[发明专利]具有改进性质的Al‑Mg‑Si铝合金

说明书

本发明涉及具有改进的强度、耐腐蚀性、压裂(crush)性质和温度稳定性的Al-Mg-Si铝合金。

例如在其中铝部件暴露于腐蚀性环境、高温(当在引擎中使用或接近引擎时)的车辆前部结构中需要上面提及的类型的合金，并且该合金同时需要高强度和良好的压裂性质。

龙头汽车制造商的材料标准指定了用于汽车的挤压铝合金的材料性质。目前，最有挑战的强度级别(C28)具有以下主要要求：

●Rp0.2>280MPa

●在中空截面的轴向压裂测试时的良好行为(仅允许少量裂纹)

●在150℃下1000小时之后Rp0.2>265MPa

●良好的腐蚀性质

对于下一个强度级别(C24)，Rp0.2的要求是在温度暴露之前最低240MPa和在150℃下1000小时之后最低230MPa。

本申请中上面和随后使用的符号“C24”、“C28”等意指合金的拉伸屈服强度性质Rp0.2；例如如上所述C28意指Rp0.2>280MPa的要求，并且C24意指Rp0.2>240MPa的要求。

已经开发了用于汽车的具有高延展性和强度的多种合金。从US 4525 326/Swiss Aluminum知道这样的合金的一个实例，其公开了以wt％计包含0.3－1.0Mg和0.3－1.2Si的Al-Mg-Si合金，并且其中添加V用于改进合金的延展性。在该专利中声称0.05－0.20wt.％V的添加与限定为Fe含量的1/4至2/3内的Mn含量组合，明显改进了宽范围的Al-Mg-Si合金的延展性。在该US 4 525 326公开中没有提及钛Ti。

从EP 2072628(Aleris)知道类似的合金，其限定了0.6－0.95的Mg和0.5－0.95wt％的Si并且还包含钒(V)以及镍(Ni)。添

加Ni来改进屈服强度和拉伸强度以及热稳定性。Mn的量为0.1－0.3wt％。

EP 2 103 701B1描述了一种合金组合物，就Mg(0.58－0.67wt％)和Si(0.68－0.77wt％)而言其非常窄并且其还包含少量的Cu(0.24－0.32wt％)和Mn(0.68－0.77wt％)。该合金据称改进了屈服和拉伸强度，但是比具有更高的Mg/Si比的合金可能为较少温度稳定的。

EP 1 041 165(Kobe)涉及具有0.30－0.70wt％Mg和0.10－0.50wt％Si的Al-Mg-Si合金组合物。然而，由于Mn、Cr和Zr的低含量，该已知的合金在大部分情况下将在挤压型材中产生再结晶组织。

EP 2 157 200A1(Aisin/Sumitomo)和DE 10 2008048 374A1(Honsel)也是这种情况，其也是元素(Mn、Cr和Zr)少，从而在均匀化过程期间产生弥散体颗粒(参见随后讨论这些颗粒的章节)。

本发明提供的Al-Mg-Si合金不仅具有高拉伸强度和屈服强度，而且同时具有改进的压裂性质且是温度稳定的。

开发该合金用于挤压产品，其中需要良好的压裂行为、延展性等，然而，其可用于其它目的(例如铸造坯料的锻造)。

本发明的特征在于所附独立权利要求1和从属权利要求2－12限定的特征。

下面将通过实施例并参考附图进一步描述本发明，其中：

图1是显示本申请的初始部分中解释的现有技术专利申请中描述的一些Al-Mg-Si合金的Mg和Si含量的图表，

图2显示相同的图表，但是描绘了根据本发明的权利要求1的Mg和Si窗口。

图3显示了较窄Mg-Si窗口b1-b4和c1-c4形式的本发明的优选实施方案和研究的合金以及由Honsel和描述的现有技术合金中的一些的Mg-Si含量。

图4显示了由包括在表1和2以及图3中的不同合金挤压的型材 的横截面。

图5显示了系列1的测试中不同合金的拉伸测试之后的Rp0.2，其中数字0、500和1000表示在185℃下6小时的时效循环之后在150℃下的温度暴露的小时数。

图6显示了系列1中不同合金的拉伸测试之后的Rp0.2，其中数字0、500和1000表示在205℃下5小时的时效循环之后在150℃下的温度暴露的小时数。

图7显示了合金A1的压裂样品与型材的横截面中相应的晶粒组织(Rp0.2＝284MPa)。

图8显示了合金A2的压裂样品与型材的横截面中相应的晶粒组织(Rp0.2＝284MPa)。