УЛУЧШЕННЫЕ ТОЛСТЫЕ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ 7XXX И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
IMPROVED THICK WROUGHT ALUMINIUM 7XXX ALLOYS AND METHODS FOR PRODUCTION THEREOF

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[001] Алюминиевые сплавы успешно применяются в самых различных областях. Однако сложно улучшить одно свойство алюминиевого сплава без ухудшения при этом другого его свойства. Например, трудно увеличить прочность деформируемого алюминиевого сплава без влияния на другие свойства, такие как вязкость разрушения или коррозионная стойкость. Еще одним интересующим свойством является «искривление трещины», когда трещина резко изменяет направление от предполагаемой или ожидаемой плоскости развития трещины под действием усталостного нагружения (например, при нагружении типа I). Искривление трещины может стать проблемой для авиастроителей в некоторых сферах применения, поскольку это сложно учесть при проектировании. На ФИГ. 13 показано искривление трещины в испытательном образце в ходе испытаний на распространение усталостной трещины при постоянной амплитуде нагрузки.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] В широком смысле настоящая патентная заявка относится к продуктам из улучшенных толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx и способам их получения. Продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx могут обладать улучшенной комбинацией стойкости к искривлению трещин и, помимо других свойств, по меньшей мере одного из прочности, относительного удлинения, вязкости разрушения и коррозионной стойкости.
[003] Продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx в общем содержат 0,080-0,250 мас. % Cr и имеют номинальную толщину 7,62-30,48 сантиметров (3,0-12,0 дюймов). Новые толстые деформируемые алюминиевые сплавы 7xxx также в общем содержат 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu. Новые толстые деформируемые алюминиевые сплавы 7xxx могут содержать до 0,50 мас. % Mn, до 0,15 мас. % Zr, до 0,15 мас. % Ti, до 0,15 мас. % Si и до 0,15 мас. % Fe, остальное составляют алюминий и другие элементы, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя не более 0,05 мас. % любого из других элементов, и при этом продукт из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx в общей сложности включает в себя не более 0,15 мас. % других элементов. В одном варианте осуществления продукт из нового деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,080-0,250 мас. % Cr и 0,07-0,15 мас. % Zr. В другом варианте осуществления продукт из нового деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,080-0,250 мас. % Cr и 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукт из нового деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,080-0,250 мас. % Cr, 0,15-0,50 мас. % Mn и 0,07-0,15 мас. % Zr.
макс-искр
[004] Как показано в приведенных ниже примерах, применение хрома, необязательно в комбинации с цирконием и/или марганцем, способствует достижению улучшенных свойств стойкости к искривлению трещин. Таким образом, продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx в общем содержат достаточное количество хрома для обеспечения улучшенных свойств стойкости к искривлению трещин по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В настоящем документе «эквивалентный продукт из алюминиевого сплава 7xxx» имеет состав, форму, толщину и состояние поставки, эквивалентные продукту из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, но содержит не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. Например, если стандартный продукт в виде плиты из алюминиевого сплава 7085, имеющий номинальную толщину 12,7 сантиметра (5,00 дюймов), подвергнуть искусственному старению, чтобы достичь типичного предела текучести при растяжении (L) около 483 МПа (70 тыс. фунтов на кв. дюйм), то улучшенный новый толстый деформируемый алюминиевый сплав 7xxx в соответствии с изобретением имел бы состав, эквивалентный стандартному продукту в виде плиты из алюминиевого сплава 7085, но также включал бы в себя 0,080-0,250 мас. % Cr, необязательно 0,07-0,15 мас. % Zr и/или 0,15-0,50 мас. % Mn, как указано ниже. Упомянутый улучшенный новый толстый деформируемый алюминиевый сплав 7xxx, соответственно, также был бы продуктом в виде плиты, имел бы номинальную толщину 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) и также был бы подвергнут искусственному старению до достижения типичного предела текучести при растяжении (L) около 483 МПа (70 тыс. фунтов на кв. дюйм). Однако у улучшенного нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx была бы на по меньшей мере 5% лучше (выше) типичная стойкость к искривлению трещин L-S K при пределе текучести 483 МПа (70 тыс. фунтов на кв. дюйм) по сравнению со стандартным продуктом в виде плиты из алюминиевого сплава 7085, и по меньшей мере частично в результате применения хрома, необязательно с марганцем и/или цирконием.
18
2
3
6
12
3
3
[005] Во время испытания на распространение усталостной трещины в ориентации L-S в образцах C(T) возникает большая по величине движущая сила, которая обусловливает резкое искривление трещин на угол приблизительно 90 градусов (обычно 70-110 градусов), главным образом вдоль границ зерен, выровненных в предпочтительном микроструктурном направлении (т. е. продольном направлении). В новых сплавах, описанных в настоящем документе, во время обработки алюминиевых сплавов 7xxx образуются фазы-дисперсоиды, содержащие Cr и Mn (мелкодисперсные интерметаллические фазы, обычно имеющие размер от ~20 до ~200 нм) и относительно равномерно распределенные в зеренной структуре. Вероятной Cr-содержащей фазой-дисперсоидом в сплавах 7xxx является фаза E (AlMgCr). Mn может частично замещать Cr в фазе E, но он также с большой вероятностью образует отдельные фазы-дисперсоиды (например, AlMn, Al(Mn,Fe)Si). Такие дисперсоиды считаются способствующими удержанию усталостной трещины в плоскости посредством возникновения и распространения пустот перед вершиной трещины. Цирконий образует соединение AlZr, которое в комбинации с фазой E и/или содержащими Mn дисперсоидами может дополнительно способствовать улучшению стойкости к искривлению трещин.
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[006] В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 10% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 12% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В еще одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 14% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 16% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В еще одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 18% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 20% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В еще одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 22% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 24% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В еще одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 26% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 28% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В еще одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx демонстрирует улучшение типичной стойкости к искривлению трещин L-S K на по меньшей мере 30% по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В любом из этих вариантов осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может демонстрировать по меньшей мере эквивалентную вязкость разрушения в плоскости L-T по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности. В любом из этих вариантов осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может демонстрировать по меньшей мере эквивалентную коррозионную стойкость (например, стойкость к коррозионному растрескиванию под действием напряжений, стойкость к коррозионному расслаиванию) по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn, при эквивалентной прочности.
[007] Как описано выше, хром может способствовать улучшению свойств стойкости к искривлению трещин. Однако слишком высокое содержание хрома может привести к не вызванному необходимостью ухудшению прочности и/или вязкости разрушения. Таким образом, количество хрома в продуктах из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx может быть ограничено таким образом, чтобы способствовать достижению улучшенной комбинации свойств, описанной в настоящем документе. Кроме того, количество хрома, необходимое для достижения улучшенной комбинации свойств, может быть разным для различных типов сплавов 7xxx, описанных в настоящем документе (например, в зависимости от содержания магния), но требуемое количество хрома в общем находится в диапазоне 0,080-0,250 мас. % Cr с целью ограничения количества хрома таким образом, чтобы избежать образования крупных частиц, содержащих хром.
[008] В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя количество хрома (массовое процентное содержание), попадающее под действие следующих уравнений:
(мин)
(мин)
(1) Cr=0,251-0,082(Mg), где Cr≥ 0,080; и
(макс)
(макс)
(2) Cr=0,351-0,082(Mg), где Cr≤ 0,25;
(мин)
(макс)
(макс)
(макс)
(макс)
(макс)
(макс)
(макс)
(макс)
(мин)
(мин)
где Mg - количество магния (массовое процентное содержание) в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом количество хрома (массовое процентное содержание) в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет величину по меньшей мере Cr, но количество хрома в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx не превышает Cr. Например, если продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 1,65 мас. % Mg, в соответствии с приведенными выше уравнениями этот продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может содержать 0,116-0,216 мас. % Cr. В одном варианте осуществления Cr=0,341-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,331-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,321-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,311-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,301-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,291-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,281-0,082(Mg). В одном варианте осуществления Cr=0,261-0,082(Mg). В другом варианте осуществления Cr=0,271-0,082(Mg).
[009] Как отмечалось выше, продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать в себя до 0,15 мас. % Zr (например, 0,07-0,15 мас. % Zr). В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,09-0,13 мас. % Zr. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,09-0,11 мас. % Zr. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,10-0,12 мас. % Zr. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,07-0,09 мас. % Zr. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,11-0,13 мас. % Zr. В некоторых вариантах осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx по существу не содержат циркония, содержат не более 0,03 мас. % Zr, или не более 0,01 мас. % Zr, или не более 0,005 мас. % Zr, или не более 0,001 мас. % Zr.
[0010] Как отмечалось выше, продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать в себя до 0,50 мас. % Mn. Количество Mn должно быть ограничено таким образом, чтобы избежать негативного влияния на комбинацию прочности, вязкости разрушения и стойкости к искривлению трещин. Как показано в приведенных ниже примерах, в продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может быть включено некоторое количество марганца. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,20-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает в себя 0,25-0,45 мас. % Mn. В других вариантах осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx включают в себя не более 0,15 мас. % Mn, например не более 0,10 мас. %, или не более 0,05 мас. % Mn, или не более 0,02 мас. % Mn.
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0011] Продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx в общем содержат количество хрома, достаточное для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В одном варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 38,5 МПа√м (35 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 39,6 МПа√м (36 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 40 МПа√м (37 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 41,8 МПа√м (38 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 42,9 МПа√м (39 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 44,0 МПа√м (40 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 45,1 МПа√м (41 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукты из новых толстых деформируемых алюминиевых сплавов 7xxx содержат достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 46,1 МПа√м (42 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 47,2 МПа√м (43 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 48,3 МПа√м (44 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество хрома для получения типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 49,4 МПа√м (45 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), измеренной на катаном варианте продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, и по меньшей мере эквивалентной прочности по сравнению с эквивалентным продуктом из алюминиевого сплава 7xxx, имеющим не более 0,01 мас. % Cr и не более 0,02 мас. % Mn.
макс-искр
IC
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0012] В одном подходе продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения всех из: (a) типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); (b) типичного предела текучести при растяжении (L) (TYS(L)), равного по меньшей мере 414 МПа (60 тыс. фунтов на кв. дюйм); и (c) типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 20,9 МПа√м (19 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+92,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,11, где x - TYS(L), а y - L-S K K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,61, где x - TYS(L), а y - L-S K.
IC
[0013] В одном варианте осуществления, связанном с достижением типичного предела текучести при растяжении L (TYS(L)), равного по меньшей мере 414 МПа (60 тыс. фунтов на кв. дюйм), и типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 20,9 МПа√м (19 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, как предусмотрено выше, количество Zn, Mg, Cu и Cr в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu, а дополнительно количество Zn, Mg и Cu в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие (и чтобы оно содержало/соответствовало) приведенным ниже краевым условиям уравнений (3) и (4).
Уравнение (3) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (3) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A3
-2,1573
G3
-0,2117
B3
-0,0027
H3
0,1916
C3
-0,1731
I3
-0,0106
D3
2,6269
J3
-0,3406
E3
0,0826
K3
-0,0098
F3
4,4526
Уравнение (4) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (4) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A4
1,9304
F4
0,6588
B4
0,1087
G4
-0,1282
C4
-0,0158
H4
0,0063
D4
0,0079
I4
-0,0031
E4
-0,0018
J4
0,0007
макс-искр
IC
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0014] В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения всех из: (a) типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); (b) типичного предела текучести при растяжении (L) (TYS(L)), равного по меньшей мере 434 МПа (63 тыс. фунтов на кв. дюйм); и (c) типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 23,1 МПа√м (21 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+92,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,61, где x - TYS(L), а y - L-S K.
[0015] В одном варианте осуществления, связанном с достижением типичного предела текучести при растяжении L (TYS(L)), равного по меньшей мере 434 МПа (63 тыс. фунтов на кв. дюйм), и типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T KIC, равной по меньшей мере 23,1 МПа√м (21 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, как предусмотрено выше, количество Zn, Mg, Cu и Cr в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu, а дополнительно количество Zn, Mg и Cu в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие (и чтобы оно содержало/соответствовало) приведенным ниже краевым условиям уравнений (5) и (6).
Уравнение (5) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (5) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A5
-2,676
G5
-0,2805
B5
0,014
H5
0,2631
C5
-0,2327
I5
-0,017
D5
3,2411
J5
-0,5005
E5
0,1016
K5
-0,0148
F5
5,9836
Уравнение (6) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (6) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A6
2,0238
F6
0,5835
B6
0,0905
G6
-0,121
C6
-0,0072
H6
0,0029
D6
0,0058
I6
-0,0023
E6
-0,0021
J6
0,0008
макс-искр
IC
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0016] В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения всех из: (a) типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); (b) типичного предела текучести при растяжении (L) (TYS(L)), равного по меньшей мере 455 МПа (66 тыс. фунтов на кв. дюйм); и (c) типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 23,1 МПа√м (21 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); по сравнению с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+92,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,61, где x - TYS(L), а y - L-S K.
[0017] В одном варианте осуществления, связанном с достижением типичного предела текучести при растяжении L (TYS(L)), равного по меньшей мере 455 МПа (66 тыс. фунтов на кв. дюйм), и типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T KIC, равной по меньшей мере 23,1 МПа√м (21 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, как предусмотрено выше, количество Zn, Mg, Cu и Cr в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu, а дополнительно количество Zn, Mg и Cu в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие (и чтобы оно содержало/соответствовало) приведенным ниже краевым условиям уравнений (7) и (8).
Уравнение (7) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (7) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A7
-3,6882
G7
-0,4299
B7
0,0616
H7
0,4023
C7
-0,343
I7
-0,0255
D7
4,3737
J7
-0,7985
E7
0,1352
K7
-0,0251
F7
8,7149
Уравнение (8) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (8) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A8
2,0238
F8
0,5835
B8
0,0905
G8
-0,121
C8
-0,0072
H8
0,0029
D8
0,0058
I8
-0,0023
E8
-0,0021
J8
0,0008
макс-искр
IC
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0018] В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения всех из: (a) типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); (b) типичного предела текучести при растяжении (L) (TYS(L)), равного по меньшей мере 455 МПа (66 тыс. фунтов на кв. дюйм); и (c) типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 26,4 МПа√м (24 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+92,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,61, где x - TYS(L), а y - L-S K.
[0019] В одном варианте осуществления, связанном с достижением типичного предела текучести при растяжении L (TYS(L)), равного по меньшей мере 455 МПа (66 тыс. фунтов на кв. дюйм), и типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T KIC, равной по меньшей мере 26,4 МПа√м (24 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, как предусмотрено выше, количество Zn, Mg, Cu и Cr в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu, а дополнительно количество Zn, Mg и Cu в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие (и чтобы оно содержало/соответствовало) приведенным ниже краевым условиям уравнений (9) и (10).
Уравнение (9) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (9) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A9
-3,6882
G9
-0,4299
B9
0,0616
H9
0,4023
C9
-0,343
I9
-0,0255
D9
4,3737
J9
-0,7985
E9
0,1352
K9
-0,0251
F9
8,7149
Уравнение (10) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (10) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A10
2,1711
F10
0,457
B10
0,0615
G10
-0,1078
C10
-0,0088
H10
0,0041
D10
0,0046
I10
-0,0023
E10
0,0008
J10
-0,0005
макс-искр
IC
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0020] В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения всех из: (a) типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); (b) типичного предела текучести при растяжении (L) (TYS(L)), равного по меньшей мере 469 МПа (68 тыс. фунтов на кв. дюйм); и (c) типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 26,7 МПа√м (27 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+92,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,61, где x - TYS(L), а y - L-S K.
IC
[0021] В одном варианте осуществления, связанном с достижением типичного предела текучести при растяжении L (TYS(L)), равного по меньшей мере 469 МПа (68 тыс. фунтов на кв. дюйм), и типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 26,7 МПа√м (27 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, как предусмотрено выше, количество Zn, Mg, Cu и Cr в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu, а дополнительно количество Zn, Mg и Cu в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие (и чтобы оно содержало/соответствовало) приведенным ниже краевым условиям уравнений (11) и (12).
Уравнение (11) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (11) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A11
-4,8188
G11
-0,6569
B11
0,1379
H11
0,5588
C11
-0,4353
I11
-0,0183
D11
5,4328
J11
-1,1871
E11
0,1644
K11
-0,038
F11
11,5481
Уравнение (12) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (12) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A12
2,1728
F12
0,4014
B12
0,0471
G12
-0,1016
C12
0,0075
H12
-0,0041
D12
0,0034
I12
-0,002
E12
-0,0002
J12
0
макс-искр
IC
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0022] В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения всех из: (a) типичной стойкости к искривлению трещин L-S K, равной по меньшей мере 37,4 МПа√м (34 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм); (b) типичного предела текучести при растяжении (L) (TYS(L)), равного по меньшей мере 483 МПа (70 тыс. фунтов на кв. дюйм); и (c) типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T K, равной по меньшей мере 31,9 Па√м (29 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+92,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+93,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+94,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+95,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+96,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+97,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+98,61, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,11, где x - TYS(L), а y - L-S K. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx содержит достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr для получения указанных выше свойств прочности и стойкости к искривлению трещин и такое, что полученные значения L-S K и TYS(L) удовлетворяют выражению y ≥ -0,8184x+99,61, где x - TYS(L), а y - L-S K.
[0023] В одном варианте осуществления, связанном с достижением типичного предела текучести при растяжении L (TYS(L)), равного по меньшей мере 483 МПа (70 тыс. фунтов на кв. дюйм), и типичной вязкости разрушения при деформации в плоскости L-T KIC, равной по меньшей мере 31,9 МПа√м (29 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), по сравнению (по данным измерений) с катаным вариантом продукта из деформируемого алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651, как предусмотрено выше, количество Zn, Mg, Cu и Cr в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx составляет 6,0-10,0 мас. % Zn, 1,3-2,3 мас. % Mg и 1,2-2,6 мас. % Cu, а дополнительно количество Zn, Mg и Cu в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx выбирается таким образом, чтобы обеспечить соответствие (и чтобы оно содержало/соответствовало) приведенным ниже краевым условиям уравнений (13) и (14).
Уравнение (13) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (13) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A13
-7,2311
G13
-1,1717
B13
0,3381
H13
0,8888
C13
-0,538
I13
0,0286
D13
7,1904
J13
-2,1298
E13
0,2065
K13
-0,0709
F13
17,0533
Уравнение (14) представляет собой:
где Zn, Mg и Cu означают количества Zn, Mg и Cu, содержащиеся в продукте из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx, и при этом коэффициенты уравнения (14) имеют следующие значения.
Коэффициент
Значение
Коэффициент
Значение
A14
2,073
F14
0,4186
B14
0,0504
G14
-0,1044
C14
0,012
H14
-0,0073
D14
0,0019
I14
-0,0012
E14
-0,001
J14
0,0006
2
[0024] Как отмечалось выше, продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,15 мас. % Ti. Титан можно использовать, чтобы способствовать уменьшению размера зерна во время литья, например путем применения TiB или TiC. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления можно применять элементарный титан. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx включает 0,005-0,025 мас. % Ti.
[0025] Как отмечалось выше, продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,15 мас. % Si и до 0,15 мас. % Fe в качестве примесей. Количество кремния и железа может быть ограничено таким образом, чтобы избежать негативного влияния на комбинацию прочности, вязкости разрушения и стойкости к искривлению трещин. В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,10 мас. % Si и до 0,12 мас. % Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,08 мас. % Si и до 0,10 мас. % Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,06 мас. % Si и до 0,08 мас. % Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,04 мас. % Si и до 0,06 мас. % Fe в качестве примесей. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx может включать до 0,03 мас. % Si и до 0,05 мас. % Fe в качестве примесей.
[0026] Как отмечалось выше, продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 7,62-30,48 см (3,0-12,0 дюймов). В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 7,62-25,4 см (3,0-10,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 7,62-20,3 см (3,0-8,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 7,62-15,24 см (3,0-6,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 7,62-12,7 см (3,0-5,0 дюймов).
[0027] В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 10,16-30,48 см (4,0-12,0 дюймов). В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 10,16-25,4 см (4,0-10,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 10,16-20,3 см (4,0-8,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 10,16-15,24 см (4,0-6,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 10,16-12,7 см (4,0-5,0 дюймов).
[0028] В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 12,7-30,48 см (5,0-12,0 дюймов). В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 12,7-25,4 см (5,0-10,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 12,7-20,3 см (5,0-8,0 дюймов). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx имеет толщину в диапазоне 12,7-15,24 см (5,0-6,0 дюймов).
[0029] В одном варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx представляет собой катаный продукт. В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx представляет собой экструдированный продукт (прессованный продукт). В другом варианте осуществления продукт из нового толстого деформируемого алюминиевого сплава 7xxx представляет собой кованый продукт (например, продукт ручной ковки, штампованный продукт).
(мин)
(макс)
[0030] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7085 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,08-0,15 мас. % Zr, указанного в сплаве 7085. В одном варианте осуществления новый сплав 7085 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7085 включает в себя 0,104-0,250 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7085 включает в себя все из 0,104-0,250 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. В одном варианте осуществления новый сплав 7085 включает в себя 1,40-1,60 мас. % Mg и, следовательно, включает в себя 0,120-0,236 мас. % Cr. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×85, например 7185.
(мин)
(макс)
[0031] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7065 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,05-0,15 мас. % Zr, указанного в сплаве 7065. В одном варианте осуществления новый сплав 7065 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7065 включает в себя 0,104-0,228 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7065 включает в себя все из 0,104-0,228 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. В одном варианте осуществления сплав 7065 включает в себя 1,55-1,75 мас. % Mg и, следовательно, включает в себя 0,107-0,224 мас. % Cr. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×65.
(мин)
(макс)
[0032] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7040 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,05-0,12 мас. % Zr, указанного в сплаве 7040. В одном варианте осуществления новый сплав 7040 включает в себя 0,08-0,228 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7040 включает в себя все из 0,08-0,228 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. В одном варианте осуществления новый сплав 7040 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×40, например 7140.
(мин)
(макс)
[0033] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7050 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,08-0,15 мас. % Zr, указанного в сплаве 7050. В одном варианте осуществления новый сплав 7050 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7050 включает в себя 0,08-0,193 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7050 включает в себя все из 0,08-0,193 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. В одном варианте осуществления сплав 7050 включает в себя 1,95-2,30 мас. % Mg и, следовательно, включает в себя 0,080-0,191 мас. % Cr. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×50, например 7150 и 7250.
(мин)
(макс)
[0034] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7055 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,08-0,25 мас. % Zr, указанного в сплаве 7055. В одном варианте осуществления новый сплав 7055 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7055 включает в себя 0,08-0,203 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7055 включает в себя все из 0,08-0,203 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. В одном варианте осуществления сплав 7055 включает в себя 1,85-2,05 мас. % Mg и, следовательно, включает в себя 0,083-0,200 мас. % Cr. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×50, например 7150 и 7250.
(мин)
(макс)
[0035] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7136 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,10-0,20 мас. % Zr, указанного в сплаве 7136. В одном варианте осуществления новый сплав 7136 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7136 включает в себя 0,08-0,203 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7136 включает в себя все из 0,08-0,203 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×36, например 7036.
(мин)
(макс)
[0036] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7010 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,10-0,16 мас. % Zr, указанного в сплаве 7010. В одном варианте осуществления новый сплав 7010 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7010 включает в себя 0,08-0,179 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7010 включает в себя все из 0,08-0,179 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×10.
(мин)
(макс)
[0037] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7081 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,06-0,15 мас. % Zr, указанного в сплаве 7081. В одном варианте осуществления новый сплав 7081 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7081 включает в себя 0,08-0,203 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7081 включает в себя все из 0,08-0,203 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×81, например 7181.
(мин)
(макс)
[0038] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7099 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,05-0,15 мас. % Zr, указанного в сплаве 7099. В одном варианте осуществления новый сплав 7099 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7099 включает в себя 0,08-0,220 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7099 включает в себя все из 0,08-0,220 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×99, например 7199.
(мин)
(макс)
[0039] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7449 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7449 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7449 включает в себя 0,08-0,203 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7449 включает в себя все из 0,08-0,203 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×49, например 7049, 7149, 7249 и 7349.
(мин)
(макс)
[0040] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7075 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7075 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7075 включает в себя 0,08-0,179 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7075 включает в себя все из 0,08-0,179 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×75, например 7175 и 7475.
(мин)
(макс)
[0041] В одном варианте осуществления новый алюминиевый сплав 7xxx представляет собой сплав 7097 (как определено в описанном ниже документе Teal Sheets, выпущенном Ассоциацией производителей алюминия), модифицированный таким образом, чтобы он включал в себя 0,080-0,250 мас. % Cr. В одном варианте осуществления хром заменяет (полностью или частично) 0,08-0,15 мас. % Zr, указанного в сплаве 7097. В одном варианте осуществления новый сплав 7097 включает в себя хром в описанных выше пределах Cr и Cr. В одном варианте осуществления новый сплав 7075 включает в себя 0,08-0,220 мас. % Cr и по меньшей мере один из (а) 0,07-0,15 мас. % Zr и (b) 0,15-0,50 мас. % Mn. В другом варианте осуществления новый сплав 7097 включает в себя все из 0,08-0,220 мас. % Cr, 0,07-0,15 мас. % Zr и 0,15-0,50 мас. % Mn. Идеи, представленные в данном абзаце, также применяются к другим сплавам 7×97.
Определения
[0042] В настоящем документе термин «типичный предел текучести при растяжении в продольном направлении (L)», или TYS(L), определяется в соответствии со стандартом ASTM B557-10 и путем измерения предела текучести при растяжении (TYS) в продольном направлении (L) в положении T/4 на образцах из по меньшей мере трех разных партий материала, при этом испытаниям подвергаются по меньшей мере два образца из каждой партии с получением в общей сложности по меньшей мере 6 измеренных значений для различных образцов, причем типичный TYS(L) является средним по меньшей мере по 6 измеренным значениям для различных образцов.
IC
IC
IC
IC
[0043] В настоящем документе термин «типичная вязкость разрушения при деформации в плоскости (L-T) (K)», или L-T K, определяется в соответствии со стандартом ASTM E399-12 путем измерения вязкости разрушения при деформации в плоскости в направлении L-T в положении T/4 на образцах C(T) из по меньшей мере трех разных партий материала, где W равно 10 сантиметров (4,0 дюйма), а B равно 5,1 сантиметра (2,0 дюйма), при этом испытаниям подвергаются по меньшей мере два образца из каждой партии с получением в общей сложности по меньшей мере 6 измеренных значений для различных образцов, а типичная вязкость разрушения при деформации в плоскости (K) (L-T) является средним по меньшей мере по 6 измеренным допустимым значениям K для различных образцов.
макс-искр
мин
макс
макс
макс-искр
искр
искр
макс-искр
искр
макс
мин
макс
макс
мин
макс-искр
макс
2
[0044] В настоящем документе термин «типичная стойкость к искривлению трещин L-S K» определяется путем получения по меньшей мере трех образцов C(T) в соответствии со стандартом ASTM E647-13e01 под названием Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates (Стандартный метод проведения испытаний скорости распространения усталостных трещин) (ASTM E647). Отбирают по меньшей мере три образца C(T) в направлении L-S на участке между 1/3 от ширины и 2/3 от ширины материала, где размер B образца равен 6,35 мм (0,25 дюйма), размер W образца равен 7,62 см (3,0 дюйма), а вершина надреза находится в положении T/2. Испытательные образцы подвергли испытаниям по методу с постоянной амплитудой нагрузки в соответствии со стандартом ASTM E647 при R=0,1 (равном P/P), высокой влажности воздуха (относительная влажность > 90%), при комнатной температуре. Предварительно нанесенная трещина должна соответствовать всем требованиям стандарта ASTM E647 к применимости, а предварительное нанесение трещины должно осуществляться при тех же условиях нагружения, что и при испытаниях. Испытание начинается с применения K >11,1 МПа√м (10 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм), при этом начальное усилие должно быть достаточно высоким, чтобы искривление трещины возникло до того, как перестанут удовлетворяться требования стандарта ASTM E647 к применимости образца C(T) ((W - a) ≥ (4/π) * (K/TYS)) для данного испытания. Испытание должно соответствовать требованиям стандарта ASTM E647 к применимости вплоть до точки искривления трещины. Трещина «искривляется», когда трещина в образце C(T) существенно отклоняется от плоскости предполагаемого разлома (например, на 70-110°) в любом направлении, и это искривление приводит к разделению образца вдоль плоскости непредусмотренного разлома. Среднюю длину трещины при искривлении (a) определяют как средневзвешенное из (i) двух поверхностных величин (величины с передней и задней поверхности) и (ii) одной величины на середине толщины (значение в центре); средневзвешенное (a)=(переднее+заднее+2*центральное)/4). K – максимальный коэффициент интенсивности напряжений, рассчитанный на основе средней длины трещины при искривлении (a), максимального приложенного усилия (P) и выражения для коэффициента интенсивности напряжений в соответствии со стандартом ASTM E647 A1.5.1.1 для образца C(T) (Примечание: в выражении для отношения напряжений R=K/K и ΔK=K-K в соответствии со стандартом ASTM E647 3.2.14 ΔK и ΔP следует заменить на K и P соответственно).
IC
макс-искр
[0045] Чтобы установить базовый уровень, определяющий, содержит ли алюминиевый сплав количество Zn, Mg, Cu и/или Cr, где Cr может необязательно дополняться Mn и/или Zr, достаточное для достижения вышеупомянутых свойств, типичный TYS(L), типичную L-T K и/или типичную L-S K следует в общем определять на катаном варианте продукта из алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состояниях поставки T7451 и T7651. Таким образом, даже если фактический продукт может не иметь толщину 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) или может не быть прокатан, этот фактический продукт тем не менее будет содержать достаточное количество Zn, Mg, Cu и Cr, необязательно с Mn и/или Zr, в соответствии с настоящей патентной заявкой, если этот фактический продукт будет соответствовать требованиям к свойствам продукта, представленного в виде катаного варианта продукта из алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в состоянии поставки T7451 или T7651. В настоящем документе термин «катаный вариант продукта из алюминиевого сплава 7xxx размером 12,7 сантиметра (5,00 дюймов)» означает продукт из алюминиевого сплава 7xxx, имеющий состав в пределах объема описанных в настоящем документе границ содержания Zn, Mg и Cu, который стандартным способом прокатывают до номинальной толщины 12,7 сантиметра (5,00 дюймов) в пределах границ допуска по толщине в соответствии со стандартом ANSI H35.2-2001, таблица 7.7b.
[0046] Все ссылки на конкретные алюминиевые сплавы (например, 7085, 7050, 7040) означают сплавы, описанные в документе International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys (Международные обозначения сплавов и пределы химических составов для деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов), выпущенном Ассоциацией производителей алюминия (2015 г. и последующие редакции), известном также под названием Teal Sheets.
[0047] В настоящем документе термин «состояние поставки T76» означает состояние поставки T76, описанное в стандарте H35.1-2009 и дополнительно требующее стойкость к SCC (стойкость к коррозионному растрескиванию под действием напряжений), при этом испытания на стойкость к SCC проводятся в соответствии со стандартом ASTM G47(2011) на трех образцах, причем все три образца должны выдержать испытание при попеременном погружении образцов в течение 20 дней с эффективным напряжением 172 МПа (25 тыс. фунтов на кв. дюйм) в коротком поперечном направлении (ST). В настоящем документе состояние поставки T7651 означает состояние поставки T76, при котором плита подвергнута снятию напряжений путем растяжения на 1,5-3,0% перед искусственным старением.
[0048] В настоящем документе термин «состояние поставки T74» означает состояние поставки T74, описанное в стандарте H35.1-2009 и дополнительно требующее стойкость к SCC (стойкость к коррозионному растрескиванию под действием напряжений), при этом испытания на стойкость к SCC проводятся в соответствии со стандартом ASTM G47(2011) на трех образцах, причем все три образца должны выдержать испытание при попеременном погружении образцов в течение 20 дней с эффективным напряжением 241 МПа (35 тыс. фунтов на кв. дюйм) в коротком поперечном направлении (ST). В настоящем документе состояние поставки T7451 означает состояние поставки T74, при котором плита подвергнута снятию напряжений путем растяжения на 1,5-3,0% перед искусственным старением.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
[0049] На ФИГ. 1-3 представлены графики, иллюстрирующие свойства сплавов примера 1.
макс-искр
[0050] На ФИГ. 4 представлен график, иллюстрирующий один вариант осуществления требования к границам свойств для предела текучести при растяжении (L) и стойкости к искривлению трещин L-S K.
[0051] На ФИГ. 5-6 представлены графики, иллюстрирующие свойства изготовленной заводским способом плиты толщиной (прибл.) 13 сантиметров (5,3 дюйма).
[0052] На ФИГ. 7-8 представлены графики, иллюстрирующие свойства изготовленной заводским способом плиты толщиной (прибл.) 17 сантиметров (6,5 дюйма).
[0053] На ФИГ. 9-10 представлены графики, иллюстрирующие свойства сплавов примера 3.
[0054] На ФИГ. 11-12 представлены графики, иллюстрирующие свойства сплавов примера 4.
[0055] На ФИГ. 13 представлена фотография, демонстрирующая образец C(T) с трещиной, отклонившейся от предполагаемой плоскости развития трещины.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Пример 1
[0056] Различные алюминиевые сплавы 7xxx были отлиты в виде слитков толщиной (номинальной) 15,24 см (шесть дюймов). Фактические составы литых слитков представлены ниже в таблице 1. Сплав 1 представляет собой стандартный алюминиевый сплав, зарегистрированный Ассоциацией производителей алюминия как алюминиевый сплав 7085. Зарегистрированная версия сплава 7085 должна, помимо прочего, содержать 0,08-0,15 мас. % Zr, не более 0,04 мас. % Mn и не более 0,04 мас. % Cr, как указано в документе International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys (Международные обозначения сплавов и пределы химических составов для деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов), выпущенном Ассоциацией производителей алюминия (2009), стр. 12. Патент США того же заявителя № 6,972,110 (помимо прочих) также относится к сплаву 7085. Сплавы 2-3 представляют собой новые варианты сплава 7085, содержащие марганец (Mn) и/или содержащие малые количества циркония (Zr) или не содержащие его.
Таблица 1. Состав сплавов примера 1 (мас. %) - лабораторные материалы
Сплав
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Zr
1
0,02
0,05
1,65
0,04
1,44
0
7,35
0,03
0,11
2
0,02
0,05
1,68
0,25
1,46
0
7,52
0,02
0,07
3
0,02
0,06
1,70
0,50
1,42
0
7,47
0,04
0
Остальное в каждом сплаве составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 мас. % каждая, ≤ 0,10 мас. % всего). После литья слитки подвергали снятию собственных напряжений, распиливали на множество секций, обдирали, гомогенизировали и впоследствии подвергали горячей прокатке до получения плиты, имеющей окончательную толщину около 4,445 см (1,75 дюйма). После этого плиты сплава подвергали термообработке на твердый раствор, а затем закалке в горячей воде с применением воды с температурой 87,8°C (190°F) для моделирования условий охлаждения плиты размером 12,7 сантиметра (5 дюймов) в положении T/2 (на середине толщины) применительно к закалке холодной водой (при температуре окружающей среды). Впоследствии плиты растягивали на около 2,25%, после чего подвергали искусственному старению в соответствии со стандартной практикой старения до состояния T7651 (см. стандарты ANSI H35.1 и AMS 4329A).
макс-искр
макс
[0057] Впоследствии были проведены испытания различных свойств плит из алюминиевого сплава. В частности, были проведены испытания свойств прочности и относительного удлинения в соответствии со стандартами ASTM E8 и B557 в положении T/2 материала. Характеристики вязкости разрушения при плоской деформации испытывали в направлении L-T и в соответствии со стандартом ASTM E399 с применением образца C(T), взятого из положения T/2 материала, где размер B образца составлял 6,35 мм (0,25 дюйма), а размер W образца составлял 63,5 мм (2,5 дюйма). Типичные свойства стойкости к искривлению трещин L-S (K) определяли в соответствии с описанной выше процедурой испытания, за исключением того, что размер W образца составлял 33,02 мм (1,3 дюйма). Испытание начинается с применения K около 22,0 МПа√м (20 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм).
[0058] Результаты испытания показаны ниже в таблицах 2-3. В таблице 2 приведены измеренные значения в стандартных метрических единицах, а в таблице 3 приведены измеренные значения в британских единицах. Представленные значения прочности и относительного удлинения представляют собой средние значения по двум образцам. Значения вязкости разрушения сняты с одного образца. Значения искривления трещины представляют собой средние значения по трем образцам.
Таблица 2. Измеренные свойства (метрические единицы)
Сплав
TYS(L)(МПа)
UTS (L)(МПа)
Удлинение (L)(%)
Вязкость разрушения L-T K<sub>Q</sub> (МПа√м)
K<sub>макс-искр</sub> (МПа√м)
1
505
541
14,0
40,9
33,0
2
503
542
14,0
40
37,0
3
484
529
12,5
41,1
37,0
Таблица 3. Измеренные свойства (британские единицы)
Сплав
TYS(L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
UTS (L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
Удлинение (L) (%)
Вязкость разрушенияL-T K<sub>Q</sub> (тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
K<sub>макс-искр </sub>(тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
1
73,2
78,5
14,0
37,2
30,0
2
73,0
78,7
14,0
36,4
33,7
3
70,3
76,7
12,5
37,4
33,6
[0059] Были также измерены свойства различных материалов, изготовленных заводским способом. Составы таких материалов, изготовленных заводским способом, представлены ниже в таблице 4.
Таблица 4. Состав сплавов примера 1 (мас. %) - заводские материалы
Сплав
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Zr
4
0,024
0,032
1,63
0
1,52
0
7,44
0,018
0,11
5
0,020
0,036
1,643
0
1,51
0
7,28
0,020
0,10
макс-искр
макс
Остальное в каждом сплаве составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 мас. % каждая, ≤ 0,10 мас. % всего). После литья слитки, изготовленные заводским способом, подвергали обдирке, гомогенизировали, а затем подвергали горячей прокатке до окончательной толщины. После этого плиты сплава подвергали термообработке на твердый раствор, а затем закалке в холодной воде. Впоследствии плиты растягивали на около 2,25%, после чего подвергали искусственному старению. Сплав 4 представляет собой стандартный продукт в виде плиты типа 7085, прокатанный до окончательной толщины 137,2 мм (5,4 дюйма). Сплав 5 представляет собой стандартный продукт в виде плиты типа 7085, прокатанный до окончательной толщины 132,1 мм (5,2 дюйма). Сплав 4 подвергали старению до состояния поставки T7651. Сплав 5 подвергали старению с применением двух различных условий старения: (а) состояние поставки T7451 (см. стандарты ANSI H35.1 и AMS 4470A) и (b) условий старения, приводящих к перестаренному состоянию по сравнению с состоянием поставки T7451. После искусственного старения сплавов 4-5 проводили испытания их механических свойств L-S K в соответствии с протоколом испытаний лабораторных материалов, за исключением того, что свойства прочности и относительного удлинения измеряли в положении T/4, размер W образца C(T) составлял 7,6 сантиметра (3,0 дюйма) и испытания начинали с применения K около 11,0 МПа√м (10 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм). Результаты испытаний представлены ниже в таблицах 5-6. В таблице 5 приведены измеренные значения в стандартных метрических единицах, а в таблице 6 приведены измеренные значения в британских единицах.
Таблица 5. Измеренные свойства (метрические единицы)
Сплав
TYS(L)(МПа)
UTS (L)(МПа)
Удлинение (L)(%)
Вязкость разрушения L-T K<sub>Q</sub> (МПа√м)
K<sub>макс-искр</sub>(МПа√м)
4
516
536
10,5
41,3
30,9
5a
492
522
13,0
Н/Д
34,6
5b
432
479
14,5
Н/Д
41,7
Таблица 6. Измеренные свойства (британские единицы)
Сплав
TYS(L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
UTS (L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
Удлинение (L)(%)
Вязкость разрушенияL-T K<sub>Q </sub>(тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
K<sub>макс-искр </sub>(тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
4
74,8
77,7
10,5
37,6
28,1
5a
71,3
75,7
13,0
Н/Д
31,5
5b
62,7
69,5
14,5
Н/Д
38,0
[0060] На ФИГ. 1-3 представлены графики, иллюстрирующие свойства сплавов на основании приведенных выше данных. Как показано на ФИГ. 1-3, заводские и лабораторные материалы 7085 типа T7651 имеют в общем аналогичные свойства, подтверждающие, что условия медленной закалки для лабораторных материалов соответствующим образом моделируют поведение продуктов в виде толстых листов, изготовленных заводским способом. Кроме того, оказалось, что добавление марганца в сплавы 2-3 оказывает ограниченное влияние на улучшение комбинации стойкости к искривлению трещин и предела текучести при растяжении.
Пример 2
[0061] Были изготовлены и испытаны дополнительные заводские материалы. Составы таких заводских материалов представлены ниже в таблице 7.
Таблица 7. Состав сплавов примера 2 (мас. %) - заводские материалы
Сплав
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Zr
6
0,02
0,03
1,65
0
1,52
0
7,48
0,02
0,10
7
0,03
0,04
1,75
0
1,53
0,14
7,54
0,02
0,07
8
0,03
0,05
1,65
0,26
1,50
0,15
7,48
0,02
0,07
9
0,03
0,05
1,65
0,26
1,50
0,15
7,48
0,02
0,07
Остальное в каждом сплаве составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 мас. % каждая, ≤ 0,10 мас. % всего). После литья слитки, изготовленные заводским способом, подвергали обдирке, гомогенизировали, а затем подвергали горячей прокатке до окончательной толщины. После этого плиты сплава подвергали термообработке на твердый раствор, а затем закалке в холодной воде. Впоследствии плиты растягивали на около 2,25%, после чего подвергали искусственному старению в соответствии с практикой старения до состояния поставки T7651 (см. стандарты ANSI H35.1 и AMS 4329A).
[0062] Сплав 6 представляет собой стандартный продукт в виде плиты типа 7085, прокатанный до окончательной толщины 165,1 мм (6,5 дюйма). Сплавы 7-9 представляют собой новые варианты сплава 7085, содержащие марганец (Mn), хром (Cr) и/или малые количества циркония (Zr). Сплавы 7-8 прокатывали до окончательной толщины 137,2 мм (5,4 дюйма). Сплав 9 прокатывали до окончательной толщины 165,1 мм (6,5 дюйма).
макс-искр
макс
[0063] После искусственного старения были проведены испытания различных свойств плит из алюминиевого сплава. В частности, были проведены испытания свойств прочности и относительного удлинения в соответствии со стандартами ASTM E8 и B557 в положении T/4 материала. Характеристики вязкости разрушения при плоской деформации испытывали в направлении S-L и в соответствии со стандартом ASTM E399 с применением образца C(T), взятого из положения T/2 материала, где размер B образца составлял 5,08 см (2,0 дюймов), а размер W образца составлял 10,16 см (4,0 дюймов). Три образца C(T) представляли собой образцы, отобранные на участке между 1/3 от ширины и 2/3 от ширины, за исключением сплавов 8-9, где образцы отбирали на расстоянии двух толщин от края плиты. Типичные свойства стойкости к искривлению трещин L-S (K) определяли в соответствии с описанной выше процедурой испытания, за исключением того, что размер W образца составлял 5,08 см (2,0 дюймов). Испытание начинается с применения K около 17,6 МПа√м (15 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм). Результаты испытаний представлены ниже в таблицах 8-9. В таблице 8 приведены измеренные значения в стандартных метрических единицах, а в таблице 9 приведены измеренные значения в британских единицах.
Таблица 8. Измеренные свойства (метрические единицы)
Сплав
TYS(L)(МПа)
UTS (L)(МПа)
Удлинение (L)(%)
Вязкость разрушения S-L K<sub>IC</sub> (МПа√м)
K<sub>макс-искр </sub>(МПа√м)
6
516
536
8,2
29,5
30,5
7
469
507
13,0
36,4
36,8
8
467
506
13,5
36,3
47,2
9
454
498
13,5
39,8
44,7
Таблица 9. Измеренные свойства (британские единицы)
Сплав
TYS(L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
UTS (L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
Удлинение (L)(%)
Вязкость разрушенияS-L K<sub>IC</sub> (тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
K<sub>макс-искр</sub> (тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
6
74,9
77,8
8,2
26,8
27,7
7
68,1
73,6
13,0
33,1
33,5
8
67,8
73,5
13,5
33,05
42,9
9
65,9
72,2
13,5
36,2
40,7
[0064] На ФИГ. 5-8 представлены графики, иллюстрирующие свойства материалов, изготовленных заводским способом. Как показано, новые материалы, содержащие хром, марганец и цирконий, реализуют значительное улучшение стойкости к искривлению трещин по сравнению со стандартным материалом. Новые материалы также обладают аналогичными или улучшенными компромиссными значениями прочности и вязкости разрушения. На ФИГ. 4 представлен один вариант осуществления требования к границе свойств для новых толстых деформируемых сплавов 7xxx на основе приведенных в настоящем документе данных.
Пример 3
[0065] Были изготовлены и испытаны дополнительные лабораторные материалы. Составы таких лабораторных материалов представлены ниже в таблице 10.
Таблица 10. Состав сплавов примера 3 ( мас. %) - лабораторные материалы
Сплав
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Zr
10
0,02
0,04
1,67
0
1,51
0
7,64
0,02
0,11
11
0,03
0,03
1,65
0
1,57
0,15
7,46
0,02
0
12
0,02
0,04
1,63
0,45
1,49
0,15
7,47
0,02
0
13
0,02
0,05
1,74
0,46
1,40
0,16
7,48
0,02
0,12
14
0,02
0,04
1,65
0
2,11
0
7,65
0,02
0,11
15
0,03
0,03
1,64
0
2,05
0,14
7,40
0,02
0
16
0,03
0,03
1,69
0
2,03
0,15
7,57
0,02
0
17
0,03
0,03
1,67
0
2,02
0,17
7,56
0,02
0
18
0,02
0,04
1,66
0
1,47
0
6,32
0,02
0,11
19
0,03
0,02
1,63
0
1,48
0,15
6,39
0,02
0
20
0,03
0,02
1,70
0
1,56
0,21
6,25
0,02
0
21
0,02
0,04
1,68
0
1,45
0
9,68
0,02
0,11
22
0,02
0,04
1,66
0
1,53
0,15
9,32
0,02
0
23
0,02
0,05
1,64
0
1,48
0,21
9,46
0,02
0
24
0,02
0,04
2,48
0
1,49
0
7,36
0,02
0,11
25
0,03
0,04
2,39
0
1,46
0,17
7,45
0,02
0
26
0,02
0,04
2,42
0
1,54
0,21
7,56
0,02
0
[0066] Остальное в каждом сплаве составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 мас. % каждая, ≤ 0,10 мас. % всего). Сплав 10 представляет собой стандартный сплав типа 7085. Сплавы 11-26 представляют собой новые сплавы с различными количествами цинка (Zn), магния (Mg), меди (Cu), марганца (Mn), хрома (Cr) и/или циркония (Zr).
[0067] После литья слитки лабораторных материалов подвергали снятию собственных напряжений, распиливали на множество секций, обдирали, гомогенизировали и затем подвергали горячей прокатке до получения плиты, имеющей окончательную толщину около 4,445 см (1,75 дюйма). После этого плиты сплава подвергали термообработке на твердый раствор, а затем закалке в горячей воде с применением воды с температурой 82,2°C (180°F) для моделирования условий охлаждения плиты размером 7,62 сантиметра (3 дюйма) в положении T/2 (на середине толщины) применительно к закалке холодной водой (при температуре окружающей среды). Впоследствии плиты растягивали на около 2,25%, после чего подвергали искусственному старению в соответствии со стандартной практикой старения до состояния типа T7X51 так, чтобы получить промежуточное состояние между T7651 и T7451.
макс-искр
макс
[0068] После искусственного старения были проведены испытания различных свойств плит из алюминиевых сплавов. В частности, были проведены испытания свойств прочности и относительного удлинения в соответствии со стандартами ASTM E8 и B557 в положении T/2 материала. Характеристики вязкости разрушения при плоской деформации испытывали в направлении L-T и в соответствии со стандартом ASTM E399 с применением образца C(T), взятого из положения T/2 материала, где размер B образца составлял 6,35 мм (0,25 дюйма), а размер W образца составлял 63,5 мм (2,5 дюйма). Типичные свойства стойкости к искривлению трещин L-S (K) определяли в соответствии с описанной выше процедурой испытания, за исключением того, что размер W образца составлял 33,02 мм (1,3 дюйма). Испытание начинается с применения K около 22,0 МПа√м (20 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм). Результаты испытаний представлены ниже в таблицах 11-12. В таблице 11 приведены измеренные значения в стандартных метрических единицах, а в таблице 12 приведены измеренные значения в британских единицах.
Таблица 11. Измеренные свойства (метрические единицы)
Сплав
TYS(L) (МПа)
UTS (L) (МПа)
Удлинение (L) (%)
Вязкость разрушения L-T K<sub>Q </sub>(МПа√м)
K<sub>макс-искр </sub>(МПа√м)
10
488
533
17,0
50,1
48,2
11
486
535
14,0
46,7
45,5
12
484
535
14,5
45,1
47,5
13
490
540
14,0
49,2
53,4
14
485
540
14,0
36,8
32,9
15
483
537
13,0
38,5
37,2
16
485
539
13,0
40,8
42,6
17
492
547
14,5
43,7
39,8
18
477
523
17,0
50,8
48,4
19
494
540
13,5
35,4
33,7
20
479
528
16,0
51,3
53,6
21
476
513
16,5
41,8
44,9
22
485
527
14,0
43,3
44,4
23
485
529
14,0
45,4
43,8
24
482
529
14,0
47,4
41,4
25
483
529
13,5
42,5
35,7
26
484
532
13,0
42,2
36,0
Таблица 12. Измеренные свойства (британские единицы)
Сплав
TYS(L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
UTS (L)(тыс. фунтов на кв. дюйм)
Удлинение (L)(%)
Вязкость разрушенияL-T K<sub>Q </sub>(тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
K<sub>макс-искр </sub>(тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
10
70,8
77,4
17,0
45,6
43,8
11
70,6
77,6
14,0
42,5
41,4
12
70,3
77,6
14,5
41
43,2
13
71,1
78,3
14,0
44,8
48,6
14
70,3
78,4
14,0
33,5
29,9
15
70,1
77,9
13,0
35
33,9
16
70,3
78,2
13,0
37,1
38,7
17
71,4
79,4
14,5
39,8
36,2
18
69,2
75,9
17,0
46,2
44,1
19
71,6
78,4
13,5
32,2
30,7
20
69,4
76,6
16,0
46,7
48,7
21
69,1
74,5
16,5
38
40,8
22
70,4
76,4
14,0
39,4
40,4
23
70,4
76,7
14,0
41,3
39,8
24
69,9
76,8
14,0
43,1
37,7
25
70,1
76,7
13,5
38,7
32,5
26
70,3
77,2
13,0
38,4
32,8
макс-искр
макс-искр
макс-искр
макс-искр
[0069] На ФИГ. 9-10 представлены графики, иллюстрирующие свойства сплавов примера 3. Как показано, материалы по-разному реагируют на добавление Cr в зависимости от уровней Zn, Mg и Cu. Для сплава типа 7085 (сплавы 10-13) наличие Cr, Mn и Zr способствует улучшению K по сравнению со стандартным материалом 7085 (сплав 10). Для сплавов с повышенным содержанием Mg (сплавы 14-17) добавление Cr само по себе, необязательно с добавлением Zr, способствует значительному увеличению K при эквивалентных уровнях прочности по сравнению со сплавом с Zr, но без Cr (сплав 14). Как оказалось, для сплавов с более низким или более высоким содержанием Zn (сплавы 18-23) добавление Cr само по себе, без добавления Zr, также способствует некоторому улучшению прочности или K по сравнению с соответствующими сплавами с Zr, но без Cr. И, наконец, оказалось, что для сплавов с повышенным содержанием Cu (сплавы 24-26) добавление Cr само по себе, без добавления Zr, также способствует уменьшению K по сравнению со сплавом с Zr, но без Cr (сплав 24). Кроме того, на ФИГ. 10 показано, что аналогичный компромисс между вязкостью разрушения и пределом текучести при растяжении достигается для сплава типа 7085, содержащего Cr, Mn и Zr (сплав 13), по сравнению со стандартным материалом 7085 (сплав 10). Аналогично сплавы с повышенным содержанием Mg, уменьшенным или повышенным содержанием Zn с добавлением Cr характеризуются аналогичными или улучшенными компромиссами между вязкостью разрушения и пределом текучести при растяжении по сравнению с их базовыми сплавами, не содержащими Cr и содержащими Zr.
Пример 4
[0070] Были изготовлены и испытаны дополнительные лабораторные материалы. Составы таких лабораторных материалов представлены ниже в таблице 13.
Таблица 13. Состав сплавов примера 4 (мас. %) - лабораторные материалы
Сплав
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Zr
27
0,02
0,04
1,68
0,23
1,55
0
7,42
0,03
0,11
28
0,02
0,04
1,65
0,45
1,50
0
7,48
0,02
0,11
29
0,02
0,04
1,67
0,24
1,52
0,12
7,37
0,02
0,11
30
0,02
0,05
1,70
0,45
1,52
0,13
7,40
0,02
0,11
31
0,02
0,04
1,67
0
1,51
0
7,64
0,02
0,11
32
0,02
0,04
1,67
0
1,51
0
7,64
0,02
0,11
[0071] Остальное в каждом сплаве составляли алюминий и неизбежные примеси (≤ 0,03 мас. % каждая, ≤ 0,10 мас. % всего). Сплавы 31-32 представляют собой стандартные сплавы типа 7085. Сплавы 27-30 представляют собой новые сплавы с различными количествами марганца (Mn), хрома (Cr) и/или циркония (Zr).
[0072] После литья слитки лабораторных материалов подвергали снятию собственных напряжений, распиливали на множество секций, обдирали, гомогенизировали и затем подвергали горячей прокатке до получения плиты, имеющей окончательную толщину около 4,445 см (1,75 дюйма). После этого плиты сплава подвергали термообработке на твердый раствор, а затем закалке в горячей воде с применением воды с температурой 87,8°C (190°F) для моделирования условий охлаждения плиты размером 12,7 сантиметра (5 дюймов) в положении T/2 (на середине толщины) применительно к закалке холодной водой (при температуре окружающей среды). Впоследствии плиты растягивали на около 2,25%, после чего подвергали искусственному старению в соответствии со стандартной практикой старения до состояния поставки T7651 или T7451.
макс-искр
макс
[0073] После искусственного старения были проведены испытания различных свойств плит из алюминиевого сплава. В частности, были проведены испытания свойств прочности и относительного удлинения в соответствии со стандартами ASTM E8 и B557 в положении T/2 материала. Характеристики вязкости разрушения при плоской деформации испытывали в направлении L-T и в соответствии со стандартом ASTM E399 с применением образца C(T), взятого из положения T/2 материала, где размер B образца составлял 6,35 мм (0,25 дюйма), а размер W образца составлял 63,5 мм (2,5 дюйма). Типичные свойства стойкости к искривлению трещин L-S (K) определяли в соответствии с описанной выше процедурой испытания, за исключением того, что размер W образца составлял 33,02 мм (1,3 дюйма). Испытание начинается с применения K около 22,0 МПа√м (20 тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм). Результаты испытаний представлены ниже в таблицах 14-15. В таблице 14 приведены измеренные значения в стандартных метрических единицах, а в таблице 15 приведены измеренные значения в британских единицах.
Таблица 14. Измеренные свойства (метрические единицы)
Сплав
Состояние
TYS(L) (МПа)
UTS (L) (МПа)
Удлинение (L) (%)
Вязкость разрушенияL-T K<sub>Q </sub>(МПа√м)
K<sub>макс-искр </sub>(МПа√м)
27
T7451
491
537
13,5
35,2
32,3
28
T7451
484
535
13,0
38,1
35,6
29
T7651
483
534
13,0
44,9
38,5
30
T7651
474
528
12,5
42,4
35,8
31
T7651
511
551
14,0
33,2
29,7
32
T7451
480
528
15,5
39,8
36,8
Таблица 15. Измеренные свойства (британские единицы)
Сплав
Состояние
TYS(L) (тыс. фунтов на кв. дюйм)
UTS (L) (тыс. фунтов на кв. дюйм)
Удлинение (L) (%)
Вязкость разрушения L-T K<sub>Q</sub> (тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
K<sub>макс-искр </sub>(тыс. фунтов на кв. дюйм√дюйм)
27
T7451
71,2
78,0
13,5
32
29,4
28
T7451
70,2
77,6
13,0
34,7
32,4
29
T7651
70,1
77,4
13,0
40,9
35,0
30
T7651
68,7
76,6
12,5
38,6
32,6
31
T7651
74,1
79,9
14,0
30,2
27,0
32
T7451
69,7
76,6
15,5
36,2
33,5
макс-искр
[0074] На ФИГ. 11-12 представлены графики, иллюстрирующие свойства сплавов примера 4. Как показано, оказалось, что добавление марганца в сплавы 27 и 28 оказывает ограниченное влияние на улучшение компромисса между стойкостью к искривлению трещин и пределом текучести при растяжении. Кроме того, оказалось, что добавление только низких уровней Cr (0,12-0,13) в сплавах 29 и 30 было недостаточным для обеспечения значительного влияния на K по сравнению со стандартными материалами 7085 (сплавы 31 и 32).
[0075] Хотя выше были подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будут очевидны модификации и адаптации этих вариантов осуществления. Однако следует четко понимать, что такие модификации и адаптации находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения.