[go: up one dir, main page]

RU2763430C1 - Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии 2ххх, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению - Google Patents

Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии 2ххх, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению Download PDF

Info

Publication number
RU2763430C1
RU2763430C1 RU2021107507A RU2021107507A RU2763430C1 RU 2763430 C1 RU2763430 C1 RU 2763430C1 RU 2021107507 A RU2021107507 A RU 2021107507A RU 2021107507 A RU2021107507 A RU 2021107507A RU 2763430 C1 RU2763430 C1 RU 2763430C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
product
aluminum alloy
paragraphs
hot rolling
plate
Prior art date
Application number
RU2021107507A
Other languages
English (en)
Inventor
Андреас Гаральд БАХ
Забине Мария ШПАНГЕЛЬ
Филипп МЕЙЕР
Ахим БЮРГЕР
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=64048908&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2763430(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх filed Critical Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2763430C1 publication Critical patent/RU2763430C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/18—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/005—Casting ingots, e.g. from ferrous metals from non-ferrous metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/14—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления плиты из алюминиевого сплава и может быть использовано в аэрокосмической промышленности. Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии АА2ххх включает литье слитка из алюминиевого сплава серии 2ххх, содержащего, мас. %: Cu от 1,9 до 7,0, Mg от 0,3 до 1,8, Mn до 1,2, гомогенизацию и/или предварительный нагрев литого слитка, горячую прокатку с получением продукта-плиты путем прокатки слитка за множество проходов, причем при промежуточной толщине плиты от 100 до 200 мм по меньшей мере один проход горячей прокатки выполняют с обжатием по толщине по меньшей мере 15% и скоростью деформации <0,77 с-1, при этом продукт-плита имеет конечную толщину менее 60 мм. Изобретение также относится к изделию из алюминиевого сплава, полученному из плиты, изготовленной указанным способом. Техническим результатом изобретения являются повышение сопротивления усталостному разрушению и уменьшение количества дефектов. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 2 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии 2ххх, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению и меньшее количество дефектов при ультразвуковом контроле продукта-плиты. Продукт-плита может предпочтительно применяться в аэрокосмических конструкциях, таких как панели обшивки крыла и конструкции фюзеляжа, а также в других высокопрочных конечных применениях из плит.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В данной области техники известно использование термообрабатываемых алюминиевых сплавов в ряде областей применения, связанных с относительно высокой прочностью, таких как фюзеляжи летательных аппаратов, элементы транспортных средств и другие области применения. Сплавы АА2ххх Алюминиевой ассоциации, такие как АА2024, АА2324 и АА2524 представляют собой хорошо известные термообрабатываемые алюминиевые сплавы, которые обладают полезными свойствами прочности и вязкости при состояниях Т3, Т39 и Т351.
Дизайн коммерческого летательного аппарата требует различных свойств для различных типов конструкций летательного аппарата. В частности, для конструкции фюзеляжа, для сложных деталей, изготовленных из плит, или обшивки нижней поверхности крыла необходимыми являются такие свойства, как хорошее сопротивление распространению трещин в форме вязкости разрушения или сопротивления усталостному разрушению. При этом не следует снижать прочность сплава. Прокатываемый продукт из сплава, используемый в виде листа или плиты с повышенной стойкостью к повреждениям, улучшит безопасность пассажиров, снизит массу летательного аппарата и, таким образом, улучшит экономию топлива, что приведет к увеличению дальности полета, снижению затрат и менее частым интервалам технического обслуживания.
Кроме того, для прокатываемого продукта-плиты является важным уменьшение внутренних дефектов очень мелкого размера (≤2 мм или меньше), поскольку слишком большое количество дефектов приведет к отказу применения прокатываемой плиты для аэрокосмического материала. Подтверждение наличия внутренних дефектов в продукте-плите может быть выполнено с помощью ультразвукового контроля. Обычно в алюминиевых сплавах серии АА2ххх показатели несплошности на экране ультразвуковой дефектоскопии отражают следующие типы дефектов: агломерированная газовая пористость, неметаллические включения, металлические включения, частицы солей или очень крупная сегрегация первичной фазы.
Согласно AMS-STD-2154 в применении продукта-плиты в качестве аэрокосмического материала должно быть отказано в случае появления одного или более ультразвуковых показателей, имеющих размер от 2,0 мм или более, или в случае многочисленных показателей размером от 1,2 до 1,9 мм (в зависимости от количества и распределения).
Кроме того, ASTM В594 является стандартной практикой для ультразвукового контроля деформируемых продуктов из алюминиевого сплава. Для требований, предъявляемых в авиационной промышленности, уровни обычно устанавливаются как ASTM В594 Класс А.
В данной области техники известны составы сплавов АА2х24 со следующим широким диапазоном состава, в массовых процентах: Cu 3,7 - 4,9, Mg 1,2 - 1,8, Mn 0,15 - 0,9, Cr до 0,15, Si<0,50, Fe<0,50, Zn<0,25, Ti<0,15, остальное алюминий и случайные примеси. Со временем были разработаны более узкие окна в широком диапазоне сплавов серии АА2х24, в частности, в отношении более низких суммарных диапазонов Si и Fe для улучшения конкретных технических свойств.
В JP-H-07252574 раскрыт способ изготовления сплава Al-Cu-Mg, включающий этапы горячей прокатки после непрерывного литья и указание скорости охлаждения во время затвердевания. Для получения преимуществ от высоких скоростей охлаждения в операции непрерывного литья содержаниями Fe и Si управляют таким образом, что сумма Fe+Si превышает по меньшей мере 0,4 мас. %.
В US-5,938,867 раскрыт сплав Al-Cu с высокой устойчивостью к повреждениям химического состава "2x24", имеющий по существу следующий состав (в массовых %): 3,8 - 4,9 Cu, 1,2 - 1,8 Mg, 0,3 - 0,9 Mn, не более 0,30 Si, не более 0,30 Fe, не более 0,15 Ti, остальное алюминий и неизбежные примеси, причем слиток подвергают промежуточному отжигу после горячей прокатки при температуре отжига от 385°С до 468°С.
В ЕР-0473122, а также в US-5,213,639 раскрыт сплав на основе алюминия, имеющий по существу следующий состав (в массовых %): 4,0 - 4,5 Cu, 1,2 - 1,5 Mg, 0,4 - 0,7 Mn, Fe<0,12, Si<0,1, остальное алюминий, случайные элементы и примеси, причем такую алюминиевую основу подвергают горячей прокатке, нагревают выше 487°С для растворения растворимых составляющих и снова подвергают горячей прокатке с получением, таким образом, хороших комбинаций прочности вместе с высокой вязкостью разрушения и низкой скоростью роста усталостной трещины. Более конкретно, в US- 5 213 639 раскрыта необходимая обработка с промежуточным отжигом после горячей прокатки литого слитка в температурном диапазоне от 479°С до 524°С и повторная горячая прокатка сплава после промежуточного отжига, причем сплав необязательно может содержать один или более элементов из группы, состоящей из: 0,02 - 0,40 Zr, 0,01 - 0,5 V, 0,01 - 0,40 Hf, 0,01 - 0,20 Cr, 0,01 - 1,00 Ag и 0,01 - 0,50 Sc. Оказывается, что такой сплав показывает по меньшей мере 5% улучшения по сравнению с вышеупомянутым обычным сплавом АА2024 в вязкости разрушения в ориентации T-L и улучшенное сопротивление росту усталостной трещины при определенных уровнях ΔK.
Однако все еще существует необходимость в дальнейшем улучшении или дальнейшем увеличении сопротивления усталостному разрушению сплавов серии АА2ххх, включая сплавы серии АА2х24, поскольку сопротивление усталостному разрушению является важным техническим параметром для аэрокосмических материалов из алюминиевых сплавов из-за циклических напряжений эксплуатируемого летательного аппарата.
Таким образом, существует необходимость в сплаве типа Al-Cu-Mg (Mn), имеющем желаемые свойства прочности, вязкости и коррозионной стойкости, а также высокое сопротивление усталостному разрушению. Также существует необходимость в конструкционных деталях для летательных аппаратов, которые обладают высоким сопротивлением усталостному разрушению и меньшим количеством дефектов при ультразвуковом контроле.
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа изготовления плиты из алюминиевого сплава серии АА2ххх, имеющей высокое сопротивление усталостному разрушению по сравнению со сплавами серии АА2ххх и, в частности, продукта ми-плита ми из алюминиевого сплава АА2х24 аналогичных размеров и состояния, производимых обычными способами.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении продукта-плиты из алюминиевого сплава, имеющего меньшее количество дефектов при ультразвуковом контроле по сравнению с традиционными алюминиевыми сплавами серии АА2ххх и, в частности, традиционными продуктами-плитами АА2024 аналогичного размера и состояния.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении аэрокосмических конструкционных элементов, таких как обшивки нижней поверхности крыла из плиты из алюминиевого сплава с улучшенным сопротивлением усталости, имеющей меньшее количество дефектов при ультразвуковом контроле.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эти и другие задачи и дополнительные преимущества достигнуты или решены настоящим изобретением, обеспечивающим способ изготовления прокатываемого продукта-плиты из алюминиевого сплава, имеющего конечную толщину менее 60 мм, предпочтительно менее 50 мм, идеально подходящего для использования в качестве продукта-плиты аэрокосмического назначения с улучшенным сопротивлением разрушению и уменьшенным количеством дефектов, при этом способ включает следующие этапы в указанном порядке:
(a) литье слитка из алюминиевого сплава серии АА2ххх;
(b) гомогенизация и/или предварительный нагрев литого слитка;
(c) горячая прокатка слитка с получением продукта-плиты путем прокатки слитка за множество проходов прокатки, характеризующаяся тем, что при промежуточной толщине плиты от 100 до 200 мм по меньшей мере один проход горячей прокатки с сильным обжатием выполняют с обжатием по толщине по меньшей мере 15%;
(d) необязательно предварительное растягивание или применение пропуска в дрессировочной клети путем холодной прокатки продукта-плиты;
(e) необязательно термообработка на твердый раствор и охлаждение до температуры окружающей среды, предпочтительно посредством закалки, продукта-плиты;
(f) необязательно растягивание продукта-плиты, термообработанного на твердый раствор;
(g) естественное старение или искусственное старение продукта-плиты.
Способ в соответствии с настоящим изобретением может применяться к широкому диапазону алюминиевых сплавов серии АА2ххх, имеющих состав, содержащий, мас. %:
Cu от 1,9 до 7,0
Mg от 0,3 до 0,8
Mn до 1,2
остальное алюминий и примеси
Термин «содержащий» в контексте алюминиевого сплава следует понимать в том смысле, что сплав может содержать дополнительные легирующие элементы, как проиллюстрировано ниже.
В варианте реализации алюминиевый сплав серии 2ххх имеет состав, содержащий, мас. %:
Cu от 1,9% до 7,0%, предпочтительно от 3,0% до 6,8%, более предпочтительно от 3,8% до 5,0%
Mg от 0,30% до 1,8%, предпочтительно от 0,35% до 1,6%
Mn до 1,2%, предпочтительно от 0,2% до 1,2%, более предпочтительно от 0,2 до 0,9%
Si до 0,40%, предпочтительно до 0,25%
Fe до 0,40%, предпочтительно до 0,25%
Cr до 0,35%, предпочтительно до 0,10%
Zn до 1,0%
Ti до 0,15%, предпочтительно от 0,01% до 0,10%
Zr до 0,25, предпочтительно до 0,12%
V до 0,25%
Li до 2,0%
Ag до 0,80%
Ni до 2,5%
остальное алюминий и примеси
Обычно такие примеси присутствуют каждая в количестве ≤0,05%, всего ≤0,15%.
Cu представляет собой основной легирующий элемент в алюминиевых сплавах серии 2ххх, и для способа согласно настоящему изобретению он должен находится в диапазоне от 1,9% до 7,0%. Предпочтительный нижний предел для содержания Cu составляет примерно 3,0%, более предпочтительно примерно 3,8% и еще более предпочтительно примерно 4,2%. Предпочтительный верхний предел для содержания Cu составляет примерно 6,8%. В варианте реализации верхний предел для содержания Cu составляет примерно 5,0%.
Mg представляет собой другой важный легирующий элемент и должен присутствовать в диапазоне от 0,3% до 1,8%. Предпочтительный нижний предел для содержания Mg составляет примерно 0,35%. Более предпочтительный нижний предел для содержания Mg составляет примерно 1,0%. Предпочтительный верхний предел для содержания Mg составляет примерно 1,6%.
Mn представляет собой другой важный легирующий элемент для множества алюминиевых сплавов серии 2ххх и должен присутствовать в диапазоне до 1,2%. В варианте реализации содержание Mn находится в диапазоне от 0,2% до примерно 1,2% и предпочтительно от 0,2% до примерно 0,9%,
Zr может присутствовать в диапазоне до 0,25% и предпочтительно присутствует в диапазоне до 0,12%.
Cr может присутствовать в диапазоне до 0,35%, предпочтительно в диапазоне до 0,15%. В варианте реализации цель добавления Cr отсутствует, и он может присутствовать до 0,05% и предпочтительно поддерживается ниже 0,02%.
Серебро (Ag) в диапазоне примерно до 0,8% может быть целенаправленно добавлен для дополнительного усиления прочности во время старения. Предпочтительный нижний предел для целенаправленного добавления Ag будет составлять примерно 0,05% и более предпочтительно примерно 0,1%. Предпочтительный верхний предел будет составлять примерно 0,7%.
В варианте реализации Ag представляет собой примесный элемент, и он может присутствовать до 0,05% и предпочтительно до 0,03%.
Цинк (Zn) в диапазоне до 1,0% может быть целенаправленно добавлен для дополнительного усиления прочности во время старения. Предпочтительный нижний предел для целенаправленного добавления Zn будет составлять примерно 0,25% и более предпочтительно примерно 0,3%. Предпочтительный верхний предел будет составлять примерно 0,8%.
В варианте реализации Zn представляет собой примесный элемент, и он может присутствовать до 0,25% и предпочтительно до 0,10%.
Литий (Li) в диапазоне примерно до 2% может быть целенаправленно добавлен для дальнейшего улучшения свойств устойчивости к повреждению и снижения удельной плотности продукта из сплава. Предпочтительный нижний предел для целенаправленного добавления Li будет составлять примерно 0,6% и более предпочтительно примерно 0,8%. Предпочтительный верхний предел будет составлять примерно 1,8%.
В варианте реализации Li представляет собой примесный элемент, и он может присутствовать до 0,10% и предпочтительно до 0,05%.
Никель (Ni) может быть добавлен примерно до 2,5% для улучшения свойств при повышенной температуре. При целенаправленном добавлении предпочтительный нижний предел составляет примерно 0,75%. Предпочтительный нижний предел составляет примерно 1,5%. При целенаправленном добавлении Ni необходимо, чтобы содержание Fe в алюминиевом сплаве также увеличилось до диапазона примерно от 0,7% до 1,4%.
В варианте реализации Ni представляет собой примесный элемент, и он может присутствовать до 0,10% и предпочтительно до 0,05%.
Ванадий (V) в диапазоне до 0,25% может быть целенаправленно добавлен и предпочтительно примерно до 0,15%. Предпочтительный нижний предел для целенаправленного добавления V будет составлять примерно 0,05%.
В варианте реализации V представляет собой примесный элемент, и он может присутствовать примерно до 0,05%, и предпочтительно поддерживается ниже примерно 0,02%.
Ti может быть добавлен до 0,15 мас. %, чтобы служить в качестве добавки, измельчающей зерно. Ti обычно добавляют в алюминиевые сплавы вместе с бором из-за их синергетического эффекта измельчения зерна. Предпочтительный нижний предел для целенаправленного добавления Ti будет составлять примерно 0,01%. Предпочтительный верхний предел будет составлять примерно 0,10%, предпочтительно примерно 0,08%.
Fe представляет собой постоянную примесь в алюминиевых сплавах и может допускаться до 0,4%. Предпочтительно поддерживать его на уровне примерно до 0,25%, и более предпочтительно примерно до 0,15% и наиболее предпочтительно примерно до 0,10%. Однако нет необходимости снижать содержание Fe ниже 0,05 мас. %.
Si также представляет собой постоянную примесь в алюминиевых сплавах и может допускаться примерно до 0,4%. Предпочтительно поддерживать его на уровне примерно до 0,25%, и более предпочтительно примерно до 0,15% и наиболее предпочтительно примерно до 0,10%. Однако нет необходимости снижать содержание Si ниже 0,05 мас. %.
В варианте реализации алюминиевый сплав серии 2ххх имеет состав, состоящий из, в мас. %: Cu от 1,9% до 7,0%, Mn до 1,2%, Mg от 0,3% до 1,8%, Zr до 0,25%, Ag до 0,8%, Zn до 1,0%, Li до 2%, Ni до 2,5%, V до 0,25%, Ti до 0,15%, Cr до 0,35%, Fe до 0,4%, Si до 0,4%, остальное алюминий и примеси каждая <0,05% и суммарно <0,15%, и с предпочтительными более узкими диапазонами составов, как здесь описано и заявлено.
В дополнительном варианте реализации алюминиевый сплав имеет химический состав в диапазонах АА2024, АА2324 и АА2524 и их модификаций.
В конкретном варианте реализации алюминиевый сплав имеет химический состав в диапазонах АА2024.
Как будет понятно в настоящем документе, если не указано иное, обозначения алюминиевого сплава и обозначения состояния относятся к обозначениям Алюминиевой ассоциации в стандартах и данных по алюминию и регистрационным записям, опубликованным Алюминиевой ассоциацией в 2018 году, и хорошо известны специалисту в данной области техники.
Для любого описания составов сплавов или предпочтительных составов сплавов все ссылки на проценты даны в массовых процентах, если не указано иное.
Термины «≤» и «до» и «примерно до», используемые в настоящем документе, явно включают, без ограничения, возможность нулевого массового процента конкретного легирующего компонента, к которому он относится. Например, до 0,10% Cr может включать сплав, не имеющий Cr.
В варианте реализации способа настоящего изобретения этап очень мягкой холодной прокатки (дрессировка или пропуск в дрессировочной клети) после этапа термообработки на твердый раствор может быть выполнен с обжатием менее 1%, предпочтительно менее 0,5%, для улучшения плоскостности конечного продукта. Предпочтительно, холодная прокатка с обжатием более 1%, когда плиту прокатывают до конечной толщины, не осуществляется, чтобы избежать по меньшей мере частичной рекристаллизации во время последующего этапа термообработки на твердый раствор, что отрицательно влияет на баланс технических свойств в конечном продукте-плите.
В альтернативном варианте реализации способа по настоящему изобретению плиты можно предварительно растянуть перед этапом термообработки на твердый раствор. Этот этап предварительного растягивания может быть выполнен с обжатием до 3%, предпочтительно от 0,5% до 1%, для улучшения плоскостности конечного продукта.
Конечная толщина прокатываемого продукта-плиты составляет менее 60 мм, предпочтительно менее 50 мм, предпочтительно менее 45 мм, более предпочтительно менее 40 мм и наиболее предпочтительно менее 35 мм. В очень полезных вариантах реализации конечная толщина продукта-плиты составляет более 10 мм, предпочтительно более 12 мм, еще более предпочтительно более 15 мм и наиболее предпочтительно более 19 мм.
Алюминиевый сплав, как описано в настоящем документе, может быть обеспечен в процессе этапа (а) в виде слитка, сляба или заготовки для изготовления подходящего деформируемого продукта с помощью методов литья, обычных в данной области техники для деформируемых продуктов, например, непрерывного литья в кристаллизатор, электромагнитного литья, литья с электромагнитным перемешиванием, и предпочтительно имеющего толщину в диапазоне 300 мм или более, например 400 мм, 500 мм или 600 мм. На менее предпочтительной основе также могут быть использованы слябы, полученные в результате непрерывного литья, например, ленточного литья или валкового литья, что, в частности, может быть предпочтительным при производстве более тонких конечных продуктов. Могут быть использованы измельчители зерна, такие как содержащие титан и бор или титан и углерод, что хорошо известно в данной области техники. После литья прокатываемых изделий из сплава слиток обычно обдирают, чтобы удалить зоны сегрегации вблизи литой поверхности слитка.
Затем слиток гомогенизируют и/или предварительно нагревают. В данной области техники известно, что цель гомогенизационной термообработки преследует по меньшей мере следующие задачи: (i) растворение как можно большего количества крупных растворимых фаз, образующихся во время затвердевания, и (ii) снижение градиентов концентрации для способствования этапу растворения. Термообработка с предварительным нагревом также позволяет решить некоторые из этих задач. Типичной термообработкой с предварительным нагревом сплавов серии АА2ххх будет температура от 420°С до 505°С с временем выдержки в диапазоне от 3 до 50 часов, обычно от 3 до 20 часов.
Во-первых, растворимые эвтектические фазы, такие как S-фаза в изделии из сплава, растворяются в соответствии с обычной отраслевой практикой. Обычно это осуществляется путем нагрева изделий до температуры менее 500°С, поскольку эвтектическая фаза S-фазы (Al2MgCu-фаза) имеет температуру плавления примерно 507°С в сплавах серии АА2ххх. В сплавах серии АА2х24 также присутствует θ-фаза (фаза Al2Cu), имеющая точку плавления примерно 510°С. Как известно в данной области техники, это может быть достигнуто путем гомогенизации и/или обработки с предварительным нагревом в указанном диапазоне температур и с обеспесчением возможности остыть до горячей рабочей температуры, или после гомогенизации изделие затем охлаждают и повторно нагревают перед горячей прокаткой. Регулярный процесс гомогенизации и/или предварительного нагрева также может быть выполнен в один или более этапов, при необходимости, и которые обычно выполняют в диапазоне температур от 400°С до 505°С. Например, в двухэтапном процессе есть первый этап между 480°С и 500°С и второй этап между 470°С и 490°С, чтобы оптимизировать процесс растворения различных фаз в зависимости от точного состава сплава. В любом случае сегрегация легирующих элементов в литом материале уменьшается, а растворимые элементы растворяются. Если обработку выполняют при температуре ниже 400°С, результирующий эффект гомогенизации будет недостаточным. Если температура выше 505°С, может произойти эвтектическое плавление, что приведет к нежелательному образованию пор.
Время выдержки при температуре гомогенизации в соответствии с отраслевой практикой зависит от сплава, как хорошо известно специалисту в данной области техники, и обычно находится в диапазоне от 1 до 50 часов. Предпочтительное время указанной выше термообработки составляет от 2 до 30 часов. Более продолжительное время обычно не вредно. Гомогенизацию обычно выполняют при температуре выше 485°С, а типичная температура гомогенизации составляет 493°С. Типичная температура предварительного нагрева находится в диапазоне от 440°С до 460°С с временем выдержки в диапазоне от 3 до 15 часов. Применяемые скорости нагрева являются обычными в данной области техники.
После гомогенизации и/или предварительного нагрева слиток подвергают горячей прокатке. Горячую прокатку слитка выполняют за множество проходов горячей прокатки, обычно на стане горячей прокатки. Количество проходов горячей прокатки обычно составляет от 15 до 35, предпочтительно от 20 до 29. Когда горячекатаный продукт-плита достиг промежуточной толщины от 100 мм до 200 мм, предпочтительно от 120 мм до 180 мм, в способе применяется по меньшей мере один проход горячей прокатки с сильным обжатием с обжатием по толщине по меньшей мере примерно 15%, предпочтительно по меньшей мере примерно 20% и наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 25%. В полезных вариантах реализации обжатие по толщине в этом проходе с сильным обжатием составляет менее 70%, предпочтительно менее 55%, более предпочтительно менее 40%. «Обжатие по толщине» прохода прокатки, также называемое степенью обжатия, предпочтительно представляет собой процент, на который уменьшается толщина плиты в отдельном проходе прокатки.
Такой по меньшей мере один проход горячей прокатки с сильным обжатием не выполняется в обычных промышленных технологиях горячей прокатки при производстве продуктов-плит серии АА2ххх. Таким образом, проходы горячей прокатки между 100 и 200 мм в соответствии с неограничивающим примером изобретения можно описать следующим образом (если посмотреть на промежуточную толщину плиты): 199 мм - 192 мм - 183 мм - 171 мм - 127 мм. - 125 мм - 123 мм. Проход горячей прокатки с сильным обжатием с 171 мм до 127 мм соответствует обжатию по толщине примерно 26%. Для плит из алюминиевого сплава, изготовленных обычным способом горячей прокатки, обжатие по толщине каждого прохода горячей прокатки обычно составляет от 1% до 12% при промежуточной толщине от 100 мм до 200 мм. Соответственно, проходы горячей прокатки между 100 мм и 200 мм в соответствии с примером обычного способа можно описать следующим образом (если посмотреть на промежуточную толщину плиты): 200 мм - 188 мм - 177 мм - 165 мм - 154 мм - 142 мм - 131 мм. Соответственно, способ согласно настоящему изобретению определяет этап горячей прокатки, согласно которому выполняют по меньшей мере один проход горячей прокатки с сильным обжатием. Этот проход с сильным обжатием определен обжатием по толщине по меньшей мере примерно 15%, предпочтительно по меньшей мере примерно 20% и более предпочтительно по меньшей мере примерно 25%.
Проходы горячей прокатки способа настоящего изобретения до и после прохода с сильным обжатием имеют степень обжатия, которая сравнима со степенью обжатия проходов горячей прокатки обычного способа горячей прокатки. Соответственно, каждый проход горячей прокатки до и после прохода горячей прокатки с сильным обжатием может иметь обжатие по толщине от 1% до 12%. Поскольку обжатие по толщине варьируется в зависимости от толщины плиты, например, толстые плиты, имеющие толщину более 300 мм, или тонкие плиты, имеющие толщину менее 60 мм, особенностью заявленного способа является то, что этап сильного обжатия выполняют, когда промежуточная толщина продукта-плиты достигла от 200 мм до 100 мм, предпочтительно от 180 мм до 120 мм, наиболее предпочтительно от 150 мм до 170 мм. Эта толщина выбрана для обеспечения постоянной высокой деформации/сдвига по всей толщине продукта-плиты. Для плоских продуктов толщиной более 200 мм труднее обеспечить равномерную деформацию всей плиты. Обычно в более толстых продуктах-плитах деформация в центре (на половину толщины) продукта-плиты меньше, чем в положении на четверть толщины или в подповерхностной области.
Предпочтительно выполняют один проход горячей прокатки с сильным обжатием. В альтернативном варианте реализации выполняются два или более, например три прохода горячей прокатки с сильным обжатием.
В альтернативном варианте реализации продукт проходит два этапа горячей прокатки. В этом варианте выполнения слиток подвергают горячей прокатке до промежуточной толщины в диапазоне от 100 до 140 мм, получая проход с сильным обжатием. Затем продукт-плиту повторно нагревают до температуры этапа гомогенизации и/или предварительного нагрева, то есть от 400°С до 505°С. В предпочтительном варианте реализации этап повторного нагрева при желании может быть выполнен в два или более этапов. Этот этап повторного нагрева сводит к минимуму или позволяет избежать растворимых составляющих или частиц вторичной фазы, которые могут возникнуть в результате первой части горячей прокатки. Этот этап повторного нагрева приводит к переходу большей части Cu и Mg в твердый раствор. После этого проводят вторую серию этапов горячей прокатки для достижения конечной толщины продукта-плиты. Эти вторые этапы горячей прокатки не включают проход с сильным обжатием.
В обоих вариантах реализации, т.е. гомогенизация и/или предварительный нагрев, или гомогенизация, и/или предварительный нагрев с этапом повторного нагрева, после первой горячей прокатки до промежуточной толщины можно поддерживать температуру на выходе из стана горячей прокатки более 385°С, предпочтительно более 400°С, более предпочтительно более 410°С.
Было обнаружено, что в случае изготовления продукта-плиты, имеющего конечную толщину менее 60 мм, также скорость деформации во время процесса горячей прокатки влияет на конечные свойства продукта-плиты. Таким образом, скорость деформации во время по меньшей мере одного прохода с сильным обжатием в подходящем варианте реализации способа предпочтительно ниже <0,77 с-1, предпочтительно ≤0.6 c-1. Считается, что это интенсивное сдвиговое усилие вызывает разрушение составляющих частиц, например интерметаллидов, богатых железом.
Скорость деформации при горячей прокатке за проход прокатки можно описать следующей формулой:
Figure 00000001
причем
Figure 00000002
- скорость деформации (в с-1)
h0 - входная толщина плиты (в мм)
h1 - выходная толщина плиты (в мм)
ν1 - скорость прокатки рабочих валков (в мм/с)
R - радиус рабочих валков (в мм).
Скорость деформации - это изменение напряжения (деформации) материала во времени. Иногда ее также называют «скоростью распространения механических напряжений». Формула показывает, что не только входная толщина и выходная толщина плиты из алюминиевого сплава, но также и скорость прокатки рабочих валков влияют на скорость деформации.
Для традиционных методов горячей прокатки в промышленном масштабе скорость деформации каждого прохода прокатки обычно равна или превышает 0,77 с-1. Как уже было указано выше, согласно варианту реализации способа согласно настоящему изобретению во время прохода с сильным обжатием скорость деформации уменьшается до <0,77 с-1, предпочтительно до ≤0,6 с-1. Используя низкую скорость деформации, можно добиться более интенсивного сдвига внутри материала плиты.
Кроме того, продукт-плита из алюминиевого сплава, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, при желании может быть подвергнут холодной прокатке или предварительному растягиванию для улучшения плоскостности, термообработке на твердый раствор (SHT), охлаждению, предпочтительно посредством закалки, растягиванию или холодной прокатке, и старению после прокатки до конечной толщины. Предварительное растягивание может быть применено в диапазоне от 0,5 до 1% первоначальной длины плиты, при желании, чтобы сделать продукт-плиту достаточно плоским для обеспечения последующего ультразвукового контроля для контроля качества. Если проводится термообработка на твердый раствор (SHT), продукт-плиту следует нагреть до температуры в диапазоне от 460°С до 505°С в течение времени, достаточного для достижения равновесия эффектов раствора, с типичным временем выдержки в диапазоне от 5 до 120 минут. Термическую обработку раствора обычно проводят в печи периодического действия. Типичное время выдержки при указанной температуре составляет от 5 до 30 минут. По истечении установленного времени выдержки при повышенной температуре продукт-плиту следует охладить до температуры 175°С или ниже, предпочтительно до температуры окружающей среды, чтобы предотвратить или минимизировать неконтролируемое осаждение вторичных фаз, например, Al2CuMg и Al2Cu. С другой стороны, скорости охлаждения не должны быть слишком высокими, чтобы обеспечить достаточную плоскостность и низкий уровень остаточных напряжений в продукте-плите. Подходящие скорости охлаждения могут быть достигнуты с использованием воды, например, погружением в воду или водяными струями.
После охлаждения до температуры окружающей среды продукты-плиты могут быть подвергнуты дальнейшей холодной обработке, например, путем растягивания в диапазоне от 0,5% до 8% от его исходной длины, чтобы снять в нем остаточные напряжения и улучшить плоскостность продукта. Предпочтительно, растягивание находится в диапазоне от 0,5% до 4%, более предпочтительно от 0,5% до 5% и наиболее предпочтительно от 0,5% до 3%.
После охлаждения продукт-плита подвергается естественному старению, обычно при температуре окружающей среды, и/или альтернативно продукт-плита может быть подвергнут искусственному старению. Искусственное старение может быть особенно полезно для продуктов большей толщины. Все методы старения, известные в данной области техники, и те, которые могут быть разработаны впоследствии, могут быть применены к продуктам из сплава серии АА2ххх, полученным способом согласно настоящему изобретению, для достижения необходимой прочности и других технических свойств. Типичный состояния - это, например, Т4, Т3, Т351, Т39, Т6, Т651, Т8, Т851 и Т89.
В особенно предпочтительном варианте реализации продукт-плиту подвергают естественному старению до состояния Т3, предпочтительно до состояния Т39 или Т351.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что продукт-плита из алюминиевого сплава демонстрирует улучшенное сопротивление усталостному разрушению за счет использования по меньшей мере одного прохода горячей прокатки с сильным обжатием на промежуточной толщине во время операции горячей прокатки. Это превосходное усталостное поведение достигается без ограничения содержания Fe и Si до чрезвычайно низких примесных уровней (т.е. менее 0,05 мас. %).
Кроме того, продукт-плита из алюминиевого сплава, полученный заявленным способом, имеет меньше дефектов при ультразвуковом обнаружении. Это достигается за счет использования способа настоящего изобретения, то есть этапа горячей прокатки с сильным обжатием.
Продукт-плита из сплава серии АА2000, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, подходят для таких применений в летательных аппаратах, как обшивки крыла или панели фюзеляжа летательного аппарата.
В конкретном варианте реализации продукт-плита из алюминиевого сплава используется в качестве панели или элемента крыла, в частности, в качестве панели или элемента верхнего крыла.
Соответственно, продукт-плита, изготовленный в соответствии с изобретением, обеспечивает улучшенные свойства по сравнению с продуктом-плитой, изготовленным в соответствии с обычными стандартными способами для этого типа алюминиевых сплавов, имеющих в остальном те же самые размеры и обработанных до такого же состояния.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты реализации изобретения теперь будут описаны посредством неограничивающих примеров, а также будут представлены сравнительные примеры, представляющие уровень техники.
Фиг. 1 представляет собой график максимального напряжения в ослабленном сечении в зависимости от количества циклов до разрушения для плит, полученных в соответствии со способом по настоящему изобретению, и плит, полученных обычными способами. Фиг. 2 представляет собой график, показывающий количество ультразвуковых показателей в зависимости от толщины плиты для плит, полученных в соответствии со способом по настоящему изобретению, и плит, полученных обычными способами.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Прокатываемые слитки были непрерывно отлиты в кристаллизатор из алюминиевого сплава АА2024 с составом (в мас. %, остальное алюминий и примеси), приведенным в таблице 1.
Figure 00000003
Figure 00000004
Прокатные слитки вначале имеют толщину около 330 мм. Гомогенизацию и предварительный нагрев слитков выполняли в два этапа: первый этап при 495°С в течение 18-24 часов и второй этап при 485°С в течение 1-16 часов (предварительный нагрев). Затем слитки подвергали горячей прокатке до промежуточной толщины 100-140 мм (первая горячая прокатка), при этом слиток А был обработан согласно изобретению, то есть этот слиток получил проход с сильным обжатием во время первой горячей прокатки. Приблизительно на 170 мм толщина слитка А уменьшилась с обжатием примерно 26% (с 171 мм до 127 мм). Скорость прокатки во время этого прохода с сильным обжатием составила примерно 25 м/мин с обеспечением скорости деформации 0,52 с-1.
Слиток В был обработан обычным способом горячей прокатки (уменьшение толщины от 3% до 8% для каждого прохода горячей прокатки от 300 до 120 мм). Скорость прокатки во время стандартных проходов горячей прокатки составила от 60 и/мин (входная толщина 177 мм) до 100 м/мин (входная толщина 131 мм), что привело к скорости деформации 0,77 с-1 и 1,56 с-1. Температура на выходе после первой серии горячей прокатки превышает 400°С. При промежуточной толщине 120 мм (партия А и партия В) обе плиты нагревали до 490°С в течение 24-30 часов, а затем оставляли на 485°С в течение 1-12 часов. После этого повторного нагрева плиты подвергали горячей прокатке до конечной толщины 23 мм (вторая серия горячей прокатки). Температура на выходе после второй горячей прокатки превышает 400°С.
Плита А прошла 24 прохода горячей прокатки, при этом проход с сильным обжатием имел номер прохода 12. Плита В прошла 26 проходов горячей прокатки без прохода с сильным обжатием. Как уже указывалось выше, обе плиты сначала подвергали горячей прокатке до промежуточной толщины от 100 до 140 мм. Плита А подвергалась второму предварительному нагреву после прохода №15, а плита В подвергалась второму предварительному нагреву после прохода №17. Обе плиты после процесса горячей прокатки имеют конечную толщину 23 мм. После этапов горячей прокатки обе плиты были подвергнуты термообработке на твердый раствор при температуре примерно 495°С и закалке. Затем они прошли прокатку с пропуском в дрессировочном стане для улучшения плоскостности и были растянуты примерно на 2-3%. Этап естественного старения применялся по меньшей мере в течение 5 дней, доводя продукты-плиты до состояния Т351.
Испытания на усталость были выполнены в соответствии с DIN-EN-6072 с использованием одного образца для испытаний на сжатие со сквозным отверстием, имеющего коэффициент концентрации Kt напряжения в ослабленном сечении величиной 2,3. Образцы для испытаний имели длину 150 мм, ширину 30 мм, толщину 3 мм с одним отверстием диаметром 10 мм. Отверстие было выполнено на глубину 0,3 мм с каждой стороны. Образцы для испытаний подвергали осевому напряжению с отношением напряжений (минимальная нагрузка/максимальная нагрузка) R=0,1. Частота испытаний составляла 30 Гц, испытания проводились в воздухе с высокой влажностью (относительная влажность ≥90%). Отдельные результаты этих тестов показаны в таблице 2 и на фиг. 1.
Figure 00000005
Figure 00000006
На фиг. 1 показано, что с помощью способа по настоящему изобретению можно значительно улучшить усталостную долговечность и, таким образом, сопротивление усталостному разрушению по сравнению с плитами из сплава АА2ххх, изготовленными обычными способами. Например, при приложенном напряжении величиной 200 МРа к рабочему сечению срок службы плиты А составил 252233 цикла, показывая улучшение срока службы в 2,3 раза по сравнению со сплавом В, срок службы которого составил 109719 циклов.
Пример 2
Ультразвуковой контроль плит из сплава, приведенный в таблице 3, был проведен в соответствии с AMS-STD-2154. Были использованы плиты для испытания толщиной 16 мм или 23 мм. Состав (в мас. % и остальное алюминий и примеси) приведен ниже в таблице 3.
Figure 00000007
Прокатываемые слитки в начале имеют толщину примерно 330 мм. Плиты А и В были изготовлены, как описано выше в Примере 1, то есть плита В получила 26 проходов горячей прокатки без прохода с сильным обжатием, а плита А получила 24 прохода горячей прокатки, включая проход с сильным обжатием на примерно 170 мм.
Что касается партий С, D, Е и F, прокатываемые слитки в начале имеют толщину примерно 330 мм. Гомогенизацию и предварительный нагрев, первую горячую прокатку, второй предварительный нагрев и вторую горячую прокатку слитков проводили, как описано в Примере 1, то есть в партиях Е и F толщина уменьшалась на примерно 170 мм с обжатием примерно 26%. (от 171 мм до 127 мм), а партии С и D были обработаны в соответствии с обычным способом горячей прокатки. Все плиты после процесса горячей прокатки имеют конечную толщину 16 мм. После этапов горячей прокатки плиты были предварительно растянуты в диапазоне от 0,5% до 1% для улучшения плоскостности плит. Затем они были подвергнуты термообработке на твердый раствор при температуре 495°С, закалке и снова растянуты примерно на 2-3%. Был применен этап естественного старения, в результате чего продукты-плиты были доведены до состояния Т351.
В следующей таблице 4 показано количество ультразвуковых (УЗ) показателей, отображаемых на плитах. Плиты, имеющие конечную толщину 16 мм, имеют размер 16 мм х 1000 мм х 12000 мм, а плиты, имеющие конечную толщину 23 мм, имеют размер 23 мм х 1500 мм х 17000 мм.
Figure 00000008
Figure 00000009
Из этой таблицы очевидно, что продукты-плиты партий А, Е и F, полученные способом по настоящему изобретению, то есть прошедшие проход с сильным обжатием, показывают уменьшенное количество дефектов (см. сумму УЗ показателей), обнаруженных с помощью ультразвукового контроля согласно AMS-STD-2154.
Изобретение не ограничено вариантами реализации, описанными ранее, которые могут широко варьироваться в пределах объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Claims (30)

1. Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии АА2ххх, при этом способ включает следующие этапы:
(a) литье слитка из алюминиевого сплава серии АА2ххх;
(b) гомогенизация и/или предварительный нагрев литого слитка;
(c) горячая прокатка слитка с получением продукта-плиты путем прокатки слитка за множество проходов прокатки, отличающийся тем, что при промежуточной толщине плиты от 100 до 200 мм по меньшей мере один проход горячей прокатки выполняют с обжатием по толщине по меньшей мере 15%, причем скорость деформации во время указанного по меньшей мере одного прохода составляет <0,77 с-1,
при этом продукт-плита имеет конечную толщину менее 60 мм.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий этапы:
(d) необязательно предварительное растягивание или применение пропуска в дрессировочной клети путем холодной прокатки продукта-плиты после горячей прокатки;
(e) термообработка продукта-плиты на твердый раствор;
(f) охлаждение, предпочтительно посредством закалки, продукта-плиты, термообработанного на твердый раствор;
(g) необязательно растягивание продукта-плиты, термообработанного на твердый раствор;
(h) естественное старение или искусственное старение продукта-плиты, термообработанного на твердый раствор и охлажденного.
3. Способ по п. 1 или 2, согласно которому проход горячей прокатки проводят с обжатием по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 25%.
4. Способ по любому из пп. 1-3, согласно которому скорость деформации во время указанного по меньшей мере одного прохода горячей прокатки составляет ≤0,6 с-1.
5. Способ по любому из пп. 1-4, согласно которому промежуточная толщина плиты перед указанным по меньшей мере одним проходом горячей прокатки составляет от 120 до 180 мм, предпочтительно от 150 до 170 мм.
6. Способ по любому из пп. 1-5, согласно которому алюминиевый сплав 2ххх имеет состав, содержащий, мас. %:
Cu от 1,9 до 7,0 Mg от 0,3 до 1,8 Mn до 1,2 остальное алюминий и примеси
7. Способ по любому из пп. 1-5, согласно которому алюминиевый сплав 2ххх имеет состав, содержащий, мас. %:
Cu от 1,9 до 7,0 Mg от 0,3 до 1,8 Mn до 1,2 Fe до 0,40 Si до 0,40 Ti до 0,15 Zr до 0,25 Zn до 1,0 Li до 2,0 Ni до 2,5 Ag до 0,80 V до 0,25 Cr до 0,35 остальное алюминий и примеси
8. Способ по любому из пп. 1-7, согласно которому алюминиевый сплав 2ххх имеет содержание Cu от 3,0% до 6,8% и предпочтительно от 3,8% до 5,0%.
9. Способ по любому из пп. 1-8, согласно которому алюминиевый сплав 2ххх имеет содержание Mg от 0,35% до 1,6%.
10. Способ по любому из пп. 1-9, согласно которому алюминиевый сплав 2ххх имеет содержание Mn от 0,2% до 1,2%, и предпочтительно от 0,2% до 0,9%.
11. Способ по п. 7, согласно которому содержание Ti находится в диапазоне от 0,01% до 0,10 мас. %.
12. Способ по любому из пп. 1-5, согласно которому алюминиевый сплав имеет состав в соответствии с АА2024.
13. Способ по любому из пп. 1-12, согласно которому конечная толщина плиты составляет менее 50 мм, предпочтительно менее 40 мм.
14. Способ по любому из пп. 1-13, согласно которому конечная толщина продукта-плиты составляет более 10 мм, предпочтительно более 12 мм, более предпочтительно более 15 мм.
15. Способ по любому из пп. 1-14, согласно которому на этапе (с) способа температура на выходе из стана горячей прокатки составляет более 385°С, предпочтительно более 400°С.
16. Способ по любому из пп. 2-15, согласно которому продукт-плиту подвергают естественному старению до состояния Т3, предпочтительно до состояния Т39 или Т351.
17. Алюминиевый продукт-плита, изготовленный из продукта из алюминиевого сплава, полученного способом по любому из пп. 1-16.
18. Изделие обшивки летательного аппарата, изготовленное из продукта-плиты из алюминиевого сплава, полученного способом по любому из пп. 1-16.
19. Применение продукта из алюминиевого сплава, изготовленного по любому из пп. 1-16, для изготовления обшивки летательного аппарата.
RU2021107507A 2018-10-31 2019-10-23 Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии 2ххх, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению RU2763430C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18203683.0 2018-10-31
EP18203683 2018-10-31
PCT/EP2019/078844 WO2020089007A1 (en) 2018-10-31 2019-10-23 Method of manufacturing a 2xxx-series aluminium alloy plate product having improved fatigue failure resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763430C1 true RU2763430C1 (ru) 2021-12-29

Family

ID=64048908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107507A RU2763430C1 (ru) 2018-10-31 2019-10-23 Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии 2ххх, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению

Country Status (10)

Country Link
US (1) US12065721B2 (ru)
EP (1) EP3821051B1 (ru)
JP (1) JP7216200B2 (ru)
KR (1) KR102580144B1 (ru)
CN (1) CN112969806B (ru)
CA (1) CA3109052C (ru)
ES (1) ES2945730T3 (ru)
PT (1) PT3821051T (ru)
RU (1) RU2763430C1 (ru)
WO (1) WO2020089007A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114517277B (zh) * 2022-04-21 2022-07-19 中铝材料应用研究院有限公司 铝合金厚板及其制备方法
CN115323294B (zh) * 2022-06-30 2023-07-14 广西科技大学 一种Al-Cu-Mg合金的强塑性变形方法
CN115418540B (zh) * 2022-10-08 2023-08-11 哈尔滨工程大学 一种大规格高强高韧板及其制备方法
CN115478197B (zh) * 2022-10-08 2023-08-11 哈尔滨工程大学 一种基于2xxx系铝合金的复相强化铝合金及其制备方法
CN115976381B (zh) * 2022-10-08 2024-05-17 哈尔滨工程大学 一种基于铝合金复合时效的脱溶惯序及脱溶相分布的调控方法
CN115584417B (zh) * 2022-10-09 2023-11-10 哈尔滨工程大学 一种同时具备高强度和高韧性的铝合金及其制备方法
CN115584416B (zh) * 2022-10-09 2023-12-29 哈尔滨工程大学 一种纳米金属间化合物复相强化铝合金及其制备方法
CN115558828B (zh) * 2022-11-30 2023-03-17 中南大学 一种耐热低钒Al-Cu-Mg-Ag系合金及其应用
CN115874124B (zh) * 2022-12-07 2024-08-02 东北轻合金有限责任公司 一种提高2024板材耐损伤容限性能的形变热处理方法
CN115927936B (zh) * 2022-12-22 2023-06-09 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种高强韧铝合金及其制备方法
CN115948668A (zh) * 2022-12-27 2023-04-11 东北轻合金有限责任公司 一种气垫炉淬火的高强度热处理可强化铝合金板材的制造方法
CN117265350A (zh) * 2023-04-19 2023-12-22 中南大学 一种航空发动机专用3d打印铝合金粉末、制备方法、其应用和3d打印方法
CN116837306B (zh) * 2023-06-09 2025-09-09 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车电池箱盖板用2xxx系铝合金板材的制备方法
CN116732373B (zh) * 2023-08-16 2023-10-10 包头职业技术学院 一种低Zn含量的AA7136铝合金的制备工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277219B1 (en) * 1998-12-22 2001-08-21 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Damage tolerant aluminum alloy product and method of its manufacture
RU2354742C1 (ru) * 2007-08-27 2009-05-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАКЛЕПОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ ИЗ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Mg (ВАРИАНТЫ)
RU2379366C2 (ru) * 2004-07-15 2010-01-20 Алкоа Инк. Сплавы серии 2000 с улучшенными характеристиками стойкости к повреждениям для авиационно-космического применения
RU2443798C2 (ru) * 2006-07-07 2012-02-27 Алерис Алюминум Кобленц Гмбх Способ производства продуктов из алюминиевых сплавов серии аа2000
CN106480384A (zh) * 2016-11-08 2017-03-08 广西科技大学 一种超高强度铝合金板材的轧制方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336075A (en) 1979-12-28 1982-06-22 The Boeing Company Aluminum alloy products and method of making same
US5213639A (en) 1990-08-27 1993-05-25 Aluminum Company Of America Damage tolerant aluminum alloy products useful for aircraft applications such as skin
CA2049840C (en) 1990-08-27 2002-04-23 Edward L. Colvin Damage tolerant aluminum alloy sheet for aircraft skin
JPH07252574A (ja) 1994-03-17 1995-10-03 Kobe Steel Ltd 靭性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金及びその製造方法
US5582660A (en) * 1994-12-22 1996-12-10 Aluminum Company Of America Highly formable aluminum alloy rolled sheet
EP0817870A4 (en) 1995-03-21 1998-08-05 Kaiser Aluminium Chem Corp PROCESS FOR PRODUCING ALUMINUM SHEETS FOR AERONAUTICS
CA2294122A1 (en) 1997-06-20 1998-12-30 Alok Kumar Gupta Process of producing heat-treatable aluminum alloy sheet
JP3926934B2 (ja) * 1998-10-15 2007-06-06 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金板
JP4781536B2 (ja) 1998-12-22 2011-09-28 アレリス、アルミナム、コブレンツ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 損傷許容性アルミニウム合金製品およびその製造方法
JP2001254161A (ja) 2000-03-10 2001-09-18 Kobe Steel Ltd 加工性に優れる高強度Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金の製造方法
CA2387322C (en) 2001-06-06 2008-09-30 Kawasaki Steel Corporation High-ductility steel sheet excellent in press formability and strain age hardenability, and method for manufacturing the same
US7323068B2 (en) 2002-08-20 2008-01-29 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh High damage tolerant Al-Cu alloy
US7449073B2 (en) 2004-07-15 2008-11-11 Alcoa Inc. 2000 Series alloys with enhanced damage tolerance performance for aerospace applications
EP1852251A1 (en) 2006-05-02 2007-11-07 Aleris Aluminum Duffel BVBA Aluminium composite sheet material
JP2008231475A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Furukawa Sky Kk 成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法
FR2925523B1 (fr) * 2007-12-21 2010-05-21 Alcan Rhenalu Produit lamine ameliore en alliage aluminium-lithium pour applications aeronautiques
CN103589977B (zh) 2013-11-11 2015-11-18 中南大学 一种提高Al-Cu-Mg合金抗疲劳性能的方法
CN104372269A (zh) 2014-10-24 2015-02-25 陈帆 一种2024铝合金板材的加工方法
CN105441839B (zh) 2016-01-12 2017-08-08 苏州有色金属研究院有限公司 提高2×××系铝合金板材抗疲劳损伤性能的加工工艺
CN106637008B (zh) 2016-11-08 2018-05-15 广西科技大学 一种高强度铝合金板材的轧制方法
CN106756539B (zh) 2016-12-05 2018-05-18 北京科技大学 一种具有纳米析出相的耐疲劳高强钢及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277219B1 (en) * 1998-12-22 2001-08-21 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Damage tolerant aluminum alloy product and method of its manufacture
RU2379366C2 (ru) * 2004-07-15 2010-01-20 Алкоа Инк. Сплавы серии 2000 с улучшенными характеристиками стойкости к повреждениям для авиационно-космического применения
RU2443798C2 (ru) * 2006-07-07 2012-02-27 Алерис Алюминум Кобленц Гмбх Способ производства продуктов из алюминиевых сплавов серии аа2000
RU2354742C1 (ru) * 2007-08-27 2009-05-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАКЛЕПОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ ИЗ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Cu-Mg (ВАРИАНТЫ)
CN106480384A (zh) * 2016-11-08 2017-03-08 广西科技大学 一种超高强度铝合金板材的轧制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022512820A (ja) 2022-02-07
BR112021002715A2 (pt) 2021-05-11
KR20210038656A (ko) 2021-04-07
US20220033937A1 (en) 2022-02-03
CN112969806A (zh) 2021-06-15
CA3109052C (en) 2023-09-19
ES2945730T3 (es) 2023-07-06
US12065721B2 (en) 2024-08-20
KR102580144B1 (ko) 2023-09-19
PT3821051T (pt) 2023-05-31
JP7216200B2 (ja) 2023-01-31
CN112969806B (zh) 2022-07-05
EP3821051B1 (en) 2023-05-10
EP3821051A1 (en) 2021-05-19
CA3109052A1 (en) 2020-05-07
WO2020089007A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2763430C1 (ru) Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава серии 2ххх, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению
CA2493401C (en) Al-cu-mg-si alloy and method for producing the same
RU2443798C2 (ru) Способ производства продуктов из алюминиевых сплавов серии аа2000
US8608876B2 (en) AA7000-series aluminum alloy products and a method of manufacturing thereof
RU2757280C1 (ru) Способ изготовления пластинчатого изделия из алюминиевого сплава серии 7xxx, имеющего улучшенное сопротивление усталостному разрушению
US10501835B2 (en) Thin sheets made of an aluminium-copper-lithium alloy for producing airplane fuselages
KR20210046733A (ko) 7xxx-시리즈 알루미늄 합금 제품
CN113302327A (zh) 7xxx系列铝合金产品
JPH05339687A (ja) アルミニウム基合金薄板の製造方法
US20150240338A1 (en) Ultra-Thick High Strength 7xxx Series Aluminum Alloy Products and Methods of Making Such Products
CA2880692A1 (en) 2xxx series aluminum lithium alloys
JP2023549190A (ja) ２ｘｘｘ系アルミニウム合金製品の製造方法
US20190368009A1 (en) High Strength, Better Fatigue Crack Deviation Performance, and High Anisotropic Ductility 7xxx Aluminum Alloy Products and Methods of Making Such Products
KR20230134078A (ko) 저항력이 개선된 알미늄 합금판 제품
RU2778466C1 (ru) Изделие из алюминиевого сплава серии 7xxx
WO1992018658A1 (en) Improvements in or relating to aluminium alloys
BR112021002715B1 (pt) MÉTODO DE MANUFATURA DE UM PRODUTO DE PLACA DE LIGA DE ALUMÍNIO SÉRIES-AA2x24