(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製品を製造する方法であって、
少なくとも３０％の量でリサイクル内容物を含む溶融アルミニウム合金を提供することと、
前記溶融アルミニウム合金を連続鋳造して、鋳造アルミニウム合金製品を製造することと、
前記鋳造アルミニウム合金製品を、第１の熱間圧延ステップにおいて熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを製造することと、
前記アルミニウム合金ホットバンドを予熱することと、
前記アルミニウム合金ホットバンドを、第２の熱間圧延ステップにおいて、前記鋳造アルミニウム合金製品のゲージと比較して厚さが少なくとも５０％減少したゲージに熱間圧延することと、を含み、
前記アルミニウム合金製品が、６ｘｘｘ系アルミニウム合金であるとともに、球状の鉄含有金属間粒子を含む、方法。
【請求項２】
前記溶融アルミニウム合金中の前記リサイクル内容物が、少なくとも５０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶融アルミニウム合金中の前記リサイクル内容物が、少なくとも７０％である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記溶融アルミニウム合金を提供することが、アルミニウムスクラップ、または、アルミニウム合金とアルミニウムスクラップとの組み合わせを溶解することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記溶融アルミニウム合金が、鉄を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記鉄が、前記溶融アルミニウム合金の重量に基づいて、０．０１重量％〜０．５重量％の量で存在する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記鉄が、前記溶融アルミニウム合金の重量に基づいて、０．１重量％〜０．２５重量％の量で存在する、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記溶融アルミニウム合金が、６ｘｘｘ系アルミニウム合金である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記鋳造後に、前記鋳造アルミニウム合金製品を焼入れすることをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記焼入れが、２０℃／秒〜４００℃／秒の速度で実施される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記鋳造アルミニウム合金製品が、前記第１の熱間圧延ステップにおいて熱間圧延されて、前記鋳造アルミニウム合金製品のゲージと比較して厚さが３０％〜８０％減少したゲージを有するアルミニウム合金ホットバンドを製造する、請求項１〜１０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、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年７月６日に出願された米国仮特許出願６２／５２９，０２６号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、概して冶金に関し、より具体的には、リサイクルアルミニウムスクラップからアルミニウム合金を製造することに関する。
【背景技術】
【０００３】
高性能アルミニウム合金は、通常、非常に低い不純物レベルを有する。リサイクルアルミニウム合金スクラップは大量の不純物を含有しているため、リサイクル材料は高性能アルミニウム合金の調製における使用には不適切であり得る。
【発明の概要】
【０００４】
扱われる本発明の実施形態は、この発明の概要ではなく、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、以下の発明を実施するための形態の項でさらに説明される概念のいくつかを紹介する。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、任意のまたはすべての図面、および各請求項の適切な部分を参照することにより理解されるべきである。
【０００５】
本明細書では、高性能アルミニウム合金製品およびアルミニウム合金製品の製造方法が説明される。アルミニウム合金製品を製造する方法は、少なくとも約３０％（例えば、少なくとも約５０％または少なくとも約７０％）の量でリサイクル内容物を有する溶融アルミニウム合金を提供することと、溶融アルミニウム合金を鋳造して、鋳造アルミニウム合金製品を製造することと、鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを製造すること（本明細書では第１の熱間圧延ステップと称される）と、アルミニウム合金ホットバンドを予熱することと、アルミニウム合金ホットバンドを、鋳造アルミニウム合金製品のゲージと比較して厚さが少なくとも約５０％減少したゲージに熱間圧延すること（本明細書では第２の熱間圧延ステップと称される）とを含む。
【０００６】
鋳造は、連続鋳造または直接チル鋳造によって実施され得る。任意選択的に、鋳造が直接チル鋳造によって実施される場合、方法は、鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延するステップの前に鋳造アルミニウム合金製品を均質化するステップをさらに含むことができる。
【０００７】
提供するステップは、アルミニウム合金、アルミニウムスクラップ、またはこれらの組み合わせを溶解することを含み得る。任意選択的に、溶融アルミニウム合金は、鉄を含む。鉄は、溶融アルミニウム合金の重量に基づいて、少なくとも約０．２５重量％（例えば、溶融アルミニウム合金の重量に基づいて、約０．２５重量％〜約０．５０重量％）の量で存在することができる。任意選択的に、溶融アルミニウム合金は、２ｘｘｘ系アルミニウム合金、５ｘｘｘ系アルミニウム合金、６ｘｘｘ系アルミニウム合金、または７ｘｘｘ系アルミニウム合金を含む。
【０００８】
本明細書に説明される方法は、鋳造ステップの後に鋳造アルミニウム合金製品を焼入れすることをさらに含み得る。焼入れは、約２０℃／秒〜約４００℃／秒の速度で実施され得る。鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延して、鋳造アルミニウム合金製品のゲージと比較して厚さが約３０％〜約８０％減少したゲージを有するアルミニウム合金ホットバンドを製造することができる。
【０００９】
本明細書では、本明細書に説明される方法に従って調製される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、鉄含有金属間粒子を含むことができる。鉄含有金属間粒子は、形状が球状であり得る。場合によっては、製品中に存在する少なくとも５０％または少なくとも８０％の鉄含有金属間粒子が、０．７５μｍ２以下の面積を有する。アルミニウム合金製品は、自動車の車体部品であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本明細書に説明される例示的なアルミニウム合金加工方法を示す概略図である。
【図１Ｂ】本明細書に説明される例示的なアルミニウム合金加工方法を示す概略図である。
【図２】鉄含有金属間粒子の形状に与えるアルミニウム合金加工の影響を示すグラフである。
【図３】鉄含有金属間粒径に与えるアルミニウム合金加工の影響を示すグラフである。
【図４】本明細書に説明される方法に従って加工されたアルミニウム合金中の鉄含有金属間粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】本明細書に説明される方法に従って加工されたアルミニウム合金中の鉄含有金属間粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】本明細書に説明される方法に従って加工されたアルミニウム合金中の鉄含有金属間粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】鉄含有金属間粒径に与えるアルミニウム合金加工の影響を示すグラフである。
【図８】本明細書に説明され、リサイクルおよび非リサイクル材料から調製される合金の機械的特性を示すグラフである。
【図９】本明細書に説明され、リサイクルおよび非リサイクル材料から調製される合金の機械的特性を示すグラフである。
【図１０】本明細書に説明され、リサイクル材料および非リサイクル材料から調製される合金の降伏強度と曲げ角度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書では、望ましい機械的特性を有するアルミニウム合金製品、ならびにそれを鋳造および加工する方法が提供される。製品は、製品中の金属間不純物粒子の悪影響を低減および／または排除し、望ましい機械的特性などの望ましい特性を維持する方式で鋳造される。驚くべきことに、アルミニウム合金製品はリサイクル材料（例えば、消費後スクラップ）から製造され得、高引張強度、亀裂および／もしくは破断のない良好な成形性、ならびに／または破断前の高伸張性などの高性能アルミニウム合金製品によって示される特性に匹敵する望ましい機械的特性を依然として示す。
【００１２】
本明細書に説明されるアルミニウム合金製品は、低アスペクト比（例えば、幅対高さ比）を有する金属間粒子を含有する。かくして、金属間粒子は、円形または球状の形状である。これらの金属間粒子は、製品の望ましい機械的性質を向上させ、楕円形または針状の形状である金属間粒子を有するアルミニウム合金製品と比較して優れた結果を示す。金属間粒子を含有するアルミニウム合金製品は、２つの熱間圧延ステップを含むことができる本明細書に説明される方法を使用して調製される。
【００１３】
定義および説明
本明細書で使用される場合、「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ  ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「この発明（ｔｈｉｓ  ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、および「本発明（ｔｈｅ  ｐｒｅｓｅｎｔ  ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、この特許出願の主題および以下の特許請求の範囲のすべてを広く指すように意図されている。これらの用語を含有する記述は、本明細書に説明される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】
本説明では、アルミニウム工業の呼称、例えば「系」、または「６ｘｘｘ」によって識別される合金が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および識別に最も一般的に使用されている番号呼称システムを理解するには、いずれもＴｈｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって発行されている「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。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、または「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。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「鋳造アルミニウム合金製品」、「鋳造金属製品」、「鋳造製品」などの用語は、交換可能であり、直接チル鋳造（直接チル共鋳造を含む）または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、ブロック鋳造機、もしくは任意の他の連続鋳造機を使用することを含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造方法によって製造された製品を指す。
【００１７】
本明細書で使用される場合、プレートは、概して、約１５ｍｍ超の厚さを有する。例えば、プレートは、約１５ｍｍ超、約２０ｍｍ超、約２５ｍｍ超、約３０ｍｍ超、約３５ｍｍ超、約４０ｍｍ超、約４５ｍｍ超、約５０ｍｍ超、または約１００ｍｍ超の厚さを有するアルミニウム製品を指してもよい。
【００１８】
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、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍの厚さを有してもよい。
【００１９】
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、約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、約０．３ｍｍ未満、または約０．１ｍｍ未満の厚さを有してもよい。
【００２０】
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状態または調質は、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、焼鈍し後のアルミニウム合金を指す。本明細書ではＨ調質とも称されるＨｘｘ状態または調質は、熱処理（例えば、焼鈍し）を伴うまたは伴わない冷間圧延後の非熱処理可能なアルミニウム合金を指す。好適なＨ調質としては、ＨＸ１、ＨＸ２、ＨＸ３、ＨＸ４、ＨＸ５、ＨＸ６、ＨＸ７、ＨＸ８、またはＨＸ９調質が挙げられる。Ｔ１状態または調質は、熱間加工から冷却され、自然に（例えば、室温で）時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ２状態または調質は、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然に時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ３状態または調質は、溶体化熱処理され、冷間加工され、自然に時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ４状態または調質は、溶体化熱処理され、自然に時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ５状態または調質は、熱間加工から冷却され、人工的に（高温で）時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ６状態または調質は、溶体化熱処理され、人工的に時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ７状態または調質は、溶体化熱処理され、人工的に過剰に時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ状態または調質は、溶体化熱処理され、冷間加工され、人工的に時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ９状態または調質は、溶体化熱処理され、人工的に時効させ、冷間加工されたアルミニウム合金を指す。Ｗ状態または調質は、溶体化熱処理後のアルミニウム合金を指す。
【００２１】
本明細書で使用される場合、「室温」の意味には、約１５℃〜約３０℃、例えば約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃の温度が含まれ得る。
【００２２】
本明細書で開示されるすべての範囲は、その中に含まれるいずれか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）いずれかおよびすべての部分範囲、すなわち、最小値１またはそれ以上、例えば、１〜６．１で始まり、最大値１０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。
【００２３】
以下のアルミニウム合金は、それらの元素組成に関して、合金の総重量に基づく重量百分率（重量％）で記載されている。各合金の特定の例では、残りはアルミニウムであり、不純物の合計については最大０．１５重量％である。
【００２４】
鋳造および加工の方法ならびにシステム
高含有量のリサイクル材料を含有する高性能アルミニウム合金製品は、アルミニウム合金を鋳造して鋳造アルミニウム合金製品を形成し、鋳造アルミニウム合金製品を加工することにより調製される。本明細書で使用される場合、「高含有量」のリサイクル材料を含有するアルミニウム合金製品は、少なくとも３０％のリサイクル内容物を含有するアルミニウム合金製品を指す。例えば、アルミニウム合金製品は、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５％のリサイクル内容物から調製することができる。本明細書に説明されるアルミニウム合金製品を製造する方法は、溶融アルミニウム合金を提供するステップ、溶融アルミニウム合金を鋳造して鋳造アルミニウム合金製品を形成するステップ、およびアルミニウム合金製品を、例えば、焼入れ、熱間圧延、温間圧延、および／または予熱してアルミニウム合金製品を形成することを含む１つ以上のステップにより加工するステップを含むことができる。方法は、２つの熱間圧延ステップを使用して、アルミニウム合金製品を加工することを含み得る。
【００２５】
溶融アルミニウム合金の提供
溶融アルミニウム合金を提供するステップは、当該技術分野において既知の方法を使用してアルミニウム合金を溶解することを含み得る。アルミニウム合金は、例えば、２ｘｘｘ系アルミニウム合金、５ｘｘｘ系アルミニウム合金、６ｘｘｘ系アルミニウム合金、または７ｘｘｘ系アルミニウム合金であり得る。溶融アルミニウム合金を提供するステップはまた、リサイクルスクラップ（例えば、リサイクル金属および／または合金）を溶解することも含み得る。例示的なリサイクルスクラップとしては、任意の好適な供給源から、例えば、金属製造施設（例えば、金属鋳造施設）から、金属加工施設（例えば、金属製品を使用して消耗品を製造する製造施設）から、または消費後の供給源（例えば、地域のリサイクル施設）からリサイクルされる材料が挙げられる。リサイクルスクラップとは、リサイクルシートアルミニウム含有製品（例えば、アルミニウムポットおよびパン）、リサイクル鋳造アルミニウム含有製品（例えば、アルミニウムグリルおよびホイールリム）、ＵＢＣスクラップ（例えば、使用済みの飲料缶）、アルミニウムワイヤ、および他のアルミニウム含有材料などの、リサイクルアルミニウムおよびアルミニウム合金を指す。
【００２６】
溶融アルミニウム合金は、リサイクル金属および／または合金の存在により、増加した量の１つ以上の元素を含み得る。例えば、本明細書にさらに説明されるように、溶融アルミニウム合金は、任意選択的に最大０．５０重量％のＦｅ（例えば、０．１重量％〜０．５重量％または０．２５重量％〜０．５重量％）を含有し得る。次いで、以下にさらに説明されるように、溶融アルミニウム合金が鋳造され得る。
【００２７】
連続鋳造および加工
本明細書に説明されるアルミニウム合金製品は、連続鋳造（ＣＣ）プロセスを使用して鋳造され得る。ＣＣプロセスは、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を含み得るが、それらに限定されない。いくつかの例では、鋳造プロセスは、ＣＣプロセスによって実施され、ビレット、スラブ、シェート、ストリップなどのような鋳造製品を形成する。次いで、鋳造アルミニウム合金製品は、さらなる加工ステップに供され得る。加工ステップは、例えば、溶体化、焼入れ、熱間圧延、温間圧延、および／または予熱ステップを含み得る。
【００２８】
溶体化
本明細書に説明される方法は、任意選択的に、鋳造アルミニウム合金製品を溶体化するステップを含むことができる。溶体化ステップは、必要に応じて、鋳造アルミニウム合金製品を約４５０℃以上（例えば、約４６０℃〜約６００℃、約４６５℃〜約５７５℃、約４７０℃〜約５５０℃、約４７５℃〜約５２５℃、または約４８０℃〜約５００℃）の溶体化温度に加熱または冷却することを含み得る。鋳造アルミニウム合金製品は、溶体化温度で一定期間浸漬し得る。特定の態様では、鋳造アルミニウム合金製品は、少なくとも３０秒（例えば、包括的に、約６０秒〜約１２０秒）にわたって浸漬される。例えば、鋳造アルミニウム合金製品は、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒、６０秒、６５秒、７０秒、７５秒、８０秒、８５秒、９０秒、９５秒、１００秒、１０５秒、１１０秒、１１５秒、１２０秒、１２５秒、１３０秒、１３５秒、１４０秒、１４５秒、１５０秒、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分、６０分、６５分、７０分、７５分、８０分、８５分、９０分、９５分、１００分、１０５分、１１０分、１１５分、または１２０分、２．５時間、３時間、３．５時間、４時間、４．５時間、５時間、５．５時間、６時間、またはそれらの間のいずれかにわたって、約４５０℃以上の温度で浸漬され得る。
【００２９】
焼入れ
鋳造ステップの後、鋳造アルミニウム合金製品は焼入れされ得る。焼入れステップでは、鋳造アルミニウム合金製品は約３００℃以下の温度に冷却され得る。例えば、鋳造アルミニウム合金製品は、約２９０℃以下、約２８０℃以下、約２７０℃以下、約２６０℃以下、約２５０℃以下、約２４０℃以下、約２３０℃以下、約２２０℃以下、約２１０℃以下、約２００℃以下、約１９０℃以下、約１８０℃以下、約１７０℃以下、約１６０℃以下、約１５０℃以下、約１４０℃以下、約１３０℃以下、約１２０℃以下、約１１０℃以下、約１００℃、約９０℃以下、約８０℃以下、約７０℃以下、約６０℃以下、約５０℃以下、または約４０℃以下（例えば、約２５℃）に冷却され得る。
【００３０】
いくつかの非限定的な例では、焼入れステップは、本明細書では急速冷却とも称される高冷却速度を使用して実施される。場合によっては、鋳造アルミニウム合金製品の急速冷却により、小さな金属間粒子を有するアルミニウム合金製品が得られる可能性があり、これは、本明細書に説明される望ましい機械的特性に寄与し得る。金属間粒子とは、鉄含有粒子など、アルミニウム粒子間に含有される合金化元素粒子を指す。鋳造アルミニウム合金製品は、焼入れステップにおいて約２０℃／秒〜約４００℃／秒の速度で冷却され得る。冷却速度は、鋳造アルミニウム合金製品の選択されたゲージまたは圧延アルミニウム合金ホットバンドの選択されたゲージに基づくことができる。例えば、焼入れ速度は、約３０℃／秒〜約３９０℃／秒、約４０℃／秒〜約３８０℃／秒、約５０℃／秒〜約３７５℃／秒、約６０℃／秒〜約３７０℃／秒、約７０℃／秒〜約３５０℃／秒、約８０℃／秒〜約３２５℃／秒、約９０℃／秒〜約３００℃／秒、約１００℃／秒〜約２７５℃／秒、約１２５℃／秒〜約２５０℃／秒、約１５０℃／秒〜約２２５℃／秒、または約１７５℃／秒〜約２００℃／秒であり得る。
【００３１】
焼入れステップは、液体（例えば、水）、気体（例えば、空気）、または別の選択された焼入れ媒体を使用して実施され得る。鋳造金属製品は、鋳造直後またはその後短期間内（例えば、約１０時間以下、約９時間以下、約８時間以下、約７時間以下、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、または約３０分以下以内）に焼入れされ得る。
【００３２】
熱間圧延およびホットバンドの形成
本方法はまた、鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延するステップも含む。任意選択的に、本明細書に説明される方法は、複数の熱間圧延ステップを含み得る。追加の熱間圧延ステップが含まれる場合、鋳造および焼入れ後かつ予熱前に実施される熱間圧延ステップは、第１の熱間圧延ステップと称される。
【００３３】
鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延するステップは、鋳造アルミニウム合金製品の厚さを少なくとも約３０％〜最大約８０％（例えば、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、または約８０％）減少させることを含み得る。いくつかの例では、鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延してアルミニウム合金ホットバンドを製造することは、鋳造アルミニウム合金製品の厚さを少なくとも７０％減少させて、最終ゲージのアルミニウム合金製品を提供することをさらに含み得る。鋳造アルミニウム製品を熱間圧延するステップはまた、粒子凝集体を広げることにより、鋳造アルミニウム合金製品中に存在する鉄含有金属間粒子を解離することも含み得る。加えて、鉄含有金属間粒子は、熱間圧延ステップ中に本来の細長い形状から球状の形状に形成し得る。球状の鉄含有金属間粒子は、細長い鉄含有金属間粒子と比較して、得られるアルミニウム合金製品の良好な衝突特性に影響を与える。
【００３４】
熱間圧延は、約４００℃〜約６００℃（例えば、約４２５℃〜約５７５℃、または約４５０℃〜約５５０℃）の温度で実施され得る。例えば、熱間圧延ステップは、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、約６００℃、またはそれらの間のいずれかの温度で実施され得る。次いで、得られた製品はコイル状にされ、任意選択的にアルミニウム合金ホットバンドの形態で保管され得る。任意選択的に、ホットバンドは室温で保管され得る。
【００３５】
予熱
次いで、アルミニウム合金ホットバンドは、アルミニウム合金ホットバンドを少なくとも約５００℃〜約６００℃（例えば、約５１０℃〜約５８０℃、または約５３０℃〜約５６０℃）の温度に加熱することにより予熱され得る。場合によっては、アルミニウム合金ホットバンドは、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、または約６００℃、またはそれらの間のいずれかに予熱され得る。任意選択的に、アルミニウム合金ホットバンドは、最大６時間（例えば、１分以下、２分以下、５分以下、１０分以下、１５分以下、３０分以下、１時間以下、２時間以下、３時間以下、４時間以下、５時間以下、または６時間以下）の期間、その温度で維持され得る。
【００３６】
追加の熱間圧延ステップ
次いで、予熱されたアルミニウム合金ホットバンドは、追加の熱間圧延ステップ（本明細書では第２の熱間圧延ステップとも称される）を受けることができる。任意選択的に、第２の熱間圧延ステップの前に、（上記の焼入れ方法に従って）焼入れが実施され得る。このステップでは、予熱されたアルミニウム合金ホットバンドは、中間または最終の所望のゲージにさらに熱間圧延され得る。熱間圧延ステップは、アルミニウム合金ホットバンドの厚さを少なくとも約２０％（例えば、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、または約５０％）減少させるために実施され得る。場合によっては、追加の熱間圧延ステップから得られる中間または最終の所望のゲージは、鋳放し厚さ（すなわち、鋳造直後の鋳造アルミニウム合金製品の厚さ）から少なくとも約５０％の厚さの減少となり得る。例えば、最終の所望のゲージは、厚さが約５０％の減少、５５％の減少、６０％の減少、６５％の減少、７０％の減少、７５％の減少、８０％の減少、８５％の減少、９０％の減少、９５％の減少、またはそれらの間のいずれかであり得る。
【００３７】
第２の熱間圧延ステップにおける熱間圧延は、約４８０℃〜約６００℃（例えば、約５００℃〜約５８０℃、または約５２０℃〜約５７５℃）の温度で実施され得る。例えば、第２の熱間圧延ステップにおける熱間圧延は、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、または約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、またはそれらの間のいずれかの温度で実施され得る。予熱されたアルミニウム合金ホットバンドを熱間圧延することにより、アルミニウム合金製品を提供することができる。次いで、アルミニウム合金製品はコイル状にされ、保管、任意選択的なさらなる下流加工、または出荷のいずれかに好適なアルミニウム合金製品コイルを提供することができる。
【００３８】
任意選択的な温間圧延
いくつかの非限定的な例では、方法は追加の温間圧延ステップを含むことができる。温間圧延は、第２の熱間圧延ステップの代わりに（すなわち、熱間圧延ステップが実施され、その後に予熱ステップ、次いで温間圧延ステップが実施され得る）、または第２の熱間圧延ステップと組み合わせて実施され得る。任意選択的に、温間圧延ステップの前に、焼入れステップが実施され得る。特定の態様では、予熱されたアルミニウム合金ホットバンドは、約２０℃／秒〜４００℃／秒の間で変動し得る焼入れ速度で、約３５０℃〜約４８０℃（例えば、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、またはそれらの間のいずれか）の温度に冷却され得る。例えば、焼入れ速度は、約３０℃／秒〜約３９０℃／秒、約４０℃／秒〜約３８０℃／秒、約５０℃／秒〜約３７５℃／秒、約６０℃／秒〜約３７０℃／秒、約７０℃／秒〜約３５０℃／秒、約８０℃／秒〜約３２５℃／秒、約９０℃／秒〜約３００℃／秒、約１００℃／秒〜約２７５℃／秒、約１２５℃／秒〜約２５０℃／秒、約１５０℃／秒〜約２２５℃／秒、または約１７５℃／秒〜約２００℃／秒であり得る。
【００３９】
温間圧延ステップは、アルミニウム合金ホットバンドの厚さを少なくとも約２０％（例えば、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、または約５０％）減少させるために実施され得る。場合によっては、温間圧延ステップから得られる中間または最終の所望のゲージは、鋳放し厚さ（すなわち、鋳造直後の鋳造アルミニウム合金製品の厚さ）から少なくとも約５０％の厚さの減少となり得る。例えば、最終の所望のゲージは、厚さが約５０％の減少、５５％の減少、６０％の減少、６５％の減少、７０％の減少、７５％の減少、８０％の減少、８５％の減少、９０％の減少、９５％の減少、またはそれらの間のいずれかであり得る。
【００４０】
温間圧延は、約３５０℃〜約４８０℃の温度で実施され得る。例えば、温間圧延は、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、またはそれらの間のいずれかの温度で実施され得る。アルミニウム合金ホットバンドを温間圧延することにより、アルミニウム合金製品を提供することができる。次いで、アルミニウム合金製品はコイル状にされ、保管、任意選択的なさらなる下流加工、または出荷のいずれかに好適なアルミニウム合金製品コイルを提供することができる。
【００４１】
直接チル鋳造および加工
場合によっては、本明細書に説明されるアルミニウム合金製品は、インゴットなどの鋳造製品を形成するための直接チル（ＤＣ）鋳造プロセスを使用して鋳造され得る。次いで、鋳造製品は、さらなる加工ステップに供され得る。１つの非限定的な例では、加工方法は、アルミニウム合金インゴットを均質化することと、アルミニウム合金インゴットを熱間圧延してアルミニウム合金ホットバンドを形成することとを含む。次いで、アルミニウム合金ホットバンドは、上記の予熱、追加の熱間圧延、および／または任意選択的な温間圧延ステップに供されて、所望のゲージおよび球状の鉄含有金属間粒子を有するアルミニウム合金製品を得ることができる。
【００４２】
均質化
均質化ステップは、インゴットを加熱して、約または少なくとも約４５０℃（例えば、少なくとも４６０℃、少なくとも４７０℃、少なくとも４８０℃、少なくとも４９０℃、少なくとも５００℃、少なくとも５１０℃、少なくとも５２０℃、少なくとも５３０℃、少なくとも５４０℃、少なくとも５５０℃、少なくとも５６０℃、少なくとも５７０℃、または少なくとも５８０℃）の温度を達成することを含み得る。例えば、インゴットは、約４５０℃〜約５８０℃、約４６０℃〜約５７５℃、約４７０℃〜約５７０℃、約４８０℃〜約５６５℃、約４９０℃〜約５５５℃、または約５００℃〜約５５０℃の温度に加熱され得る。場合によっては、加熱速度は、約１００℃／時以下、７５℃／時以下、５０℃／時以下、４０℃／時以下、３０℃／時以下、２５℃／時または以下、２０℃／時以下、または１５℃／時以下であり得る。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℃／分から約６０℃／分）であり得る。
【００４３】
次いで、インゴットは、一定期間浸漬（すなわち、示された温度で保持）させられ得る。１つの非限定的な例に従って、インゴットは、最大で約３６時間（例えば、包括的に、約３０分〜約３６時間）浸漬させられる。例えば、インゴットは、ある温度で、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の時間にわたって浸漬され得る。
【００４４】
熱間圧延
均質化ステップの後、熱間圧延ステップを行うことができる。熱間圧延ステップは、約２５０℃〜約５５０℃（例えば、約３００℃〜約５００℃、または約３５０℃〜約４５０℃）の範囲の温度で実施され得る。鋳造アルミニウム合金製品を熱間圧延するステップは、鋳造アルミニウム合金製品の厚さを少なくとも約３０％〜最大約８０％（例えば、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、または約８０％）減少させることを含み得る。特定の場合では、鋳造アルミニウム合金製品は、約４ｍｍ〜約１５ｍｍ厚ゲージ（例えば、約５ｍｍ〜約１２ｍｍ厚ゲージ）に熱間圧延され得、これはシェートと称される。例えば、鋳造アルミニウム合金製品は、約４ｍｍ厚ゲージ、約５ｍｍ厚ゲージ、約６ｍｍ厚ゲージ、約７ｍｍ厚ゲージ、約８ｍｍ厚ゲージ、約９ｍｍ厚ゲージ、約１０ｍｍ厚ゲージ、約１１ｍｍ厚ゲージ、約１２ｍｍ厚ゲージ、約１３ｍｍ厚ゲージ、約１４ｍｍ厚ゲージ、または約１５ｍｍ厚ゲージに熱間圧延することができる。特定の場合では、鋳造アルミニウム合金製品は、１５ｍｍ厚を超えるゲージ（すなわち、プレート）に熱間圧延することができる。他の場合では、鋳造アルミニウム合金製品は、４ｍｍ未満のゲージ（すなわち、シート）に熱間圧延することができる。
【００４５】
次いで、得られた製品はコイル状にされ、任意選択的にアルミニウム合金ホットバンドの形態で保管され得る。任意選択的に、ホットバンドは、室温で保管され得る。
【００４６】
予熱
次いで、アルミニウム合金ホットバンドは、アルミニウム合金ホットバンドを約５００℃〜約６００℃（例えば、約５１０℃〜約５８０℃、または約５３０℃〜約５６０℃）の温度に加熱することにより、予熱され得る。場合によっては、アルミニウム合金ホットバンドは、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、または約６００℃、またはそれらの間のいずれかに予熱され得る。任意選択的に、アルミニウム合金ホットバンドは、最大６時間（例えば、１分以下、２分以下、５分以下、１０分以下、１５分以下、３０分以下、１時間以下、２時間以下、３時間以下、４時間以下、または５時間以下）の期間、その温度で維持され得る。
【００４７】
追加の熱間圧延ステップ
次いで、予熱されたアルミニウム合金ホットバンドは、追加の熱間圧延ステップ（本明細書では第２の熱間圧延ステップとも称される）を受けることができる。任意選択的に、熱間圧延ステップの前に、（上記の方法に従って）焼入れが実施され得る。このステップでは、予熱されたアルミニウム合金ホットバンドは、中間または最終の所望のゲージにさらに熱間圧延され得る。熱間圧延ステップは、アルミニウム合金ホットバンドの厚さを少なくとも約２０％（例えば、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、または約５０％）減少させるために実施され得る。場合によっては、追加の熱間圧延ステップから得られる中間または最終の所望のゲージは、鋳放し厚さ（すなわち、鋳造直後の鋳造アルミニウム合金製品の厚さ）から少なくとも約５０％の厚さの減少となり得る。例えば、最終の所望のゲージは、厚さが約５０％の減少、５５％の減少、６０％の減少、６５％の減少、７０％の減少、７５％の減少、８０％の減少、８５％の減少、９０％の減少、９５％の減少、またはそれらの間のいずれかであり得る。
【００４８】
熱間圧延は、約４８０℃〜約６００℃（例えば、約５００℃〜約５８０℃、または約５２０℃〜約５７５℃）の温度で実施され得る。例えば、熱間圧延は、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、または約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、またはそれらの間のいずれかの温度で実施され得る。予熱されたアルミニウム合金ホットバンドを熱間圧延することにより、アルミニウム合金製品を提供することができる。次いで、アルミニウム合金製品はコイル状にされ、保管、任意選択的なさらなる下流加工、または出荷のいずれかに好適なアルミニウム合金製品コイルを提供することができる。
【００４９】
アルミニウム合金製品
本明細書では、所望の機械的特性を有するアルミニウム合金製品を含む金属製品が説明される。他の特性の中でも、本明細書に説明されるアルミニウム合金製品は、アルミニウム合金製品中の金属間粒子の形状により、優れた伸張性と成形特性を示す。具体的には、アルミニウム合金製品は、鉄含有金属間粒子などの球状金属間粒子を含む。本明細書に説明されるアルミニウム合金製品中の金属間粒子は、低アスペクト比（例えば、幅と高さの比）を有し、所望の成形特性を示す優れた最終アルミニウム合金製品をもたらす。
【００５０】
アルミニウム合金製品は、任意の好適な組成物を有し得る。非限定的な例では、アルミニウム合金製品は、２ｘｘｘ系アルミニウム合金、５ｘｘｘ系アルミニウム合金、６ｘｘｘ系アルミニウム合金、または７ｘｘｘ系アルミニウム合金を含み得る。
【００５１】
アルミニウム合金製品において使用するための非限定的で例示的なＡＡ２ｘｘｘ系合金としては、ＡＡ２００１、Ａ２００２、ＡＡ２００４、ＡＡ２００５、ＡＡ２００６、ＡＡ２００７、ＡＡ２００７Ａ、ＡＡ２００７Ｂ、ＡＡ２００８、ＡＡ２００９、ＡＡ２０１０、ＡＡ２０１１、ＡＡ２０１１Ａ、ＡＡ２１１１、ＡＡ２１１１Ａ、ＡＡ２１１１Ｂ、ＡＡ２０１２、ＡＡ２０１３、ＡＡ２０１４、ＡＡ２０１４Ａ、ＡＡ２２１４、ＡＡ２０１５、ＡＡ２０１６、ＡＡ２０１７、ＡＡ２０１７Ａ、ＡＡ２１１７、ＡＡ２０１８、ＡＡ２２１８、ＡＡ２６１８、ＡＡ２６１８Ａ、ＡＡ２２１９、ＡＡ２３１９、ＡＡ２４１９、ＡＡ２５１９、ＡＡ２０２１、ＡＡ２０２２、ＡＡ２０２３、ＡＡ２０２４、ＡＡ２０２４Ａ、ＡＡ２１２４、ＡＡ２２２４、ＡＡ２２２４Ａ、ＡＡ２３２４、ＡＡ２４２４、ＡＡ２５２４、ＡＡ２６２４、ＡＡ２７２４、ＡＡ２８２４、ＡＡ２０２５、ＡＡ２０２６、ＡＡ２０２７、ＡＡ２０２８、ＡＡ２０２８Ａ、ＡＡ２０２８Ｂ、ＡＡ２０２８Ｃ、ＡＡ２０２９、ＡＡ２０３０、ＡＡ２０３１、ＡＡ２０３２、ＡＡ２０３４、ＡＡ２０３６、ＡＡ２０３７、ＡＡ２０３８、ＡＡ２０３９、ＡＡ２１３９、ＡＡ２０４０、ＡＡ２０４１、ＡＡ２０４４、ＡＡ２０４５、ＡＡ２０５０、ＡＡ２０５５、ＡＡ２０５６、ＡＡ２０６０、ＡＡ２０６５、ＡＡ２０７０、ＡＡ２０７６、ＡＡ２０９０、ＡＡ２０９１、ＡＡ２０９４、ＡＡ２０９５、ＡＡ２１９５、ＡＡ２２９５、ＡＡ２１９６、ＡＡ２２９６、ＡＡ２０９７、ＡＡ２１９７、ＡＡ２２９７、ＡＡ２３９７、ＡＡ２０９８、ＡＡ２１９８、ＡＡ２０９９、およびＡＡ２１９９を挙げることができる。
【００５２】
アルミニウム合金製品において使用するための非限定的で例示的なＡＡ５ｘｘｘ系合金としては、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、およびＡＡ５０８８を挙げることができる。
【００５３】
アルミニウム合金製品において使用するための非限定的で例示的なＡＡ６ｘｘｘ系合金としては、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３，Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、およびＡＡ６０９２を挙げることができる。
【００５４】
アルミニウム合金製品において使用するための非限定的で例示的なＡＡ７ｘｘｘ系合金としては、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、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を挙げることができる。
【００５５】
いくつかの非限定的な例では、合金は、合金の総重量に基づいて、約０．０１％〜約０．５０％（例えば、約０．１％〜約０．２５％、または約０．２６％〜約０．５０％）の量で鉄（Ｆｅ）を含む。例えば、合金は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、０．２５％、０．２６％、０．２７％、０．２８％、０．２９％、０．３％、０．３１％、０．３２％、０．３３％、０．３４％、０．３５％、０．３６％、０．３７％、０．３８％、０．３９％、０．４％、０．４１％、０．４２％、０．４３％、０．４４％、０．４５％、０．４６％、０．４７％、０．４８％、０．４９％、または０．５％のＦｅを含むことができる。すべて重量％で表される。
【００５６】
本明細書に説明される方法において使用される合金は、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、希土類元素（すなわち、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕのうちの１つ以上）、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ａｇ、およびＮｉ、ならびに他の元素のうちの１つ以上をさらに含むことができる。例えば、本明細書に説明される方法において使用される合金は、合金の総重量に基づいて、最大０．２０％（例えば、０．０１％〜０．２０％、または０．０５％〜０．１５％）の量で、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ａｇ、およびＮｉを含むことができる。任意選択的に、Ｇａ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｎａ、および／またはＰｂは、不純物として（すなわち、０．０５％以下、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下、または０．０１％以下の量で）存在し得る。
【００５７】
加えて、本明細書に説明されるアルミニウム合金製品は、少なくとも３０％のリサイクル内容物を含有することができる。例えば、アルミニウム合金製品は、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５％のリサイクル内容物を含有することができる。
【００５８】
本明細書に説明されるアルミニウム合金製品は、鉄含有金属間粒子を含む。アルミニウム合金製品中に存在するかなりの量の粒子は、０．７５μｍ２以下の面積で測定される粒径を有する。例えば、粒径は、面積で測定される場合、０．７０μｍ２以下、０．６５μｍ２以下、０．６０μｍ２以下、０．５５μｍ２以下、０．５０μｍ２以下、０．４５μｍ２以下、または０．４０μｍ２以下であり得る。いくつかの例では、粒径は、０．４０μｍ２〜０．７５μｍ２（例えば、０．４５μｍ２〜０．７０μｍ２または０．５０μｍ２〜０．６０μｍ２）の範囲である。本明細書で使用される場合、粒子の数に関する「かなりの量」とは、アルミニウム合金製品中に存在する少なくとも５０％の粒子を表す。例えば、アルミニウム合金製品中に存在する少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または少なくとも９９％の粒子は、０．７５μｍ２以下の粒径を有する。
【００５９】
使用方法
本明細書に説明されるアルミニウム合金製品および方法は、とりわけ、商用車、航空機、もしくは鉄道用途などの自動車、電子機器および輸送用途において使用され得る。例えば、アルミニウム合金製品は、強度を得るために、シャシー、クロスメンバー、およびシャシー内構成要素（これらに限定するものではないが、商用車シャシー内の２つのＣチャンネル間のすべての構成要素を包含する）に使用でき、高強度鋼の完全なまたは部分的な代替品として機能する。特定の例では、アルミニウム合金製品は、Ｆ、Ｔ４、Ｔ６、またはＴ８ｘ調質、または任意の他の好適な調質で使用され得る。
【００６０】
特定の態様では、アルミニウム合金製品および方法は、自動車の車体部品製品を調製するために使用され得る。例えば、開示されるアルミニウム合金製品および方法は、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）、内部パネル、サイドパネル、フロアパネル、トンネル、構造パネル、補強パネル、インナーフード、またはトランクリッドパネルなど、自動車の車体部品を調製するために使用され得る。開示されるアルミニウム合金製品および方法はまた、航空機または鉄道車両用途において、例えば、外部および内部パネルを調製するためにも使用され得る。
【００６１】
本明細書に説明されるアルミニウム合金製品および方法はまた、電子機器用途において、例えば、外部および内部エンケースメントを調製するためにも使用され得る。例えば、本明細書に説明されるアルミニウム合金製品および方法はまた、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む電子デバイス用の筐体を調製するためにも使用され得る。いくつかの例では、アルミニウム合金製品は、携帯電話（例えば、スマートフォン）の外部ケーシングおよびタブレット底部シャシー用の筐体を調製するために使用され得る。
【００６２】
特定の態様では、アルミニウム合金製品および方法は、航空宇宙機の機体部品製品を調製するために使用され得る。例えば、開示されるアルミニウム合金製品および方法は、スキン合金のような航空機の機体部品を調製するために使用され得る。アルミニウム合金製品および方法は、任意の他の所望の用途において使用され得る。
【００６３】
例示
例示１は、アルミニウム合金製品を製造する方法であって、少なくとも３０％の量でリサイクル内容物を含む溶融アルミニウム合金を提供することと、溶融アルミニウム合金を鋳造して、鋳造アルミニウム合金製品を製造することと、鋳造アルミニウム合金製品を、第１の熱間圧延ステップにおいて熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを製造することと、アルミニウム合金ホットバンドを予熱することと、アルミニウム合金ホットバンドを、第２の熱間圧延ステップにおいて、鋳造アルミニウム合金製品のゲージと比較して厚さが少なくとも５０％減少したゲージに熱間圧延することと、を含む、方法である。
【００６４】
例示２は、溶融アルミニウム合金中のリサイクル内容物が、少なくとも約５０％である、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００６５】
例示３は、溶融アルミニウム合金中のリサイクル内容物が、少なくとも約７０％である、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００６６】
例示４は、鋳造ステップが、連続鋳造を含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００６７】
例示５は、鋳造ステップが、直接チル鋳造を含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００６８】
例示６は、第１の熱間圧延ステップの前に、鋳造アルミニウム合金製品を均質化することをさらに含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００６９】
例示７は、提供ステップが、アルミニウム合金、アルミニウムスクラップ、またはこれらの組み合わせを溶解することを含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７０】
例示８は、溶融アルミニウム合金が、鉄を含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７１】
例示９は、鉄が、溶融アルミニウム合金の重量に基づいて、少なくとも０．２５重量％の量で存在する、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７２】
例示１０は、鉄が、溶融アルミニウム合金の重量に基づいて、０．２５重量％〜０．５０重量％の量で存在する、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７３】
例示１１は、溶融アルミニウム合金が、２ｘｘｘ系アルミニウム合金、５ｘｘｘ系アルミニウム合金、６ｘｘｘ系アルミニウム合金、または７ｘｘｘ系アルミニウム合金を含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７４】
例示１２は、鋳造後に、鋳造アルミニウム合金製品を焼入れすることをさらに含む、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７５】
例示１３は、焼入れが、２０℃／秒〜４００℃／秒の速度で実施される、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７６】
例示１４は、鋳造アルミニウム合金製品が、熱間圧延されて、鋳造アルミニウム合金製品のゲージと比較して厚さが３０％〜８０％減少したゲージを有するアルミニウム合金ホットバンドを製造する、先行または後続の例示のいずれかに記載の方法である。
【００７７】
例示１５は、先行または後続の例示のいずれか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である。
【００７８】
例示１６は、アルミニウム合金製品が、鉄含有金属間粒子を含む、先行または後続の例示のいずれかに記載のアルミニウム合金製品である。
【００７９】
例示１７は、鉄含有金属間粒子が、球状である、先行または後続の例示のいずれかに記載のアルミニウム合金製品である。
【００８０】
例示１８は、製品中に存在する鉄含有金属間粒子の少なくとも５０％が、０．７５μｍ２以下の面積を有する、先行または後続の例示のいずれかに記載のアルミニウム合金製品である。
【００８１】
例示１９は、製品中に存在する鉄含有金属間粒子の少なくとも８０％が、０．７５μｍ２以下の面積を有する、先行または後続の例示のいずれかに記載のアルミニウム合金製品である。
【００８２】
例示２０は、アルミニウム合金製品が、自動車の車体部品である、先行の例示のいずれかに記載のアルミニウム合金製品である。
【００８３】
以下の実施例は、本発明をさらに説明するのに役立つが、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、改変および同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】
【００８４】
実施例１：連続鋳造および加工
図１Ａは、本開示の特定の態様および特徴による連続鋳造システム１００を表す概略図である。いくつかの非限定的な例では、一対の移動対向鋳造表面１１０が、一対の移動対向鋳造表面１１０間に鋳造キャビティ１１５を画定する。一対の移動対向鋳造表面１１０は、ツイン圧延鋳造機またはツインベルト鋳造機、あるいは任意の他の好適な連続鋳造装置であり得る。一対の移動対向鋳造表面１１０に隣接して位置付けられた溶融金属注入器（図示せず）は、一対の移動対向鋳造表面１１０間の鋳造キャビティ１１５内に溶融アルミニウム合金を注入することができる。一対の移動対向鋳造表面１１０は、溶融アルミニウム合金を金属（例えば、アルミニウム合金）製品１２０に鋳造することができる。
【００８５】
溶融アルミニウム合金を金属製品１２０に鋳造することは、溶融アルミニウム合金製品が鋳造キャビティ１１５を通って移動して、金属製品１２０が鋳造キャビティ１１５から出るときに、溶融アルミニウム合金から急速に熱を奪うことを含み得る。一対の移動対向鋳造表面１１０の下流に位置付けられた溶体化炉１３０を用いて、アルミニウム合金製品１２０を溶体化することができる。任意選択的に、溶体化炉１３０を用いて、アルミニウム合金製品１２０の鋳造出口温度を維持することができる。場合によっては、溶体化炉１３０は、アルミニウム合金製品１２０の鋳造出口温度より高い温度で作動することができ、その場合、溶体化炉１３０の上流に位置付けられた任意選択的な加熱要素は、それが溶体化炉１３０に入る前にアルミニウム合金製品１２０の温度を上昇させることができる。溶体化炉１３０の下流に位置付けられた圧延機１４０を使用して、アルミニウム合金製品１２０の厚さを減少させ、アルミニウム合金ホットバンド１２５を得る（例えば、アルミニウム合金製品１２０をアルミニウム合金ホットバンド１２５に圧延する）ことができる。アルミニウム合金製品１２０の厚さを約５０％減少して、アルミニウム合金ホットバンド１２５を提供することができる。圧延機１４０の下流に位置付けられた焼入れ装置１６０を使用して、アルミニウム合金ホットバンドを焼入れ（例えば、急速冷却）することができる。次いで、アルミニウム合金ホットバンド１２５をコイル状にして、さらなる下流加工前の保管に好適なアルミニウム合金ホットバンドコイル１７０を提供することができる。任意選択的に、第２の焼入れ装置１６５を圧延機１４０の上流に位置付けて、圧延前にアルミニウム合金製品１２０を焼入れすることができる。場合によっては、そのような第２の焼入れ装置１６５は、温間圧延手順（例えば、再結晶温度より低い温度での圧延）での使用に好適であり得る。場合によっては、圧延の直前に第２の焼入れ装置１６５を使用すると、アルミニウム合金製品がその後人工的に時効されるかどうかに応じて、Ｔ３またはＴ８ｘ調質を有するアルミニウム合金ホットバンドを得ることができる。
【００８６】
上述のように、さらなる下流加工（例えば、追加の熱間圧延、冷間圧延、または人工時効）を用いることができる。アルミニウム合金ホットバンドコイル１７０は、例えば、追加の熱間圧延の前に、予熱炉１８０で予熱することができる。予熱後、ホットバンド１２５を熱間圧延することができる。アルミニウム合金ホットバンド１２５は、任意選択的に、第２の圧延機１４２の上流に位置付けられた焼入れ装置１６６によって焼入れされ、圧延前にアルミニウム合金ホットバンド１２５を焼入れすることができる。場合によっては、焼入れ装置１６６は、温間圧延手順（例えば、再結晶温度より低い温度での圧延）での使用に好適であり得る。熱間圧延は、所望の最終ゲージに応じて、単一の熱間圧延機１４２または複数の熱間圧延機１４２、１４４を用いることができる。ホットバンド１２５は、最終ゲージのアルミニウム合金製品１９０に圧延することができる。アルミニウム合金ホットバンド１２５の厚さをさらに約２０％減少して、最終ゲージのアルミニウム合金製品１９０を提供することができる。最終ゲージのアルミニウム合金製品１９０は、鋳放しアルミニウム合金製品１２０の少なくとも約５０％（例えば、７０％）の厚さを有し得る（アルミニウム合金製品１２０の総減少は、少なくとも約５０％である）。次いで、最終ゲージのアルミニウム合金製品１９０をコイル状にして、保管、さらなる下流加工、または出荷のいずれかに好適なアルミニウム合金製品コイル１９５を提供することができる。図１Ａの例に説明される加工方法を、本明細書では「工順１」と称する。
【００８７】
図１Ｂは、本開示の特定の態様および特徴による連続鋳造システム１０１を表す概略図である。図１Ｂの例に説明される加工方法を、本明細書ではこれ以降「工順２」と称する。工順２の特定の態様は、工順１と同様に実施され、鋳造、溶体化、焼入れ、熱間圧延、および焼入れして、アルミニウム合金ホットバンドコイル１２５を提供することを含み、次いで、これをコイル状にして、さらなる下流加工前の保管に好適なアルミニウム合金ホットバンドコイル１７０を提供することができる。図１Ｂに示されるように、アルミニウム合金ホットバンドコイル１７０をほどいて、アルミニウム合金ホットバンド１２５を冷間圧延することができる。冷間圧延は、所望の最終ゲージに応じて、単一の冷間圧延機１４６または複数の冷間圧延機１４６、１４８を用いることができる。冷間圧延ステップでは、ホットバンド１２５を最終ゲージのアルミニウム合金製品１９０に冷間圧延することができる。次いで、最終ゲージのアルミニウム合金製品１９０をコイル状にして、保管、さらなる下流加工、または出荷のいずれかに好適なアルミニウム合金製品コイル１９５を提供することができる。
【００８８】
実施例２：アルミニウム合金製品の特性
表１に示されるような組成を有するアルミニウム合金製品を調製した。
【表１】
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【００８９】
図２は、合金１（表１を参照）についての、例示的な加工状態が鉄含有（Ｆｅ含有）金属間粒子の形状（例えば、Ｆｅ含有金属間粒子の長さと比較したＦｅ含有金属間粒子の幅のアスペクト比）をどのように制御し得るかを示すグラフである。１のアスペクト比（例えば、円形に近い）は、機械的特性、例えば、曲げ、粉砕、および衝突試験に好ましいＦｅ含有金属間粒子の形状である。グラフから明らかなように、連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、および５２５℃で５０％減少までの熱間圧延（５７０×５分＋５０％ＨＲとして示される）を含む例示的な加工方法により、Ｆｅ含有金属間粒子の球状化を示す、円形に近い形状を有するＦｅ含有金属間粒子を有する、アルミニウム合金製品を得た。また、グラフから明らかなように、連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、焼入れ、および３５０℃で５０％減少までの温間圧延（５７０×５分＋５０％ＷＲとして示される）を含む例示的な加工方法により、円形に近い形状を有するＦｅ含有金属間粒子を有する、アルミニウム合金製品を得た。温間圧延では、熱間圧延と比較して、温間圧延中のＦｅ含有金属間粒子の破壊がそれほど効率的ではないことを示す、円形に近い形状を有するＦｅ含有金属間粒子をそれほど多く得られなかった。さらにグラフから明らかなように、連続鋳造、４００℃で１分間の溶体化処理、および３５０℃で５０％減少までの温間圧延（４００×１分＋５０％ＷＲとして示される）を含む例示的な加工方法により、Ｆｅ含有金属間粒子の球状化が達成されなかったことを示す、細長い（すなわち、楕円形および／または針状の）Ｆｅ含有金属間粒子を有する、アルミニウム合金製品を得た。細長い鉄含有金属間粒子を有するアルミニウム合金製品は、望ましくない機械的特性を示し得る。
【００９０】
図３は、合金１において、例示的な加工状態が鉄含有（Ｆｅ含有）金属間粒径をどのように制御し得るかを示すグラフである。より小さなＦｅ含有金属間粒径は、所望の機械的特性、例えば曲げ、粉砕、および衝突試験を達成するために好ましい。グラフから明らかなように、連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、および５２５℃で５０％減少までの熱間圧延（５７０×５分＋５０％ＨＲとして示される）を含む例示的な加工方法により、示される他の例示的な加工方法と比較してより多くの量のＦｅ含有金属間微細粒子を有する、アルミニウム合金製品を得た。また、グラフから明らかなように、連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、焼入れ、および３５０℃で５０％減少までの温間圧延（５７０×５分＋５０％ＷＲとして示される）を含む例示的な加工方法により、熱間圧延試料と比較してより少ない量のＦｅ含有金属間微細粒子を有する、アルミニウム合金製品を得た。さらにグラフから明らかなように、連続鋳造、４００℃で１分間の溶体化処理、および３５０℃で５０％減少までの温間圧延（４００×１分＋５０％ＷＲとして示される）を含む例示的な加工方法により、より高い温度で溶体化された試料と比較してより多くの量のＦｅ含有金属間微細粒子を有する、アルミニウム合金製品を得た。大きなＦｅ含有金属間粒子を有するアルミニウム合金製品は、望ましくない機械的特性を示し得る。
【００９１】
図３、４、および５は、上記の例示的な方法に従って製造された合金２の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図３は、連続鋳造、４００℃で１分間の溶体化処理、および３５０℃で５０％減少までの温間圧延を含む例示的な加工方法に供されたＡＡ６４５１アルミニウム合金の一部分のＳＥＭ後方散乱画像である。Ｆｅ含有金属間粒子は、アルミニウムマトリックスよりも明るく見える。顕微鏡写真から明らかなように、Ｆｅ含有金属間粒子は、細長くて大きい。図４は、連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、焼入れ、および３５０℃で５０％減少までの温間圧延を含む例示的な加工方法に供されたＡＡ６４５１アルミニウム合金の一部分のＳＥＭ後方散乱画像である。Ｆｅ含有金属間粒子は、アルミニウムマトリックスよりも明るく見える。顕微鏡写真から明らかなように、Ｆｅ含有金属間粒子は、例示的な加工方法による微細化を示す。図５は、連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、焼入れ、および５２５℃で５０％減少までの熱間圧延を含む例示的な加工方法に供されたＡＡ６４５１アルミニウム合金の一部分のＳＥＭ後方散乱画像である。Ｆｅ含有金属間粒子は、アルミニウムマトリックスよりも明るく見える。顕微鏡写真から明らかなように、Ｆｅ含有金属間粒子は、例示的な加工方法による微細化および球状化を示す。連続鋳造、５７０℃で５分間の溶体化処理、および５２５℃で５０％減少までの熱間圧延を含む例示的な加工方法によって得られた精製および球状化されたＦｅ含有金属間粒子は、望ましい機械的特性を有するアルミニウム合金を提供できる。
【００９２】
図７は、合金１において、例示的な加工状態が鉄含有（Ｆｅ含有）金属間粒子等価面積（μｍ２）をどのように制御し得るかを示すグラフである。Ｆｅ含有金属間粒子数密度（または頻度）を、対数正規分布においてＦｅ含有金属間粒子等価面積の関数としてプロットした。グラフから明らかなように、Ｆｅ含有金属間粒子の微細化は、溶体化温度の上昇および圧下量の増加に伴って増加している。例えば、５４０℃で２時間溶体化する例示的な方法に供し、熱間圧延しなかった（すなわち、厚さの減少が０％）（０％＋５４０Ｃ−２時間として示される）合金１の試料は、５６０℃で２時間溶体化する例示的な方法に供し、熱間圧延しなかった（すなわち、厚さの減少が０％）（０％＋５６０Ｃ−２時間として示される）合金１の試料よりも、１μｍ２未満の断面積を有するＦｅ含有金属間粒子のより低い密度を示した。５６０℃で２時間溶体化する例示的な方法に供し、減少が０％であった合金１の試料は、５６０℃で２時間溶体化する例示的な方法に供し、厚さが５０％減少するまで熱間圧延した（５０％＋５６０Ｃ−２時間として示される）合金１の試料よりも、１μｍ２未満の断面積を有するＦｅ含有金属間粒子のより低い密度を示した。５６０℃で２時間溶体化する例示的な方法に供し、厚さが５０％減少するまで熱間圧延した合金１の試料は、５６０℃で６時間溶体化する例示的な方法に供し、厚さが５０％減少するまで圧延した（５０％＋５６０Ｃ−６時間として示される）合金１の試料よりも、１μｍ２未満の断面積を有するＦｅ含有金属間粒子のより低い密度を示した。５６０℃で６時間溶体化する例示的な方法に供し、厚さが５０％減少するまで熱間圧延した合金１の試料は、５６０℃で６時間溶体化する例示的な方法に供し、厚さが７０％減少するまで圧延した（７０％＋５６０Ｃ−６時間として示される）合金１の試料よりも、１μｍ２未満の断面積を有するＦｅ含有金属間粒子のより低い密度を示した。溶体化時間および温度を増加させ、続いて厚さが少なくとも７０％減少するまで圧延することにより、連続鋳造および熱間圧延アルミニウム合金中のＦｅ含有金属間粒子を効果的に分解および球状化でき、ひいては高性能アルミニウム合金に大量のリサイクル材料を含有させることができる。
【００９３】
図８は、上記の例示的な合金２の機械的特性を示すグラフである。合金２の試料を、非リサイクル材料（「ＳＴＤ」と称される）およびリサイクル材料（「Ｈｉリサイクル」と称される）から連続的に鋳造した。次いで、合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを５７０℃で１分間溶体化し、ゲージが５０％減少するまで熱間圧延し、室温に水焼入れした。次いで、（図１Ａに示される工順１に従って）合金２を予熱炉中５３０℃で１時間予熱し、３５０℃に水焼入れし、３．５ｍｍまたは２．０ｍｍの最終ゲージに温間圧延し、４９０℃で０秒間溶体化し、水焼入れして、Ｔ４調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルからの試料をさらに人工的に時効して、Ｔ６調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。図８は、降伏強度（ＹＳ、各対の左ヒストグラム）、極限引張強度（ＵＴＳ、各対の右ヒストグラム）、一様伸び（ＵＥ、白丸）、および全伸び（ＴＥ、白菱形）を示す。少なくとも３０％のリサイクル材料内容物を含有する合金２の試料は、いずれの調質においても非リサイクル材料から鋳造された合金２の試料と同様の機械的特性を示した。同様に、２．０ｍｍゲージで提供される合金２の試料は、３．５ｍｍゲージで提供される合金２の試料と同様の機械的特性を示した。
【００９４】
図９は、上記の例示的な合金２の機械的特性を示すグラフである。合金２の試料を、非リサイクル材料（「ＳＴＤ」と称される）およびリサイクル材料（「Ｈｉリサイクル」と称される）から鋳造した。次いで、（図１Ｂに示される工順２に従って）合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを、５７０℃で１分間溶体化し、ゲージが５０％減少するまで熱間圧延し、水焼入れし、３．５ｍｍまたは２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延し、４９０℃で０秒間溶体化し、水焼入れして、Ｔ４調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルからの試料をさらに人工的に時効して、Ｔ６調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。図９は、降伏強度（ＹＳ、各対の左ヒストグラム）、極限引張強度（ＵＴＳ、各対の右ヒストグラム）、一様伸び（ＵＥ、白丸）、および全伸び（ＴＥ、白菱形）を示す。少なくとも３０％のリサイクル材料内容物を含有する合金２の試料は、いずれの調質においても非リサイクル材料から鋳造された合金２の試料と同様の機械的特性を示した。同様に、２．０ｍｍゲージで提供される合金２の試料は、３．５ｍｍゲージで提供される合金２の試料と同様の機械的特性を示した。
【００９５】
図１０は、合金２について降伏強度および曲げ角度を比較したグラフである。合金２の試料を、非リサイクル材料（「ＳＴＤ」と称される）およびリサイクル材料（「Ｈｉリサイクル」と称される）から連続的に鋳造した。次いで、合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを５７０℃で１分間溶体化し、ゲージが５０％減少するまで熱間圧延し、室温に水焼入れした。次いで、（図１Ａに示される工順１に従って）合金２を予熱炉中５３０℃で１時間予熱し、３５０℃に水焼入れし、３．５ｍｍまたは２．０ｍｍの最終ゲージに温間圧延し、４９０℃で０秒間溶体化し、水焼入れして、Ｔ４調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。さらに、（図１Ｂに示される工順２に従って）合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを連続的に鋳造し、５７０℃で１分間溶体化し、ゲージが５０％減少するまで熱間圧延し、水焼入れし、３．５ｍｍまたは２．０ｍｍの最終ゲージに冷間圧延し、４９０℃で０秒間溶体化し、水焼入れして、Ｔ４調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。両方の工順からの合金２の試料をさらに人工的に時効して、Ｔ６調質で合金２のＳＴＤおよび合金２のＨｉリサイクルを得た。図１０は、降伏強度（ＹＳ、ヒストグラム）および曲げ角度（ＶＤＡアルファ、白菱形）を示す。少なくとも３０％のリサイクル材料から鋳造された合金２の試料は、非リサイクル材料から鋳造された合金２の試料よりも低い曲げ角度を示した。さらに、加工工順２に供された合金２の試料は、加工工順１に供された合金２の試料よりも低い曲げ角度を示した。すべての曲げ角度試験を、試料を曲げる前に事前のひずみをかけずに、ＶＤＡ標準２３０−１００（２０１０）に従って実施した。示されたすべての曲げ角度は、アルミニウム合金製品における使用に許容できるとみなされた。
【００９６】
実施例３：直接チル鋳造アルミニウム合金
直接チル鋳造、均質化、および熱間圧延を含む上記の直接チル鋳造方法に従って、合金２から直接チル鋳造試料を製造して、アルミニウム合金ホットバンド（すなわち、合金２のホットバンド）を得た。合金２のホットバンドを、焼入れ、冷間圧延、溶体化、および人工時効にさらに供して、Ｔ６調質で合金２の製品試料を得た。合金２の製品試料の一部分を、予熱（例えば、約５６０℃に６時間加熱）を含む本明細書に説明される例示的な方法に供し、（例えば、合金２のホットバンド厚から厚さが７０％減少した）所望のゲージに熱間圧延することにより、例示的な合金２の製品試料を得、一部分を、本明細書に説明される方法に従って予熱または熱間圧延しないことにより、比較用の合金２の製品試料を得た。引張試験により、降伏強度に差がないことが明らかになった（例えば、比較用の合金２の製品試料は２９０ＭＰａの降伏強度を示し、例示的な合金２の製品試料は２９０ＭＰａの降伏強度を示した）。曲げ試験により、比較用の合金２の製品試料が８０°の内部曲げ角度を示し、例示的な合金２の製品試料が７０°の内部曲げ角度を示したため、例示的な合金２の製品試料の成形性の向上が明らかになった。結果は、本方法がＦｅ含有金属間粒子を効果的に分解して球状化し、少なくとも約３０％のリサイクルアルミニウム合金材料を含有する高性能アルミニウム合金を提供できることを示す。
【００９７】
上記に引用されたすべての特許、刊行物、および要約は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。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説明されている。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。多くの改変およびその適合は、以下の特許請求の範囲に定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者には容易に明らかであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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