ES2288389A1 - An al-zn-mg-cu alloy - Google Patents
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Abstract
Description
Aleación Al-Zn de alta resistencia y método para producir tal producto de aleación.Al-Zn Alloy High strength and method to produce such alloy product.
La presente invención se refiere a una aleación Al-Zn de alta resistencia forjada con una combinación mejorada de resistencia a la corrosión y tenacidad de acuerdo con la reivindicación 1, a un método para producir una aleación Al-Zn de alta resistencia forjada con una combinación mejorada de resistencia a la corrosión y tenacidad de acuerdo con la reivindicación 9 y a un producto de chapa de tal aleación, opcionalmente producido de acuerdo con el método. Más específicamente, la presente invención se refiere a una aleación Al-Zn de alta resistencia forjada de la serie designada 7000 según de la nomenclatura de la Aluminum Association para aplicaciones estructurales aeronáuticas. Aún más específicamente, la presente invención se refiere a una nueva ventana de la química para una aleación Al-Zn que tiene combinaciones mejoradas de resistencia mecánica, tenacidad y resistencia a la corrosión, que no necesita tratamientos específicos de maduración o bonificado.The present invention relates to an alloy High strength Al-Zn forged with a Improved combination of corrosion resistance and toughness of according to claim 1, to a method of producing a high strength Al-Zn alloy forged with a Improved combination of corrosion resistance and toughness of according to claim 9 and a sheet metal product of such alloy, optionally produced according to the method. Plus specifically, the present invention relates to an alloy High strength Al-Zn forged series designated 7000 according to the nomenclature of the Aluminum Association for aeronautical structural applications. Even more specifically, the present invention relates to a new chemistry window for an Al-Zn alloy that It has improved combinations of mechanical strength, toughness and corrosion resistance, which does not need specific treatments of maturation or bonus.
Se conoce en la técnica el uso de aleaciones de aluminio tratables térmicamente en varias aplicaciones que implican una resistencia mecánica relativamente alta, alta tenacidad y alta resistencia a la corrosión, tales como fuselajes de aviones, miembros de vehículos y otras aplicaciones. Las aleaciones de aluminio AA7050 y AA7150 presentan alta resistencia para los estados de bonificado del tipo T6; véase, por ejemplo, patente U.S. n°. 6.315.842. También productos de las aleaciones AA7x75, y AA7x55 endurecidas por precipitación presentan valores altos de la resistencia en el estado bonificado T6. Se conoce que el estado bonificado T6 intensifica la resistencia de la aleación, respecto a lo cual los productos de las antes mencionadas aleaciones AA7x50, AA7x75 y AA7x55, que contienen altas cantidades de zinc, cobre y magnesio, son conocidos por su alta relación de resistencia a peso y que, por tanto, encuentran aplicación particularmente en la industria aeronáutica. Sin embargo, estas aplicaciones originan una exposición a una amplia variedad de condiciones climáticas que exigen un control cuidadoso de las condiciones de conformación y bonificado para obtener una resistencia mecánica y una resistencia a la corrosión adecuadas, incluida la corrosión bajo tensiones y la exfoliación.The use of alloy alloys is known in the art. heat treatable aluminum in various applications that involve a relatively high mechanical strength, high toughness and high corrosion resistance, such as aircraft fuselages, members of vehicles and other applications. The alloys of AA7050 and AA7150 aluminum present high strength for states of type T6 bonus; see, for example, U.S. Pat. no. 6,315,842. Also products of AA7x75, and AA7x55 alloys hardened by precipitation have high values of the resistance in the subsidized state T6. It is known that the state T6 bonus intensifies alloy strength, relative to which products of the aforementioned AA7x50 alloys, AA7x75 and AA7x55, which contain high amounts of zinc, copper and magnesium, are known for their high weight resistance ratio and that, therefore, find application particularly in the aeronautical industry However, these applications originate a exposure to a wide variety of weather conditions that they require careful control of the conditions of conformation and bonus for mechanical strength and resistance to adequate corrosion, including stress corrosion and exfoliation
Con el fin de aumentar la resistencia frente a la corrosión bajo tensiones y la exfoliación, así como la tenacidad de fractura, es conocido sobremadurar artificialmente estas aleaciones de la serie AA7000. Cuando la sobremaduración artificial conduce a los estados de bonificado T79, T76, T74 o T73, su resistencia a la corrosión bajo tensiones, la corrosión con exfoliación y la tenacidad de fractura mejoran en el orden establecido (siendo T73 el mejor estado, y T79 próximo a T6) pero a costa de la resistencia mecánica, en comparación con el estado de bonificado T6. Un estado de bonificado aceptable es el tipo de bonificado T74, que es un estado con sobremaduración limitada, entre T73 y T76, con el fin de obtener un nivel aceptable de resistencia a tracción, resistencia a la corrosión bajo tensiones, resistencia a la corrosión con exfoliación y tenacidad de fractura. Este estado bonificado T6 se realiza sobremadurando el producto de aleación de aluminio a las temperaturas de 121°C durante un tiempo de 6 a 24 horas y de 171°C durante aproximadamente 14 horas.In order to increase resistance against corrosion under stress and exfoliation, as well as the fracture toughness, it is known to artificially overripe these AA7000 series alloys. When overmature artificial leads to bonus states T79, T76, T74 or T73, Its corrosion resistance under stresses, corrosion with exfoliation and fracture toughness improve in order established (T73 being the best state, and T79 next to T6) but at mechanical resistance cost, compared to the state of bonus T6. An acceptable bonus status is the type of T74 bonus, which is a state with limited overmaturity, between T73 and T76, in order to obtain an acceptable level of tensile strength, corrosion resistance under stress, corrosion resistance with exfoliation and fracture toughness. This T6 bonus status is done by overmatching the product of Aluminum alloy at temperatures of 121 ° C for a while 6 to 24 hours and 171 ° C for approximately 14 hours.
Dependiendo de los criterios de diseño para un componente particular de aviones, incluso pequeñas mejoras en la resistencia mecánica, la tenacidad o la resistencia a la corrosión dan por resultado ahorros de peso, lo que repercute en mejoras económicas a lo largo de la vida en servicio del avión. Para satisfacer estas demandas se han desarrollado otras aleaciones del tipo de la serie 7000.Depending on the design criteria for a particular component of airplanes, even small improvements in the mechanical resistance, toughness or corrosion resistance result in weight savings, which results in improvements economic throughout the life in service of the plane. For meet these demands other alloys of the 7000 series type.
La patente EP-0377779 describe un método mejorado para producir una aleación 7055 para aplicaciones de chapa fina o chapa en el campo aeroespacial, tales como miembros del extradós del ala, con una tenacidad alta y buenas propiedades frente a la corrosión, que comprende las etapas de trabajar un cuerpo que tiene una composición que consiste en, en % en peso:EP-0377779 describes an improved method to produce a 7055 alloy for applications of thin sheet or sheet in the aerospace field, such as members of the wing extradós, with a high tenacity and good properties against corrosion, which includes the stages of work a body that has a composition that consists of, in% in weigh:
- ZnZn
- 7,6-8,47.6-8.4
- CuCu
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- MgMg
- 1,8-2,1,1.8-2.1,
uno o más elementos seleccionados entreone or more selected items between
- ZrZr
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- MnMn
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- VV
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no excediendo la totalidad de estos elementos de 0,6% en peso, siendo el resto hasta el total aluminio más impurezas incidentales; someter a tratamiento térmico de solubilización este producto y templarlo, y madurar artificialmente el producto calentándolo tres veces en una pasada a una o varias temperaturas de 79°C a 163°C, o calentando tal producto primeramente a una o varias temperaturas entre 79°C y 141°C durante dos horas o más, o calentando el producto a una o varias temperaturas de 148°C a 174°C. Estos productos presentan una resistencia a la corrosión con exfoliación mejorada, de "EB" o mejor, con un límite elástico aproximadamente 15% más alto que el de piezas de comparación de AAx50 de tamaño similar en el estado bonificado T76. Tienen, además, como mínimo una resistencia aproximadamente 5% mayor que la muestra de comparación de 7x50-T77 de tamaño similar (AA7150-T77 se usará aquí en lo que sigue como aleación de referencia).not exceeding all of these 0.6% elements by weight, the rest being up to the total aluminum more incidental impurities; undergo heat treatment of solubilize this product and temper it, and mature artificially the product by heating it three times in one pass to one or several temperatures from 79 ° C to 163 ° C, or by heating such product firstly at one or several temperatures between 79 ° C and 141 ° C during two hours or more, or heating the product to one or more temperatures from 148 ° C to 174 ° C. These products have a corrosion resistance with enhanced exfoliation, of "EB" or better, with an elastic limit approximately 15% higher than the of AAx50 comparison pieces of similar size in the state T76 bonus. They also have at least one resistance approximately 5% larger than the comparison sample of 7x50-T77 of similar size (AA7150-T77 will be used here in what follows as alloy reference).
La patente U.S. n°.5.312.498 describe otro método para producir un producto de aleación de base aluminio que tiene una resistencia a la exfoliación y una tenacidad de fractura mejoradas, que tiene niveles de zinc, cobre y magnesio tales que no haya exceso de cobre y magnesio. El método para producir el producto de aleación de base aluminio utiliza un método de maduración en una o dos etapas junto con un ajuste estequiométrico de cobre, magnesio y zinc. Se ha descrito una secuencia de maduración en dos etapas en la que la aleación se madura primeramente a aproximadamente 121°C durante aproximadamente 9 horas, a lo que sigue una segunda tapa de maduración a aproximadamente 157°C durante un tiempo de aproximadamente 10 a 16 horas, efectuándose seguidamente un enfriamiento al aire. Este método de maduración está dirigido a productos de chapa fina que se usan para aplicaciones tales como piel del intradós del ala o piel del fuselaje.U.S. Patent No. 5,312,498 describes another method to produce an aluminum based alloy product that It has a resistance to exfoliation and a fracture toughness improved, which has levels of zinc, copper and magnesium such that no there is excess copper and magnesium. The method to produce the Aluminum based alloy product uses a method of maturation in one or two stages together with a stoichiometric adjustment of copper, magnesium and zinc. A sequence of two stage maturation in which the alloy matures first at about 121 ° C for about 9 hours, followed by a second ripening cap at approximately 157 ° C for a time of approximately 10 to 16 hours, then air cooling. This maturation method is aimed at thin sheet products that are use for applications such as wing intradose skin or skin of the fuselage.
La patente U.S. n°. 4.954.188 describe un método para obtener una aleación de aluminio de alta resistencia mecánica caracterizada por una resistencia a la exfoliación mejorada usando una aleación que consiste en los siguientes elementos de aleación, en % en peso:U.S. Patent no. 4,954,188 describes a method to obtain a high strength aluminum alloy characterized by enhanced peel strength using an alloy consisting of the following alloy elements, in% by weight:
- ZnZn
- 5,9-8,25.9-8.2
- CuCu
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- MgMg
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- CrCr
- <0,04,<0.04,
con un contenido en otros elementos tales como zirconio, manganeso, hierro, silicio y titanio, en total, menor que 0,5, siendo el resto aluminio; la aleación se trabaja obteniéndose un producto de una forma predeterminada, el producto conformado se somete a tratamiento de solubilización, se templa y se somete a un tratamiento de maduración a una temperatura en el intervalo de 132°C a 140°C durante un tiempo de 6 a 30 horas. En esta aleación, las propiedades deseadas de alta resistencia mecánica, alta tenacidad y alta resistencia a la corrosión se alcanzaron rebajando la temperatura de maduración, no elevando esta temperatura como se ha indicado previamente en, por ejemplo, las patentes U.S. n°. 3.881.966 o U.S. n°. 3.794.531.with a content in other elements such as zirconium, manganese, iron, silicon and titanium, in total, less than 0.5, the rest being aluminum; the alloy is works by obtaining a product in a predetermined way, the Shaped product is subjected to solubilization treatment, it is temper and undergo a maturation treatment at a temperature in the range of 132 ° C to 140 ° C for a time of 6 to 30 hours. In this alloy, the desired high strength properties Mechanical, high toughness and high corrosion resistance are reached lowering the ripening temperature, not raising this temperature as previously indicated in, for example, the U.S. patents no. 3,881,966 or U.S. no. 3,794,531.
Se ha dado cuenta de que las aleaciones endurecidas por precipitación AA7050 conocidas y otras de la serie AA7000, en el estado bonificado T6, no tienen suficiente resistencia a la corrosión en ciertas condiciones. Pero los estados bonificados del tipo T7 que mejoran la resistencia de las aleaciones al agrietamiento por corrosión bajo tensiones, disminuyen significativamente la resistencia mecánica respecto al estado T6.He has noticed that the alloys AA7050 precipitation hardened known and other series AA7000, in the subsidized state T6, do not have enough corrosion resistance under certain conditions. But the states type T7 bonuses that improve the resistance of corrosion cracking alloys under stress, significantly reduce mechanical resistance with respect to state T6.
Por ello, la patente U.S. n°. 5.221.377 describe un producto de aleación que esencialmente consiste en aproximadamente de 7,6 a 8,4% en peso de Zn, aproximadamente de 1,8 a 2,2% en peso de Mg y aproximadamente de 2,0 a 2,6% en peso de Cu. Tal producto de aleación tiene un límite elástico que es aproximadamente 10% mayor que el de la muestra comparativa de la aleación 7x50-T6, con buena tenacidad y buena resistencia a la corrosión. Se señala que el límite elástico se de más de 579 MPa, con un nivel de la resistencia a la exfoliación (EXCO) de "EC" o mejor.Therefore, U.S. Pat. no. 5,221,377 describes an alloy product that essentially consists of approximately 7.6 to 8.4% by weight of Zn, approximately 1.8 at 2.2% by weight of Mg and about 2.0 to 2.6% by weight of Cu. Such an alloy product has an elastic limit that is approximately 10% higher than that of the comparative sample of the 7x50-T6 alloy, with good toughness and good corrosion resistance It is noted that the elastic limit is more than 579 MPa, with a level of exfoliation resistance (EXCO) of "EC" or better.
La patente U.S. n°. 5.496.426 describe una aleación como se describe en la patente U.S. n°. 5.221.377 y un método que incluye laminación en caliente, recocido y laminación en frío dentro de un intervalo preferido de reducción en frío de 20% a 70% que, a su vez, es seguida preferiblemente por un recocido controlado, con lo que se consiguen unas características mejores que las características de AA7075-T6. Si bien AA7955-T6 falló en el ensayo de resistencia a la corrosión bajo tensiones (resistencia al SCC durante 40 días en el ensayo de inmersión alternada en NaCl al 35%) a 138 MPa, la aleación descrita tenía una resistencia al SCC de 241 MPa.U.S. Patent no. 5,496,426 describes a alloy as described in U.S. Pat. no. 5,221,377 and a method that includes hot rolling, annealing and rolling in cold within a preferred 20% cold reduction range at 70% which, in turn, is preferably followed by an annealing controlled, so you get better features than the characteristics of AA7075-T6. While AA7955-T6 failed in the resistance test corrosion under stress (resistance to the SCC for 40 days in the Alternate immersion test in 35% NaCl) at 138 MPa, the Alloy described had an SCC resistance of 241 MPa.
Las patentes U.S. n°. 5.108.520 y
U-S. n°. 4.477.292 describen un método de
maduración para una aleación metálica sometida a tratamiento
térmico de solubilización, endurecible por precipitación, que
incluye tres etapas de maduración que comprenden (1) madurar la
aleación a una o más temperaturas sustancialmente por encima de la
temperatura ambiente pero por debajo de 163°C a un límite elástico
inferior al pico, (2) seguidamente, madurar la aleación a una o más
temperaturas a aproximadamente 190°C para aumentar la resistencia
de la aleación a la corrosión y, posteriormente, (3) madurar la
aleación a una o más temperaturas sustancialmente por encima de la
temperatura ambiente pero por debajo de aproximadamente 163°C para
aumentar el límite elástico. El producto resultante exhibía buenas
propiedades de resistencia y un buen comportamiento en la
corrosión. Sin embargo, el método de maduración en tres etapas es
laborioso y difícil de realizar, por lo que aumentan los costes
para producir tal
aleación.US patents no. 5,108,520 and US. no. 4,477,292 describe a method of maturation for a metallic alloy subjected to heat treatment of solubilization, hardenable by precipitation, which includes three stages of maturation comprising (1) maturing the alloy at one or more temperatures substantially above room temperature but below 163 ° C at an elastic limit lower than the peak, (2) then mature the alloy at one or more temperatures at approximately 190 ° C to increase the resistance of the alloy to corrosion and subsequently (3) mature the alloy at one or more temperatures substantially above room temperature but below about 163 ° C to increase the elastic limit. The resulting product exhibited good resistance properties and good corrosion behavior. However, the method of maturation in three stages is laborious and difficult to perform, so the costs to produce such increase
alloy.
Es objetivo de la presente invención, por tanto, proporcionar una aleación Al-Zn mejorada, preferiblemente para productos de chapa con alta resistencia y una combinación mejorada de tenacidad y comportamiento frente a la corrosión. Más específicamente, es objetivo de la presente invención proporcionar una aleación que se pueda usar para aplicaciones en el extradós del ala de aviones, con un límite elástico a compresión mejorado y propiedades que sean mejores que las propiedades de una aleación convencional AA7055 en el estado bonificado T77.It is the objective of the present invention, therefore, provide an improved Al-Zn alloy, preferably for sheet metal products with high strength and a improved combination of tenacity and behavior against corrosion. More specifically, it is the objective of the present invention provide an alloy that can be used to applications on the outside of the aircraft wing, with a limit Enhanced compression elastic and properties that are better than the properties of a conventional AA7055 alloy in the state T77 bonus.
Es otro objetivo de la invención obtener una aleación de aluminio de la serie AA7000 que presente una resistencia en el intervalo de estados bonificados del tipo T6, y una tenacidad y unas propiedades de resistencia a la corrosión en el intervalo de estados bonificados del tipo T73.It is another object of the invention to obtain a AA7000 series aluminum alloy presenting a resistance in the range of bonus states of type T6, and a toughness and corrosion resistance properties in the range of bonus states of type T73.
Es además objetivo de la presente invención proporcionar una aleación que pueda usarse en un método de conformación por fluencia-maduración, aleación que no necesite un método de maduración complicado o laborioso.It is also an objective of the present invention provide an alloy that can be used in a method of creep-maturation conformation, alloy that Do not need a complicated or laborious method of maturation.
La presente invención tiene varios objetivos preferidos.The present invention has several objectives preferred.
Los anteriores objetivos de la invención se alcanzan usando los rasgos característicos de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se describen y especifican otras realizaciones preferentes. En la reivindicación 9 se define un método preferente para producir tal aleación y en la reivindicación 14 y las correspondientes reivindicaciones dependientes se reivindica y describe un producto de chapa que corresponde al método.The above objectives of the invention are they reach using the characteristic features of claim 1. The dependent claims describe and specify other preferred embodiments. In claim 9 it is defined a preferred method of producing such an alloy and in the claim 14 and the corresponding claims Dependents claim and describe a sheet metal product that It corresponds to the method.
Como se apreciará en lo que sigue, a no ser que se indique lo contrario, las designaciones de aleaciones y estados bonificados se refieren a las designaciones de la Aluminum Association en sus Aluminum Standards y Registration Records, todos publicados por la US Aluminum Association. Todos los porcentajes son en peso, a no ser que se indique lo contrario.As will be appreciated in the following, unless otherwise indicated, the designations of alloys and states Bonuses refer to the Aluminum designations Association in its Aluminum Standards and Registration Records, all published by the US Aluminum Association. All percentages They are by weight, unless otherwise indicated.
Los mencionados objetivos de la invención se alcanzan usando un producto de aleación Al-Zn de alta resistencia, con una combinación mejorada de resistencia a la corrosión y tenacidad, aleación que esencialmente comprende (en % en peso):The aforementioned objectives of the invention are achieved using an Al-Zn alloy product of high strength, with an improved combination of resistance to corrosion and toughness, alloy that essentially comprises (in% in weigh):
- ZnZn
- aproximadamente de 6,0 a 9,5approximately 6.0 to 9.5
- CuCu
- aproximadamente de 1,3 a 2,4about 1.3 to 2.4
- MgMg
- aproximadamente de 1,5 a 2,6approximately 1.5 to 2.6
- MnMn
- <0,12<0.12
- ZrZr
- <0,20, preferiblemente 0,5-0,15<0.20, preferably 0.5-0.15
- CrCr
- <0,10<0.10
- FeFaith
- <0,25, preferiblemente <0,12<0.25, preferably <0.12
- SiYes
- <0,25, preferiblemente <0,12<0.25, preferably <0.12
- TiYou
- <0,10<0.10
Hf y/o V <0,25 y,Hf and / or V <0.25 Y,
opcionalmente, Ce y/o Sc <0,20, especialmente en el intervalo de 0,05 a 0,15,optionally, Ce and / or Sc <0.20, especially in the range of 0.05 to 0.15,
otros elementos, cada uno en menos de 0,05 y, en. total, en menos de 0,25, resto aluminioother elements, each in less of 0.05 and, in. total, in less than 0.25, remainder aluminum
en el queat that
0,1[Cu]+1,3 <[Mg] <0,2[Cu] + 2,15,0.1 [Cu] +1.3 <[Mg] <0.2 [Cu] + 2.15,
y preferiblemente,Y preferably,
0,2[Cu] + 1,3 < [Mg] <0,1 [Cu] + 2,15.0.2 [Cu] + 1.3 <[Mg] <0.1 [Cu] + 2.15.
Esta ventana de la química para una aleación de la serie AA7000 exhibe excelentes propiedades cuando se produce como productos de chapa fina que preferiblemente son utilizables para aplicaciones del extradós de vehículos aeroespaciales.This chemistry window for an alloy of The AA7000 series exhibits excellent properties when produced as thin sheet products that are preferably usable for applications of the extrados of aerospace vehicles.
La química antes definida tiene propiedades que son comparables o mejores que las de las aleaciones existentes de las series AA7x5O o AA7x55 en el estado bonificado T77 sin usar los antes descritos ciclos de maduración al estado bonificado T77, laboriosos y complicados. La química conduce a un producto de aluminio que, no sólo es superior en cuanto a la cuestión de costes, sino que también es más simple, puesto que son necesarias menos etapas del proceso. Además, la química permite nuevas técnicas de producción, como la conformación por fluencia, que no es realizable cuando se aplica una aleación en el estado bonificado T77. Aún mejor, la química definida antes también permite madurar al estado bonificado T77, con lo que la resistencia a la corrosión mejora más en comparación con el método de maduración en dos etapas, que se describe aquí más adelante, resultando mejorado especialmente el comportamiento frente a la corrosión con exfoliación.The chemistry defined above has properties that are comparable or better than those of existing alloys of AA7x5O or AA7x55 series in the T77 bonus state without using the previously described maturation cycles to the T77 subsidized state, laborious and complicated. Chemistry leads to a product of aluminum which is not only superior in terms of the issue of costs, but it is also simpler, since they are necessary fewer stages of the process In addition, chemistry allows new production techniques, such as creep forming, which do not is realizable when an alloy is applied in the bonus state T77 Even better, the chemistry defined before also allows to mature to the T77 subsidized state, with which the corrosion resistance more improvement compared to the maturation method in two stages, described here below, resulting improved especially the behavior against corrosion with exfoliation.
Mediante esta invención se ha encontrado que una gama de elementos en un intervalo seleccionado, usando una cantidad más alta de Zn y una composición específica de un intervalo particular de Mg y Cu, exhibe unas combinaciones sustancialmente mejores de resistencia, tenacidad y comportamiento frente a la corrosión, tal como la resistencia a la corrosión con exfoliación y la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensiones.Through this invention it has been found that a range of elements in a selected range, using a highest amount of Zn and a specific composition of a particular range of Mg and Cu, exhibits combinations substantially better endurance, toughness and behavior against corrosion, such as corrosion resistance with Exfoliation and resistance to low corrosion cracking tensions
Si bien se ha dado cuenta de que los contenidos de cobre deben mantenerse más altos, preferiblemente por encima de 2,2% en peso, con el fin de mejorar el comportamiento frente a la corrosión con exfoliación y el agrietamiento por corrosión bajo tensiones, se ha dado cuenta también de que son alcanzables mejores combinaciones de resistencia mecánica y densidad con contenidos de zinc relativamente bajos.While he has realized that the contents Copper should be kept higher, preferably above 2.2% by weight, in order to improve behavior against exfoliation corrosion and low corrosion cracking tensions, has also realized that they are better attainable combinations of mechanical strength and density with contents of relatively low zinc.
En esta invención, sin embargo, se ha encontrado que cantidades altas de zinc junto con una relación optimizada de manganeso a cobre dan por resultado una resistencia mecánica mejor a la vez que se mantiene un buen comportamiento frente a la corrosión y una tenacidad que es mejor que la de las aleaciones convencionales en el estado bonificado T77. Por tanto, es ventajoso tener un contenido combinado de zinc, magnesio cobre en el intervalo de entre aproximadamente 11,50 y 12,50 (en % en peso) sin manganeso alguno, e inferior a 11,00 en presencia de manganeso que, preferiblemente, está entre 0,06 y 0,12 (% en peso).In this invention, however, it has been found that high amounts of zinc along with an optimized ratio of Copper manganese results in better mechanical strength while maintaining good behavior against the corrosion and toughness that is better than alloys conventional in the subsidized state T77. Therefore, it is advantageous have a combined content of zinc, magnesium copper in the range between approximately 11.50 and 12.50 (in% by weight) without some manganese, and less than 11.00 in the presence of manganese which, preferably, it is between 0.06 and 0.12 (% by weight).
Una cantidad preferida de magnesio está en el intervalo de 0,2[Cu] + 1,3 <[Mg] < 0,1[Cu] + 2,15, muy preferiblemente en el intervalo de 0,2[Cu] + 1,4 < [Mg] <0,1[Cu] + 1,9. El cobre está en el intervalo de aproximadamente 1,5 a 2,1, más preferiblemente en el intervalo de 1,5 a menos de 2,0. La combinación de magnesio y cobre es importante para la química inventiva.A preferred amount of magnesium is in the range of 0.2 [Cu] + 1.3 <[Mg] <0.1 [Cu] + 2.15, most preferably in the range of 0.2 [Cu] + 1.4 <[Mg] <0.1 [Cu] + 1.9. Copper is in the range from about 1.5 to 2.1, more preferably in the range from 1.5 to less than 2.0. The combination of magnesium and copper is important for inventive chemistry.
El cobre y el magnesio son elementos importantes para impartir resistencia mecánica a la aleación. Cantidades demasiado bajas de magnesio y cobre dan por resultado una disminución de la resistencia, mientras que cantidades demasiado altas de magnesio y cobre dan por resultado un comportamiento peor frente a la corrosión y a problemas en cuanto a la soldabilidad del producto de aleación. En la técnica anterior se usan métodos de maduración especiales para mejorar la resistencia y, con el fin de conseguir un buen comportamiento frente a la corrosión, se usan bajas cantidades de magnesio y cobre. Para conseguir un compromiso entre la resistencia, la tenacidad y el comportamiento frente a la corrosión, se ha encontrado que cantidades de cobre y magnesio (en % en peso) entre aproximadamente 1,5 y 2,3 dan un buen resultado para productos de aleación de gran espesor. Sin embargo, el comportamiento frente a la corrosión es el parámetro vital para productos de aleación de pequeño espesor, por lo que deben usarse cantidades más bajas de cobre y manganeso, lo que da por resultado una resistencia mecánica más baja. Mediante la química reivindicada de la presente invención es ahora posible conseguir niveles de resistencia mecánica en al región de una aleación en el estado bonificado T6, a la vez que se mantienen las características de comportamiento frente a la corrosión similares a las de las aleaciones en el estado T74.Copper and magnesium are important elements to impart mechanical resistance to the alloy. Quantities too low magnesium and copper result in a decrease in resistance while amounts too much high magnesium and copper result in worse behavior against corrosion and problems regarding the weldability of the alloy product. In the prior art, methods of special maturation to improve resistance and, in order to get a good behavior against corrosion, are used Low amounts of magnesium and copper. To get a commitment between resistance, tenacity and behavior against corrosion, it has been found that quantities of copper and magnesium (in % by weight) between approximately 1.5 and 2.3 give a good result for thick alloy products. However the corrosion behavior is the vital parameter for small thickness alloy products, so they should be used lower amounts of copper and manganese, which results lower mechanical resistance Through the claimed chemistry of the present invention it is now possible to achieve levels of mechanical resistance in the region of an alloy in the state T6 bonus, while maintaining the characteristics of corrosion behavior similar to those of alloys in state T74.
Aparte de las cantidades de magnesio y cobre, la invención describe una combinación de cantidades de magnesio y cobre en relación al zinc, especialmente la relación de magnesio a zinc que da a la aleación estas características de comportamiento. La mejorada resistencia a la corrosión de la aleación de acuerdo con la invención tiene propiedades de resistencia a la exfoliación ("EXCO") de EB o mejor, preferiblemente de EA o mejor.Apart from the amounts of magnesium and copper, the invention describes a combination of amounts of magnesium and copper in relation to zinc, especially the magnesium ratio to zinc that gives the alloy these behavioral characteristics. The improved corrosion resistance of the alloy according with the invention it has exfoliation resistance properties ("EXCO") of EB or better, preferably of EA or better.
Estas propiedades de exfoliación se miden de acuerdo con las normas de resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensiones ("SCC") y resistencia a la exfoliación ("EXCO") actualmente requeridas para los productos de AA7075, AA7050 y AA7150 madurados a los estados de bonficado T73, T74 y T76, junto con el típico comportamiento para T6. Para determinar si las aleaciones comerciales satisfacen las normas para la SCC, una determinada probeta de ensayo se somete a unas condiciones de ensayo predefinidas. Probetas en forma de barra se exponen a ciclos de inmersión en una solución acuosa de NaCl al 35% durante 10 minutos y seguidamente de secado al aire durante 50 minutos mientras que están sometidas a tracción desde ambos extremos a una deformación constante (nivel de tensión). Usualmente, este ensayo se realiza durante un mínimo de 20 días (o durante menos tiempo si la probeta se rompe o agrieta antes de transcurrir los 20 días). Este ensayo es el de la norma ASTM G47 (G47-98).These exfoliation properties are measured by according to cracking resistance standards by stress corrosion ("SCC") and resistance to Exfoliation ("EXCO") currently required for products of AA7075, AA7050 and AA7150 matured to the bonus states T73, T74 and T76, along with the typical behavior for T6. For determine whether commercial alloys meet the standards for the SCC, a certain test specimen is subjected to some predefined test conditions. Bar-shaped probes are exposed to immersion cycles in a 35% aqueous NaCl solution for 10 minutes and then air dried for 50 minutes while they are under tension from both ends at a constant deformation (tension level). Usually, this test is performed for a minimum of 20 days (or for less time if the specimen breaks or cracks before after 20 days) This test is that of ASTM G47 (G47-98).
Otro ensayo preferido de SCC, realizado de acuerdo con la norma ASTM G47 (G38-73), se usa para productos de aleación extruidos, incluidos productos de chapa fina. El ensayo consiste en comprimir los extremos opuestos de un anillo en forma de C usando niveles de solicitación a compresión constantes y condiciones de inmersión sustancialmente similares a las descritas antes. Mientras que la aleación AA7075, AA7050 o AA7150 bonificada al estado T6 falla en el ensayo de SCC en menos de 20 días y las propiedades de exfoliación son EC o ED, el comportamiento de resistencia a la corrosión aumenta para los estados de bonificado T76, T74, T76. Para el estado T73, las propiedades de exfoliación son EA o mejor. Se describen aquí posteriormente ejemplos específicos.Another preferred test of SCC, performed in In accordance with ASTM G47 (G38-73), it is used for extruded alloy products, including thin sheet products. The test consists of compressing the opposite ends of a ring C-shaped using compression request levels constants and immersion conditions substantially similar to those described before. While the alloy AA7075, AA7050 or AA7150 bonus to state T6 fails in the SCC test in less of 20 days and the exfoliation properties are EC or ED, the corrosion resistance behavior increases for bonus states T76, T74, T76. For state T73, the Exfoliation properties are EA or better. Are described here later specific examples.
La aleación de la invención tiene una química con una cantidad preferida de magnesio y cobre de aproximadamente 1,93 cuando la cantidad (en % en peso) de Zn es de aproximadamente 8,1. Sin embargo, la cantidad (en % en peso) de zinc está en el intervalo de 6,1 a 8,3, preferiblemente en el intervalo de 6,1 a 7,0 si el contenido de manganeso es inferior a 0,05 y, preferiblemente, menor que 0,02. En los ejemplos posteriores se describen algunas realizaciones preferentes de la presente invención.The alloy of the invention has a chemistry with a preferred amount of magnesium and copper of approximately 1.93 when the amount (in% by weight) of Zn is approximately 8.1. However, the amount (in% by weight) of zinc is in the range of 6.1 to 8.3, preferably in the range of 6.1 to 7.0 if the manganese content is less than 0.05 and, preferably, less than 0.02. In the subsequent examples, describe some preferred embodiments of the present invention.
Preferiblemente, la cantidad de manganeso (en % en peso) está en el intervalo de aproximadamente 0,06 a 0,12 cuando la cantidad de zinc es mayor que 7,6. El manganeso contribuye o coadyuva al control del tamaño de grano durante operaciones que pueden causar la recristalización de la microestructura. Los niveles de manganeso preferidos son más bajos que en las aleaciones convencionales de la serie AA7000, pero pueden elevarse cuando se aumenta la cantidad de zinc.Preferably, the amount of manganese (in% by weight) is in the range of about 0.06 to 0.12 when the amount of zinc is greater than 7.6. Manganese contributes or contributes to the control of grain size during operations that can cause recrystallization of the microstructure Preferred manganese levels are lower than in conventional AA7000 series alloys, but They can rise when the amount of zinc is increased.
La cantidad de los elementos adicionales Ce y/o Cr es menor que 0,20, preferiblemente está en el intervalo de 0,05 a 0,15, muy preferiblemente está en torno a 0,10.The quantity of the additional elements Ce and / or Cr is less than 0.20, preferably it is in the range of 0.05 at 0.15, most preferably it is around 0.10.
Un método preferido para producir un producto forjado de aleación Al-Zn de alta resistencia con una combinación mejorada de resistencia a la corrosión y tenacidad comprende las etapas de:A preferred method to produce a product Forged high strength Al-Zn alloy with an improved combination of corrosion resistance and toughness It comprises the stages of:
(a) colar un lingote con la composición siguiente (en % en peso):(a) strain an ingot with the composition following (in% by weight):
- ZnZn
- aproximadamente de 6,0 a 9,5approximately 6.0 to 9.5
- CuCu
- aproximadamente de 1,3 a 2,4about 1.3 to 2.4
- MgMg
- aproximadamente de 1,5 a 2,6approximately 1.5 to 2.6
- MnMn
- <0,12<0.12
- ZrZr
- <0,20, preferiblemente 0,05-0,15<0.20, preferably 0.05-0.15
- CrCr
- <0,10<0.10
- FeFaith
- <0,25<0.25
- SiYes
- <0,25<0.25
- TiYou
- <0,10<0.10
Hf y/o V <0,25 y,Hf and / or V <0.25 Y,
opcionalmente, Ce y/o Sc <0,20,optionally, Ce and / or Sc <0.20,
otros elementos, cada uno en menos de 0,05 y, en total, en menos de 0,25, resto aluminio,other elements, each in less of 0.05 and, in total, in less than 0.25, remainder aluminum,
en el que (en % en peso)in which (in% in weight)
0,1[Cu] + 1,3 <[Mg] <0,2[Cu] + 2,15,0.1 [Cu] + 1.3 <[Mg] <0.2 [Cu] + 2.15,
(b) homogeneizar y/o precalentar el lingote después de la colada,(b) homogenize and / or preheat the ingot after laundry,
(c) trabajar el lingote en caliente y, opcionalmente en frío, a un producto conformado,(c) work the ingot hot and, optionally cold, to a shaped product,
(d) someterlo a tratamiento térmico de solubilización a una temperatura y durante un tiempo suficientes para poner en solución sólida esencialmente todos los constituyentes solubles de la aleación, y(d) subject it to heat treatment of solubilization at a temperature and for a sufficient time to put in solid solution essentially all soluble constituents of the alloy, and
(e) templar el producto sometido al tratamiento térmico de solubilización por temple por proyección o temple por inmersión en agua u otro medio de temple.(e) temper the product undergoing treatment thermal solubilization by tempering by projection or tempering immersion in water or other means of tempering.
Las propiedades de la invención se pueden alcanzar además mediante un método preferido que incluye madurar artificialmente el producto conformado y sometido a tratamiento térmico de solubilización, proceso en el que la etapa de maduración comprende un primer tratamiento térmico a una temperatura en el intervalo de 105°C a 135°C, preferiblemente en torno a 120°C, durante un tiempo de 2 a 20 horas, preferiblemente en torno a 8 horas, y un segundo tratamiento térmico a una temperatura superior a 135°C pero inferior a 210°C, preferiblemente en torno a 155°C, durante un tiempo de 4 a 12 horas, preferiblemente durante un tiempo de 8 a 10 horas.The properties of the invention can be also achieve through a preferred method that includes maturing artificially the product shaped and subjected to treatment thermal solubilization, process in which the maturation stage it comprises a first heat treatment at a temperature in the range from 105 ° C to 135 ° C, preferably around 120 ° C, for a time of 2 to 20 hours, preferably around 8 hours, and a second heat treatment at a higher temperature at 135 ° C but below 210 ° C, preferably around 155 ° C, for a time of 4 to 12 hours, preferably for a Time from 8 to 10 hours.
Mediante tal tratamiento térmico en dos etapas se alcanza un comportamiento frente a la corrosión que es similar al comportamiento frente a la corrosión de una aleación en el estado bonificado T76. Sin embargo, también es posible madurar artificialmente el producto trabajado y tratado de forma que la etapa de maduración comprende un tercer tratamiento térmico a una temperatura en el intervalo de 105°C a 135°C durante más de 20 horas y menos de 30 horas. Este método de maduración al estado bonificado T77 es conocido e incluso intensifica las características de comportamiento en comparación con el método de maduración en dos etapas. Sin embargo, el método de maduración en dos etapas da por resultado productos de aleación de aluminio de poco espesor de aleaciones de aluminio que son parcialmente comparables a los productos de bonificado T77 y parcialmente mejores que éstos.By such two stage heat treatment corrosion behavior is achieved that is similar to the corrosion behavior of an alloy in the T76 bonus status. However, it is also possible to mature artificially the product worked and treated so that the maturation stage comprises a third heat treatment at a temperature in the range of 105 ° C to 135 ° C for more than 20 hours and less than 30 hours. This method of maturation to the state bonus T77 is known and even intensifies the behavioral characteristics compared to the method of Maturation in two stages. However, the method of maturation in Two stages results in aluminum alloy products of low thickness of aluminum alloys that are partially comparable to T77 bonus products and partially Better than these.
Además es posible madurar artificialmente el
producto trabajado y tratado térmicamente con un método de
maduración en dos etapas al estado bonificado T79 o T75. Después de
homogeneizar y/o precalentar el lingote después de colarlo, es
preferiblemente aconsejable trabajar el lingote en caliente y,
opcionalmente, trabajar en frío los productos trabajados en
caliente a un producto de un espesor de 15 mm a 45 mm, obteniéndose
así una chapa
fina.It is also possible to artificially ripen the product worked and heat treated with a two stage maturation method to the T79 or T75 bonus state. After homogenizing and / or preheating the ingot after casting, it is preferably advisable to work the ingot hot and, optionally, cold work the hot worked products to a product of a thickness of 15 mm to 45 mm, thus obtaining a sheet
fine.
Tal producto de chapa de aleación Al-Zn se puede obtener con una aleación que tiene una composición descrita antes o que se está obteniendo por un método como el descrito antes. Preferiblemente, un producto de chapa así es utilizable como miembro de poco espesor de un avión, más en particular como un miembro estructural de forma alargada. Incluso es más preferido un producto de chapa para uso como miembro de un extradós de ala, preferiblemente, un miembro fino de la piel de un extradós o un rigidizador de un avión.Such alloy sheet product Al-Zn can be obtained with an alloy that has a composition described before or that is being obtained by a method as described before. Preferably, a product of sheet is thus usable as a thin member of an airplane, more particularly as an elongated structural member. Even a sheet metal product for use as a member is even more preferred of a wing extrados, preferably a thin member of the skin of an extrados or a stiffener of an airplane.
Las características anteriores y otras ventajas de las aleaciones de acuerdo con la invención resultarán evidentes al considerar la descripción detallada que sigue de realizaciones preferentes.The above features and other advantages of the alloys according to the invention will be apparent when considering the detailed description that follows of embodiments preferred.
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Ejemplo 1Example one
Se realizaron ensayos comparando el comportamiento de la aleación de acuerdo con la presente invención con aleaciones AA7150-T77. Se ha encontrado que los ejemplos de la aleación de la presente invención presentan una mejora sobre las aleaciones convencionales AA7150 en el estado bonificado T77.Trials were conducted comparing the alloy behavior according to the present invention with AA7150-T77 alloys. It has been found that examples of the alloy of the present invention present a improvement over conventional AA7150 alloys in the state T77 bonus.
Se han colado a escala industrial lingotes de
cuatro aleaciones diferentes, que se homogeneizaron, se
precalentaron durante más de 4 horas a 410°C y se laminaron en
caliente a chapas de 30 mm. Luego, las chapas se sometieron a
tratamiento térmico de solubilización a 475°C y se templaron en
agua. Posteriormente, el producto templado se maduró por un método
en dos etapas a bonificado T79-T76. Las
composiciones químicas se presentan en la
Tabla 1.Ingots of four different alloys have been cast on an industrial scale, which were homogenized, preheated for more than 4 hours at 410 ° C and hot rolled to 30 mm sheets. Then, the plates were subjected to heat solubilization treatment at 475 ° C and tempered in water. Subsequently, the tempered product was matured by a two-stage method with a T79-T76 bonus. The chemical compositions are presented in the
Table 1.
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Las aleaciones maduradas se ensayaron luego de acuerdo con las siguientes condiciones de ensayo:Matured alloys were tested after according to the following test conditions:
El límite elástico a tracción (Rp) se midió de
acuerdo con EN 10.002, las propiedades de resistencia a la
exfoliación ("EXCO") se midieron de acuerdo con ASTM
G-34-97, el agrietamiento por
corrosión bajo tensiones ("SCC") se midió de acuerdo con ASTM
G-47-98, todos en la dirección ST,
el desgarramiento de Kahn (tenacidad) se midió de acuerdo con ASTM
E-399 y el límite elástico a compresión
("CYS") se midió de acuerdo con ASTM
E-9.The tensile yield strength (Rp) was measured in accordance with EN 10.002, the peel strength properties ("EXCO") were measured in accordance with ASTM G-34-97, stress corrosion cracking ("SCC" ) was measured according to ASTM G-47-98, all in the ST direction, Kahn tear (toughness) was measured according to ASTM E-399 and the elastic compression limit ("CYS") was measured according to with ASTM
E-9
Los resultados de los productos de chapa madurados a T79-T76 de las cuatro aleaciones de la Tabla 1 se presentan en la Tabla 2a cuando se comparan con las aleaciones convencionales bonificadas AA7150-T77, y en la Tabla 2b cuando se comparan con las aleaciones convencionales bonificadas AA7150-T76/T74/T76.The results of sheet metal products matured to T79-T76 of the four alloys of the Table 1 are presented in Table 2a when compared with the AA7150-T77 subsidized conventional alloys, and in Table 2b when compared to conventional alloys AA7150-T76 / T74 / T76.
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Como puede verse en las Tablas 2a y 2b, las aleaciones 1, 2 y 4 presentan mejores combinaciones de resistencia/tenacidad. Las aleaciones 2, 3 y 4 tienen un comportamiento aceptable en EXCO, teniendo las aleaciones 2, 3 y 4 un límite elástico a compresión significativamente más alto que la aleación 1 (aleación AA7050). Las aleaciones 2 y 4 presentan un conjunto de propiedades que hace que sean muy adecuadas en aplicaciones aeroespaciales para el extradós del ala, presentando una combinación de propiedades que es mejor que las de las aleaciones convencionales 7150-T77. Sin embargo, como se presenta en la Tabla 3, aún es posible usar un estado de bonificado T77 para las aleaciones de la invención.As can be seen in Tables 2a and 2b, the Alloys 1, 2 and 4 have better combinations of resistance / toughness. Alloys 2, 3 and 4 have a acceptable behavior in EXCO, having alloys 2, 3 and 4 an elastic limit at compression significantly higher than the alloy 1 (alloy AA7050). Alloys 2 and 4 have a set of properties that makes them very suitable in Aerospace applications for wing extrados, presenting a combination of properties that is better than those of conventional alloys 7150-T77. But nevertheless, as presented in Table 3, it is still possible to use a state of T77 bonus for the alloys of the invention.
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Se realizaron más ensayos de SCC con la aleación n°. 4, que parecía prometedora, de la que se prepararon cuatro probetas de acuerdo con el método descrito en la norma ASTM G-47-98 (métodos normalizados de ensayo para determinar la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensiones de productos de aleaciones de aluminio de la serie AA7000) y se expusieron a la atmósfera corrosiva de acuerdo con ASTM G-44-94 (inmersión alterna en una solución acuosa de NaCl al 3,5% de acuerdo con la práctica estándar para evaluar la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensiones de metales y aleaciones).More SCC tests were performed with the alloy no. 4, which looked promising, from which four were prepared test tubes according to the method described in the ASTM standard G-47-98 (standardized methods of assay to determine susceptibility to cracking by stress corrosion of aluminum alloy products from the AA7000 series) and were exposed to the corrosive atmosphere of accord with ASTM G-44-94 (immersion alternate in a 3.5% aqueous NaCl solution according to the standard practice for assessing cracking resistance by corrosion under stresses of metals and alloys).
Para muestras de la aleación 4, se escogieron cuatro niveles diferentes de tensión, como se indica en la Tabla 4. Para cada nivel de tensión se expusieron tres probetas al medio de ensayo (ASTM G-44). Una se extrajo después de 1 semana mientras que las otras dos se expusieron durante 40 días. Cuando no se había producido agrietamiento durante la exposición, se determinaron las propiedades a tracción, que se presentan en la Tabla 4.For samples of alloy 4, they were chosen Four different voltage levels, as indicated in the Table 4. For each voltage level three specimens were exposed to the medium test (ASTM G-44). One was extracted after 1 week while the other two were exposed for 40 days. When there was no cracking during exposure, the tensile properties, which are presented in the Table 4
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Como puede verse en la Tabla 4, al aumentar la carga no se midió disminución alguna de la resistencia residual, lo que significa que después de 40 días no apareció corrosión bajo tensiones mensurable, en lo referente a propiedades de resistencia a tracción.As can be seen in Table 4, as the load was not measured any decrease in residual resistance, what which means that after 40 days no corrosion appeared under measurable stresses, in terms of resistance properties to traction
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Ejemplo 2Example 2
Cuando se requieren niveles de resistencia mecánica más altos y son menos importantes las propiedades de tenacidad, se prefieren las aleaciones AA7055-T77 en vez de las aleaciones AA7150-T77 como aleaciones para el extradós de alas. La presente invención, por tanto, describe ventanas de cobre y magnesio que exhiben iguales propiedades o mejores que las aleaciones AA7055-T77 convencionales.When resistance levels are required higher mechanics and the properties of toughness, AA7055-T77 alloys are preferred in instead of AA7150-T77 alloys as alloys for the extradós of wings. The present invention, therefore, describes copper and magnesium windows that exhibit the same properties or better than AA7055-T77 alloys conventional.
Se colaron lingotes de 11 aleaciones diferentes que tenían las composiciones indicadas en la Tabla 5.Ingots of 11 different alloys were sneaked which had the compositions indicated in Table 5.
Las propiedades de resistencia y tenacidad se midieron después de precalentar las aleaciones coladas a 410°C y laminar en caliente las aleaciones a un espesor de 28 mm. Luego las aleaciones se sometieron a tratamiento térmico de solubilización a 410°C y se templaron en agua. La maduración se hizo durante 8 horas a 120°C y durante 8-10 horas a 155°C (bonificado T79-T76). Los resultados se presentan en la Tabla 6.The strength and toughness properties are measured after preheating the cast alloys at 410 ° C and hot rolling the alloys to a thickness of 28 mm. Then the alloys were subjected to solubilization heat treatment to 410 ° C and quenched in water. Maturation was done for 8 hours at 120 ° C and for 8-10 hours at 155 ° C (bonus T79-T76). The results are presented in the Table 6.
Las aleaciones 3 a 8 y 11 presentaban buenas
propiedades de resistencia mecánica, en tanto que las aleaciones 1
a 5 y 9 y 10 presentaban buenas propiedades de tenacidad. Por
tanto, las aleaciones 3, 4 y 5 presentan una buena combinación de
resistencia y tenacidad, de manera que está claro que el contenido
de cobre sea de más de 1,3 y el contenido de magnesio de más de 1,6
(en % en peso) cuando el Zn está en una cantidad de 8,1. Tales
cantidades son límites inferiores da las ventanas de cobre y
magnesio. Como se puede ver en la Tabla 6, la tenacidad caerá a
niveles bajos inaceptables cuando los niveles de cobre y magnesio
son demasiado altos (aleaciones 1, 2, 9 y
10).Alloys 3 to 8 and 11 had good mechanical strength properties, while alloys 1 to 5 and 9 and 10 had good toughness properties. Therefore, alloys 3, 4 and 5 have a good combination of strength and toughness, so it is clear that the copper content is more than 1.3 and the magnesium content is more than 1.6 (in% by weight) when the Zn is in an amount of 8.1. Such quantities are lower limits of the copper and magnesium windows. As can be seen in Table 6, the toughness will fall to unacceptable low levels when copper and magnesium levels are too high (alloys 1, 2, 9 and
10).
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Ejemplo 3Example 3
Se investigó la influencia del manganeso sobre las propiedades de la aleación de la invención. Se encontró un nivel óptimo de manganeso entre 0,05 y 0,12 en aleaciones con un alto contenido de zinc. Los resultados se presentan en las Tablas 7 y 8. No todas las propiedades de la química mencionadas ni todos los parámetros de proceso son similares a los del Ejemplo 2.The influence of manganese on the alloy properties of the invention. Found a optimal manganese level between 0.05 and 0.12 in alloys with a high zinc content The results are presented in Tables 7 and 8. Not all of the chemical properties mentioned or all the process parameters are similar to those in Example 2.
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Como se ve en la Tabla 8, las propiedades de
tenacidad disminuyen mientras que las propiedades de resistencia
aumentan. Para aleaciones que tienen cantidades altas de zinc, un
nivel optimizado de Mn está entre 0,05 y
0,12.As seen in Table 8, the toughness properties decrease while the strength properties increase. For alloys that have high amounts of zinc, an optimized level of Mn is between 0.05 and
0.12.
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Ejemplo 4Example 4
Cuando se requieren niveles superiores de resistencia y las propiedades de tenacidad son menos importantes, se prefieren las aleaciones AA7055-T77 convencionales en vez de las aleaciones AA7150-T77 como aleación para aplicaciones en el extradós de ala. La presente invención, por tanto, describe ventanas optimizadas de cobre y magnesio que presentan propiedades iguales o mejores que las aleaciones AA7055-T77 convencionales.When higher levels of strength and toughness properties are less important, AA7055-T77 alloys are preferred conventional instead of AA7150-T77 alloys as an alloy for wing extradós applications. The present invention therefore describes optimized copper windows and magnesium that have properties equal or better than conventional AA7055-T77 alloys.
Se colaron lingotes de dos aleaciones de aluminio diferentes que tenían la composición indicada en la siguiente Tabla 9.Ingots of two alloys of different aluminum that had the composition indicated in the Next Table 9.
Las aleaciones 1 y 2 se ensayaron en cuanto a sus propiedades de resistencia. Estas propiedades se presentan en la Tabla 10. La aleación 2 ha sido bonificada de acuerdo con dos condiciones de bonificado (T79-T76 y T77). La aleación de referencia AA7055 ha sido medida en el estado bonificado T77 (Ref M), y se dan también los datos técnicos de una aleación AA7055 de referencia bonificada a T77 (identificada como Ref).Alloys 1 and 2 were tested for Its resistance properties. These properties are presented in Table 10. Alloy 2 has been rewarded according to two bonus conditions (T79-T76 and T77). The AA7055 reference alloy has been measured in the state T77 bonus (Ref M), and the technical data of a AA7055 alloy reference reference to T77 (identified as Ref).
Las propiedades de tenacidad en la dirección LT y TL así como las propiedades de resistencia en el límite elástico a compresión en la dirección L y LT, como también las características de comportamiento frente a la corrosión se dan en la Tabla 11.The tenacity properties in the LT address and TL as well as the resistance properties in the elastic limit compression in the direction L and LT, as well as performance characteristics against corrosion are given in Table 11
La aleación inventiva tiene propiedades a tracción similares a las de una aleación AA7055-T77 convencional. Sin embargo, las propiedades en la dirección ST son mejores que las de la aleación AA7055-T77 convencional. También el comportamiento frente a la corrosión bajo tensiones es mejor que el de una aleación AA7055-T77. Por tanto, la aleación de la invención se puede usar como un sustitutivo barato de las aleaciones AA7055-T77 bonificadas, lo que es también utilizable para conformación por maduración-fluencia, presentando así una resistencia en el límite elástico y una resistencia a la corrosión superiores.The inventive alloy has properties to traction similar to those of an AA7055-T77 alloy conventional. However, the properties in the ST address are better than the AA7055-T77 alloy conventional. Also the behavior against low corrosion tensions is better than that of an alloy AA7055-T77. Therefore, the alloy of the invention can be used as a cheap substitute for alloys AA7055-T77 bonuses, which is also Usable for conformation by maturation-creep, thus presenting a resistance at the elastic limit and a corrosion resistance superior.
Habiéndose descrito totalmente la invención, será patente para un experto corriente en la técnica que se pueden hacer muchos cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu o ámbito de la invención descrita. La presente invención se define por las reivindicaciones anexas.Having fully described the invention, it will be patent to a person skilled in the art that can be make many changes and modifications without deviating from the spirit or scope of the invention described. The present invention is defined by the appended claims.
Claims (30)
- ZnZn
- de 6,0 a 9,5from 6.0 to 9.5
- CuCu
- de 1,3 a 2,4from 1.3 to 2.4
- MgMg
- de 1,5 a 2,6from 1.5 to 2.6
- MnMn
- <0,12<0.12
- ZrZr
- <0,20<0.20
- CrCr
- <0,10<0.10
- FeFaith
- <0,25<0.25
- SiYes
- <0,25<0.25
- TiYou
- <0,10<0.10
- ZnZn
- de 6,0 a 9,5from 6.0 to 9.5
- CuCu
- de 1,3 a 2,4from 1.3 to 2.4
- MgMg
- de 1,5 a 2,6from 1.5 to 2.6
- MnMn
- <0,12<0.12
- ZrZr
- <0,20, preferiblemente 0,05-0,15<0.20, preferably 0.05-0.15
- CrCr
- <0,10<0.10
- FeFaith
- <0,25<0.25
- SiYes
- <0,25<0.25
- TiYou
- <0,10<0.10
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