特表 2024-539637 熱処理アルミニウムシート及び製造プロセス

(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】2024-10-29

(54)【発明の名称】熱処理アルミニウムシート及び製造プロセス

(51)【国際特許分類】

   C22F 1/05 20060101AFI20241022BHJP

   C22C 21/02 20060101ALN20241022BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20241022BHJP

【ＦＩ】

C22F1/05

C22C21/02

C22F1/00 623

C22F1/00 684C

C22F1/00 691B

C22F1/00 692Z

C22F1/00 692A

C22F1/00 682

C22F1/00 683

C22F1/00 685Z

C22F1/00 691C

C22F1/00 694B

C22F1/00 630A

C22F1/00 630K

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024522292

(86)(22)【出願日】2022-10-25

(85)【翻訳文提出日】2024-04-12

(86)【国際出願番号】 US2022078643

(87)【国際公開番号】W WO2023076889

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】63/263,052

(32)【優先日】2021-10-26

(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】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100208225

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100217179

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 智史

(74)【代理人】

【識別番号】100202418

【弁理士】

【氏名又は名称】河原 肇

(72)【発明者】

【氏名】アロク クマー グプタ

(72)【発明者】

【氏名】ジェファーソン ランスフォード

(72)【発明者】

【氏名】チャリッサ ヒックソン

(72)【発明者】

【氏名】ファリッド テビブ

(72)【発明者】

【氏名】チャドウィック モロウ

(57)【要約】

金属、例えば熱処理可能な合金のストリップが溶体化され、急速に冷却され、高温で熱スパイクされ、コイル化される、金属の連続熱処理プロセスが本明細書に記載される。連続熱処理プロセスは、バッチ時効処理を含まないか、または必要としない。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱処理アルミニウム合金の製造プロセスであって、
金属ストリップを鋳造すること；
前記鋳造した金属ストリップをライン速度で溶体化して溶体化された金属ストリップを製造すること；
前記溶体化された金属ストリップを空冷して、冷却された金属ストリップを製造すること；
前記冷却された金属ストリップを１５０℃～３２０℃の温度で連続的に前記ライン速度で熱スパイクして、熱スパイクされた金属ストリップを製造すること；
及び、前記熱スパイクされた金属ストリップをコイル化して、コイル化された金属ストリップを製造すること、を含む、前記プロセス。

【請求項2】

前記コイル化された金属ストリップを冷却することをさらに含む、請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

前記コイル化された金属ストリップを冷却することが、前記熱スパイクされた金属ストリップを空冷することを含む、請求項２に記載のプロセス。

【請求項4】

前記熱スパイクされた金属ストリップの自然冷却のみが熱スパイクとコイル化との間で生じる、請求項１に記載のプロセス。

【請求項5】

前記熱スパイクされた金属ストリップをコイル化することが、連続ラインの端部で連続的に実行される、請求項１に記載のプロセス。

【請求項6】

前記コイル化された金属ストリップの前記冷却が、１０℃／時間以下の速度である、請求項２に記載のプロセス。

【請求項7】

前記熱スパイクされた金属ストリップの前記コイル化が、１１０℃～１６０℃の温度である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項8】

前記ライン速度が少なくとも１０メートル／分である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項9】

前記ライン速度が１０メートル／分～１２０メートル／分である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項10】

前記熱スパイク温度が１５０℃～３００℃である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項11】

溶体化する前に前記金属ストリップを均質化すること、熱間圧延すること、及び冷間圧延することをさらに含む、請求項１に記載のプロセス。

【請求項12】

前記冷却された金属ストリップを熱スパイクすることが、少なくとも１２メートルの長さを有する再加熱炉内で実行される、請求項１に記載のプロセス。

【請求項13】

前記溶体化温度が約４８０℃～約５９０℃である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項14】

前記溶体化された金属ストリップを空冷することが、前記溶体化された金属ストリップを５０℃未満に冷却することを含む、請求項１に記載のプロセス。

【請求項15】

請求項１に記載のプロセスから形成された熱処理金属ストリップ。

【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、２０２１年１０月２６日に出願された米国仮出願第６３／２６３，０５２号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、一般に金属加工に関し、より具体的には、熱処理可能な合金のストリップが溶体化され、急速に冷却され、熱スパイクされ、コイル化される、金属の連続熱処理プロセスに関する。

【背景技術】

【0003】

金属物品の製造業者は、物品が形成されて塗料硬化された後に良好な成形性と高い強度の両方を有する薄いゲージ材料を提供するという課題に直面している。一例として、自動車産業は、車両経済性及び燃費を改善するために、軽量化された車体パネルまたは構造部材に使用するためのそのような製品を必要とする。

【0004】

熱処理可能なアルミニウム合金などの熱処理可能な金属は、場合によっては、これらの目的を達成することができる。熱処理可能な合金は、一般に、室温溶解限界を超える量の可溶性合金成分を含む合金である。これらの合金は、時効中に硬化を提供するための硬化元素（例えば、Ｍｇ、Ｓｉ及び／またはＣｏ）、及び成形性及び粒径を制御するための潜在的にＦｅ、Ｍｎ及び場合によってはＣｒなどの他の元素を含むことができる。このような合金は、作業及び／または加熱に付され、次いで急冷ステップに付されると、向上した特性を発現し得る。金属の熱処理は、従来、溶体化熱処理及び時効のステップを含む析出硬化によって行われる。溶体化熱処理プロセスでは、金属ストリップ、例えばアルミニウム合金ストリップが溶体化され、急速に冷却され、製品要件に応じて熱スパイクされてもされなくてもよい。溶体化手順の目的は、合金（溶質）元素を溶体化することであり、最終的に特定の合金を強化する。急速冷却の目的は、溶質元素及び過剰な空孔を金属ストリップの金属（例えば、アルミニウム）マトリックスにロックすることである。熱スパイクの目的は、コイルが６０℃～１１０℃の間でコイル化されることを確実にすること、及び、塗料焼付中に材料が潜在的な強度利得を最大４０％失ってしまうコイル保管の悪影響を排除することである。次いで、熱処理金属ストリップは、時効手順を経ることができる。

【0005】

一例として、時効テンパーを製造するための現在のプロセスは、Ｔ４テンパー内のコイルを２０℃／ｈ～５０℃／ｈで１２０℃～２６０℃の範囲の高温に加熱し、１時間以上浸漬し、室温に冷却するバッチ時効プロセスを必要とする。しかしながら、既存の熱処理及びバッチ時効プロセスは、８時間より長い総サイクル時間及び浸漬時間（１時間以上、多くの場合４～６時間）、追加のステップ及び複雑さ、ならびに熱処理プロセスの正確な制御を必要とする。

【発明の概要】

【0006】

実施形態という用語及び同様の用語は広義には、本開示の主題のすべて及び以下の特許請求の範囲を指すものとする。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載の主題を限定するものでも、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解すべきである。本明細書で扱われる本開示の実施形態は、この発明の概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって規定される。この発明の概要は、本開示の種々の態様の大まかな概略であり、下記の発明を実施するための形態のセクションでさらに説明する考え方の一部を紹介している。この発明の概要は、特許請求の範囲に記載された主題の重要または本質的な特徴を特定することは意図されておらず、特許請求の範囲に記載された主題対象の範囲を決定するために単独で使用されることも意図されていない。主題は、本開示の明細書全体、いずれかまたはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解すべきである。

【0007】

本開示の特定の態様及び特徴は、金属ストリップが溶体化され、急速に冷却され、１２０℃～３００℃（例えば、２００℃～２５０℃）の範囲の高温で熱スパイクされ、連続ラインの端部に位置する巻き戻しでコイル化される、連続熱処理プロセスに関する。いくつかの態様では、連続熱処理プロセス及びその構成ステップは、特定のライン速度、例えば少なくとも１０メートル／分（例えば、少なくとも４０メートル／分；１０メートル／分～１００メートル／分、４０メートル／分～１００メートル／分、または１０メートル／分～４０メートル／分）のライン速度で行うことができる。いくつかの態様では、熱スパイク処理は、比較的長い再加熱炉、例えば１０メートルより長い再加熱炉で行うことができる。いくつかの態様では、熱スパイクとコイル化との間で自然冷却のみ（すなわち、冷却装置を使用しない）が行われ、コイル化はライン速度を維持するように行われる。いくつかの態様では、熱スパイク処理後の冷却または自然冷却速度は、例えば、周囲温度まで、１０℃／時間未満（例えば、２℃／時間未満）である。したがって、いくつかの態様では、金属ストリップのコイル化は、比較的温かい温度、例えば６０℃超、例えば１１０℃超、７０℃～１５０℃、７０℃～１３０℃、または７０℃～１１０℃、１１０℃～１５０℃、１１０℃～１３０℃、または１１０℃～１２０℃などの温度で行われる。特定の態様では、開示されたプロセスは、材料を時効硬化させるためのバッチ時効プロセスを含まないか、または必要としない。

【0008】

本開示は、バッチ時効プロセスを必要とせずに連続焼鈍ラインを使用して、良好な成形性と高い強度の両方を有する薄いゲージを用いて、開示されたプロセスから製品を製造することができる。本開示は、特性の調整された組み合わせを有する製品を提供し、したがってダウンゲージの可能性を提供する点で、または、Ｈ１Ｘ、Ｈ２Ｘ及びＨ３ｘテンパーで供給される５０００系アルミニウム合金の潜在的な代替物として、特に有益である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の特定の態様及び特徴は、金属ストリップが溶体化され、急速に冷却され、１２０℃～３００℃の範囲の高温で（例えば、熱風によって）熱スパイクされ、コイル化され、（コイル化の前及び／または後に）、例えば５℃／時間以下、好ましくは２℃／時間以下の速度で冷却または自然冷却される、連続熱処理プロセスに関する。特定の実施形態において、金属ストリップは、熱処理可能な合金、例えば、熱処理可能なアルミニウム合金である。

【0010】

特定の実施形態では、熱スパイク温度は、１２０℃～３００℃（例えば、約１５０℃～３００℃）に維持される。より高い温度での熱スパイクの使用は、その後のコイル化及びコイル冷却中に硬化粒子を形成する核として作用するクラスタの形成を誘発することができる。

【0011】

本開示は、再加熱炉を使用して金属ストリップをコイル化前のラインの速度で所望の温度まで熱スパイクすることによってバッチプロセスを完全に排除することによって、部分的に既存の技術を改善する。例えば、連続焼鈍ラインは、バッチ時効プロセスを必要とせずに使用することができる。コイル冷却と組み合わせた熱スパイクコイルは、時効硬化のための適切な条件を提供する。様々な特性を調整するための温かいコイル化温度での熱スパイク及びコイル化の使用は、本開示によって達成される。本開示は、特性の調整された組み合わせを有する製品を提供し、したがってダウンゲージの可能性を提供する点で特に有益である。

【0012】

本開示の態様及び特徴は、連続鋳造または非コイル化金属ストリップなどの金属ストリップに関して本明細書に記載されているが、本開示は、連続焼鈍ライン上で加工される任意の適切な金属製品と共に使用することもできる。本開示の態様及び特徴は、平坦な表面を有する任意の金属製品に特に適し得る。本開示の態様及び特徴は、平行またはほぼ平行な対向面（例えば、上面及び底面）を有する任意の金属製品に特に適し得る。ほぼ平行は、平行または平行の１°、２°、３°、４°、５°、６°、７°、８°、９°もしくは１０°以内、またはそれ以上を含むことができる。

【0013】

定義及び説明
本明細書で使用する場合、用語「発明」、「その発明」、「この発明」、及び「本発明」は、この特許出願の主題及び以下の特許請求の範囲のすべてを広く指すことが意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書で説明されている主題を制限するもの、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限するものではないと理解されるべきである。

【0014】

本明細書において、「系」または「７ｘｘｘ」などの、ＡＡ番号及び他の関連する記号によって識別される合金に対する言及がなされる。アルミニウム及びその合金を命名及び特定するときに最も一般的に使用される番号指定システムを理解するためには、「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Ｔｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎより刊行）を参照されたい。

【0015】

本明細書で使用する場合、プレートは全般的に厚さが約１５ｍｍ超である。例えば、プレートは、厚さが約１５ｍｍ超、約２０ｍｍ超、約２５ｍｍ超、約３０ｍｍ超、約３５ｍｍ超、約４０ｍｍ超、約４５ｍｍ超、約５０ｍｍ超、または約１００ｍｍ超のアルミニウム製品を指す場合がある。

【0016】

本明細書で使用する場合、シェート（シートプレートとも言う）は全般的に、厚さが約４ｍｍ～約１５ｍｍである。例えば、シェートは、厚さが約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であってもよい。

【0017】

本明細書で使用する場合、シートは全般的に、厚さが約４ｍｍ未満であるアルミニウム製品を指す。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、または約０．３ｍｍ未満（例えば、約０．２ｍｍ）の厚さを有し得る。

【0018】

本明細書で使用される場合、ホイルは、一般に、約０．２ｍｍ未満の厚さを有する金属製品を指す。例えば、ホイルは、約０．２ｍｍ未満、約０．１５ｍｍ未満、約０．１０ｍｍ未満、約０．０５ｍｍ未満、約０．０４ｍｍ未満、約０．０３ｍｍ未満、約０．０２ｍｍ未満、または約０．０１ｍｍ未満（例えば、約０．００６ｍｍ）の厚さを有し得る。

【0019】

本明細書で使用される場合、直接チル（ＤＣ）及び連続鋳造は、液体金属から固体金属を鋳造する２つの方法である。ＤＣ鋳造では、鋳型内の液体金属の凝固速度で引き出すことができる格納式フォルスボトムを有する鋳型に液体金属が注がれ、多くの場合、大きく比較的厚いインゴット（例えば、幅１５００ｍｍ×厚さ５００ｍｍ×長さ５ｍ）が得られる。インゴットは、加工され、均質化され、熱間圧延され、冷間圧延され、熱間圧延後または最終冷間圧延パスの前に焼鈍されてもされなくてもよく、及び／または熱処理され、そうでなければ、金属ストリップ製品の消費者（例えば、自動車製造設備）に分配可能な金属ストリップ製品にコイル化される前に仕上げられる。

【0020】

連続鋳造は、一対の移動する対向する鋳造面の間に画定された鋳造キャビティに溶融金属を連続的に注入し、鋳造キャビティの出口から鋳造金属型（例えば、金属ストリップ）を引き出すことを含む。連続鋳造は、製品全体を単一の完全連結加工ラインで調製することができる場合に望ましい。そのような完全連結加工ラインは、連続鋳造装置の速度を下流の加工装置の速度に一致させる、または「連結する」ことを含む。

【0021】

本出願では、合金のテンパーまたは条件について言及され得る。最も一般に使用される合金テンパーの説明の理解については、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＮＳＩ）Ｈ３５ ｏｎ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照のこと。Ｆ条件またはテンパーは、製造されたままのアルミニウム合金を指す。Ｏ条件またはテンパーは、焼鈍後のアルミニウム合金を指す。本明細書でＨテンパーとも称されるＨｘｘ条件またはテンパーは、熱処理（例えば、焼鈍）の有無にかかわらず、冷間圧延後の非熱処理型アルミニウム合金を指す。好適なＨテンパーには、テンパーＨＸ１、ＨＸ２、ＨＸ３、ＨＸ４、ＨＸ５、ＨＸ６、ＨＸ７、ＨＸ８、またはＨＸ９が含まれる。Ｔ１条件またはテンパーは、熱間加工から冷却され、（例えば、室温で）自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ２条件またはテンパーは、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ３条件またはテンパーは、溶体化熱処理され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ４条件またはテンパーは、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条件またはテンパーは、熱間加工から冷却され、（高温で）人工時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ６条件またはテンパーは、溶体化熱処理され、人工時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ７条件またはテンパーは、溶体化熱処理され、人工過剰時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ条件またはテンパーは、溶体化熱処理され、冷間加工され、人工時効されたアルミニウム合金を指す。Ｔ９条件またはテンパーは、溶体化熱処理され、人工時効され、冷間加工されたアルミニウム合金を指す。Ｗ条件またはテンパーは、溶体化熱処理後のアルミニウム合金を指す。

【0022】

本明細書で使用する場合、「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。本明細書で使用される場合、「周囲条件」または「周囲環境」の意味は、約室温の温度、約２０％～約１００％の相対湿度、及び約９７５ミリバール（ｍｂａｒ）～約１０５０ｍｂａｒの気圧を含み得る。例えば、相対湿度は、約２０％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％、約３０％、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、約６５％、約６６％、約６７％、約６８％、約６９％、約７０％、約７１％、約７２％、約７３％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％、約８０％、約８１％、約８２％、約８３％、約８４％、約８５％、約８６％、約８７％、約８８％、約８９％、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％、約１００％、またはそれらの間の任意の値であり得る。例えば、気圧は、約９７５ｍｂａｒ、約９８０ｍｂａｒ、約９８５ｍｂａｒ、約９９０ｍｂａｒ、約９９５ｍｂａｒ、約１０００ｍｂａｒ、約１００５ｍｂａｒ、約１０１０ｍｂａｒ、約１０１５ｍｂａｒ、約１０２０ｍｂａｒ、約１０２５ｍｂａｒ、約１０３０ｍｂａｒ、約１０３５ｍｂａｒ、約１０４０ｍｂａｒ、約１０４５ｍｂａｒ、約１０５０ｍｂａｒ、またはそれらの間の任意の値であり得る。

【0023】

本明細書で開示される範囲はいずれも、その範囲に含まれるあらゆる部分範囲を包むものとして理解されたい。例えば、記載されている「１～１０」という範囲には、最小値１と最大値１０の間のあらゆるすべての部分範囲（１及び１０を含む）が含まれるとみなされるべきである。すなわち、すべての部分範囲は、１以上の最小値から始まり（例えば、１～６．１）、かつ１０以下の最大値で終了する（例えば、５．５～１０）。特に明記しない限り、ある元素の組成量を指す場合、「最大」という表現は、その元素が任意選択的であり、その特定の元素の０％組成を含むことを意味する。特に明記しない限り、すべての組成パーセンテージは重量パーセント（重量％）である。

【0024】

本明細書で使用する場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、文脈によって特に明確に指示されない限り、単数形及び複数形の参照を含む。

【0025】

本説明文中、アルミニウム合金製品及びそれらの構成成分は、それらの元素組成に関して重量パーセント（重量％）で記載する場合がある。各合金中、全不純物の合計の最大の重量％が０．１５％であれば、残部はアルミニウムである。

【0026】

結晶粒微細化剤及び脱酸剤などの付随的元素、またはその他の添加剤が本発明において存在してもよく、本明細書に記載の合金または本明細書に記載の合金の特性から逸脱するかまたは大きく変わることなく、それら自体で他の特性を付与することができる。

【0027】

金属ストリップ
説明したように、本開示の熱処理プロセスは、金属ストリップ、例えばアルミニウム合金ストリップ上で実行することができる。特定の態様では、本明細書に記載の金属ストリップは、金属の鋳造、例えばＤＣ鋳造または金属の連続鋳造から製造することができる。鋳造後、特定の態様では、均質化、熱間圧延、及び／または冷間圧延、ならびに熱間圧延後または最終冷間圧延前の任意の焼鈍を行って、金属ストリップを製造することができる。

【0028】

特定の態様では、金属ストリップは、金属シート、シェート、またはホイルであり得る。特定の態様では、金属ストリップはシートであり得る。例えば、一実施形態では、記載されたプロセスは、０．５ｍｍ～４．５ｍｍのゲージを有するシートを製造するために使用される。いくつかのそのような態様では、金属ストリップは、アルミニウム合金シート、例えば熱処理可能なアルミニウム合金シートであり得る。いくつかの態様では、金属ストリップは、２ｘｘｘ系、６ｘｘｘ系、または７ｘｘｘ系のアルミニウム合金シートから選択することができる。いくつかの態様では、金属ストリップは、２ｘｘｘ系のアルミニウム合金シートである。いくつかの態様では、金属ストリップは、６ｘｘｘ系のアルミニウム合金シートである。いくつかの態様では、金属ストリップは、７ｘｘｘ系のアルミニウム合金シートである。特定の態様では、金属ストリップはシェートであり得る。いくつかの態様では、金属ストリップは、アルミニウム合金シェート、例えば熱処理可能なアルミニウム合金シェートであり得る。いくつかの態様では、金属ストリップは、２ｘｘｘ系、６ｘｘｘ系、または７ｘｘｘ系のアルミニウム合金シェートから選択することができる。いくつかの態様では、金属ストリップは、２ｘｘｘ系のアルミニウム合金シェートである。いくつかの態様では、金属ストリップは、６ｘｘｘ系のアルミニウム合金シェートである。いくつかの態様では、金属ストリップは、７ｘｘｘ系のアルミニウム合金シェートである。特定の態様では、金属ストリップはホイルであり得る。いくつかの態様では、金属ストリップは、アルミニウム合金ホイル、例えば熱処理可能なアルミニウム合金ホイルであり得る。いくつかの態様では、金属ストリップは、２ｘｘｘ系、６ｘｘｘ系、または７ｘｘｘ系のアルミニウム合金ホイルから選択することができる。いくつかの態様では、金属ストリップは、２ｘｘｘ系のアルミニウム合金ホイルである。いくつかの態様では、金属ストリップは、６ｘｘｘ系のアルミニウム合金ホイルである。いくつかの態様では、金属ストリップは、７ｘｘｘ系のアルミニウム合金ホイルである。

【0029】

特定の態様では、合金は、高い強度及び高い変形性を示す。場合によっては、合金は、変形性を著しく損なうことなく熱処理後に強度の増加を示す。合金の特性は、少なくとも部分的には、合金を加工して上述のホイル、シェート、シートまたは他の製品を製造する方法に起因して達成される。

【0030】

いくつかの例では、合金は、表１で提供される以下の元素組成を有し得る。

【表1】

【0031】

いくつかの例では、合金は、表２で提供される以下の元素組成を有し得る。

【表2】

【0032】

他の例では、合金は、表３で提供されるような以下の元素組成を有し得る。

【表3】

【0033】

一例では、アルミニウム合金は、表４に示す以下の元素組成を有することができる。特定の態様では、合金は、アルミニウムホイル及びシートを調製するために使用される。

【表4】

【0034】

特定の例では、開示の合金は、合金の総重量に基づいて約０．０５％～約１．２％（例えば、約０．１％～約１．２％、約０．２％～約１．１％、約０．３％～約１．０％、約０．４％～約１．０％、約０．６％～約１．１％、約０．６５％～約０．９％、約０．７％～約１．０％、または約０．６％～約０．７％）の量の銅（Ｃｕ）を含む。例えば、合金は、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％、約０．２５％、約０．２６％、約０．２７％、約０．２８％、約０．２９％、約０．３％、約０．３１％、約０．３２％、約０．３３％、約０．３４％、約０．３５％、約０．３６％、約０．３７％、約０．３８％、約０．３９％、約０．４％、約０．４１％、約０．４２％、約０．４３％、約０．４４％、約０．４５％、約０．４６％、約０．４７％、約０．４８％、約０．４９％、約０．５％、約０．５１％、約０．５２％、約０．５３％、約０．５４％、約０．５５％、約０．５６％、約０．５７％、約０．５８％、約０．５９％、約０．６％、約０．６１％、約０．６２％、約０．６３％、約０．６４％、約０．６５％、約０．６６％、約０．６７％、約０．６８％、約０．６９％、約０．７％、約０．７１％、約０．７２％、約０．７３％、約０．７４％、約０．７５％、約０．７６％、約０．７７％、約０．７８％、約０．７９％、約０．８％、約０．８１％、約０．８２％、約０．８３％、約０．８４％、約０．８５％、約０．８６％、約０．８７％、約０．８８％、約０．８９％、約０．９％、約０．９１％、約０．９２％、約０．９３％、約０．９４％、約０．９５％、約０．９６％、約０．９７％、約０．９８％、約０．９９％、約１．０％、約１．０１％、約１．０２％、約１．０３％、約１．０４％、約１．０５％、約１．０６％、約１．０７％、約１．０８％、約１．０９％、約または約１．１％のＣｕを含むことができる。すべて重量％で表される。

【0035】

特定の例では、開示される合金は、合金の総重量に基づいて約０．６％～約１．５％（例えば、約０．７％～約１．３％、約０．８％～約１．２％、約０．９％～約１．１％、約０．６％～約０．９％、約０．９％～約１．１％、または約１．０％～約１．１％）の量のケイ素（Ｓｉ）を含む。例えば、合金は、約０．６％、約０．６１％、約０．６２％、約０．６３％、約０．６４％、約０．６５％、約０．６６％、約０．６７％、約０．６８％、約０．６９％、約０．７％、約０．７１％、約０．７２％、約０．７３％、約０．７４％、約０．７５％、約０．７６％、約０．７７％、約０．７８％、約０．７９％、約０．８％、約０．８１％、約０．８２％、約０．８３％、約０．８４％、約０．８５％、約０．８６％、約０．８７％、約０．８８％、約０．８９％、約０．９％、約０．９１％、約０．９２％、約０．９３％、約０．９４％、約０．９５％、約０．９６％、約０．９７％、約０．９８％、約０．９９％、約１．０％、約１．０１％、約１．０２％、約１．０３％、約１．０４％、約１．０５％、約１．０６％、約１．０７％、約１．０８％、約１．０９％、または約１．１％のＳｉを含み得る。すべて重量％で表される。

【0036】

特定の例では、開示された合金は、合金の総重量に基づいて約０．３％～約１．３％（例えば、約０．４％～約１．２５％、約０．５％～約１．２％、約０．７％～約１．１％、約０．８％～約１．２５％、約１．１％～約１．２５％、約１．１％～約１．２％、約１．０％～約１．２％、約１．０５％～約１．３％、または約１．１５％～約１．３％）の量のマグネシウム（Ｍｇ）を含む。例えば、合金は、約０．３％、約０．４％、約０．５％、約０．６％、約０．７％、約０．７１％、約０．７２％、約０．７３％、約０．７４％、約０．７５％、約０．７６％、約０．７７％、約０．７８％、約０．７９％、約０．８％、約０．８１％、約０．８２％、約０．８３％、約０．８４％、約０．８５％、約０．８６％、約０．８７％、約０．８８％、約０．８９％、約０．９％、約０．９１％、約０．９２％、約０．９３％、約０．９４％、約０．９５％、約０．９６％、約０．９７％、約０．９８％、約０．９９％、約１．０％、約１．０１％、約１．０２％、約１．０３％、約１．０４％、約１．０５％、約１．０６％、約１．０７％、約１．０８％、約１．０９％、約１．１％、約１．１１％、約１．１２％、約１．１３％、約１．１４％、約１．１５％、約１．１６％、約１．１７％、約１．１８％、約１．１９％、または約１．２％のＭｇを含むことができる。すべて重量％で表される。

【0037】

特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて最大約０．２５％（例えば、約０％～約０．２５％、約０．０３％～約０．０６％、約０．０３％～約０．１９％、または約０．０６％～約０．１％）の量のクロム（Ｃｒ）を含む。例えば、合金は、約０．００１％、約０．００２％、約０．００３％、約０．００４％、約０．００５％、約０．００６％、約０．００７％、約０．００８％、約０．０５９％、約０．０１％、約０．０１１％、約０．０１２％、約０．０１３％、約０．０１４％、約０．０１５％、約０．０１６％、約０．０１７％、約０．０１８％、約０．０１９％、約０．０２％、約０．０２１％、約０．０２２％、約０．０２３％、約０．０２４％、約０．０２５％、約０．０２６％、約０．０２７％、約０．０２８％、約０．０２９％、約０．０３％、約０．０３１％、約０．０３２％、約０．０３３％、約０．０３４％、約０．０３５％、約０．０３６％、約０．０３７％、約０．０３８％、約０．０３９％、約０．０４％、約０．０４１％、約０．０４２％、約０．０４３％、約０．０４４％、約０．０４５％、約０．０４６％、約０．０４７％、約０．０４８％、約０．０４９％、約０．０５％、約０．０５１％、約０．０５２％、約０．０５３％、約０．０５４％、約０．０５５％、約０．０５６％、約０．０５７％、約０．０５８％、約０．０５９％、約０．０６％、約０．０６１％、約０．０６２％、約０．０６３％、約０．０６４％、約０．０６５％、約０．０６６％、約０．０６７％、約０．０６８％、約０．０６９％、約０．０７％、約０．０７１％、約０．０７２％、約０．０７３％、約０．０７４％、約０．０７５％、約０．０７６％、約０．０７７％、約０．０７８％、約０．０７９％、約０．０８％、約０．０８１％、約０．０８２％、約０．０８３％、約０．０８４％、約０．０８５％、約０．０８６％、約０．０８７％、約０．０８８％、約０．０８９％、約０．０９％、約０．０９１％、約０．０９２％、約０．０９３％、約０．０９４％、約０．０９５％、約０．０９６％、約０．０９７％、約０．０９８％、約０．０９９％、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Ｃｒを含むことができる。すべて重量％で表される。いくつかの場合では、Ｃｒは、合金に存在しない（すなわち、０％）。いくつかの例では、Ｃｒは粒組織を制御し、粒成長及び再結晶を防止することができる。より多量のＣｒは、時効テンパーにおいて、より高い成形性及び改善された曲げ性を提供することができる。

【0038】

特定の例では、合金は、合金の総重量に基づいて最大約０．３５％（例えば、約０％～約０．３５％、約０．０５％～約０．１８％、約０．１％～約０．３５％、または約０．１％～約０．３％）の量のマンガン（Ｍｎ）を含むことができる。例えば、合金は、約０．００１％、約０．００２％、約０．００３％、約０．００４％、約０．００５％、約０．００６％、約０．００７％、約０．００８％、約０．０５９％、約０．０１％、約０．０１１％、約０．０１２％、約０．０１３％、約０．０１４％、約０．０１５％、約０．０１６％、約０．０１７％、約０．０１８％、約０．０１９％、約０．０２％、約０．０２１％、約０．０２２％、約０．０２３％、約０．０２４％、約０．０２５％、約０．０２６％、約０．０２７％、約０．０２８％、約０．０２９％、約０．０３％、約０．０３１％、約０．０３２％、約０．０３３％、約０．０３４％、約０．０３５％、約０．０３６％、約０．０３７％、約０．０３８％、約０．０３９％、約０．０４％、約０．０４１％、約０．０４２％、約０．０４３％、約０．０４４％、約０．０４５％、約０．０４６％、約０．０４７％、約０．０４８％、約０．０４９％、約０．０５％、約０．０５１％、約０．０５２％、約０．０５３％、約０．０５４％、約０．０５５％、約０．０５６％、約０．０５７％、約０．０５８％、約０．０５９％、約０．０６％、約０．０６１％、約０．０６２％、約０．０６３％、約０．０６４％、約０．０６５％、約０．０６６％、約０．０６７％、約０．０６８％、約０．０６９％、約０．０７％、約０．０７１％、約０．０７２％、約０．０７３％、約０．０７４％、約０．０７５％、約０．０７６％、約０．０７７％、約０．０７８％、約０．０７９％、約０．０８％、約０．０８１％、約０．０８２％、約０．０８３％、約０．０８４％、約０．０８５％、約０．０８６％、約０．０８７％、約０．０８８％、約０．０８９％、約０．０９％、約０．０９１％、約０．０９２％、約０．０９３％、約０．０９４％、約０．０９５％、約０．０９６％、約０．０９７％、約０．０９８％、約０．０９９％、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％、約０．２５％、約０．２６％、約０．２７％、約０．２８％、約０．２９％、約０．３％、約０．３１％、約０．３２％、約０．３３％、約０．３４％、または約０．３５％のＭｎを含むことができる。いくつかの場合では、Ｍｎは、合金に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表される。

【0039】

特定の態様では、合金はまた、合金の総重量に基づいて約０．１％～約０．３５％（例えば、約０．１％～約０．３％、約０．１％～約０．２５％、約０．１８％～約０．２５％、約０．２％～約０．２１％、または約０．１５％～約０．２２％）の量の鉄（Ｆｅ）を含む。例えば、合金は、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％、約０．２５％、約０．２６％、約０．２７％、約０．２８％、約０．２９％、または約０．３０％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（すなわち、０％である）。すべて重量％で表される。

【0040】

特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて最大約０．２５％（例えば、約０％～約０．２％、約０．０１％～約０．２５％、約０．０１％～約０．１５％、約０．０１％～約０．１％、または約０．０２％～約０．０９％）の量のジルコニウム（Ｚｒ）を含む。例えば、合金は、約０．００１％、約０．００２％、約０．００３％、約０．００４％、約０．００５％、約０．００６％、約０．００７％、約０．００８％、約０．００９％、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Ｚｒを含むことができる。特定の態様では、Ｚｒは、合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表される。いくつかの例では、Ｚｒは粒組織を制御し、粒成長及び再結晶を防止することができる。より多量のＺｒは、Ｔ４及び時効テンパーにおいても、より高い成形性及び改善された曲げ性を提供することができる。

【0041】

特定の態様では、本明細書に記載の合金は、合金の総重量に基づいて最大約１．０％（例えば、約０％～約１．０％、約０．００１％～約０．３％、約０．００５％～約０．０９％、約０．００４％～約０．３％、約０．０３％～約０．２％、または約０．０６％～約０．１％）の量の亜鉛（Ｚｎ）を含む。例えば、合金は、約０．００１％、約０．００２％、約０．００３％、約０．００４％、約０．００５％、約０．００６％、約０．００７％、約０．００８％、約０．００９％、約０．０１％、約０．０１１％、約０．０１２％、約０．０１３％、約０．０１４％、約０．０１５％、約０．０１６％、約０．０１７％、約０．０１８％、約０．０１９％、約０．０２％、約０．０２１％、約０．０２２％、約０．０２３％、約０．０２４％、約０．０２５％、約０．０２６％、約０．０２７％、約０．０２８％、約０．０２９％、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％、約０．２５％、約０．２６％、約０．２７％、約０．２８％、約０．２９％、約０．３％、約０．３１％、約０．３２％、約０．３３％、約０．３４％、約０．３５％、約０．３６％、約０．３７％、約０．３８％、約０．３９％、約０．４％、約０．４１％、約０．４２％、約０．４３％、約０．４４％、約０．４５％、約０．４６％、約０．４７％、約０．４８％、約０．４９％、約０．５０％、約０．５１％、約０．５２％、約０．５３％、約０．５４％、約０．５５％、約０．５６％、約０．５７％、約０．５８％、約０．５９％、約０．６％、約０．６１％、約０．６２％、約０．６３％、約０．６４％、約０．６５％、約０．６６％、約０．６７％、約０．６８％、約０．６９％、約０．７％、約０．７１％、約０．７２％、約０．７３％、約０．７４％、約０．７５％、約０．７６％、約０．７７％、約０．７８％、約０．７９％、約０．８％、約０．８１％、約０．８２％、約０．８３％、約０．８４％、約０．８５％、約０．８６％、約０．８７％、約０．８８％、約０．８９％、約０．９０％、約０．９１％、約０．９２％、約０．９３％、約０．９４％、約０．９５％、約０．９６％、約０．９７％、約０．９８％、約０．９９％、または約１．０％のＺｎを含むことができる。いくつかの場合では、Ｚｎは、合金に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表される。特定の態様では、Ｚｎは、ホイル、シート、及びシェート製品の曲げ及び曲げ異方性の低減を含む成形に有益であり得る。

【0042】

特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて最大約０．３％（例えば、約０％～約０．３％、約０．０１％～約０．２５％、約０．０５％～約０．２％、または最大約０．１％）の量のチタン（Ｔｉ）を含む。例えば、合金は、約０．０１％、約０．０１１％、約０．０１２％、約０．０１３％、約０．０１４％、約０．０１５％、約０．０１６％、約０．０１７％、約０．０１８％、約０．０１９％、約０．０２％、約０．０２５％、約０．０３％、約０．０３５％、約０．０４％、約０．０４５％、約０．０５％、約０．０５５％、０．０６％、約０．０６５％、約０．０７％、約０．０７５％、約０．０８％、約０．０８５％、約０．０９％、約０．０９５％、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％、約０．２５％、約０．２６％、約０．２７％、約０．２８％、約０．２９％、または約０．３％のＴｉを含むことができる。特定の態様では、Ｔｉは、合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表される。

【0043】

特定の態様では、合金は、合金の総重量に基づいて最大約０．０４％（例えば、０％～約０．０２％、約０．０１％～約０．０３％、約０．０３％～約０．０４％）の量のニッケル（Ｎｉ）を含む。例えば、合金は、約０．００１％、約０．００５％、約０．０１％、約０．０１１％、約０．０１２％、約０．０１３％、約０．０１４％、約０．０１５％、約０．０１６％、約０．０１７％、約０．０１８％、約０．０１９％、約０．０２％、約０．０２１％、約０．０２２％、約０．０２３％、約０．０２４％、約０．０２５％、約０．０２６％、約０．０２７％、約０．０２８％、約０．０２９％、約０．０３％、約０．０３１％、約０．０３２％、約０．０３３％、約０．０３４％、約０．０３５％、約０．０３６％、約０．０３７％、約０．０３８％、約０．０３９％、または約０．０４％のＮｉを含むことができる。特定の態様では、Ｎｉは、合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表される。

【0044】

任意に、合金組成物は、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％以下の量でさらに含むことができる。これらの不純物は、Ｖ、Ｇａ、Ｃａ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｓｎ、またはそれらの組み合わせを含んでよいが、これらに限定されない。したがって、Ｖ、Ｇａ、Ｃａ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｓｃ、またはＳｎ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％以下の量で存在し得る。特定の態様では、すべての不純物の合計は、約０．１５％を超えない（例えば、０．１％）。すべて重量％で表される。特定の態様では、合金の残りのパーセンテージは、アルミニウムである。

【0045】

連続熱処理プロセス
本開示の特定の態様及び特徴は、以下に記載されるように、金属ストリップが溶体化され、急速に冷却され、高温（例えば、１２０℃～３００℃の範囲の温度）で熱スパイクされ、コイル化される連続熱処理プロセスに関する。特定の実施形態において、金属ストリップは、熱処理可能な合金、例えば、熱処理可能なアルミニウム合金である。特定の実施形態では、熱スパイクされた金属ストリップは、コイル化の前または後に冷却される。特定の実施形態では、熱スパイクされた金属ストリップは、コイル化の前または後に自然冷却されるだけである。いくつかの実施形態では、コイルは、連続熱処理プロセスの最後にコイル化した後に冷却する（例えば、冷却ファン（複数可）を使用する）ことができる。特定の実施形態では、金属ストリップ自体は、鋳造インゴットの皮剥、均質化、熱間圧延、任意にバッチ焼鈍、及び冷間圧延から調製することができる。

【0046】

連続熱処理プロセスは、特定のライン速度で運転することができる。例えば、連続熱処理プロセスは、５メートル／分を超える、例えば１０メートル／分を超える、２０メートル／分を超える、２５メートル／分を超える、３０メートル／分を超える、４０メートル／分を超える、５０メートル／分を超える、６０メートル／分を超える、７０メートル／分を超える、８０メートル／分を超える、９０メートル／分を超える、１００メートル／分を超える、１０メートル／分～１００メートル／分、２０メートル／分～８０メートル／分、３０メートル／分～７０メートル／分、または４０メートル／分～６０メートル／分のライン速度で運転することができる。

【0047】

溶体化
溶体化により、特定の合金中に存在する所望の量の合金元素を溶体化（例えば、アルミニウム固溶体化）することができる。いくつかの態様では、溶体化ステップは、金属ストリップ（例えば、プレート、シェート、シート、またはホイル）を、室温から約４００℃～約５９０℃（例えば、約４５０℃～約５７５℃、約４００℃～約５２５℃、約４５０℃～約５１０℃、約５２０℃～約５９０℃、約５２０℃～約５８０℃、約５２０℃～約５６０℃、約５３０℃～約５７０℃、約５４５℃～約５７５℃、約５５０℃～約５７０℃、約５５５℃～約５６５℃、約５４０℃～約５６０℃、約５４０℃～約５７５℃、約５６０℃～約５８０℃、約５５０℃～約５７５℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、または約５７０℃）の温度まで加熱することを含むことができる。

【0048】

特定の実施形態では、ストリップを一定期間温度で浸漬することができる。特定の態様では、ストリップを、ある時間（例えば、最大およそ５分、両端を含めて約１０秒～約５分、約１秒～約３分、または約５秒～約５分）浸漬することができる。例えば、ストリップを、温度（例えば、約５２５℃～約５９０℃）で２０秒未満、２５秒未満、３０秒未満、３５秒未満、４０秒未満、４５秒未満、５０秒未満、５５秒未満、６０秒未満、６５秒未満、７０秒未満、７５秒未満、８０秒未満、８５秒未満、９０秒未満、９５秒未満、１００秒未満、１０５秒未満、１１０秒未満、１１５秒未満、１２０秒未満、１２５秒未満、１３０秒未満、１３５秒未満、１４０秒未満、１４５秒未満、または１５０秒未満、または５分未満、またはその間のいずれか、浸漬することができる。

【0049】

特定の態様では、溶体化は、連続プロセス、例えば連続熱処理ラインで行うことができる。いくつかの実施形態では、連続プロセス（例えば、連続熱処理ライン）は、特定のライン速度を有することができる。

【0050】

特定の態様では、溶体化ステップは、熱間圧延ステップ及び／または冷間圧延ステップの直後に金属ストリップ上で行われる。他の態様では、溶体化ステップは、熱間圧延ステップ及び／または冷間圧延ステップの後に（例えば、４８時間超後に）金属ストリップ上で行われる。特定の態様では、溶体化ステップは、焼鈍及び冷間圧延ステップの後に行われる。

【0051】

急速冷却
理論に束縛されるものではないが、溶質元素及び過剰な空孔を金属ストリップの金属（例えば、アルミニウム）マトリックスにロックするために、金属ストリップを非常に急速に冷却することができる。したがって、いくつかの態様では、溶体化後、金属ストリップを急速に冷却して金属ストリップの温度を低下させることができる。いくつかの態様では、溶体化炉から冷却媒体への移送時間は非常に短い（例えば、１秒未満、２秒未満、３秒未満、５秒未満、１０秒未満、１５秒未満、２０秒未満、２５秒未満、３０秒未満、３５秒未満、４０秒未満、４５秒未満、５０秒未満、５５秒未満、１分未満、２分未満、３分未満、４分未満、５分未満、または１０分未満）。溶体化された金属の移送の時間は、炉のドアが開き始めた瞬間から始まり、アルミニウム合金が完全に浸漬されて水没する点まで進む。移送時間が規定の時間制限を超えると、不完全な溶体化が起こる可能性があり、これは特定の合金の不均一な冶金的及び機械的条件を意味する。

【0052】

特定の態様では、溶体化後、金属ストリップは、選択されたゲージに基づく急速冷却ステップにおいて、約１℃／秒～４００℃／秒の間で変化し得る速度で冷却することができる。例えば、急速冷却の速度は、約５０℃／秒～約３７５℃／秒、約６０℃／秒～約３７５℃／秒、約７０℃／秒～約３５０℃／秒、約８０℃／秒～約３２５℃／秒、約９０℃／秒～約３００℃／秒、約１００℃／秒～約２７５℃／秒、約１２５℃／秒～約２５０℃／秒、約１５０℃／秒～約２２５℃／秒、約１７５℃／秒～約２００℃／秒、約１０℃／秒～約１２５℃／秒、または約２０℃／秒～約１２５℃／秒であり得る。いくつかの態様では、金属ストリップは、１００℃未満、例えば９０℃未満、８０℃未満、７０℃未満、６０℃未満、５０℃未満、４５℃未満、４０℃未満、３５℃未満、３０℃未満、２５℃未満、２０℃未満、１５℃未満の温度まで、約２０℃から約８０℃まで、約２０℃から約７０℃まで、約２０℃から約６０℃まで、約２５℃から約５０℃まで、約２５℃から約４０℃まで、約２０℃まで、約２５℃まで、約３０℃まで、約３５℃まで、約４０℃まで、約４５℃まで、または約５０℃まで、急速に冷却することができる。

【0053】

特定の態様では、金属ストリップは、液体（例えば、水）及び／またはガス、または別の選択された冷却媒体で急速に冷却することができる。特定の態様では、金属ストリップは、空気で急速に冷却される。特定の態様では、金属ストリップは、水で急速に冷却することができる。

【0054】

熱スパイク
金属ストリップは、高温で熱スパイク処理を受けることができる。本明細書に記載されるように、当技術分野で以前に開示されたものよりも高い熱スパイク温度を使用することは、本開示の予想外の利点を達成するのに役立った。いくつかの態様では、熱スパイク温度（すなわち、金属ストリップが曝されるピーク温度であり、必ずしも金属ストリップ自体の温度ではない）は、約１００℃～約３００℃、例えば約１２０℃～約３００℃、約１５０℃～約３００℃、約１７０℃～約２８０℃、約１８０℃～約２７０℃、約１９０℃～約２６０℃、約２００℃～約２５０℃、約２１０℃～約２５０℃、約２２０℃～約２５０℃、約２２０℃～約２４０℃の範囲内、約２００℃、約２１０℃、約２２０℃、約２３０℃、約２４０℃、または約２５０℃である。いくつかの態様では、金属ストリップ自体は、熱スパイク温度の１００℃以内、例えば９０℃以内、８０℃以内、７０℃以内、６０℃以内、５０℃以内、４０℃以内、３０℃以内、２０℃以内、１０℃以内、５℃以内、または１℃以内に達する。

【0055】

いくつかの態様では、熱スパイク処理は、金属ストリップを溶体化及び空冷した後に行われる。いくつかの態様では、熱スパイク処理は、例えば連続熱処理プロセスの一部として、溶体化及び急速冷却と同じ加工ライン速度で行うことができる。

【0056】

Ｔ４またはＴ４Ｐテンパー中の従来の６ＸＸＸ材料は、金属マトリックス全体に均一に分布した多数の微細な準安定クラスタ及びゾーンを含む。従来のプロセスでは、塗料硬化中に、いくつかの微細な不安定クラスタ／ゾーンが金属マトリックス中に再溶解する一方で、他のものは時効硬化により材料強度を改善する。本明細書に記載のプロセスは、合金材料が向上した時効応答（硬度応答）を示すことを可能にする。理論に束縛されるものではないが、１５０℃～３２０℃、（例えば、長い再加熱炉では）例えば約１５０℃～３００℃、約１８０℃～３００℃、または約１５０℃～２２５℃の熱スパイクの後の、コイル化及びコイル冷却は、クラスタ及びゾーンの一部を形成し、コイル冷却中の析出プロセスを促進すると考えられる。

【0057】

温度がピーク熱スパイク温度に維持される期間は、０からその状況で実用的な任意の時間までの範囲であり得る。いくつかの態様では、熱スパイク処理は、連続熱処理プロセスの加工ラインの速度で（例えば、長い炉内で）行われる。例えば、加工ラインの速度及び熱スパイク処理の速度は、約１メートル／分～約１２０メートル／分、例えば約２メートル／分～約１１０メートル／分、約５メートル／分～約１００メートル／分、約１０メートル／分～約６００メートル／分、約２０メートル／分～約５００メートル／分、約２５メートル／分～約５００メートル／分、約３０メートル／分～約４００メートル／分、約４０メートル／分～約３５０メートル／分、約５０メートル／分～約３００メートル／分、または約１００メートル／分～約２５０メートル／分の速度で行うことができる。実際には、期間は、通常、０～最大約５分、例えば約１秒～約５分、約２秒～約４分、約３秒～約３分、約５秒～約２分、約７秒～約１分、または約１０秒～約３０秒である。

【0058】

いくつかの態様では、熱スパイク処理が行われる加熱速度は（すなわち、金属ストリップの温度が上昇する速度は）、約１℃／分～約５０℃／秒（例えば、約１℃／秒～約４０℃／秒、約２℃／秒～約４０℃／秒、約３℃／秒～約３５℃／秒、約３℃／秒～約３０℃／秒、約５℃／秒～約３０℃／秒、約１０℃／秒～約２５℃／秒、または約２℃／秒～約１０℃／秒）である。

【0059】

いくつかの態様では、熱スパイク処理は、再加熱炉、例えば連続再加熱炉で行われる。いくつかの態様では、熱スパイク処理は、長い再加熱炉内で行われる。例えば、炉は、少なくとも１０メートル、例えば少なくとも２０メートル、少なくとも２５メートル、少なくとも３０メートル、少なくとも４０メートル、少なくとも５０メートル、少なくとも６０メートル、少なくとも７０メートル、少なくとも８０メートル、少なくとも９０メートル、または少なくとも１００メートルの有効長（すなわち、金属ストリップが連続プロセスで加熱される長さ）を有することができる。本開示を限定するものではないが、これにより、ライン速度及び／または熱スパイク時間を増加させることができる。

【0060】

時効
いくつかの態様では、金属ストリップは時効プロセスを受けない。いくつかの態様では、金属ストリップのコイル化及び／または金属ストリップの冷却と組み合わせた金属ストリップの熱スパイクは、時効硬化の代わりをすることができる。

【0061】

冷却
いくつかの態様では、金属ストリップは、熱スパイク処理後に冷却することができる。いくつかの態様では、この冷却はコイル化の後に行うことができる。他の態様では、この冷却はコイル化の前に行うことができる。また、いくつかの態様では、コイル化の前及び／または後に冷却を行うことができる。例えば、いくつかの態様では、金属ストリップは、例えば少なくとも１つのファンを使用して空冷することができる。いくつかの態様では、金属ストリップは、（例えば、熱スパイク処理とコイル化との間のストリップの通過中に）自然冷却されるだけであり、これは、コイル化の前に金属ストリップを冷却するために使用される装置またはプロセスがないことを意味する。例えば、金属ストリップは、コイル化の前に周囲条件にのみ（例えば、連続熱処理プロセスのライン速度で）曝されてもよい。いくつかの態様では、金属ストリップは、コイル化後に自然冷却されるだけである。本明細書に記載されるように、自然冷却（例えば、冷却前の周囲条件への曝露のみ）は、当技術分野で以前に使用された「冷却すること」または「冷却される」という用語に含まれない。いくつかの態様では、冷却または自然冷却は、金属ストリップが周囲温度に達するまで実行することができる。

【0062】

いくつかの態様では、金属ストリップ及び／またはコイル化された金属ストリップは、約６０℃／時間以下（例えば、約５０℃／時間以下、約４０℃／時間以下、約３０℃／時間以下、約２０℃／時間以下、約１０℃／時間以下、約５℃／時間以下、約３℃／時間以下、約２．５℃／時間以下、約２℃／時間以下、約１．５℃／時間以下、約１℃／時間以下、または約０．８℃／時間以下）の速度で冷却または自然冷却することができる。

【0063】

金属ストリップを調製する方法
特定の態様では、開示される金属（例えば、合金）ストリップ組成物は、開示される方法の生成物である。本開示を限定するものではないが、アルミニウム合金特性などの合金特性は、合金の調製中の微細構造の形成によって部分的に決定される。特定の態様では、合金組成物に対する調製方法は、合金が所望の用途に適切な特性を有するか否かに影響を与え得るか、または決定さえし得る。

【0064】

本明細書に記載の金属（例えば、合金）ストリップは、鋳造法を使用してインゴットに鋳造することができる。例えば、鋳造プロセスは、直接チル（ＤＣ）鋳造プロセスを含むことができる。別の例では、鋳造プロセスは連続鋳造プロセスを含むことができる。鋳造インゴットは、その後、さらなる加工ステップを受けることができる。１つの非限定的な例では、加工方法は、上述の溶体化、急速冷却、熱スパイク処理、及びコイル化と、それに続く冷却（例えば、コイル化後のファン冷却）の前に、皮剥、均質化、熱間圧延、任意のバッチ焼鈍、及び冷間圧延を含む。

【0065】

均質化
いくつかの態様では、均質化ステップは、１ステップ均質化または２ステップ均質化を含むことができる。均質化ステップの一例では、本明細書に記載の合金組成物から調製されたインゴットを加熱して、約または少なくとも約５００℃（例えば、少なくとも５２０℃、少なくとも５３０℃、少なくとも５４０℃、少なくとも５５０℃、少なくとも５６０℃、少なくとも５７０℃、または少なくとも５８０℃）のピーク金属温度（ＰＭＴ）を得る１ステップ均質化が行われる。例えば、インゴットは、約５２０℃～約５８０℃、約５３０℃～約５７５℃、約５３５℃～約５７０℃、約５４０℃～約５６５℃、約５４５℃～約５６０℃、約５３０℃～約５６０℃、または約５５０℃～約５８０℃の温度に加熱され得る。いくつかの場合では、ピーク金属温度までの加熱速度は、約１００℃／時間以下、７５℃／時間以下、５０℃／時間以下、４０℃／時間以下、３０℃／時間以下、２５℃／時間以下、２０℃／時間以下、１５℃／時間以下、または１０℃／時間以下であり得る。他の場合では、ピーク金属温度までの加熱速度は、約１０℃／分～約１００℃／分（例えば、約１０℃／分～約９０℃／分、約１０℃／分～約７０℃／分、約１０℃／分～約６０℃／分、約２０℃／分～約９０℃／分、約３０℃／分～約８０℃／分、約４０℃／分～約７０℃／分、または約５０℃／分～約６０℃／分）であり得る。

【0066】

次いでインゴットは、ある期間浸漬される（すなわち、示された温度で保持される）。１つの非限定的な例によれば、インゴットは最大約８時間（例えば、約５秒～８時間、または約３０分～約８時間（両端含む））浸漬される。例えば、インゴットは、少なくとも５００℃の温度で３０分間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、またはその間のいずれか、浸漬することができる。

【0067】

均質化ステップの別の例では、２ステップ均質化が実施され、本明細書に記載の合金組成物から調製されたインゴットは、約または少なくとも約４８０℃～約５２０℃の第１の温度を達成するように加熱される。例えば、インゴットは、約４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、または５２０℃の第１の温度に加熱することができる。特定の態様では、第１の温度までの加熱速度は、約１０℃／分～約１００℃／分（例えば、約１０℃／分～約９０℃／分、約１０℃／分～約７０℃／分、約１０℃／分～約６０℃／分、約２０℃／分～約９０℃／分、約３０℃／分～約８０℃／分、約４０℃／分～約７０℃／分、または約５０℃／分～約６０℃／分）であり得る。他の態様では、第１の温度までの加熱速度は、約１０℃／時間～約１００℃／時間（例えば、約１０℃／時間～約９０℃／時間、約１０℃／時間～約７０℃／時間、約１０℃／時間～約６０℃／時間、約２０℃／時間～約９０℃／時間、約３０℃／時間～約８０℃／時間、約４０℃／時間～約７０℃／時間、または約５０℃／時間～約６０℃／時間）であり得る。

【0068】

次いで、インゴットをある期間浸漬させる。ある場合には、インゴットを最大約６時間（例えば、５秒～６時間、または３０分～６時間（両端含む））浸漬させる。例えば、インゴットは、約４８０℃～約５２０℃の温度で３０分間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、もしくは６時間、またはその間のいずれか、浸漬することができる。

【0069】

２ステップ均質化プロセスの第２のステップでは、インゴットを第１の温度から約５２０℃を超える第２の温度（例えば、５２０℃超、５３０℃超、５４０℃超、５５０℃超、５６０℃超、５７０℃超、または５８０℃超）までさらに加熱することができる。例えば、インゴットは、約５２０℃～約５８０℃、約５３０℃～約５７５℃、約５３５℃～約５７０℃、約５４０℃～約５６５℃、約５４５℃～約５６０℃、約５３０℃～約５６０℃、または約５５０℃～約５８０℃の第２の温度に加熱され得る。第２の温度への加熱速度は、約１０℃／分～約１００℃／分（例えば、約２０℃／分～約９０℃／分、約３０℃／分～約８０℃／分、約１０℃／分～約９０℃／分、約１０℃／分～約７０℃／分、約１０℃／分～約６０℃／分、約４０℃／分～約７０℃／分、または約５０℃／分～約６０℃／分）であり得る。

【0070】

他の態様では、第２の温度までの加熱速度は、約１０℃／時間～約１００℃／時間（例えば、約１０℃／時間～約９０℃／時間、約１０℃／時間～約７０℃／時間、約１０℃／時間～約６０℃／時間、約２０℃／時間～約９０℃／時間、約３０℃／時間～約８０℃／時間、約４０℃／時間～約７０℃／時間、または約５０℃／時間～約６０℃／時間）であり得る。

【0071】

次いで、インゴットをある期間浸漬させる。ある場合には、インゴットを最大約６時間（例えば、５秒～６時間、または３０分～６時間（両端含む））浸漬させる。例えば、インゴットは、約５２０℃～約５８０℃の温度で３０分間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、もしくは６時間、またはその間のいずれか、浸漬することができる。

【0072】

熱間圧延
いくつかの態様では、均質化ステップに続いて、熱間圧延ステップを実施することができる。特定の場合において、インゴットを敷設し、約３８０℃～約５４０℃の入口温度範囲で熱間圧延する。例えば、入口温度は、例えば、約５０５℃、５１０℃、５１５℃、５２０℃、５２５℃、５３０℃、５３５℃、または５４０℃であり得る。特定の場合では、熱間圧延出口温度は、約２３０℃～約４２０℃（例えば、約３３０℃～約３７０℃）の範囲であり得る。例えば、熱間圧延出口温度は、約２５５℃、２６０℃、２６５℃、２７０℃、２７５℃、２８０℃、２８５℃、２９０℃、２９５℃、３００℃、３０５℃、３１０℃、３１５℃、３２０℃、３２５℃、３３０℃、３３５℃、３４０℃、３４５℃、３５０℃、３５５℃、３６０℃、３６５℃、３７０℃、３７５℃、または３８０℃とすることができ、上記の入口温度のいずれかと組み合わせることができる。

【0073】

特定の場合では、インゴットは、約２ｍｍ～約１５ｍｍ厚ゲージ（例えば、約５ｍｍ～約１２ｍｍ厚ゲージ）に熱間圧延され、これは、シェートと称され得る。例えば、インゴットは、約４ｍｍ厚ゲージ、約５ｍｍ厚ゲージ、約６ｍｍ厚ゲージ、約７ｍｍ厚ゲージ、約８ｍｍ厚ゲージ、約９ｍｍ厚ゲージ、約１０ｍｍ厚ゲージ、約１１ｍｍ厚ゲージ、約１２ｍｍ厚ゲージ、約１３ｍｍ厚ゲージ、約１４ｍｍ厚ゲージ、または約１５ｍｍ厚ゲージに熱間圧延することができる。特定の場合には、インゴットは、厚さ１５ｍｍを超えるゲージ（すなわち、プレート）まで熱間圧延することができる。他の場合には、インゴットを４ｍｍ未満のゲージ（すなわち、シート）まで熱間圧延することができる。いくつかの態様では、熱間圧延コイルは、いくつかの場合には冷間圧延前にバッチ焼鈍することができる。特定の実施形態では、焼鈍は、第１のコールドパスまたは第２のコールドパスの後、最終コールドパスの前に行われることも可能である。

【0074】

冷間圧延
いくつかの態様では、熱間圧延ステップの後に冷間圧延ステップを実施することができる。特定の態様では、熱間圧延ステップからの圧延製品は、シート（例えば、およそ４．０ｍｍ未満）に冷間圧延することができる。特定の態様では、圧延製品は、０．６ｍｍ～１．０ｍｍ、１．０ｍｍ～３．０ｍｍ、または３．０ｍｍ～４．０ｍｍの厚さに冷間圧延される。特定の態様では、合金は、約３．５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２．５ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、または１ｍｍ以下まで冷間圧延される。例えば、圧延製品は、約０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２．０ｍｍ、２．１ｍｍ、２．２ｍｍ、２．３ｍｍ、２．４ｍｍ、２．５ｍｍ、２．６ｍｍ、２．７ｍｍ、２．８ｍｍ、２．９ｍｍ、または３．０ｍｍまで冷間圧延することができる。

【0075】

上述のプロセスの態様を使用して、上述のような金属ストリップを製造することができる。さらに、説明したように、金属ストリップは、熱処理された物品を製造するために、開示された連続熱処理プロセスを使用して加工することができる。いくつかの態様では、金属ストリップを製造し、金属ストリップを熱処理するプロセス全体は連続的である。次いで、金属ストリップに記載の熱処理プロセスを施すことができる。

【実施例】

【0076】

これらの説明のための例は、本明細書で論じられる一般的な主題を読者に紹介するために与えられており、開示された概念の範囲を限定することを意図するものではない。以下のセクションでは、図面を参照して種々のさらなる特徴及び例について説明する。図面では、同様の数字は同様の構成要素を示している。また方向の記述を、例示的な実施形態を説明するために使用しているが、例示的な実施形態と同様に、本開示を限定するために使用するべきではない。本明細書の例示に含まれる要素は、一定の比率で描かれてはいない場合がある。

【0077】

実施例１
０．６２重量％のＭｇ、０．７５重量％のＳｉ、０．２１重量％のＣｕ、０．１３重量％のＭｎ、０．２重量％のＦｅ及び０．０２重量％のＴｉを含む合金の直接チル鋳造インゴットを、皮剥し、均質化し、最終的な０．９ｍｍゲージまで熱間及び冷間圧延した。コイルの冷間圧延ストリップ（実施例１）を５４０℃～５７５℃で溶体化熱処理し、５０℃未満まで急速に冷却し、ストリップがコイル化の前に６０メートル／分で移動する連続プロセスで、２２０℃に設定された炉内で熱スパイクした。プロセス終了時の熱スパイクとコイル化との間に意図的な冷却はなかった（すなわち、天然のみ）。ストリップは、ラインのフライングせん断位置でのコイル化前、及び仕上げラインでの冷却後にサンプリングした。

【0078】

コイル化の前後に採取したサンプルを、ＡＳＴＭサンプルをそのままの状態及び塗料焼付条件（２％＋１８５℃で２０分－Ｔ８Ｘと呼ばれる）で使用して、６日間の連続焼鈍溶体化熱処理（「ＣＡＳＨ」）後に試験した。表５は、フライングせん断時及びコイル化前に採取したシートサンプルの横方向の降伏強度が、そのままの状態及び塗料焼付テンパーでそれぞれ１１７及び２２９ＭＰａを示し、この合金から予想される典型的な値よりもわずかに高いだけであることを示す。しかしながら、降伏強度（ＹＳ）値は、コイル冷却サンプルの両方のテンパーでより高く、このことは、熱スパイクを有さず同様の温度でコイル化された従来の製品がそのような高い特性を示さないので、非常に驚くべきことである。そのような製品は、一般に、Ｔ４テンパー内のコイルを別個のバッチ時効熱処理に供することによって製造される。理論に束縛されるものではないが、開示された熱スパイクプロセスは、コイル冷却中の時効硬化プロセスを加速すると考えられる。

【0079】

【表5】

【0080】

実施例２～５
表６に示す組成を有する４つの異なる合金の直接チル鋳造インゴットを、皮剥し、均質化し、最終的なゲージまで熱間及び冷間圧延した。実施例１のようなコイルの冷間圧延ストリップを５４０℃～５７５℃で溶体化熱処理し、５０℃未満まで急速に冷却し、ストリップがラインの端部でのコイル化の前に６０メートル／分で移動する連続プロセスで、２５０℃に設定された炉内で熱スパイクした。ストリップは、ラインのフライングせん断位置でのコイル化前、及び仕上げラインでの冷却後にサンプリングした。

【0081】

【表6】

【0082】

コイル化の前後に採取した実施例２～５の試料を、ＪＩＳ試料及び（２％＋１７０℃で２０分）の塗料焼付テンパーを用いて試験したコイル実施例３を除いて、ＡＳＴＭサンプルをそのままの状態及びＴ８Ｘ（２％＋１８５℃で２０分）条件でキャッシュの数日後に試験した。表７は、フライングせん断及び仕上げラインで採取した実施例２～５のサンプルの引張特性をまとめたものである。表７は、４つの合金すべてが、コイル冷却前のフライングせん断サンプルとは対照的に、コイル冷却サンプルにおいて著しくより高い強度を示すことを示し、実施例１の結果を裏付けている。

【0083】

【表7】

【0084】

実施例６～８
実施例２～５と同様に、合金Ｅｘ．４の３つの冷間圧延コイルを連続熱処理ラインに溶体化し、２００～２５０℃の範囲で熱スパイクし、熱スパイク後に意図的な冷却を行わず（すなわち、自然空冷のみ）、ラインの端部でコイル化した。コイル化前にフライングせん断で得られ、仕上げラインからコイル化された実施例６～８のサンプルを、ＡＳＴＭサンプルを使用して、そのままの状態及びＴ８Ｘテンパーの両方で試験した。表８に要約されているように、この試験の結果は、熱スパイク及びコイル冷却されたサンプルが、フライングせん断サンプルと比較してより高い強度を示すことを示しており、熱スパイクの効果及び以前の実施例の結果を裏付けている。

【0085】

表８に列挙した実施例６～８の同じコイルを、１回目と同じ方法で再溶体化したが、再加熱器を自動モードでそれぞれ１００℃及び１５０℃に設定した。再溶体化コイルからの結果を表９にまとめており、これは、熱スパイク温度の上昇がより高い強度をもたらすが、増加の程度が＞２００℃で見られるものよりも低いことを示している。これらの結果に示すように、熱スパイク温度は、コイル冷却サンプルの強度に大きな影響を及ぼす。この観察は、合金及び熱温度の適切な選択により、追加のバッチ時効プロセスを必要とせずに引張特性の異なる組み合わせを製造することが可能であることを示している。

【0086】

【表8】

【0087】

【表9】

【0088】

実施例９～１０
この試験の目的は、第１に、ＡＡ６１１１コイルの強度に対するライン速度の変化（５２ｍ／分と４１ｍ／分）による熱スパイク中の加熱速度の影響を調べること、及び第２に、ＡＡ６１１１の引張特性をＨ３Ｘテンパーで供給される典型的な５ｘｘｘ合金と比較することの２つであった。

【0089】

０．７６重量％のＣｕ、０．７４重量％のＭｇ、０．６６重量％のＳｉ、０．２７重量％のＦｅ及び０．７４重量％のＭｎを含有するＡＡ６１１１合金の一対の２ｍｍゲージの冷間圧延コイル（実施例９及び１０）を、５２０～５６０℃の間で溶体化し、５０℃未満で急速に冷却し、２５０℃で炉内で熱スパイクした後、連続プロセスの最後にコイル化した。実施例９及び１０のコイルを、それぞれ５２メートル／分及び４１メートル／分で熱処理した。サンプルを仕上げライン上の各コイルから得て、ＡＳＴＭサンプルをそのままの状態及びＴ８Ｘテンパーの両方で使用して試験した。この試験の結果を表１０に要約する。２つのライン速度で加工された両方のコイルは、Ｔ４及びＴ８Ｘテンパーの両方で非常に類似した特性を示し、４１ｍ／分から５２ｍ／分のストリップ速度の範囲のライン速度の変化から引張特性に大きな影響を及ぼさないことを示唆している。Ｔ４テンパーにおけるより高い強度は、潜在的に、ダウンゲージの可能性を提供するか、または成形後熱処理を排除する構造部品に使用することができる。

【0090】

【表10】

【0091】

【表11】

【0092】

表１１は、一般的に使用される５ｘｘｘ合金の典型的なＡＳＴＭ引張特性をまとめたものである。ＹＳ、ＵＴＳ及び全伸び値はそれぞれ、１９０～２９０ＭＰａ、２３０及び３２５ＭＰａ、７～１６％の範囲である。表１０のＡＡ６１１１コイルのＹＳは５０８６－Ｈ３４に近く、全伸びは著しくより高い。これは、本明細書に記載のプロセスによって製造されたＡＡ６１１１材料が、より良好な全伸びを提供しながら５０８６－Ｈ３４製品を置き換えることができることを示唆している。同じ合金を、他のＡＡ５ｘｘｘ製品の強度に適合するように、より低い温度での熱スパイクによってより低い強度で製造することができる。他のプロセス変数と共に合金の化学的性質を変化させることによって、強度の異なる組み合わせを達成することもできる。

【0093】

熱スパイクＡＡ６ｘｘｘは、いかなる大きな自然時効も示さない。この特性は、同等の強度及び全伸びと共に、高い成形性が要求される５ｘｘｘの製品に対する非常に魅力的な代替品を提供する。

【0094】

実施例１１
０．６９重量％のＭｇ、０．５７重量％のＳｉ、０．５１重量％のＣｕ、０．１９重量％のＭｎ、０．２３重量％のＦｅ及び０．０１重量％のＴｉを含むＡＡ６１１１合金の直接チルド鋳造インゴットを、皮剥し、均質化し、最終的な２．３ｍｍゲージまで熱間及び冷間圧延した。コイルの冷間圧延ストリップを５２５℃の間で溶体化熱処理し、５０℃未満に急速に冷却し、炉内で熱スパイクして、連続プロセスでストリップを約１９０℃に加熱し、約１３５℃のコイル幅の側壁温度で巻き戻した。ライン速度を１７～２０メートル／分で調節して、炉の出口で１９０℃に近いストリップ温度を確保した。プロセス終了時の熱スパイクとコイル化との間に意図的な冷却はなかった。コイル温度は約２．８℃／時間で１３５℃から８５℃に低下し、周囲へのさらなる冷却は２℃／時間未満だった。熱処理の５日後にコイルをサンプリングし、ＡＳＴＭサンプルを使用して、そのままの状態及び異なる塗料焼付テンパーで試験した。

【0095】

表１２は、コイル冷却サンプルから採取したシートサンプルの平均横方向ＡＳＴＭ引張特性を示す。コイル冷却サンプルの降伏強度（ＹＳ）及び極限引張強度（ＵＴＳ）はそれぞれ２７７ＭＰａ及び３４４ＭＰａであり、１７％の全伸び値であった。これらの特性は、１００℃未満のコイル化温度で通常製造されるＡＡ６１１１コイル（典型的に１２５ＭＰａのＹＳ、２３０ＭＰａのＵＴＳ、及び２４％の全伸びを示す）とは著しく異なる。コイルの特性は、１４０℃で５０時間近い時効で得られた時効テンパーに特徴的である。理論に束縛されるものではないが、熱スパイクはコイル冷却中の硬化プロセスを加速する。合金は、表１２に示すように、予備歪みの有無にかかわらず、高温での時効の場合、強度のわずかな増加を示す。熱スパイクプロセスは、比較的短い時効時間で強度を有し、１４％未満の伸びを有する典型的なバッチ焼鈍プロセスから予想されるよりも良好な伸びを有するコイルを製造する。

【0096】

【表12】

【0097】

例示された実施形態を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。その多くの変更、適応、及び使用が、当業者には明らかである。

【0098】

以下で使用されるように、一連の実施形態へのいかなる言及も、それらの実施形態のそれぞれに対する言及として離接的に理解されるべきである（例えば、「実施形態１～４」は「実施形態１、２、３、または４」として理解されるべきである）。

【0099】

実施形態１は、金属ストリップを鋳造すること；ライン速度で鋳造金属ストリップを溶体化して溶体化された金属ストリップを製造すること；溶体化された金属ストリップを空冷して、冷却された金属ストリップを製造すること；冷却された金属ストリップを１５０℃～３００℃の温度で連続的にライン速度で熱スパイクして、熱スパイクされた金属ストリップを製造すること；熱スパイクされた金属ストリップをコイル化して、コイル化された金属ストリップを製造することを含む、熱処理アルミニウム合金の製造プロセスである。

【0100】

実施形態２は、熱スパイク後に、熱スパイクされた金属ストリップを冷却することをさらに含む、実施形態１のプロセスである。

【0101】

実施形態３は、熱スパイクされた金属ストリップを冷却することが、熱スパイクされた金属ストリップを空冷することを含む、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0102】

実施形態４は、熱スパイクされた金属ストリップの自然冷却のみが熱スパイクとコイル化との間で生じる、実施形態１のプロセスである。

【0103】

実施形態５は、熱スパイクされた金属ストリップをコイル化することが、連続ラインの端部で連続的に実行される、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0104】

実施形態６は、熱スパイクされた金属ストリップを冷却することが、１０℃／時間未満の速度である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0105】

実施形態７は、熱スパイクされた金属ストリップを冷却することが、２℃／時間未満の速度である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0106】

実施形態８は、熱スパイクされた金属ストリップをコイル化することが、７０℃～１３０℃の温度である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0107】

実施形態９は、熱スパイクされた金属ストリップをコイル化することが、６０℃を超える温度で実行される、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0108】

実施形態１０は、ライン速度が少なくとも１０メートル／分である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0109】

実施形態１１は、ライン速度が１０メートル／分～１２０メートル／分である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0110】

実施形態１２は、熱スパイク温度が１５０℃～２８０℃である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0111】

実施形態１３は、熱スパイク温度が２００℃～２５０℃である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0112】

実施形態１４は、金属ストリップの鋳造が連続鋳造を含む、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0113】

実施形態１５は、金属ストリップの鋳造が直接チル（ＤＣ鋳造）を含む、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0114】

実施形態１６は、鋳造後及び溶体化前に金属ストリップを均質化すること、熱間圧延すること、及び冷間圧延することをさらに含む、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0115】

実施形態１７は、冷却された金属ストリップを熱スパイクすることが、少なくとも１２メートルの長さを有する再加熱炉内で実行される、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0116】

実施形態１８は、溶体化温度が約４８０℃～約５９０℃である、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0117】

実施形態１９は、溶体化された金属ストリップを空冷することが、溶体化された金属ストリップを５０℃未満に冷却することを含む、実施形態のいずれかに記載のプロセスである。

【0118】

実施形態２０は、実施形態のいずれかに記載のプロセスから形成された熱処理金属ストリップである。

【国際調査報告】