(57)【要約】  亜鉛およびマグネシウムを有するアルミニウム合金に時効を施すための新規の方法を開示する。方法は、アルミニウム合金に約１５４℃〜２７７℃（約３１０°Ｆ〜５３０°Ｆ）の第１の温度で１分間〜６時間の第１の時効時間、第１の時効を施すこと、次いでアルミニウム合金に第２の温度で少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の時効を施すことを含み、第２の温度は第１の温度より低い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
（ａ）２．５〜１２．０重量％のＺｎおよび１．０〜５．０重量％のＭｇを有するアルミニウム合金を鋳造することであり、亜鉛およびマグネシウムの少なくとも１つがアルミニウム以外の主な合金成分であること、
（ｂ）アルミニウム合金を任意に熱間加工または冷間加工すること、
（ｃ）鋳造ステップ（ａ）および任意のステップ（ｂ）後に、アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷すること、
（ｄ）ステップ（ｃ）後に任意にアルミニウム合金を加工すること、
（ｅ）ステップ（ｃ）および任意のステップ（ｄ）後に、アルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、
人工時効ステップ（ｅ）は、
（ｉ）アルミニウム合金に１６６℃〜２７７℃（３３０°Ｆ〜５３０°Ｆ）の第１の温度で１分間〜６時間の第１の時効時間、第１の時効を施すこと、
（ｉｉ）アルミニウム合金に第２の温度で少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の時効を施すことを含み、
第２の温度は第１の温度より低い、方法。
【請求項２】
第１の温度は１７７℃〜２３８℃（３５０°Ｆ〜４６０°Ｆ）である、請求項１の方法。
【請求項３】
第１の温度は１９９℃〜２１６℃（３９０°Ｆ〜４２０°Ｆ）である、請求項１の方法。
【請求項４】
第１の時効時間は２時間以下である、請求項１〜３のうちのいずれかの方法。
【請求項５】
第１の時効時間は１時間以下である、請求項１〜４のうちのいずれかの方法。
【請求項６】
第１の時効時間は３０分間以下である、請求項１〜５のうちのいずれかの方法。
【請求項７】
第１の時効時間は少なくとも５分間である、請求項１〜６のうちのいずれかの方法。
【請求項８】
第２の時効温度は第１の時効温度より−１５℃〜６６℃（５〜１５０°Ｆ）低い、請求項１〜７のうちのいずれかの方法。
【請求項９】
第２の時効温度は第１の時効温度より−１２〜３８℃（１０〜１００°Ｆ）低い、請求項１〜８のうちのいずれかの方法。
【請求項１０】
第２の時効温度は第１の時効温度より−１２〜２４℃（１０〜７５°Ｆ）低い、請求項１〜９のうちのいずれかの方法。
【請求項１１】
第２の時効温度は第１の時効温度より−７〜１０℃（２０〜５０°Ｆ）低い、請求項１〜１０のうちのいずれかの方法。
【請求項１２】
第１の時効温度は約２０４℃（４００°Ｆ）であり、第２の時効温度は約１８２℃（３６０°Ｆ）である、請求項１〜１１のうちのいずれかの方法。
【請求項１３】
方法はステップ（ａ）、（ｃ）、および（ｅ）、任意にステップ（ｄ）からなる、請求項１〜１２のうちのいずれかの方法。
【請求項１４】
アルミニウム合金は３．０重量％以下のＣｕを含む、請求項１〜１３のうちのいずれかの方法。
【請求項１５】
アルミニウム合金は４．０〜５．０重量％のＺｎおよび１．０〜２．５重量％のＭｇを含む、請求項１〜１４のうちのいずれかの方法。
【請求項１６】
方法であって、
（ａ）４．０〜５．０重量％のＺｎおよび１．０〜３．０重量％のＭｇを有するアルミニウム合金を鋳造すること、
（ｂ）鋳造ステップ（ａ）後、アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷すること、
（ｃ）ステップ（ｂ）後、アルミニウム合金に人工時効を施すことであり、人工時効ステップ（ｃ）は、
（ｉ）アルミニウム合金に２０４℃（４００°Ｆ）の第１の温度で１〜２０分間、または実質的に等価な時効条件で第１の時効を施すこと、
（ｉｉ）アルミニウム合金に１８２℃（３６０°Ｆ）の第２の温度で２〜８時間、または実質的に等価な時効条件で第２の時効を施すこと、
（ｄ）アルミニウム合金を任意に延伸することであり、任意に延伸することは鋳造ステップ（ｂ）後に行われることを含む、方法。
【請求項１７】
（ｅ）人工時効ステップ（ｃ）と同時にまたは後にアルミニウム合金を所定形状の製品に形成する、請求項１６の方法。
【請求項１８】
ステップ（ａ）〜（ｃ）、任意にステップ（ｄ）からなる、請求項１６の方法。
【請求項１９】
ステップ（ａ）〜（ｃ）および（ｅ）、任意にステップ（ｄ）からなる、請求項１７の方法。
【請求項２０】
方法であって、
（ａ）固溶化熱処理用の鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金を調製し、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は４．０〜９．５重量％のＺｎ、１．２〜３．０重量％のＭｇ、および２．６重量％以下のＣｕを含むこと、
（ｂ）ステップ（ａ）後、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷すること、
（ｃ）ステップ（ｂ）後、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、
人工時効ステップ（ｃ）は、
（ｉ）鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に１５４℃〜２２１℃（３１０°Ｆ〜４３０°Ｆ）の範囲の第１の温度で１分間〜３６０分間、第１の時効を施すこと、
（ｉｉ）鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に第２の温度で少なくとも０．５時間、第２の鍛造を施すことを含み、
第２の温度は第１の温度より低い、方法。
【請求項２１】
第２の温度は第１の温度より少なくとも−１２℃（１０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２２】
第２の温度は第１の温度より少なくとも−７℃（２０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２３】
第２の温度は第１の温度より少なくとも−１℃（３０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２４】
第２の温度は第１の温度より少なくとも４℃（４０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２５】
第２の温度は第１の温度より少なくとも１０℃（５０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２６】
第２の温度は第１の温度より少なくとも１６℃（６０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２７】
第２の温度は第１の温度より少なくとも２１℃（７０°Ｆ）低い、請求項２０の方法。
【請求項２８】
第１の時効ステップは１２０分間以下である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項２９】
第１の時効ステップは９０分間以下である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項３０】
第１の時効ステップは６０分間以下である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項３１】
第１の時効ステップは４５分間以下である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項３２】
第１の時効ステップは３０分間以下である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項３３】
第１の時効ステップは２０分間以下である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項３４】
第１の時効ステップは少なくとも５分間である、請求項２０〜３３のうちのいずれかの方法。
【請求項３５】
第１の時効ステップは５〜２０分間である、請求項２０〜２７のうちのいずれかの方法。
【請求項３６】
第２の時効ステップは１〜１２時間である、請求項２０〜３５のうちのいずれかの方法。
【請求項３７】
第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項２０〜３５のうちのいずれかの方法。
【請求項３８】
第２の時効ステップは３〜８時間である、請求項２０〜３５のうちのいずれかの方法。
【請求項３９】
合金は１．０〜２．６重量％のＣｕを含み、第１の温度は１５４〜２０４℃（３１０〜４００°Ｆ）であり、第１の時効ステップは１２０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項４０】
合金は１．０〜２．６重量％のＣｕを含み、第１の温度は１６０〜１９９℃（３２０〜３９０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは９０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項４１】
合金は１．０〜２．６重量％のＣｕを含み、第１の温度は１６６〜１９６℃（３３０〜３８５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは６０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項４２】
合金は１．０〜２．６重量％のＣｕを含み、第１の温度は１７１〜１９３℃（３４０〜３８０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは３０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項４３】
第２の時効温度は１２１〜１７７℃（２５０〜３５０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは０．５〜１２時間である、請求項３９〜４２のうちのいずれかの方法。
【請求項４４】
第２の時効温度は１３２〜１７１℃（２７０〜３４０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは１〜１２時間である、請求項３９〜４２のうちのいずれかの方法。
【請求項４５】
第２の時効温度は１３８〜１６８℃（２８０〜３３５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項３９〜４２のうちのいずれかの方法。
【請求項４６】
第２の時効温度は１３２〜１６６℃（２９０〜３３０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項３９〜４２のうちのいずれかの方法。
【請求項４７】
第２の時効温度は１４９〜１６３℃（３００〜３２５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項３９〜４２のうちのいずれかの方法。
【請求項４８】
第２の時効ステップは少なくとも３時間である、請求項４３〜４７のうちのいずれかの方法。
【請求項４９】
第２の時効ステップは少なくとも４時間である、請求項４３〜４７のうちのいずれかの方法。
【請求項５０】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は５．７〜８．４重量％のＺｎ、１．３〜２．３重量％のＭｇ、および１．３〜２．６重量％のＣｕを含む、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項５１】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７．０〜８．４重量％のＺｎを含む、請求項５０の方法。
【請求項５２】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×８５、７×５５、７×５０、７×４０、７×９９、７×６５、７×７８、７×３６、７×３７、７×４９、および７×７５からなる群から選択される、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項５３】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×８５合金である、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項５４】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×５５合金である、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項５５】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×６５合金である、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項５６】
合金は０．２５〜１．０重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１６６〜２２１℃（３３０〜４３０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは１２０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項５７】
合金は０．２５〜１．０重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１７１〜２１８℃（３４０〜４２５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは９０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項５８】
合金は０．２５〜１．０重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１７７〜２１６℃（３５０〜４２０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは６０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項５９】
合金は０．２５〜１．０重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１８２〜２１３℃（３６０〜４１５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは３０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項６０】
第２の時効温度は１２１〜１８８℃（２５０〜３７０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは０．５〜１２時間である、請求項５６〜５９のうちのいずれかの方法。
【請求項６１】
第２の時効温度は１３２〜１８２℃（２７０〜３６０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは１〜１２時間である、請求項５６〜５９のうちのいずれかの方法。
【請求項６２】
第２の時効温度は１３８〜１７９℃（２８０〜３５５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項５６〜５９のうちのいずれかの方法。
【請求項６３】
第２の時効温度は１３２〜１７７℃（２９０〜３５０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項５６〜５９のうちのいずれかの方法。
【請求項６４】
第２の時効温度は１４９〜１７４℃（３００〜３４５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項５６〜５９のうちのいずれかの方法。
【請求項６５】
第２の時効ステップは少なくとも３時間である、請求項６０〜６４のうちのいずれかの方法。
【請求項６６】
第２の時効ステップは少なくとも４時間である、請求項６０〜６４のうちのいずれかの方法。
【請求項６７】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金はＲＵ１９５３合金である、請求項２０〜３８および請求項５６〜６６のうちのいずれかの方法。
【請求項６８】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×４１合金である、請求項２０〜３８および請求項５６〜６６のうちのいずれかの方法。
【請求項６９】
合金は０．２５重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１５４〜２０４℃（３１０〜４００°Ｆ）であり、第１の時効ステップは１２０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項７０】
合金は０．２５重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１６０〜１９９℃（３２０〜３９０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは９０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項７１】
合金は０．２５重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１６６〜１９６℃（３３０〜３８５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは６０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項７２】
合金は０．２５重量％未満のＣｕを含み、第１の温度は１７１〜１９３℃（３４０〜３８０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは３０分間以下である、請求項２０の方法。
【請求項７３】
第２の時効温度は１２１〜１７７℃（２５０〜３５０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは０．５〜１２時間である、請求項６９〜７２のうちのいずれかの方法。
【請求項７４】
第２の時効温度は１３２〜１７１℃（２７０〜３４０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは１〜１２時間である、請求項６９〜７２のうちのいずれかの方法。
【請求項７５】
第２の時効温度は１３８〜１６８℃（２８０〜３３５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項６９〜７２のうちのいずれかの方法。
【請求項７６】
第２の時効温度は１４３〜１６６℃（２９０〜３３０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である、請求項６９〜７２のうちのいずれかの方法。
【請求項７７】
第２の時効温度は１４９〜１６３℃（３００〜３２５°Ｆ）であり、第２の時効ステップが２〜８時間である、請求項６９〜７２のうちのいずれかの方法。
【請求項７８】
第２の時効ステップは少なくとも３時間である、請求項７３〜７７のうちのいずれかの方法。
【請求項７９】
第２の時効ステップは少なくとも４時間である、請求項７３〜７７のうちのいずれかの方法。
【請求項８０】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×０５、７×３９、７×４７、およびＲＵ１９８０からなる群から選択される、請求項２０〜３８および請求項６９〜７９のうちのいずれかの方法。
【請求項８１】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×３９合金である、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項８２】
鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金はＲＵ１９８０合金である、請求項２０〜４９のうちのいずれかの方法。
【請求項８３】
方法は鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金の応力を緩和することを含み、応力を緩和することはステップ（ｂ）後およびステップ（ｃ）前に行われる、請求項２０〜８２のうちのいずれかの方法。
【請求項８４】
応力を緩和することは０．５〜８％延伸すること、および０．５〜１２％圧縮することのうちの少なくとも１つを含む、請求項８３の方法。
【請求項８５】
人工時効ステップは第１の時効ステップおよび第２の時効ステップからなる、請求項１〜８４のうちのいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
アルミニウム合金は様々な用途において役立つ。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悪化することなく改善することは見つけにくい。例えば、合金の靱性を低減することなく合金の強度を向上することは困難である。アルミニウム合金の他の関心のある特性としては、耐食性および疲労亀裂成長抵抗性の２つ例が挙げられる。
【発明の概要】
【０００２】
＜開示の要旨＞
概して、本特許出願は、亜鉛およびマグネシウムを有するアルミニウム合金に人工時効を施す改良方法およびそれに基づく製品に関する。本明細書で使用されるように、亜鉛およびマグネシウムを有するアルミニウム合金は、そのようなアルミニウム合金が鋳造合金（つまり、５ｘｘ．ｘまたは７ｘｘ．ｘ合金）または鍛造合金（つまり、５ｘｘｘまたは７ｘｘｘ合金）であろうとなかろうと、亜鉛およびマグネシウムの少なくとも１つがアルミニウム以外の主な合金成分であるアルミニウム合金である。亜鉛を有するアルミニウム合金は、一般的に、２．５〜１２重量％のＺｎ、１．０〜５．０重量％のＭｇを含み、３．０重量％以下のＣｕを含み得る。１つの実施形態において、アルミニウム合金は４．０〜５．０重量％のＺｎおよび１．０〜２．５重量％のＭｇを含む。
【０００３】
方法は、一般的に、
（ａ）２．５〜１２．０重量％のＺｎおよび１．０〜５．０重量％のＭｇを有するアルミニウム合金を鋳造すること、次いで、
（ｂ）アルミニウム合金を任意に熱間加工または冷間加工すること、
（ｃ）鋳造ステップ（ａ）および任意のステップ（ｂ）後に、アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷すること、
（ｄ）ステップ（ｃ）後に任意にアルミニウム合金を加工すること、
（ｅ）ステップ（ｃ）および任意のステップ（ｄ）後に、アルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、
人工時効ステップ（ｅ）は、
（ｉ）アルミニウム合金に約１５４℃（または約１６６℃）〜２７７℃（３１０°Ｆ（または約３３０°Ｆ）〜５３０°Ｆ）の第１の温度で１分間〜６時間の第１の時効時間、第１の時効を施すこと、
（ｉｉ）アルミニウム合金に第２の温度で少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の時効を施すことを含み、
第２の温度は第１の温度より低い。
方法は、従来の時効プロセスに対して特性の組み合わせの改善および／または処理能力の改善を実現し得る。
【０００４】
鋳造ステップ（ａ）は、鍛造アルミニウム合金または鋳造アルミニウム合金に適切な任意の鋳造ステップであってもよい。鍛造アルミニウム合金は、他の方法として、例えば、ダイレクトチル鋳造および／または連続鋳造（例えば、双ベルト鋳造による）によって鋳造されてもよい。鋳造アルミニウム合金はシェイプ鋳造され、特に、金型鋳造、高圧ダイ鋳造、砂型鋳造、インベストメント鋳造、スクイズ鋳造、および半固体鋳造を含む任意の適切なシェイプ鋳造法によって鋳造されてもよい。
【０００５】
鋳造ステップ（ａ）後、方法は、（ｂ）鋳造アルミニウム合金を任意に熱間加工または冷間加工することを含んでいてもよい。アルミニウム合金が鍛造アルミニウム合金である場合、それは一般的に熱間加工され、鋳造ステップ後に冷間加工されてもよい。この任意の熱間加工ステップは、圧延、押し出し、および／または鍛造を含んでいてもよい。任意の冷間加工ステップは、フローフォーミング、引抜き、および他の冷間加工技術を含んでいてもよい。この任意のステップ（ｂ）は、アルミニウム合金がシェイプ鋳造アルミニウム合金である場合には完了しない。均質化ステップを任意の熱間加工ステップ（例えば、鍛造アルミニウム合金用）前に行ってもよい。
【０００６】
任意の熱間加工および／または冷間加工（ｂ）後、方法は、（ｃ）アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷することを含む。固溶化熱処理、次いで急冷などは、アルミニウム合金をソルバス温度より一般的に上の適切な温度に加熱し、可溶性の元素が固溶体に入ることを可能にするほど十分長くその温度で保持し、固溶体中に元素を保持するのに十分に急速に冷却することを意味する。固溶化熱処理は、適切な時間、適切な加熱装置内にアルミニウム合金を設置することを含んでいてもよい。急冷（冷却）は、任意の適切な方法で、および任意の適切な冷却媒体によってなされてもよい。１つの実施形態において、急冷はアルミニウム合金をガスと接触させること（例えば、空冷）を含む。他の実施形態において、急冷はアルミニウム合金を液体と接触させることを含む。１つの実施形態において、液体は水または他の水系冷却溶液などの水系である。１つの実施形態において、液体は水であり、水温はおよそ室温である。他の実施形態において、液体は水であり、水温はおよそ沸点である。他の実施形態において、液体は油である。１つの実施形態において、油は炭化水素系である。他の実施形態において、油はシリコーン系である。
【０００７】
アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷するステップ（ｃ）後、方法は、共同所有された米国特許出願公開第２０１２／００５５８８８号によって教示されるように、（ｄ）１〜１０％延伸（例えば、平坦および／または応力緩和のため）および／または高い冷間加工を引き起こす（例えば、２５〜９０％）ことによるなどのアルミニウム合金体を加工することを任意に含んでいてもよい。この任意のステップ（ｄ）は、熱間加工および／または冷間加工を含んでいてもよい。
【０００８】
アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷するステップ（ｃ）、および任意の加工ステップ（ｄ）後に、方法は、（ｅ）アルミニウム合金に人工時効を施すことを含む。人工時効ステップ（ｅ）は、（ｉ）アルミニウム合金に１６６℃〜２７７℃（３３０°Ｆ〜５３０°Ｆ）の第１の温度で１分間〜６時間の第１の時効時間、第１の時効を施すこと、（ｉｉ）アルミニウム合金に第２の温度で少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の時効を施すことを含んでいてもよく、第２の温度は第１の温度より低い。第１および第２の時効ステップ後に１つ以上のさらなる時効ステップが完了してもよい。第１の時効ステップ前に人工時効ステップは完了しない。
【０００９】
上述の通り、第１の時効ステップは、一般的に第１の時効温度で行われ、この第１の時効温度は、一般的に１５４℃（または１６６℃）〜２７７℃（３１０°Ｆ（または３３０°Ｆ）〜５３０°Ｆ）である。より低温がより高いレベルの亜鉛でより有用であり得、より高温がより低いレベルの亜鉛でより有用であり得る。１つの実施形態において、第１の時効温度は少なくとも１７７℃（３５０°Ｆ）である。他の実施形態において、第１の時効温度は少なくとも１８８℃（３７０°Ｆ）である。さらに他の実施形態において、第１の時効温度は少なくとも１９９℃（３９０°Ｆ）である。１つの実施形態において、第１の時効温度は２３８℃（４６０°Ｆ）以下である。１つの実施形態において、第１の時効温度は２１６℃（４２０°Ｆ）以下である。
【００１０】
第１の時効ステップの時間は、一般的に１分間〜６時間であり、第１の時効温度と関連し得る。例えば、より長い第１の時効ステップはより低温で有用であり得、より短い第１の時効ステップは、より高温で有用であり得る。１つの実施形態において、第１の時効時間は２時間以下である。他の実施形態において、第１の時効時間は１時間以下である。さらに他の実施形態において、第１の時効時間は４５分間以下である。他の実施形態において、第１の時効時間は３０分間以下である。さらに他の実施形態において、第１の時効時間は２０分間以下である。１つの実施形態において、第１の時効時間は少なくとも５分間であってもよい。
【００１１】
１つの実施形態において、第１の時効ステップは、「約２０４℃（４００°Ｆ）の温度で１〜３０分間」または実質的に等価な時効条件で行われる。当業者によって評価されるように、時効温度および／または時間は、周知の時効原理および／または式（例えば、フィックの法則を使用する）に基づいて調整され得る。したがって、当業者は、時効温度を上昇させることができるが、または逆に時効時間を短くすることができ、またはこれらのパラメーターの１つのみをほんのいくらか変化し、さらに「約２０４℃（４００°Ｆ）の温度で１〜３０分間の時効と同じ結果を達成することができる。約２０４℃（４００°Ｆ）の温度で１〜３０分間の時効と同じ結果を達成することができる人工時効処理の量は多く、したがって、たとえそれらが本発明の範囲内でも、そのようなすべての代替の時効処理は本明細書に記載されていない。表現「または実質的に等価な人工時効温度および時間」および「または実質的に等価な処理」は、そのようなすべての代替の時効処理を獲得するために使用される。
【００１２】
上述の通り、第２の時効ステップは、一般的に少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の温度で行われ、第２の温度は第１の温度より低い。１つの実施形態において、第２の時効温度は、第１の時効温度より−１５〜６６℃（５〜１５０°Ｆ）低い。他の実施形態において、第２の時効温度は、第１の時効温度より−１２〜３８℃（１０〜１００°Ｆ）低い。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は、第１の時効温度より−１２〜２４℃（１０〜７５°Ｆ）低い。他の実施形態において、第２の時効温度は、第１の時効温度より−７〜１０℃（２０〜５０°Ｆ）低い。
【００１３】
上述の通り、第２の時効ステップの時間は少なくとも３０分間である。１つの実施形態において、第２の時効ステップの時間は少なくとも１時間である。他の実施形態において、第２の時効ステップの時間は少なくとも２時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効ステップの時間は少なくとも３時間である。１つの実施形態において、第２の時効ステップの時間は３０時間以下である。他の実施形態において、第２の時効ステップの時間は２０時間以下である。他の実施形態において、第２の時効ステップの時間は１２時間以下である。他の実施形態において、第２の時効ステップの時間は１０時間以下である。他の実施形態において、第２の時効ステップの時間は８時間以下である。
【００１４】
１つの実施形態において、第２の時効ステップは、「約１８２℃（３６０°Ｆ）の温度で２〜８時間」または実質的に等価な時効条件で行われる。当業者によって評価されるように、時効温度および／または時間は、周知の時効原理および／または式に基づいて調整され得る。したがって、当業者は、時効温度を上昇させることができるが、または逆に時効時間を短くすることができ、またはこれらのパラメーターの１つのみをほんのいくらか変化し、さらに「約１８２℃（３６０°Ｆ）の温度で２〜８時間の時効と同じ結果を達成することができる。約１８２℃（３６０°Ｆ）の温度で２〜８時間の時効と同じ結果を達成することができる人工時効処理の量は多く、したがって、たとえそれらが本発明の範囲内でも、そのようなすべての代替の時効処理は本明細書に記載されていない。表現「または実質的に等価な人工時効温度および時間」および「または実質的に等価な処理」は、そのようなすべての代替の時効処理を獲得するために使用される。
【００１５】
方法は、アルミニウム合金を時効ステップ（ｅ）の間または後に所定形状の製品に形成することを任意に含んでいてもよい。本明細書で使用されるように、「所定形状の製品」などは、シェイプフォーミング操作（例えば、特に、引抜き、しごき、ウォームフォーミング、フローフォーミング、シェアーフォーミング、スピンフォーミング、ドーミング、ネッキング、フランジング、スレッディング、ビーディング、ベンディング、シーミング、スタンピング、ハイドロホーミング、およびカーリング）によって形状に形成された製品を意味し、その形状は、シェイプフォーミング操作（ステップ）に先立って決定される。所定形状の製品の例としては、他のアルミニウム合金製品として、自動車部品（例えば、特に、フード、フェンダー、ドア、ルーフ、およびトランクの蓋）およびコンテナー（例えば、特に、食物缶、ボトル）、民生電子部品（例えば、特に、ラップトップ、携帯電話、カメラ、モバイル音楽プレーヤー、ハンドヘルド装置、コンピューター、テレビ）が挙げられる。１つの実施形態において、所定形状の製品は、フォーミングステップ後にその最終製品の形態である。「所定形状の製品」を製造するために利用されるフォーミングステップは、人工時効ステップと同時または後（例えば、第１の時効ステップと同時または後に、および／または第２の時効ステップ前、後または同時）に行われてもよい。
【００１６】
１つの実施形態において、フォーミングステップは、時効ステップ（ｅ）と同時に完了され、したがって高温で行われ得る。そのような高温フォーミングステップは、本明細書において「ウォームフォーミング」操作と称する。１つの実施形態において、ウォームフォーミング操作は９３℃〜２７７℃（２００°Ｆ〜５３０°Ｆ）の温度で行われる。他の実施形態において、ウォームフォーミング操作は１２１℃〜２３２℃（２５０°Ｆ〜４５０°Ｆ）の温度で行われる。したがって、いくつかの実施形態において、ウォームフォーミングは所定形状の製品を製造するために使用されてもよい。ウォームフォーミングは、欠陥のない所定形状の製品の製造を促進し得る。「欠陥のない」は、部品が商品としての使用に適切であり、したがって、２〜３例を挙げると、亀裂、しわ、リューダリング、シンニングおよび／またはオレンジピールをほとんど（ごくわずか）または有し得ないことを意味する。他の実施形態において、室温フォーミングは、欠陥のない所定形状の製品を製造するために使用されてもよい。
【００１７】
１つのアプローチでは、方法は、（ａ）４．０〜５．０重量％のＺｎおよび１．０〜２．５重量％のＭｇを含むアルミニウム合金をシェイプ鋳造すること、次いで、（ｂ）アルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷すること、次いで、（ｃ）アルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、人工時効は、アルミニウム合金に１９９℃〜２１６℃（３９０°Ｆ〜４２０°Ｆ）の第１の温度で１〜６０分間、第１の時効を施すこと、（ｉｉ）アルミニウム合金に第２の温度で少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の時効を施すことを含み、第２の温度は第１の温度より低い。このアプローチの１つの実施形態において、第２の時効温度は１４９〜１９３℃（３００〜３８０°Ｆ）であり、時効時間は１〜３６時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１６６〜１８８℃（３３０〜３７０°Ｆ）であり、時効時間は１〜８時間である。第１および第２の時効ステップ後の１つ以上のさらなる時効時間は完了されてもよい。第１の時効ステップ前に時効ステップは完了されない。
【００１８】
１つのアプローチでは、方法は、（ａ）アルミニウム合金をシェイプ鋳造し、アルミニウム合金はアルミニウム鋳造合金７０７．Ｘ、７１２．Ｘ、７１３．Ｘまたは７７１．Ｘのうちの１つであること、次いで、（ｂ）アルミニウム合金体を固溶化熱処理、次いで急冷すること、次いで、（ｃ）アルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、人工時効は、上記第１の時効条件のいずれかを使用するなどのアルミニウム合金に第１の時効を施すこと、（ｉｉ）アルミニウム合金に第２の温度で少なくとも３０分間の第２の時効時間、第２の時効を施すことを含み、第２の温度は第１の温度より低い。第１および第２の時効ステップ後の１つ以上のさらなる時効ステップは完了されてもよい。第１の時効ステップ前に人工時効ステップは完了されない。アルミニウムシェイプ鋳造合金７０７．Ｘ、７１２．Ｘ、７１３．Ｘまたは７７１．Ｘは、公知の鋳造合金であり、それらの組成は、例えば、アルミニウム協会の文献「Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｃａｓｔｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｉｎｇｏｔ（鋳造およびインゴットの形態のアルミニウム合金の命名および化学組成範囲）」、２００２年４月、に定義されており、参照によってその全体は本明細書に組み入れられる。公知のように、「Ｘ」は、特定の鋳造合金組成（公知または後に公知となる）を決めるために、「０」、「１」などと置換されてもよい。一般的な意味では、この文献について、「０」は、一般的にシェイプ鋳造製品の組成を称し、一方、「１」または「２」は、一般的にインゴットの組成を称する。例えば、７０７．０は、７０７合金からなるシェイプ鋳造製品用の１．８〜２．４重量％のＭｇを含み、一方、７０７．１は、７０７合金からなるインゴット用の１．９〜２．４重量％のＭｇを含む。
【００１９】
１つの実施形態において、合金は鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金製品であり、合金が鋳造後のある時点で熱間加工されたことを意味する。鍛造製品の例としては、圧延製品（シートおよびプレート）、押し出し物、および鍛造物が挙げられる。１つの実施形態において、方法は、（ａ）固溶化熱処理用の鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金を準備し、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、４．０〜９．５重量％のＺｎ、１．２〜３．０重量％のＭｇ、および２．６重量％以下のＣｕを含むこと、（ｂ）ステップ（ａ）後に、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金を固溶化熱処理、次いで急冷すること、（ｃ）ステップ（ｂ）後に、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、人工時効ステップ（ｃ）は、（ｉ）鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に１５４℃〜２２１℃（３１０°Ｆ〜４３０°Ｆ）の第１の温度で１分間〜３６０分間、第１の時効を施すこと、（ｉｉ）鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に第２の温度で少なくとも０．５時間、第２の時効を施すことを含み、第２の温度は第１の温度より低い。第１および第２の時効ステップ後に１つ以上のさらなる時効ステップは完了されてもよい。第１の時効ステップ前に人工時効ステップは完了されない。１つの実施形態において、人工時効ステップは、第１の時効ステップおよび第２の時効ステップ（つまり、２つの時効ステップのみが使用される）からなる。第１および第２の人工時効ステップは、一般的に、場合によっては、規定の温度に加熱または冷却すること、次いで、規定の時間保持することを含む。例えば、「１８８℃（３７０°Ｆ）、１０分間」の第１の人工時効ステップは、それが１８８℃（３７０°Ｆ）の目標温度に達するまでアルミニウム合金を加熱すること、次いで、１８８℃（３７０°Ｆ（（例えば、＋／−１２℃（１０°Ｆ）または＋／−１５℃（５°Ｆ）、例えば）を中心とする許容制御可能な温度領域内に１０分間保持することを含む。適切な時効を促進するために時効統合が使用されてもよい。
【００２０】
１つの実施形態において、方法は、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金の応力を緩和することを含み、応力を緩和することは、固溶化熱処理、次いで急冷ステップ（ｂ）後で、人工時効ステップ（ｃ）前に行われる。１つの実施形態において、応力を緩和することは、０．５〜８％延伸すること、および０．５〜１２％圧縮することのうちの少なくとも１つを含む。
【００２１】
上述の通り、方法は、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に人工時効を施すことを含み、人工時効ステップ（ｃ）は、（ｉ）鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金に１５４〜２２１℃（３１０°Ｆ〜４３０°Ｆ）の範囲で１分間〜３６０分間、第１の温度で第１の時効を施すこと、（ｉｉ）７ｘｘｘアルミニウム合金に第２の温度で少なくとも０．５時間、第２の鍛造を施すことを含み、第２の温度は第１の温度より低い。１つの実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも−１２℃（１０°Ｆ）低い。他の実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも−７℃（２０°Ｆ）低い。さらに他の実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも−１℃（３０°Ｆ）低い。他の実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも４℃（４０°Ｆ）低い。さらに他の実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも１０℃（５０°Ｆ）低い。他の実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも１６℃（６０°Ｆ）低い。さらに他の実施形態において、第２の温度は第１の温度より少なくとも２１℃（７０°Ｆ）低い。１つの実施形態において、第１の時効ステップは１２０分間以下である。他の実施形態において、第１の時効ステップは９０分間以下である。さらに他の実施形態において、第１の時効ステップは６０分間以下である。他の実施形態において、第１の時効ステップは４５分間以下である。さらに他の実施形態において、第１の時効ステップは３０分間以下である。他の実施形態において、第１の時効ステップは２０分間以下である。１つの実施形態において、第１の時効ステップは少なくとも５分間である。他の実施形態において、第１の時効ステップは少なくとも１０分間である。１つの実施形態において、第１の時効ステップは５〜２０分間である。１つの実施形態において、第２の時効ステップは１〜１２時間である。他の実施形態において、第２の時効ステップは２〜８時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効ステップは３〜８時間である。
【００２２】
１つのアプローチでは、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、４．０〜９．５重量％のＺｎ、１．２〜３．０重量％のＭｇ、および１．０〜２．６重量％のＣｕを含む。このアプローチに関連した１つの実施形態において、第１の温度は１５４℃〜２０４℃（３１０〜４００°Ｆ）であり、第１の時効ステップは１２０分間以下である。他の実施形態において、第１の温度は１６０〜１９９℃（３２０〜３９０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは９０分間以下である。さらに他の実施形態において、第１の温度は１６６〜１９６℃（３３０〜３８５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは６０分間以下である。他の実施形態において、第１の温度は１７１〜１９３℃（３４０〜３８０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは３０分間以下である。１つの実施形態において、第２の時効温度は１２１〜１７７℃（２５０〜３５０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは０．５〜１２時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１３２〜１７１℃（２７０〜３４０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは１〜１２時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は１３８〜１６８℃（２８０〜３３５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１４３〜１６６℃（２９０〜３３０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は１４９〜１６３℃（３００〜３２５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の時効ステップは少なくとも３時間である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の時効ステップは少なくとも４時間である。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、５．７〜８．４重量％のＺｎ、１．３〜２．３重量％のＭｇ、および１．３〜２．６重量％のＣｕを含む。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７．０〜８．４重量％のＺｎを含む。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、アルミニウム協会の文献「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ａｎｄ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ（鍛造アルミニウムおよび鍛造アルミニウム合金の国際合金命名および化学組成範囲）」、２００９年２月および２０１４年２月のその対応する付録、まとめて「Ｔｅａｌ  Ｓｈｅｅｔｓ」によって定義されるように、特に、７×８５、７×５５、７×５０、７×４０、７×９９、７×６５、７×７８、７×３６、７×３７、７×４９、および７×７５からなる群から選択され、それらの両方は参照によってその全体は本明細書に組み入れられる。公知のように、特定の鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金組成（公知または後に公知となる）を決めるために、必要に応じて、「ｘ」は「０」、「１」などと置換されてもよい。例えば、７０４０は、１．５〜２．３重量％のＣｕ、１．７〜２．４重量％のＭｇ、および５．７〜６．７重量％のＺｎを含む一方、７１４０は、Ｔｅａｌ  Ｓｈｅｅｔｓによって示されるように、１．３〜��．３重量％のＣｕ、１．５〜２．４重量％のＭｇ、および６．２〜７．０重量％のＺｎを含む。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×８５合金である。他の実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×５５合金である。さらに他の実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×４０合金である。他の実施形態において、７ｘｘｘアルミニウム合金は７×６５合金である。他の実施形態において、合金は７×５０合金である。さらに他の実施形態において、７ｘｘｘアルミニウム合金は７×７５合金である。
【００２３】
他のアプローチでは、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、４．０〜９．５重量％のＺｎ、１．２〜３．０重量％のＭｇ、および０．２５〜１．０重量％未満のＣｕを含む。このアプローチに関連した１つの実施形態において、第１の温度は１６６〜２２１℃（３３０〜４３０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは１２０分間以下である。他の実施形態において、第１の温度は１７１〜２１８℃（３４０〜４２５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは９０分間以下である。さらに他の実施形態において、第１の温度は１７７〜２１６℃（３５０〜４２０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは６０分間以下である。他の実施形態において、第１の温度は１８２〜２１３℃（３６０〜４１５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは３０分間以下である。１つの実施形態において、第２の時効温度は１２１〜１８８℃（２５０〜３７０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは０．５〜１２時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１３２〜１８２℃（２７０〜３６０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは１〜１２時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は１３８〜１７９℃（２８０〜３５５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１４３〜１７７℃（２９０〜３５０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は１４９〜１７４℃（３００〜３４５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の時効ステップは少なくとも３時間である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の時効ステップは少なくとも４時間である。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、Ｔｅａｌ  Ｓｈｅｅｔｓによって定義されるように、７×４１合金である。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金はロシア合金ＲＵ１９５３である。
【００２４】
さらに他のアプローチでは、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、４．０〜９．５重量％のＺｎ、１．２〜３．０重量％のＭｇ、および０．２５重量％未満のＣｕを含む。このアプローチに関連した１つの実施形態において、第１の温度は１５４〜２０４℃（３１０〜４００°Ｆ）であり、第１の時効ステップは１２０分間以下である。他の実施形態において、第１の温度は１６０〜１９９℃（３２０〜３９０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは９０分間以下である。さらに他の実施形態において、第１の温度は１６６〜１９６℃（３３０〜３８５°Ｆ）であり、第１の時効ステップは６０分間以下である。他の実施形態において、第１の温度は１７１〜１９３℃（３４０〜３８０°Ｆ）であり、第１の時効ステップは３０分間以下である。１つの実施形態において、第２の時効温度は１２１〜１７７℃（２５０〜３５０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは０．５〜１２時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１３２〜１７１℃（２７０〜３４０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは１〜１２時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は１３８〜１６８℃（２８０〜３３５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。他の実施形態において、第２の時効温度は１３２〜１６６℃（２９０〜３３０°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。さらに他の実施形態において、第２の時効温度は１４９〜１６３℃（３００〜３２５°Ｆ）であり、第２の時効ステップは２〜８時間である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の時効ステップは少なくとも３時間である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第２の時効ステップは少なくとも４時間である。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は、Ｔｅａｌ  Ｓｈｅｅｔｓによって定義されるように、７×０５、７×３９、および７×４７からなる群から選択され、またはロシア合金ＲＵ１９８０である。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金は７×３９合金である。１つの実施形態において、鍛造７ｘｘｘアルミニウム合金はロシア合金ＲＵ１９８０である。
【００２５】
本明細書に記載された亜鉛およびマグネシウムを有する新規のアルミニウム合金は、特に、自動車の用途および／または航空宇宙産業の用途でのように様々な用途で使用されてもよい。１つの実施形態において、新規のアルミニウム合金は、特に、ウイングスキン（上面および下面）またはストリンガ／スティフナ、胴体スキンまたはストリンガ、リブ、フレーム、スパー、シートトラック、隔壁、円周フレーム、尾翼（例えば、水平安定板および垂直安定板等）、フロアビーム、シートトラック、ドアおよび操縦翼面構成要素（例えば、方向舵、補助翼）などの航空宇宙産業の用途で使用される。他の実施形態において、新規のアルミニウム合金は、クロージャーパネル（例えば、特に、ボンネット、フェンダー、ドア、屋根およびトランクの蓋）、車輪、および大きな強度が要求される用途（例えば、ピラー、補強材等のホワイトボディ）などの自動車の用途に使用される。他の実施形態において、新規のアルミニウム合金は、弾薬筒や装甲でのように軍需品／弾道学／軍事用途で特に使用される。弾薬筒には、小型武器およびカノン砲で使用されるもの、またはミサイル発射装置もしくは戦車一斉射撃に使用されるものが含まれ得る。他の可能な弾薬部品としては、送弾筒やフィンも含まれる。ミサイル発射装置の起爆部品についても、精密誘導爆弾およびミサイルのフィンおよび制御面と同様に可能性として考えられる他の用途である。装甲部品には、軍用車両の装甲板、または構造用部品が含まれる。他の実施態様において、新規のアルミニウム合金は、特に、石油ガス用途として、例えば、ライザー、補助ライン、ドリルパイプ、チョーク／キルライン、プロダクションパイプ、および縦樋（fall pipe）などに使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１の合金についてのＳＣＣ性能に対する導電率を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２７】
＜実施例１＞
以下の表１に示す組成を有する７ｘｘ鋳造アルミニウム合金を方向性凝固によって鋳造した。
【表１】
2016516899.tif 000003
【００２８】
鋳造後、合金１を固溶化熱処理し、次いで沸騰水中で急冷した。合金１を、次いで室温で約１２〜２４時間、自然時効によって安定化した。次に、以下の表２に示すように、合金１に様々な時間および温度で人工時効を施した。合金１−Ａ〜１−Ｄに関して、合金を室温から第１の時効温度まで約４０分で加熱し、次いで、第１の時効温度で規定の継続時間、保持し、第１の時効ステップを完了した後、合金１−Ａ〜１−Ｄを第２の時効温度に約４５分で加熱し、次いで第２の時効温度で規定の継続時間、保持した。合金１−Ｅを室温から第１の時効温度まで約５０分で加熱し、次いで、第１の時効温度で規定の継続時間、保持し、第１の時効ステップを完了した後、炉への電力を停止し、炉が第２の目標温度に達するまで（約１０分間）、炉を大気に開放し、その後、合金１−Ｅを、第２の時効温度で規定の継続時間、保持した。
【表２】
2016516899.tif 000004
【００２９】
次いで、合金の様々な機械的性質およびＳＣＣ（応力腐食割れ）抵抗性を測定し、それらの結果を以下の表３〜５に示す。強度および伸びをＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定した（３つの試料の平均）。疲労性能をＡＳＴＭ  Ｅ４６６（Ｋｔ＝１、Ｒ＝−１、応力＝１６０ＭＰａ（２３．２ｋｓｉ）、２５Ｈｚ、研究室の空気中）に従ってテストした（３つの試料の平均）。ＳＣＣ抵抗性をＡＳＴＭ  Ｇ１０３（応力＝２４０ＭＰａ（３４．８ｋｓｉ））に従って測定した。
【表３】
2016516899.tif 000005
【表４】
2016516899.tif 000006
【表５】
2016516899.tif 000007
【００３０】
上に示すように、発明合金（１−Ｅ）は、非発明合金と比較してほぼ同じ強度であるがより良好な耐疲労性を達成する。発明合金は、また、非発明合金と比較してさらに良好な耐応力腐食割れ性を達成する。さらに、発明合金は、約４時間１０分だけの人工時効時間でその特性の改良を達成する一方で、非発明合金のすべては、人工時効時間を少なくとも６時間以上を必要とした。
【００３１】
合金の導電率も、ＨＯＣＫｉｎｇ導電率計（ＡｕｔｏＳｉｇｍａ  ３０００ＤＬ）を使用して測定し、それらの結果を以下の表６に示す（４つの試料の平均）。図１に示すように、発明合金はより低い導電率でより良好なＳＣＣ性能を予想外に達成する。発明合金のより低い導電率は、それが過度な時効を施されていないことを示すが、さらに改善されたＳＣＣ性能を達成する。
【表６】
2016516899.tif 000008
【００３２】
＜実施例２＞
実施例１の合金１を実施例１と同じように処理したが、実施例１の合金１に以下の表７に示すような様々な時間、人工時効を施した。
【表７】
2016516899.tif 000009
【００３３】
合金の様々な機械的性質およびＳＣＣ（応力腐食割れ）抵抗性を次いで測定し、それらの結果を以下の表８〜１０に示す。強度および伸びを、ＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定した（３つの試料の平均）。疲労性能を、ＡＳＴＭ  Ｅ４６６（Ｋｔ＝１、Ｒ＝−１、応力＝１６０ＭＰａ（２３．２ｋｓｉ）、２５Ｈｚ、研究室の空気中）に従ってテストした（３つの試料の平均）。ＳＣＣ抵抗性を、ＡＳＴＭ  Ｇ１０３（応力＝２４０ＭＰａ（３４．８ｋｓｉ））に従って測定した。
【表８】
2016516899.tif 000010
【表９】
2016516899.tif 000011
【表１０】
2016516899.tif 000012
【００３４】
発明合金は、実施例１と同様に、強度、耐疲労性、および耐応力腐食割れ性の良好な組み合わせを達成する。
【００３５】
＜実施例３＞
実施例１の合金１を実施例１と同じように処理したが、実施例１の合金１に以下の表１１に示すような様々な時間、人工時効を施した。
【表１１】
2016516899.tif 000013
【００３６】
合金の様々な機械的性質およびＳＣＣ（応力腐食割れ）抵抗性を次いで測定し、それらの結果を以下の表１２〜１４に示す。強度および伸びを、ＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定した（合金１−Ｋ以外の３つの試料の平均であり、複数の試料の平均であった）。疲労性能を、ＡＳＴＭ  Ｅ４６６（Ｋｔ＝１、Ｒ＝−１、応力＝１６０ＭＰａ（２３．２ｋｓｉ）、２５Ｈｚ、研究室の空気中）に従ってテストした（３つの試料の平均）。ＳＣＣ抵抗性を、ＡＳＴＭ  Ｇ１０３（応力＝２４０ＭＰａ（３４．８ｋｓｉ））に従って測定した。
【表１２】
2016516899.tif 000014
【表１３】
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【表１４】
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【００３７】
発明合金は、実施例１−２と同様に、強度、耐疲労性、および耐応力腐食割れ性の良好な組み合わせを達成する。
【００３８】
＜実施例４：鍛造アルミニウム合金７０８５の時効＞
表１５に示す組成を有するアルミニウム合金７０８５を、厚さが５センチメートル（２インチ）である従来のプレート製品（例えば、均質化、最終ゲージに圧延、固溶化熱処理、および冷水急冷、延伸（２％）によって応力緩和された）として製造した。約４日間の自然時効後に、表１６に示すように、７０８５プレートに様々な温度で様々な回数多段階時効を施した。時効後、機械的性質をＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定し、それらの結果を表１７に示している。応力腐食割れ（ＳＣＣ）抵抗性も、ＡＳＴＭ  Ｇ４４、３．５％  ＮａＣｌ、交互浸漬に従って測定し、それらの結果を表１８に示している（ＳＴ方向の応力）。
【表１５】
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＊合金の残部はアルミニウムおよび他の元素であり、アルミニウム合金は０．０５重量％以下のいずれかの他の各元素を含み、アルミニウム合金は合計０．１５重量％以下の他の元素を含む。
【表１６】
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人工時効については、サンプルを第１の温度に約５０分で加熱し、次いで規定の温度で規定の時間、保持した。サンプルを、次いで炉設定点を変更し第２の温度に到達するまで、炉ドアを開けることによって第２の温度に冷却した。試料を、次いで第２の温度で規定の時間、保持し、その後、サンプルを炉から取り除き、室温に空冷した。
【表１７】
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【表１８】
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＊  ＤＮＦ＝９０日後に破損しなかった
＊＊  ＤＮＦ（６６）＝６６日後に破損しなかった
【００３９】
示すように、新規の時効処理は、同様の強度および耐食性で、合計時効時間の減少による処理能力の著しい改良を生じる。確かに、合金７０８５−１４は、合金７０８５−１についての４８時間の合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）と比較して、６．２５時間だけの合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）で、従来の時効を施された合金７０８５−１とほぼ同じ強度を実現する。
【００４０】
＜実施例５：合金７２５５の時効＞
表１９に示す組成を有するアルミニウム合金７２５５を、厚さが２．８センチメートル（１．５インチ）である従来のプレート製品（例えば、均質化、最終ゲージに圧延、固溶化熱処理、および冷水急冷、延伸（２％）による応力緩和された）として製造した。約４日間の自然時効後に、表２０に示すように、７２５５プレートに様々な温度で様々な回数多段階時効を施した。時効後、機械的性質をＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定し、それらの結果を表２１に示す。応力腐食割れ（ＳＣＣ）抵抗性も、ＡＳＴＭ  Ｇ４４、３．５％  ＮａＣｌ、交互浸漬に従って測定し、それらの結果を表２２に示す（ＳＴ方向の応力、２４１ＭＰａ（３５ｋｓｉ）の応力で）。合金のうちのいくつかについては、導電率（％  ＩＡＣＳ）を、２．５センチメートル×３．８センチメートル×１０センチメートル（１インチ×１．５インチ×４インチ）のブロックを使用するＡＳＴＭ  Ｅ１００４−０９、電磁（渦電流）法を使用して導電率を決定するための標準テスト法に従って測定し、それらの結果を以下の表２３に示す。
【表１９】
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＊  合金の残部はアルミニウムおよび他の元素であり、アルミニウム合金は０．０５重量％以下のいずれかの他の各元素を含み、アルミニウム合金は合計０．１５重量％以下の他の元素を含む。
【表２０】
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人工時効のために、特に明記しない限り、サンプルを第１の温度に約５０分で加熱し、次いで規定の温度で規定の時間で保持した。サンプルを、次いで炉設定点を変更し第２の温度に到達するまで、炉ドアを開けることによって第２の温度に冷却した。試料を、次いで第２の温度で規定の時間、保持し、その後、サンプルを炉から取り除き、室温に空冷した。
【表２１】
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【表２２】
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＊  ＤＮＦ＝９０日後に破損しなかった
＊＊  ＤＮＦ（６６）＝６６日後に破損しなかった
【００４１】
示すように、新規の時効処理は、同様の強度および耐食性で、合計時効時間の減少による処理能力の著しい改良を生じる。確かに、合金７２５５−１４は、合金７２５５−１について約３０時間の合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）と比較して、４．２５時間だけの合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）で、従来の時効を施された７２５５−１とほぼ同じ強度を実現する。７２５５−１４合金は、また、合金７２５５−１と同等な耐食性を実現する。改善された耐食性は、４．５〜５．０時間だけの合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）で、同等な強度で、合金７２５５−１より合金７２５５−１５および７２５５−１６によって実現される。
【表２３】
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【００４２】
＜実施例６：合金１９８０の時効＞
表２４に示す組成を有するロシア合金１９８０を、約１８センチメートル（７．０インチ）の外径および約３．３センチメートル（約１．３インチ）の厚さを有する従来のロッド製品（例えば、均質化、ロッドに押出、固溶化熱処理、および冷水急冷された）として製造した。約０．５〜１日の自然時効後に、表２５に示すように、１９８０合金ロッドに、様々な温度で様々な回数多段階時効を施した。時効後、機械的性質をＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定し、それらの結果を表２６に示す。合金のうちのいくつかについての応力腐食割れ（ＳＣＣ）抵抗性もＡＳＴＭ  Ｇ１０３、沸騰塩テストに従って測定し、それらの結果を表２７に示す（ＳＴ方向の応力、１１２ＭＰａ（１６．２ｋｓｉ）の応力で）。
【表２４】
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＊  合金の残部はアルミニウムおよび他の元素であり、アルミニウム合金は０．０５重量％以下のいずれかの他の各元素を含み、アルミニウム合金は合計０．１５重量％以下の他の元素を含む。
【表２５】
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人工時効のために、特に明記しない限り、サンプルを第１の温度に約５０分で加熱し、次いで規定の温度で規定の時間、保持した。サンプルを、次いで炉設定点を変更し第２の温度に到達するまで、炉ドアを開けることによって第２の温度に冷却した。試料を、次いで第２の温度で規定の時間、保持し、その後、サンプルを炉から取り除し、室温に空冷した。
【表２６】
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【表２７】
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【００４３】
示すように、新規の時効処理は、同様の強度および耐食性で、合計時効時間の減少による処理能力の著しい改良を生じる。確かに、合金１９８０−２１は、合金１９８０−１について約３０時間の合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）と比較して、４．８３時間だけの合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）で、従来の時効を施された合金１９８０−１より高い強度を実現する。１９８０−２１合金は、また、合金１９８０−１と同等な耐食性を実現する。
【００４４】
＜実施例６：合金１９５３の時効＞
表２８に示す組成を有するロシア合金１９５３を、約１８センチメートルの外径（７．０インチ）および約３．３センチメートル（約１．３インチ）の厚さを有する従来のロッド製品（例えば、均質化、ロッドに押出、固溶化熱処理、および冷水急冷された）として製造した。約０．５〜１日の自然時効後に、表２９に示すように、１９５３合金ロッドに、様々な温度で様々な回数多段階時効を施した。時効後、機械的性質をＡＳＴＭ  Ｅ８およびＢ５５７に従って測定し、それらの結果を表３０に示す。応力腐食割れ（ＳＣＣ）抵抗性もＡＳＴＭ  Ｇ１０３、沸騰塩テストに従って測定し、それらの結果を表３１に示し（ＳＴ方向の応力、１３８ＭＰａ（２０ｋｓｉ）の応力で）、ＡＳＴＭ  Ｇ４４、３．５％  ＮａＣｌ、交互浸漬に従って測定し、それらの結果を表３２に示す（ＳＴ方向の応力、２４１ＭＰａ（３５ｋｓｉ）の応力で）。
【表２８】
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＊  合金の残部はアルミニウムおよび他の元素であり、アルミニウム合金は０．０５重量％以下のいずれかの他の各元素を含み、アルミニウム合金は合計０．１５重量％以下の他の元素を含む。
【表２９】
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人工時効のために、特に明記しない限り、サンプルを第１の温度に約５０分で加熱し、次いで規定の温度で規定の時間、保持した。サンプルを、次いで炉設定点を変更し第２の温度に到達するまで、炉ドアを開けることによって第２の温度に冷却した。試料を、次いで第２の温度で規定の時間、保持し、その後、サンプルを炉から取り除き、室温に空冷した。
【表３０】
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【表３１】
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【表３２】
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＊  ＤＮＦ＝１４０日後に破損しなかった
【００４５】
示すように、新規の時効処理は、同様の強度および耐食性で、合計時効時間の減少による処理能力の著しい改良を生じる。確かに、合金１９５３−２は、合金１９５３−１について１０時間の合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）と比較して、約２．１７時間だけの合計時効時間（昇温時間および冷却時間を含まない）で、従来の時効を施された１９５３−１とほぼ同じ強度を実現する。
【００４６】
本開示の様々な実施形態を詳細に記載したが、当業者であれば、それらの実施形態の変更および改変をなし得ることは明らかである。しかしながら、そのような変更および改変は本開示の精神および範囲内にあること理解されるべきである。
【図１】
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【国際調査報告】
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