[发明专利]7xxx系列铝合金产品

说明书

本发明涉及一种锻制7xxx‑系列铝合金产品，其具有以wt.％.计的包括以下的组成：Zn 6.40至7.50，Mg 2.15至2.75，Cu 1.20至2.00，并且其中Cu+Mg4.50，且其中Mg2.5+5/3(Cu–1.2)，Fe至多0.25，Si至多0.25，以及任选的一种或多种选自由以下组成的组的元素：(Zr至多0.3，Cr至多0.3，Mn至多0.45，Ti至多0.25，Sc至多0.5，Ag至多0.5)，余量是铝和杂质，并且所述产品经时效处理而实现：在四分之一厚度处在L方向上测量的常规拉伸屈服强度(以MPa计)大于485‑0.12*(t–100)MPa(t是所述产品的厚度，以mm计)；在170MPa的短横向(ST)应力水平下根据ASTM G47‑98测量的无因应力腐蚀裂纹化(SCC)引起的失效的最小寿命为至少30天；以及在标准大气中在室温下根据ASTM E647‑13e01在L‑S方向上对CT样品测试的无因裂纹扩展引起的裂纹偏离的最小K_max‑dev值为平均至少40MPa√m。

技术领域

本发明涉及锻制Al-Zn-Mg-Cu铝类型(或由铝协会指定的7000或7xxx-系列铝合金)。更具体地，本发明涉及具有改善的耐裂纹偏离性的可时效硬化、高强度、高耐应力腐蚀的铝合金，以及由此铝合金制成的产品。由这种合金制成的产品非常适用于航空航天应用，但不仅限于此。该铝合金可以被加工成各种产品形式，如薄板、厚板、挤压或锻造产品。

背景技术

基于铝-锌-镁-铜体系的高强度铝合金用于许多应用中。通常，这些合金的性能曲线需要根据应用进行调整，并且很难在不负面影响其他性能的情况下改善一种性能。例如，需要通过针对目标应用运用最合适的回火来平衡强度和耐腐蚀性。另一个相关的性能是耐裂纹偏离性，当敏感性合金(susceptible alloy)在L-S样品中的预制裂纹上承受疲劳载荷时，材料中的裂纹路径偏离就可能会发生。对于零件制造商来说，这种现象可能是一个挑战，因为在某些条件下结构的完整性可能会受到影响。尤其在含Zn的高强度铝合金中已观察到了对裂纹偏离的敏感性。因此，需要这样的铝合金，其结合了高强度与良好的耐SCC腐蚀性，并且同时具有增加的耐裂纹偏离性。

欧洲专利EP-0863220-B2公开了一种用于汽车业并由AlZnMgCu合金经由挤压制成的螺钉或铆钉，并且其中AlZnMgCu合金按wt.％计由以下组成：6.0-8.0％Zn，2.0-3.5％Mg，优选2.6-2.9％Mg，1.6-1.9％Cu，0.05-0.30％Zr，最多0.10％Cr，最多0.50％Mn，最多0.10％Ti，最多0.20％Si，最多0.20％Fe，各自最多0.05％且总量最多0.15％的其他元素，余量铝和不可避免的杂质。

发明内容

如本文中应理解，除另外指示之外，铝合金命名和回火命名是指铝协会在2018年发布的铝标准和数据以及注册记录(Aluminium Standards and Data and theRegistration Records)中的铝协会命名，并且是本领域技术人员众所周知的。回火命名是在欧洲标准EN515中规定的。

对于合金组成或优选合金组成的任何描述，除非另外指示，否则所有对百分比的提及均按重量百分比计。

如本文所用，术语约当用于描述合金添加物的组成范围或量时，意指如本领域技术人员所理解的，由于诸如标准加工变化的因素，合金添加物的实际量可能与标称预期量不同。

如本文所用的术语“至多”以及“至多约”明确包括但不限于其所指代的特定合金化组分的重量百分比为零的可能性。例如，至多0.5％的Sc可以包括不具有Sc的铝合金。

本发明的目的是提供具有改善的高强度、高耐SCC性的平衡并且具有改善的耐裂纹偏离性的锻制7xxx-系列铝合金产品。

本发明通过提供锻制7xxx-系列铝合金产品而达到或超过了这个目的和其他目的以及进一步的优点，该铝合金产品优选具有至少12.7mm(0.5英寸)的规格并且具有以wt.％.计的包括以下的组成：