Усовершенствованные алюминиевые сплавы серии 6ххх и способ их получения

Усовершенствованные алюминиевые сплавы серии 6ххх и способ их получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[001] Алюминиевые сплавы используются в многообразных вариантах применения. Однако улучшение одного свойства алюминиевого сплава без ухудшения другого свойства является труднодостижимым. Например, затруднительно повысить прочность сплава без снижения вязкости разрушения сплава. Прочие обсуждаемые свойства алюминиевых сплавов включают коррозионную стойкость и усталостную прочность, и это только два примера.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[002] В общих чертах, настоящая заявка на патент относится к новым алюминиевым сплавам серии 6ххх и к способам их получения. Как правило, изделия из новых алюминиевых сплавов серии 6ххх достигают улучшенного сочетания свойств благодаря, например, количеству легирующих элементов, как более подробно описано ниже. Например, новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут реализовывать улучшенное сочетание двух или более характеристик из прочности, вязкости разрушения, усталостной прочности и коррозионной стойкости, помимо прочего, как показано в приведенных ниже примерах. Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут быть получены в деформированной форме, такой как в форме проката (например, в виде листа или плиты), в виде прессованного профиля или в виде поковки, помимо всего прочего. В одном варианте воплощения новый алюминиевый сплав серии 6ххх находится в форме кованого колесного изделия. В одном варианте воплощения кованое колесное изделие представляет собой полученный объемной штамповкой колесный диск.

[003] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают (в некоторых примерах состоят по существу из них, или состоят из них) магний (Mg), кремний (Si) и медь (Cu) в качестве основных легирующих элементов и по меньшей мере один вторичный элемент, выбранный из группы, состоящей из ванадия (V), марганца (Mn), железа (Fe), хрома (Cr), циркония (Zr) и титана (Ti), причем остальное составляют алюминий и прочие примеси, как определено ниже.

[004] В отношении магния, новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают от 1,05 масс. % до 1,50 масс. % Mg. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 1,10 масс. % Mg. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 1,15 масс. % Mg. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 1,20 масс. % Mg. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 1,45 масс. % Mg. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 1,40 масс. % Mg. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 1,35 масс. % Mg.

[005] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают кремний в диапазоне от 0,60 масс. % до 0,95 масс. % Si. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,65 масс. % Si. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,70 масс. % Si. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,90 масс. % Si. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,85 масс. % Si. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,80 масс. % Si.

[006] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают магний и кремний в соотношении от 1,30 до 1,90 (Mg/Si). В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si по меньшей мере 1,35. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si по меньшей мере 1,40. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si по меньшей мере 1,45. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si не более 1,85. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si не более 1,80. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si не более 1,75. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si не более 1,70. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si не более 1,65. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si от 1,35 до 1,85. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si от 1,35 до 1,80. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si от 1,40 до 1,75. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si от 1,40 до 1,70. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх имеют соотношение Mg/Si от 1,45 до 1,65. Могут быть использованы другие сочетания вышеописанных пределов. Применение описанных выше количеств Mg и Si может способствовать, помимо всего прочего, достижению улучшенных свойств прочности и/или сопротивления усталости.

[007] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают медь в диапазоне от 0,275 масс. % до 0,50 масс. % Cu. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,30 масс. % Cu. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,325 масс. % Cu. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,35 масс. % Cu. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,45 масс. % Cu. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,425 масс. % Cu. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,40 масс. % Cu. Применение описанных выше количеств Cu может способствовать достижению повышенной прочности и при хорошей коррозионной стойкости. Как более подробно описано ниже, когда новый алюминиевый сплав серии 6ххх практически не содержит ванадия (то есть включает менее 0,05 масс. % V), новый алюминиевый сплав серии 6ххх должен включать по меньшей мере 0,35 масс. % Cu.

[008] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 1,0 масс. % вторичных элементов, причем вторичные элементы выбраны из группы, состоящей из ванадия, марганца, хрома, железа, циркония, титана и их сочетаний. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,10 до 0,80 масс. % вторичных элементов. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,15 до 0,60 масс. % вторичных элементов. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,20 до 0,45 масс. % вторичных элементов.

[009] В одном варианте воплощения вторичные элементы включают по меньшей мере ванадий, и в этих вариантах воплощения новый алюминиевый сплав серии 6ххх включает по меньшей мере 0,05 масс. % V. В еще одном варианте воплощения вторичные элементы включают по меньшей мере ванадий и железо. В еще одном дополнительном варианте воплощения вторичные элементы включают по меньшей мере ванадий, железо и титан. В еще одном варианте воплощения вторичные элементы включают по меньшей мере ванадий, железо, титан и хром. В еще одном варианте воплощения вторичные элементы включают по меньшей мере ванадий, железо, титан и марганец. В еще одном дополнительном варианте воплощения вторичные элементы включают все элементы из ванадия, железа, титана, марганца и хрома.

[0010] В других вариантах воплощения вторичные элементы практически не содержат ванадия (то есть включают менее 0,05 масс. % V), и в этих вариантах воплощения вторичные элементы выбраны из группы, состоящей из ванадия, марганца, хрома, железа, циркония, титана и их сочетаний, и причем присутствует по меньшей мере один из марганца, хрома и циркония. В одном варианте воплощения присутствует по меньшей мере хром. В одном варианте воплощения присутствуют по меньшей мере хром и цирконий. В одном варианте воплощения присутствуют по меньшей мере хром и марганец. В одном варианте воплощения присутствует по меньшей мере цирконий. В одном варианте воплощения присутствуют по меньшей мере цирконий и марганец. В одном варианте воплощения присутствует по меньшей мере марганец.

[0011] Как показано приведенными ниже данными, ванадий представляет собой полезный вторичный элемент, но он не обязательно должен быть включен в новые алюминиевые сплавы серии 6ххх. В тех вариантах воплощения, где присутствует ванадий, новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,25 масс. % V. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,20 масс. % V. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,18 масс. % V. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,16 масс. % V. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,14 масс. % V. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,13 масс. % V. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,06 масс. % V. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,07 масс. % V. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,16 масс. % V. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,06 до 0,14 масс. % V. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,07 до 0,13 масс. % V. Могут быть использованы другие сочетания вышеописанных пределов.

[0012] В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат ванадия, и в этих вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх содержат менее 0,05 масс. % V. В этих вариантах воплощения хром, марганец и/или цирконий могут быть использованы в качестве заменителей ванадия. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх содержат менее 0,05 масс. % V, но содержат в сумме от 0,15 до 0,60 масс. % хрома, марганца и/или циркония (то есть, сумма «Cr+Mn+Zr» составляет от 0,15 масс. % до 0,60 масс. %). В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх содержат менее 0,05 масс. % V, но содержат от 0,20 до 0,45 масс. % хрома, марганца и/или циркония. В тех вариантах воплощения, где новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат ванадия (то есть алюминиевый сплав содержит менее 0,05 масс. % V), количество меди в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх должно составлять по меньшей мере 0,35 масс. % Cu. В некоторых из этих безванадиевых вариантов воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,375 масс. % Cu. В других из этих безванадиевых вариантов воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,40 масс. % Cu.

[0013] В тех вариантах воплощения, где присутствует хром (с ванадием или без него), новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают от 0,05 до 0,40 масс. % Cr. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,35 масс. % Cr. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,30 масс. % Cr. В еще одном дополнительном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,25 масс. % Cr. В еще одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,20 масс. % Cr. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,08 масс. % Cr. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,25 масс. % Cr. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,08 до 0,20 масс. % Cr. Могут быть применены другие сочетания вышеописанных пределов. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат хрома, и в этих вариантах воплощения они содержат менее 0,05 масс. % Cr.

[0014] В тех вариантах воплощения, где присутствует марганец (с ванадием или без него), новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают от 0,05 до 0,50 масс. % Mn. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,25 масс. % Mn. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,20 масс. % Mn. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,15 масс. % Mn. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,25 масс. % Mn. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,20 масс. % Mn. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,15 масс. % Mn. Могут быть использованы другие сочетания вышеописанных пределов. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат марганца, и в этих вариантах воплощения они содержат менее 0,05 масс. % Mn.

[0015] В тех вариантах воплощения, где присутствует цирконий (с ванадием или без него), новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают от 0,05 до 0,25 масс. % Zr. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,20 масс. % Zr. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,18 масс. % Zr. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,15 масс. % Zr. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,06 масс. % Zr. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,07 масс. % Zr. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,20 масс. % Zr. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,06 до 0,18 масс. % Zr. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,07 до 0,15 масс. % Zr. Могут быть применены другие сочетания вышеописанных пределов. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат циркония, и в этих вариантах воплощения они содержат менее 0,05 масс. % Zr.

[0016] Как правило, в сплаве присутствует железо, и оно может присутствовать в диапазоне от 0,01 масс. % до 0,80 масс. % Fe. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,50 масс. % Fe. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,40 масс. % Fe. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,30 масс. % Fe. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,08 масс. % Fe. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,10 масс. % Fe. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,05 до 0,50 масс. % Fe. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,08 до 0,40 масс. % Fe. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,10 до 0,30 масс. % Fe. В других дополнительных вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,10 до 0,25 масс. % Fe. Могут быть использованы другие сочетания вышеописанных пределов. Более высокие уровни содержания железа могут быть допустимыми в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх, когда допустимы более низкие свойства усталостной прочности. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат железа, и в этих вариантах воплощения они содержат менее 0,01 масс. % Fe.

[0017] В тех вариантах воплощения, где присутствует титан (с ванадием или без него), новые алюминиевые сплавы серии 6ххх в общем включают от 0,001 до 0,10 масс. % Ti. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,05 масс. % Ti. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,04 масс. % Ti. В других дополнительных вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают не более 0,03 масс. % Ti. В одном варианте воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,005 масс. % Ti. В еще других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают по меньшей мере 0,01 масс. % Ti. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,005 до 0,05 масс. % Ti. В других вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,01 до 0,04 масс. % Ti. В других дополнительных вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх включают от 0,01 до 0,03 масс. % Ti. Могут быть применены другие сочетания вышеописанных пределов. В некоторых вариантах воплощения новые алюминиевые сплавы серии 6ххх практически не содержат титана, и в этих вариантах воплощения они содержат менее 0,001 масс. % Ti.

[0018] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут практически не содержать прочие элементы. Используемое здесь понятие «прочие элементы» означает любые прочие элементы Периодической таблицы, иные, нежели перечисленные выше магний, кремний, медь, ванадий, железо, хром, титан, цирконий и железо, как было описано выше. В контексте этого абзаца, фраза «практически не содержит» означает, что новые алюминиевые сплавы серии 6ххх содержат не более 0,10 масс. % каждого любого элемента из прочих элементов, при общем совокупном количестве этих прочих элементов, не превышающем 0,35 масс. % в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх. В еще одном варианте воплощения каждый из этих прочих элементов, по отдельности, в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх не превышает 0,05 масс. %, и общее совокупное количество этих прочих элементов в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх не превышает 0,15 масс. %. В еще одном варианте воплощения каждый из этих прочих элементов, по отдельности, в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх не превышает 0,03 масс. %, и общее совокупное количество этих прочих элементов в новых алюминиевых сплавах серии 6ххх не превышает 0,10 масс. %.

[0019] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут достигать высокой прочности. В одном варианте воплощения деформированное изделие, изготовленное из новых алюминиевых сплавов серии 6ххх («изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх»), реализует предел текучести при растяжении в L-направлении (продольном) по меньшей мере 45 ksi (килофунтов на квадратный дюйм). В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует предел текучести при растяжении в L-направлении по меньшей мере 46 ksi. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует предел текучести при растяжении в L-направлении по меньшей мере 47 ksi, или по меньшей мере 48 ksi, или по меньшей мере 49 ksi, или по меньшей мере примерно 50 ksi, или по меньшей мере примерно 51 ksi, или по меньшей мере примерно 52 ksi, или по меньшей мере примерно 53 ksi, или по меньшей мере примерно 54 ksi, или по меньшей мере примерно 55 ksi, или более.

[0020] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут достигать хорошего относительного удлинения. В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует относительное удлинение по меньшей мере 6% в L-направлении. В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует относительное удлинение в L-направлении по меньшей мере 8%. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует относительное удлинение в L-направлении по меньшей мере 10%, или по меньшей мере 12%, или по меньшей мере 14%, или более. Характеристики прочности и относительного удлинения измеряют в соответствии со стандартами ASTM Е8 и В557.

[0021] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут достигать хорошей ударной вязкости разрушения. В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует ударную вязкость разрушения по меньшей мере 35 фут-фунтов по измерению в испытании на ударную вязкость по Шарпи, причем испытание на ударную вязкость по Шарпи выполняют согласно стандарту ASTM Е23-07а. В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует ударную вязкость по меньшей мере 40 фут-фунтов, по измерению в испытании на ударную вязкость по Шарпи. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует ударную вязкость по меньшей мере 45 фут-фунтов, или по меньшей мере 50 фут-фунтов, или по меньшей мере 55 фут-фунтов, или по меньшей мере 60 фут-фунтов, или по меньшей мере 65 фут-фунтов, или по меньшей мере 70 фут-фунтов, или по меньшей мере 75 фут-фунтов, или по меньшей мере 80 фут-фунтов, или по меньшей мере 85 фут-фунтов, или более, по измерению в испытании на ударную вязкость по Шарпи.

[0022] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут достигать хорошей усталостной прочности. В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю усталостную долговечность при вращении, которая является по меньшей мере на 10% лучшей, чем средняя усталостная долговечность при вращении такого же деформированного изделия (то есть изделия с такими же формой, размерами, геометрией, состоянием отпуска), но выполненного из традиционного сплава 6061, причем средняя усталостная долговечность при вращении представляет собой среднее значение усталостной долговечности при вращении по меньшей мере 5 образцов изделия из деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх, подвергнутых испытанию в соответствии со стандартом ISO 1143 (2010) («Металлические материалы - испытание вращающегося стержня на усталость при изгибе»), то есть усталость вращающейся балки. В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю усталостную долговечность при вращении, которая по меньшей мере на 20% лучше, чем средняя усталостная долговечность при вращении такого же деформированного изделия, изготовленного из традиционного сплава 6061. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю усталостную долговечность при вращении, которая по меньшей мере на 25% лучше, или по меньшей мере на 30% лучше, или по меньшей мере на 40% лучше, или по меньшей мере на 45% лучше, или более, чем средняя усталостная долговечность при вращении такого же деформированного изделия, изготовленного из традиционного сплава 6061.

[0023] В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх представляет собой кованое колесное изделие, и это кованое колесное изделие из алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю радиальную усталостную долговечность по меньшей мере 1000000 циклов по испытанию в соответствии со стандартом SAE J267 (2007), при приложении нагрузки с коэффициентом 2,8Х. В еще одном варианте воплощения кованое колесное изделие из алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю радиальную усталостную долговечность по меньшей мере 1050000 циклов. В других вариантах воплощения кованое колесное изделие из алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю радиальную усталостную долговечность по меньшей мере 1100000 циклов, или по меньшей мере 1150000 циклов, или по меньшей мере 1200000 циклов, или по меньшей мере 1250000 циклов, или по меньшей мере 1300000 циклов, или по меньшей мере 1350000 циклов, или более.

[0024] В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю радиальную усталостную долговечность, которая по меньшей мере на 10% лучше, чем средняя радиальная усталостная долговечность такого же деформированного изделия (то есть изделия с такими же формой, размерами, геометрией, состоянием отпуска), но выполненного из традиционного сплава 6061, по испытанию в соответствии со стандартом SAE J267 (2007), при приложении нагрузки с коэффициентом 2,8Х. В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю радиальную усталостную долговечность, которая по меньшей мере на 20% лучше, чем средняя радиальная усталостная долговечность такого же деформированного изделия, изготовленного из традиционного сплава 6061. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю радиальную усталостную долговечность, которая по меньшей мере на 25% лучше, или по меньшей мере на 30% лучше, или по меньшей мере на 40% лучше, или по меньшей мере на 45% лучше, или более, чем средняя радиальная усталостная долговечность такого же деформированного изделия, изготовленного из традиционного сплава 6061.

[0025] Новые алюминиевые сплавы серии 6ххх могут достигать хорошей коррозионной стойкости. В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю глубину коррозионного поражения в положении Т/10 не более 0,008 дюйма при измерении в соответствии со стандартом ASTM G110 (24 часа воздействия; минимум на 5 образцах). В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю глубину коррозионного поражения в положении Т/10 не более 0,006 дюйма. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю глубину коррозионного поражения в положении Т/10 не более 0,004 дюйма, или не более 0,002 дюйма, или не более 0,001 дюйма, или менее.

[0026] В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует максимальную глубину коррозионного поражения в положении Т/10 не более 0,011 дюйма при измерении в соответствии со стандартом ASTM G110 (24 часа воздействия; минимум на 5 образцах). В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует максимальную глубину коррозионного поражения в положении Т/10 не более 0,009 дюйма. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует максимальную глубину коррозионного поражения в положении Т/10 не более 0,007 дюйма, или не более 0,005 дюйма, или не более 0,003 дюйма, или менее.

[0027] В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю глубину коррозионного поражения на поверхности не более 0,008 дюйма при измерении в соответствии со стандартом ASTM G110 (24 часа воздействия; минимум на 5 образцах). В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю глубину коррозионного поражения на поверхности не более 0,007 дюйма. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует среднюю глубину коррозионного поражения на поверхности не более 0,006 дюйма, или не более 0,005 дюйма, или не более 0,004 дюйма, или менее.

[0028] В одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует максимальную глубину коррозионного поражения на поверхности не более 0,010 дюйма при измерении в соответствии со стандартом ASTM G110 (24 часа воздействия; минимум на 5 образцах). В еще одном варианте воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует максимальную глубину коррозионного поражения на поверхности не более 0,009 дюйма. В других вариантах воплощения изделие из нового деформируемого алюминиевого сплава серии 6ххх реализует максимальную глубину коррозионного поражения на поверхности не более 0,008 дюйма или не более 0,007 дюйма, или не более 0,006 дюйма, или менее.

[0029] Могут быть достигнуты сочетания описанных выше свойств, как показано приведенными ниже примерами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0030] ФИГУРЫ 1а-1f представляют собой графики, показывающие результаты из Примера 1.

[0031] ФИГУРЫ от 1g-1 до 1g-4 представляют собой микрофотографии из Примера 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0032] ПРИМЕР 1 - ИССЛЕДОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОКИЛЯ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РАЗЪЕМОМ ТИПА «КНИГА»

[0033] С использованием кокиля с вертикальным разъемом типа «книга» изготовили девять слитков, составы которых приведены ниже в Таблице 1 (все значения в массовых процентах).

Таблица 1
Составы сплавов Примера 1
Сплав	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	V	Ti
6ххх-1 (6061)	0,70	0,290	0,28	0,07	0,90	0,22	0,00	0,015
6ххх-2 (Из-е)	0,87	0,190	0,29	0,00	1,38	0,00	0,11	0,015
6ххх-3 (Из-е)	0,89	0,083	0,29	0,00	1,40	0,00	0,11	0,010
6ххх-4 (Из-е)	0,88	0,080	0,44	0,00	1,40	0,00	0,11	0,010
6ххх-5 (Из-е)	0,90	0,082	0,30	0,00	1,37	0,20	0,11	0,009
6ххх-6 (6069)	0,90	0,270	0,70	0,00	1,36	0,21	0,16	0,009
6ххх-7 (Из-е)	0,94	0,260	0,46	0,00	1,37	0,21	0,16	0,010
6ххх-8 (Не из-е)	0,89	0,730	0,69	0,00	1,34	0,21	0,16	0,010
6ххх-9 (Не из-е)	0,91	0,760	0,45	0,00	1,36	0,21	0,15	0,009

Сплавы 6061 и 6069 представляют собой традиционные алюминиевые сплавы серии 6ххх. Все сплавы содержали перечисленные элементы, а остальное составляли алюминий и прочие примеси, где содержание прочих примесей не превышало 0,05 масс. % каждой и было не более 0,15 масс. % по сумме прочих примесей. Сплавы по изобретению имеют соотношение Mg/Si от 1,46 до 1,59.

[0034] Сплавы были отлиты в виде слитков с размерами 2,875 дюйма (ST) × 4,75 дюйма (LT) × 17 дюймов (L), которые подвергли обдирке до толщины 2 дюйма и затем гомогенизации. Затем слитки подвергли горячей прокатке до плит толщиной примерно 0,5 дюйма, что соответствовало приблизительно 75%-ной степени обжатия. Затем плиты подвергли термической обработке на твердый раствор и закалке холодной водой (100°F). Затем плиты состарили при 385°F и 350°F в течение различных периодов времени и построили кривые старения. Основываясь на результатах кривых старения, выбрали два состояния старения (385°F в течение 2 часов и 350°F в течение 8 часов) для испытаний разнообразных свойств. Состояние старения при 385°F в течение 2 часов в основном представляет примерно максимальную прочность, а состояние старения при 350°F в течение 8 часов в основном представляет недостаренное состояние. Результаты испытаний проиллюстрированы на ФИГУРАХ 1а-1f и приведены ниже в Таблицах 2-7. Характеристики прочности и относительного удлинения были измерены в соответствии со стандартами ASTM Е8 и В557. Испытания на ударную вязкость по Шарпи были проведены в соответствии со стандартом ASTM Е23-07а. Испытания на усталостную долговечность при вращении были проведены в соответствии со стандартом ISO 1143 (2010) при напряжении 15 ksi, с R=-1 и с Kt=3. Коррозионную стойкость испытывали в соответствии со стандартом ASTM G110 в течение 24 часов.

Таблица 2
Механические свойства сплавов - состояние максимальной прочности (385°F в течение 2 часов)
Сплав	ПТР (ksi)	ППР(ksi)	Удл.(%)	Ударная вязкость по Шарпи (фут-фунтов)	Усталостная долговечность при вращении (средняя)
6ххх-1 (6061)	45,1	47,25	14	83,5	337103
6ххх-2	52,4	54,25	10	39	402549
6ххх-3	53	54,65	9	32	634978

6ххх-4	54,65	56,35	8	32,5	414013
6ххх-5	52,55	54,05	12	43,5	424909
6ххх-6 (6069)	56	58,85	13	59	331770
6ххх-7	53,25	56	15	72	451075
6ххх-8	55,85	59,3	12,5	70	255579
6ххх-9	51,25	54,85	12	62	287496

Таблица 3
Механические свойства сплавов - недостаренное состояние (350°F в течение 8 часов)
Сплав	ПТР (ksi)	ППР(ksi)	Удл.(%)	Ударная вязкость по Шарпи (фут-фунтов)	Усталостная долговечность при вращении (средняя)
6ххх-1 (6061)	45,2	48,7	18	84,5	514840
6ххх-2	47,9	53,5	17	49,5	381533
6ххх-3	48,15	53,7	15	37	708003
6ххх-4	51,6	55,7	14,5	35	449002
6ххх-5	44,7	52,7	17	52,5	499260
6ххх-6 (6069)	53,25	58,75	17	73	404120
6ххх-7	50,6	55,5	17	83,5	429141
6ххх-8	52,35	58,7	15	85,5	313281
6ххх-9	49,3	54,9	15,5	83	371073

Таблица 4
Коррозионные свойства сплавов - состояние максимальной прочности (385°F в течение 2 часов)
Сплав	G110 - глубина коррозионного поражения - 24 часа (дюймов)
Т/10 (средн.)	Т10 (максим.)	Поверхность (средн.)	Поверхность (максим.)
6ххх-1 (6061)	0,00754	0,00997	0,00936	0,01294
6ххх-2	0,005