[go: up one dir, main page]

RU2779736C1 - Method for manufacturing products from almgsc series alloy - Google Patents

Method for manufacturing products from almgsc series alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2779736C1
RU2779736C1 RU2021121564A RU2021121564A RU2779736C1 RU 2779736 C1 RU2779736 C1 RU 2779736C1 RU 2021121564 A RU2021121564 A RU 2021121564A RU 2021121564 A RU2021121564 A RU 2021121564A RU 2779736 C1 RU2779736 C1 RU 2779736C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
almgsc
aluminum alloy
product
series
hours
Prior art date
Application number
RU2021121564A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ахим БЮРГЕР
Филипп Даниэль РУМПФ
Забине Мария ШПАНГЕЛЬ
Original Assignee
Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх filed Critical Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2779736C1 publication Critical patent/RU2779736C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to a method for manufacturing products from an aluminum alloy of the AlMgSc series. A method for manufacturing a product from an aluminum alloy of the AlMgSc series includes cooling a product from an aluminum alloy of the AlMgSc series from the final annealing temperature to a temperature below 150°C, wherein cooling in the first temperature range from 250°C to 200°C is carried out for an equivalent time equal to more than 4 hours, and cooling in the second temperature range from 200°C to 150°C is carried out for an equivalent time equal to more than 0.2 hours, and the equivalent time, t(eq), is determined from the following relationship:
Figure 00000005
, where T, in degrees Kelvin, is the heat treatment temperature that changes over time t, in hours, and Tref, in degrees Kelvin, is the reference temperature chosen at 473°K.
EFFECT: invention is aimed at improving the resistance of aluminum alloy products of the AlMgSc system to corrosion delamination and intergranular corrosion.
13 cl, 1 ex, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу изготовления изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc. Полученное в результате изделие обеспечивает улучшенную коррозионную стойкость. Изделие из алюминиевого сплава может быть в форме прокатного изделия (листа или пластины), экструдированного изделия, кованого изделия или изделия, полученного методом порошковой металлургии.The present invention relates to a method for manufacturing an AlMgSc series aluminum alloy product. The resulting product provides improved corrosion resistance. The aluminum alloy product may be in the form of a rolled product (sheet or plate), an extruded product, a forged product, or a powder metallurgy product.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Алюминиевые сплавы серии AlMg, которые могут необязательно или обязательно содержать Sc в качестве легирующего элемента, хорошо известны в данном уровне техники, например, из указанных ниже документов.Aluminum alloys of the AlMg series, which may optionally or necessarily contain Sc as an alloying element, are well known in the art, for example, from the following documents.

В документе US-6695935-B1 (Corus/Aleris) раскрывается сплав в форме прокатного или экструдированного изделия, имеющий следующий состав: 3,5-6,0% Mg, 0,4-1,2% Mn, 0,4-1,5% Zn, до включительно 0,25% Zr, до включительно 0,3% Cr, до включительно 0,2% Ti, до включительно 0,5% Fe, до включительно 0,5% Si, до включительно 0,4% Cu, один или более элементов, выбранных из группы (0,005-0,1% Bi, 0,005-0,1% Pb, 0,01-0,1% Sn, 0,01-0,5% Ag, 0,01-0,5% Sc, 0,01-0,5% Li, 0,01-0,3% V, 0,01-0,3% Ce, 0,01-0,3% Y, 0,01-0,3% Ni), другие элементы с содержанием каждого 0,05%, всего 0,15%, остаток составляет алюминий. Сплав обеспечивает улучшенную долгосрочную коррозионную стойкость как при смягчающей термообработке (отжиг), так и при нагартовывающей или упрочняющей термообработке (упрочнение) по сравнению с показателями стандартного сплава AA5454.US-6695935-B1 (Corus/Aleris) discloses an alloy in the form of a rolled or extruded product having the following composition: 3.5-6.0% Mg, 0.4-1.2% Mn, 0.4-1 .5% Zn, up to and including 0.25% Zr, up to and including 0.3% Cr, up to and including 0.2% Ti, up to and including 0.5% Fe, up to and including 0.5% Si, up to and including 0.4 % Cu, one or more elements selected from the group (0.005-0.1% Bi, 0.005-0.1% Pb, 0.01-0.1% Sn, 0.01-0.5% Ag, 0, 01-0.5% Sc, 0.01-0.5% Li, 0.01-0.3% V, 0.01-0.3% Ce, 0.01-0.3% Y, 0, 01-0.3% Ni), other elements each containing 0.05%, total 0.15%, the balance is aluminum. The alloy provides improved long-term corrosion resistance in both softening heat treatments (annealing) and work hardening or hardening heat treatments (hardening) compared to the standard AA5454 alloy.

В документе EP-1917373-B1 (Aleris) описано изделие из алюминиевого сплава, содержащего 3,5-6,0% Mg, 0,4-1,2% Mn, до включительно 0,5% Fe, до включительно 0,5% Si, до включительно 0,15% Cu, 0,05-0,25% Zr, 0,03-0,15% Cr, 0,03-0,2% Ti, 0,1-0,3% Sc, до включительно 1,7% Zn, до включительно 0,4% Ag, до включительно 0,4% Li, необязательно один или более дисперсоидообразующих элементов, выбранных из группы, состоящей из (Er, Y, Hf, V) с содержанием каждого элемента до включительно 0,5%, побочные элементы и примеси с содержанием каждого <0,05%, всего <0,15%, и остаток составляет алюминий.EP-1917373-B1 (Aleris) describes an aluminum alloy body containing 3.5-6.0% Mg, 0.4-1.2% Mn, up to and including 0.5% Fe, up to and including 0.5 % Si, up to and including 0.15% Cu, 0.05-0.25% Zr, 0.03-0.15% Cr, 0.03-0.2% Ti, 0.1-0.3% Sc , up to and including 1.7% Zn, up to and including 0.4% Ag, up to and including 0.4% Li, optionally one or more dispersing elements selected from the group consisting of (Er, Y, Hf, V) with a content of each element up to and including 0.5%, by-elements and impurities with a content of each <0.05%, total <0.15%, and the remainder is aluminum.

В документе RU-2280705-C1 описан сплав, содержащий 4,2-6,5% Mg, 0,5-1,2% Mn, до включительно 0,2% Zn, до включительно 0,2% Cr, до включительно 0,15% Ti, до включительно 0,25% Si, до включительно 0,30% Fe, до включительно 0,1% Cu, 0,05-0,3% Zr, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из (0,05-0,3% Sc, 0,0001-0,01% Be, 0,001-0,1% Y, 0,001-0,1% Nd, 0,001-0,1% Ce), остаток составляет алюминий. Алюминиевый сплав обладает улучшенными баллистическими свойствами. Содержание Zn и Si снижено для улучшения свариваемости и повышения коррозионной стойкости алюминиевого сплава.Document RU-2280705-C1 describes an alloy containing 4.2-6.5% Mg, 0.5-1.2% Mn, up to and including 0.2% Zn, up to and including 0.2% Cr, up to and including 0 15% Ti, up to and including 0.25% Si, up to and including 0.30% Fe, up to and including 0.1% Cu, 0.05-0.3% Zr, at least one element selected from the group consisting of from (0.05-0.3% Sc, 0.0001-0.01% Be, 0.001-0.1% Y, 0.001-0.1% Nd, 0.001-0.1% Ce), the remainder is aluminum . Aluminum alloy has improved ballistic properties. The content of Zn and Si is reduced to improve the weldability and increase the corrosion resistance of the aluminum alloy.

В документе RU-2268319-C1 описан сплав, содержащий 5,5-6,5% Mg, 0,10-0,20% Sc, 0,5-1,0% Mn, 0,10-0,25% Cr, 0,05-0,20% Zr, 0,02-0,15% Ti, 0,1-1,0% Zn, 0,003-0,015% B, 0,0002-0,005% Be, остаток составляет алюминий, причем сумма Sc+Mn+Cr составляет по меньшей мере 0,85%.Document RU-2268319-C1 describes an alloy containing 5.5-6.5% Mg, 0.10-0.20% Sc, 0.5-1.0% Mn, 0.10-0.25% Cr , 0.05-0.20% Zr, 0.02-0.15% Ti, 0.1-1.0% Zn, 0.003-0.015% B, 0.0002-0.005% Be, the remainder is aluminum, and the sum of Sc+Mn+Cr is at least 0.85%.

В документе WO-01/12869-A (Kaiser Aluminum) описан сплав, содержащий 4,0-8,0% Mg, 0,05-0,6% Sc, 0,1-0,8% Mn, 0,5-2,0% Cu или Zn, 0,05-0,20% Hf или Zr, остаток составляет алюминий и побочные примеси.WO-01/12869-A (Kaiser Aluminum) describes an alloy containing 4.0-8.0% Mg, 0.05-0.6% Sc, 0.1-0.8% Mn, 0.5 -2.0% Cu or Zn, 0.05-0.20% Hf or Zr, the rest is aluminum and impurities.

В документе WO-98/35068 (Alcoa) описано изделие из алюминиевого сплава, содержащего 3-7% Mg, 0,03-0,2% Zr, 0,2-1,2% Mn, до включительно 0,15% Si, а также 0,05-0,5% дисперсоидообразующего элемента, выбранного из группы, состоящей из (Sc, Er, Y, Ga, Ho, Hf), остаток составляет алюминий и побочные элементы и примеси, причем изделие из алюминиевого сплава предпочтительно не содержит Zn и Li.WO-98/35068 (Alcoa) describes an aluminum alloy body containing 3-7% Mg, 0.03-0.2% Zr, 0.2-1.2% Mn, up to and including 0.15% Si , as well as 0.05-0.5% of a dispersion-forming element selected from the group consisting of (Sc, Er, Y, Ga, Ho, Hf), the balance is aluminum and by-products and impurities, and the aluminum alloy product is preferably not contains Zn and Li.

В документе WO-2018/073533-A1 (Constellium) описан способ изготовления горячедеформированного изделия, в частности листового изделия толщиной менее 12 мм из алюминиевого сплава, состоящего из Mg: 3,8-4,2%, Mn: 0,3-0,8%, Sc: 0,1-0,3%, Zn: 0,1-0,4%, Ti: 0,01-0,05%, Zr: 0,07-0,15%, Cr: <0,01%, Fe: <0,15%, Si <0,1%, при этом гомогенизацию выполняют при температуре от 370°C до 450°C в течение 2-50 часов так, чтобы эквивалентное время при 400°C составляло 5-100 часов, а горячую деформацию проводят при начальной температуре от 350°C до 450°C. Такие изделия обеспечивают преимущества, так как обладают улучшенной механической прочностью, жесткостью и способностью к горячему формованию.WO-2018/073533-A1 (Constellium) describes a method for manufacturing a hot-worked product, in particular a sheet product with a thickness of less than 12 mm, from an aluminum alloy consisting of Mg: 3.8-4.2%, Mn: 0.3-0 .8%, Sc: 0.1-0.3%, Zn: 0.1-0.4%, Ti: 0.01-0.05%, Zr: 0.07-0.15%, Cr: <0.01%, Fe: <0.15%, Si <0.1%, while homogenization is performed at a temperature of 370°C to 450°C for 2-50 hours so that the equivalent time at 400°C was 5-100 hours, and hot deformation is carried out at an initial temperature of 350°C to 450°C. Such products provide advantages as they have improved mechanical strength, stiffness and thermoformability.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Как будет описано ниже, если не указано иное, обозначения алюминиевых сплавов и степени твердости относятся к обозначениям Ассоциации производителей алюминия в стандартах и данных по алюминию и записях реестра, которые опубликованы Ассоциацией производителей алюминия в 2018 г. и хорошо известны специалисту в данной области техники.As will be described below, unless otherwise noted, aluminum alloy designations and hardness grades refer to the Aluminum Association designations in aluminum standards and data and registry entries published by the Aluminum Association in 2018 and are well known to those skilled in the art.

Для любого описания составов сплавов или предпочтительных составов сплавов все ссылки на проценты даны в массовых процентах, если не указано иное.For any description of alloy compositions or preferred alloy compositions, all references to percentages are by weight unless otherwise indicated.

Применяемые в настоящем документе термины «до включительно» и «до включительно около» явным образом включают, помимо прочего, возможность нулевого массового процента конкретного легирующего компонента, к которому они относятся. Например, до включительно 0,10% Zn может включать сплав без Zn.As used herein, the terms "up to and including about" expressly include, among other things, the possibility of zero weight percent of the particular alloying component to which they refer. For example, up to and including 0.10% Zn may include an alloy without Zn.

Целью настоящего изобретения является предоставление способа изготовления изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc с улучшенной коррозионной стойкостью.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an AlMgSc series aluminum alloy body with improved corrosion resistance.

Целью настоящего изобретения является предоставление способа изготовления изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc с улучшенной стойкостью к коррозионному расслаиванию в сочетании с улучшенной стойкостью к межкристаллитной коррозии.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an AlMgSc series aluminum alloy body with improved resistance to corrosion exfoliation in combination with improved resistance to intergranular corrosion.

Настоящее изобретение позволяет добиться этих и других целей, а также обеспечить дополнительные преимущества за счет предоставления способа изготовления изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc, причем способ включает этап охлаждения указанного изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc от конечной температуры отжига или заданной температуры отжига до температуры ниже 150°C, причем охлаждение, выполняемое в первом диапазоне температур от приблизительно 250°C до приблизительно 200°C, осуществляют в течение эквивалентного времени, равного более 4 часов, предпочтительно более 6,5 часа и более предпочтительно более 26 часов, причем охлаждение, выполняемое во втором диапазоне температур от приблизительно 200°C до приблизительно 150°C, осуществляют в течение эквивалентного времени, равного более 0,2 часа, предпочтительно более 0,4 часа и более предпочтительно более 0,8 часа, причем эквивалентное время (t(eq)) определяется какThe present invention accomplishes these and other objects and provides additional benefits by providing a method for manufacturing an AlMgSc series aluminum alloy body, the method comprising the step of cooling said AlMgSc series aluminum alloy body from a final annealing temperature or a target annealing temperature to a temperature below 150 °C, and the cooling performed in the first temperature range from about 250°C to about 200°C, is carried out for an equivalent time equal to more than 4 hours, preferably more than 6.5 hours and more preferably more than 26 hours, and the cooling performed in the second temperature range from about 200°C to about 150°C, carried out for an equivalent time equal to more than 0.2 hours, preferably more than 0.4 hours and more preferably more than 0.8 hours, and the equivalent time (t( eq )) is defined as

Figure 00000001
Figure 00000001

где T (в градусах Кельвина) указывает на температуру термообработки, которая меняется за время t (в часах), а Tref (в градусах Кельвина) - эталонная температура, выбранная на уровне 473°K (200°C).where T (in degrees Kelvin) indicates the heat treatment temperature that changes over time t (in hours) and T ref (in degrees Kelvin) is the reference temperature selected at 473°K (200°C).

Способ согласно настоящему изобретению обеспечивает изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc с высокой прочностью, предпочтительно Rp > 200 МПа, в сочетании с высокой коррозионной стойкостью, в частности высокой стойкостью к коррозионному расслаиванию в сочетании с высокой стойкостью к межкристаллитной коррозии. Применяемые значения скорости охлаждения являются экономически целесообразными с точки зрения промышленного изготовления изделий из алюминиевого сплава серии AlMgSc.The method according to the present invention provides aluminum alloy products of the AlMgSc series with high strength, preferably Rp > 200 MPa, combined with high corrosion resistance, in particular high resistance to corrosion exfoliation combined with high resistance to intergranular corrosion. The applied cooling rate values are economically feasible from the point of view of the industrial production of AlMgSc series aluminum alloy products.

Изделия из алюминиевого сплава серии AlMgS, изготовленные согласно настоящему изобретению, устойчивы к коррозионному расслаиванию. Под термином «стойкость к коррозионному расслаиванию» следует понимать, что изделие из алюминиевого сплава соответствует требованиям стандарта ASTM G66-99 (2013), под названием "Standard Test Method for Visual Assessment of Exfoliation Corrosion Susceptibility of 5XXX Series Aluminium Alloys (ASSET test)". Обозначения N, PA, PB, PC и PD указывают на результаты испытания ASSET, а N обозначает наилучший результат. Изделия из алюминиевого сплава, изготовленные согласно настоящему изобретению, показывают результат PB или лучше как до, так и после сенсибилизации.Aluminum alloy products of the AlMgS series made according to the present invention are resistant to corrosion exfoliation. The term "resistance to corrosion exfoliation" should be understood that the aluminum alloy product complies with the requirements of ASTM G66-99 (2013), entitled "Standard Test Method for Visual Assessment of Exfoliation Corrosion Susceptibility of 5XXX Series Aluminum Alloys (ASSET test)" . The designations N, PA, PB, PC and PD indicate the results of the ASSET test, and N indicates the best result. Aluminum alloy products made according to the present invention show a PB result or better both before and after sensitization.

Изделия из алюминиевого сплава серии AlMgS, изготовленные согласно настоящему изобретению, также устойчивы к межкристаллитной коррозии. Под термином «устойчивость к межкристаллитной коррозии» следует понимать, что и до, и после сенсибилизации алюминиевого сплава серии AlMgSc изделие из алюминиевого сплава соответствует требованиям стандарта ASTM G67-13 под названием "Standard Test Method for Determining the Susceptibility to Intergranular Corrosion of 5XXX Series Aluminium Alloys by Mass Loss After Exposure to Nitric Acid (NAMLT test)". Если измеренная потеря массы в соответствии с ASTM G67-13 не превышает 15 мг/см2, образец считается нечувствительным к межкристаллитной коррозии. Если измеренная потеря массы больше 25 мг/см2, образец считается подверженным межкристаллитной коррозии. Если измеренная потеря массы находится в диапазоне от 15 мг/см2 до 25 мг/см2, проводят дополнительные микроскопические исследования для определения типа и глубины воздействия, причем специалист в данной области техники может определить наличие межкристаллитной коррозии по результатам микроскопического исследования. Изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc, изготовленные согласно настоящему изобретению, достигают измеренной потери массы согласно ASTM G67-13 не более 15 мг/см2 как до, так и после сенсибилизации. Предпочтительно измеренная потеря массы не превышает 12 мг/см2, более предпочтительно не превышает 9 мг/см2. Под термином «сенсибилизация» следует понимать, что изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc отожжено до состояния, обеспечивающего срок службы по меньшей мере 20 лет. Например, изделие из алюминиевого сплава может непрерывно подвергаться воздействию высоких температур в течение нескольких дней (например, температуре в диапазоне от 100°C до 120°C в течение приблизительно 7 дней/168 часов).Aluminum alloy products of the AlMgS series made according to the present invention are also resistant to intergranular corrosion. The term "resistance to intergranular corrosion" should be understood that both before and after sensitization of the aluminum alloy of the AlMgSc series, the aluminum alloy product complies with the requirements of ASTM G67-13, entitled "Standard Test Method for Determining the Susceptibility to Intergranular Corrosion of 5XXX Series Aluminum Alloys by Mass Loss After Exposure to Nitric Acid (NAMLT test)". If the measured weight loss in accordance with ASTM G67-13 does not exceed 15 mg/cm 2 , the sample is considered insensitive to intergranular corrosion. If the measured mass loss is greater than 25 mg/cm 2 , the sample is considered to be susceptible to intergranular corrosion. If the measured weight loss is in the range of 15 mg/cm 2 to 25 mg/cm 2 , additional microscopic examinations are carried out to determine the type and depth of impact, and a person skilled in the art can determine the presence of intergranular corrosion from the results of microscopic examination. AlMgSc series aluminum alloy articles made according to the present invention achieve a measured weight loss according to ASTM G67-13 of not more than 15 mg/cm 2 both before and after sensitization. Preferably the measured weight loss does not exceed 12 mg/cm 2 , more preferably does not exceed 9 mg/cm 2 . The term "sensitization" is understood to mean that the aluminum alloy body of the AlMgSc series is annealed to a state that provides a service life of at least 20 years. For example, an aluminum alloy body may be continuously exposed to high temperatures for several days (eg, temperatures ranging from 100°C to 120°C for about 7 days/168 hours).

Изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc может демонстрировать стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением и межкристаллитной коррозии в результате, по меньшей мере от части, отсутствия сплошной пленки из частиц β-фазы на границах зерен. Изделия из алюминиевого сплава являются поликристаллическими. «Зерно» представляет собой поликристаллический кристалл алюминиевого сплава, а «границы зерен» представляют собой границы, соединяющие поликристаллические зерна алюминиевого сплава, «фаза» представляет собой Al3Mg2, а «сплошная пленка из фазы» означает непрерывный объем частиц фазы, присутствующий на большинстве границ зерен. Непрерывность фазы можно определить, например, в ходе микроскопических исследований при соответствующем разрешении (например, при по меньшей мере 200-кратном увеличении).The AlMgSc series aluminum alloy body can exhibit resistance to stress corrosion cracking and intergranular corrosion as a result of, at least in part, the absence of a continuous film of β-phase particles at the grain boundaries. Aluminum alloy products are polycrystalline. "Grain" is a polycrystalline aluminum alloy crystal, and "grain boundaries" are boundaries connecting polycrystalline aluminum alloy grains, "phase" is Al 3 Mg 2 , and "continuous film of phase" means a continuous volume of phase particles present on most grain boundaries. Phase continuity can be determined, for example, during microscopic examinations at appropriate resolution (eg, at least 200x magnification).

В соответствии с настоящим изобретением было установлено, что очень высокая скорость охлаждения, например в результате закалки, от конечной температуры отжига до температуры ниже 150°C, отрицательно сказывается на коррозионной стойкости изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc, в частности на коррозионной стойкости, проверенной с помощью испытания NAMLT после сенсибилизации. Более низкая скорость охлаждения приводит к улучшению стойкости к межкристаллитной коррозии.In accordance with the present invention, it has been found that a very high rate of cooling, for example, as a result of hardening, from the final annealing temperature to a temperature below 150°C, adversely affects the corrosion resistance of the AlMgSc series aluminum alloy product, in particular the corrosion resistance tested with using the NAMLT test after sensitization. The lower cooling rate results in improved intergranular corrosion resistance.

При охлаждении от конечной температуры отжига до приблизительно 150°C, более конкретно в первом диапазоне температур от приблизительно 250°C до приблизительно 200°C эквивалентное время должно быть больше 4 часов, предпочтительно больше 6,5 часов, более предпочтительно больше 26 часов, во втором диапазоне температур от приблизительно 200°C до приблизительно 150°C эквивалентное время должно быть больше 0,2 часа, предпочтительно больше 0,4 часа, более предпочтительно больше 0,8 часа. Относительно медленное охлаждение играет важную роль в осаждении частиц прерывистой фазы на границах зерен и в предотвращении осаждения сплошной пленки из частиц фазы как после охлаждения до температуры окружающей среды, так и после сенсибилизации сплава Al-Mg-Sc. Охлаждение предпочтительно выполняют в непрерывном режиме, чтобы температура металла понижалась во времени непрерывно.When cooled from the final annealing temperature to about 150°C, more specifically in the first temperature range from about 250°C to about 200°C, the equivalent time should be greater than 4 hours, preferably greater than 6.5 hours, more preferably greater than 26 hours, during the second temperature range from about 200°C to about 150°C equivalent time should be more than 0.2 hours, preferably more than 0.4 hours, more preferably more than 0.8 hours. Relatively slow cooling plays an important role in the deposition of discontinuous phase particles at the grain boundaries and in preventing the deposition of a continuous film of phase particles both after cooling to ambient temperature and after sensitization of the Al-Mg-Sc alloy. The cooling is preferably carried out continuously so that the temperature of the metal decreases continuously over time.

Охлаждение от конечной температуры отжига до температур первого диапазона, начиная приблизительно с 250°C, не является критичным. При применении способа согласно настоящему изобретению в промышленных масштабах может быть полезным или удобным использовать такую же скорость охлаждения, как и для первого диапазона температур.Cooling from the final annealing temperature to the temperatures of the first range, starting from about 250°C, is not critical. When applying the method according to the present invention on an industrial scale, it may be useful or convenient to use the same cooling rate as for the first temperature range.

Дальнейшее охлаждение от приблизительно 150°C до температуры приблизительно ниже 85°C менее критично, и его можно проводить с более высокой скоростью охлаждения, что позволит свести к минимум укрупнение частиц осадка. Скорость охлаждения для охлаждения от приблизительно 85°C до температуры окружающей среды не является критической.Further cooling from about 150° C. to a temperature below about 85° C. is less critical and can be carried out at a higher cooling rate, which will minimize coarsening of the precipitate particles. The cooling rate for cooling from about 85° C. to ambient temperature is not critical.

В одном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc представлено в форме, выбранной из группы, состоящей из прокатного изделия (листа или пластины), экструдированного изделия, кованого изделия и изделия, полученного методом порошковой металлургии. В дополнительном варианте осуществления любое из этих изделий выполнено сваркой или формовкой.In one embodiment, the AlMgSc series aluminum alloy product is in a form selected from the group consisting of a rolled product (sheet or plate), an extruded product, a forged product, and a powder metallurgy product. In a further embodiment, any of these articles are welded or formed.

В конкретном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc выполнено в форме прокатного изделия. В дополнительном варианте осуществления прокатное изделие сварено или сформовано.In a specific embodiment, the AlMgSc series aluminum alloy product is in the form of a rolled product. In a further embodiment, the rolled product is welded or formed.

В одном варианте осуществления толщина прокатного изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc не превышает 25,4 мм (1 дюйм), предпочтительно не превышает 12 мм (0,47 дюйма), более предпочтительно 6 мм (0,24 дюйма) и предпочтительно 4,5 мм (0,18 дюйма). В одном варианте осуществления толщина прокатного изделия из алюминия серии AlMgSc составляет по меньшей мере 1,2 мм (0,047 дюйма).In one embodiment, the thickness of the AlMgSc series aluminum alloy rolled product does not exceed 25.4 mm (1 inch), preferably does not exceed 12 mm (0.47 inch), more preferably 6 mm (0.24 inch), and preferably 4.5 mm (0.18 in.). In one embodiment, the thickness of the AlMgSc series aluminum rolled product is at least 0.047 inches (1.2 mm).

В конкретном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc выполнено в форме экструдированного изделия.In a particular embodiment, the AlMgSc series aluminum alloy product is in the form of an extruded product.

В одном варианте осуществления прокатное изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc представляет собой отливку, прокатанную до конечного калибра и подвергнутую отжигу. Сплав может быть предоставлен в форме слитка или сляба для преобразования в заготовку для прокатки с помощью методов литья, широко распространенных для изготовления литых изделий, например непрерывным литьем в кристаллизатор, при этом предпочтительно толщина слитка находится в диапазоне от приблизительно 220 мм или более, например 400 мм, 500 мм или 600 мм. В другом варианте осуществления также можно применять тонкие калиброванные слябы, полученные непрерывным литьем, например изделия, полученные методом ленточного литья или отливки в валках, толщиной до включительно приблизительно 40 мм. После литья заготовки для прокатки со слитка большой толщины, полученного непосредственно после отливки, обычно снимают поверхностный слой для удаления зон сегрегации возле литой поверхности слитка.In one embodiment, the AlMgSc series aluminum alloy rolled product is a casting rolled to final gauge and annealed. The alloy may be provided in the form of an ingot or slab for conversion into a billet for rolling using casting techniques common in the manufacture of cast products, such as continuous casting into a mold, preferably with a thickness of the ingot in the range of about 220 mm or more, such as 400 mm, 500 mm or 600 mm. In another embodiment, thin sized continuous cast slabs, such as strip-cast or roll-cast products, up to and including about 40 mm thick can be used. After casting a billet for rolling from a thick ingot immediately after casting, it is common to remove the surface layer to remove segregation zones near the cast surface of the ingot.

Предпочтительно применяемый процесс прокатки включает горячую прокатку, а также необязательно включает горячую прокатку с последующей холодной прокаткой до конечного калибра, и при необходимости применяют промежуточный отжиг либо до операции холодной прокатки, либо во время операции холодной прокатки до промежуточного калибра холодной прокатки.Preferably, the rolling process employed includes hot rolling, and optionally also includes hot rolling followed by cold rolling to a final gauge, and if necessary, an intermediate annealing is applied either before the cold rolling operation or during the cold rolling operation to an intermediate cold rolling gauge.

Перед горячей прокаткой изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc гомогенизируют или предварительно нагревают в течение до включительно приблизительно 50 часов, предпочтительно в течение до включительно приблизительно 24 часов, при температуре в диапазоне приблизительно от 320°C до 470°C, предпочтительно приблизительно от 320°C до 450°C.Prior to hot rolling, the AlMgSc series aluminum alloy body is homogenized or preheated for up to and including about 50 hours, preferably up to and including about 24 hours, at a temperature in the range of about 320°C to 470°C, preferably about 320°C. up to 450°C.

В одном варианте осуществления после операции горячей прокатки горячекатанное изделие подвергают очень умеренной холодной прокатке (прогладке или дрессировке) с уменьшением толщины приблизительно на менее чем 1%, предпочтительно приблизительно на менее чем 0,5%, для улучшения плоскостности прокатного изделия. В альтернативном варианте осуществления горячекатанное изделие может быть растянуто. Этап растягивания может быть выполнен с уменьшением до включительно 3%, предпочтительно приблизительно от 0,5% до 1%, для улучшения плоскостности горячекатанного изделия.In one embodiment, after the hot rolling operation, the hot rolled product is subjected to very moderate cold rolling (smoothing or skin pass) with a thickness reduction of less than about 1%, preferably less than about 0.5%, to improve the flatness of the rolled product. In an alternative embodiment, the hot rolled product may be stretched. The stretching step can be performed with a reduction of up to and including 3%, preferably from about 0.5% to 1%, to improve the flatness of the hot rolled product.

Конечный отжиг или отжигающая термообработка до конечного калибра необходима для восстановления микроструктуры и обычно проводится при заданной температуре отжига в диапазоне от 250°C до 400°C, предпочтительно в диапазоне от 260°C до 375°C, наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 280°C до 350°C, в течение приблизительно от 0,5 часа до 20 часов, предпочтительно от приблизительно 0,5 часа до 10 часов.Final annealing or annealing heat treatment to final gauge is necessary to restore the microstructure and is typically carried out at a predetermined annealing temperature in the range of 250°C to 400°C, preferably in the range of 260°C to 375°C, most preferably in the range of about 280°C. C to 350°C, for about 0.5 hour to 20 hours, preferably from about 0.5 hour to 10 hours.

В одном варианте осуществления экструдированное изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc изготавливают способом, включающим выполняемые в описанном далее порядке этапы: (a) предоставление слитка для экструдирования, например, посредством непрерывного литья в кристаллизатор алюминиевого сплава, описанного и заявленного в настоящем документе; (b) предварительный нагрев и/или гомогенизация слитка для экструдирования предпочтительно при температуре и в течение времени, аналогичных для заготовки для прокатки; (c) горячее экструдирование слитка с получением экструдированного профиля с сечением или толщиной стенки в диапазоне от 1 мм до приблизительно 20 мм, предпочтительно от 1 мм до приблизительно 15 мм; при этом температура заготовки в начале процесса экструзии обычно находится в диапазоне от приблизительно 400°C до приблизительно 500°C; необязательно растягивание экструдированного профиля для увеличения прямоты изделия, и (d) отжиг экструдированного профиля при конечной температуре отжига с последующей процедурой охлаждения согласно настоящему изобретению.In one embodiment, an AlMgSc series aluminum alloy extruded body is manufactured by a method comprising the following steps: (a) providing an ingot for extrusion, for example, by continuous casting into an aluminum alloy mold as described and claimed herein; (b) preheating and/or homogenizing the ingot for extrusion, preferably at a temperature and for a time similar to the billet for rolling; (c) hot extruding the ingot to form an extruded profile with a section or wall thickness ranging from 1 mm to about 20 mm, preferably from 1 mm to about 15 mm; while the temperature of the workpiece at the beginning of the extrusion process is usually in the range from about 400°C to about 500°C; optionally stretching the extruded profile to increase the straightness of the article; and (d) annealing the extruded profile at a final annealing temperature followed by a cooling procedure according to the present invention.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения способ охлаждения изделия из алюминиевого сплава осуществляют сразу после операции горячей формовки для профилирования изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc с получением изделия с одним или двумя криволинейными контурами. Операцию горячей формовки выполняют при конечной температуре отжига в диапазоне от 180°C до 500°C, предпочтительно в диапазоне от 250°C до 400°C, более предпочтительно в диапазоне от 260°C до 375°C, наиболее предпочтительно в диапазоне от 280°C до 350°C, например приблизительно при 300°C или 325°C. В конкретном предпочтительном варианте осуществления операцию горячей формовки при конечной температуре отжига осуществляют с помощью операции формовки в условиях ползучести или операции формовки в условиях снятия напряжений. Формовка в условиях ползучести представляет собой процесс или операцию ограничения компонента конкретной формой во время термообработки, что обеспечивает снятие напряжений в компоненте и его ползучесть до контура, например, обшивки самолета с двойной кривизной. Процесс формовки в условиях ползучести, например, объясняется в документе под авторством S. Jambu et al. "Creep forming of AlMgSc alloys for aeronautic and space applications", опубликованном на конгрессе ICAS-2002.In one embodiment of the present invention, a method for cooling an aluminum alloy body is carried out immediately after a hot forming operation to shape an AlMgSc series aluminum alloy body into a single or double curved body. The hot forming operation is performed at a final annealing temperature in the range of 180°C to 500°C, preferably in the range of 250°C to 400°C, more preferably in the range of 260°C to 375°C, most preferably in the range of 280 °C to 350°C, for example at approximately 300°C or 325°C. In a particular preferred embodiment, the hot forming operation at the final annealing temperature is carried out by a creep forming operation or a stress relieving forming operation. Creep molding is the process or operation of restricting a component to a particular shape during heat treatment, which causes the component to relieve stress and creep to a contour, such as a double-curve aircraft skin. The creep forming process, for example, is explained in a paper by S. Jambu et al. "Creep forming of AlMgSc alloys for aeronautic and space applications" published at ICAS-2002.

В предпочтительном варианте осуществления операции горячей формовки при конечной температуре отжига с получением изделия с одним или двумя криволинейными контурами применяется прокатное изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc. Изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc может быть предоставлено в отожженном состоянии, также полученном посредством способа согласно настоящему изобретению.In a preferred embodiment of the hot forming operation at the final annealing temperature to produce a single or double curved product, an AlMgSc series aluminum alloy rolled product is used. The AlMgSc series aluminum alloy body can be provided in an annealed state, also obtained by the method of the present invention.

Необязательно также экструдированные изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc применяют, например, в качестве экструдированных стрингеров как части фюзеляжной панели.Optionally, aluminum alloy extruded products of the AlMgSc series are also used, for example, as extruded stringers as part of the fuselage panel.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения способ охлаждения изделия из алюминиевого сплава применяется к полученному сваркой изделию или панели, содержащей изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc, непосредственно после послесварочной термообработки для восстановления некоторой прочности, в частности, за счет повторного осаждения дисперсоидов AlScZr. Послесварочную термообработку выполняют при температуре, аналогичной для конечной отжигающей термообработки и находящейся в диапазоне от 250°C до 400°C, предпочтительно в диапазоне от 260°C до 375°C, и более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 260°C до 350°C, в течение приблизительно от 0,5 часа до 20 часов, предпочтительно от приблизительно 0,5 часа до 10 часов.In one embodiment of the present invention, a method of cooling an aluminum alloy body is applied to a welded body or panel containing an AlMgSc series aluminum alloy body immediately after post-weld heat treatment to restore some strength, in particular by redepositing AlScZr dispersoids. The post-weld heat treatment is performed at a temperature similar to the final annealing heat treatment and in the range of 250°C to 400°C, preferably in the range of 260°C to 375°C, and more preferably in the range of about 260°C to 350°C , for about 0.5 hour to 20 hours, preferably from about 0.5 hour to 10 hours.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения способ охлаждения изделия из алюминиевого сплава применяют к полученному холодной формовкой и профилированному изделию из алюминиевого сплава серии AlMgSc, причем отжигающую термообработку выполняют для уменьшения остаточного напряжения в полученном холодной формовкой и профилированном изделии или для восстановления определенных технических свойств, таких как удлинение или устойчивость к разрушению. Такую отжиговую термообработку выполняют при температуре, аналогичной для конечной отжигающей термообработки и находящейся в диапазоне от 250°C до 400°C, предпочтительно в диапазоне от 260°C до 375°C, и более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 280°C до 350°C, в течение приблизительно от 0,5 часа до 20 часов, предпочтительно от приблизительно 0,5 часа до 10 часов.In one embodiment of the present invention, a method of cooling an aluminum alloy body is applied to a cold-formed and shaped aluminum alloy body of the AlMgSc series, wherein the annealing heat treatment is performed to reduce residual stress in the cold-formed and shaped body or to restore certain technical properties, such as elongation or fracture resistance. Such annealing heat treatment is performed at a temperature similar to the final annealing heat treatment and in the range of 250°C to 400°C, preferably in the range of 260°C to 375°C, and more preferably in the range of about 280°C to 350°C. C, for about 0.5 hour to 20 hours, preferably from about 0.5 hour to 10 hours.

В одном варианте осуществления алюминиевый сплав серии AlMgSc имеет состав, содержащий в мас.%:In one embodiment, the AlMgSc series aluminum alloy has a composition containing, in wt %:

Mgmg от 3,0% до 6,0%, предпочтительно 3,2%-4,8%, более предпочтительно от 3,5% до 4,5%,3.0% to 6.0%, preferably 3.2%-4.8%, more preferably 3.5% to 4.5%, Scsc от 0,02% до 0,5%, предпочтительно 0,02%-0,40%, более предпочтительно 0,05%-0,3%,from 0.02% to 0.5%, preferably 0.02%-0.40%, more preferably 0.05%-0.3%, MnMn до включительно 1%, предпочтительно 0,3%-1,0%, более предпочтительно 0,3%-0,8%,up to and including 1%, preferably 0.3%-1.0%, more preferably 0.3%-0.8%, ZrZr до включительно 0,3%, предпочтительно 0,05%-0,3%, более предпочтительно 0,07%-0,15%,up to and including 0.3%, preferably 0.05%-0.3%, more preferably 0.07%-0.15%, CrCr до включительно 0,3%, предпочтительно 0,02%-0,2%,up to and including 0.3%, preferably 0.02%-0.2%, TiTi до включительно 0,2%, предпочтительно 0,01%-0,2%,up to and including 0.2%, preferably 0.01%-0.2%, CuCu до включительно 0,2%, предпочтительно до включительно 0,1%, более предпочтительно до включительно 0,05%,up to and including 0.2%, preferably up to and including 0.1%, more preferably up to and including 0.05%, ZnZn до включительно 1,5%, предпочтительно до включительно 0,8%, более предпочтительно 0,1%-0,8%,up to and including 1.5%, preferably up to and including 0.8%, more preferably 0.1%-0.8%, FeFe до включительно 0,4%, предпочтительно до включительно 0,3%, более предпочтительно до включительно 0,20%,up to and including 0.4%, preferably up to and including 0.3%, more preferably up to and including 0.20%, SiSi до включительно 0,3%, предпочтительно до включительно 0,2%, более предпочтительно до включительно 0,1%,up to and including 0.3%, preferably up to and including 0.2%, more preferably up to and including 0.1%,

примеси и остаток составляют алюминий.impurities and the remainder are aluminum.

Как правило, такие примеси присутствуют в количестве каждая <0,05% и всего <0,15%.Typically, such impurities are present in amounts of <0.05% each and <0.15% in total.

Mg представляет собой основной легирующий элемент в сплавах серии AlMgSc, и в способе согласно настоящему изобретению он должен находиться в диапазоне от 3,0% до 6,0%. Предпочтительный нижний предел для содержания Mg составляет приблизительно 3,2%, более предпочтительно приблизительно 3,8%. Предпочтительный верхний предел для содержания Mg составляет приблизительно 4,8%. В одном варианте осуществления верхний предел для содержания Mg составляет приблизительно 4,5%.Mg is the main alloying element in the AlMgSc series alloys and should be in the range of 3.0% to 6.0% in the process of the present invention. The preferred lower limit for the Mg content is about 3.2%, more preferably about 3.8%. The preferred upper limit for the Mg content is about 4.8%. In one embodiment, the upper limit for the Mg content is about 4.5%.

Sc - это другой важный легирующий элемент, который должен находиться в диапазоне от 0,02% до 0,5%. Предпочтительный нижний предел для содержания Sc составляет приблизительно 0,05%, и более предпочтительно приблизительно 0,1%. В одном варианте осуществления содержание Sc составляет до включительно приблизительно 0,4%, и предпочтительно до включительно приблизительно 0,3%.Sc is another important alloying element which should be in the range of 0.02% to 0.5%. The preferred lower limit for the Sc content is about 0.05%, and more preferably about 0.1%. In one embodiment, the Sc content is up to and including about 0.4%, and preferably up to and including about 0.3%.

Mn может быть добавлен в алюминиевые сплавы серии AlMgSc и может присутствовать в диапазоне до включительно приблизительно 1%. В одном варианте осуществления содержание Mn находится в диапазоне от приблизительно 0,3% до 1%, и предпочтительно от приблизительно 0,3% до 0,8%.Mn may be added to the AlMgSc series aluminum alloys and may be present in the range up to and including about 1%. In one embodiment, the Mn content is in the range from about 0.3% to 1%, and preferably from about 0.3% to 0.8%.

Для повышения эффективности Sc предпочтительно также добавлять Zr в диапазоне до включительно приблизительно 0,3%. В одном варианте осуществления Zr присутствует в диапазоне от 0,05% до 0,30%, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 0,05% до 0,25%, и более предпочтительно присутствует в диапазоне от приблизительно 0,07% до 0,15%.It is also preferable to add Zr in the range up to and including about 0.3% to increase Sc efficiency. In one embodiment, Zr is present in the range from 0.05% to 0.30%, preferably in the range from about 0.05% to 0.25%, and more preferably is present in the range from about 0.07% to 0.15 %.

Cr может присутствовать в диапазоне до включительно приблизительно 0,3%. Если он добавлен намеренно, он предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 0,02% до 0,3%, и более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 0,05% до 0,15%. В одном варианте осуществления Cr намеренно не добавляют, и он может присутствовать в количестве до включительно 0,05%, и предпочтительно поддерживается на уровне ниже 0,02%.Cr may be present up to and including about 0.3%. If intentionally added, it is preferably in the range of about 0.02% to 0.3%, and more preferably in the range of about 0.05% to 0.15%. In one embodiment, Cr is not intentionally added and may be present in amounts up to and including 0.05%, and is preferably kept below 0.02%.

Ti может быть добавлен в количестве до включительно приблизительно 0,2% в сплав AlMgSc в качестве упрочняющего элемента или для повышения коррозионной стойкости, или для измельчения зерна. Ti предпочтительно добавляют в диапазоне от приблизительно 0,01% до 0,2%, и предпочтительно в диапазоне от приблизительно 0,01% до 0,10%.Ti can be added in amounts up to and including about 0.2% to the AlMgSc alloy as a hardening element either to increase corrosion resistance or to refine grain. Ti is preferably added in the range from about 0.01% to 0.2%, and preferably in the range from about 0.01% to 0.10%.

В одном варианте осуществления предусмотрено намеренное комбинированное добавление Zr+Cr+Ti. В этом варианте осуществления комбинированное добавление осуществляют в количестве по меньшей мере 0,15% для достижения достаточной прочности, и предпочтительно не более 0,30% для предотвращения образования слишком крупных частиц осадка.In one embodiment, the intentional combined addition of Zr+Cr+Ti is provided. In this embodiment, the combined addition is at least 0.15% to achieve sufficient strength, and preferably not more than 0.30% to prevent the formation of too large sediment particles.

В другом варианте осуществления предусмотрено намеренное комбинированное добавление Zr и Ti, но без намеренного добавления Cr. В этом варианте осуществления комбинированное добавление Zr+Ti осуществляют в количестве по меньшей мере 0,08%, и предпочтительно не более 0,25%, и причем Cr присутствует в количестве до включительно 0,02%, и предпочтительно только до включительно 0,01%.In another embodiment, there is intentional combined addition of Zr and Ti, but no intentional addition of Cr. In this embodiment, the combined addition of Zr+Ti is carried out in an amount of at least 0.08%, and preferably not more than 0.25%, and wherein Cr is present in an amount up to and including 0.02%, and preferably only up to and including 0.01 %.

Цинк (Zn) в диапазоне до включительно 1,5% может быть намеренно добавлен для дополнительного повышения прочности изделия из алюминиевого сплава. Предпочтительный нижний предел для намеренной добавки Zn составляет 0,1%. Предпочтительный верхний предел должен составлять приблизительно 0,8%, и более предпочтительно 0,5%, для обеспечения баланса прочности и коррозионной стойкости.Zinc (Zn) up to and including 1.5% may be intentionally added to further increase the strength of the aluminum alloy product. The preferred lower limit for intentional addition of Zn is 0.1%. The preferred upper limit should be approximately 0.8%, and more preferably 0.5%, to provide a balance of strength and corrosion resistance.

В одном варианте осуществления Zn представляет собой приемлемый примесный элемент, и он может составлять до включительно 0,15% и предпочтительно до включительно 0,10%.In one embodiment, Zn is an acceptable impurity element and can be up to and including 0.15% and preferably up to and including 0.10%.

Cu может присутствовать в сплаве AlMgSc в качестве упрочняющего элемента в диапазоне до включительно приблизительно 2%. Однако в областях применения изделия, в которых коррозионная стойкость является критически важным техническим свойством, предпочтительно поддерживать Cu на низком уровне от приблизительно 0,2% или меньше, и предпочтительно на уровне от приблизительно 0,1% или меньше, и более предпочтительно на уровне 0,05% или меньше. В одном варианте осуществления содержание Cu составляет 0,01% или меньше.Cu may be present in the AlMgSc alloy as a strengthening element in the range up to and including about 2%. However, in product applications in which corrosion resistance is a critical technical property, it is preferable to keep Cu at a low level of about 0.2% or less, and preferably at a level of about 0.1% or less, and more preferably at a level of 0 .05% or less. In one embodiment, the Cu content is 0.01% or less.

Fe представляет собой обычную примесь в алюминиевых сплавах, его допустимое содержание может составлять до включительно приблизительно 0,4%. Предпочтительно оно поддерживается на уровне до включительно приблизительно 0,3%, и более предпочтительно до включительно приблизительно 0,20%.Fe is a common impurity in aluminum alloys and can be tolerated up to and including about 0.4%. Preferably it is maintained at up to and including about 0.3%, and more preferably up to and including about 0.20%.

Si также представляет собой обычную примесь в алюминиевых сплавах, его допустимое содержание может составлять до включительно приблизительно 0,3%. Предпочтительно оно поддерживается на уровне до включительно 0,2%, и более предпочтительно до включительно 0,10%.Si is also a common impurity in aluminum alloys and can be tolerated up to and including about 0.3%. Preferably it is maintained at up to and including 0.2%, and more preferably up to and including 0.10%.

В одном варианте осуществления алюминиевый сплав серии AlMgSc имеет состав, состоящий из, в мас.%: Mg от 3,0% до 6,0%, Sc от 0,02% до 0,5%, Mn до включительно 1%, Zr до включительно 0,3%, Cr до включительно 0,3%, Ti до включительно 0,2%, Cu до включительно 0,2%, Zn до включительно 1,5%, Fe до включительно 0,4%, Si до включительно 0,3%, остаток: алюминий и примеси в количестве каждая <0,05% и всего <0,15%, причем предпочтительные более узкие диапазоны состава описываются и заявляются в настоящем документе.In one embodiment, the AlMgSc series aluminum alloy has a composition consisting of, in wt %: Mg from 3.0% to 6.0%, Sc from 0.02% to 0.5%, Mn up to and including 1%, Zr up to and including 0.3%, Cr up to and including 0.3%, Ti up to and including 0.2%, Cu up to and including 0.2%, Zn up to and including 1.5%, Fe up to and including 0.4%, Si up to and including 0.3%, balance: aluminum and impurities each <0.05% and <0.15% total, with preferred narrower composition ranges being described and claimed herein.

В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что способ может применяться для широкого диапазона алюминиевых сплавов серии AlMgSc. Было обнаружено, что при увеличении содержания Cu в алюминиевом сплаве предпочтительным является снижение скорости охлаждения и, соответственно, большее эквивалентное время в определенных первом и втором диапазонах температуры от конечной температуры отжига. Такая очень низкая скорость охлаждения не оказывает отрицательного эффекта на коррозионную стойкость алюминиевых сплавов серии AlMgSc, имеющих очень низкое содержание Cu, например, меньше 0,05%, или даже меньше 0,01%.In accordance with the present invention, it has been found that the method can be applied to a wide range of aluminum alloys of the AlMgSc series. It has been found that as the Cu content of the aluminum alloy is increased, it is preferable to decrease the cooling rate and, accordingly, a longer equivalent time in certain first and second temperature ranges from the final annealing temperature. Such a very low cooling rate does not adversely affect the corrosion resistance of AlMgSc series aluminum alloys having a very low Cu content, such as less than 0.05%, or even less than 0.01%.

В одном варианте осуществления изделие из алюминиевого сплава представляет собой панель с одним или двумя криволинейными контурами, в частности, фюзеляжную панель самолета с одним или двумя криволинейными контурами.In one embodiment, the aluminum alloy body is a single or double curved panel, in particular a single or double curved aircraft fuselage panel.

Далее настоящее изобретение будет проиллюстрировано со ссылкой на неограничивающий пример, соответствующий настоящему изобретению и сравнительный.Hereinafter, the present invention will be illustrated with reference to a non-limiting example corresponding to the present invention and comparative.

ПРИМЕРEXAMPLE

Листовые изделия размером 4,5 мм изготавливали в промышленном масштабе на этапах непрерывного литья в катализатор слитка для прокатки, удаления поверхностного слоя, фрезерования, предварительного нагрева до температуры горячей прокатки от 400°C до 450°C, горячей прокатки, холодной прокатки до 4,5 мм и с промежуточным отжигом во время операции холодной прокатки, и с конечным отжигом при заданной температуре 325°C (598 K) в течение 2 часов с последующими разными контролируемыми скоростями охлаждения согласно таблице 1, причем образцы A, B и C выполнены согласно настоящему изобретению, а образец D является сравнительным.Sheet products of 4.5 mm in size were produced on an industrial scale in the steps of continuous casting into the ingot catalyst for rolling, removing the surface layer, milling, preheating to a hot rolling temperature of 400°C to 450°C, hot rolling, cold rolling to 4, 5 mm and with intermediate annealing during the cold rolling operation, and with final annealing at a set temperature of 325°C (598 K) for 2 hours, followed by different controlled cooling rates according to table 1, with samples A, B and C made according to this of the invention, and sample D is comparative.

Отливка из алюминиевого сплава AlMgSc имеет следующий состав в мас.%: 4,0% Mg, 0,55% Mn, 0,2% Sc, 0,3% Zn, 0,1% Zr, 0,07% Cr, 0,07% Ti, 0,02% Si, 0,02% Fe, 0,006% Cu, остаток составляет алюминий и неизбежные примеси.The AlMgSc aluminum alloy casting has the following composition in wt%: 4.0% Mg, 0.55% Mn, 0.2% Sc, 0.3% Zn, 0.1% Zr, 0.07% Cr, 0 0.07% Ti, 0.02% Si, 0.02% Fe, 0.006% Cu, the rest is aluminum and unavoidable impurities.

В таблице 1 перечислены измеренная потеря массы согласно ASTM G67-13 для каждого образца с разными режимами охлаждения от конечной температуры отжига после сенсибилизации при 120°C в течение 168 часов.Table 1 lists the measured weight loss according to ASTM G67-13 for each sample with different cooling conditions from the final annealing temperature after sensitization at 120°C for 168 hours.

Figure 00000002
Figure 00000002

Прокатные изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc, изготавливаемые согласно настоящему изобретению, устойчивы к межкристаллитной коррозии. «Устойчивый к межкристаллитной коррозии» означает, что до и после сенсибилизации алюминиевого сплава серии AlMgSc изделие из алюминиевого сплава соответствует требованиям стандарта ASTM G67-13, (испытание NAMLT). Все сенсибилизированные образцы имели показатель PA, и все несенсибилизированные образцы также имели показатель PA.The AlMgSc series aluminum alloy rolled products produced according to the present invention are resistant to intergranular corrosion. "Resistant to intergranular corrosion" means that before and after sensitization of the aluminum alloy of the AlMgSc series, the aluminum alloy product meets the requirements of ASTM G67-13, (NAMLT test). All sensitized samples had a PA score and all non-sensitized samples also had a PA score.

Исходя из результатов таблицы 1 можно увидеть, что прокатные изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc, изготовленные согласно настоящему изобретению, достигают измеренной потери массы согласно ASTM G67-13 не более 15 мг/см2 после сенсибилизации. В лучших примерах потеря массы не превышает 9 мг/см². При меньшей скорости охлаждения или большем эквивалентном времени в определенном диапазоне температуры дополнительно снижается потеря массы. Образец D при температуре от 473 K до 423 K имел слишком высокую скорость охлаждения и не был выполнен согласно настоящему изобретению, что привело к существенному увеличению потери массы согласно ASTM G67-13.From the results of Table 1, it can be seen that the AlMgSc series aluminum alloy rolled products manufactured according to the present invention achieve a measured weight loss according to ASTM G67-13 of not more than 15 mg/cm 2 after sensitization. In the best examples, the mass loss does not exceed 9 mg/cm². With a lower cooling rate or a longer equivalent time within a certain temperature range, the weight loss is further reduced. Sample D at 473 K to 423 K had too high a cooling rate and was not made according to the present invention, resulting in a significant increase in weight loss according to ASTM G67-13.

Таким образом, способ согласно настоящему изобретению приводит к получению изделия из алюминиевого сплава, имеющего надлежащую стойкость к межкристаллитной коррозии в сочетании с высокой стойкостью к коррозионному расслаиванию.Thus, the method of the present invention results in an aluminum alloy body having good intergranular corrosion resistance combined with high resistance to corrosion exfoliation.

Аналогичная коррозионная стойкость изделия из алюминиевого сплава будет достигнута при охлаждении с операции горячей формовки, выполняемой при конечной температуре отжига, например, операции формовки в условиях ползучести, выполняемой при 310°C или 325°C.A similar corrosion resistance of an aluminum alloy body will be achieved when cooled from a hot forming operation performed at the final annealing temperature, such as a creep forming operation performed at 310°C or 325°C.

Настоящее изобретение не ограничивается описанными ранее вариантами осуществления, которые могут широко варьироваться в пределах объема настоящего изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.The present invention is not limited to the previously described embodiments, which may vary widely within the scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (19)

1. Способ изготовления изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc, причем способ включает этап охлаждения указанного изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc от конечной температуры отжига до температуры ниже 150°C, причем охлаждение, выполняемое в первом диапазоне температур от 250°C до 200°C, осуществляют в течение эквивалентного времени, равного более 4 часов, причем охлаждение, выполняемое во втором диапазоне температур от 200°C до 150°C, осуществляют в течение эквивалентного времени, равного более 0,2 часа, и причем эквивалентное время (t(eq)) определяется как1. A method for manufacturing an AlMgSc series aluminum alloy body, the method comprising the step of cooling said AlMgSc series aluminum alloy body from a final annealing temperature to a temperature below 150°C, the cooling being performed in a first temperature range of 250°C to 200°C , is carried out for an equivalent time of more than 4 hours, and the cooling performed in the second temperature range from 200°C to 150°C, is carried out for an equivalent time of more than 0.2 hours, and moreover, the equivalent time (t(eq )) is defined as
Figure 00000003
Figure 00000003
где T, в градусах Кельвина, указывает на температуру термообработки, которая меняется за время t, в часах, а Tref, в градусах Кельвина, - эталонная температура, выбранная на уровне 473°K (200°C).where T, in degrees Kelvin, indicates the heat treatment temperature that changes over time t, in hours, and T ref , in degrees Kelvin, is the reference temperature selected at 473°K (200°C). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что эквивалентное время в первом диапазоне температур больше 6,5 часов, и предпочтительно больше 26 часов.2. Method according to claim 1, characterized in that the equivalent time in the first temperature range is greater than 6.5 hours, and preferably greater than 26 hours. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что эквивалентное время во втором диапазоне температур больше 0,4 часа, и предпочтительно больше 0,8 часа.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the equivalent time in the second temperature range is greater than 0.4 hours, and preferably greater than 0.8 hours. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что конечная температура отжига находится в диапазоне от 250°C до 400°C, предпочтительно в диапазоне от 260°C до 375°C, и более предпочтительно в диапазоне от 280°C до 350°C.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the final annealing temperature is in the range from 250°C to 400°C, preferably in the range from 260°C to 375°C, and more preferably in the range from 280°C to 350°C. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что указанное изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc представлено в форме, выбранной из группы, состоящей из прокатного изделия, экструдированного изделия, кованого изделия и изделия, полученного методом порошковой металлургии.5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that said aluminum alloy product of the AlMgSc series is presented in a form selected from the group consisting of a rolled product, an extruded product, a forged product, and a powder metallurgy product. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что указанное изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc представляет собой прокатное изделие.6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that said aluminum alloy product of the AlMgSc series is a rolled product. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что прокатное изделие имеет толщину до включительно 25,4 мм, и предпочтительно до включительно 12 мм, более предпочтительно до включительно 6 мм.7. The method according to claim 6, characterized in that the rolled product has a thickness of up to and including 25.4 mm, and preferably up to and including 12 mm, more preferably up to and including 6 mm. 8. Способ по п. 1 или 7, отличающийся тем, что способ включает этапы литья слитка из алюминиевого сплава серии AlMgSc, прокатки слитка до конечного калибра с получением прокатного изделия, и термообработки путем отжига прокатного изделия при конечной температуре отжига, с последующим охлаждением по любому из пп. 1-3. 8. The method according to claim 1 or 7, characterized in that the method includes the steps of casting an aluminum alloy ingot of the AlMgSc series, rolling the ingot to a final caliber to obtain a rolled product, and heat treatment by annealing the rolled product at the final annealing temperature, followed by cooling over any of paragraphs. 1-3 . 9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что способ включает этапы операции горячей формовки изделия из алюминиевого сплава серии AlMgSc с получением изделия с одним или двумя криволинейными контурами при конечной температуре отжига с последующим охлаждением по любому из пп. 1-3. 9. The method according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the method includes the steps of hot forming an aluminum alloy product of the AlMgSc series to obtain a product with one or two curved contours at a final annealing temperature, followed by cooling according to any one of paragraphs. 1-3 . 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что операцию горячей формовки при конечной температуре отжига осуществляют с помощью формовки в условиях ползучести или формовки в условиях снятия напряжений.10. Method according to claim 9, characterized in that the hot forming operation at the final annealing temperature is carried out by creep forming or stress relieving forming. 11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc имеет состав, содержащий в мас.%:11. The method according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the aluminum alloy product of the AlMgSc series has a composition containing in wt.%: Mgmg от 3,0 до 6,0, предпочтительно от 3,2 до 4,8,3.0 to 6.0, preferably 3.2 to 4.8, Scsc от 0,02 до 0,5, предпочтительно от 0,02 до 0,40,from 0.02 to 0.5, preferably from 0.02 to 0.40, MnMn до включительно 1,up to and including 1, ZrZr до включительно 0,3, предпочтительно от 0,05 до 0,3,up to and including 0.3, preferably from 0.05 to 0.3,
примеси и остаток составляют алюминий.impurities and the remainder are aluminum. 12. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc имеет состав, содержащий в мас.%:12. The method according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the aluminum alloy product of the AlMgSc series has a composition containing in wt.%: Mgmg от 3,0 до 6,0, предпочтительно от 3,2 до 4,8,3.0 to 6.0, preferably 3.2 to 4.8, Scsc от 0,02 до 0,5, предпочтительно от 0,02 до 0,40,from 0.02 to 0.5, preferably from 0.02 to 0.40, MnMn до включительно 1, предпочтительно от 0,3 до 1,0,up to and including 1, preferably from 0.3 to 1.0, ZrZr до включительно 0,3, предпочтительно от 0,05 до 0,3,up to and including 0.3, preferably from 0.05 to 0.3, CrCr до включительно 0,3,up to and including 0.3, TiTi до включительно 0,2, предпочтительно 0,01-0,2,up to and including 0.2, preferably 0.01-0.2, CuCu до включительно 0,2,up to and including 0.2, ZnZn до включительно 1,5,up to and including 1.5, FeFe до включительно 0,4,up to and including 0.4, SiSi до включительно 0,3,up to and including 0.3,
примеси и остаток составляют алюминий.impurities and the remainder are aluminum. 13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что изделие из алюминиевого сплава серии AlMgSc, изготовленное согласно настоящему изобретению, достигает измеренной потери массы согласно ASTM G67-13 не более 15 мг/см2 как до, так и после сенсибилизации, и предпочтительно потеря массы не превышает 12 мг/см², и более предпочтительно не превышает 9 мг/см².13. The method according to any one of paragraphs. 1-12, characterized in that the AlMgSc series aluminum alloy body manufactured according to the present invention achieves a measured weight loss according to ASTM G67-13 of not more than 15 mg/cm 2 both before and after sensitization, and preferably the weight loss does not exceed 12 mg/cm², and more preferably does not exceed 9 mg/cm².
RU2021121564A 2019-01-17 2020-01-13 Method for manufacturing products from almgsc series alloy RU2779736C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19152342.2 2019-01-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779736C1 true RU2779736C1 (en) 2022-09-12

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563570C2 (en) * 2008-11-07 2015-09-20 Алкоа Инк. Corrosion-resistant aluminium alloys having high content of magnesium and methods for their obtaining
RU2606664C2 (en) * 2012-08-22 2017-01-10 Гидро Алюминиум Ролд Продактс Гмбх Strip of aluminium alloy, resistant to intercrystalline corrosion and its manufacturing method
WO2018073533A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-26 Constellium Issoire Thin sheets made of an aluminium-magnesium-scandium alloy for aerospace applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563570C2 (en) * 2008-11-07 2015-09-20 Алкоа Инк. Corrosion-resistant aluminium alloys having high content of magnesium and methods for their obtaining
RU2606664C2 (en) * 2012-08-22 2017-01-10 Гидро Алюминиум Ролд Продактс Гмбх Strip of aluminium alloy, resistant to intercrystalline corrosion and its manufacturing method
WO2018073533A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-26 Constellium Issoire Thin sheets made of an aluminium-magnesium-scandium alloy for aerospace applications

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Avtokratova Elena et al. "Microstructural evolution in Al-Mg-Sc-Zr alloy during severe plastic deformation and annealing", Journal of alloys and compound, Elsevier Sequoia, Lausanne, CH, vol. 673, 11.03.2016, p. 182-194. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7216200B2 (en) Method for producing 2xxx series aluminum alloy plate product with improved fatigue fracture resistance
KR102565389B1 (en) Manufacturing method of AlMgSc-based alloy products
JP4535731B2 (en) AL-ZN-MG-CU alloy product with improved harmony between static mechanical properties and damage resistance
US5938867A (en) Method of manufacturing aluminum aircraft sheet
EP2546373A1 (en) Method of manufacturing an Al-Mg alloy sheet product
EP2662467A1 (en) Ultra-thick high strength 7xxx series aluminum alloy products and methods of making such products
CN114450425B (en) Aluminum alloy precision plate
EP3521467B1 (en) A low cost, low density, substantially ag-free and zn-free aluminum-lithium plate alloy for aerospace application
EP3495520B1 (en) Low cost, substantially zr-free aluminum-lithium alloy for thin sheet product with high formability
CN113302327A (en) 7xxx series aluminum alloy products
EP2885438A1 (en) 2xxx series aluminum lithium alloys
US20230220530A1 (en) Use of products made from aluminium copper magnesium alloy that perform well at high temperature
JP7123254B2 (en) Method for producing Al-Mg-Mn alloy plate product with improved corrosion resistance
JP4117243B2 (en) Aluminum alloy sheet with excellent bake hardenability
US5897720A (en) Aluminum-copper-magnesium-manganese alloy useful for aircraft applications
RU2779736C1 (en) Method for manufacturing products from almgsc series alloy
EP3662092A1 (en) Automotive outer panel made from a 6xxx-series aluminium alloy sheet product
JPH0718389A (en) Production of al-mg series alloy sheet for forming
JP2007070672A (en) Method for producing aluminum alloy thick plate having excellent fatigue property
JPH06136496A (en) Production of aluminum alloy sheet with high formability
RU2778466C1 (en) 7xxx SERIES ALUMINUM ALLOY PRODUCT
BR112021009928B1 (en) METHOD OF MANUFACTURING AN AIMGSC SERIES ALLOY PRODUCT
RU2778434C1 (en) 7xxx SERIES ALUMINUM ALLOY PRODUCT
JPH06136497A (en) Production of aluminum alloy sheet with high formability
JPH07180009A (en) Production of high strength aluminum alloy sheet for forming