(57)【要約】  新規な７ｘｘアルミニウム鋳造合金を開示する。アルミニウム鋳造合金は、３．０〜８．０重量％のＺｎと、１．０〜３．０重量％のＭｇと、但し、重量％のＺｎは、重量％のＭｇを超え、０．３５〜１．０重量％のＣｕと、但し、重量％のＭｇは、重量％のＣｕを超え、０．０５〜０．３０重量％のＶと、０．０１〜１．０重量％の少なくとも１種の二次元素（Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、及びこれらの組み合わせ）と、最大０．５０重量％のＦｅと、最大０．２５重量％のＳｉと、を含み、残部は、アルミニウム及び他の元素であって、アルミニウム鋳造合金は、０．０５重量％以下の他の元素のそれぞれを含み、アルミニウム鋳造合金は、全量で０．１５重量％以下の他の元素を含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム鋳造合金であって、
（ａ）３．０〜８．０重量％のＺｎと、
（ｂ）１．０〜３．０重量％のＭｇと、
但し、該重量％のＺｎは、該重量％のＭｇを超え、
（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％の少なくとも１種の二次元素であって、該少なくとも１種の二次元素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
存在する場合、該アルミニウム鋳造合金は、二次元素として０．５０重量％以下のＭｎを含み、
存在する場合、該アルミニウム鋳造合金は、二次元素として０．４０重量％以下のＣｒを含み、
存在する場合、該アルミニウム鋳造合金は、二次元素として０．２５重量％以下のＺｒを含み、
存在する場合、該アルミニウム鋳造合金は、二次元素として０．２５重量％以下のＴｉを含み、
存在する場合、該アルミニウム鋳造合金は、二次元素として０．０５重量％以下のＢ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）アルミニウム及び他の元素である残部であって、該アルミニウム鋳造合金は、０．０５重量％以下の該他の元素のそれぞれを含み、該アルミニウム鋳造合金は、全量で０．１５重量％以下の該他の元素を含む、残部と、からなる、アルミニウム鋳造合金。
【請求項２】
前記合金は、７．５重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３】
前記合金は、７．０重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４】
前記合金は、６．５重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５】
前記合金は、６．０重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６】
前記合金は、５．５重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７】
前記合金は、５．０重量％以下のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項８】
前記合金は、少なくとも３．２５重量％のＺｎを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項９】
前記合金は、少なくとも３．５重量％のＺｎを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１０】
前記合金は、少なくとも３．７５重量％のＺｎを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１１】
前記合金は、少なくとも４．０重量％のＺｎを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１２】
前記合金は、２．７５重量％以下のＭｇを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１３】
前記合金は、２．５重量％以下のＭｇを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１４】
前記合金は、２．２５重量％以下のＭｇを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１５】
前記合金は、２．０重量％以下のＭｇを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１６】
前記合金は、１．８重量％以下のＭｇを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１７】
前記合金は、少なくとも１．１重量％のＭｇを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１８】
前記合金は、少なくとも１．２重量％のＭｇを含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項１９】
前記合金は、少なくとも１．３重量％のＭｇを含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２０】
前記合金は、少なくとも１．４重量％のＭｇを含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２１】
前記合金は、少なくとも０．４０重量％のＣｕを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２２】
前記合金は、少なくとも０．４５重量％のＣｕを含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２３】
前記合金は、少なくとも０．５０重量％のＣｕを含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２４】
前記合金は、少なくとも０．５５重量％のＣｕを含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２５】
前記合金は、少なくとも０．６０重量％のＣｕを含む、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２６】
前記合金は、０．９５重量％以下のＣｕを含む、請求項１〜２５のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２７】
前記合金は、０．９０重量％以下のＣｕを含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２８】
前記合金は、０．８５重量％以下のＣｕを含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項２９】
前記合金は、０．８０重量％以下のＣｕを含む、請求項１〜２８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３０】
前記合金は、０．３５重量％以下のＦｅを含む、請求項１〜２９のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３１】
前記合金は、０．２５重量％以下のＦｅを含む、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３２】
前記合金は、０．１５重量％以下のＦｅを含む、請求項１〜３１のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３３】
前記合金は、０．１０重量％以下のＦｅを含む、請求項１〜３２のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３４】
前記合金は、０．２０重量％以下のＳｉを含む、請求項１〜３３のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３５】
前記合金は、０．１５重量％以下のＳｉを含む、請求項１〜３４のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３６】
前記合金は、０．１０重量％以下のＳｉを含む、請求項１〜３５のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３７】
前記合金は、０．０５重量％以下のＳｉを含む、請求項１〜３６のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３８】
前記合金は、少なくとも０．０１重量％のＳｉ及び少なくとも０．０１重量％のＦｅを含む、請求項１〜３７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項３９】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｚｒを少なくとも含み、前記アルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．２５重量％のＺｒを含む、請求項１〜３８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４０】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．２０重量％のＺｒを含む、請求項３９に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４１】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０７〜０．１８重量％のＺｒを含む、請求項３９に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４２】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｍｎを少なくとも含み、前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．５０重量％のＭｎを含む、請求項１〜４１のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４３】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．２５重量％のＭｎを含む、請求項４２に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４４】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１５重量％のＭｎを含む、請求項４２に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４５】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１０重量％のＭｎを含む、請求項４２に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４６】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０９重量％のＭｎを含む、請求項４２に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４７】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０８重量％のＭｎを含む、請求項４２に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４８】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０７重量％のＭｎを含む、請求項４２に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項４９】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｃｒを少なくとも含み、前記アルミニウム鋳造合金は、０．０５〜０．４０重量％のＣｒを含む、請求項１〜４８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５０】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１０〜０．３５重量％のＣｒを含む、請求項４９に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５１】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１５〜０．２５重量％のＣｒを含む、請求項４９に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５２】
前記合金は、０．０４重量％以下のＣｒを含む、請求項１〜４８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５３】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｔｉを少なくとも含み、前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．２５重量％のＴｉを含む、請求項１〜５２のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５４】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１５重量％のＴｉを含む、請求項５３に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５５】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．１０重量％のＴｉを含む、請求項５３に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５６】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１〜０．０８重量％のＴｉを含む、請求項５３に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５７】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０２〜０．０７重量％のＴｉを含む、請求項５３に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５８】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｔｉ及びＢを少なくとも含み、前記アルミニウム鋳造合金は、０．００１〜０．０５０重量％のＢを含む、請求項５３〜５７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項５９】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．００５〜０．０４０重量％のＢを含む、請求項５８に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６０】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．０１０〜０．０３０重量％のＢを含む、請求項５８に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６１】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｚｒ及びＴｉを少なくとも含む、請求項１〜６０のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６２】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｚｒ、Ｔｉ、及びＢを少なくとも含む、請求項１〜６１のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６３】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、及びＢを少なくとも含む、請求項１〜６２のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６４】
前記少なくとも１種の二次元素は、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＢを含む、請求項１〜６３のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６５】
前記合金は、０．０４重量％以下のＣｒを含む、請求項６３に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６６】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．２５重量％以下のＶを含む、請求項１〜６５のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６７】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．２０重量％以下のＶを含む、請求項１〜６６のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６８】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１８重量％以下のＶを含む、請求項１〜６７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項６９】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１６重量％以下のＶを含む、請求項１〜６８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７０】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１５重量％以下のＶを含む、請求項１〜６９のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７１】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１４重量％以下のＶを含む、請求項１〜７０のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７２】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１３重量％以下のＶを含む、請求項１〜７１のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７３】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１２重量％以下のＶを含む、請求項１〜７２のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７４】
前記アルミニウム鋳造合金は、０．１１重量％以下のＶを含む、請求項１〜７３のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７５】
前記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、請求項１〜７４のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７６】
前記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、請求項１〜７５のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７７】
前記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、請求項１〜７６のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７８】
前記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、請求項１〜７７のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金。
【請求項７９】
請求項１〜７８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金から製造された成形鋳造部品。
【請求項８０】
前記成形鋳造部品は、自動車部品である、請求項７９に記載の成形鋳造部品。
【請求項８１】
前記成形鋳造部品は、自動車の中に備えられる、請求項８０に記載の成形鋳造部品。
【請求項８２】
請求項１〜７８のいずれか一項に記載のアルミニウム鋳造合金から製造された展伸用アルミニウム合金製品。
【請求項８３】
前記展伸用アルミニウム合金製品は、鍛造車輪製品である、請求項８２に記載の展伸用アルミニウム合金製品。
【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、クロム、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成形鋳造部品に鋳造される。その際、鋳造工程は、低圧ダイカスト、重力金型鋳造、半金型鋳造、絞り出し、鋳込み、砂型鋳造、及び回転／遠心鋳造であってもよい。鋳造後、新規な７ｘｘ鋳造合金は、例えば、溶液熱処理、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成形鋳造部品は、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成形鋳造部品は、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成形鋳造部品は、自動車内に含まれる。１つの実施形態において、７ｘｘ成形鋳造部品は、航空宇宙部品である。１つの実施形態において、７ｘｘ成形鋳造部品は、航空宇宙機に含まれる。１つの実施形態において、７ｘｘ成形鋳造部品は、産業用部品である。１つの実施形態において、７ｘｘ成形鋳造部品は、商業用輸送部品である。１つの実施形態において、７ｘｘ成形鋳造部品は、商業用輸送車両に含まれる。
【００２０】
新規な７ｘｘ合金は、成形鋳造部品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、鍛造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、次いで熱間処理（例えば、熱間処理が中間成形体をもたらすときは熱間処理後に冷間処理）して中間成形体又は最終成形体としてもよい。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、車輪製品などの成形製品をもたらす。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、溶液熱処理、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車輪製品に加工される。
【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】
2017517632.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、次いで沸騰水中で焼戻しすることによって溶液加熱した。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】
2017517632.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】
2017517632.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】
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【表５】
2017517632.tif 000006
【表６】
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【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。
【国際調査報告】
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