УЛУЧШЕННЫЕ ПЛОТНЫЕ КОВКИЕ СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ СЕРИИ 7XXX И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
IMPROVED DENSE FORGED ALLOYS BASED ON 7XXX ALUMINUM AND METHODS FOR THEIR PRODUCTION

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[001] Данная заявка на патент испрашивает приоритет (a) предварительной заявки на патент США № 62/523128, поданной 21 июня 2017 г., под названием «IMPROVED THICK WROUGHT 7XXX ALUMINUM ALLOYS, AND METHODS FOR MAKING THE SAME» и (b) предварительной заявки на патент США № 62/571401, поданной 12 октября 2017 г., под названием «IMPROVED THICK WROUGHT 7XXX ALUMINUM ALLOYS, AND METHODS FOR MAKING THE SAME». Обе вышеуказанные заявки на патент включены в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[002] Данная заявка на патент относится к улучшенным продуктам из плотного ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx и к способам их получения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
См., например
The stress corrosion behaviour of high strength AIZnMg alloys
[003] Сплавы на основе алюминия пригодны в различных способах применения. Однако улучшение одного свойства сплава на основе алюминия без ухудшения другого свойства является трудным. Например, сложно увеличить прочность ковкого сплава на основе алюминия без отрицательного влияния на другие свойства, такие как трещиностойкость или стойкость к коррозии. Сплавы серии 7xxx (на основе Al–Zn–Mg) обладают склонностью к коррозии. , Bonn, W. Grubl, «», доклад, представленный на международной встрече Associazione Italiana di Metallurgie, «Aluminum Alloys in Aircraft Industries», Турин, октябрь 1976 г.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[004] В широком смысле данная заявка на патент относится к улучшенным продуктам из плотного ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx и к способам их получения. Новые продукты из плотного ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx («новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx») могут проявлять улучшенную комбинацию, среди прочих свойств, сопротивления растрескиванию под воздействием окружающей среды и по меньшей мере одного из прочности, удлинения и трещиностойкости.
2
[005] Новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат большие количества марганца. Было обнаружено, что марганец в комбинации с соответствующими количествами цинка, магния и меди способствует получению продуктов из плотного сплава на основе алюминия серии 7xxx, характеризующихся высокой устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Таким образом, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат (и в некоторых случаях состоят из или по сути состоят из) от 0,15 до 0,50 вес.% Mn в комбинации с 5,5–7,5 вес.% Zn, 0,95–2,20 вес.% Mg и 1,50–2,40 вес.% Cu. Новые продукты из ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, характеризуются толщиной, составляющей по меньшей мере 1,5 дюйма, и они могут характеризоваться толщиной, составляющей не более 12 дюймов, и проявлять устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды в поперечном (ST) направлении по ширине, при этом данная устойчивость является важной для аэрокосмической промышленности и других областей применения, особенно в таковых с нагрузкой на конструкции в поперечном (ST) направлении по ширине. Такой продукт из плотного ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, также обладает хорошими свойствами в отношении прочности, удлинения, трещиностойкости и сопротивления отклонению трещины. Таким образом, новые продукты из ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, характеризуются улучшенной комбинацией стойкости к коррозии и по меньшей мере одного из прочности, удлинения, трещиностойкости и сопротивления отклонению трещины. Помимо марганца, цинка, магния и меди, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx могут содержать обычные материалы для контроля структуры зерна, добавки, измельчающие зерно, и примеси. Например, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx могут содержать одно или более из Zr, Cr, Sc и Hf в качестве материалов для контроля структуры зерна (например, 0,05–0,25 вес.% каждого из одного или более из Zr, Cr, Sc и Hf), ограничивая общие количества данных элементов так, чтобы в сплаве не образовывались большие первичные частицы. В качестве другого примера, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx могут содержать не более 0,15 вес.% Ti в качестве добавки, измельчающей зерно, необязательно с некоторым количеством титана в форме TiB и/или TiC. Новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx могут содержать не более 0,20 вес.% Fe и не более 0,15 вес.% Si в качестве примесей. Могут применяться более низкие количества железа и кремния. Остальную часть новых продуктов из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, составляют алюминий и другие неизбежные примеси (отличные от железа и кремния).
[006] Как указано выше, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат от 0,15 до 0,50 вес.% Mn. Новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат достаточное количество марганца для способствования приданию сопротивления растрескиванию под воздействием окружающей среды (сопротивление EAC) новым продуктам из сплава на основе алюминия серии 7xxx. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,18 вес.% Mn для обеспечения сопротивления EAC. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,20 вес.% Mn. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,22 вес.% Mn. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,25 вес.% Mn. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,275 вес.% Mn.
[007] Количество марганца необходимо ограничивать для сдерживания придания чрезмерной чувствительности к закалке новым продуктам из сплава на основе алюминия серии 7xxx. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,45 вес.% Mn. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,40 вес.% Mn. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,375 вес.% Mn. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,35 вес.% Mn. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,325 вес.% Mn. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,30 вес.% Mn.
[008] Как указано выше, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат специально подобранные количества цинка, магния и меди в дополнение к марганцу для способствования приданию сопротивления EAC в комбинации с хорошими свойствами в отношении, среди прочих, прочности и/или трещиностойкости. В связи с этим новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат от 0,15 до 0,50 вес.% Mn, как например любые из пределов/диапазонов количества марганца, описанных выше, в комбинации с 5,5–7,5 вес.% Zn, 0,95–2,20 вес.% Mg и 1,50–2,4 вес.% Cu. В одном варианте осуществления новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат от 0,15 до 0,50 вес.% Mn, как например любые из пределов/диапазонов количества марганца, описанных выше, в комбинации с 5,5–7,2 вес.% Zn, 1,05–2,05 вес.% Mg и 1,5–2,2 вес.% Cu.
[009] Как указано выше, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат от 5,5 до 7,5 вес.% Zn. В одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 7,4 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 7,3 вес.% Zn. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 7,2 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 7,1 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 7,0 вес.% Zn. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 6,9 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 6,8 вес.% Zn. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 6,7 вес.% Zn. В одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 5,5 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 5,75 вес.% Zn. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 6,0 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 6,25 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 6,375 вес.% Zn. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 6,5 вес.% Zn.
[0010] Как указано выше, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат от 1,5 до 2,4 вес.% Cu. В одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,3 вес.% Cu. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,2 вес.% Cu. В одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,1 вес.% Cu. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,0 вес.% Cu. В одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,55 вес.% Cu. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,60 вес.% Cu. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,65 вес.% Cu. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,70 вес.% Cu. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,75 вес.% Cu. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,80 вес.% Cu.
[0011] Как указано выше, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержат от 0,95 до 2,2 вес.% Mg. В одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,05 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,15 вес.% Mg. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,25 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,35 вес.% Mg. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,40 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,45 вес.% Mg. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,50 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,55 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,60 вес.% Mg. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,65 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит по меньшей мере 1,70 вес.% Mg. В одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,15 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,10 вес.% Mg. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,05 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 2,00 вес.% Mg. В другом варианте осуществления новый сплав содержит не более 1,95 вес.% Mg. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит не более 1,90 вес.% Mg.
[0012] В одном варианте осуществления первый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 5,5–7,5 вес.% Zn, 1,7–2,2 вес.% Mg и 1,5–2,4 вес.% Cu. В одном варианте осуществления первый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 7,2 вес.% Zn или не более 7,0 вес.% Zn (например, для способствования обеспечения улучшенного сопротивления EAC). В одном варианте осуществления первый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 6,0–7,0 вес.% Zn.
[0013] В другом варианте осуществления второй продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 5,5–7,5 вес.% Zn, 1,35–1,7 вес.% Mg и 1,5–2,1 вес.% Cu. Первый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться, например, более высокой прочностью, чем второй продукт из сплава на основе алюминия, но возможно за счет сниженной трещиностойкости и/или сниженного удлинения. В одном варианте осуществления второй продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 7,2 вес.% Zn или не более 7,0 вес.% Zn (например, для способствования обеспечения улучшенного сопротивления EAC). В одном варианте осуществления второй продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 6,0–7,0 вес.% Zn.
[0014] В другом варианте осуществления третий продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 5,5–7,5 вес.% Zn, 1,7–2,2 вес.% Mg и 1,5–1,8 вес.% Cu. Данный третий продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может представлять собой зону с более низкой прочностью участка первого продукта из сплава на основе алюминия серии 7xxx. В одном варианте осуществления третий продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 7,2 вес.% Zn или не более 7,0 вес.% Zn (например, для способствования обеспечения улучшенного сопротивления EAC). В одном варианте осуществления третий продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 6,0–7,0 вес.% Zn.
[0015] В другом варианте осуществления четвертый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 5,5–7,5 вес.% Zn, 1,7–2,2 вес.% Mg и 1,8–2,0 вес.% Cu. Данный четвертый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может представлять собой зону со средней прочностью участка первого продукта из сплава на основе алюминия серии 7xxx. В одном варианте осуществления четвертый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 7,2 вес.% Zn или не более 7,0 вес.% Zn (например, для способствования обеспечения улучшенного сопротивления EAC). В одном варианте осуществления четвертый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 6,0–7,0 вес.% Zn.
[0016] В другом варианте осуществления пятый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 5,5–7,5 вес.% Zn, 1,7–2,2 вес.% Mg и 2,0–2,4 вес.% Cu. Данный пятый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может представлять собой зону с более высокой прочность участка первого продукта из сплава на основе алюминия серии 7xxx. В одном варианте осуществления пятый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 2,0–2,2 вес.% Cu. В одном варианте осуществления пятый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 7,2 вес.% Zn или не более 7,0 вес.% Zn (например, для способствования обеспечения улучшенного сопротивления EAC). В одном варианте осуществления пятый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит 6,0–7,0 вес.% Zn.
[0017] Третий продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может обладать более высокой ударной вязкостью и/или удлинением по сравнению с четвертым или пятым продуктами из сплава на основе алюминия. Четвертый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может обладать более высокой ударной вязкостью и/или удлинением по сравнению с пятым продуктом из сплава на основе алюминия.
[0018] В одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 2,9 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,0 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,1 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,2 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,3 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,35 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,4 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,45 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,5 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,55 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,6 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,65 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≥ 3,7 вес.%.
[0019] В одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≤ 4,5 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≤ 4,4 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≤ 4,3 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≤ 4,2 вес.%. В еще одном варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≤ 4,1 вес.%. В другом варианте осуществления новый сплав содержит такое общее количество меди и магния, что (вес.% Cu+вес.% Mg) ≤ 4,0 вес.%.
[0020] В одном варианте осуществления количества цинка, магния и меди в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx удовлетворяют соотношению: 2,362 ≤ Mg+0,429*Cu+0,067*Zn ≤ 3,062. В другом варианте осуществления количества цинка, магния и меди в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx удовлетворяют соотношению: 2,502 ≤ Mg+0,429*Cu+0,067*Zn ≤ 2,912. В еще одном варианте осуществления количества цинка, магния и меди в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx удовлетворяют соотношению: 2,662 ≤ Mg+0,429*Cu+0,067*Zn ≤ 3,062. В другом варианте осуществления количества цинка, магния и меди в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx удовлетворяют соотношению: 2,662 ≤ Mg+0,429*Cu+0,067*Zn ≤ 2,912. Любое из количеств цинка, магния и меди, описанных в предыдущих абзацах, может применяться в комбинации с показанными выше эмпирическими соотношениями.
[0021] В одном подходе количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет не более 5,25:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 5,25:1). В одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 5,00:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 5,00:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,75:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,75:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,60:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,60:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,50:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,50:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,40:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,40:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,35:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,35:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,30:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,30:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,25:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,25:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,20:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,20:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,15:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,15:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,10:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,10:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,00:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 4,00:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 3,95:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 3,95:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 3,90:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≤ 3,90:1).
[0022] В одном подходе количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,0:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≥ 3,0:1). В одном варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,25:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≥ 3,25:1). В другом варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,33:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≥ 3,33:1). В еще одном варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,45:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≥ 3,45:1). В другом варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,55:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≥ 3,55:1). В еще одном варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,60:1 (т. е. (вес.% Zn/вес.% Mg) ≥ 3,60:1).
[0023] Как указано выше, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать одно или более из Zr, Cr, Sc и Hf в качестве материалов для контроля структуры зерна (например, 0,05–0,25 вес.% каждого из одного или более из Zr, Cr, Sc и Hf), ограничивая общие количества данных элементов так, чтобы в сплаве не образовывались большие первичные частицы. Материалы для контроля структуры зерна, например, могут способствовать обеспечению подходящей структуры зерна (например, структуру нерекристаллизованного зерна). Если используются, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержит по меньшей мере 0,05 вес.% материалов для контроля структуры зерна. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07 вес.% материалов для контроля структуры зерна. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,09 вес.% материалов для контроля структуры зерна. Если используются, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержит не более 1,0 вес.% материалов для контроля структуры зерна. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,75 вес.% материалов для контроля структуры зерна. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,50 вес.% материалов для контроля структуры зерна. В одном варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна выбраны из группы, состоящей из Zr, Cr, Sc и Hf. В другом варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна выбраны из группы, состоящей из Zr и Cr. В другом варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr. В другом варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr.
[0024] В одном варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна включают как Zr, так и Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07 вес.% Zr и по меньшей мере 0,07 вес.% Cr, причем вес.% Zr плюс вес.% Cr равняется не более 0,40 вес.% (т. е. вес.% Zr+вес.% Cr ≤ 0,40 вес.%). В другом варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна включают как Zr, так и Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07 вес.% Zr и по меньшей мере 0,07 вес.% Cr, причем вес.% Zr плюс вес.% Cr равняется не более 0,35 вес.% (т. е. вес.% Zr+вес.% Cr ≤ 0,35 вес.%). В другом варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна включают как Zr, так и Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07 вес.% Zr и по меньшей мере 0,07 вес.% Cr, причем вес.% Zr плюс вес.% Cr равняется не более 0,30 вес.% (т. е. вес.% Zr+вес.% Cr ≤ 0,30 вес.%). В другом варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна включают как Zr, так и Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07 вес.% Zr и по меньшей мере 0,07 вес.% Cr, причем вес.% Zr плюс вес.% Cr равняется не более 0,25 вес.% (т. е. вес.% Zr+вес.% Cr ≤ 0,25 вес.%). В другом варианте осуществления материалы для контроля структуры зерна включают как Zr, так и Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07 вес.% Zr и по меньшей мере 0,07 вес.% Cr, причем вес.% Zr плюс вес.% Cr равняется не более 0,20 вес.% (т. е. вес.% Zr+вес.% Cr ≤ 0,20 вес.%). В любом из данных вариантов осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать по меньшей мере 0,09 вес.% по меньшей мере одного из Zr и Cr. В любом из таких вариантов осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать по меньшей мере 0,09 вес.% как Zr, так и Cr.
[0025] В одном варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,18 вес.% Zr. В другом варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,16 вес.% Zr. В еще одном варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,08 до 0,15 вес.% Zr. В другом варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,09 до 0,14 вес.% Zr. В вариантах осуществления, причем материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, содержит низкие количества Cr, Sc и Hf (например, ≤ 0,04 вес.% каждого из Cr, Sc и Hf). В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,03 вес.% каждого из Cr, Sc и Hf. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,02 вес.% каждого из Cr, Sc и Hf. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,01 вес.% каждого из Cr, Sc и Hf. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,005 вес.% каждого из Cr, Sc и Hf.
[0026] В одном варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,25 вес.% Cr. В другом варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,20 вес.% Cr. В еще одном варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,08 до 0,15 вес.% Cr. В другом варианте осуществления материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,10 до 0,15 вес.% Cr. В других вариантах осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит низкие количества Cr (например, ≤ 0,04 вес.% Cr). В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,03 вес.% Cr. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,02 вес.% Cr. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,01 вес.% Cr. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,005 вес.% Cr.
[0027] В некоторых вариантах осуществления новый сплав на основе алюминия серии 7xxx содержит низкие количества циркония (например, ≤ 0,04 вес.% Zr). В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,03 вес.% Zr. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,02 вес.% Zr. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,01 вес.% Zr. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит не более 0,005 вес.% Zr.
2
[0028] Как указано выше, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,15 вес.% Ti. Титан может применяться для способствования измельчению зерна во время литья, как например путем применения TiB или TiC. Можно также применять элементарный титан или можно его применять в качестве альтернативы. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx содержит от 0,005 до 0,025 вес.% Ti.
[0029] Как указано выше, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,15 вес.% Si и не более 0,20 вес.% Fe в качестве примесей. Количество кремния и железа может быть ограничено так, чтобы избежать отрицательного влияния на комбинацию прочности, трещиностойкости и сопротивления отклонению трещины. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,12 вес.% Si и не более 0,15 вес.% Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,10 вес.% Si и не более 0,12 вес.% Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,08 вес.% Si и не более 0,10 вес.% Fe в качестве примесей. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,06 вес.% Si и не более 0,08 вес.% Fe в качестве примесей. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,04 вес.% Si и не более 0,06 вес.% Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может содержать не более 0,03 вес.% Si и не более 0,05 вес.% Fe в качестве примесей.
[0030] Как указано выше, новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 1,5 до 12,0 дюйма. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 2,0 до 10,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 3,0 до 8,0 дюйма (7,62–20,3 см). В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 1,5 до 8,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 1,5 до 6,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 1,5 до 4,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 2,0 до 8,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 2,0 до 6,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 3,0 до 6,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 4,0 до 10,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 4,0 до 8,0 дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется толщиной, составляющей от 4,0 до 6,0 дюйма.
[0031] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx представляет собой прокатный продукт (например, листовой продукт). В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx представляет собой экструдированный продукт. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx представляет собой кованый продукт (например, кованый вручную продукт, кованый в штампах продукт).
[0032] Как указано выше, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx могут обладать улучшенной комбинацией свойств. В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 63 тыс. фунтов/кв. дюйм согласно ASTM E8 и B557. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 64 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 65 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 66 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 67 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 68 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 69 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 70 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 71 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 72 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (L), составляющим по меньшей мере 73 тыс. фунтов/кв. дюйм.
[0033] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 57 тыс. фунтов/кв. дюйм согласно ASTM E8 и B557. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 58 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 59 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 60 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 61 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 62 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 63 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 64 тыс. фунтов/кв. дюйм. В еще одном варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 65 тыс. фунтов/кв. дюйм. В другом варианте осуществления продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx может характеризоваться типичным пределом текучести при растяжении (ST), составляющим по меньшей мере 66 тыс. фунтов/кв. дюйм.
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
[0034] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 25 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма согласно ASTM E8 и E399–12. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 27 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 28 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 29 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 30 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 31 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 32 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 33 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 34 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 35 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 36 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 37 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 38 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 39 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 40 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 41 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 42 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 43 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 44 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (L–T) K, составляющей по меньшей мере 45 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма.
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
[0035] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 20 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма согласно ASTM E8 и E399–12. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 22 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 24 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 26 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 28 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 30 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 32 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 34 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 36 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 38 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S–L) K, составляющей по меньшей мере 40 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма.
[0036] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 8% согласно ASTM E8 и B557. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 9%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 10%. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 11%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 12%. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 13%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 14%. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 15%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (L), составляющим по меньшей мере 16%.
[0037] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 3% согласно ASTM E8 и B557. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 4%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 5%. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 6%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 7%. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 8%. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 9%. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным удлинением (ST), составляющим по меньшей мере 10%.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
макс.–откл.
[0038] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 25 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 27 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 29 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 31 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 33 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 35 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 37 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 39 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 41 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 43 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 45 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 47 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В еще одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 49 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением отклонению трещины L–S (K), составляющим по меньшей мере 50 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма.
[0039] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 80 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 100 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 120 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 140 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 160 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 180 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 200 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 220 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 240 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 260 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 280 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 85% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 300 дней.
[0040] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 90 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 120 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 150 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 180 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 210 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 240 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 270 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 300 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 330 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 360 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 390 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 420 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 450 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 480 дней. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичным сопротивлением EAC при 60% TYS–ST, составляющим по меньшей мере 500 дней.
[0041] Как указано выше, новые продукты из плотного сплава на основе алюминия серии 7xxx могут быть подходящими в качестве деталей в различных областях применения в аэрокосмической промышленности. В одном варианте осуществления продукт из сплава представляет собой структурный компонент для аэрокосмической промышленности. Структурный компонент самолета может представлять собой любой из верхней части крыла (обшивки), верхнего стрингера крыла, верхней обшивки крыла с интегральными стрингерами, лонжерона, полки лонжерона, стенки лонжерона, нервюры, башмака нервюры или стенки нервюры, элементов жесткости, каркасов, компонентов шасси (например, цилиндров, тележек), передних подкосов, шпангоутов, сборок направляющей закрылки, фюзеляжа и рам ветрового стекла, траверсы шасси, боковых подкосов, узлов креплений, компонента фюзеляжа (например, обшивки фюзеляжа) и компонентов для космической промышленности (например, для ракет и других транспортных средств, которые могут покинуть атмосферу Земли). В одном варианте осуществления продукт из сплава представляет собой бронирующий компонент (например, в механическом транспортном средстве). В одном варианте осуществления продукт из сплава применяют в нефтегазовой промышленности (например, в качестве труб, структурных компонентов). В одном варианте осуществления продукт из сплава представляет собой блок пресс–формы большой толщины/продукт в виде плиты пресс–формы (например, для формования посредством литья под давлением). В одном варианте осуществления продукт из сплава представляет собой продукт, предназначенный для автомобильных устройств.
[0042] Новые продукты из плотного сплава на основе алюминия серии 7xxx могут быть преобразованы в кованые продукты посредством литья сплава на основе алюминия любого из вышеуказанных составов в слиток или заготовку с последующим подверганием гомогенизации слитка или заготовки. Гомогенизированный слиток или заготовку можно обработать путем прокатки, экструзии или ковки до конечной толщины, как правило, посредством горячей технологической обработки, необязательно с некоторым количеством холодной технологической обработки. Продукт с конечной толщиной можно подвергать термической обработке с образованием твердого раствора, а затем закалке, а затем снятию напряжений (например, путем растяжения или сжатия), а затем подвергать искусственному состариванию.
[0043] Помимо традиционных кованых продуктов новые сплавы на основе алюминия серии 7xxx могут быть превращены в литые изделия с конкретной формой или путем аддитивного производства в изготовленные посредством аддитивного производства продукты. Изготовленные посредством аддитивного производства продукты можно применять в исходном виде или можно затем обработать, например, обработать посредством механической, термической или термомеханической обработки.
Определения
[0044] Как применяется в данном документе, «типичный предел текучести при растяжении в продольном направлении (L)» или TYS(L) определяется в соответствии с ASTM B557–10 и путем измерения предела текучести при растяжении (TYS) в продольном направлении (L) в положении T/4 по меньшей мере трех различных партий материала, и при этом образцы по меньшей мере в двух повторностях подвергают тестированию для каждой партии для, в целом, по меньшей мере 6 различных измеренных значений для образца, при этом типичный TYS(L) представляет собой среднее по меньшей мере 6 различных измеренных значений для образца. Типичное удлинение (L) измеряют во время испытания на растяжение в продольном направлении.
[0045] Как применяется в данном документе, «типичный предел текучести при растяжении в продольном направлении (ST)» или TYS(ST) определяется в соответствии с ASTM B557–10 и путем измерения предела текучести при растяжении (TYS) в поперечном (ST) направлении по ширине по меньшей мере трех различных партий материала, и при этом образцы по меньшей мере в двух повторностях подвергают тестированию для каждой партии для, в целом, по меньшей мере 6 различных измеренных значений для образца, при этом типичный TYS(ST) представляет собой среднее по меньшей мере 6 различных измеренных значений для образца. Образцы для испытания при растяжении в поперечном направлении по ширине отбирали так, что средняя точка рабочего участка совпадала с плоскостью средней толщины листа. Типичное удлинение (ST) измеряют во время испытания на растяжение в поперечном направлении по ширине.
IC
IC
IC
[0046] Как применяется в данном документе, «типичная вязкость разрушения при плоской деформации (L–T) (K)» определяется в соответствии с ASTM E399–12 путем измерения вязкости разрушения при плоской деформации в направлении L–T в положении T/4 по меньшей мере трех различных партий материала с применением образца C(T), причем «W» составляет 4,0 дюйма, и причем «B» составляет 2,0 дюйма для продуктов с толщиной, составляющей по меньшей мере 2,0 дюйма, и при этом «B» составляет 1,5 дюйма для продуктов с толщиной, составляющей менее 2,0 дюйма, при этом образцы по меньшей мере в двух повторностях подвергают тестированию для каждой партии для, в целом, по меньшей мере 6 различных измеренных значений для образца, и при этом типичная вязкость разрушения при плоской деформации (L–T) (K) представляет собой среднее по меньшей мере 6 различных допустимых измеренных значений K для образца.
IC
IC
IC
[0047] Как применяется в данном документе, «типичная вязкость разрушения при плоской деформации (S–L) (K)» определяется в соответствии с ASTM E399–12 путем измерения вязкости разрушения при плоской деформации в направлении S–L в положении T/2 по меньшей мере трех различных партий материала с применением образца C(T), причем «W» и «B» указаны в представленной ниже таблице, при этом образец по меньшей мере в двух повторностях подвергают тестированию для каждой партии для, в целом, по меньшей мере 6 различных измеренных значений для образца, и при этом типичная вязкость разрушения при плоской деформации (S–L) (K) представляет собой среднее по меньшей мере 6 различных допустимых измеренных значений K для образца.
Параметры образца для измерения в направлении S–L
Толщина продукта
«W»
«B»
≥ 5,0 дюйма
4,0 дюйма
2,0 дюйма
от < 5,0 дюйма до ≥ 3,8 дюйма
3,0 дюйма
1,5 дюйма
от < 3,8 дюйма до ≥ 3,2 дюйма
2,5 дюйма
1,25 дюйма
от < 3,2 дюйма до ≥ 2,6 дюйма
2,0 дюйма
1,0 дюйма
от < 2,6 дюйма до ≥ 2,0 дюйма
1,5 дюйма
0,75 дюйма
от < 2,0 дюйма до ≥ 1,5 дюйма
1,0 дюйма
0,5 дюйма
макс.–откл.
цитата
[0048] Свойства в отношении типичного сопротивления отклонению трещины L–S (K) подлежат определению согласно процедуре, описанной в публикации заявки на совместный патент США № 2017/0088920, абзац 0058, при этом процедура включена в данный документ посредством ссылки, : (a) размер «W» образца будет составлять 2,0 дюйма (5,08 см), (b) образец будет расположен по центру в T/2 (относительно вершины надреза) и (c) тестовые образцы можно подвергать тестированию в лабораторном воздухе в противоположность воздуху с высокой влажностью.
см., например,
[0049] Как применяется в данном документе, «сопротивление EAC» тестируют согласно ASTM G49 и согласно условиям, определенным ниже. По меньшей мере три образца в поперечном (ST) направлении по ширине отбирали посредине толщины конечного продукта и между W/4 и 3W/4 конечного продукта. Извлеченные образцы затем подвергали механической обработке с получением образцов для испытания на растяжение согласно ASTM E8 и с размерами, соответствующими показанным на ФИГ. 3 (размеры на ФИГ. 3 представлены в дюймах). Если толщина конечного продукта составляет по меньшей мере 2,25 дюйма, то длина образца для испытания на растяжение составляет 2,00 дюйма, как показано на ФИГ. 3. Если толщина конечного продукта составляет от 1,50 дюйма до менее 2,25 дюйма, то длина образца должна составлять по меньшей мере 1,25 дюйма и должны быть как можно более близкой к 2,00 дюйма. Перед тестированием образцы для испытания на растяжение необходимо очистить/обезжирить путем промывания в ацетоне. Образцы для испытания на растяжение затем подвергают деформации в поперечном направлении по ширине при 85% или 60% их предела текучести при растяжении ST (прочность измеряют при комнатной температуре). Применяемое приспособление для прикладывания напряжения является типом приспособления с постоянной деформацией согласно ASTM G49, раздел 7.2.2 ( ФИГ. 4a ASTM G49). Подвергнутые деформации образцы затем помещают в камеру с контролируемой атмосферой с воздухом при относительной влажности 85% (без добавок к воздуху, как например хлоридов) и температуре 70°C. По меньшей мере три образца необходимо подвергать тестированию. «Типичное сопротивление EAC» представляет собой самое меньшее количество дней до разрушения по меньшей мере трех образцов. Например, если образец A разрушается через 76 дней, но образцы B и C разрушаются через 140 и 180 дней, соответственно «типичное сопротивление EAC» составляет 76 дней. Разрушение происходит, когда образец разламывается на две половины либо вдоль рабочей длины, либо по одной боковой стороне образца, примыкающей к рабочей длине. Случаи разрушения по боковой стороне статистически эквивалентны случаям разрушения по рабочей длине. Случаи разрушения резьбы не включены при определении типичного сопротивления EAC. Разрушение резьбы происходит, когда трещины возникают в резьбовом конце образца, а не по рабочей длине. Случаи разрушения резьбы, как правило, не являются выявляемыми, пока образец не будет удален из приспособления для прикладывания напряжения.
[0050] Термин «квадратный корень» может быть сокращен в данном документе как «корень кв.».
[0051] Во всем описании и формуле изобретения следующие термины принимают значения, явно указанные в данном документе, если контекст явно не предусматривает иное. Выражения «в одном варианте осуществления» и «в некоторых вариантах осуществления», которые используются в данном документе, не обязательно относятся к одному и тому же варианту(вариантам) осуществления, хотя такая возможность существует. Кроме того, выражения «в другом варианте осуществления» и «в некоторых вариантах осуществления», которые используются в данном документе, не обязательно относятся к отличному варианту осуществления, хотя такая возможность существует. Таким образом, как описано ниже, различные варианты осуществления изобретения могут быть легко объединены без отступления от объема или сущности настоящего изобретения.
[0052] Кроме того, как применяется в данном документе, термин «или» является включительным оператором «или» и эквивалентен термину «и/или», если контекст явно не предусматривает иное. Термин «на основе» не является исключительным и позволяет основываться на дополнительных не описанных факторах, если контекст явно не предусматривает иное. Кроме того, по всему описанию формы единственного числа включают ссылки на формы множественного числа, если контекст явно не предусматривает иное. Значение «в» включает «в» и «на», если контекст явно не предусматривает иное.
[0053] Хотя описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что эти варианты осуществления являются исключительно иллюстративными и не ограничивающими, и что многие модификации будут очевидными для специалиста средней квалификации в данной области техники. Более того, если контекст явно не требует иного, различные стадии можно проводить в любом требуемом порядке, и любые применяемые стадии можно добавлять и/или исключать.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0054] ФИГ. 1 представляет собой график, демонстрирующий свойства в отношении сопротивления EAC сплавов из примера 1 при 85% от их TYS–ST.
[0055] ФИГ. 2 представляет собой график, демонстрирующий свойства в отношении сопротивления EAC сплавов из примера 1 при 60% от их TYS–ST.
[0056] ФИГ. 3 представляет собой изображение образца для испытания на растяжение для тестирования свойств в отношении сопротивления EAC.
[0057] ФИГ. 4 представляет собой график, демонстрирующий свойства в отношении сопротивления EAC сплавов из примера 3 при 85% от их TYS–ST.
[0058] ФИГ. 5 представляет собой график, демонстрирующий свойства в отношении сопротивления EAC сплавов из примера 3 при 60% от их TYS–ST.
[0059] ФИГ. 6 представляет собой график, демонстрирующий свойства в отношении сопротивления EAC сплавов из примера 4 при 85% от их TYS–ST.
[0060] ФИГ. 7 представляет собой график, демонстрирующий свойства в отношении сопротивления EAC сплавов из примера 4 при 60% от их TYS–ST.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Пример 1
[0061] Различные сплавы на основе алюминия серии 7xxx отливали в слитки толщиной шесть дюймов (15,24 см) (номинальная). Фактические составы отлитых слитков показаны в таблице 1 ниже. 7085–LS представляет собой лабораторную версию традиционного сплава на основе алюминия, зарегистрированного в Ассоциации алюминиевой промышленности как сплав на основе алюминия 7085. Зарегистрированная версия сплава 7085 содержит, среди прочего, 0,08–0,15 вес.% Zr, не более 0,04 вес.% Mn и не более 0,04 вес.% Cr, как показано в документе «International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys», Ассоциации алюминиевой промышленности (2009), страница 12. Совместный патент США № 6972110 (среди прочих) также относится к сплаву 7085. Сплавы 1–7 представляют собой новые сплавы с более низкими количествами цинка (Zn) и/или также с марганцем (Mn).
Таблица 1. Состав сплавов из примера 1 (вес.%). Полученные в лаборатории материалы
<b>Сплав</b>
<b>Si</b>
<b>Fe</b>
<b>Cu</b>
<b>Mn</b>
<b>Mg</b>
<b>Cr</b>
<b>Zn</b>
<b>Ti</b>
<b>Zr</b>
1
0,02
0,04
1,68
0,23
1,55
––
7,42
0,03
0,11
2
0,02
0,05
1,59
0,35
1,47
––
6,48
0,03
0,11
3
0,02
0,04
1,62
0,35
1,39
0,12
6,43
0,02
0,11
4
0,03
0,04
1,74
0,34
1,34
––
7,44
0,03
0,10
5
0,02
0,04
1,67
0,36
1,33
0,15
7,52
0,02
0,11
6
0,02
0,04
1,92
0,36
1,53
––
6,41
0,02
0,11
7
0,02
0,04
1,69
0,35
1,71
––
6,43
0,02
0,11
7085–LS
0,02
0,04
1,67
––
1,51
––
7,64
0,02
0,11
см.
Остальную часть каждого сплава составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 вес.% каждого, ≤ 0,10 вес.% в целом). После литья со слитков снимали напряжение, их распиливали на несколько секций, нарезали, гомогенизировали, а затем подвергали горячей прокатке с получением листа с конечной толщиной приблизительно 1,75 дюйма (4,445 см). Листы из сплава затем подвергали термообработке с образованием твердого раствора, и затем подвергали закалке горячей водой в воде при 190ºF (87,8ºC) для имитации условий охлаждения в T/2 (средина толщины) для 5 дюймового листа относительно закалки холодной водой (температуры окружающей среды). Листы затем растягивали на приблизительно 2,25% и затем подвергали искусственному состариванию. В таблице 2, ниже представлены условия состаривания для различных сплавов. Образцы сплавов 4, 6 и 7 подвергали состариванию с применением двух различных процедур состаривания. Листы из 7085 подвергали состариванию до маркировки типа T7451 или типа T7651 (, ANSI H35.1, AMS–4329A).
Таблица 2. Процедура состаривания для различных сплавов
<b>Сплав</b>
<b>Процедура состаривания</b>
Сплав 1
6 ч./250F+14–15 ч./310F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 2
6 ч./250F+10–11 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 3
6 ч./250F+7 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 4–1
6 ч./250F+6–7 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 4–2
6 ч./250F+10 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 5
6 ч./250F+4–5 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 6–1
6 ч./250F+12–13 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 6–2
6 ч./250F+13–14 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 7–1
6 ч./250F+14–15 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 7–2
6 ч./250F+16–17 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
макс.–откл.
макс.
[0062] Затем тестировали различные свойства листов из сплава на основе алюминия. Более конкретно, тестировали свойства в отношении прочности и удлинения в соответствии с ASTM E8 и B557 в положении T/2 материала. Свойства в отношении вязкости разрушения при плоской деформации тестировали в направлении L–T и в соответствии с ASTM E399 с применением образца C(T), взятого из положения T/2 материала, причем размер «B» образца составлял 0,25 дюйма (6,35 мм) и размер «W» образца составлял 2,5 дюйма (63,5 мм). Свойства в отношении типичного сопротивления отклонению трещины L–S (K) определяли согласно процедуре, описанной в публикации заявки на совместный патент США № 2017/0088920, абзац 0058, при этом процедура включена в данный документ посредством ссылки, за исключением того, что для данного примера 1, размер «W» образца составлял 1,3 дюйма (33,02 мм). Тест начинали с применением K примерно 20 тыс. фунтов/кв. дюйм√дюйма.
[0063] Результаты теста показаны в таблице 3 ниже. Показанные значения для прочности и удлинения представляют собой средние значения для образцов в двух повторностях. Значения для трещиностойкости взяты из одного образца. Значения для отклонения трещины представляют собой средние значения для образцов в трех повторностях.
Таблица 3. Измеренные свойства
<b>Сплав</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>K</b><sub><b>макс.–откл.</b></sub><b> (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>K</b><sub><b>Q</b></sub><b> L–T (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
1
71,2
77,9
13,5
64,5
75,9
9,4
29,4
32,0
2
67,3
75,3
15,0
60,5
72,8
10,2
40,9
39,7
3
66,4
74,5
14,5
61,9
73,4
10,2
45,3
42,5
4–1
70,9
77,2
14,0
63,7
75,0
10,2
31,6
34,9
4–2
65,8
73,2
13,3
59,8
71,2
10,2
н. д.
н. д.
5
68,2
75,6
14,0
61,1
72,8
10,9
41,4
41,0
6–1
68,9
77,2
14,0
61,8
74,4
10,2
32,4
37,9
6–2
67,0
75,7
12,5
60,2
72,8
10,9
н. д.
н. д.
7–1
69,0
77,5
14,0
62,2
74,8
9,4
34,6
38,3
7–2
65,7
75,0
14,1
60,0
73,1
10,9
н. д.
н. д.
7085 (LS) (T7451)
69,6
76,6
15,5
64,3
74,7
9,4
33,5
36,2
7085 (LS) (T7651)
74,1
79,9
14,0
67,2
77,3
9,4
27,0
36,2
[0064] Также тестировали сопротивление EAC материалов, при этом результаты показаны в таблицах 4a–4b ниже. Дни в тесте указаны для материалов, которые еще не разрушились (T=все еще в тесте в течение указанного числа дней).
Таблица 4a. Свойства в отношении EAC – первый тест
<b>Сплав</b>
<b>Напряжение (% TYS–ST)</b>
<b>Напряжение (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Напряжение (МПа)</b>
<b>70°C/85% RH</b>
<b>Количество дней тестирования</b>
<b>Количество дней до разрушения</b>
Повт. 1
Повт. 2
Повт. 3
2
60
36,3
250
697
592
н. д.
T
85
51,4
354
––
291
199
178
4–1
60
38,2
263
––
н. д.
н. д.
38
85
54,1
373
––
н. д.
35
н. д.
6–1
60
37,1
256
697
604
T
T
85
52,5
362
––
221
312
337
7–1
60
37,4
258
697
T
T
611
85
52,9
365
––
н. д.
220
н. д.
7085 (LS)–T7451
60
38,2
263
––
119
46
53
85
54,1
373
––
46
53
44
Таблица 4b. Свойства в отношении EAC – второй тест
<b>Сплав</b>
<b>Напряжение (% TYS–ST)</b>
<b>Напряжение (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Напряжение (МПа)</b>
<b>70°C/85% RH</b>
<b>Количество дней тестирования</b>
<b>Количество дней до разрушения</b>
<b>Повт. 1</b>
<b>Повт. 2</b>
<b>Повт. 3</b>
1
60
38,7
267
––
192
282
н. д.
85
54,8
378
––
84
106
147
3
60
37,2
256
533
T
T
480
85
52,7
363
––
198
н. д.
333
4–2
60
35,8
247
––
66
105
156
85
50,7
350
––
51
53
63
5 (тест 1)
60
36,9
254
––
144
189
169
85
52,2
360
––
79
66
87
5 (тест 2)
60
36,6
252
––
130
206
291
85
51,8
357
––
120
137
127
6–2
60
36,1
249
533
T
T
T
85
51,2
353
––
326
518
326
7–2
60
36
248
533
T
T
T
85
51
352
533
T
T
441
7085 (LS)–T7651
60
40,3
278
––
73
123
109
85
57
393
––
39
45
51
7085 (LS)–T7451
60
38,5
265
––
120
106
129
85
54,5
376
––
60
53
60
«Н. д.» означает, что данные для образца не применимы из–за разрушения резьбы.
[0065] Как показано, новые сплавы с марганцем и с цинком, магнием и медью в пределах объема формулы 2,362 ≤ Mg+0,429*Cu+0,067*Zn ≤ 3,062 характеризуются улучшенной комбинацией свойств, в том числе свойства в отношении сопротивления EAC по сравнению с традиционными материалами из 7085. Эти данные также указывают на то, что применение Zn/Mg (соотношение в вес.%), составляющего не более 5,25:1, в сочетании с применением марганца может привести к улучшенной комбинации свойств.
[0066] В качестве сравнения, также измеряли механические свойства и сопротивление EAC полученных на производстве материалов из 7050 и 7085 с маркировкой T7451 и T7651, при этом результаты представлены в таблицах 5a–5b ниже.
Таблица 5a. Данные механических свойств для полученных на производстве материалов
<b>Сплав –маркировка</b>
<b>Толщина (дюйм)</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>Kмакс.–откл. (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>KQ L–T (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
7085–T7651
4,331
73,8
76,6
12,1
67,4
77,0
5,95
н. д.
н. д.
7085–T7451
4,3
71,2
74,8
15,1
66,0
76,0
7,85
н. д.
н. д.
7050–T7651
5,42
68,2
76,0
12,5
60,9
72,4
8
27,5
33,4
7050–T7451
3,92
68,9
77,2
12,45
62,9
74,4
5,8
н. д.
н. д.
Таблица 5b. Данные в отношении EAC для полученных на производстве материалов
<b>Сплав/ маркировка</b>
<b>Толщи</b><b>на (дюйм)</b>
<b>Напряжение (% TYS–ST)</b>
<b>Напряжение (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Напряжение (МПа)</b>
<b>70°C/85% RH</b>
<b>Количество дней тестирования</b>
<b>Количество дней до разрушения</b>
Повт. 1
Повт. 2
Повт. 3
Повт. 4
Повт. 5
7085–T7651
4,331
60
40,5
279
––
68
н. д.
42
н. д.
39
85**
57,4
396
––
35
26
57
43
н. д.
7085–T7451
4,3
60
39,6
273
––
92
71
46
53
92
85
56,1
387
––
57
42
56
н. д.
46
7050–T7651
5,42
50
30,45
210
614
T
T
T
T
T
85
51,765
357
––
203
401
260
246
147
7050–T7451
3,92
60
37,7
260
––
292
180
540
393
330
85
53,4
368
––
292
292
386
162
469
** Три дополнительных повторности данного материала разрушились через 18, 14 и 26 дней.
Как показано в таблицах 5a–5b, сопротивление EAC традиционных материалов из 7085 соответствуют результатам полученных в лаборатории материалов.
[0067] На ФИГ. 1–2 проиллюстрированы результаты в виде зависимости предела прочности при растяжении от EAC. Как показано, сплавы, обладающие составом в пределах диапазонов, определенных в данном документе, характеризуются улучшенной комбинацией сопротивления EAC и прочности. Полученные на производстве материалы указаны с помощью обозначения PP. Полученные в лаборатории материалы указаны с помощью обозначения LS. Полученные на производстве материалы имеют темные края на маркерах данных.
Пример 2
[0068] Дополнительный тест проводили в отношении сплавов 2, 3, 6 и 7 из примера 1. Более конкретно, образцы сплавов 2, 3, 6 и 7 подвергали искусственному состариванию в различных условиях, после чего тестировали механические и коррозионные свойства. Условия состаривания и результаты показаны в таблицах 6–8 ниже.
Таблица 6. Процедуры состаривания для сплавов из примера 2
<b>Сплав</b>
<b>Процедура состаривания</b>
Сплав 2
6 ч./250F+7–8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 3
6 ч./250F+2 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 6
6 ч./250F+10–11 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Сплав 7
6 ч./250F+12 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Таблица 7. Измеренные свойства – пример 2
<b>Сплав</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>K</b><sub><b>макс.–откл.</b></sub><b> (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>K</b><sub><b>Q</b></sub><b> L–T (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
2
68,5
76,3
11,7
61,6
73,7
9,4
32,3
37,3
3
69,8
77,4
12,5
62,4
74,5
11,7
31,7
43,7
6
68
76
12,5
60
73
9,4
31,8
36,4
7
69
78
12,5
62
75
9,4
31,8
37,3
Таблица 8. Свойства в отношении EAC – пример 2
<b>Сплав</b>
<b>Напряжение (% TYS–ST)</b>
<b>Напряжение (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Напряжение (МПа)</b>
<b>70°C/85% RH</b>
<b>Количество дней тестирования</b>
<b>Количество дней до разрушения</b>
Повт. 1
Повт. 2
Повт. 3
2
60
37
255
449
T
424
412
85
52,4
361
449
T
197
190
3
60
37,4
258
449
T
288
291
85
53
365
449
T
137
н. д.
6
60
36,2
250
449
T
T
T
85
51,3
354
449
T
T
T
7
60
37,4
258
449
T
T
70
85
53
365
––
242
344
340
[0069] Как показано, сплавы 2, 3, 6 и 7 обеспечивают достижение улучшенной комбинации механических и коррозионных свойств по сравнению с традиционным сплавом 7085–T7451.
Пример 3. Дополнительный тест в отношении полученных в лаборатории материалов
[0070] Различные сплавы на основе алюминия серии 7xxx отливали в слитки толщиной шесть дюймов (15,24 см) (номинальная). Фактические составы отлитых слитков показаны в таблице 9 ниже. Также получали традиционные сплавы 7085 и 7050.
Таблица 9. Состав сплавов из примера 3 (вес.%). Полученные в лаборатории материалы
<b>Сплав</b>
<b>Si</b>
<b>Fe</b>
<b>Cu</b>
<b>Mn</b>
<b>Mg</b>
<b>Cr</b>
<b>Zn</b>
<b>Ti</b>
<b>Zr</b>
7085
0,02
0,03
1,64
––
1,52
––
7,59
0,02
0,11
7050
0,05
0,08
2,22
––
2,09
––
6,10
0,02
0,11
8
0,02
0,03
1,69
0,36
1,29
––
6,55
0,02
0,11
9
0,03
0,03
1,89
0,35
1,30
––
6,49
0,02
0,11
10
0,02
0,03
2,10
0,36
1,31
––
6,57
0,02
0,11
11
0,02
0,03
2,06
0,34
1,55
––
5,98
0,02
0,12
Остальную часть каждого сплава составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 вес.% каждого, ≤ 0,10 вес.% в целом). Затем слитки подвергали горячей прокатке до конечной толщины 1,75 дюйма, а затем подвергали термической обработке с образованием твердого раствора, а затем подвергали закалке горячей водой для имитации условий охлаждения в T/2 (средина толщины) для листа толщиной примерно 8 дюймов. Листы затем растягивали на приблизительно 2,25% и затем подвергали искусственному состариванию, после чего тестировали механические и коррозионные свойства. Условия состаривания и результаты показаны в таблицах 10–13 ниже.
макс.–откл.
[0071] Для данного примера 3, применяли те же стандарты для теста, что и для примера 1 для прочности, трещиностойкости, сопротивления EAC и сопротивления отклонению трещины L–S (K). Показанные значения для прочности и удлинения представляют собой средние значения для образцов в двух повторностях. Значения для трещиностойкости взяты из одного образца. Значения для отклонения трещины представляют собой средние значения для образцов в трех повторностях.
Таблица 10. Процедуры состаривания для сплавов из примера 2
<b>Сплав</b>
<b>Процедура состаривания 1</b>
<b>Процедура состаривания 2</b>
7085
Оба T7451
7050
Оба T7651
8
6 ч./250F+6,2 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
6 ч./250F+8,8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
9
6 ч./250F+6,8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
6 ч./250F+9,8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
10
6 ч./250F+6,8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
6 ч./250F+9,8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
11
6 ч./250F+7,3 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
6 ч./250F+11,1 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
Таблица 11. Механические свойства сплавов из примера 3 – процедура состаривания 1
<b>Сплав</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>Kмакс.–откл. (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>KQ L–T (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
7085
68,7
76,0
14,1
62,3
73,3
9,4
28,1
35,3
7050
61,6
72,3
11,7
56,3
70,4
9,4
26,6
30,7
8
71,1
77,6
12,5
63,4
74,4
10,9
28,9
36,0
9
70,2
77,1
12,5
62,0
73,6
10,9
25,9
35,2
10
71,9
78,5
12,5
63,1
74,6
8,6
27,7
35,7
11
71,0
78,6
11,7
62,5
74,2
7,8
25,4
32,7
Таблица 12. Механические свойства сплавов из примера 3 – процедура состаривания 2
<b>Сплав</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>Kмакс.–откл. (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>KQ L–T (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
7085
68,5
75,9
14,1
62,0
73,4
10,9
31,9
36,1
7050
61,2
72,2
12,5
56,2
70,3
10,2
29,0
28,2
8
66,9
74,4
13,3
59,0
71,2
10,9
30,4
40,7
9
66,7
74,4
14,9
59,2
71,4
10,2
30,8
38,2
10
66,2
74,3
13,3
59,0
71,4
10,2
32,6
40,0
11
67,6
76,2
14,1
60,4
71,8
7,1
29,6
36,0
Таблица 13. Свойства в отношении EAC – пример 3
<b>Сплав – состаривание</b>
<b>Напряже</b><b>ние (% TYS –ST)</b>
<b>Напряже</b><b>ние (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм)</b>
<b>Напряжение (МПа)</b>
<b>70°C/85% RH</b>
<b>Количество дней тестирования</b>
<b>Количество дней до разрушения</b>
<b>Повт. 1</b>
<b>Повт. 2</b>
<b>Повт. 3</b>
7085–T7451
60
37,4
258
––
175
187
301
85
53
365
––
79
98
н. д.
7085–T7451
60
37,2
256
––
н. д.
н. д.
173
85
52,7
363
––
н. д.
79
н. д.
7050–T7651
60
33,8
233
301
T
T
T
85
47,9
330
301
T
T
T
7050–T7651
60
33,7
232
301
T
T
T
85
47,8
330
301
T
T
T
Сплав 8– состаривание 1
60
38
262
––
н. д.
56
159
85
53,9
372
––
н. д.
н. д.
68
Сплав 8 –Состаривание 2
60
35,4
244
301
T
259
243
85
50,2
346
––
н. д.
146
121
Сплав 9 –Состаривание 1
60
37,2
256
––
64
н. д.
153
85
52,7
363
––
н. д.
н. д.
301
Сплав 9 –Состаривание 2
60
35,5
245
301
273
T
180
85
50,3
347
––
231
198
180
Сплав 10 –Состаривание 1
60
37,9
261
––
100
135
н. д.
85
53,6
370
––
65
100
79
Сплав 10 –Состаривание 2
60
35,4
244
––
292
301
T
85
50,2
346
––
н. д.
148
166
Сплав 11 –Состаривание 1
60
37,5
259
301
T
T
T
85
53,1
366
301
T
T
T
Сплав 11 –Состаривание 2
60
36,2
250
301
T
T
T
85
51,3
354
301
T
T
T
[0072] Как показано с помощью указанных выше данных, сплав 7085 в виде листа с толщиной около 8 дюймов характеризуется большим количеством дней до разрушения, чем сплав 7085, показанный в таблицах 4a и 4b, в виде листе толщиной около 5 дюймов. Как также показано, сплав 11 отсутствуют случаи разрушения вследствие EAC через 300 дней, но с в значительной степени более высокой прочностью и трещиностойкостью, чем для сплава 7050. Сплав 11 характеризуется в значительной степени лучшими свойствами в отношении сопротивления EAC, чем сплав 7085 и с подобными свойствами в отношении прочности и трещиностойкости. Сплавы 8–10 обладают значительно более худшими свойствами, но могут обладать подобными свойствами, что и сплав 11, если сплавы 8–10 предусматривали по меньшей мере 1,35 вес.% Mg и/или более низкое весовое соотношение цинка и магния (например, соотношение не более 4,75:1, (вес.% Zn)/(вес.% Mg)).
Пример 4. Тест в отношении полученных на производстве материалов
[0073] Двадцать промышленного размера слитков было отлито, девять традиционных слитков из 7085, два слитка из 7050 и девять слитков из экспериментального сплава (три на сплав). Составы слитков из экспериментального сплава приведены в таблице 14 ниже.
Таблица 14. Состав слитков, полученных на производстве – сплавы по настоящему изобретению
<b>Сплав</b>
<b>Si</b>
<b>Fe</b>
<b>Cu</b>
<b>Mn</b>
<b>Mg</b>
<b>Cr</b>
<b>Zn</b>
<b>Ti</b>
<b>Zr</b>
12
0,02
0,04
1,68
0,27
1,53
––
6,62
0,02
0,11
13
0,02
0,04
1,87
0,25
1,52
––
6,43
0,02
0,11
14
0,02
0,04
1,64
0,25
1,65
––
6,37
0,02
0,11
см.
Остальную часть каждого сплава составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 вес.% каждого, ≤ 0,10 вес.% в целом). Затем слитки подвергали горячей прокатке до различных конечных значений толщины, а затем подвергали термической обработке с образованием твердого раствора и закалке в холодной воде. Листы затем растягивали на приблизительно 2,25–2,50% и затем подвергали искусственному состариванию. В таблице 15 ниже представлены различные условия для различных сплавов. В таблице 16 представлены различные условия искусственного состаривания, перечисленные в таблице 15. Листы из 7085 подвергали состариванию до маркировки типа T7451 или типа T7651 (, ANSI H35.1, AMS–4329A). Листы из 7050 также подвергали состариванию до маркировки типа T7451 или типа T651.
Таблица 15. Условия для сплава
Сплав
Лист
Конечная толщина (дюйм)
Искусственное состаривание /маркировка
7085
1
6,45
T7651
7085
2
6,50
T7651
7085
3
4,00
T7451
7085
4
6,00
T7451
7085
5
6,00
T7451
7085
6
7,00
T7451
7085
7
7,00
T7451
7085
8
8,50
T7451
7085
9
8,50
T7451
7050
1
4,40
T7651
7050
2
3,94
T7651
12
1
3,94
A
12
2
3,94
B
12
3
6,70
A
12
4
6,70
B
12
5
7,87
A
12
6
7,87
B
13
1
3,94
C
13
2
3,94
D
13
3
6,70
C
13
4
6,70
D
13
5
7,87
C
13
6
7,87
D
14
1
3,94
C
14
2
3,94
D
14
3
6,70
C
14
4
6,70
D
14
5
7,87
C
14
6
7,87
D
Таблица 16. Процедуры искусственного состаривания для таблицы 15
Условие
Процедура состаривания
A
6 ч./250ºF+8 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
B
6 ч./250F+12,5 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
C
6 ч./250F+9 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
D
6 ч./250F+14 ч./320F+Охлаждение на воздухе+24 ч./250F
макс.–откл.
Определения
[0074] Для данного примера 4 применяли те же стандарты ASTM для теста, что и для примера 1 для прочности, трещиностойкости и сопротивления EAC. Свойства в отношении типичного сопротивления отклонению трещины L–S (K) определяли согласно процедуре, описанной в публикации заявки на совместный патент США № 2017/0088920, абзац 0058, как указано выше в разделе  выше. Показанные значения прочности, удлинения и трещиностойкости представляют собой средние значения для образцов в двух повторностях. Значения для отклонения трещины представляют собой средние значения для образцов в трех повторностях. Результаты теста показаны в таблицах 17–19 ниже.
Таблица 17. Механические свойства для примера 4 – традиционные сплавы
<b>Сплав</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>K</b><sub><b>IC</b></sub><b>L–T (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>K</b><sub><b>IC</b></sub><b>S–L (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
7085–1
74,1
77,3
9,5
68,0
75,8
5,1
31,0
23,4
7085–2
73,4
76,3
10,1
67,2
75,2
5,1
30,7
26,7
7085–3
69,7
74,3
16,2
63,4
73,9
9,0
46,4
32,7
7085–4
71,5
75,7
12,6
65,4
73,7
6,3
33,9
30,1
7085–5
70,2
74,0
14,0
63,7
72,4
6,0
32,6
28,9
7085–6
69,0
73,8
12,7
62,5
71,1
6,0
32,7
31,6
7085–7
69,4
73,3
12,5
62,4
71,1
6,3
32,4
29,1
7085–8
67,4
73,0
11,6
60,2
69,5
5,9
31,3
28,8
7050–1
67,9
75,9
12
61,9
73
5,7
н. д.
26,6
7050–2
67,65
75,25
10,5
62,7
73,8
4,7
33,6
н. д.
Таблица 18. Механические свойства для примера 4 – экспериментальные сплавы
<b>Образец сплава</b>
<b>TYS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–L (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–L (%)</b>
<b>TYS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>UTS–ST (тыс. фунтов/кв. дюйм)</b>
<b>Удлин.–ST (%)</b>
<b>Kмакс.–откл. (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>K</b><sub><b>IC </b></sub><b>L–T (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
<b>K</b><sub><b>IC</b></sub><b> S–L (тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма)</b>
12–1
71,3
75,3
15,0
64,5
75,4
6,8
33,3
41,4<sup>(*)</sup>
34,8
12–2
67,8
73,2
15,5
61,5
72,8
7,1
39,0
45,1
37,0
12–3
70,7
75,0
12,3
63,9
72,9
5,5
30,1
33,6
31,5
12–4
66,3
72,0
13,0
60,3
70,3
6,8
34,3
37,8
35,6
12–5
70,1
74,5
10,5
62,7
71,8
5,0
28,4
31,1
30,5
12–6
65,3
71,3
12,0
58,6
68,8
7,3
33,6
35,3
36,5
13–1
71,8
76,0
14,0
64,5
75,4
7,1
33,1
39,4<sup>(*)</sup>
34,9
13–2
68,9
75,3
13,0
61,0
72,8
7,1
42,3
44,8<sup>(*)</sup>
38,1
13–3
70,8
75,1
12,0
63,9
72,8
5,0
28,5
32,7
30,4
13–4
67,1
72,9
12,5
60,8
70,8
6,3
32,6
36,0
33,3
13–5
69,9
74,8
10,8
63,0
72,2
5,3
29,4
30,4
28,5
13–6
65,5
71,8
11,0
58,9
69,1
6,8
33,8
34,1
34,2
14–1
71,8
76,1
14,5
64,5
75,3
7,1
35,1
38,9<sup>(*)</sup>
34,7
14–2
67,5
73,4
15,0
60,8
72,5
7,1
37,2
44,2<sup>(*)</sup>
37,4
14–3
71,4
75,7
11,8
64,2
73,1
5,5
32,2
31,9
30,5
14–4
67,8
73,5
12,5
61,4
71,0
6,3
35,4
35,8
33,1
14–5
70,6
75,1
10,5
63,2
72,1
5,0
26,4
29,8
29,8
14–6
66,7
72,7
11,8
60,2
70,0
5,0
30,2
32,8
32,3
Q
макс.
Q
* = Результат теста по техническим причинам был недопустимыми согласно ASTM E399–17, и, таким образом, представляет собой значение K, поскольку P/P составляло более 1,1. Однако согласно ASTM B645–10 результат теста является применимым при уменьшении объема партии с учетом того, что B был приведен к максимуму в указанном месте проведения теста.
Таблица 19. Свойства в отношении EAC – пример 4
<b>Сплав</b>
<b>Напряжение (% TYS–ST)</b>
<b>Напряжение (тыс. фунтов/</b><b>кв. дюйм)</b>
<b>Напряжение (МПа)</b>
<b>70°C/85% RH</b>
<b>Количество дней тестирования</b>
<b>Количество дней до разрушения</b>
Повт 1
Повт.2
Повт.3
Повт.4
Повт.5
7085–1
60
40,8
281
––
78
87
н. д.
87
87
7085–1
85
57,8
399
––
58
51
51
51
51
7085–2
60
40,3
278
––
н. д.
н. д.
68
69
53
7085–2
85
57,1
394
––
н. д.
38
56
н. д.
46
7085–3
60
38,0
262
87
39
20
60
T
60
7085–3
85
53,9
372
87
39
15
T
25
25
7085–4
60
39,2
270
––
171
164
129
94
157
7085–4
85
55,5
383
––
н. д.
91
н. д.
87
91
7085–5
60
39,2
270
––
120
198
92
105
105
7085–5
85
55,5
383
––
56
н. д.
56
120
58
7085–6
60
37,9
261
327
81
T
T
T
91
7085–6
85
53,7
370
327
н. д.
T
55
67
67
7085–7
60
37,5
259
––
162
88
81
н. д.
113
7085–7
85
53,1
366
327
70
T
57
57
70
7050–1
60
37,1
256
369
T
T
T
T
225
7050–1
85
52,6
363
––
176
225
186
368
176
7050–2
60
37,6
259
124
T
T
T
T
T
7050–2
85
53,3
368
124
T
T
T
T
T
12–1
60
38,7
267
124
T
69
T
T
111
12–1
85
54,8
378
124
43
T
36
41
83
12–2
60
36,9
254
124
T
T
T
97
T
12–2
85
52,3
361
124
69
80
T
69
69
13–1
60
38,7
267
––
62
90
62
83
115
13–1
85
54,8
378
––
41
48
52
64
52
13–2
60
36,6
252
124
T
T
T
T
T
13–2
85
51,9
358
124
T
T
T
97
97
14–1
60
38,7
267
124
T
T
T
T
T
14–1
85
54,8
378
124
29
T
48
34
T
14–2
60
36,5
252
124
T
T
T
T
T
14–2
85
51,7
356
124
90
T
83
T
69
12–3
60
38,3
264
115
T
T
T
T
T
12–3
85
54,3
374
115
T
T
T
T
T
12–4
60
36,2
250
115
T
T
T
T
T
12–4
85
51,2
353
115
T
T
T
T
T
13–3
60
38,3
264
115
T
T
T
T
T
13–3
85
54,3
374
115
T
T
T
T
T
13–4
60
36,5
252
115
T
T
T
T
T
13–4
85
51,7
356
115
T
T
T
T
T
14–3
60
38,5
265
115
T
T
T
T
T
14–3
85
54,6
376
115
T
T
T
T
T
14–4
60
36,8
254
115
T
T
T
T
T
14–4
85
52,2
360
115
T
T
T
T
T
12–5
60
37,6
259
117
T
T
T
T
T
12–5
85
53,3
368
117
T
T
T
T
T
12–6
60
35,2
243
117
T
T
T
T
T
12–6
85
49,8
343
117
T
T
T
T
T
13–5
60
37,8
261
117
T
T
T
T
T
13–5
85
53,5
369
117
T
T
T
T
T
13–6
60
35,3
243
117
T
T
T
T
T
13–6
85
50,1
345
117
T
T
T
T
T
14–5
60
37,9
261
117
T
T
T
T
T
14–5
85
53,7
370
117
T
T
T
T
T
14–6
60
36,1
249
117
T
T
T
T
T
14–6
85
51,1
352
117
T
T
T
T
T
[0075] Как показано с помощью указанных выше данных, сплавы 12–14 демонстрируют в значительной степени улучшенное сопротивление EAC по сравнению с 7085 при эквивалентной толщине при по меньшей мере одних условий состаривания. Кроме того, сплавы 12–14 проявляют в значительной степени лучшую прочность и трещиностойкость по сравнению с 7050 при подобных значениях толщины и сравнимую прочность и трещиностойкость по сравнению с 7085. Как показано в примере 3, сопротивление EAC увеличивается при увеличении толщины для приведенных процедур состаривания.
[0076] Несмотря на то, что различные варианты осуществления настоящего изобретения были подробно описаны, очевидно, что модификации и адаптации этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники. Однако следует четко понимать, что эти модификации и адаптации находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения.