УЛУЧШЕННЫЕ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ СЕРИИ 7XXX БОЛЬШОЙ ТОЛЩИНЫ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК C22C21/10 C22F1/53 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящая заявка на патент относится к улучшенным продуктам большой толщины из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx и способам их получения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Алюминиевые сплавы можно использовать в самых различных изделиях. Однако улучшение одного свойства алюминиевого сплава без ухудшения другого свойства представляет собой труднодостижимую задачу. Например, сложно увеличить прочность ковкого сплава на основе алюминия без отрицательного влияния на другие свойства, такие как трещиностойкость или стойкость к коррозии. Сплавы серии 7xxx (на основе Al-Zn-Mg) обладают склонностью к коррозии. См., например, Bonn, W. Grubl, «The stress corrosion behaviour of high strength AIZnMg alloys», Paper held at the International Meeting of Associazione Italiana di Metallurgie, «Aluminum Alloys in Aircraft Industries», Турин, октябрь 1976 г.

[003] Патентообладатель описал некоторые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx, помимо прочего, в патентах США №№ 6972110 и 8673209 и публикациях международных заявок на патент №№ WO2016/183030 и WO2018/237196.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[004] В широком смысле настоящая заявка на патент относится к улучшенным продуктам большой толщины из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx и способам их получения. Новые продукты большой толщины из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx («новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx») могут обладать улучшенной комбинацией сопротивления растрескиванию под воздействием окружающей среды (EAC) и по меньшей мере одного из свойств, выбранных из прочности, относительного удлинения и вязкости разрушения, помимо других свойств.

[005] Новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержат (и в некоторых случаях состоят из или состоят по существу из) от 5,5 до 6,5% масс. Zn, от 1,7 до 2,3% масс. Cu и от 1,3 до 1,7% масс. Mg. Новые продукты из ковкого сплава на основе алюминия серии 7xxx, как правило, характеризуются толщиной, составляющей по меньшей мере 2,5 дюйма, и они могут характеризоваться толщиной, составляющей не более 12 дюймов, и проявлять устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды в поперечном направлении по высоте (ST), при этом данная устойчивость является важной для аэрокосмической промышленности и других областей применения, особенно в таковых с нагрузкой на конструкции в поперечном направлении по высоте (ST). Кроме того, такой продукт большой толщины из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx обычно обладает хорошими свойствами в отношении прочности, относительного удлинения, вязкости разрушения и/или сопротивления отклонению трещины. Таким образом, новые продукты из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx могут обладать улучшенной комбинацией сопротивления растрескиванию под воздействием окружающей среды и по меньшей мере одного из свойств, выбранных из прочности, относительного удлинения, вязкости разрушения и сопротивления отклонению трещины. Помимо цинка, магния и меди новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx могут содержать обычные материалы для контроля структуры зерна, добавки, измельчающие зерно, и примеси. Например, новые продукты из сплава на основе алюминия серии 7xxx могут содержать одно или более из Zr, Cr, Sc и Hf в качестве материалов для контроля структуры зерна (например, 0,05-0,25 вес. % каждого из одного или более из Zr, Cr, Sc и Hf), ограничивая общие количества данных элементов так, чтобы в сплаве не образовывались большие первичные частицы. В качестве другого примера, новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx могут содержать менее 0,15% масс. Mn. В качестве еще одного примера, новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx могут содержать до 0,15% масс. Ti в качестве добавки, измельчающей зерно, необязательно с некоторым количеством титана в форме TiB₂ и/или TiC. Новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx могут содержать до 0,20% масс. Fe и до 0,15% масс. Si в качестве примесей. Можно использовать более низкие количества железа и кремния. Остатком в новых продуктах из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно является алюминий и другие неизбежные примеси (отличные от железа и кремния).

[006] Как указано выше, новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержат заданные количества цинка, магния и меди для облегчения реализации сопротивления EAC в комбинации с хорошими свойствами в отношении прочности и/или вязкости разрушения, помимо прочего. В связи с этим новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержат от 5,5 до 6,5% масс. Zn. Согласно одному варианту реализации новый сплав содержит не более 6,4% масс. Zn. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит не более 6,3% масс. Zn. Согласно еще одному варианту реализации новый сплав содержит не более 6,2% масс. Zn. Согласно одному варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 5,6% масс. Zn. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 5,7% масс. Zn. Согласно еще одному варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 5,8% масс. Zn. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 5,9% масс. Zn.

[007] Как указано выше, новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержат от 1,7 до 2,3% масс. Cu. Согласно одному варианту реализации новый сплав содержит не более 2,25% масс. Cu. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит не более 2,20% масс. Cu. Согласно одному варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,75% масс. Cu. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,80% масс. Cu. Согласно еще одному варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,85% масс. Cu. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,90% масс. Cu. Согласно еще одному варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,95% масс. Cu. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 2,00% масс. Cu.

[008] Как указано выше, новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержат от 1,3 до 1,7% масс. Mg. Согласно одному варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,35% масс. Mg. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит по меньшей мере 1,40% масс. Mg. Согласно одному варианту реализации новый сплав содержит не более 1,65% масс. Mg. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит не более 1,60% масс. Mg. Согласно еще одному варианту реализации новый сплав содержит не более 1,55% масс. Mg. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит не более 1,50% масс. Mg. Согласно другому варианту реализации новый сплав содержит не более 1,45% масс. Mg.

[009] Согласно одному варианту реализации количества цинка, магния и меди в продукте из алюминиевого сплава серии 7xxx соответствует соотношению: 2,569 ≤ Mg+0,500*Cu+0,067*Zn ≤ 3,269. Согласно другому варианту реализации количества цинка, магния и меди в продукте из алюминиевого сплава серии 7xxx соответствует соотношению: 2,709 ≤ Mg+0,500*Cu+0,067*Zn ≤ 3,119. Согласно еще одному варианту реализации количества цинка, магния и меди в продукте из алюминиевого сплава серии 7xxx соответствует соотношению: 2,869 ≤ Mg+0,500*Cu+0,067*Zn ≤ 3,269. Согласно другому варианту реализации количества цинка, магния и меди в продукте из алюминиевого сплава серии 7xxx соответствует соотношению: 2,869 ≤ Mg+0,500*Cu+0,067*Zn ≤ 3,119. Любое из количеств цинка, магния и меди, описанных в предыдущих абзацах, можно использовать в комбинации с приведенными выше эмпирическими соотношениями.

[0010] В одном подходе количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,75:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,75:1). В одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,60:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,60:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,50:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,50:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,40:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,40:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,35:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,35:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,30:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,30:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,25:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,25:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,20:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,20:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,15:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,15:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,10:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,10:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 4,00:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 4,00:1). В еще одном варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 3,95:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 3,95:1). В другом варианте осуществления весовое соотношение цинка и магния составляет не более 3,90:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≤ 3,90:1).

[0011] В одном подходе количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,25:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≥ 3,25:1). В одном варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,33:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≥ 3,33:1). В другом варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,45:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≥ 3,45:1). В другом варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,55:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≥ 3,55:1). В еще одном варианте осуществления количества цинка и магния в продукте из сплава на основе алюминия серии 7xxx являются такими, что весовое соотношение цинка и магния составляет по меньшей мере 3,60:1 (т. е. (вес. % Zn/вес. % Mg) ≥ 3,60:1).

[0012] Как указано выше, новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать один или более элементов из Zr, Cr, Sc и Hf в качестве материалов для контроля структуры зерна (например, от 0,05 до 0,25% масс. каждого из одного или более элементов из Zr, Cr, Sc и Hf), при ограничении общего количества указанных элементов с тем, чтобы в сплаве не образовались большие первичные частицы. Материалы для контроля структуры зерна могут, например, способствовать обеспечению подходящей структуры зерна (например, структуры нерекристаллизованного зерна). При применении, новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержит по меньшей мере 0,05% масс. материалов для контроля структуры зерна. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07% масс. материалов для контроля структуры зерна. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,09% масс. материалов для контроля структуры зерна. При применении, новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержит не более 1,0% масс. материалов для контроля структуры зерна. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,75% масс. материалов для контроля структуры зерна. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,50% масс. материалов для контроля структуры зерна. Согласно одному варианту реализации материалы для контроля структуры зерна выбраны из группы, состоящей из Zr, Cr, Sc и Hf. Согласно другому варианту реализации материалы для контроля структуры зерна выбраны из группы, состоящей из Zr и Cr. Согласно другому варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr. Согласно другому варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr.

[0013] Согласно одному варианту реализации материалы для контроля структуры зерна включают в себя как Zr, так и Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07% масс. Zr и по меньшей мере 0,07% масс. Cr, при этом % масс. Zr плюс % масс. Cr составляет не более 0,40% масс. (т.е. % масс. Zr + % масс. Cr ≤ 0,40% масс.). Согласно другому варианту реализации материалы для контроля структуры зерна включают в себя как Zr, так и Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07% масс. Zr и по меньшей мере 0,07% масс. Cr, при этом % масс. Zr плюс % масс. Cr составляет не более 0,35% масс. (т.е. % масс. Zr + % масс. Cr ≤ 0,35% масс.). Согласно другому варианту реализации материалы для контроля структуры зерна включают как Zr, так и Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07% масс. Zr и по меньшей мере 0,07% масс. Cr, при этом % масс. Zr плюс % масс. Cr составляет не более 0,30% масс. (т.е. % масс. Zr + % масс. Cr ≤ 0,30% масс.). Согласно другому варианту реализации материалы для контроля структуры зерна включают в себя как Zr, так и Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07% масс. Zr и по меньшей мере 0,07% масс. Cr, при этом % масс. Zr плюс % масс. Cr составляет не более 0,25% масс. (т.е. % масс. Zr + % масс. Cr ≤ 0,25% масс.). Согласно другому варианту реализации материалы для контроля структуры зерна включают в себя как Zr, так и Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 0,07% масс. Zr и по меньшей мере 0,07% масс. Cr, при этом % масс. Zr плюс % масс. Cr составляет не более 0,20% масс. (т.е. % масс. Zr + % масс. Cr ≤ 0,20% масс.). Согласно любому из перечисленных вариантов реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать по меньшей мере 0,09% масс. по меньшей мере одного элемента из Zr и Cr. Согласно любому из перечисленных вариантов реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать по меньшей мере 0,09% масс. как Zr, так и Cr.

[0014] Согласно одному варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,18% масс. Zr. Согласно другому варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,16% масс. Zr. Согласно еще одному варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,08 до 0,15% масс. Zr. Согласно другому варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,09 до 0,14% масс. Zr. Согласно вариантам реализации, в которых материал для контроля структуры зерна представляет собой Zr, новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx обычно содержит низкие количества Cr, Sc и Hf (например, ≤ 0,04% масс. каждого элемента из Cr, Sc и Hf). Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,03% масс. каждого элемента из Cr, Sc и Hf. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,02% масс. каждого элемента из Cr, Sc и Hf. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,01% масс. каждого элемента из Cr, Sc и Hf. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,005% масс. каждого элемента из Cr, Sc и Hf.

[0015] Согласно одному варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,25% масс. Cr. Согласно другому варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,07 до 0,20% масс. Cr. Согласно еще одному варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,08 до 0,15% масс. Cr. Согласно другому варианту реализации материал для контроля структуры зерна представляет собой Cr, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,10 до 0,15% масс. Cr. Согласно другим вариантам реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит низкие количества Cr (например, ≤ 0,04% масс. % Cr.) Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,03% масс. Cr. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,02% масс. Cr. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,01% масс. Cr. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,005% масс. Cr.

[0016] Согласно некоторым вариантам реализации новый алюминиевый сплав серии 7xxx содержит низкие количества циркония (например, ≤ 0,04% масс. Zr). Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,03% масс. Zr. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,02% масс. Zr. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,01% масс. Zr. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,005% масс. Zr.

[0017] Как указано выше, новый продукт из алюминиевого сплава 7xxx обычно содержит менее 0,15% масс. Mn. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,12% масс. Mn. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,10% масс. Mn. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,08% масс. Mn. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,05% масс. Mn. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,04% масс. Mn. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,03% масс. Mn. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,02% масс. Mn. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,01% масс. Mn.

[0018] Как указано выше, новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,15% масс. Ti. Титан можно использовать для облегчения уменьшения размера зерна во время литья, например, путем применения TiB₂ или TiC. Можно также использовать элементарный титан или можно его использовать в качестве альтернативы. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx содержит от 0,005 до 0,025% масс. Ti.

[0019] Как указано выше, новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,15% масс. Si и до 0,20% масс. Fe в качестве примесей. Количество кремния и железа может быть ограничено с тем, чтобы избежать пагубного влияния на комбинацию прочности, вязкости разрушения и сопротивления отклонению трещины. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,12% масс. Si и до 0,15% масс. Fe в качестве примесей. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,10% масс. Si и до 0,12% масс. Fe в качестве примесей. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,08% масс. Si и до 0,10% масс. Fe в качестве примесей. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,06% масс. Si и до 0,08% масс. Fe в качестве примесей. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,04% масс. Si и до 0,06% масс. Fe в качестве примесей. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx может содержать до 0,03% масс. Si и до 0,05% масс. Fe в качестве примесей.

[0020] Как указано выше, толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет от 2,5 до 12,0 дюймов. Толщина относится к толщине поперечного сечения продукта в его самом широком месте. Согласно одному варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 3,0 дюйма. Согласно другому варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 3,5 дюйма. Согласно еще одному варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 4,0 дюйма. Согласно другому варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 4,5 дюйма. Согласно еще одному варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 5,0 дюймов. Согласно одному варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет не более 10,0 дюймов. Согласно другому варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет не более 9,0 дюймов. Согласно еще одному варианту реализации толщина нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет не более 8,0 дюймов.

[0021] Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx представляет собой прокатный продукт (например, листовой продукт). Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx представляет собой экструдированный продукт. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx представляет собой кованый продукт (например, продукт ручной ковки, продукт, изготовленный путем ковки в штампах).

[0022] Как указано выше, новые продукты из алюминиевого сплава серии 7xxx могут обладать улучшенной комбинацией свойств. Согласно одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 63 ksi согласно ASTM E8 и B557. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 64 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 65 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 66 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 67 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 68 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 69 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 70 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 71 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 72 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (L) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 73 ksi.

[0023] Согласно одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 57 ksi согласно ASTM E8 и B557. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 58 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 59 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 60 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 61 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 62 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 63 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 64 ksi. Согласно еще одному варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 65 ksi. Согласно другому варианту реализации типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST) продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx может составлять по меньшей мере 66 ksi.

[0024] Согласно одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 25 ksi√дюйм согласно ASTM E8 и E399-12. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 27 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 28 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 29 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 30 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 31 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 32 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 33 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 34 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 35 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 36 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 37 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 38 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 39 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 40 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 41 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 42 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 43 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 44 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) K_IC нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 45 ksi√дюйм.

[0025] В одном варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 20 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма согласно ASTM E8 и E399-12. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 22 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 24 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 26 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 28 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 30 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 32 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 34 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 36 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 38 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма. В другом варианте осуществления новый продукт из сплава на основе алюминия серии 7xxx характеризуется типичной вязкостью разрушения при плоской деформации (S-L) K_IC, составляющей по меньшей мере 40 тыс. фунтов/кв. дюйм * корень кв. дюйма.

[0026] Согласно одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 6% согласно ASTM E8 и B557. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 7%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 8%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 9%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 10%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 11%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 12%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 13%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 14%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 15%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (L) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 16%.

[0027] Согласно одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 3% согласно ASTM E8 и B557. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 4%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 5%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 6%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 7%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 8%. Согласно еще одному варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 9%. Согласно другому варианту реализации типичное относительное удлинение в направлении (ST) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 10%.

[0028] Согласно одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 25 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 27 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 29 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 31 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 33 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 35 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 37 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 39 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 41 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 43 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 45 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 47 ksi√дюйм. Согласно еще одному варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 49 ksi√дюйм. Согласно другому варианту реализации типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) нового продукта из алюминиевого сплава серии 7xxx составляет по меньшей мере 50 ksi√дюйм.

[0029] Как указано выше, новые алюминиевые сплавы серии 7xxx могут быть устойчивы к EAC, при этом сопротивление EAC можно определить с помощью испытания на SCC (коррозионное растрескивание под напряжением, КРН) при воздействии тепла и влаги. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx имеет толщину по меньшей мере 63,5 мм и проходит испытание на SCC (коррозионное растрескивание под напряжением) при воздействии тепла и влаги при применении стандартных образцов для испытания на коррозию под напряжением и растяжение, соответствующих ASTM G49, как определено ниже («HHSCC-G49»). Для изготовления образцов для испытания HHSCC-G49 из середины толщины конечного продукта и на участке между W/4 и 3W/4 конечного продукта берут по меньшей мере три образца в поперечном направлении по высоте (ST). Затем взятые образцы подвергают механической обработке с получением образцов для испытания на растяжение с диаметром, определенным в ASTM G47-20, и размерами, пропорциональными стандартному образцу, определенному в ASTM E8/8M-16ae1. Если толщина конечного продукта составляет по меньшей мере 2,25 дюйма (57,15 мм), то длина образца для испытания на растяжение составляет 2,00 дюйма (50,8 мм), как показано на фиг. 2. Если толщина конечного продукта составляет от 1,50 дюйма (38,1 мм) до менее 2,25 дюймов (<50,8 мм), длина образца должна составлять по меньшей мере 1,25 дюйма (31,75 мм) и должна быть как можно ближе к 2,00 дюймам (50,8 мм). Перед тестированием образцы для испытания на растяжение необходимо очистить/обезжирить путем промывания в ацетоне. Затем образцы для испытания на растяжение подвергают деформации в поперечном направлении по высоте при 85% от их предела текучести при растяжении в направлении ST в положении T/2. Предел текучести при растяжении ST сплава измеряют при комнатной температуре согласно ASTM E8 и B557 перед испытанием HHSCC-G49. Применяемая нагружающая рама относится к типу с постоянной деформацией согласно ASTM G49, раздел 7.2.2 (см., например, фиг. 4a ASTM G49). Затем подвергнутые деформации образцы помещают в камеру с контролируемой атмосферой, содержащую воздух при относительной влажности 85% (без добавления к воздуху, например, хлоридов) и температуре 70°C или 90 °C. Необходимо исследовать по меньшей мере три образца. Для целей настоящей заявки на патент сплав проходит испытание HHSCC-G49 при 70 °C, когда все образцы не разрушаются в течение по меньшей мере 100 дней. Для целей настоящей заявки на патент сплав проходит испытание HHSCC-G49 при 90°C, когда все образцы не разрушаются в течение по меньшей мере 10 дней. Разрушение происходит, когда образец разламывается на две половины либо вдоль рабочей длины, либо по одной из боковых сторон образца, примыкающей к рабочей длине. Разрушения вдоль боковой стороны статистически эквивалентны разрушениям вдоль рабочей длины. Сбои в резьбе включаются только в том случае, если они статистически эквивалентны сбоям в длине толщиномера при определении того, проходит ли сплав HHSCC-G49. Разрушение резьбы происходит, когда возникает трещина в резьбовом конце образца, а не вдоль рабочей длины. В некоторых случаях разрушения резьбы невозможно обнаружить до тех пор, пока образец не будет удален из нагружающей рамы.

[0030] Согласно одному из подходов испытание HHSCC-G49 проводят при 70 °C, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 120 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 120 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 140 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 140 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 150 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 150 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 160 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 160 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 180 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 180 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 200 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 200 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 220 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 220 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 240 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 240 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 260 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 260 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 280 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 280 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 300 дней испытания HHSCC-G49 при 70 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 300 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Указанные выше свойства в отношении сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением можно обеспечить в продуктах, толщина которых составляет по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 120 мм или по меньшей мере 140 мм или выше.

[0031] Согласно другому подходу испытание HHSCC-G49 проводят при 90 °C, и новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 15 дней испытания HHSCC-G49 при 90 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 15 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 20 дней испытания HHSCC-G49 при 90 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 20 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Согласно другому варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит 25 дней испытания HHSCC-G49 при 90 °C, при этом все образцы не разрушаются в течение 25 дней испытания HHSCC-G49, определенного выше. Указанные выше свойства в отношении сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением можно обеспечить в продуктах, толщина которых составляет по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 120 мм или по меньшей мере 140 мм или выше.

[0032] Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx имеет толщину по меньшей мере 63,5 мм и проходит испытание на коррозионное растрескивание под напряжением согласно ASTM G47 с применением стандартных образцов для испытания на коррозию под напряжением и растяжение, соответствующих ASTM G49, при альтернативных условиях воздействия погружения согласно ASTM G44 («SCC alternate immersion testing» (испытание на SCC с попеременным погружением)). Для целей настоящей заявки на патент новый алюминиевый сплав серии 7xxx проходит альтернативное тестирование погружения в SCC, если все образцы выживают в течение 20 дней после проведения альтернативного испытания погружения в SCC при чистом напряжении 172 МПа в направлении ST, где среда испытания составляет 3,5% NaCl, и при этом требуется тестирование минимум 5 (пяти) образцов. Согласно одному варианту реализации новый алюминиевый сплав серии 7xxx проходит 30 дней испытания на SCC с попеременным погружением, как определено выше. Согласно другому варианту реализации новый алюминиевый сплав серии 7xxx проходит 20 дней испытания на SCC с попеременным погружением, как определено выше, но при суммарном напряжении 241 МПа. Согласно еще одному варианту реализации новый алюминиевый сплав серии 7xxx проходит 30 дней испытания на SCC с попеременным погружением, как определено выше, но при суммарном напряжении 241 МПа. Указанные выше свойства в отношении сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением можно обеспечить в продуктах, толщина которых составляет по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 120 мм или по меньшей мере 140 мм или выше.

[0033] Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx имеет толщину по меньшей мере 63,5 мм и проходит испытание на SCC (коррозионное растрескивание под напряжением) при воздействии тепла и влаги в соответствии с ASTM G168, как определено ниже («HHSCC-G168»). Для целей настоящей заявки на патент новый алюминиевый сплав серии 7xxx проходит испытание HHSCC-G168, когда (a) коэффициент интенсивности напряжений обеспечивает скорость роста трещины не более 10^-7 мм/с, и (b) полученное значение K составляет по меньшей мере 13 МПа-квадратный корень-м (MPa√м). Испытание HHSCC-G168 необходимо проводить при 70°C и относительной влажности 85% в положении T/2 и с применением образцов S-L. Согласно одному варианту реализации полученное значение K составляет по меньшей мере 14 MPa√м при скорости роста трещины не более 10^-7 мм/с. Согласно другому варианту реализации полученное значение K составляет по меньшей мере 15 MPa√м при скорости роста трещины не более 10^-7 мм/с. Согласно еще одному варианту реализации полученное значение K составляет по меньшей мере 16 MPa√м при скорости роста трещины не более 10^-7 мм/с. Согласно другому варианту реализации полученное значение K составляет по меньшей мере 17 MPa√м при скорости роста трещины не более 10^-7 мм/с. Согласно еще одному варианту реализации полученное значение K составляет по меньшей мере 18 MPa√м или выше при скорости роста трещины не более 10^-7 мм/с. Указанные выше свойства в отношении сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением можно обеспечить в продуктах, толщина которых составляет по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 120 мм или по меньшей мере 140 мм или выше.

[0034] Согласно одному варианту реализации новый продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит по меньшей мере два из упомянутых выше испытаний на SCC (т.е. по меньшей мере два из: (a) испытания HHSCC-G49, определенного выше, (b) испытания на SCC с попеременным погружением, определенного выше, и (c) испытания HHSCC-G168, определенного выше). Согласно другому варианту реализации новый алюминиевый сплав серии 7xxx проходит все из упомянутых выше испытаний на SCC.

[0035] Хотя описанные выше свойства в направлении L и ST обычно относятся к толстолистовым продуктам, аналогичные свойства также можно обеспечить в кованых продуктах большой толщины и экструдированных продуктах большой толщины. Кроме того, многие из упомянутых выше свойств можно обеспечивать в комбинации, как показано с помощью приведенных ниже примеров.

[0036] Как указано выше, новые продукты большой толщины из алюминиевого сплава серии 7xxx могут подходить в качестве деталей для различных изделий в аэрокосмической промышленности. Согласно одному варианту реализации продукт из сплава представляет собой аэрокосмический конструкционный компонент. Структурный компонент самолета может представлять собой любой из верхней части крыла (обшивки), верхнего стрингера крыла, верхней обшивки крыла с интегральными стрингерами, лонжерона, полки лонжерона, стенки лонжерона, нервюры, башмака нервюры или стенки нервюры, элементов жесткости, каркасов, компонентов шасси (например, цилиндров, тележек), передних подкосов, шпангоутов, сборок направляющей закрылки, фюзеляжа и рам ветрового стекла, траверсы шасси, боковых подкосов, узлов креплений, компонента фюзеляжа (например, обшивки фюзеляжа) и компонентов для космической промышленности (например, для ракет и других транспортных средств, которые могут покинуть атмосферу Земли). Согласно одному варианту реализации продукт из сплава представляет собой бронированный компонент (например, в моторизированном транспортном средстве). Согласно одному варианту реализации продукт из сплава применяют в нефтегазовой промышленности (например, в качестве труб, конструкционных компонентов). В одном варианте осуществления продукт из сплава представляет собой блок пресс-формы большой толщины/продукт в виде плиты пресс-формы (например, для формования посредством литья под давлением). Согласно одному варианту реализации продукт из сплава представляет собой продукт для автомобильной промышленности.

[0037] Новые продукты большой толщины из алюминиевого сплава серии 7xxx можно превратить в деформируемые продукты посредством литья алюминиевого сплава с любым из приведенных выше составов с получением слитка или заготовки, с последующей гомогенизацией указанного слитка или заготовки. Гомогенизированный слиток или заготовку можно обрабатывать путем прокатки, экструзии или ковки до обеспечения конечной толщины, обычно посредством горячей обработки, необязательно с применением определенной холодной обработки. Продукт с конечной толщиной можно подвергать термообработке на твердый раствор, далее закалке, а затем снятию напряжения (например, путем растяжения или сжатия), после чего подвергать искусственному старению.

[0038] Помимо традиционных деформируемых продуктов новые алюминиевые сплавы серии 7xxx можно превращать в отливки с конкретной формой или с помощью аддитивной технологии в продукты, изготовленные посредством аддитивного производства. Изготовленные посредством аддитивного производства продукты можно использовать как есть или можно впоследствии подвергать обработке, например, обрабатывать с применением механического, термического или термомеханического способа обработки.

Определения

[0039] В настоящем документе «типичный предел текучести при растяжении в продольном направлении (L)» или TYS(L) определяют согласно ASTM B557-10 и путем измерения предела текучести при растяжении (TYS) в продольном направлении (L) в положении T/4, используя по меньшей мере три разные партии материала, и при этом по меньшей мере два дублирующих образца из каждой партии подвергают испытанию с получением в целом по меньшей мере 6 измеренных значений для разных образцов, при этом типичный TYS(L) представляет собой среднее значение из по меньшей мере 6 измеренных значений для разных образцов. Типичное относительное удлинение в направлении (L) измеряют во время испытания на растяжение в продольном направлении.

[0040] В настоящем документе «типичный предел текучести при растяжении в поперечном направлении по высоте (ST)» или TYS(ST) определяют согласно ASTM B557-10 и путем измерения предела текучести при растяжении (TYS) в поперечном направлении по высоте (ST), используя по меньшей мере три разные партии материала, и при этом по меньшей мере два дублирующих образца из каждой партии подвергают испытанию с получением в целом по меньшей мере 6 измеренных значений для разных образцов, при этом типичный TYS(ST) представляет собой среднее значение из по меньшей мере 6 измеренных значений для разных образцов. Образцы для испытания на поперечное растяжение по высоте отбирают таким образом, чтобы средняя точка рабочего участка совпадала с плоскостью середины толщины листа. Типичное относительное удлинение в направлении (ST) измеряют во время испытания на поперечное растяжение по высоте.

[0041] В настоящем документе «типичную вязкость разрушения при плоской деформации (L-T) (K_IC)» определяют согласно ASTM E399-12 путем измерения вязкости разрушения при плоской деформации в направлении L-T в положении T/4, используя по меньшей мере три разные партии материала, с применением образца C(T), где «W» составляет 4,0 дюйма и где «B» составляет 2,0 дюйма для продуктов с толщиной по меньшей мере 2,0 дюйма, и где «B» составляет 1,5 дюйма для продуктов с толщиной менее 2,0 дюйма, при этом по меньшей мере два дублирующих образца из каждой партии подвергают испытанию с получением в целом по меньшей мере 6 измеренных значений для разных образцов, и при этом типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (L-T) (K_IC) представляет собой среднее значение из по меньшей мере 6 допустимых измеренных значений K_IC для разных образцов.

[0042] В настоящем документе, «типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (S-L) (K_IC)» определяют согласно ASTM E399-12 путем измерения вязкости разрушения при плоской деформации в направлении S-L в положении T/2, используя по меньшей мере три разные партии материала, с применением образца C(T), где «W» и «B» приведены в представленной ниже таблице, при этом по меньшей мере два дублирующих образца из каждой партии подвергают испытанию с получением в целом по меньшей мере 6 измеренных значений для разных образцов, и при этом типичное сопротивление разрушению при плоской деформации (S-L) (K_IC) представляет собой среднее значение из по меньшей мере 6 допустимых измеренных значений K_IC для разных образцов.

Параметры образца в S-L направлении

Толщина продукта «W» «B» ≥ 5,0 дюйма 4,0 дюйма 2,0 дюйма от < 5,0 дюйма до ≥ 3,8 дюйма 3,0 дюйма 1,5 дюйма от < 3,8 дюйма до ≥ 3,2 дюйма 2,5 дюйма 1,25 дюйма от < 3,2 дюйма до ≥ 2,6 дюйма 2,0 дюйма 1,0 дюйм от < 2,6 дюйма до ≥ 2,0 дюйма 1,5 дюйма 0,75 дюйма от < 2,0 дюйма до ≥ 1,5 дюйма 1,0 дюйм 0,5 дюйма

[0043] Типичные свойства в отношении сопротивления отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) следует определять согласно процедуре, описанной в публикации заявки на совместный патент США № 2017/0088920, абзац 0058, при этом указанная процедура включена в настоящий документ посредством ссылки, за исключением: (a) размер «W» образца должен составлять 2,0 дюйма (5,08 см), (b) образец должен быть расположен по центру в положении T/2 (относительно вершины надреза) и (c) исследуемые образцы можно подвергать испытанию в лабораторном воздухе, а не на воздухе с высокой влажностью.

[0044] В настоящем документе термин «квадратный корень» может быть сокращен как «√».

[0045] В настоящем документе в описании и формуле изобретения следующие термины имеют явно связанные значения, если контекст определенно не указывает на иное. В настоящем документе выражения «согласно одному из вариантов реализации» и «согласно некоторым вариантам реализации» не обязательно относятся к одному и тому же варианту(ам) реализации, хотя такая возможность существует. Кроме того, в настоящем документе выражения «согласно другому варианту реализации» и «согласно некоторым вариантам реализации» не обязательно относятся к другому варианту реализации, хотя такая возможность существует. Таким образом, как описано ниже, различные варианты реализации изобретения можно легко объединять без отступления от объема или сущности настоящего изобретения.

[0046] Кроме того, в настоящем документе, термин «или» представляет собой включительный оператор «или» и эквивалентен термину «и/или», если контекст явно не указывает на иное. Термин «на основе» не является исключительным и допускает базирование на дополнительных не описанных факторах, если контекст явно не указывает на иное. Кроме того, в описании изобретения существительные в единственном числе включают ссылки на формы множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Значение «в» включает «в» и «на», если контекст явно не указывает на иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0047] На фиг. 1 представлен график, демонстрирующий прочность относительно свойств вязкости разрушения K_IC для сплавов согласно примеру 1.

[0048] На фиг. 2 представлен график, демонстрирующий прочность относительно сопротивления EAC для сплавов согласно примеру 1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0049] Пример 1

[0050] Два алюминиевых сплава отливали в виде слитков размером 6 × 18 дюймов (D × W), составы которых приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1. Состав сплавов согласно примеру 1 (% масс.)

Сплав Si Fe Zn Mg Cu Zr Mn Cr Ti 1 0,05 0,05 5,88 1,60 2,17 0,10 0,02 0,02 0,02 2 0,02 0,06 5,98 1,50 2,12 0,10 -- -- 0,02

Затем слитки подготавливали для гомогенизации традиционным способом (например, путем распиливания и обдирки). Затем первый слиток обрабатывали до его конечного состояния согласно японскому патенту № H03-41540 (1991), пример 1, сплав 4 ¹ (также опубликован как JP01-290737 (1989)). Второй слиток обрабатывали в соответствии со способами согласно настоящему изобретению, описанными в настоящем документе.

[0051] В частности, сплав 1 гомогенизировали при 842 °F (450 °C) согласно JPH03-41540. Затем сплав подвергали горячей прокатке до обеспечения конечной толщины 1,75 дюйма (44,45 мм). Затем сплав 1 подвергали термообработке на твердый раствор при 842 °F (450°C) в течение 1 часа согласно JPH03-41540, затем закаливали в воде при 190 °F (87,8 °C) и затем растягивали на 1,5%. После растяжения сплав 1 подвергали искусственному старению путем первого старения при 248 °F (120 °C) в течение 24 часов, нагревали до 302 °F, а затем подвергали старению при 302 °F (150 °C) в течение 24 часов согласно JPH034-41540.

[0052] Сплав 2 гомогенизировали при 895 °F (479 °C) и затем подвергали горячей прокатке до обеспечения конечной толщины 1,75 дюйма (44,45 мм). Затем сплав 2 подвергали термообработке на твердый раствор при 895 °F (479 °C) в течение 2 часов, закаливали в воде при 190 °F (87,8 °C) и затем растягивали на 2,25%. После растяжения некоторое количество сплава 2 подвергали двум различным способам искусственного старения:

Способ 1: Первое старение при 250 °F (121 °C) в течение 6 часов, затем нагревание до 320 °F (160 °C) и выдерживание в течение 5,6 часов, охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, а затем повторное нагревание до 250 °C (121 °C) и выдерживание в течение 24 часов.

Способ 2: Первое старение при 250 °F (121 °C) в течение 6 часов, затем нагревание до 320 °F (160 °C) и выдерживание в течение 9,75 часов, охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, а затем повторное нагревание до 250 °F (121 °C) и выдерживание в течение 24 часов.

Температура закалки 190 °F имитирует скорость охлаждения при закалке в середине слитка большой толщины (например, слитка толщиной 8 дюймов (203,2 мм).

[0053] Сплавы 1-2 подвергали металлографическому исследованию и обнаружили, что они нерекристаллизированы, т.е. содержали не более 45% рекристаллизованных зерен, как определено с применением стандартных процедур металлографического анализа. Согласно одному варианту реализации новый продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 35% рекристаллизованных зерен. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 25% рекристаллизованных зерен. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 15% рекристаллизованных зерен. Согласно еще одному варианту реализации новый продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 5% рекристаллизованных зерен.

[0054] Затем сплавы подвергали механическому испытанию, результаты которого приведены ниже в таблице 2. Также представлены результаты испытаний, относящиеся к аналогично полученным традиционным сплавам 7050, результаты которых взяты из публикации совместной международной заявки на патент № WO2020/102441. Измерения относятся к положению T/2 для всех сплавов. Вязкость разрушения относится к ориентации S-L.

Таблица 2. Механические свойства сплавов согласно примеру 1*

Сплав Прочность
Испытание
Ориентация Предел прочности на растяжение (ksi) Предел текучести при растяжении (ksi) Относительное удлинение
(%) K_IC (ksi√дюйм) 1 L 76,8 70,2 12,1 -- 1 ST 73,4 63,5 5,6 18,1 2 (AP1) L 78,0 72,1 12,6 -- 2 (AP1) ST 75,5 65,8 9,4 20,7 2 (AP2) L 76,7 69,9 13,7 -- 2 (AP2) ST 73,2 62,5 9,5 23,3 7050 L 72,3 61,6 11,7 30,7 (K_Q) 7050 L 72,2 61,2 12,5 28,2 (K_Q) 7050 ST 70,4 56,3 9,4 18,5 7050 ST 70,3 56,2 10,2 18,4

*AP1=способ старения 1; AP2=способ старения 2; √=квадратный корень

[0055] Кроме того, сплавы подвергали испытанию на сопротивление EAC (растрескиванию под воздействием окружающей среды) согласно процедуре HHSCC-G49, описанной выше. Также исследовали изготовленную пластину 7050-T7651 (толщиной 3,9 дюйма) с уровнем прочности, аналогичным уровню прочности сплавов 1-2. Результаты HHSCC-G49 приведены ниже в таблице 3.

Таблица 3. Результаты испытания HHSCC-G49

Сплав Напряжение
(% TYS-ST) Приложенное напряжение (ksi) 90°C/85% RH Количество дней при испытании Количество дней до разрушения Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Образец 5 1 85 54 18 11 11 14 18 18 2 (AP1) 85 55,9 21 11 11 11 21 18 2 (AP2) 85 53,1 46 28 32 28 46 35 7050 85 53,0 55 28 55 55 19 41

[0056] Как показано выше и на фиг. 1-2, сплав 2 обладает улучшенной комбинацией свойств по сравнению с сплавом 1. Как показано на фиг. 1, сплав 2 обладает комбинацией гораздо более высоких значений прочности и вязкости по сравнению с сплавом 1 и традиционным сплавом 7050. Как показано на фиг. 2, сплав 2 также обладает гораздо лучшей комбинацией прочности и сопротивления EAC по сравнению с сплавом 1. Кроме того, как показано в таблице 2, пластичность ST сплава 2 значительно выше, чем пластичность сплава 1.

[0057] Был проведен анализ температуры гомогенизации для данной системы сплавов. Было определено, что для указанных конкретных сплавов, содержащих от 5,5 до 6,5% масс. Zn, от 1,3 до 1,7% масс. Mg и от 1,7 до 2,3% масс. Cu, температура гомогенизации должна быть по меньшей мере такой же высокой, как T(гомог.), где T(гомог.) рассчитывают в градусах Фаренгейта по следующей формуле:

T(гомог.)=614,4+55,2*Cu+83,1*Mg-1,8*Zn.

В приведенной выше формуле Cu, Mg и Zn представляют собой количества в процентах по массе меди, магния и цинка, соответственно, в деформируемом алюминиевом сплаве серии 7xxx. В приведенной ниже таблице показаны расчеты для сплавов 1 и 2.

Таблица 4 - T(гомог.) сплавов 1-2

Сплав Zn Mg Cu T(гомог.) (°F) 1 5,88 1,60 2,17 856,5 2 5,98 1,50 2,12 845,3

Как показано, минимальная температура гомогенизации сплава 1 составляет 856,5 °F и минимальная температура гомогенизации сплава 2 составляет 845,3 °F.

[0058] Температура гомогенизации предпочтительно выше, чем T(гомог.) Согласно одному варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 5 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 5 °F+T(гомог.). Согласно другому варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 10 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 10 °F+T(гомог.). Согласно еще одному варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 15 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 15 °F+T(гомог.). Согласно другому варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 20 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 20 °F+T(гомог.). Согласно еще одному варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 25 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 25 °F+T(гомог.). Согласно другому варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 30 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 30 °F+T(гомог.). Согласно еще одному варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 35 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 35 °F+T(гомог.). Согласно другому варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 40 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 40 °F+T(гомог.). Согласно еще одному варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 45 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 45 °F+T(гомог.). Согласно другому варианту реализации температура гомогенизации на по меньшей мере 50 °F выше, чем T(гомог.), т.е. составляет ≥ 50 °F+T(гомог.). Тем не менее, температура гомогенизации должна быть ниже начальной температуры плавления алюминиевого сплава. Температура гомогенизации предпочтительно на по меньшей мере 10 °F ниже начальной температуры плавления алюминиевого сплава.

[0059] Что касается термообработки на твердый раствор, то все приведенные выше идеи относительно гомогенизации в равной степени применимы к температуре термообработки на твердый раствор. То есть, температура термообработки на твердый раствор может быть такой же, как T(гомог.) и предпочтительно на от 10 до 50 °F выше, чем T(гомог.), как описано выше, но ниже начальной температуры плавления алюминиевого сплава и предпочтительно на по меньшей мере на 10 °F ниже начальной температуры плавления алюминиевого сплава. После термообработки на твердый раствор сплав следует подвергнуть закалке в подходящей среде, такой как вода или воздух. Вода предпочтительно имеет комнатную температуру.

[0060] На основании приведенных выше данных также проводили анализ старения. Было обнаружено, что сплавы следует подвергать старению до достижения общего эквивалентного времени старения, t(экв.), составляющего от 7 до 20 часов, при этом общее эквивалентное время искусственного старения составляет:

В приведенной выше формуле T представляет собой мгновенную температуру в градусах Кельвина (K) во время искусственного старения, и Tref представляет собой эталонную температуру, выбранную на уровне 160 °C (433,15K). Значения t(экв.) для сплавов 1-2 приведены ниже в таблице.

Таблица 5 - t(экв.) сплавов 1-2

Сплав t(экв.)
(часы) 1 14,58 2-AP1 10,57 2-AP2 14,57

[0061] Как показано, как сплав 1, так и сплав 2-AP2 подвергали старению в течение в целом одинакового общего эквивалентного времени старения. Тем не менее, способ старения сплава 2 является превосходным и по меньшей мере частично способствует его значительно улучшенным свойствам. Соответственно, согласно одному варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 19 часов. Согласно другому варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 18 часов. Согласно еще одному варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 17 часов. Согласно другому варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 16 часов. Согласно еще одному варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 15 часов. Согласно другому варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 14 часов. Согласно еще одному варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 13,5 часов. Согласно другому варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 13 часов. Согласно еще одному варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 12,5 часов. Согласно другому варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 12 часов. Согласно еще одному варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 11,5 часов. Согласно другому варианту реализации t(экв.) составляет от 7 до 11 часов.

[0062] Считается, что как двухстадийный, так и трехстадийный способ старения можно использовать с описанными в настоящем документе деформируемыми алюминиевыми сплавами серии 7xxx при условии соблюдения соответствующих процедур гомогенизации и термообработки на твердый раствор. Таким образом, согласно одному варианту реализации искусственное старение включает первое старение при первой температуре старения от 200 до 300 °F с последующим вторым старением при второй температуре старения от 250 до 350 °F, при этом вторая температура старения на по меньшей мере 10 °F выше первой температуры старения. Согласно одному варианту реализации вторая температура старения на по меньшей мере 20 °F выше первой температуры старения. Согласно другому варианту реализации вторая температура старения на по меньшей мере 30 °F выше первой температуры старения. Согласно еще одному варианту реализации вторая температура старения на по меньшей мере 40 °F выше первой температуры старения. Согласно другому варианту реализации вторая температура старения на по меньшей мере 50 °F выше первой температуры старения. Согласно еще одному варианту реализации вторая температура старения на по меньшей мере 60 °F выше первой температуры старения. В другом варианте осуществления вторая температура старения по меньшей мере на 70°F выше первой температуры старения.

[0063] В одном варианте осуществления первая температура старения составляет не более 280°F. В другом варианте осуществления первая температура старения составляет не более 270°F. В еще одном варианте осуществления первая температура старения составляет не более 260°F. В другом варианте осуществления первая температура старения составляет не более 250°F. Можно применять несколько температур старения в пределах первого диапазона температур старения, при условии, что достигается t(eq).

[0064] В одном варианте осуществления вторая температура старения составляет по меньшей мере 305°F. В другом варианте осуществления вторая температура старения составляет по меньшей мере 310°F. В еще одном варианте осуществления вторая температура старения составляет по меньшей мере 315°F. В другом варианте осуществления вторая температура старения составляет по меньшей мере 320°F. Можно применять несколько температур старения в пределах второго диапазона температур старения, при условии, что достигается t(eq). После второй стадии старения продукт можно охлаждать до комнатной температуры.

[0065] При применении третьей стадии старения она следует за второй стадией старения. В одном подходе третья стадия старения является аналогичной первой стадии старения или такой же, как и первая стадия старения, например, с применением температуры старения, составляющей 200-300°F. Можно использовать несколько температур старения в пределах третьего диапазона температур старения, при условии, что достигается t(eq). Согласно одному варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 10 °F ниже второй температуры старения. Согласно другому варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 20 °F ниже второй температуры старения. Согласно еще одному варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 30 °F ниже второй температуры старения. Согласно другому варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 40 °F ниже второй температуры старения. Согласно еще одному варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 50 °F ниже второй температуры старения. Согласно другому варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 60 °F ниже второй температуры старения. Согласно еще одному варианту реализации третья температура старения на по меньшей мере 70 °F ниже второй температуры старения.

[0066] В одном варианте осуществления третья температура старения составляет не более 280°F. В другом варианте осуществления третья температура старения составляет не более 270°F. В еще одном варианте осуществления третья температура старения составляет не более 260°F. В другом варианте осуществления третья температура старения составляет не более 250°F. Можно использовать несколько температур старения в пределах третьего диапазона температур старения, при условии, что достигается t(eq).

[0067] Хотя различные варианты реализации настоящего изобретения были подробно описаны, очевидно, что модификации и адаптации таких вариантов реализации будут очевидны специалистам в данной области техники. Однако следует четко понимать, что такие модификации и адаптации находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к металлургии, а именно к продуктам из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx большой толщины и способам их получения. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит, мас. %: 5,5-6,5 Zn, 1,3-1,7 Mg, 1,7-2,3 Cu, менее 0,15 Mn, до 1,0 материалов для контроля структуры зерна, при этом указанные материалы для контроля структуры зерна содержат по меньшей мере один из Zr, Cr, Sc и Hf, и до 0,15 Ti, остаток составляют алюминий и неизбежные примеси. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx имеет толщину от 2,5 до 12 дюймов, причем продукт проходит испытание HHSCC-G49 при 70°C в течение 100 дней или при 90°C в течение 10 дней. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx обладает улучшенной комбинацией двух или более из следующих свойств: сопротивления растрескиванию под воздействием окружающей среды, прочности, относительного удлинения и сопротивления разрушению. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл.

1. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx, содержащий, мас. %:

5,5-6,5 Zn;

1,3-1,7 Mg;

1,7-2,3 Cu;

менее 0,15 Mn;

до 1,0 материалов для контроля структуры зерна, при этом указанные материалы для контроля структуры зерна содержат по меньшей мере один из Zr, Cr, Sc и Hf; и

до 0,15 Ti;

остаток составляют алюминий и неизбежные примеси;

причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx имеет толщину от 2,5 до 12 дюймов;

причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава проходит испытание HHSCC-G49 при 70°C в течение 100 дней или при 90°C в течение 10 дней.

2. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 1, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 0,12 мас. % Mn.

3. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 2, содержащий от 0,05 до 0,15 мас. % Zr и не более 0,04 мас. % Mn.

4. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 1, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 6,4 мас. % Zn.

5. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 4, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 5,6 мас. % Zn.

6. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 1, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 2,25 мас. % Cu.

7. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 6, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 1,75 мас. % Cu.

8. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 1, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит по меньшей мере 1,35 мас. % Mg.

9. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 8, причем продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx содержит не более 1,65 мас. % Mg.

10. Продукт из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по п. 1, причем продукт из алюминиевого сплава серии 7xxx проявляет типичное сопротивление отклонению трещины L-S (K_{макс.-откл.}) по меньшей мере 25 ksi√дюйм.

11. Аэрокосмический конструкционный компонент, изготовленный из любого из продуктов из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx по пп. 1-10.

12. Способ получения продукта из деформируемого алюминиевого сплава серии 7xxx, включающий:

(a) литье сплава, имеющего состав по любому из пп. 1-9, в виде слитка или заготовки;

(b) гомогенизацию указанного слитка или заготовки;

(c) горячую обработку слитка или заготовки с получением продукта с промежуточной толщиной или продукта с конечной толщиной;

(d) необязательную холодную обработку продукта с промежуточной толщиной с получением продукта с конечной толщиной;

(e) термообработку на твердый раствор продукта с конечной толщиной с последующей закалкой;

(f) необязательное растяжение или сжатие подвергнутого термообработке на твердый раствор и закалке продукта на 1-5%;

(g) искусственное старение подвергнутого термообработке на твердый раствор и закалке продукта.

13. Способ по п. 12, в котором температура гомогенизации представляет собой по меньшей мере T(гомог.), при этом T(гомог.) рассчитывают в градусах Фаренгейта по формуле 614,4+55,2⋅Cu+83,1⋅Mg-1,8⋅Zn, где Cu, Mg и Zn представляют собой количества в массовых процентах меди, магния и цинка, соответственно, в деформируемом алюминиевом сплаве серии 7xxx.

14. Способ по п. 12, в котором искусственное старение включает в себя первое старение при первой температуре старения 200-300°F с последующим вторым старением при второй температуре старения 250-350°F, при этом вторая температура старения на по меньшей мере 10°F выше первой температуры старения.

15. Способ по п. 12, в котором общее эквивалентное время искусственного старения представляет собой t(экв.), где t(экв.) составляет от 7 до 20 ч, при этом t(экв.) рассчитывают по формуле

,

где T – мгновенная температура в K во время искусственного старения, и где Tref – эталонная температура, выбранная на уровне 160°C (433,15 K).

16. Способ по п. 15, в котором t(экв.) составляет не более 19 ч.

17. Продукт в виде листового проката из алюминиевого сплава серии 7xxx, содержащий, мас. %:

5,9-6,2 Zn;

1,4-1,7 Mg;

2,0-2,3 Cu;

0,05-0,15 Zr;

до 0,20 Cr;

до 0,15 Ti; и

не более 0,04 Mn;

остаток составляют алюминий и неизбежные примеси;

при этом продукт в виде листового проката из алюминиевого сплава серии 7xxx имеет толщину от 3 до 12 дюймов; и

при этом продукт в виде листового проката из алюминиевого сплава серии 7xxx проходит испытание HHSCC-G49 при 90°C в течение 15 дней;

при этом продукт в виде листового проката из алюминиевого сплава серии 7xxx проявляет по меньшей мере два из следующих:

(a) типичный предел текучести при растяжении в направлении (ST), составляющий по меньшей мере 57 ksi;

(b) типичную трещиностойкость при плоской деформации K_IC (S-L), составляющую по меньшей мере 20 ksi√дюйм; и

(c) типичное относительное удлинение в направлении (ST), составляющее по меньшей мере 5%.