ホーム > 特許ランキング > ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-07
(54)【発明の名称】成形性高強度アルミ合金製造物、及びその作製方法
(51)【国際特許分類】
C22F 1/053 20060101AFI20220131BHJP
C22C 21/10 20060101ALI20220131BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20220131BHJP
【ＦＩ】
C22F1/053
C22C21/10
C22F1/00 602
C22F1/00 613
C22F1/00 623
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 684B
C22F1/00 684C
C22F1/00 685Z
C22F1/00 686B
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 691A
C22F1/00 692A
C22F1/00 694A
C22F1/00 694B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021547066
(86)(22)【出願日】2019-10-23
(85)【翻訳文提出日】2021-04-21
(86)【国際出願番号】 US2019057581
(87)【国際公開番号】W WO2020086671
(87)【国際公開日】2020-04-30
(31)【優先権主張番号】62/749,158
(32)【優先日】2018-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506110243
【氏名又は名称】ノベリス・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100156085
【弁理士】
【氏名又は名称】新免 勝利
(72)【発明者】
【氏名】サゾル・クマール・ダス
(72)【発明者】
【氏名】ラジーブ・ジー・カマット
(72)【発明者】
【氏名】ラジャセカル・タラ
(72)【発明者】
【氏名】テューダー・ピロティーラ
(57)【要約】
成形性高強度アルミニウム合金製造物、ならびにその調製及び処理方法を、本明細書に記載する。アルミニウム合金製造物の調製及び処理方法は、アルミニウム合金を鋳造することと、適合した圧延及び下流熱処理工程を実施することと、を含む。得られるアルミニウム合金製造物は、高強度及び成形性特性を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
成形性高強度アルミニウム合金製造物の作製方法であって、前記方法が、溶融アルミニウム合金組成物を連続して鋳造し、鋳造出口温度を有する鋳造アルミニウム合金製造物を提供することであって、前記溶融アルミニウム合金組成物が、少なくとも０．１重量％のＺｒ、少なくとも２重量％のＭｇ、及び、Ａｌ以外の主要合金元素としてのＺｎを含むアルミニウム合金を含む、前記提供することと、
前記鋳造アルミニウム合金製造物を、前記鋳造出口温度を２０℃～５０℃下回る温度まで冷却し、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を提供することと、
前記熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを提供することと、
前記アルミニウム合金ホットバンドをコイリングしてホットバンドコイルを提供することと、
前記ホットバンドコイルを２００℃～４００℃の温度まで冷却することと、
前記ホットバンドコイルを更に処理して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、
前記最終ゲージアルミニウム合金製造物を溶体化処理することと、を含む、前記方法。
【請求項2】
前記溶融アルミニウム合金組成物が、１．２～３の、Ｍｇに対するＺｎ比を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記熱間圧延が、前記熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を、熱間圧延入口温度まで加熱することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記熱間圧延を実施して、前記熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物の厚みを少なくとも３０％減少させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記更に処理することが、前記ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、
前記均質化ホットバンドコイルを熱間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記更に処理することが、前記ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、
前記均質化ホットバンドコイルを冷却することと、
前記均質化ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記均質化が、前記アルミニウム合金ホットバンドを少なくとも４５０℃の温度まで加熱することと、前記アルミニウム合金ホットバンドを、少なくとも９０分の期間、少なくとも４５０℃の前記温度で維持することと、を含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項8】
前記更に処理することが、前記ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
前記最終ゲージアルミニウム合金製造物をプレエイジングすることを更に含み、前記プレエイジングが、前記最終ゲージアルミニウム合金製造物を、５０℃～１５０℃のプレエイジング温度まで加熱することと、前記プレエイジング温度を１～２４時間の期間維持することと、を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
前記最終ゲージアルミニウム合金製造物をエイジングして、少なくとも４００ＭＰａの降伏強さを達成することを更に含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記エイジングが、自然時効、人工時効、塗料焼き付け、及び成形後熱処理のうちの１つ以上を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記エイジングが自然時効を含み、前記自然時効が、前記最終ゲージアルミニウム合金製造物を１日～１２週間の期間、室温で維持することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記エイジングが人工時効を含み、前記人工時効が、前記最終ゲージアルミニウム合金製造物を、１００℃～２５０℃の人工時効温度まで加熱することと、前記人工時効温度を１時間～７２時間の期間維持することと、を含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項14】
前記エイジングが塗料焼き付けを含み、前記塗料焼き付けが、前記最終ゲージアルミニウム合金製造物を７５℃～２５０℃の塗料焼き付け温度まで加熱することと、前記塗料焼き付け温度を約１５分～約３時間の期間維持することと、を含む、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項15】
前記エイジングが成形後熱処理を含み、前記成形後熱処理が、前記最終ゲージアルミニウム合金製造物を、１００℃～２５０℃の成形後熱処理温度まで加熱することと、前記成形後熱処理温度を、１時間～２４時間の期間維持することと、を含む、請求項１１～１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法に従い調製した、アルミニウム合金製造物。
【請求項17】
前記アルミニウム合金製造物が、エイジング前の前記アルミニウム合金製造物により達成される伸び及び降伏強さと比較して、エイジング後に伸びの増加、及び降伏強さの増加を達成する、請求項１６に記載のアルミニウム合金製造物。
【請求項18】
前記伸びの増加が少なくとも１％である、請求項１７に記載のアルミニウム合金製造物。
【請求項19】
前記降伏強さの増加が少なくとも１５ＭＰａである、請求項１７に記載のアルミニウム合金製造物。
【請求項20】
前記伸びの増加が少なくとも１％であり、前記降伏強さの増加が少なくとも１５ＭＰａである、請求項１７～１９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金製造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１０月２３日に出願された、米国特許出願第６２／７４９，１５８号の優先権、及び出願の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年１０月２３日に出願された、米国特許出願第６２／７４９，１５８号の優先権、及び出願の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、アルミニウム合金の分野、ならびにより具体的には、アルミ合金製造物の作製及び処理方法に関する。
【背景技術】
【0003】
高強度のアルミニウム合金が、とりわけ、自動車及び他の輸送用途（例えば、限定されるものではないが、トラック、トレーラー、列車、航空宇宙用途、及び海洋用途が挙げられる）、ならびに電子工学用途などの多くの用途における、改善された製品性能のために望まれている。場合によっては、そのような合金は、他の性質の中でも、高強度、及び高い成形性（例えば、所望の形状への成形能力）を示さなければならない。高強度を有するアルミニウム合金製造物を達成することは多くの場合、成形性の喪失をもたらす。逆に、高成形性アルミニウム合金製造物をもたらすことは多くの場合、より低い強度の製造物がもたらされる。
【発明の概要】
【0004】
本発明の対象の実施形態は、本概要ではなく、特許請求の範囲によって定められる。この概要は、本発明の様々な態様の高レベルの概要であり、以下の詳細な説明のセクションでさらに説明される概念の一部を紹介している。この概要は、クレームされている主題の主要な特徴または重要な特徴を特定することは意図されておらず、クレームされている主題の範囲を決定する上で分離して用いられることも意図されていない。主題は、明細書全体、いずれかまたは全ての図面、及び各特許請求の範囲の適切な部分を参照することにより理解されるべきである。
【0005】
本明細書においては、成形性高強度アルミニウム合金製造物の作製方法であって、当該方法が、溶融アルミニウム合金組成物を連続して鋳造し、鋳造出口温度を有する、鋳造アルミニウム合金製造物を提供することであって、溶融アルミニウム合金組成物が、少なくとも０．１重量％のＺｒ、少なくとも２重量％のＭｇ、及び、Ａｌ以外の主要合金元素としてＺｎを含む、アルミニウム合金を含む、提供することと、鋳造アルミニウム合金製造物を、鋳造出口温度を２０℃～５０℃下回る温度まで冷却し、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を提供することと、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを提供することと、アルミニウム合金ホットバンドをコイリングしてホットバンドコイルを提供することと、ホットバンドコイルを２００℃～４００℃の温度まで冷却することと、ホットバンドコイルを更に処理して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、最終ゲージアルミニウム合金製造物を溶体化することと、を含む、方法を記載する。いくつかの実施例では、溶融アルミニウム合金組成物は、１．２～３の、Ｍｇに対するＺｎの比率を含む。特定の場合において、方法は、鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延することであって、熱間圧延が、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を、熱間圧延投入温度まで加熱することを含む、熱間圧延を更に含む。場合によっては、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延して、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物の厚みを少なくとも３０％（例えば４０％～５０％）減少させる。
【0006】
場合によっては、更なる処理工程は、ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、均質化ホットバンドコイルを熱間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含むことができる。別の場合において、更なる処理工程は、ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、均質化ホットバンドコイルを冷却することと、均質化ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含むことができる。更に他の場合においては、更なる処理工程は、ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することを含むことができる。均質化工程は、アルミニウム合金ホットバンドを、少なくとも約４５０℃の均質化温度まで加熱することと、アルミニウム合金ホットバンドを少なくとも約４５０℃の均質化温度で、少なくとも約９０分（例えば、約９０分～約１５０分）の期間保持することと、を含むことができる。
【0007】
方法は、最終ゲージアルミニウム合金製造物をプレエイジングする工程を更に含むことができる。プレエイジングは、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約５０℃～約１５０℃のプレエイジング温度まで加熱することと、プレエイジング温度を約１時間～約２４時間の期間維持することと、を含むことができる。方法は、最終ゲージアルミニウム合金製造物をエイジングして、少なくとも約４００ＭＰａの降伏強さを達成する工程を更に含むことができる。エイジングは、自然時効、人工時効、塗料焼き付け、及び成形後熱処理のうちの１つ以上を含むことができる。場合によっては、自然時効は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１日～約１２週間の期間、室温で維持することを含む。人工時効は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１００℃～約２５０℃の人工時効温度まで加熱することと、人工時効温度を、約１～約７２時間（例えば、約１２時間～約７２時間）の期間維持することと、を含むことができる。塗料焼き付けは、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約７５℃～約２５０℃の塗料焼き付け温度まで加熱することと、塗料焼き付け温度を約１５分～約３時間の期間維持することと、を含むことができる。成形後熱処理は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１００℃～約２５０℃の成形後熱処理温度まで加熱することと、成形後熱処理温度を、約１時間～約２４時間の期間維持することと、を含むことができる。
【0008】
本明細書に記載する方法に従い調製したアルミニウム合金製造物もまた、本明細書に記載する。アルミニウム合金製造物は、あらゆるエイジング前（例えば、自然時効、人工時効、塗料焼き付け、または成形後熱処理前）のアルミニウム合金製造物と比較して、エイジング後に、伸び及び降伏強さの両方の増加を達成することができる。伸びの増加は、少なくとも約１％（例えば約１．５％～約５％）であることができる。降伏強さの増加は、少なくとも約１５ＭＰａ（例えば、約１５ＭＰａ～約２５ＭＰａ）であることができる。
【0009】
本発明の他の目的及び利点は、本発明の非限定的実施例の以下の詳細の説明、及び図面から、明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】本明細書に記載するアルミニウム合金処理方法を表す概略図である。
【図1B】本明細書に記載するアルミニウム合金処理方法を表す概略図である。
【図1C】本明細書に記載するアルミニウム合金処理方法を表す概略図である。
【図2】本明細書に記載する方法で処理されるアルミニウム合金製造物の強度及び伸び特性を示すグラフである。
【図3】本明細書に記載する方法で処理されるアルミニウム合金製造物の強度及び伸び特性を示すグラフである。
【図4】本明細書に記載する方法で処理されるアルミニウム合金製造物の強度及び伸び特性を示すグラフである。
【図5】本明細書に記載する方法で処理されるアルミニウム合金製造物の強度及び伸び特性を示すグラフである。
【図6】本明細書に記載する方法で処理されるアルミニウム合金製造物の強度及び伸び特性を示すグラフである。
【図7】本明細書に記載する方法により処理したアルミニウム合金製造物中での、未溶解の金属間粒子の粒子分布を示す光学顕微鏡（ＯＭ）の顕微鏡写真を含有する。
【図8】本明細書に記載する方法により処理したアルミニウム合金製造物中での、結晶構造及び未溶解の金属間粒子を示す、ＯＭ顕微鏡写真を含有する。
【図9】本明細書に記載するアルミニウム合金処理方法を表す概略図である。
【図10】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の強度特性における、自然時効の効果を示すグラフである。
【図11】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の伸び特性における、自然時効の効果を示すグラフである。
【図12】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の伸び特性における、自然時効の効果を示すグラフである。
【図13】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の強度特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図14】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の強度特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図15】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の伸び特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図16】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の伸び特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図17】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の伸び特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図18】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の伸び特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図19】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の曲げ特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図20】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の曲げ特性における、種々の焼入れ後の自然時効の効果を示すグラフである。
【図21】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の強度特性における、人工時効の効果を示すグラフである。
【図22】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の強度特性における、種々の焼入れ後の人工時効の効果を示すグラフである。
【図23】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の強度特性における、種々の焼入れ後の人工時効の効果を示すグラフである。
【図24】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物中での、未溶解の金属間粒子の粒子分布を示すＯＭ顕微鏡写真を含有する。
【図25】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物中での、結晶構造及び未溶解の金属間粒子を示す、ＯＭ顕微鏡写真を含有する。
【図26】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の、経時的な強度特性を示すグラフである。
【図27】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の、経時的な伸び特性を示すグラフである。
【図28】本明細書に記載する方法で処理したアルミニウム合金製造物の、経時的な伸び特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書では、連続鋳造工程、調整された熱間圧延スケジュール、及び様々な下流処理工程を使用して高強度アルミニウム合金製品を処理する方法、ならびにその方法に従って調製及び処理されるアルミニウム合金製品について説明する。本明細書に記載するアルミニウム合金製造物の処理方法は、エンドユーザー（例えば、相手先ブランド製造（ＯＥＭ））により必要とされる、高強度及び成形性の特性を有するアルミニウム合金製造物作製するための、より効率的な方法を提供する。通常、高強度アルミニウム合金製造物は、エイジングの実践中に生じる硬化により、低成形性を被る可能性がある。同様に、高成形性アルミニウム合金製造物は、自動車、輸送、電子工学、専門用途、またはこれらの任意の組み合わせにおける構造部材として使用するのに必要な強度を欠く可能性がある。しかし、本明細書に記載するアルミニウム合金製造物は、成形性を損なうことなく、そして場合によっては、成形性が改善されながら、高強度特性を示す。本明細書に記載するアルミニウム合金製造物は、室温成形の影響もまた受けやすく、例えば、自動車産業及び他の産業において、所望されるとおりの複雑な形状を達成することができる。
【0012】
定義及び説明
本明細書で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の主題の全て及び以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含む明細書は、本明細書に記載された主題を限定することも、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定したりすることもないと理解されるべきである。
本明細書で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の主題の全て及び以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含む明細書は、本明細書に記載された主題を限定することも、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定したりすることもないと理解されるべきである。
【0013】
この説明では、「シリーズ」または「７ｘｘｘ」などのアルミニウム業界の名称で識別される合金について言及がなされている。アルミニウム及びその合金の命名及び識別に最も一般に使用される番号名称体系の理解については、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ」（両方ともアルミニウム協会により発行された）を参照のこと。
【0014】
以下のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づく重量パーセント（重量％または％）での元素組成の観点から説明される。各合金の特定の例では、残りはアルミニウムであり、不純物の合計最大重量が、０．１５重量％である。
【0015】
本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」の意味は、文脈が明確に別途指示しない限り、単数形及び複数形の言及を含む。
【0016】
本明細書で使用する場合、シートとは一般的に、約１５ｍｍより大きく、最大約２００ｍｍの厚みを有する。例えば、プレートとは、約１５ｍｍ超、約２０ｍｍ超、約２５ｍｍ超、約３０ｍｍ超、約３５ｍｍ超、約４０ｍｍ超、約４５ｍｍ超、約５０ｍｍ超、約１００ｍｍ超、または最大約２００ｍｍの厚みを有するアルミニウム合金製造物を意味することができる。
【0017】
本明細書で使用する場合、シート（シートプレートとも呼ばれる）とは一般的に、約４ｍｍ～約１５ｍｍの厚みを有する。例えば、シートは、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍの厚みを有することができる。
【0018】
本明細書で使用する場合、シートは一般に、約４ｍｍ未満の厚みを有するアルミニウム合金製品を指す。例えば、シートは、約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、約０．３ｍｍ未満、または約０．１ｍｍ未満の厚みを有し得る。
【0019】
本出願では、合金の調質または質別に対する言及がなされる。最も一般的に使用されている合金質別の記述を理解するために、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＮＳＩ）Ｈ３５ ｏｎ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｆ調質または質別とは、製造されるアルミニウム合金を指す。Ｏ調質または質別は、アニール後のアルミニウム合金を指す。Ｔ１調質または質別とは、熱間処置から冷却され、（例えば、室温で）自然時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ２調質または質別とは、熱間処置から冷却され、冷間処置され、自然時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ３調質または質別とは、溶体化熱処理され、冷間処置され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ４調質または質別とは、溶体化熱処理され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ５調質または質別とは、熱間処置から冷却され、（高温で）人工時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ６調質または質別とは、溶体化熱処理され、人工時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ７調質または質別とは、溶体化熱処理され、人工過時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ調質または質別とは、溶体化熱処理され、冷間処置され、人工時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ９調質または質別とは、溶体化熱処理され、人工時効させ、冷間処置されたアルミニウム合金を指す。
【0020】
本明細書で使用される場合、「鋳造金属製品」、「鋳造製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、互換性があり、直接チル鋳造（直接チル同時鋳造を含む）または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、双ベルト鋳造機、双ロール鋳造機、ブロック鋳造機、もしくは他の任意の鋳造機の使用によるものを含む）、電磁鋳造、熱間トップ鋳造、または他の任意の鋳造法により作成された製品を指す。
【0021】
本明細書で使用される場合、「室温」の意味は、約１５℃～約３０℃の温度、例えば、約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃を含み得る。
【0022】
本明細書に開示の範囲は全て、任意の終点、及び、それらに包含される任意のあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、記載された範囲「１～１０」は、最小値１及び最大値１０間の（且つこれらを含む）ありとあらゆる部分範囲を含むと考えられるべきであり、すなわち、全ての部分範囲は、１以上の最小値、例えば、１～６．１、から始まり、かつ、１０以下の最大値、例えば、５．５～１０で終わる。
【0023】
調製及び処理方法
本明細書に記載する成形性高強度アルミニウム合金製造物の作製方法は、（例えば連続鋳造により）溶融アルミニウム合金組成物を鋳造することと、鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延してアルミニウム合金ホットバンドを提供することと、アルミニウム合金ホットバンドをコイリングし、冷却してホットバンドコイルを提供することと、その後、１つ以上の更なる処理工程により、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む。
本明細書に記載する成形性高強度アルミニウム合金製造物の作製方法は、（例えば連続鋳造により）溶融アルミニウム合金組成物を鋳造することと、鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延してアルミニウム合金ホットバンドを提供することと、アルミニウム合金ホットバンドをコイリングし、冷却してホットバンドコイルを提供することと、その後、１つ以上の更なる処理工程により、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む。
【0024】
場合によっては、処理方法は、熱間圧延、均質化、最終ゲージへの熱間圧延、及び溶体化を含むことができる。別の場合において、処理方法は、熱間圧延、均質化、コイル冷却、最終ゲージへの冷間圧延、及び溶体化を含むことができる。更に別の場合において、処理方法は、熱間圧延、コイル冷却、最終ゲージへの冷間圧延、及び溶体化を含むことができる。上述の処理方法のいずれかを、成形及び更なる加熱処理を含む、後続処理方法と組み合わせて、高強度かつ成形性アルミニウム合金製造物を提供することができる。
【0025】
本明細書に記載するアルミニウム合金製造物は、少なくとも約０．１重量％のジルコニウム（Ｚｒ）、少なくとも約２重量％のマグネシウム（Ｍｇ）、及び、アルミニウム（Ａｌ）以外の主要合金元素としての（例えば、少なくとも約３重量％の）亜鉛（Ｚｎ）を含むアルミニウム合金組成物から調製することができる。後述の処理条件と組み合わせて、少なくとも約０．１０重量％の量のＺｒ、少なくとも約２重量％の量のＭｇ、及び（Ａｌ以外の）主要合金元素としてのＺｎが存在することにより、並外れた強度及び成形性を有するアルミニウム合金製造物が得られる。場合によっては、組み合わせによって、高い腐食耐性を有するアルミニウム合金製造物が得られる。
【0026】
場合によっては、Ｚｒは、アルミニウム合金の総重量に基づいて、約０．１％～約２％（例えば、約０．１５％～約１．５％、約０．２％～約１．３％、または約０．５％～約１％）の量で存在する。例えば、アルミニウム合金は、約０．１％、約０．２％、約０．３％、約０．４％、約０．５％、約０．６％、約０．７％、約０．８％、約０．９％、約１％、約１．１％、約１．２％、約１．３％、約１．４％、約１．５％、約１．６％、約１．７％、約１．８％、約１．９％、または約２％の量でＺｒを含むことができる。
【0027】
場合によっては、Ｍｇは、少なくとも約２％（例えば、約２％～約５％、約２．１％～約４．９％、約２．２％～約４．８％、約２．３％～約４．７５％、約２．４％～約４．７％、約２．５％～約４．６％、約２．７５％～約４．５％、または約３％～約４．２５％）の量で存在することができる。例えば、アルミニウム合金は、約２％、約２．１％、約２．２％、約２．３％、約２．４％、約２．５％、約２．６％、約２．７％、約２．８％、約２．９％、約３％、約３．１％、約３．２％、約３．３％、約３．４％、約３．５％、約３．６％、約３．７％、約３．８％、約３．９％、約４％、約４．１％、約４．２％、約４．３％、約４．４％、約４．５％、約４．６％、約４．７％、約４．８％、約４．９％、または約５％の量でＭｇを含むことができる。
【0028】
上記のとおり、Ｚｎは、アルミニウム合金中で、Ａｌ以外の主な合金元素であることができる。場合によっては、Ｚｎは、少なくとも約３％（例えば約３％～約２０％、約４．５％～約１８％、約７．５％～約１５％、約１０％～約１５％、約３．５％～約１０．５％、または約４％～約８％）の量で存在する。例えば、アルミニウム合金は、約３％、約３．１％、約３．２％、約３．３％、約３．４％、約３．５％、約３．６％、約３．７％、約３．８％、約３．９％、約４％、約４．１％、約４．２％、約４．３％、約４．４％、約４．５％、約４．６％、約４．７％、約４．８％、約４．９％、約５％、約５．１％、約５．２％、約５．３％、約５．４％、約５．５％、約５．６％、約５．７％、約５．８％、約５．９％、約６％、約６．１％、約６．２％、約６．３％、約６．４％、約６．５％、約６．６％、約６．７％、約６．８％、約６．９％、約７％、約７．１％、約７．２％、約７．３％、約７．４％、約７．５％、約７．６％、約７．７％、約７．８％、約７．９％、約８％、約８．１％、約８．２％、約８．３％、約８．４％、約８．５％、約８．６％、約８．７％、約８．８％、約８．９％、約９％、約９．１％、約９．２％、約９．３％、約９．４％、約９．５％、約９．６％、約９．７％、約９．８％、約９．９％、約１０％、約１０．１％、約１０．２％、約１０．３％、約１０．４％、約１０．５％、約１０．６％、約１０．７％、約１０．８％、約１０．９％、約１１％、約１１．１％、約１１．２％、約１１．３％、約１１．４％、約１１．５％、約１１．６％、約１１．７％、約１１．８％、約１１．９％、約１２％、約１２．１％、約１２．２％、約１２．３％、約１２．４％、約１２．５％、約１２．６％、約１２．７％、約１２．８％、約１２．９％、約１３％、約１３．１％、約１３．２％、約１３．３％、約１３．４％、約１３．５％、約１３．６％、約１３．７％、約１３．８％、約１３．９％、約１４％、約１４．１％、約１４．２％、約１４．３％、約１４．４％、約１４．５％、約１４．６％、約１４．７％、約１４．８％、約１４．９％、約１５％、約１５．１％、約１５．２％、約１５．３％、約１５．４％、約１５．５％、約１５．６％、約１５．７％、約１５．８％、約１５．９％、約１６％、約１６．１％、約１６．２％、約１６．３％、約１６．４％、約１６．５％、約１６．６％、約１６．７％、約１６．８％、約１６．９％、約１７％、約１７．１％、約１７．２％、約１７．３％、約１７．４％、約１７．５％、約１７．６％、約１７．７％、約１７．８％、約１７．９％、約１８％、約１８．１％、約１８．２％、約１８．３％、約１８．４％、約１８．５％、約１８．６％、約１８．７％、約１８．８％、約１８．９％、約１９％、約１９．１％、約１９．２％、約１９．３％、約１９．４％、約１９．５％、約１９．６％、約１９．７％、約１９．８％、約１９．９％、または約２０％の量でＺｎを含むことができる。
【0029】
場合によっては、Ｚｎ及びＭｇの量を互いに調節する。例えば、Ｍｇの量が約３．５％以上である場合、組成物に含まれるＺｎの量は、７％未満（例えば、６．９％未満、６．８％未満、６．７％未満、６．６％未満、６．５％未満、６．４％未満、６．３％未満、６．２％未満、６．１％未満、６％未満、５．９％未満、５．８％未満、５．７％未満、５．６％未満、５．５％未満、５．４％未満、５．３％未満、５．２％未満、５．１％未満、５％未満、４．９％未満、４．８％未満、４．７％未満、４．６％未満、または４．５％未満）であることができる。Ｚｎ及びＭｇの量をこのように調節することは、本明細書に記載するアルミニウム合金製造物により示される高強度及び成形性の達成における因子である。理論により束縛されるものではないが、Ｍｇは、アルミニウム中の合金元素として使用した場合、強度と成形性の両方を増加させることができる。Ｚｎ及びＭｇを、約１．２～約３の、Ｍｇに対するＺｎ比（即ち、Ｚｎの重量百分率／Ｍｇの重量百分率）で組み込むことにより、強度を更に増加させ、優れた成形性を付与することができる。場合によっては、Ｚｎ及びＭｇをある量で組み込んで、約１．２～約２．７、約１．３～約２．５、約１．４～約２．２、約１．５～約２、または約１．２～約１．７の、Ｍｇに対するＺｎ比をもたらすことができる。例えば、Ｍｇに対するＺｎ比は、約１．２、約１．３、約１．４、約１．５、約１．６、約１．７、約１．８、約１．９、約２、約２．１、約２．２、約２．３、約２．４、約２．５、約２．６、約２．７、約２．８、約２．９、約３、またはこの間のあらゆる場所であることができる。
【0030】
いくつかの非限定例では、Ｚｎ及びＭｇは組み合わせることで、アルミニウム合金製造物により示される腐食耐性を増加させることができる。いくつかの例では、組成物中に存在するＺｎ及びＭｇの合計量は、約５．８％～約２５％（例えば、約６％～約２０％、約６．５％～約１８％、または約７％～約１５％）である。例えば、Ｚｎ及びＭｇの合計量は、約６％、約６．５％、約７％、約７．５％、約８％、約８．５％、約９％、約９．５％、約１０％、約１０．５％、約１１％、約１１．５％、約１２％、約１３．５％、約１３％、約１３．５％、約１４％、約１４．５％、約１５％、約１５．５％、約１６％、約１６．５％、約１７％、約１７．５％、約１８％、約１８．５％、約１９％、約１９．５％、約２０％、約２０．５％、約２１％、約２１．５％、約２２％、約２２．５％、約２３％、約２３．５％、約２４％、約２４．５％、または約２５％であることができる。
【0031】
任意に、本明細書に記載するアルミニウム合金製造物を調製するためのアルミニウム合金は更に、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、及びクロム（Ｃｒ）、ならびに１つ以上の不純物を含むことができ、Ａｌが残部である。
【0032】
いくつかの実施例では、アルミニウム合金は、合金の総重量を基準として、約０．１％～約３％（例えば、約０．１％～約２．６％、または約０．１５％～約２％）の量のＣｕを含む。例えば、合金は、約０．１％、約０．２％、約０．３％、約０．４％、約０．５％、約０．６％、約０．７％、約０．８％、約０．９％、約１％、約１．１％、約１．２％、約１．３％、約１．４％、約１．５％、約１．６％、約１．７％、約１．８％、約１．９％、約２％、約２．１％、約２．２％、約２．３％、約２．４％、約２．５％、約２．６％、約２．７％、約２．８％、約２．９％、または約３％のＣｕを含むことができる。場合によっては、Ｃｕは合金中に存在しない（即ち０％である）。
【0033】
いくつかの実施例では、アルミニウム合金は、合金の総重量を基準として、最大約０．２５％（例えば、約０％～約０．１５％、または約０．０５％～約０．１０％）の量のＦｅを含む。例えば、合金は、約０．０１％、約０．０２％、約０．０３％、約０．０４％、約０．０５％、約０．０６％、約０．０７％、約０．０８％、約０．０９％、約０．１％、約０．１１％、約０．１２％、約０．１３％、約０．１４％、約０．１５％、約０．１６％、約０．１７％、約０．１８％、約０．１９％、約０．２％、約０．２１％、約０．２２％、約０．２３％、約０．２４％、または約０．２５％のＦｅを含むことができる。場合によっては、Ｆｅは合金中に存在しない（即ち０％である）。
【0034】
いくつかの実施例では、アルミニウム合金は、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、及び／またはＣｒを、それぞれ、合金の総重量を基準として、最大約０．２％（例えば、０％～約０．１％、または約０．０５％～約０．１５％）の量でを含む。例えば、合金は、約０．０１％、約０．０２％、約０．０３％、約０．０４％、約０．０５％、約０．０６％、約０．０７％、約０．０８％、約０．０９％、約０．１％、約０．１１％、約０．１２％、約０．１３％、約０．１４％、約０．１５％、約０．１６％、約０．１７％、約０．１８％、約０．１９％、または約０．２％の、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、及び／またはＣｒのそれぞれを含むことができる。場合によっては、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、またはＣｒの１つ以上は、合金中に存在しない（即ち０％である）。
【0035】
任意に、アルミニウム合金は、場合によっては不純物と呼ばれる他の微量元素を、それぞれ約０．０５％以下、約０．０４％以下、約０．０３％以下、約０．０２％以下、または約０．０１％以下の量で更に含むことができる。これらの不純物としては、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｎａ、Ｐｂ、またはこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。したがって、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｎａ、またはＰｂは合金中に、約０．０５％以下、約０．０４％以下、約０．０３％以下、約０．０２％以下、または約０．０１％以下の量で存在することができる。全不純物の合計は、約０．１５％（例えば約０．１０％）を超えない。合金の残りの割合はアルミニウムである。
【0036】
任意に、本明細書に記載する方法において使用するのに好適なアルミニウム合金製造物としては、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が挙げられる。場合によっては、本明細書に記載する方法で使用するための７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、アルミニウム協会で登録されている７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金であることができ、任意に改質して、ある量のＺｒ、Ｍｇ、Ｚｎ、及び／または上述した任意の他の元素を含むことができる。７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、任意に改質されて、少なくとも約０．１重量％のＺｒ、少なくとも約２．８重量％のマグネシウム（Ｍｇ）、及び、主要合金元素として亜鉛（Ｚｎ）を含む、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７２０４、ＡＡ７００５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０２２、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４２、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７０４７、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、ＡＡ７０９９、またはＡＡ７１９９を挙げることができる。
【0037】
いくつかの実施例では、合金はモノリシック合金である。いくつかの実施例では、合金は、１つのコア層と、１つまたは２つのクラッド層とを有するクラッドアルミニウム合金である。場合によっては、コア層は、１つまたは両方のクラッド層と異なっていてよい。コア層は例えば、本明細書に記載するアルミニウム合金（例えば、少なくとも約０．１重量％のＺｒ、少なくとも約２重量％のＭｇ、及び、Ａｌ以外の主要合金元素としてＺｎを含む、アルミニウム合金）であることができる。
【0038】
鋳造
合金は、任意の好適な鋳造プロセスを用いて鋳造することができる。例えば、本明細書に記載するアルミニウム合金を含む溶融アルミニウム合金組成物は、双ベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を含むがこれに限定されない、連続鋳造（ＣＣ）プロセスを用いて鋳造することができる。いくつかの実施例では、鋳造プロセスをＣＣプロセスで実施して、例えばビレット、スラブ、細片などの鋳造製造物を形成する。
合金は、任意の好適な鋳造プロセスを用いて鋳造することができる。例えば、本明細書に記載するアルミニウム合金を含む溶融アルミニウム合金組成物は、双ベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を含むがこれに限定されない、連続鋳造（ＣＣ）プロセスを用いて鋳造することができる。いくつかの実施例では、鋳造プロセスをＣＣプロセスで実施して、例えばビレット、スラブ、細片などの鋳造製造物を形成する。
【0039】
場合によっては、得られる鋳造アルミニウム合金製造物は、約３７０℃～約４５０℃の温度（例えば、鋳造機出口温度）で、鋳造機を出ることができる。例えば、鋳造アルミニウム合金製造物は、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、またはこれらの間の任意の場所の、鋳造機出口温度を有することができる。
【0040】
得られる鋳造アルミニウム合金製造物は、約５ｍｍ～約５０ｍｍ（例えば約１０ｍｍ～約４５ｍｍ、約１５ｍｍ～約４０ｍｍ、または約２０ｍｍ～約３５ｍｍ）、例えば約１０ｍｍの厚みを有することができる。例えば、鋳造アルミニウム合金製造物は、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、約１５ｍｍ、約１６ｍｍ、約１７ｍｍ、約１８ｍｍ、約１９ｍｍ、約２０ｍｍ、約２１ｍｍ、約２２ｍｍ、約２３ｍｍ、約２４ｍｍ、約２５ｍｍ、約２６ｍｍ、約２７ｍｍ、約２８ｍｍ、約２９ｍｍ、約３０ｍｍ、約３１ｍｍ、約３２ｍｍ、約３３ｍｍ、約３４ｍｍ、約３５ｍｍ、約３６ｍｍ、約３７ｍｍ、約３８ｍｍ、約３９ｍｍ、約４０ｍｍ、約４１ｍｍ、約４２ｍｍ、約４３ｍｍ、約４４ｍｍ、約４５ｍｍ、約４６ｍｍ、約４７ｍｍ、約４８ｍｍ、約４９ｍｍ、または約５０ｍｍ厚であることができる。
【0041】
次に、鋳造アルミニウム合金製造物は更なる処理工程に供すことができる。いくつかの非限定例では、処理方法は、熱間圧延、コイリング、コイル冷却、後述する更なる処理工程、溶体化、及び／またはエイジングを含む。場合によっては、更なる処理は、均質化、及び最終ゲージへの熱間圧延を含むことができる。他の場合において、更なる処理工程は、均質化、冷却、及び最終ゲージへの冷間圧延を含むことができる。更に他の場合においては、更なる処理工程は、最終ゲージへの冷間圧延を含むことができる。
【0042】
鋳造後の任意の処理
特定の実施例において、鋳造工程後に、鋳造アルミニウム合金製造物を、任意の冷却、均質化、及び／または再加熱に供すことができる。場合によっては、冷却を実施して、鋳造アルミニウム合金製造物の温度を、鋳造機出口温度よりも約２０℃～約５０℃下回らせる。場合によっては、鋳造機出口温度は、約４００℃～約４３０℃であることができる（例えば、鋳造機出口温度は約４００℃、４１０℃、４２０℃、または４３０℃であることができる）。場合によっては、冷却工程は、熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物を提供する。冷却は、回転冷却、コイル冷却、強制空気冷却、水冷却、水のミスト冷却、エマルション冷却、任意の好適な冷却技術、またはこれらの任意の組み合わせにより実施することができる。
特定の実施例において、鋳造工程後に、鋳造アルミニウム合金製造物を、任意の冷却、均質化、及び／または再加熱に供すことができる。場合によっては、冷却を実施して、鋳造アルミニウム合金製造物の温度を、鋳造機出口温度よりも約２０℃～約５０℃下回らせる。場合によっては、鋳造機出口温度は、約４００℃～約４３０℃であることができる（例えば、鋳造機出口温度は約４００℃、４１０℃、４２０℃、または４３０℃であることができる）。場合によっては、冷却工程は、熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物を提供する。冷却は、回転冷却、コイル冷却、強制空気冷却、水冷却、水のミスト冷却、エマルション冷却、任意の好適な冷却技術、またはこれらの任意の組み合わせにより実施することができる。
【0043】
他の実施例において、均質化工程は、インラインプロセスでの鋳造後、または、インラインプロセスでの冷却後に実施される。任意のインラインプロセスにおいて、鋳造アルミニウム合金製造物、または熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物をトンネル炉に通して、鋳造アルミニウム合金製造物または熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物を、約４００℃～約５２０℃（例えば、約４１０℃～約５１０℃、約４２０℃～約５００℃、約４２０℃～約５２０℃、約４００℃～約５００℃、または約４２５℃～約４７５℃）の均質化温度（即ち、ピーク金属温度（ＰＭＴ））にて均質化させる。例えば、均質化温度は、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、または約５２０℃であることができる。場合によっては、均質化工程を使用して、鋳造アルミニウム合金製造物、または熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物の均一な温度を維持する。例えば、鋳造アルミニウム合金製造物の中心よりも、鋳造アルミニウム合金製造物の縁で冷却が速く生じることができる場合、ほぼ鋳造されたアルミニウム合金製造物が、不均一に冷却し得る。鋳造アルミニウム合金製造物、または熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物を、鋳造後、または冷却後にトンネル炉を通過させることで、均一に冷却された鋳造アルミニウム合金製造物をもたらすことができる。
【0044】
いくつかの実施例では、再加熱工程を実施して、後続の熱間圧延工程のために、鋳造アルミニウム合金製造物、または熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物を調製する。再加熱工程は、インラインプロセス（即ち、トンネル炉内）として、またはオフラインプロセスとして実施することができる（例えば、コイル鋳造アルミニウム合金製造物、または熱的に安定なコイル鋳造アルミニウム合金製造物を、熱間圧延前に箱形炉の中で再加熱することができる）。場合によっては、鋳造アルミニウム合金製造物、または熱的に安定な鋳造アルミニウム合金製造物を、後述の熱間圧延温度まで加熱することで、再加熱を実施する。
【0045】
熱間圧延
鋳造工程の後に、熱間圧延工程を実施することができる。場合によっては、熱間圧延工程は、鋳造の直後に実施することができる。熱間圧延工程は、熱間反転ミル操作、及び／または熱間タンデムミル操作を含むことができる。熱間圧延工程は、約２５０℃～約５００℃（例えば、約３００℃～約４００℃、または約３５０℃～約４３０℃）の範囲の熱間圧延温度（例えば、熱間圧延入口温度）で実施することができる。例えば、熱間圧延工程は、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、またはこの間の任意の場所の熱間圧延温度で実施することができる。
鋳造工程の後に、熱間圧延工程を実施することができる。場合によっては、熱間圧延工程は、鋳造の直後に実施することができる。熱間圧延工程は、熱間反転ミル操作、及び／または熱間タンデムミル操作を含むことができる。熱間圧延工程は、約２５０℃～約５００℃（例えば、約３００℃～約４００℃、または約３５０℃～約４３０℃）の範囲の熱間圧延温度（例えば、熱間圧延入口温度）で実施することができる。例えば、熱間圧延工程は、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、またはこの間の任意の場所の熱間圧延温度で実施することができる。
【0046】
熱間圧延工程において、鋳造アルミニウム合金製造物を、１５ｍｍ以下（例えば、約２ｍｍ～約１０ｍｍ）の厚みに熱間圧延し、アルミニウム合金ホットバンドを提供することができる。例えば、鋳造アルミニウム合金製造物を、約１５ｍｍゲージ以下、１４ｍｍゲージ以下、１３ｍｍゲージ以下、１２ｍｍゲージ以下、１１ｍｍゲージ以下、１０ｍｍゲージ以下、９ｍｍゲージ以下、８ｍｍゲージ以下、７ｍｍゲージ以下、６ｍｍゲージ以下、５ｍｍゲージ以下、４ｍｍゲージ以下、３ｍｍゲージ以下、２ｍｍゲージ以下、１ｍｍゲージ以下、または０．５ｍｍゲージまで熱間圧延することができる。場合によっては、熱間圧延工程により得られる厚みの減少割合は、少なくとも約３０％（例えば約３０％～約５０％）であることができる。例えば、鋳造アルミニウム合金製造物の厚みは、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、または約８０％減少させることができる。場合によっては、アルミニウム合金ホットバンドは、約３００℃～約４００℃の温度で、熱間反転ミル及び／または熱間タンデムミル（即ち、熱間ミル）から出ることができる。例えば、アルミニウム合金ホットバンドは、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、またはこれらの間の任意の場所の、熱間ミル出口温度を有することができる。
【0047】
コイリング及びコイル冷却
任意に、アルミニウム合金ホットバンドを、熱間ミルから出る際に、ホットバンドコイルに巻くことができる。いくつかの更なる実施例において、ホットバンドコイルは空気中で冷却される（コイル冷却と呼ばれる）。コイル冷却工程は、約１２．５℃／時（℃／ｈ）～約３６００℃／ｈの速度で実施することができる。例えば、コイル冷却工程は、約１２．５℃／ｈ、約２５℃／ｈ、約５０℃／ｈ、約１００℃／ｈ、約２００℃／ｈ、約４００℃／ｈ、約８００℃／ｈ、約１６００℃／ｈ、約３２００℃／ｈ、約３６００℃／ｈ、またはこれらの間の任意の場所の速度で実施することができる。ホットバンドコイルは、約２００℃～約４００℃の温度まで冷却することができる。例えば、ホットバンドコイルは、約２００℃、約２１０℃、約２２０℃、約２３０℃、約２４０℃、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、または約４００℃の温度まで冷却することができる。
任意に、アルミニウム合金ホットバンドを、熱間ミルから出る際に、ホットバンドコイルに巻くことができる。いくつかの更なる実施例において、ホットバンドコイルは空気中で冷却される（コイル冷却と呼ばれる）。コイル冷却工程は、約１２．５℃／時（℃／ｈ）～約３６００℃／ｈの速度で実施することができる。例えば、コイル冷却工程は、約１２．５℃／ｈ、約２５℃／ｈ、約５０℃／ｈ、約１００℃／ｈ、約２００℃／ｈ、約４００℃／ｈ、約８００℃／ｈ、約１６００℃／ｈ、約３２００℃／ｈ、約３６００℃／ｈ、またはこれらの間の任意の場所の速度で実施することができる。ホットバンドコイルは、約２００℃～約４００℃の温度まで冷却することができる。例えば、ホットバンドコイルは、約２００℃、約２１０℃、約２２０℃、約２３０℃、約２４０℃、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、または約４００℃の温度まで冷却することができる。
【0048】
いくつかの実施例では、空気冷却コイルは、一定期間保管することができる。例えば、コイルは、１時間以上、約２００℃～約４００℃（例えば、２時間以上、５時間以上、１０時間以上、１日以上、２日以上、または１週間以上）の温度で維持することができる。
【0049】
任意の処理工程：均質化、最終ゲージへの熱間圧延、コイル冷却、及び最終ゲージへの冷間圧延
任意に、熱間圧延、コイリング、及びコイル冷却の後に、均質化を実施することができる。均質化工程は、ホットバンドコイルを加熱して、約、または少なくとも約４５０℃（例えば、少なくとも約４６０℃、少なくとも約４７０℃、少なくとも約４８０℃、少なくとも約４９０℃、少なくとも約５００℃、少なくとも約５１０℃、少なくとも約５２０℃、少なくとも約５３０℃、少なくとも約５４０℃、少なくとも約５５０℃、少なくとも約５６０℃、少なくとも約５７０℃、または少なくとも約５８０℃）の、ピーク金属温度（ＰＭＴ）を得ることを含むことができる。例えば、ホットバンドコイルを、約４５０℃～約５８０℃、約４６０℃～約５７５℃、約４６５℃～約５７０℃、約４７０℃～約５６５℃、約４７５℃～約５５５℃、または約４８０℃～約５５０℃の均質化温度まで加熱することができる。場合によっては、均質化温度／ＰＭＴに対する加熱速度は、約１００℃／時以下、約７５℃／時以下、約５０℃／時以下、約４０℃／時以下、約３０℃／時以下、約２５℃／時以下、約２０℃／時以下、または約１５℃／時以下であることができる。他の場合において、均質化温度／ＰＭＴに対する加熱速度は、約１０℃／分～約１００℃／分（例えば、約１０℃／分～約９０℃／分、約１５℃／分～約７０℃／分、約２０℃／分～約６０℃／分、約２０℃／分～約５０℃／分、または約３０℃／分～約４０℃／分）であることができる。
任意に、熱間圧延、コイリング、及びコイル冷却の後に、均質化を実施することができる。均質化工程は、ホットバンドコイルを加熱して、約、または少なくとも約４５０℃（例えば、少なくとも約４６０℃、少なくとも約４７０℃、少なくとも約４８０℃、少なくとも約４９０℃、少なくとも約５００℃、少なくとも約５１０℃、少なくとも約５２０℃、少なくとも約５３０℃、少なくとも約５４０℃、少なくとも約５５０℃、少なくとも約５６０℃、少なくとも約５７０℃、または少なくとも約５８０℃）の、ピーク金属温度（ＰＭＴ）を得ることを含むことができる。例えば、ホットバンドコイルを、約４５０℃～約５８０℃、約４６０℃～約５７５℃、約４６５℃～約５７０℃、約４７０℃～約５６５℃、約４７５℃～約５５５℃、または約４８０℃～約５５０℃の均質化温度まで加熱することができる。場合によっては、均質化温度／ＰＭＴに対する加熱速度は、約１００℃／時以下、約７５℃／時以下、約５０℃／時以下、約４０℃／時以下、約３０℃／時以下、約２５℃／時以下、約２０℃／時以下、または約１５℃／時以下であることができる。他の場合において、均質化温度／ＰＭＴに対する加熱速度は、約１０℃／分～約１００℃／分（例えば、約１０℃／分～約９０℃／分、約１５℃／分～約７０℃／分、約２０℃／分～約６０℃／分、約２０℃／分～約５０℃／分、または約３０℃／分～約４０℃／分）であることができる。
【0050】
次に、ホットバンドコイルを一定期間浸漬させる（即ち、示した温度で保持する）。ある非限定的例に従うと、ホットバンドコイルは、最大約３６時間（例えば約３０分間、約２時間、または約３６時間）浸漬させる。例えば、ホットバンドコイルは示した時間に、３０分間、６０分間（即ち１時間）、９０分間、１２０分間（即ち２時間）、１５０分間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１３時間、１４時間、１５時間、１６時間、１７時間、１８時間、１９時間、２０時間、２１時間、２２時間、２３時間、２４時間、２５時間、２６時間、２７時間、２８時間、２９時間、３０時間、３１時間、３２時間、３３時間、３４時間、３５時間、３６時間、またはこれらの間の任意の場所の間浸漬することができる。
【0051】
いくつかの非限定例において、均質化工程は実施されない。
【0052】
任意に、均質化ホットバンドコイルを熱間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物をもたらすことができる。最終ゲージへ工程への熱間圧延は、例えば仕上げミルを用いる均質化工程の後に実施することができる。熱間圧延工程は、約２５０℃～約５００℃（例えば、約３００℃～約４００℃、または約３５０℃～約４３０℃）の範囲の熱間圧延温度で実施することができる。例えば、熱間圧延工程は、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、またはこの間の任意の場所の熱間圧延温度で実施することができる。
【0053】
最終ゲージ工程への熱間圧延により、ホットバンドの厚みを、約０．５ｍｍ～約６ｍｍの最終ゲージまで、更に減少させることができる。例えば、最終ゲージ工程への熱間圧延により、約６ｍｍ以下、約５．５ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約４．５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３．５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約０．５ｍｍ、またはこれらの間の任意の場所のゲージを有するアルミニウム合金製造物をもたらすことができる。
【0054】
任意に、均質化の後、均質化ホットバンドコイルはコイル冷却及び冷間圧延を受けることができる。均質化ホットバンドコイルは、約１２．５℃／時（℃／ｈ）～約３６００℃／ｈの速度で、空気中で冷却することができる。例えば、コイル冷却工程は、約１２．５℃／ｈ、約２５℃／ｈ、約５０℃／ｈ、約１００℃／ｈ、約２００℃／ｈ、約４００℃／ｈ、約８００℃／ｈ、約１６００℃／ｈ、約３２００℃／ｈ、約３６００℃／ｈ、またはこれらの間の任意の場所の速度で実施することができる。コイル冷却の後に、冷間圧延工程を任意に実施することができる。冷間圧延工程の間に、均質化ホットバンドコイルを、約０．１ｍｍ～約６ｍｍ（例えば、約０．５ｍｍ～約５ｍｍ）の厚みまで冷間圧延することができる。例えば、均質化ホットバンドコイルを、約４ｍｍ未満の厚みまで冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物をもたらすことができる。例えば、最終ゲージアルミニウム合金製造物は、約６ｍｍ以下、約５．５ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約４．５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３．５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約０．５ｍｍ、またはこれらの間の任意の場所の厚みを有することができる。任意に、冷間圧延工程を、均質化工程及び／または熱間圧延工程なしで実施することができる。
【0055】
場合によっては、ホットバンドコイルを更に処理して最終ゲージアルミニウム合金製造物をもたらすのに使用する、例示的な一続きの工程は、ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、均質化ホットバンドコイルを熱間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む。別の場合において、ホットバンドコイルを更に処理して最終ゲージアルミニウム合金製造物をもたらすのに使用する、例示的な一続きの工程は、ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、均質化ホットバンドコイルを冷却することと、均質化ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む。更に他の場合においては、ホットバンドコイルを更に処理して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することは、ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することを含む。いくつかの態様では、ホットバンドコイルを更に処理して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することは、コイル冷却、最終ゲージへの冷間圧延、溶体化、塗料焼き付け、及びエイジングを含む。
【0056】
溶体化
本明細書に記載の方法は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を溶体化する工程を更に含む。溶体化工程は、必要に応じて、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約４５０℃以上（例えば、約４６０℃～約６００℃、約４６５℃～約５７５℃、約４７０℃～約５５０℃、約４７５℃～約５２５℃、または約４８０℃～約５００℃）の溶体化温度まで加熱、または冷却することを含むことができる。最終ゲージアルミニウム合金製造物は、一定の期間溶体化温度で浸漬することができる。特定の態様において、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、少なくとも３０秒間（例えば、約６０秒～約１２０秒：これらの値を含む）浸漬させる。例えば、最終ゲージアルミニウム合金製造物は、約４５０℃以上の温度で、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒、６０秒、６５秒、７０秒、７５秒、８０秒、８５秒、９０秒、９５秒、１００秒、１０５秒、１１０秒、１１５秒、１２０秒、１２５秒、１３０秒、１３５秒、１４０秒、１４５秒、１５０秒、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分、６０分、６５分、７０分、７５分、８０分、８５分、９０分、９５分、１００分、１０５分、１１０分、１１５分、もしくは１２０分間、またはこれらの間の任意の場所の間、浸漬することができる。特定の態様において、溶体化は、熱間圧延工程または冷間圧延工程の直後に実施する。
本明細書に記載の方法は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を溶体化する工程を更に含む。溶体化工程は、必要に応じて、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約４５０℃以上（例えば、約４６０℃～約６００℃、約４６５℃～約５７５℃、約４７０℃～約５５０℃、約４７５℃～約５２５℃、または約４８０℃～約５００℃）の溶体化温度まで加熱、または冷却することを含むことができる。最終ゲージアルミニウム合金製造物は、一定の期間溶体化温度で浸漬することができる。特定の態様において、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、少なくとも３０秒間（例えば、約６０秒～約１２０秒：これらの値を含む）浸漬させる。例えば、最終ゲージアルミニウム合金製造物は、約４５０℃以上の温度で、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒、６０秒、６５秒、７０秒、７５秒、８０秒、８５秒、９０秒、９５秒、１００秒、１０５秒、１１０秒、１１５秒、１２０秒、１２５秒、１３０秒、１３５秒、１４０秒、１４５秒、１５０秒、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分、６０分、６５分、７０分、７５分、８０分、８５分、９０分、９５分、１００分、１０５分、１１０分、１１５分、もしくは１２０分間、またはこれらの間の任意の場所の間、浸漬することができる。特定の態様において、溶体化は、熱間圧延工程または冷間圧延工程の直後に実施する。
【0057】
焼入れ
本明細書に記載の方法は、焼入れ工程を含む。本明細書で使用する場合、用語「焼入れ」は、上述のとおりに溶体化した最終ゲージアルミニウム合金製造物の温度を急激に下げることを含むことができる。焼入れ工程において、製造物は、液体（例えば水）、気体、任意の他の好適な焼入れ媒体、またはこれらの任意の組み合わせで焼入れすることができる。特定の態様において、製造物は、約４０℃～約７５℃の水温を有する水を用いて、焼入れすることができる。特定の態様において、製造物は強制空気を用いて焼入れする。
本明細書に記載の方法は、焼入れ工程を含む。本明細書で使用する場合、用語「焼入れ」は、上述のとおりに溶体化した最終ゲージアルミニウム合金製造物の温度を急激に下げることを含むことができる。焼入れ工程において、製造物は、液体（例えば水）、気体、任意の他の好適な焼入れ媒体、またはこれらの任意の組み合わせで焼入れすることができる。特定の態様において、製造物は、約４０℃～約７５℃の水温を有する水を用いて、焼入れすることができる。特定の態様において、製造物は強制空気を用いて焼入れする。
【0058】
特定の態様において、製造物は、選択したゲージに基づく焼入れ工程において、約５０℃／ｓ～４００／ｓの間で変化することができる焼入れ速度で、約２５℃～約６５℃の温度まで冷却することができる。例えば、焼入れ速度は、約５０℃／ｓ～約３７５℃／ｓ、約６０℃／ｓ～約３７５℃／ｓ、約７０℃／ｓ～約３５０℃／ｓ、約８０℃／ｓ～約３２５℃／ｓ、約９０℃／ｓ～約３００℃／ｓ、約１００℃／ｓ～約２７５℃／ｓ、約１２５℃／ｓ～約２５０℃／ｓ、約１５０℃／ｓ～約２２５℃／ｓ、または約１７５℃／ｓ～約２００℃／ｓであることができる。
【0059】
プレエイジング
場合によっては、プレエイジング工程を実施することができる。理論により束縛されるものではないが、プレエイジング工程は少なくとも部分的に、アルミニウム合金製造物を自然時効することで引き起こされる機械的性質の変化を阻む。任意に、プレエイジング工程は、溶体化工程前、または溶体化工程後に実施することができる。プレエイジング工程は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約５０℃～約１５０℃（例えば、約５５℃～約１４０℃、約６０℃～約１３０℃、約６５℃～約１２０℃、または約７０℃～約１１０℃）のプレエイジング温度まで加熱することを含むことができる。例えば、プレエイジング工程は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、約１００℃、約１０５℃、約１１０℃、約１１５℃、約１２０℃、約１２５℃、約１３０℃、約１３５℃、約１４０℃、約１４５℃、または約１５０℃の温度まで加熱することを含むことができる。最終ゲージアルミニウム合金製造物は、最大約２４時間の期間（例えば約１時間～約２４時間）、プレエイジング温度で維持することができる。例えば、最終ゲージアルミニウム合金製造物は、約２４時間以下、約１２時間以下、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、またはこれらの間の任意の場所の間維持することができる。
場合によっては、プレエイジング工程を実施することができる。理論により束縛されるものではないが、プレエイジング工程は少なくとも部分的に、アルミニウム合金製造物を自然時効することで引き起こされる機械的性質の変化を阻む。任意に、プレエイジング工程は、溶体化工程前、または溶体化工程後に実施することができる。プレエイジング工程は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約５０℃～約１５０℃（例えば、約５５℃～約１４０℃、約６０℃～約１３０℃、約６５℃～約１２０℃、または約７０℃～約１１０℃）のプレエイジング温度まで加熱することを含むことができる。例えば、プレエイジング工程は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃、約９０℃、約９５℃、約１００℃、約１０５℃、約１１０℃、約１１５℃、約１２０℃、約１２５℃、約１３０℃、約１３５℃、約１４０℃、約１４５℃、または約１５０℃の温度まで加熱することを含むことができる。最終ゲージアルミニウム合金製造物は、最大約２４時間の期間（例えば約１時間～約２４時間）、プレエイジング温度で維持することができる。例えば、最終ゲージアルミニウム合金製造物は、約２４時間以下、約１２時間以下、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、またはこれらの間の任意の場所の間維持することができる。
【0060】
エイジング
溶体化の後、焼入れ及び／またはプレエイジング工程、１つ以上のエイジング工程を実施することができる。エイジングは、自然時効、人工時効、塗料焼き付け、及び成形後熱処理のうちの１つ以上を含むことができる。
溶体化の後、焼入れ及び／またはプレエイジング工程、１つ以上のエイジング工程を実施することができる。エイジングは、自然時効、人工時効、塗料焼き付け、及び成形後熱処理のうちの１つ以上を含むことができる。
【0061】
任意に、エイジングは、自然時効工程を含むことができる。自然時効は、一定の期間、室温で最終ゲージアルミニウム合金製造物を維持する工程を含むことができる。例えば、最終ゲージアルミニウム合金製造物は、最大約１２週間（例えば、約１日、約２日、約３日、約４日、約５日、約６日、約１週間、約２週間、約３週間、約４週間、約５週間、約６週間、約７週間、約８週間、約９週間、約１０週間、約１１週間、または約１２週間）、室温で維持することができる。
【0062】
本明細書に記載の方法に従い調製したアルミニウム合金製造物は、任意のプレエイジング及び自然時効に供した後に送り出すことができる。アルミニウム合金製造物は、例えば、変形（例えばスタンピング、加圧成形、成形、もしくは任意の好適な変形プロセス）による、及び／または、エイジングもしくは熱処理（例えばコーティング及び塗料焼き付け、人工時効、成形後熱処理、もしくは任意の好適なエンドユーザ熱処理）による、エンドユーザによる処理の後で、高い降伏強さを達成することができる。任意に、任意のプレエイジング及び／または自然時効工程の後で、本明細書に記載するアルミニウム合金製造物を例えば、成形プロセス、コーティングプロセス、人工時効工程、及び／または塗料焼き付けプロセスに供す。
【0063】
任意に、エイジングは、人工時効工程を含むことができる。人工時効は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１００℃～約２５０℃（例えば約１１０℃～約２２０℃、約１１５℃～約２１０℃、または約１２５℃～約２００℃）の人工時効温度まで加熱することを含むことができる。人工時効工程は、人工時効温度を、約１時間～約７２時間（例えば、約１時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、約６時間、約７時間、約８時間、約９時間、約１０時間、約１１時間、約１２時間、約２４時間、約４８時間、約６０時間、または約７２時間）の期間維持することを含むことができる。
【0064】
いくつかの態様では、任意のコーティング手順（例えば、２～３例挙げると塗装、電気コーティング、またはリン酸亜鉛処理）を実施することができる。コーティング後に、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、塗料焼き付け、成形後熱処理、任意の好適なＯＥＭ熱処理プロセス、またはこれらの任意の組み合わせを含む更なる熱処理に供すことができる。塗料焼き付けは、アルミニウム合金製造物を更に強化して、任意に複雑な成形表面を有する高強度アルミニウム合金製造物を提供することができる。場合によっては、塗料焼き付け手順は、アルミニウム合金製造物を約７５℃～約２５０℃の塗料焼き付け温度まで加熱することと、アルミニウム合金製造物を、最大約３時間（例えば、約１５分～２時間、または約３０分～約１時間）の期間、塗料焼き付け温度で維持することと、を含むことができる。いくつかの更なる場合において、成形後熱処理を実施することができる。成形後熱処理手順は、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１００℃～約２５０℃の成形後熱処理温度まで加熱することと、この温度を約１時間～約２４時間（例えば、約２時間～約１２時間）維持することと、を含むことができる。
【0065】
合金製造物の特性
本明細書に記載するアルミニウム合金製造物は、本明細書に記載するエイジングの前後で、高強度及び成形性特性を有することができる。サンプルの引張試験は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）により提供されるものなどの、関係する出版物に記載されている材料科学の領域で既知の標準的な手順に従って実施する。「金属様物質の引張試験のための標準試験法」というタイトルのＡＳＴＭ Ｅ８／ＥＭ８（ＤＯＩ：１０．１５２０／Ｅ０００８ Ｅ０００８Ｍ－１５Ａ）は、金属様物質の引張試験手順について明記している。
本明細書に記載するアルミニウム合金製造物は、本明細書に記載するエイジングの前後で、高強度及び成形性特性を有することができる。サンプルの引張試験は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）により提供されるものなどの、関係する出版物に記載されている材料科学の領域で既知の標準的な手順に従って実施する。「金属様物質の引張試験のための標準試験法」というタイトルのＡＳＴＭ Ｅ８／ＥＭ８（ＤＯＩ：１０．１５２０／Ｅ０００８ Ｅ０００８Ｍ－１５Ａ）は、金属様物質の引張試験手順について明記している。
【0066】
場合によっては、アルミニウム合金製造物は、エイジング前のアルミニウム合金製造物により達成される伸び及び降伏強さと比較して、エイジング後に伸びの増加、及び降伏強さの増加を達成する。伸びの増加は、少なくとも約１％（例えば約１．５％～約５％、または約２％～約３％）であることができる。例えば、伸びの増加は、約１％、約１．５％、約２％、約２．５％、約３％、約３．５％、約４％、約４．５％、約５％、または約５％超であることができる。降伏強さの増加は、少なくとも約１５ＭＰａ（例えば、約１５ＭＰａ～約２５ＭＰａ）であることができる。例えば、降伏強さの増加は、約１５ＭＰａ、約１６ＭＰａ、約１７ＭＰａ、約１８ＭＰａ、約１９ＭＰａ、約２０ＭＰａ、約２１ＭＰａ、約２２ＭＰａ、約２３ＭＰａ、約２４ＭＰａ、約２５ＭＰａ、または約２５ＭＰａ超であることができる。
【0067】
いくつかの実施例では、Ｔ６の質別で提供されるアルミニウム合金製造物は、本明細書に記載の方法に従った処理の後で、約４００ＭＰａを超える降伏強さを有する。例えば、アルミニウム合金製造物は、本明細書に記載の方法に従った処理の後で、４００ＭＰａ以上、４０５ＭＰａ以上、４１０ＭＰａ以上、４１５ＭＰａ以上、４２０ＭＰａ以上、４２５ＭＰａ以上、４３０ＭＰａ以上、４３５ＭＰａ以上、４４０ＭＰａ以上、４４５ＭＰａ以上、４５０ＭＰａ以上、４５５ＭＰａ以上、４６０ＭＰａ以上、４６５ＭＰａ以上、４７０ＭＰａ以上、４７５ＭＰａ以上、４８０ＭＰａ以上、４８５ＭＰａ以上、４９０ＭＰａ以上、４９５ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、５０５ＭＰａ以上、５１０ＭＰａ以上、５１５ＭＰａ以上、５２０ＭＰａ以上、５２５ＭＰａ以上、５３０ＭＰａ以上、５３５ＭＰａ以上、５４０ＭＰａ以上、５４５ＭＰａ以上、５５０ＭＰａ以上、５５５ＭＰａ以上、５６０ＭＰａ以上、５６５ＭＰａ以上、５７０ＭＰａ以上、または５７５ＭＰａ以上の降伏強さを有することができる。
【0068】
場合によっては、Ｔ４の質別で提供されるアルミニウム合金製造物は、本明細書に記載の方法に従った処理の後で、約２４０ＭＰａを超える降伏強さを有する。例えば、アルミニウム合金製造物は、約２４０ＭＰａ以上、約２５０ＭＰａ以上、約２６０ＭＰａ以上、約２７０ＭＰａ以上、約２８０ＭＰａ以上、約２９０ＭＰａ以上、約３００ＭＰａ以上、約３１０ＭＰａ以上、約３２０ＭＰａ以上、約３３０ＭＰａ以上、約３４０ＭＰａ以上、約３５０ＭＰａ以上、約３６０ＭＰａ以上、約３７０ＭＰａ以上、約３８０ＭＰａ以上、約３９０ＭＰａ以上、約４００ＭＰａ以上、約４１０ＭＰａ以上、約４２０ＭＰａ以上、または約４２５ＭＰａ以上の降伏強さを有することができる。
【0069】
いくつかの実施例では、アルミニウム合金製造物は、本明細書に記載の方法に従った処理後にＴ６の質別で提供されるとき、約６％超の均一伸びを有する。例えば、Ｔ６の質別のアルミニウム合金製造物は、約６％、約６．１％、約６．２％、約６．３％、約６．４％、約６．５％、約６．６％、約６．７％、約６．８％、約６．９％、約７％、約７．１％、約７．２％、約７．３％、約７．４％、約７．５％、約７．６％、約７．７％、約７．８％、約７．９％、約８％、約８．１％、約８．２％、約８．３％、約８．４％、約８．５％、約８．６％、約８．７％、約８．８％、約８．９％、約９％、約９．１％、約９．２％、約９．３％、約９．４％、約９．５％、約９．６％、約９．７％、約９．８％、約９．９％、約１０％、約１０．１％、約１０．２％、約１０．３％、約１０．４％、約１０．５％、約１０．６％、約１０．７％、約１０．８％、約１０．９％、約１１％、約１１．１％、約１１．２％、約１１．３％、約１１．４％、約１１．５％、約１１．６％、約１１．７％、約１１．８％、約１１．９％、約１２％、約１２．１％、約１２．２％、約１２．３％、約１２．４％、約１２．５％、約１２．６％、約１２．７％、約１２．８％、約１２．９％、約１３％、約１３．１％、約１３．２％、約１３．３％、約１３．４％、約１３．５％、約１３．６％、約１３．７％、約１３．８％、約１３．９％、約１４％、約１４．１％、約１４．２％、約１４．３％、約１４．４％、約１４．５％、約１４．６％、約１４．７％、約１４．８％、約１４．９％、約１５％、約１５．１％、約１５．２％、約１５．３％、約１５．４％、約１５．５％、約１５．６％、約１５．７％、約１５．８％、約１５．９％、約１６％、約１６．１％、約１６．２％、約１６．３％、約１６．４％、約１６．５％、約１６．６％、約１６．７％、約１６．８％、約１６．９％、約１７％、約１７．１％、約１７．２％、約１７．３％、約１７．４％、約１７．５％、約１７．６％、約１７．７％、約１７．８％、約１７．９％、約１８％、約１８．１％、約１８．２％、約１８．３％、約１８．４％、約１８．５％、約１８．６％、約１８．７％、約１８．８％、約１８．９％、約１９％、約１９．１％、約１９．２％、約１９．３％、約１９．４％、約１９．５％、約１９．６％、約１９．７％、約１９．８％、約１９．９％、または約２０％の均一伸びを有することができる。
【0070】
いくつかの実施例では、アルミニウム合金製造物は、本明細書に記載の方法に従った処理後にＴ４の質別で提供されるとき、約１６％超の均一伸びを有する。例えば、Ｔ４の質別のアルミニウム合金製造物は、約１６％、約１６．１％、約１６．２％、約１６．３％、約１６．４％、約１６．５％、約１６．６％、約１６．７％、約１６．８％、約１６．９％、約１７％、約１７．１％、約１７．２％、約１７．３％、約１７．４％、約１７．５％、約１７．６％、約１７．７％、約１７．８％、約１７．９％、約１８％、約１８．１％、約１８．２％、約１８．３％、約１８．４％、約１８．５％、約１８．６％、約１８．７％、約１８．８％、約１８．９％、約１９％、約１９．１％、約１９．２％、約１９．３％、約１９．４％、約１９．５％、約１９．６％、約１９．７％、約１９．８％、約１９．９％、約２０％、約２０．１％、約２０．２％、約２０．３％、約２０．４％、約２０．５％、約２０．６％、約２０．７％、約２０．８％、約２０．９％、約２１％、約２１．１％、約２１．２％、約２１．３％、約２１．４％、約２１．５％、約２１．６％、約２１．７％、約２１．８％、約２１．９％、約２２％、約２２．１％、約２２．２％、約２２．３％、約２２．４％、約２２．５％、約２２．６％、約２２．７％、約２２．８％、約２２．９％、約２３％、約２３．１％、約２３．２％、約２３．３％、約２３．４％、約２３．５％、約２３．６％、約２３．７％、約２３．８％、約２３．９％、約２４％、約２４．１％、約２４．２％、約２４．３％、約２４．４％、約２４．５％、約２４．６％、約２４．７％、約２４．８％、約２４．９％、約２５％、約２５．１％、約２５．２％、約２５．３％、約２５．４％、約２５．５％、約２５．６％、約２５．７％、約２５．８％、約２５．９％、約２６％、約２６．１％、約２６．２％、約２６．３％、約２６．４％、約２６．５％、約２６．６％、約２６．７％、約２６．８％、約２６．９％、約２７％、約２７．１％、約２７．２％、約２７．３％、約２７．４％、約２７．５％、約２７．６％、約２７．７％、約２７．８％、約２７．９％、約２８％、約２８．１％、約２８．２％、約２８．３％、約２８．４％、約２８．５％、約２８．６％、約２８．７％、約２８．８％、約２８．９％、約２９％、約２９．１％、約２９．２％、約２９．３％、約２９．４％、約２９．５％、約２９．６％、約２９．７％、約２９．８％、約２９．９％、または約３０％の均一伸びを有することができる。
【0071】
本明細書に記載するアルミニウム合金製造物は、本明細書に記載するエイジング前後で、優れた曲げ特性を有することができる。本明細書に記載の方法に従い調製したアルミニウム合金製造物は、ＩＳＯ７４３８（一般的な曲げ規格）、及びＶＤＡ２３８－１００に従った３点曲げ試験により測定すると、所望の曲げ特性を示す。例えば、アルミニウム合金製造物は、約６５°を超えるＶＤＡα曲げ角度を有することができる。場合によっては、アルミニウム合金製造物は、約６５°、約６５．１°、約６５．２°、約６５．３°、約６５．４°、約６５．５°、約６５．６°、約６５．７°、約６５．８°、約６５．９°、約６６°、約６６．１°、約６６．２°、約６６．３°、約６６．４°、約６６．５°、約６６．６°、約６６．７°、約６６．８°、約６６．９°、約６７°、約６７．１°、約６７．２°、約６７．３°、約６７．４°、約６７．５°、約６７．６°、約６７．７°、約６７．８°、約６７．９°、約６８°、約６８．１°、約６８．２°、約６８．３°、約６８．４°、約６８．５°、約６８．６°、約６８．７°、約６８．８°、約６８．９°、約６９°、約６９．１°、約６９．２°、約６９．３°、約６９．４°、約６９．５°、約６９．６°、約６９．７°、約６９．８°、約６９．９°、約７０°、約７０．１°、約７０．２°、約７０．３°、約７０．４°、約７０．５°、約７０．６°、約７０．７°、約７０．８°、約７０．９°、約７１°、約７１．１°、約７１．２°、約７１．３°、約７１．４°、約７１．５°、約７１．６°、約７１．７°、約７１．８°、約７１．９°、約７２°、約７２．１°、約７２．２°、約７２．３°、約７２．４°、約７２．５°、約７２．６°、約７２．７°、約７２．８°、約７２．９°、約７３°、約７３．１°、約７３．２°、約７３．３°、約７３．４°、約７３．５°、約７３．６°、約７３．７°、約７３．８°、約７３．９°、約７４°、約７４．１°、約７４．２°、約７４．３°、約７４．４°、約７４．５°、約７４．６°、約７４．７°、約７４．８°、約７４．９°、約７５°、約７５．１°、約７５．２°、約７５．３°、約７５．４°、約７５．５°、約７５．６°、約７５．７°、約７５．８°、約７５．９°、約７６°、約７６．１°、約７６．２°、約７６．３°、約７６．４°、約７６．５°、約７６．６°、約７６．７°、約７６．８°、約７６．９°、約７７°、約７７．１°、約７７．２°、約７７．３°、約７７．４°、約７７．５°、約７７．６°、約７７．７°、約７７．８°、約７７．９°、約７８°、約７８．１°、約７８．２°、約７８．３°、約７８．４°、約７８．５°、約７８．６°、約７８．７°、約７８．８°、約７８．９°、約７９°、約７９．１°、約７９．２°、約７９．３°、約７９．４°、約７９．５°、約７９．６°、約７９．７°、約７９．８°、約７９．９°、約８０°、約８０．１°、約８０．２°、約８０．３°、約８０．４°、約８０．５°、約８０．６°、約８０．７°、約８０．８°、約８０．９°、約８１°、約８１．１°、約８１．２°、約８１．３°、約８１．４°、約８１．５°、約８１．６°、約８１．７°、約８１．８°、約８１．９°、約８２°、約８２．１°、約８２．２°、約８２．３°、約８２．４°、約８２．５°、約８２．６°、約８２．７°、約８２．８°、約８２．９°、約８３°、約８３．１°、約８３．２°、約８３．３°、約８３．４°、約８３．５°、約８３．６°、約８３．７°、約８３．８°、約８３．９°、約８４°、約８４．１°、約８４．２°、約８４．３°、約８４．４°、約８４．５°、約８４．６°、約８４．７°、約８４．８°、約８４．９°、約８５°、約８５．１°、約８５．２°、約８５．３°、約８５．４°、約８５．５°、約８５．６°、約８５．７°、約８５．８°、約８５．９°、約８６°、約８６．１°、約８６．２°、約８６．３°、約８６．４°、約８６．５°、約８６．６°、約８６．７°、約８６．８°、約８６．９°、約８７°、約８７．１°、約８７．２°、約８７．３°、約８７．４°、約８７．５°、約８７．６°、約８７．７°、約８７．８°、約８７．９°、約８８°、約８８．１°、約８８．２°、約８８．３°、約８８．４°、約８８．５°、約８８．６°、約８８．７°、約８８．８°、約８８．９°、約８９°、約８９．１°、約８９．２°、約８９．３°、約８９．４°、約８９．５°、約８９．６°、約８９．７°、約８９．８°、約８９．９°、または約９０°のＶＤＡα曲げ角度を有することができる。
【0072】
使用方法
本明細書に記載する合金製造物及び方法は、自動車、航空機、及び鉄道用途を含む自動車及び／または輸送用途、または任意の他の所望の用途で使用することができる。いくつかの実施例では、製造物及び方法は、自動車の車体部分製品、例えばバンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー強化材（例えばＡピラー、Ｂピラー、及びＣピラー）、内部パネル、外部パネル、サイドパネル、内部フード、外部フード、またはトランク蓋パネルを作るために使用することができる。本明細書に記載のアルミニウム合金製造物及び方法は、航空機または鉄道車両の用途にも、例えば、外部及び内部パネルを作るためにも使用され得る。
本明細書に記載する合金製造物及び方法は、自動車、航空機、及び鉄道用途を含む自動車及び／または輸送用途、または任意の他の所望の用途で使用することができる。いくつかの実施例では、製造物及び方法は、自動車の車体部分製品、例えばバンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー強化材（例えばＡピラー、Ｂピラー、及びＣピラー）、内部パネル、外部パネル、サイドパネル、内部フード、外部フード、またはトランク蓋パネルを作るために使用することができる。本明細書に記載のアルミニウム合金製造物及び方法は、航空機または鉄道車両の用途にも、例えば、外部及び内部パネルを作るためにも使用され得る。
【0073】
本明細書に記載の製造物及び方法は、電子工学用途にも、例えば外部及び内部容器を作るためにも使用され得る。例えば、本明細書に記載の製造物及び方法は、携帯電話及びタブレットコンピューターを含む電子デバイスの筐体を作るためにも使用され得る。いくつかの実施例では、製造物は、携帯電話（例えばスマートフォン）及びタブレットのボトムシャーシの外部ケーシング用の筐体を作るために使用され得る。
【0074】
特定の態様において、製造物及び方法は、航空宇宙車体部品製品を作るために使用され得る。例えば、開示した製造物及び方法は、航空機の車体部品、たとえばスキン合金を作るために使用され得る。製造物及び方法は、任意の他の所望される用途で使用され得る。
【0075】
実例
実例１は、成形性高強度アルミニウム合金製造物の作製方法であって、当該方法が、溶融アルミニウム合金組成物を連続して鋳造し、鋳造出口温度を有する、鋳造アルミニウム合金製造物を提供することであって、溶融アルミニウム合金組成物が、少なくとも０．１重量％のＺｒ、少なくとも２重量％のＭｇ、及び、Ａｌ以外の主要合金元素としてＺｎを含むアルミニウム合金を含む、提供することと、鋳造アルミニウム合金製造物を、鋳造出口温度を２０℃～５０℃下回る温度まで冷却し、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を提供することと、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを提供することと、アルミニウム合金ホットバンドをコイリングしてホットバンドコイルを提供することと、ホットバンドコイルを２００℃～４００℃の温度まで冷却することと、ホットバンドコイルを更に処理して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、最終ゲージアルミニウム合金製造物を溶体処理することと、を含む、上記方法である。
実例１は、成形性高強度アルミニウム合金製造物の作製方法であって、当該方法が、溶融アルミニウム合金組成物を連続して鋳造し、鋳造出口温度を有する、鋳造アルミニウム合金製造物を提供することであって、溶融アルミニウム合金組成物が、少なくとも０．１重量％のＺｒ、少なくとも２重量％のＭｇ、及び、Ａｌ以外の主要合金元素としてＺｎを含むアルミニウム合金を含む、提供することと、鋳造アルミニウム合金製造物を、鋳造出口温度を２０℃～５０℃下回る温度まで冷却し、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を提供することと、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延して、アルミニウム合金ホットバンドを提供することと、アルミニウム合金ホットバンドをコイリングしてホットバンドコイルを提供することと、ホットバンドコイルを２００℃～４００℃の温度まで冷却することと、ホットバンドコイルを更に処理して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、最終ゲージアルミニウム合金製造物を溶体処理することと、を含む、上記方法である。
【0076】
実例２は、溶融アルミニウム合金組成物が、約１．２～約３の、Ｍｇに対するＺｎ比を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0077】
実例３は、熱間圧延が、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を、熱間圧延入口温度まで加熱することを含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0078】
実例４は、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物を熱間圧延して、熱安定化鋳造アルミニウム合金製造物の厚みを少なくとも３０％減少させる、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0079】
実例５は、鋳造アルミニウム合金製造物の厚みが４０％～５０％減少する、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0080】
実例６は、更なる処理が、ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、均質化ホットバンドコイルを熱間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0081】
実例７は、更なる処理が、ホットバンドコイルを均質化して、均質化ホットバンドコイルを提供することと、均質化ホットバンドコイルを冷却することと、均質化ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0082】
実例８は、均質化が、アルミニウム合金ホットバンドを、少なくとも４５０℃の均質化温度まで加熱することと、アルミニウム合金ホットバンドを、少なくとも約９０分の期間、少なくとも４５０℃の均質化温度で維持することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0083】
実例９は、更なる処理が、ホットバンドコイルを冷間圧延して、最終ゲージアルミニウム合金製造物を提供することを含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0084】
実例１０は、最終ゲージアルミニウム合金製造物のプレエイジングを更に含み、プレエイジングが、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約５０℃～約１５０℃のプレエイジング温度まで加熱することと、プレエイジング温度を約１時間～約２４時間の期間維持することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0085】
実例１１は、最終ゲージアルミニウム合金製造物をエイジングして、少なくとも４００ＭＰａの降伏強さを達成することを更に含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0086】
実例１２は、エイジングが、自然時効、人工時効、塗料焼き付け、及び成形後熱処理のうちの１つ以上を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0087】
実例１３は、エイジングが自然時効を含み、自然時効が、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１日～約１２週間の期間、室温で維持することを含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0088】
実例１４は、エイジングが人工時効を含み、人工時効が、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１００℃～約２５０℃の人工時効温度まで加熱することと、人工時効温度を、約１時間～約７２時間の期間維持することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0089】
実例１５は、エイジングが塗料焼き付けを含み、塗料焼き付けが、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約７５℃～約２５０℃の塗料焼き付け温度まで加熱することと、塗料焼き付け温度を約１５分～約３時間の期間維持することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0090】
実例１６は、エイジングが成形後熱処理を含み、成形後熱処理が、最終ゲージアルミニウム合金製造物を、約１００℃～約２５０℃の成形後熱処理温度まで加熱することと、成形後熱処理温度を、約１時間～約２４時間の期間維持することと、を含む、先行または後続実例のいずれかに記載の方法である。
【0091】
実例１７は、先行または後続実例のいずれかに記載の方法に従い調製したアルミニウム合金製造物である。
【0092】
実例１８は、アルミニウム合金製造物が、エイジング後に伸びの増加、及び降伏強さの増加を達成する、先行または後続実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製造物である。
【0093】
実例１９は、伸びの増加が少なくとも約１％である、先行または後続実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製造物である。
【0094】
実例２０は、伸びの増加が約１．５％～約５％である、先行または後続実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製造物である。
【0095】
実例２１は、降伏強さの増加が少なくとも約１５ＭＰａである、先行または後続実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製造物である。
【0096】
実例２２は、降伏強さの増加が約１５ＭＰａ～約２５ＭＰａである、先行または後続実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製造物である。
【0097】
実例２３は、伸びの増加が少なくとも約１％であり、降伏強さの増加が少なくとも約１５ＭＰａである、先行実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製造物である。
【0098】
以下の実施例は、本発明をさらに説明するのに役立つが、しかし、そのいかなる限定も構成しない。それどころか、その様々な実施形態、改変、及び均等物に頼ることができ、これらは、本明細書の記載を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなく当業者にそれら自体を示唆し得ることを明確に理解されたい。
【実施例】
【0099】
実施例１：高成形性高強度アルミニウム合金の調製及び作製方法
本明細書に記載するアルミニウム合金の処理方法は、熱間圧延、コイル冷却、均質化、最終ゲージへの熱間圧延、及び溶体化（「ルート１」と本明細書では呼ばれる）を含む。図１Ａは、ルート１の処理方法１００を表す概略図である。連続鋳造機１１０を使用して、アルミニウム合金スラブ１２０を作製した。アルミニウム合金スラブ１２０は、約４００℃～約４３０℃の温度で連続鋳造機１１０を出た。次に、アルミニウム合金スラブ１２０をホットミル１３０で処理し、アルミニウム合金スラブ１２０の厚みを約４０％～約５０％減少させ、ホットバンド１２５を作製した。次に、ホットバンド１２５を約３５０℃の温度でコイリングし、その後コイル１４０を更なる処理に供した。コイル１４０を続いて、箱形炉１５０内で、約４８０℃の均質化温度で約２時間均質化した。均質化の後に、コイル１４０をほどき、ホットバンド１２５を更に、仕上げミル１６０で熱間圧延し、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を作製した。次に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７をコイリングし、その後、アルミニウム合金製造物コイル１７０を溶体化プロセスに供した。場合によっては、アルミニウム合金製造物コイルを、溶体化工程の前にプレエイジングプロセスに供した。いくつかの実施例では、アルミニウム合金製造物コイルを、溶体化工程の後で他のエイジングプロセスに供した。
本明細書に記載するアルミニウム合金の処理方法は、熱間圧延、コイル冷却、均質化、最終ゲージへの熱間圧延、及び溶体化（「ルート１」と本明細書では呼ばれる）を含む。図１Ａは、ルート１の処理方法１００を表す概略図である。連続鋳造機１１０を使用して、アルミニウム合金スラブ１２０を作製した。アルミニウム合金スラブ１２０は、約４００℃～約４３０℃の温度で連続鋳造機１１０を出た。次に、アルミニウム合金スラブ１２０をホットミル１３０で処理し、アルミニウム合金スラブ１２０の厚みを約４０％～約５０％減少させ、ホットバンド１２５を作製した。次に、ホットバンド１２５を約３５０℃の温度でコイリングし、その後コイル１４０を更なる処理に供した。コイル１４０を続いて、箱形炉１５０内で、約４８０℃の均質化温度で約２時間均質化した。均質化の後に、コイル１４０をほどき、ホットバンド１２５を更に、仕上げミル１６０で熱間圧延し、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を作製した。次に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７をコイリングし、その後、アルミニウム合金製造物コイル１７０を溶体化プロセスに供した。場合によっては、アルミニウム合金製造物コイルを、溶体化工程の前にプレエイジングプロセスに供した。いくつかの実施例では、アルミニウム合金製造物コイルを、溶体化工程の後で他のエイジングプロセスに供した。
【0100】
本明細書に記載する別のアルミニウム合金処理方法は、熱間圧延、コイル冷却、均質化、コイル冷却、冷間圧延、及び溶体化（「ルート２」と本明細書では呼ばれる）を含む。図１Ｂは、ルート２の処理方法１０１を表す概略図である。鋳造、熱間圧延、コイリング、コイル冷却、及び均質化を、上述のとおりに実施した。均質化の後に、コイル１４０をほどき、ホットバンド１２５をコールドミル１６５で冷間圧延し、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を作製した。次に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７をコイリングし、アルミニウム合金製造物コイル１７０を溶体化プロセスに供した。場合によっては、アルミニウム合金製造物コイルをプレエイジングプロセスまたは他のエイジングプロセスに供した。
【0101】
本明細書に記載する別のアルミニウム合金処理方法は、熱間圧延、コイル冷却、冷間圧延、及び溶体化（「ルート３」と本明細書では呼ばれる）を含む。図１Ｃは、ルート３の処理方法１０２を表す概略図である。鋳造、熱間圧延、コイリング、及びコイル冷却を、上述のとおりに実施してコイル１４０を得た。コイル冷却の後で、コイル１４０をほどき、ホットバンド１２５をコールドミル１６５で冷間圧延し、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を作製した。次に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７をコイリングし、その後、アルミニウム合金製造物コイル１７０を溶体化プロセスに供した。場合によっては、アルミニウム合金製造物コイル１７０をプレエイジングプロセスまたは他のエイジングプロセスに供した。
【0102】
実施例２：高成形性高強度アルミニウム合金の機械的特性
０．６０重量％のＣｕ、０．２０重量％のＦｅ、３．５０重量％のＭｇ、０．１０重量％のＭｎ、０．０５重量％のＳｉ、０．０２重量％のＴｉ、０．１０重量％のＣｒ、４．５０重量％のＺｎ、０．１２重量％のＺｒ、最大０．１５重量％の不純物、及び残りがアルミニウムを含むアルミニウム合金組成物（「合金Ａ」と本明細書では呼ばれる）から、連続鋳造機を使用して、鋳造アルミニウム合金製造物を調製した。合金Ａは、約１．３のＺｎ／Ｍｇ比を有した。実施例１に記載の方法に従い調製及び作製した、合金Ａから採取したサンプルを、機械的試験に供した。ルート１、ルート２、及びルート３（実施例１を参照）は全て、プレエイジングあり、及びなしで利用した。場合によっては、アルミニウム合金製造物を約１８０℃の温度まで加熱し、この温度で約３０分間維持する、追加の塗料焼き付け工程を用いた。
０．６０重量％のＣｕ、０．２０重量％のＦｅ、３．５０重量％のＭｇ、０．１０重量％のＭｎ、０．０５重量％のＳｉ、０．０２重量％のＴｉ、０．１０重量％のＣｒ、４．５０重量％のＺｎ、０．１２重量％のＺｒ、最大０．１５重量％の不純物、及び残りがアルミニウムを含むアルミニウム合金組成物（「合金Ａ」と本明細書では呼ばれる）から、連続鋳造機を使用して、鋳造アルミニウム合金製造物を調製した。合金Ａは、約１．３のＺｎ／Ｍｇ比を有した。実施例１に記載の方法に従い調製及び作製した、合金Ａから採取したサンプルを、機械的試験に供した。ルート１、ルート２、及びルート３（実施例１を参照）は全て、プレエイジングあり、及びなしで利用した。場合によっては、アルミニウム合金製造物を約１８０℃の温度まで加熱し、この温度で約３０分間維持する、追加の塗料焼き付け工程を用いた。
【0103】
図２は、溶体化の前に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を約７０℃の温度まで加熱し、この温度を約８時間維持することによる、プレエイジングなし（「ＰＸなし」）、及びプレエイジングあり（「ＰＸ」）で、本明細書に記載する方法に従い調製及び処理した、合金Ａの機械的特性を示す要約グラフである。溶体化後に、合金Ａサンプルを１週間自然時効した。グラフに示すように、各サンプルの降伏強さ（各ペアの左の実線ヒストグラム）は、処理経路、またはプレエイジングを用いたか否かに関係なく、約２８０ＭＰａ～約３２５ＭＰａの範囲であった。極限引張強さ（各ペアの右の斜線ヒストグラム）は、各アルミニウム合金製造物サンプルで約４５０ＭＰａ～約５００ＭＰａの範囲であった。均一伸び（白抜き円）及び全伸び（白抜き菱形）は、各サンプルで約１７％～約２５％の範囲であった。
【0104】
図３は、Ｔ４の質別のサンプル（「Ｔ４－１Ｗ」と呼ばれる）を提供するための、プレエイジングなし、及び、１週間の自然時効で、本明細書に記載する、ルート１（「ＨＯ－ＨＲＴＧ」と呼ばれる）、ルート２（「ＨＯ－ＣＣ－ＣＲ」と呼ばれる、及びルート３（「ＣＲ」と呼ばれる）に従い調製及び処理した合金Ａの機械的特性を示すグラフである。更に、サンプルを約１２５℃まで加熱し、この温度を２４時間維持することで人工時効を実施し、Ｔ６の質別のサンプル（「Ｔ６－１Ｗ」と呼ばれる）を作製した。上述の塗料焼き付け手順を、特定のサンプル（Ｔ４サンプルに対しては「Ｔ４＋ＰＢ－１Ｗ」と、Ｔ６サンプルに対しては「Ｔ６＋ＰＢ－１Ｗ」と呼ばれる）に対して用いた。図３に示すように、各サンプルの降伏強さ（各ペアの左の実線ヒストグラム）は、処理経路に関係なく、人工時効後に著しく増加した。極限引張強さ（各ペアの右の斜線ヒストグラム）もまた、各アルミニウム合金製造物サンプルで増加した。均一伸び（白抜き円）及び全伸び（白抜き菱形）は、各サンプルで著しく低下した。
【0105】
図４は、Ｔ４の質別のサンプル（「Ｔ４－４Ｗ」と呼ばれる）を提供するための、プレエイジングなし、及び、４週間の自然時効で、本明細書に記載する、ルート１（「ＨＯ－ＨＲＴＧ」と呼ばれる）、ルート２（「ＨＯ－ＣＣ－ＣＲ」と呼ばれる、及びルート３（「ＣＲ」と呼ばれる）に従い調製及び処理した合金Ａの機械的特性を示すグラフである。更に、サンプルを約１２５℃まで加熱し、この温度を２４時間維持することで人工時効を実施し、Ｔ６の質別のサンプル（「Ｔ６－４Ｗ」と呼ばれる）を作製した。上述の塗料焼き付け手順を、特定のサンプル（Ｔ４サンプルに対しては「Ｔ４＋ＰＢ－４Ｗ」と、Ｔ６サンプルに対しては「Ｔ６＋ＰＢ－４Ｗ」と呼ばれる）に対して用いた。図４に示すように、追加の自然時効によって、降伏強さ（各ペアの左の実線ヒストグラム）及び極限引張強さ（各ペアの右の斜線ヒストグラム）の両方が、わずかに増加した。驚くべきことに、成形性（即ち、均一伸び（白抜き円）及び全伸び（白抜き菱形））は著しく増加し、このことは、高強度及び高成形性アルミニウム合金を示している。
【0106】
図５は、Ｔ４の質別のサンプル（「Ｔ４－１Ｗ」と呼ばれる）を提供するための、溶体化前にプレエイジングを伴い、及び、１週間の自然時効で、本明細書に記載する、ルート１（「ＨＯ－ＨＲＴＧ」と呼ばれる）、ルート２（「ＨＯ－ＣＣ－ＣＲ」と呼ばれる、及びルート３（「ＣＲ」と呼ばれる）に従い調製及び処理した合金Ａの機械的特性を示すグラフである。更に、サンプルを約１２５℃まで加熱し、この温度を２４時間維持することで人工時効を実施し、Ｔ６の質別のサンプル（「Ｔ６－１Ｗ」と呼ばれる）を作製した。上述の塗料焼き付け手順を、特定のサンプル（Ｔ４サンプルに対しては「Ｔ４＋ＰＢ－１Ｗ」と呼ばれる）に対して用いた。
【0107】
図６は、Ｔ４の質別のサンプル（「Ｔ４－４Ｗ」と呼ばれる）を提供するための、溶体化前にプレエイジングを伴い、及び、４週間の自然時効で、本明細書に記載する、ルート１（「ＨＯ－ＨＲＴＧ」と呼ばれる）、ルート２（「ＨＯ－ＣＣ－ＣＲ」と呼ばれる、及びルート３（「ＣＲ」と呼ばれる）に従い調製及び処理した合金Ａの機械的特性を示すグラフである。更に、サンプルを約１２５℃まで加熱し、この温度を２４時間維持することで人工時効を実施し、Ｔ６の質別のサンプル（「Ｔ６－４Ｗ」と呼ばれる）を作製した。上述の塗料焼き付け手順を、特定のサンプル（Ｔ４サンプルに対しては「Ｔ４＋ＰＢ－４Ｗ」と、Ｔ６サンプルに対しては「Ｔ６＋ＰＢ－４Ｗ」と呼ばれる）に対して用いた。図５及び６に示すように、プレエイジングにより、塗料焼き付けあり及びなしで、１週間及び１ヶ月の自然時効後に、自然時効したサンプルの約２０ＭＰａの増加がもたらされた。図６に示すように、プレエイジングは驚くべきことに、処理ルートに関係なく、１週間の自然時効をした、図５の実施例におけるアルミニウム合金と比較して、約２％～３％の成形性の増加を有する、Ｔ４の質別でのアルミニウム合金を作製した。
【0108】
ルート１、ルート２、及びルート３に従い調製及び作製した合金Ａサンプルのミクロ構造を、光学顕微鏡検査法により評価した。粒径及び分布、ならびに結晶のモルホロジーを分析した。図７は、アルミニウム合金サンプルの表面（「表面」と呼ばれる、上列）、及び、中心（「中心」と呼ばれる、下列）における、粒径及び分布を示す。ルート３（均質化なしでの冷間圧延、「ＣＲ」）により処理した合金Ａサンプルは、変形プロセス（例えば成形）中に、亀裂及び破砕をもたらしうる、未溶解の粒子の大きな分布を示した。ルート１及び２により処理した（例えば、最初の熱間圧延後に均質化を伴う）合金Ａサンプルは、沈殿物のないミクロ構造を示し、故に、改善された成形性が可能となる。
【0109】
図８は、合金Ａサンプルの表面（「表面」と呼ばれる、上列）、及び、中心（「中心」と呼ばれる、下列）における、結晶構造を示す。ルート３（均質化なしでの冷間圧延、「ＣＲ」）により処理した合金Ａサンプルは、均質化により処理したサンプルよりも、微細な結晶構造を示した。（最初の熱間圧延後に均質化を伴う）ルート１及び２により処理した合金Ａサンプルは、大きな結晶構造を示し、図５の実施例におけるように、約２０ＭＰａ低い降伏強さに寄与した。
【0110】
実施例３：高成形性高強度アルミニウム合金の調製、作製、及びエイジング方法
本明細書に記載するアルミニウム合金の処理方法は、均質化、熱間圧延、コイル冷却、最終ゲージへの冷間圧延、溶体化、塗料焼き付け、及びエイジング（「ルート４」と本明細書では呼ばれる）を含む。図９は、ルート４の処理方法９００を表す概略図である。連続鋳造機１１０を使用して、アルミニウム合金スラブ１２０を作製した。アルミニウム合金スラブ１２０は、約４００℃～約４３０℃の温度で連続鋳造機１１０を出た。トンネル炉９０５を使用してアルミニウム合金スラブ１２０を均質化し、アルミニウム合金スラブ１２０の幅にまたがって、アルミニウム合金スラブ１２０の温度を、約１分間～約５分間、約４００℃～約５２０℃のピーク金属温度で維持した。次に、アルミニウム合金スラブ１２０を第１の仕上げミル９１０で処理し、アルミニウム合金スラブ１２０の厚みを約２０％～約４０％減少させ、スラブを約３２５℃～約３７５℃まで冷却した。次に、アルミニウム合金スラブ１２０を第２の仕上げミル９２０で処理し、アルミニウム合金スラブ１２０の厚みを約２０％～約４０％減少させ、スラブを約２２５℃～約２７５℃まで冷却してホットバンド１２５を作製した。ホットバンド１２５を次いで、約２５０℃未満の温度でコイリングし、コイル１４０を次いで、コイル冷却に供した。コイル１４０を続いてほどき、ホットバンド１２５を更に、コールドミル１６５で冷間圧延し、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を作製した。次に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７をコイリングして、アルミニウム合金製造物コイル１７０をもたらした。次に、アルミニウム合金製造物コイル１７０を溶体化炉９６０で、約２分間～約５分間、約４５０℃～約５００℃の温度で溶体化に供した。溶体化の後、アルミニウム合金製造物コイル１７０をおよそ室温まで、水焼入れまたは強制空気焼入れのいずれか１つにより、焼入れした。場合によっては、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、溶体化工程の前にプレエイジングプロセスに供した。任意に、プレエイジングプロセスは、約８０℃で約６時間エイジングすることを含んだ、または、プレエイジングプロセスは、約１００℃で約２時間エイジングすることを含んだ。いくつかの実施例では、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、約１６０℃～約２００℃で、塗料焼き付け炉９７０で約１５分間～約６０分間実施される、塗料焼き付けプロセスに供した。特定の場合において、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、約１週間～約４週間、自然時効のいずれかに供した。任意に、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、約１００℃～約１４０℃で約６時間～約４８時間、人工時効に供した。
本明細書に記載するアルミニウム合金の処理方法は、均質化、熱間圧延、コイル冷却、最終ゲージへの冷間圧延、溶体化、塗料焼き付け、及びエイジング（「ルート４」と本明細書では呼ばれる）を含む。図９は、ルート４の処理方法９００を表す概略図である。連続鋳造機１１０を使用して、アルミニウム合金スラブ１２０を作製した。アルミニウム合金スラブ１２０は、約４００℃～約４３０℃の温度で連続鋳造機１１０を出た。トンネル炉９０５を使用してアルミニウム合金スラブ１２０を均質化し、アルミニウム合金スラブ１２０の幅にまたがって、アルミニウム合金スラブ１２０の温度を、約１分間～約５分間、約４００℃～約５２０℃のピーク金属温度で維持した。次に、アルミニウム合金スラブ１２０を第１の仕上げミル９１０で処理し、アルミニウム合金スラブ１２０の厚みを約２０％～約４０％減少させ、スラブを約３２５℃～約３７５℃まで冷却した。次に、アルミニウム合金スラブ１２０を第２の仕上げミル９２０で処理し、アルミニウム合金スラブ１２０の厚みを約２０％～約４０％減少させ、スラブを約２２５℃～約２７５℃まで冷却してホットバンド１２５を作製した。ホットバンド１２５を次いで、約２５０℃未満の温度でコイリングし、コイル１４０を次いで、コイル冷却に供した。コイル１４０を続いてほどき、ホットバンド１２５を更に、コールドミル１６５で冷間圧延し、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７を作製した。次に、最終ゲージアルミニウム合金製造物１２７をコイリングして、アルミニウム合金製造物コイル１７０をもたらした。次に、アルミニウム合金製造物コイル１７０を溶体化炉９６０で、約２分間～約５分間、約４５０℃～約５００℃の温度で溶体化に供した。溶体化の後、アルミニウム合金製造物コイル１７０をおよそ室温まで、水焼入れまたは強制空気焼入れのいずれか１つにより、焼入れした。場合によっては、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、溶体化工程の前にプレエイジングプロセスに供した。任意に、プレエイジングプロセスは、約８０℃で約６時間エイジングすることを含んだ、または、プレエイジングプロセスは、約１００℃で約２時間エイジングすることを含んだ。いくつかの実施例では、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、約１６０℃～約２００℃で、塗料焼き付け炉９７０で約１５分間～約６０分間実施される、塗料焼き付けプロセスに供した。特定の場合において、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、約１週間～約４週間、自然時効のいずれかに供した。任意に、アルミニウム合金製造物コイル１７０を、約１００℃～約１４０℃で約６時間～約４８時間、人工時効に供した。
【0111】
実施例４：エイジングした高成形性高強度アルミニウム合金の機械的特性
下表１に示すアルミニウム合金組成物から、連続鋳造機を使用して、ルート４（実施例３を参照）の実施例におけるように、４つの鋳造アルミニウム合金製造物を調製した。
下表１に示すアルミニウム合金組成物から、連続鋳造機を使用して、ルート４（実施例３を参照）の実施例におけるように、４つの鋳造アルミニウム合金製造物を調製した。
【0112】
表１－合金組成物
各合金は最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りはアルミニウムである。
各合金は最大で０．１５重量％の不純物を含み、残りはアルミニウムである。
【0113】
合金Ｂは約１．２９のＺｎ／Ｍｇ比を有し、合金Ｃは約１．２８のＺｎ／Ｍｇ比を有し、合金Ｄは約２．１６のＺｎ／Ｍｇ比を有し、合金Ｅは約２．１８のＺｎ／Ｍｇ比を有した。更に、竪型半連続（ＤＣ）鋳造法、ならびに、実施例３に記載する均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化、及び人工時効を使用して、合金Ｅを作製した。合金Ｂ、合金Ｃ、合金Ｄ、及び合金Ｅから採取したサンプルを、１週間の自然時効、４週間の自然時効、または約２４時間の約１２０℃での人工時効に供した。ルート４（実施例３を参照）は、プレエイジングを用いて、及びプレエイジングなしで使用した。場合によっては、塗料焼き付け工程を、約１８０℃の温度で実施し、この温度で約３０分間維持した。
【0114】
図１０、１１、及び１２は、本明細書に記載する方法で調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、合金Ｄ、及び合金Ｅの機械的特性を示すグラフである。水焼入れを使用して、溶体化後に合金を冷却した。合金Ｅを、連続鋳造を含む本明細書に記載の方法に従い調製し（「合金Ｅ－ＣＣ」）、上述したＤＣ鋳造を含む本明細書に記載の方法に従い調製した（「合金Ｅ－ＤＣ」）。処理後に、全ての合金を、１００℃で２時間のプレエイジング（「ＰＸ：１００℃×２時間」）、または８０℃で６時間のプレエイジング（「ＰＸ：８０℃×６時間）、続いて、１週間の自然時効（各ヒストグラムの下部）、及び４週間の自然時効（各ヒストグラムの上部）に供した。図１０は、合金の縦方向への降伏強さにおける、自然時効の影響を示す。１週間の自然時効（各ヒストグラムの下部）の後に、各合金の縦方向への降伏強さを試験し、４週間の自然時効（各ヒストグラムの上部）の後に、各合金の縦方向への降伏強さを試験した。図１０に示すように、自然時効は、約５ＭＰａ～約１５ＭＰａの縦方向への降伏強さの増加により示されるように、合金の縦方向への降伏強さに、わずかな影響を有した。合金Ｅ（合金Ｅ－ＣＣ及び合金Ｅ－ＤＣを含む）は、溶体化の２４時間以内での急速なエイジングにより、１週間の自然時効後に、高い縦方向への降伏強さを示した。図１１は、合金の均一伸びにおける自然時効の影響を示す。各合金の縦方向への均一伸びを、１週間の自然時効（各ペアの左のヒストグラム）後に試験し、各合金の均一伸びを、４週間の自然時効（各ペアの右のヒストグラム）後に試験した。図１１に示すように、自然時効は、約０％～約５％の縦方向への均一伸びの変化により示されるように、合金の縦方向への均一伸びに、わずかな影響を有した。図１２は、合金の縦方向への全伸びにおける自然時効の影響を示す。各合金の縦方向への全伸びを、１週間の自然時効（各ペアの左のヒストグラム）後に試験し、各合金の縦方向への全伸びを、４週間の自然時効（各ペアの右のヒストグラム）後に試験した。図１２に示すように、自然時効は、約０．３％～約４％の縦方向への全伸びの変化により示されるように、合金の縦方向への全伸びに、わずかな影響を有した。
【0115】
図１３及び１４は、ルート４（実施例３を参照）により調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄの機械的特性における、溶体化後の異なる冷却技術（例えば、上述した水焼入れ及び強制空気焼入れ）の影響を示すグラフである。処理後に、全ての合金を、１００℃で２時間のプレエイジング（「ＰＸ：１００℃×２時間」）、または８０℃で６時間のプレエイジング（「ＰＸ：８０℃×６時間）、続いて、１週間の自然時効（各ヒストグラムの下部）、及び４週間の自然時効（各ヒストグラムの上部）に供した。図１３は、溶体化後に水焼入れに供した合金サンプルの、縦方向への降伏強さにおける自然時効の影響を示す。図１４は、溶体化後に強制空気焼入れに供した合金サンプルの、縦方向への降伏強さにおける自然時効の影響を示す。全体として、溶体化後に水焼入れに供したサンプルは、溶体化後に強制空気焼入れに供したサンプルよりも、高い縦方向への降伏強さを示した。しかし、合金Ｄ及び合金Ｃは、冷却プロセスと比較したとき、縦方向への降伏強さのわずかな変化を示した。合金Ｃ及び合金Ｄよりも高い溶質含有量を有する合金Ｂは、溶体化後に強制空気焼入れをしたときよりも、溶体化後に水焼入れをしたときに、約３０ＭＰａ高い強度を示した。更に、全ての合金サンプルは、合金の縦方向への降伏強さにおける、自然時効のわずかな影響を示した。図１５及び１６は、ルート４（実施例３を参照）により調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄの縦方向への均一伸びにおける、溶体化後の異なる冷却技術（上述した水焼入れ及び強制空気焼入れを含む）の影響を示すグラフである。処理後に、全ての合金を、１００℃で２時間のプレエイジング（「ＰＸ：１００℃×２時間」）、または８０℃で６時間のプレエイジング（「ＰＸ：８０℃×６時間）、続いて、１週間の自然時効（各ペアの左のヒストグラム）、及び４週間の自然時効（各ペアの右のヒストグラム）に供した。図１５は、溶体化後に水焼入れに供した合金サンプルの、縦方向への均一伸びにおける自然時効の影響を示す。図１６は、溶体化後に強制空気焼入れに供した合金サンプルの、縦方向への均一伸びにおける自然時効の影響を示す。全体として、サンプルは、冷却プロセスと比較したとき、縦方向への均一伸びのわずかな変化を示した。更に、全ての合金サンプルは、合金の縦方向への均一伸びにおける、自然時効のわずかな影響を示した。
【0116】
図１７及び１８は、ルート４（実施例３を参照）により調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄの縦方向への全伸びにおける、溶体化後の異なる冷却技術（上述した水焼入れ及び強制空気焼入れを含む）の影響を示すグラフである。処理後に、全ての合金を、１００℃で２時間のプレエイジング（「ＰＸ：１００℃×２時間」）、または８０℃で６時間のプレエイジング（「ＰＸ：８０℃×６時間）、続いて、１週間の自然時効（各ペアの左のヒストグラム）、及び４週間の自然時効（各ペアの右のヒストグラム）に供した。図１７は、溶体化後に水焼入れに供した合金サンプルの、縦方向への全伸びにおける自然時効の影響を示す。図１８は、溶体化後に強制空気焼入れに供した合金サンプルの、縦方向への全伸びにおける自然時効の影響を示す。全体として、サンプルは、冷却プロセスと比較したとき、縦方向への全伸びのわずかな変化を示した。更に、全ての合金サンプルは、合金の縦方向への全伸びにおける、自然時効のわずかな影響を示した。
【0117】
図１９及び２０は、ルート４（実施例３を参照）に従い調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄの曲げ特性（例えば、「ＶＤＡ角－α（°）」と呼ばれる、曲げ角度）における、溶体化後の異なる冷却技術（上述した水焼入れ及び強制空気焼入れを含む）の影響を示すグラフである。処理後に、全ての合金を、１００℃で２時間のプレエイジング（「ＰＸ：１００℃×２時間」）、または８０℃で６時間のプレエイジング（「ＰＸ：８０℃×６時間）、続いて、１週間の自然時効（各ペアの左のヒストグラム）、及び４週間の自然時効（各ペアの右のヒストグラム）に供した。図１９は、溶体化後に水焼入れに供した合金サンプルの、曲げ特性における自然時効の影響を示す。図２０は、溶体化後に強制空気焼入れに供した合金サンプルの、曲げ特性における自然時効の影響を示す。全体として、サンプルは、冷却プロセスと比較したとき、曲げ特性のわずかな変化を示した。合金Ｂは、合金Ｃ及び合金Ｄと比較したときに、合金Ｂにおける高い溶質含有量によって、約１０°低い曲げ特性を示した。更に、全ての合金サンプルは、合金の曲げ特性における、自然時効のわずかな影響を示した。
【0118】
図２１、２２、及び２３は、ルート４（実施例３を参照）に従い調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、合金Ｄ、合金Ｅ－ＣＣ、及び、ＤＣ鋳造により調製し、Ｔ４の質別での合金をもたらすために上述のとおりに処理した、合金Ｅ－ＤＣの縦方向への降伏強さを示すグラフである。図２１及び図２２の実施例において、水焼入れを使用して、溶体化後に合金を冷却した。処理後、全合金を８０℃のプレエイジングに６時間供した（「ＰＸ」）。合金Ｂ、合金Ｄ、合金Ｅ－ＣＣ、及び合金Ｅ－ＤＣを次に、４週間の自然時効に供し、合金Ｃを１３週間の自然時効に供して、Ｔ４の質別の合金をもたらした（各ヒストグラムの下部、「Ｔ４」と呼ばれる）。各合金を更に、１８０℃で３０分間、塗料焼き付け（各ヒストグラムの中部）に供した。最後に、各合金を１２０℃で２４時間、人工時効（各ヒストグラムの上部）に供した。図２１は、合金の縦方向への降伏強さにおける、塗料焼き付け及び人工時効の影響を示す。自然時効（各ヒストグラムの上部）、塗料焼き付け（図２１、２２、及び３で「ＰＢ」と呼ばれる、各ヒストグラムの中部）、ならびに、人工時効（図２１、２２、及び２３で「ＡＡ」と呼ばれる、各ヒストグラムの上部）のそれぞれの後に、各合金の縦方向への降伏強さを試験した。更に、各サンプルを、プレエイジングすることなく、Ｔ６の質別で提供した（円、「Ｔ６（ＰＸなし）」と呼ばれる）。図２１に示すように、塗料焼き付け（各ヒストグラムの中部）は、プレエイジング後の各合金の縦方向への降伏強さにおいて多様な影響を有し、最も顕著なものは、合金Ｃ及び合金Ｄにおけるもので、塗料焼き付けにより、プレエイジング後に縦方向への降伏強さが約１３０ＭＰａ～約１４５ＭＰａ増加した。人工時効（各ヒストグラムの上部）もまた、プレエイジング後の、約１０ＭＰａ～約７０ＭＰａの縦方向への降伏強さの増加により示されるように、合金の縦方向への降伏強さに、多様な影響を有した。図２１にもまた示すように、プレエイジング及び塗料焼き付けプロセスは、Ｔ６の質別において合金が高強度を達成する能力に悪影響を有しなかった。したがって、本明細書に記載の方法に従い処理したときに、高成形性及び高強度の両方を有する、本明細書に記載する合金を提供することができる。
【0119】
図２２及び２３は、ルート４（実施例３を参照）により調製及び処理した、合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄの機械的特性における、溶体化後の異なる冷却技術（上述した水焼入れ及び強制空気焼入れを含む）の影響を示すグラフである。処理後、全合金を８０℃のプレエイジングに６時間供した（「ＰＸ」）。合金Ｂ及び合金Ｄを次に、４週間の自然時効に供し、合金Ｃを１３週間の自然時効に供して、Ｔ４の質別の合金をもたらした（各ヒストグラムの下部、「Ｔ４」と呼ばれる）。各合金を更に、１８０℃で３０分間、塗料焼き付け（各ヒストグラムの中部）に供した。最後に、各合金を１２０℃で２４時間、人工時効（各ヒストグラムの上部）に供した。図２１は、合金の縦方向への降伏強さにおける、塗料焼き付け及び人工時効の影響を示す。自然時効（各ヒストグラムの下部）、塗料焼き付け（図２１、２２、及び３で「ＰＢ」と呼ばれる、各ヒストグラムの中部）、ならびに、人工時効（図２１、２２、及び２３で「ＡＡ」と呼ばれる、各ヒストグラムの上部）のそれぞれの後に、各合金の縦方向への降伏強さを試験した。更に、各サンプルを、プレエイジングすることなく、Ｔ６の質別で提供した（円、「Ｔ６（ＰＸなし）」と呼ばれる）。図２２は、合金サンプルの縦方向への降伏強さにおける、溶体化後の水焼入れの影響を示す。図２３は、合金サンプルの縦方向への降伏強さにおける、溶体化後の強制空気焼入れの影響を示す。全体として、溶体化後に水焼入れに供したサンプルは、溶体化後に強制空気焼入れに供したサンプルよりも、高い縦方向への降伏強さを示した。合金Ｃ及び合金Ｂは、溶体化後の冷却プロセスに関係なく、高い塗料焼き付け応答を示した。
【0120】
ルート４に従い調製及び作製した合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄ、ならびに、上述したＤＣ鋳造により調製した合金Ｅのミクロ構造を、上述した溶体化工程の後に、光学顕微鏡検査法により評価した。粒径及び分布、ならびに結晶のモルホロジーを分析した。図２４は、各合金サンプルの粒径及び分布を示す。各合金は、同様の粒径及び分布、ならびに、わずかな未溶解の沈殿物含有量を示した。図２４に示すダークグレーの粒子は、Ｆｅ含有の構成成分粒子である。図２５は、各合金サンプルの結晶構造を示す。各合金サンプルは、再結晶した微細構造を示した。合金Ｅは、合金Ｂ、合金Ｃ、及び合金Ｄよりも少量の結晶を含有した。
【0121】
図２６、２７、及び２８は、ルート４（実施例３を参照）に従い作製及び調製した合金Ｃの、それぞれ、縦方向への降伏強さ、均一伸び、及び全伸びにおける、様々な溶体化パラメーター及び自然時効の影響を示す。合金Ｃを、４５０℃の温度で浸漬時間なしの溶体化（図２６～２８で「４５０Ｃ浸漬なし」と呼ばれる、白抜き三角形の付いた線）、４５０℃の温度で２分の浸漬時間の溶体化（図２６～２８で「４５０Ｃ ２分」と呼ばれる、白抜き円の付いた線）、及び、４７０℃で浸漬時間なしの溶体化（図２６～２８で「４７０Ｃ浸漬なし」と呼ばれる、白抜き正方形の付いた線）に供した。合金Ｃは、９０日間の自然時効前にプレエイジングに供しなかった。図２６に示すように、降伏強さは、自然時効の３０日後にゆっくりとした増加を示した。図２７に示すように、均一伸びは、自然時効の９０日後に約５％の低下を示した。図２８に示すように、全伸びは、自然時効の９０日後にわずかな変化を示した。
【0122】
したがって、本明細書に記載する処理方法と組み合わせた、本明細書で記載した合金組成物は、高成形性及び高強度のアルミニウム合金を提供する。
【0123】
上で引用されている全ての特許及び出版物及び要約は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。本発明の様々な実施形態が、本発明の様々な目的を実現させる中で説明されてきた。これらの実施形態は、本発明の原理を例示するに過ぎないことが認識されるべきである。それらの多数の改変及び適応は、以下の特許請求の範囲で定義されるような本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者に容易に明らかになる。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【国際調査報告】