2XXX铝合金

技术领域

本公开涉及2xxx铝合金和由其制成的产品。

背景技术

铝合金可以用于多种应用。然而，改进铝合金的一种性质而不降低另一种性质通常证明难以办到。例如，难以增加合金的强度，而不降低合金的韧性。仅举两例，对于铝合金所关注的其它特性包括耐腐蚀性和耐疲劳开裂生长速率性。

发明内容

广泛地，本专利申请案涉及新的2xxx铝合金。新的2xxx铝合金通常包括0.08到0.20重量％的Ti，其可以有助于例如强度、延展性、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性特性中的至少两种或更多种的改进组合。新的2xxx铝合金还可以包括锆与钛的组合，其还可以有助于实现强度、延展性、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性特性中的至少两种或更多种的改进组合。新的2xxx铝合金还可以包括锌(例如，0.10-1.0重量％的Zn)与钛和/或锆，其还可以有助于实现强度、延展性、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性特性中的至少两种或更多种的改进组合。

在一种方法中，新的2xxx铝合金包含(且在一些情况下，主要由以下组成或由以下组成)0.08到0.20重量％的Ti，4.5到5.5重量％的Cu，0.20到0.6重量％的Mn，0.20到0.8重量％的Mg，0.05到0.60重量％的Ag，至多1.0重量％的Zn，至多0.30重量％的Fe，至多0.20重量％的Si，至多0.25重量％的Zr，至多0.25重量％的Cr，和至多0.25重量％的V，其余部分为铝、附带元素和杂质。在一个实施例中，新的2xxx铝合金为2039合金(如下文所述由铝协会蒂尔表(Aluminum Association Teal Sheet)文献定义)，其经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti，例如下文所述的钛极限/范围中的任一者。在一个实施例中，新的2xxx铝合金为2039合金，其经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti和0到0.10重量％的Zr。此段落的教示还适用于其它2x39合金，例如2139。本文所述的新的2xxx铝合金可以实现强度、断裂韧度、伸长率和耐应力腐蚀开裂性等中的至少两种的改进组合。

如上文所指出，新的2xxx铝合金通常包括0.08到0.20重量％的Ti。钛与新的2xxx铝合金的其它元素的组合的使用可以产生具有以下特性的改进组合的新的2xxx铝合金产品，例如强度、延展性(伸长率)、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性等中的两种或更多种的改进组合。存在于新的2xxx铝合金中的钛的量应受到限制，使得较大初级粒子不在合金中形成。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.09重量％的Ti。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.10重量％的Ti。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.11重量％的Ti。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.18重量％的Ti。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.16重量％的Ti。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.15重量％的Ti。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.14重量％的Ti。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.13重量％的Ti。钛可以有助于改进耐应力腐蚀开裂性特性，同时还有助于(例如)晶粒细化等。钛可以作为单独元素和/或作为晶粒细化化合物的一部分添加。晶粒细化剂的实例包括Ti与B(例如TiB

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括4.5到5.5重量％的Cu。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少4.6重量％的Cu。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少4.7重量％的Cu。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少4.8重量％的Cu。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过5.4重量％的Cu。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过5.3重量％的Cu。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过5.2重量％的Cu。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过5.1重量％的Cu。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过5.0重量％的Cu。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括0.20到0.6重量％的Mn。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.25重量％的Mn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.30重量％的Mn。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.55重量％的Mn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.50重量％的Mn。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.45重量％的Mn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.40重量％的Mn。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括0.20到0.6重量％的Mg。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.25重量％的Mg。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.30重量％的Mg。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.55重量％的Mg。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.50重量％的Mg。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括0.05到0.6重量％的Ag。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.10重量％的Ag。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.15重量％的Ag。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.20重量％的Ag。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.25重量％的Ag。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.30重量％的Ag。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.55重量％的Ag。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.50重量％的Ag。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.45重量％的Ag。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.40重量％的Ag。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括至多1.0重量％的Zn。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.10重量％的Zn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.20重量％的Zn。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.30重量％的Zn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.40重量％的Zn。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.50重量％的Zn。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.90重量％的Zn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.80重量％的Zn。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.70重量％的Zn。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.60重量％的Zn。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括至多0.25重量％的Zr。在一些实施例中，(a)钛含量升高和(b)锆的使用两者的组合可以有助于实现改进的2xxx铝合金产品，其具有强度、伸长率、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性等中的至少两种的改进组合。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.05重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.06重量％的Zr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.07重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.08重量％的Zr。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.18重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.16重量％的Zr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.15重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.14重量％的Zr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.13重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.12重量％的Zr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.11重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.10重量％的Zr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.09重量％的Zr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.08重量％的Zr。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括至多0.30重量％的Fe。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.01重量％的Fe。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.02重量％的Fe。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.25重量％的Fe。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.20重量％的Fe。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.15重量％的Fe。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.10重量％的Fe。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.08重量％的Fe。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.06重量％的Fe。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.04重量％的Fe。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括至多0.20重量％的Si。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.01重量％的Si。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括至少0.02重量％的Si。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.15重量％的Si。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.10重量％的Si。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.07重量％的Si。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.05重量％的Si。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.03重量％的Si。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括至多0.25重量％的Cr。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.20重量％的Cr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.15重量％的Cr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.10重量％的Cr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.05重量％的Cr。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.03重量％的Cr。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.01重量％的Cr。

如上文所指出，新的2xxx铝合金可以包括至多0.25重量％的V。在一个实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.20重量％的V。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.15重量％的V。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.10重量％的V。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.05重量％的V。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.03重量％的V。在又一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过0.01重量％的V。

下文提供根据本公开的有用合金的一些实施例(所有值都以重量百分比计)。

如上文所指出，在一种方法中，新的2xxx铝合金为2039铝合金，其经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti，例如上文所述的钛极限/范围中的任一者。根据铝协会蒂尔表(2015)，2039铝合金包含4.5到5.5重量％的Cu，0.20到0.50重量％的Mn，0.40到0.8重量％的Mg，0.05到0.50重量％的Ag，0.10到0.25重量％的Zr，至多0.20重量％的Si，至多0.30重量％的Fe，至多0.15重量％的Ti，其余部分为铝、附带元素和杂质，其中所述新的2xxx铝合金总共包括不超过0.15重量％的所述杂质，并且其中所述2xxx铝合金包括不超过0.05重量％的所述杂质中的每一种。

如上文所指出，在一种方法中，新的2xxx铝合金为2139铝合金，其经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti，例如上文所述的钛极限/范围中的任一者。根据铝协会蒂尔表(2015)，2139铝合金包含4.5到5.5重量％的Cu，0.20到0.6重量％的Mn，0.20到0.8重量％的Mg，0.15到0.60重量％的Ag，至多0.10重量％的Si，至多0.15重量％的Fe，至多0.05重量％的Cr，至多0.25重量％的Zn，至多0.15重量％的Ti，至多0.05重量％的V，其余部分为铝、附带元素和杂质，其中所述新的2xxx铝合金总共包括不超过0.15重量％的所述杂质，并且其中所述2xxx铝合金包括不超过0.05重量％的所述杂质中的每一种。

在一个实施例中，新的2039铝合金或新的2139铝合金经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti，例如上文所述的钛极限/范围中的任一者(“改性的2039/2139铝合金”)，且进一步经改性以包括锌(Zn)。在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括0.08到0.20重量％的Ti且包括0.10到1.0重量％的Zn。在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.20重量％的Zn。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.30重量％的Zn。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.40重量％的Zn。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.50重量％的Zn。

在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.90重量％的Zn。

在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.80重量％的Zn。

在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.70重量％的Zn。

在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.60重量％的Zn。

在一个实施例中，新的2039/2139铝合金经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti，例如上文所述的钛极限/范围中的任一者(“改性的2139铝合金”)，且进一步经改性以包括适当量的锆。(如铝协会蒂尔表所指定，2039包括0.10-0.25重量％的Zr且如铝协会蒂尔表所指定，2139包括仅作为杂质的锆。)(a)钛含量升高和(b)锆的使用两者的组合可以有助于实现改进的2039/2139铝合金产品，其具有强度、伸长率、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性等中的至少两种的改进组合。在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括0.05到0.20重量％的Zr。在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.06重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.07重量％的Zr。在又一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括至少0.08重量％的Zr。在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.18重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.16重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.15重量％的Zr。在又一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.14重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.13重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.12重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.11重量％的Zr。在又一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.10重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.09重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括不超过0.08重量％的Zr。在一个实施例中，改性的2039/2139铝合金包括0.05重量％到0.15重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括0.07重量％到0.14重量％的Zr。在另一实施例中，改性的2039/2139铝合金包括0.08重量％到0.13重量％的Zr。存在于新的2xxx铝合金中的锆的量应受到限制，使得较大初级粒子不在合金中形成。

在一个实施例中，新的2139铝合金经改性以包括0.08到0.20重量％的Ti，例如上文所述的钛极限/范围中的任一者(“改性的2139铝合金”)，且进一步经改性以包括锆，例如上文所述的锆极限/范围中的任一者，并且进一步经改性以包括锌，例如上文所述的锌极限/范围中的任一者。

如上文所指出，新的合金通常包括所陈述的合金化成分，其余部分为铝、任选的附带元素和杂质。如本文所用，“附带元素”意指除以上所列元素之外，可以任选地添加到合金中以帮助合金生产的那些元素或材料。附带元素的实例包括铸造辅助剂，如晶粒细化剂和脱氧剂。任选的附带元素可以以至多1.0重量％的累积量包括于所述合金中。作为一个非限制性实例，可以在铸造期间将一个或多个附带元素添加到合金中，以减少或限制(且在一些情况下，消除)因例如氧化物折叠、凹点和氧化物斑块所致的铸锭开裂。这些类型的附带元素在本文中通常被称作脱氧剂。一些脱氧剂的实例包括Ca、Sr和Be。当钙(Ca)包括于合金中时，其通常以至多约0.05重量％或至多约0.03重量％的量存在。在一些实施例中，Ca以约0.001-0.03重量％或约0.05重量％，例如0.001-0.008重量％(或10到80ppm)的量包括于合金中。锶(Sr)可以作为Ca的替代物(整体或部分)包括于合金中，且因此可以以与Ca相同或类似的量包括于合金中。传统上，添加铍(Be)有助于减小铸锭开裂的倾向，但出于环境、健康和安全性原因，合金的一些实施例基本上不含Be。当Be包括于合金中时，其通常以至多约20ppm的量存在。附带元素可以少量存在，或可以大量存在，且可以在不脱离本文所述的合金的情况下自行添加所需或其它特征，只要所述合金保持本文所述的所需特征即可。然而，应理解，本公开的范围不应/不可以通过仅添加将不另外影响本文所需和获得的特性组合的量的一或多个元素来避免。

新的2xxx铝合金通常含有少量杂质。在一个实施例中，新的2xxx铝合金总共包括不超过0.15重量％的所述杂质，并且其中所述2xxx铝合金包括不超过0.05重量％的所述杂质中的每一种。在另一实施例中，新的2xxx铝合金包括不超过总共包括不超过0.10重量％的所述杂质，并且其中所述2xxx铝合金包括不超过0.03重量％的所述杂质中的每一种。

新的合金可以适用于多种产品形式，包括例如铸锭或坯料、锻造产品形式(板状、锻制和挤压)、成型铸造、增材制造产品和粉末冶金产品。

在一个实施例中，新的2xxx铝合金呈较厚锻造产品形式。较厚锻造铝合金产品为横截面厚度为至少12.7mm的那些锻造产品。锻造产品可以是辊压产品、锻制产品或挤压产品。在一个实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为至少25mm。在另一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为至少38mm。在又一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为至少50mm。在另一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为至少76mm。在又一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为至少102mm或更高。

本文所述的改进的特性可以用厚度为至多305mm的较厚锻造产品实现。在一个实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为不超过254mm。在另一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为不超过203mm。在又一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为不超过178mm。在另一实施例中，较厚锻造铝合金产品的厚度为不超过152mm。如此段落中所用，厚度是指产品的最小厚度，意味着产品的一些部分的厚度可以稍大于所陈述的最小厚度。

新的合金可以通过大体上常规实践(包括将铝合金直接冷硬(DC)铸造成铸锭形式)制备成锻造形式且在适当的回火下。在常规刮光(scalping)、车削(lathing)或剥离(peeling)(如果需要)和均质化(其可以在刮光之前或之后完成)之后，这些铸锭可以通过对产品热加工来进一步处理。随后可以对产品进行任选地冷加工、任选地退火、固溶热处理、淬灭和最终冷加工(例如，拉伸或压缩0.5％到10％)。在最终冷加工步骤之后，可以将产品人工老化。因此，在一些实施例中，产品可以在T3或T8回火下产生。在其它实施例中，可以使用其它T回火(例如T1、T2、T4、T5、T6、T7或T9回火中的任一者)。T回火定义于ANSI H35.1(2009)中。

在一些实施例中，成型操作可以与人工老化同时完成，例如，通过在人工老化之前、在人工老化期间、在人工老化之后和其组合将合金成型为预定成型产品。在此类情况下，在固溶热处理之后完成的冷加工的累积量可能更高，例如10-15％冷加工或更高。

如上文所指出，作为加工到T回火的部分，可以对锻造产品进行固溶热处理，且随后任选地进行冷加工，例如通过拉伸。在一种方法中，将锻造产品加工到T回火，且所述加工的部分包括在固溶热处理之后拉伸0.5到10％。如以下实例所示，在一些情况下，适当量的拉伸可以有助于实现以下特性的改进组合，例如强度、延展性、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性特性中的两种或更多种的改进组合。在一个实施例中，锻造产品在固溶热处理之后拉伸至少1％。在另一实施例中，锻造产品在固溶热处理之后拉伸至少1.5％。在又一实施例中，锻造产品在固溶热处理之后拉伸至少2％。在一个实施例中，锻造产品在固溶热处理之后拉伸不超过9％。在另一实施例中，锻造产品在固溶热处理之后拉伸不超过8％。

新的2xxx铝合金通常实现强度、伸长率、断裂韧度和耐应力腐蚀开裂性中的至少两种的改进组合。

出于本专利申请案的目的，“T8回火”是根据ANSI H35.1(2009)，并且包括所有人工老化条件，包括未老化、峰老化或接近峰老化和过度老化条件。

在一个实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为在T8回火下至少390MPa。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为在T8回火下至少400MPa。在又一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为在T8回火下至少410MPa。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为在T8回火下至少420MPa。在又一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为至少430MPa。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为至少440MPa。在又一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为至少450MPa。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现抗拉屈服强度(LT)为在T8回火下至少460MPa或更高。以上强度特性可以在这样一种产品中实现，产品厚度为至少25mm，或至少38mm，或至少50mm，或至少76mm，或至少108mm，或更高。

在一个实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现平面应变(K

在一个实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现伸长率(LT)为在T8回火下至少6.0％。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现伸长率(LT)为在T8回火下至少8.0％。在又一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现伸长率(LT)为在T8回火下至少10.0％。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现伸长率(LT)为至少12.0％。在又一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现伸长率(LT)为在T8回火下至少14.0％。在另一实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且实现伸长率(LT)为在T8回火下至少16.0％，或更高。以上伸长率特性可以在这样一种产品中实现，产品厚度为至少25mm，或至少38mm，或至少50mm，或至少76mm，或至少108mm，或更高。

在一个实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm并且为在T8回火下LT耐应力腐蚀开裂的(下文所定义)。LT耐应力腐蚀开裂性特性可以在这样一种产品中实现，产品厚度为至少25mm，或至少38mm，或至少50mm，或至少76mm，或至少108mm，或更高。

在一个实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm且为在T8回火下ST耐应力腐蚀开裂的(下文所定义)。ST耐应力腐蚀开裂性特性可以在这样一种产品中实现，产品厚度为至少25mm，或至少38mm，或至少50mm，或至少76mm，或至少108mm，或更高。

在一个实施例中，新的2xxx铝合金的厚度为至少12.7mm且为在T8回火下LT耐应力腐蚀开裂的和ST耐应力腐蚀开裂的。

虽然以上特性通常涉及较厚板状产品，但类似特性也可以在较厚锻制产品和较厚挤压产品中实现。此外，可以组合地实现许多以上特性，如通过以下实例所示。

除非另外指明，否则以下定义适用于本申请：

“2xxx铝合金”为具有铜作为主要合金化元素的铝合金组合物，其根据“用于锻造铝和锻造铝合金的国际合金命名和化学组成极限(International Alloy Designationsand Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought AluminumAlloys)”，又名“蒂尔表”(2015)中提供的铝协会定义。出于本专利申请案的目的，2xxx铝合金组合物可以用于非锻造产品中，例如成型铸造、铸锭/坯料和增材制造产品等。本专利申请案的2xxx铝合金通常不含锂，具有低于0.05重量％的Li，和通常低于0.03重量％的Li，或低于0.01重量％的Li。

“锻造铝合金产品”意指在铸造之后经热加工的铝合金产品，并且包括辊压产品(片状或板状)、锻制产品和挤压产品。

“锻制铝合金产品”意指经模锻(die forge)或手工锻制的锻造铝合金产品。

“固溶热处理”意指出于将溶质放入固溶体中的目的而使铝合金暴露于高温。

“热加工”意指在高温下(通常至少250°F)加工铝合金产品。

“冷加工”意指在不被视为热加工温度的温度下(通常低于约250℉(例如，在环境温度下))加工铝合金产品。

“人工老化”意指出于沉淀溶质的目的而使铝合金暴露于高温。人工老化可以在一个或多个步骤中进行，其可以包括变化的温度和/或暴露时间。

根据ASTM E8和B557测量强度和伸长率。

根据ASTM E399测量断裂韧度。

“LT耐应力腐蚀开裂”意指2xxx铝合金产品的至少三分之二样本在10天交替浸没测试之后在300MPa的净应力下在LT方向上且根据ASTM G47使用根据ASTM G49的图4的恒应变类型加应力框夹具时不失效，并且测试需要三个重复样本。在一个实施例中，所有三个样本在10天交替浸没测试之后在300MPa的净应力下在LT方向上且根据ASTM G47时不失效。在另一实施例中，所有三个样本在30天交替浸没测试之后在300MPa的净应力下在LT方向上且根据ASTM G47时不失效。

“ST耐应力腐蚀开裂”意指2xxx铝合金产品的至少三分之二样本在10天交替浸没测试之后在250MPa的净应力下在ST方向上且根据ASTM G47使用根据G49的夹具时不失效，并且测试需要至少3个样本。在一个实施例中，所有三个样本在10天交替浸没测试之后在250MPa的净应力下在ST方向上且根据ASTM G47时不失效。在另一实施例中，所有三个样本在30天交替浸没测试之后在250MPa的净应力下在ST方向上且根据ASTM G47时不失效。

如本文所用，“增材制造”意指”一种接合材料以从3D模型数据制作物件的工艺，相对于减材制造方法通常是逐层进行的”，如ASTM F2792-12a中标题为“增材制造技术的标准术语”所定义。可以用于产生铝合金产品的增材制造工艺的非限制性实例尤其包括例如直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、选择性激光烧结(SLS)和电子束熔融(EBM)等。可以使用由以上新的2xxx铝合金制成的任何适合原料，包括一种或多种粉末、一种或多种线材、一种或多种片材和其组合。在一些实施例中，增材制造原料由一种或多种包含新的2xxx铝合金的粉末构成。刨花是多种类型的粒子。在一些实施例中，增材制造原料由包含新的2xxx铝合金的一个或多种线材构成。带状物是一种类型的线材。在一些实施例中，增材制造原料由一种或多种包含新的2xxx铝合金的片材构成。箔是一种类型的片材。

在以下描述中部分阐述此新的技术的这些和其它方面、优点和新颖特征，且所属领域的技术人员在检查以下描述和图式后将变得显而易见，或可以通过实践本公开所提供的技术的一个或多个实施例而习得。

附图构成本说明书的一部分并且包括本公开的说明性实施例，并且说明了其各种目的和特征。另外，各图中所示的任何测量结果、规格等旨在为说明性的，而不是限制性的。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

在已经公开的那些益处和改进当中，根据结合附图进行的以下描述，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅说明可以以各种形式体现的本发明。另外，连同本发明的各种实施例一起给出的实例中的每一个均旨在为说明性的，而不是限制性的。

在通篇说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语采取本文明确相关的含义。如本文所用，短语“在一个实施例中”和“在一些实施例中”不一定指相同实施例(虽然它们可以是)。另外，如本文所用，短语“在另一个实施例中”和“在一些其它实施例中”不一定指不同实施例(虽然它们可以是)。因此，可以容易地将本发明的各种实施例组合，而不偏离本发明的范围或精神。

此外，除非上下文另外明确规定，否则如本文所用，术语“或”是一种包括性的“或”运算符，且相当于术语“和/或”。除非上下文另外明确规定，否则术语“基于”不具有排他性且允许基于未描述的其他因素。此外，在本说明书全篇中，除非上下文另外明确规定，否则“一个”、“一种”和“所述”的含义包括复数指代物。除非上下文另外明确规定，否则“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。

虽然已经描述了本发明的多个实施例，但应了解这些实施例仅具说明性且无限制性，且多种润饰对于所属领域的技术人员而言可为显而易见的。更进一步，除非上下文另外明确要求，否则各种步骤可以以任何期望的顺序进行，并且可以添加和/或消除任何适用的步骤。

附图说明

图1-4为用以绘示根据实例2-3的合金性能的图。

具体实施方式

实例1-板测试

将各种2xxx铝合金铸成铸锭并且均质化。每一铸锭的组成展示于下表1中。

每一铸锭含有不超过0.04重量％的Si和不超过0.06重量％的Fe。每一合金的其余部分为铝、附带元素和杂质，其中无一种杂质超过0.05重量％，并且杂质的总量不超过0.15重量％。在均质化之后，将合金热辊压到约33毫米(mm)的最终规格，经固溶热处理，且随后在约195℉(90.6℃)水中淬灭，以模拟在T/2下冷却4.5英寸(114.3mm)的厚板。随后将合金拉伸约2％，其后在约325℉(162.8℃)下将合金人工老化约32小时。下表3b中提供约最终规格。

根据ASTM E8和B557测量T8老化的铝合金板的各种机械特性。还根据ASTM E399测量了一些样品的断裂韧度特性。所测量的强度和断裂韧度特性展示于下表2中。

*＝K

还根据ASTM G47测试在ST方向上合金的耐应力腐蚀开裂(stress corrosioncracking；SCC)性，其结果展示于下表3中。如所展示，具有较高钛的合金实现改进的耐SCC性。

*P＝通过30天

如数据所示，具有更多钛的合金实现了特性的改进组合。

实例2-厚板测试

将一种本发明铝合金和两种常规2039合金铸成铸锭。每一铸锭的组成展示于下表4中。

*每一铸锭含有不超过0.04重量％的Si和不超过0.06重量％的Fe。每一合金的其余部分为铝、附带元素和杂质，其中无一种杂质超过0.05重量％，并且杂质的总量不超过0.15重量％。

在均质化之后，将合金热辊压到约127毫米(mm)的最终规格。在热辊压之后，将合金冷却到室温，随后经固溶热处理，且随后在室温水(约75℉水)中淬灭。随后将合金拉伸约2％或8％，其后在约325℉(162.8℃)下将合金人工老化各种时间。因此，合金在T8回火下。

根据ASTM E8和B557测量T8铝合金板的各种机械特性。还根据ASTM E399测量了一些样品的断裂韧度特性。长横向方向上所测量的强度和断裂韧度特性展示于下表5-8中。

*＝Kq值

*＝Kq值

如图1-2中所示，本发明合金实现相较于常规2039合金的改进的强度-断裂韧度倾向。

还根据ASTM G47测试合金的SCC结果，其结果提供于下表9-10中。若在至少10天的时段内(第8.2段)所有三个样品均未失效时，则2xxx合金通过SCC测试。

*T50＝在50天后仍在测试中；T91＝在91天后仍在测试中

如所展示，本发明合金9在两种拉伸量下在多个不同老化时间下通过SCC测试。相反地，2039合金都不能够通过SCC测试。因此，不仅本发明合金9实现相较于2039合金的强度和断裂韧度的改进组合，其还具有比2039合金好得多的耐腐蚀性。

实例3-在350℉下合金9的老化

根据实例2对来自实例2的合金9的样品进行加工，不同之处在于合金在350℉而非325℉下老化。再次测量合金特性，其结果展示于下表11-13中。

*T35＝在35天后仍在测试中

如图3-4中所示，虽然在350℉下老化的合金的强度-韧性趋势相对于325℉下老化的合金稍微减小，但SCC性能得以改进，尤其是具有2％拉伸的材料。

虽然已详细描述了本公开内容的各种实施例，但显而易见，本领域技术人员将想到那些实施例的修改和适应。然而，应明确地理解，这些修改和适应在本公开内容的精神和范围内。