項１４】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、自動車部品である、請求項１に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１５】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、航空宇宙部品である、請求項１に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１６】
７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品であって、
（ａ）４．０〜５．０重量％のＺｎと、
（ｂ）１．３〜１．８重量％のＭｇと、
（ｃ）０．４０〜０．８０重量％のＣｕと、
（ｄ）０．０７〜０．１８重量％のＶと、
（ｅ）０．０１〜１．０重量％の二次元素であって、前記二次元素は、Ｍｎ、Ｔｉ、及びＢと、任意選択的にＺｒと、からなり、
Ｍｎは０．０１〜０．０７重量％を含み、Ｔｉは０．０１〜０．１０重量％を含み、Ｂは０．０５重量％以下を含み、Ｚｒが存在する場合、Ｚｒは０．０７〜０．１８重量％を含む、二次元素と、
（ｆ）最大で０．１０重量％のＦｅと、
（ｇ）最大で０．１０重量％のＳｉと、を含み、
（ｈ）残部がアルミニウム及び他の元素であって、前記他の元素は、各元素が０．０５重量％以下で、合計量が０．１５重量％以下である、
７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１７】
請求項１６に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品を製造する方法であって、前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、低圧金型鋳造、重力永久鋳型鋳造、半永久鋳型鋳造、スクイーズ鋳造、砂型鋳造、又はスピン／遠心力鋳造によって製造される、７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品を製造する方法。
【請求項１８】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、自動車部品である、請求項１６に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【請求項１９】
前記７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品は、航空宇宙部品である、請求項１６に記載の７ｘｘアルミニウム鋳造合金部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、その全体が参照により本明細書に援用される、米国特許仮出願第６１／９８６，２４９号（２０１４年４月３０日出願、発明の名称「ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ７ＸＸ  ＡＬＵＭＩＮＵＭ  ＣＡＳＴＩＮＧ  ＡＬＬＯＹＳ，ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＭＡＫＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ」）の優先権の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金は、様々な用途において有用である。しかしながら、アルミニウム合金の１つの特性を、他の特性を損なうことなく改良することは困難である。例えば、アルミニウム鋳造合金の強度を、例えば、可鍛性、伸長性、又は応力腐食割れなどの他の特性に影響を与えずに増加させることは、困難である。例えば、米国特許出願公開第２００８／００６６８３３号を参照されたい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
広義において、本特許出願は、改良された７ｘｘアルミニウム鋳造合金及びその製造方法に関する。新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、例えば、数ある特性の中でも特に、強度、腐食耐性、可鍛性、及び疲労破壊耐性のうち少なくとも２つの改良された組み合わせを実現することができる。
【０００４】
新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、以下に定義されたとおり、一次合金元素（primary alloying element）としての、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、及びバナジウム（Ｖ）；マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、及びホウ素（Ｂ）からなる群から選択される少なくとも１種の二次元素（secondary element）；並びにアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、及び他の元素である残部を概ね含む（場合によっては、これらから本質的になる、又はこれらからなる）。
【０００５】
亜鉛に関して、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、３．０〜８．０重量％のＺｎを概ね含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、７．５重量％以下のＺｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、７．０重量％以下のＺｎを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、６．５重量％以下のＺｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、６．０重量％以下のＺｎを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、５．５重量％以下のＺｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、５．０重量％以下のＺｎを含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも３．２５重量％のＺｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも３．５重量％のＺｎを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも３．７５重量％のＺｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも４．０重量％のＺｎを含む。
【０００６】
新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、１．０〜３．０重量％のＭｇの範囲のマグネシウムを概ね含む。亜鉛の量は、マグネシウムの量を超える。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、２．７５重量％以下のＭｇを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、２．５重量％以下のＭｇを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、２．２５重量％以下のＭｇを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、２．０重量％以下のＭｇを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、１．８重量％以下のＭｇを含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも１．１重量％のＭｇを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも１．２重量％のＭｇを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも１．３重量％のＭｇを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも１．４重量％のＭｇを含む。
【０００７】
新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．３５〜１．０重量％のＣｕの範囲の銅を概ね含む。マグネシウムの量は、銅の量を超える。以下に示すとおり、銅は、例えば、腐食耐性及び／又は強度の改良を容易にすることができる。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．９５重量％以下のＣｕを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．９０重量％以下のＣｕを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．８５重量％以下のＣｕを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．８０重量％以下のＣｕを含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．４０重量％のＣｕを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．４５重量％のＣｕを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．５０重量％のＣｕを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．５５重量％のＣｕを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．６０重量％のＣｕを含む。
【０００８】
新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．３０重量％のＶを概ね含む。以下に示すとおり、バナジウムは、例えば、腐食耐性の改良を容易にすることができる。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．２５重量％以下のＶを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．２０重量％以下のＶを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１８重量％以下のＶを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１６重量％以下のＶを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１５重量％以下のＶを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１４重量％以下のＶを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１３重量％以下のＶを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１２重量％以下のＶを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１１重量％以下のＶを含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．０６重量％のＶを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．０７重量％のＶを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．０８重量％のＶを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．０９重量％のＶを含む。０．１５重量％以下のＶは、疲労特性が重要なときに使用すべきである。
【０００９】
新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、（全量で）０．０１〜１．０重量％の１種又は２種以上の二次元素を概ね含み、この二次元素は、マンガン、ジルコニウム、クロム、チタン、ホウ素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。そのような二次元素は、例えば、適切な粒子構造及びサイズを得るのに少なくとも部分的に役立つことができる。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、（全量で）０．１０〜０．８０重量％の二次元素を含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、（全量で）０．１５〜０．６０重量％の二次元素を含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、（全量で）０．１５〜０．４５重量％の二次元素を含む。１種又は２種以上の二次元素は、二次元素の全量が上記で与えられた幅の範囲内にある限り、７ｘｘアルミニウム鋳造合金に、適切な粒子サイズ及び構造を容易にする任意の組み合わせで含まれてもよい。１つの実施形態において、二次元素は、ジルコニウムを少なくとも含む。別の実施形態において、二次元素は、ジルコニウム及びチタンを少なくとも含む。更に別の実施形態において、二次元素は、ジルコニウム、チタン、及びホウ素を少なくとも含む。更に別の実施形態において、二次元素は、ジルコニウム、マンガン、チタン、及びホウ素を少なくとも含む。これらの実施形態のいくつかにおいて、７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、以下に定義されたとおりに、クロムを実質的に含まない。別の実施形態において、二次元素は、ジルコニウム、マンガン、チタン、クロム、及びホウ素の全てを含む。他の実施形態において、７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、クロムを少なくとも含むが、以下に定義されたとおり、マンガン、ジルコニウム、チタン、及びホウ素のうち１種又は２種以上を実質的に含まない。
【００１０】
マンガンが存在する実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．５０重量％のＭｎを概ね含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．２５重量％のＭｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１５重量％のＭｎを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１０重量％のＭｎを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０９重量％のＭｎを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０８重量％のＭｎを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０７重量％のＭｎを含む。いくつかの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、マンガンを実質的に含まず、これらの実施形態において、０．０１重量％未満のＭｎを含有する。
【００１１】
ジルコニウムが存在する実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．２５重量％のＺｒを概ね含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．２０重量％のＺｒを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０７〜０．１８重量％のＺｒを含む。いくつかの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、ジルコニウムを実質的に含まず、これらの実施形態において、０．０５重量％未満のＺｒ、例えば、０．０３重量％未満のＺｒ、又は０．０１重量％未満のＺｒを含む。
【００１２】
クロムが存在する実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．４０重量％のＣｒを概ね含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１０〜０．３５重量％のＣｒを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１５〜０．２５重量％のＣｒを含む。いくつかの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、クロムを実質的に含まず、これらの実施形態において、０．０５重量％未満のＣｒ、例えば、０．０３重量％未満のＣｒ、又は０．０１重量％未満のＣｒを含む。
【００１３】
チタンが存在する実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．２５重量％のＴｉを概ね含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１５重量％のＴｉを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１０重量％のＴｉを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０８重量％のＴｉを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０２〜０．０７重量％のＴｉを含む。いくつかの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、チタンを実質的に含まず、これらの実施形態において、０．０１重量％未満のＴｉ、例えば、０．００５重量％未満のＴｉ、又は０．００１重量％未満のＴｉを含む。
【００１４】
ホウ素が存在する実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．００１〜０．０５０重量％のＢを概ね含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．００５〜０．０４０重量％のＢを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．０１０〜０．０３０重量％のＢを含む。いくつかの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、ホウ素を実質的に含まず、これらの実施形態において、０．００１重量％未満のＴｉ、例えば、０．０００５重量％未満のＢ、又は０．０００１重量％未満のＢを含有する。
【００１５】
新規な７ｘｘ鋳造合金は、鉄を含んでもよく、最大０．５０重量％のＦｅを含んでもよく、場合により不純物として含んでもよい。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．３５重量％以下のＦｅを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．２５重量％以下のＦｅを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１５重量％以下のＦｅを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、０．１０重量％以下のＦｅを含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．０１重量％のＦｅを含む。
【００１６】
新規な７ｘｘ鋳造合金は、ケイ素を含んでもよく、最大０．２５重量％のＳｉを含んでもよく、場合により不純物として含んでもよい。１つの実施形態において、新規な７ｘｘ鋳造合金は、０．２０重量％以下のＳｉを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘ鋳造合金は、０．１５重量％以下のＳｉを含む。更に別の実施形態において、新規な７ｘｘ鋳造合金は、０．１０重量％以下のＳｉを含む。別の実施形態において、新規な７ｘｘ鋳造合金は、０．０５重量％以下のＳｉを含む。１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、少なくとも０．０１重量％のＳｉを含む。
【００１７】
新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、他の元素を実質的に含まなくてもよい。本明細書で使用される場合、「他の元素」は、上記で記載されたとおり、上述の亜鉛、マグネシウム、銅、バナジウム、マンガン、ジルコニウム、チタン、ホウ素、鉄、及びケイ素以外の周期表の任意の他の元素を意味する。本段落の文脈において、語句「実質的に含まない（substantially free）」は、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金が他の元素のうちの任意の元素それぞれを０．１０重量％以下で含み、これらの他の元素の合計総量が新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金中で０．３５重量％以下であることを意味する。別の実施形態において、これらの他の元素はそれぞれ、個別に、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金中で０．０５重量％以下であり、これらの他の元素の合計総量は、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金中で０．１５重量％を超えない。別の実施形態において、これらの他の元素はそれぞれ、個別に、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金中で０．０３重量％以下であり、これらの他の元素の合計総量は、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金中で０．１０重量％を超えない。
【００１８】
１つの実施形態において、新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、７ｘｘシェイプ鋳造部品(shape-cast part)に鋳造される。その際、鋳造工程は、低圧金型鋳造、重力永久鋳型鋳造、半永久鋳型鋳造、スクイーズ鋳造、砂型鋳造、及びスピン／遠心力鋳造であってもよい。鋳造後、新規な７ｘｘ鋳造合金は、例えば、溶体化熱処理、次いで焼入れ、次いで自然時効又は人工時効などによって焼戻しされてもよい。好適な焼戻しは、例えば、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、及びＴ７焼戻しを含む。
【００１９】
７ｘｘシェイプ鋳造部品は、例えば、数ある中でも特に、自動車、航空宇宙、産業用又は商業用輸送用途など、任意の好適な用途で使用することができる。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、自動車部品（例えば、ホワイトボディ（ＢＩＷ）部品、サスペンション部品）である。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、自動車内に含まれる。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、航空宇宙部品である。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、航空宇宙機に含まれる。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、産業用部品である。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、商業用輸送部品である。１つの実施形態において、７ｘｘシェイプ鋳造部品は、商業用輸送車両に含まれる。
【００２０】
新規な７ｘｘ合金は、シェイプ鋳造合金として記載されてきたが、本明細書に記載した合金組成物は、展伸(wrought)製品の製造においてもまた有用であり得ることが予想される。例えば、本明細書に記載された合金は、（例えば、インゴット又はビレットとして）鋳造され、次いで均質化され、次いで熱間加工（例えば、熱間加工が中間形態をもたらすときは熱間加工後に冷間加工）して中間形態又は最終形態としてもよい。１つの実施形態において、熱間加工は、鍛造である。１つの実施形態において、鍛造は、例えば、ホイール製品などのシェイプ製品をもたらす。別の実施形態において、熱間加工は、圧延又は押出加工である。熱間加工（及び任意選択的な冷間加工）後に、新規合金は、例えば、溶体化熱処理、次いで焼入れ、次いで自然時効又は人工時効などによって焼戻しされてもよい。好適な焼戻しは、例えば、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、及びＴ７焼戻しを含む。１つの実施形態において、本明細書に記載された新規合金組成物は、その全体が参照によって本明細書に援用される、同一所有者の米国特許出願公開第２００６／０００００９４号に記載された加工法によって鍛造ホイール製品に加工される。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２１】
以下の表１に示した組成を有するいくつかの７ｘｘアルミニウム鋳造合金は、方向性凝固によって鋳造された。方向性凝固された合金の寸法は、厚さ約２５．４ｍｍ（１インチ）、幅１０２ｍｍ（４インチ）、及び長さ２５４ｍｍ（１０インチ）であった。
【表１】
0006765970.tif 000002
【００２２】
鋳造後、合金は、約２時間かけて室温から約５１５．６℃（９６０°Ｆ）まで加熱し、約５１５．６℃（９６０°Ｆ）で６時間保持し、次いで沸騰水中で急冷することによって溶体化熱処理をした。次いで、合金は、約１２〜２４時間自然時効され、次いで約５０分かけて約２０４℃（４００°Ｆ）まで加熱し、約２０４℃（４００°Ｆ）で約１０分間保持し、約１５分かけて１８２℃（３６０°Ｆ）まで冷却し、１８２℃（３６０°Ｆ）で約４時間保持し、次いで室温まで空冷することによって人工時効した。
【００２３】
次いで、合金の応力腐食割れ（ＳＣＣ）耐性は、ＡＳＴＭ  Ｇ１０３−９７（２０１１）、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｓｔｒｅｓｓ−Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｌｏｗ  Ｃｏｐｐｅｒ  ７ＸＸＸ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ  Ａｌｌｏｙｓ  ｉｎ  Ｂｏｉｌｉｎｇ  ６％  Ｓｏｄｉｕｍ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（沸騰６％塩化ナトリウム水溶液中における低銅７ＸＸＸ系列Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ合金の応力腐食割れ耐性の評価用標準技法）」に従った。２４０ＭＰａの応力水準を、評価された全ての試験片に使用した。５個の複製ＳＣＣ試験片をそれぞれの合金について使用した。ＳＣＣの結果を以下の表２に示す。
【表２】
0006765970.tif 000003
【００２４】
バナジウムの添加により、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ合金のＳＣＣ性能を向上させる。合金Ａ１の２個の試験片は、沸騰塩試験において１週間以内に破損したのに対して、バナジウム含有合金の試験片は、破損せずに１週間の沸騰塩試験を経過した。バナジウム含有量が多くなるほど、ＳＣＣ性能の向上をもたらす。合金Ａ２（０．０５７重量％のＶ）の２個のＳＣＣ試験片は、１〜２週間の間で破損した一方で、Ａ３（０．１０３重量％のＶ）及びＡ４（０．１５１重量％のＶ）の試験片は、全く損傷せずに２週間経過した。
【００２５】
合金の機械的特性はまた、ＡＳＭＴ  Ｂ５５７及びＢ８に従って試験され、その結果を以下の表３に示す。バナジウムの添加は、引張強度又は降伏強度に実質的に影響しなかったが、伸長性をわずかに低下させた。
【表３】
0006765970.tif 000004
【実施例２】
【００２６】
以下の表４に示した組成を有するいくつかの７ｘｘアルミニウム鋳造合金を実施例１と同様に調製した。ＳＣＣ特性及び機械的特性は、同じＡＳＴＭ試験及び実施例１で使用された条件を用いて再び測定され、その結果を以下の表５及び６に示す。
【表４】
0006765970.tif 000005
【表５】
0006765970.tif 000006
【表６】
0006765970.tif 000007
【００２７】
表５に示したとおり、銅は、ＳＣＣ性能に顕著な影響を与えた。銅を含有しない合金（Ｂ１）の全ての試験片は、２時間（０．０８日）未満で破損した。０．４８重量％のＣｕを有する合金（Ｂ３）の全ての試験片は、２４０ＭＰａの応力水準で７日間の試験を経過した。表６に示したとおり、銅を増加すると、概ね、強度は増加するが、伸長性は低下する。
【００２８】
本開示の様々な実施形態が詳細に記載されてきたが、これらの実施形態の変形例及び変更例を当業者が考案することとなることは明らかである。しかしながら、そのような変形例及び変更例は、本開示の趣旨及び範囲内にあることを明確に理解されたい。