NO872996L

NO872996L - Aluminium-lithium-legeringer og fremgangsmaate ved fremstilling derav.

Info

Publication number: NO872996L
Application number: NO872996A
Authority: NO
Inventors: Chul Won Cho
Original assignee: Aluminum Co Of America
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1987-09-17
Also published as: DE3681792D1; CA1283565C; AU6838187A; EP0247181B1; US4806174A; EP0247181A1; WO1987003011A1; BR8606987A; JPS63501883A; NO872996D0; EP0247181A4

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder aluminiumbaserte legeringsprodukter og mer spesielt gjelder den forbedrede, litiumholdige, aluminiumbaserte legeringsprodukter og en fremgangsmåte for fremstilling av disse.

I fly-industrien er det generelt anerkjent at en av de

mest effektive måtene å redusere vekten til et fly på er å redusere densiteten av de aluminiumlegeringer som anvendes ved fly-konstruksjonen. Med formålet å redusere legeringsdensiteten er det tilsatt litium. Tilsetningen av litium til aluminiumlegeringer er imidlertid ikke uten problemer. For eksempel resulterer tilsetningen av litium til aluminiumlegeringer ofte i en minskning i duktilitet og bruddfasthet. Når legeringen skal anvendes i flydeler, må den litiumholdige legeringen ha både forbedrede bruddfasthets- og styrkeegenskaper.

Tidligere har imidlertid aluminium-litium-legeringer oppvist dårlig tverrduktilitet. Det vil si at aluminium-litium-legeringer har oppvist ganske lave forlengelsesegenskaper, hvilket har vært en alvorlig ulempe i markedsføring av disse legeringene .

Disse egenskapene synes å være resultatet av den anisotro-piske naturen for slike legeringer eksempelvis ved valsebearbei-delse. Denne tilstanden er noen ganger også referert til som et fiberarrangement, som vist i fig. 9. Egenskapene på tvers av fiberarrangementet er ofte dårligere enn egenskaper som eksempelvis er målt i valseretningen. Egenskaper som er målt i 45° i forhold til hovedretningen for bearbeidelsen kan også

være dårligere. Ved bruken av 45° egenskaper menes det her å omfatte egenskaper utenfor aksen, dvs. egenskaper mellom lengde og de lange tverretningene, fordi de dårligste egenskapene ikke alltid befinner seg i 45° retning. Det er således et stort behov for å fremstille en litium-holdig aluminiumlegering med en struktur av isotropisk type som kan maksimere egenskapene i alle retninger.

Når det gjelder konvensjonelle legeringer, synes det å

være ganske vanskelig å oppnå både høy styrke og høy bruddseighet sett i lys av konvensjonelle legeringer som f.eks. AA (Aluminum Association) 2024 -T3X og 7050-TX som normalt anvendes

i flydeler. For eksempel viser et arbeid av J.T. Staley med tittelen "Microstructure and Toughness of High-Strength Aluminum Alloys", Properties Related to Fracture Toughness, ASTM STP605,

American Society for Testing and Materials, 1976, s. 71 - 103,

at seigheten for et AA2024-ark avtar når styrken øker. I det samme arbeidet vil det også observeres at det samme gjelder for AA7050-plate. Mer ønskelige legeringer ville tillate øket styrke med bare minimal eller ingen minskning i seighet eller ville tillate behandlingstrinn der seigheten ble regulert når styrken ble øket for å tilveiebringe en mer ønskelig kombinasjon av styrke og seighet. I mer ønskelige legeringer ville i tillegg kombinasjonen av styrke og seighet kunne oppnås i en aluminium-litium-legering med densitetsreduksjoner i størrelsesorden 5 - 15%. Slike legeringer ville finne utbredt anvendelse i luftindustrien der lav vekt og høy styrke og seighet betyr høye brenselinnspa-ringer. Det vil således forstås at å oppnå kvaliteter som f.eks. høy styrke med lite eller intet tap av seighet, eller der seighet kan reguleres etter hvert som styrken økes, ville resultere i et enestående aluminium-litium-legeringsprodukt.

Foreliggende oppfinnelse løser problemene som begrenset bruken av disse legeringene og tilveiebringer et forbedret, litiumholdig, aluminiumbasert legeringsprodukt som kan behandles for å tilveiebringe en isotropisk tekstur eller struktur og å forbedre styrkeegenskaper i alle retninger mens høye seighetsegen-skaper eller som kan behandles for å tilveiebringe en ønsket styrke ved et regulert seighetsnivå.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av litium-holdige, aluminiumbaserte legeringsprodukter ved forbedrede egenskaper spesielt i den korte tverretningen. Produktet omfatter 0,5 - 4 vektprosent Li, 0 - 5,0 vektprosent Mg, opptil 5,0 vektprosent Cu, 0,0 3 - 0,15 vektprosent Zr, 0 - 2,0 vektprosent Mn, 0 - 7,0 vektprosent Zn, 0,5 vektprosent maks. Fe, 0,5 vektprosent maks. Si, idet resten er aluminium og tilfeldige forurensninger.

Oppfinnelsen gjelder også fremstillingen av produktet omfattende trinnene å tilveiebringe et materiale av en litiumholdig, aluminiumbasert legering og oppvarme materialet til en temperatur for en første varmebehandling, men ved en temperatur som er tilstrekkelig lav slik at en betydelig mengde av kornet grense-utfeining ikke oppløses. I tillegg omfatter fremgangsmåten varmebehandling ved lav temperatur av det oppvarmede materiale for å tilveiebringe et mellomprodukt, omkrystallisere nevnte mellom produkt og varmebehandle det omkrystalliserte produktet til et ferdig formet produkt.

Oppfinnelsen gjelder dessuten fremstilling av produktet omfattende trinnet å tilveiebringe et materiale av en liteium-holdig, aluminiumbasert legering og oppvarme materialet til en temperatur for en serie av varmebehandlingsoperasjoner ved lav temperatur for å få materialet i tilstand for omkrystallisasjon. Varmebehandlingsoperasjonene ved lav temperatur kan anvendes

for å tilveiebringe et mellomprodukt. Deretter omkrystalliseres mellomproduktet og varmebehandles så til et ferdig formet produkt. Etter varm-valsing har produktet en metallurgisk struktur som generelt mangler karakturegenskaper etter intens bearbeiding som normalt kan tillegges den støpte strukturen som sådan. Det vil si strukturen er av isotropisk natur og oppviser eksempelvis forbedrede egenskaper i 45°-retningen. Det ferdig formede produktet blir løsningsvarmebehandlet, bråavkjølt og aldret for å tilveiebringe et ikke-omkrystallisert produkt. Før aldrings-trinnet kan det meddeles til produktet en bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking av en mengde som er større enn 3%, slik at produktet har kombinasjoner av forbedret styrket og bruddseighet etter aldring. Bearbeidelsesgraden som f.eks. ved strekking, er større enn den som normalt anvendes for frigjø-ring av resterende, indre avkjølingspåkjenninger.

Fig. 1 viser at forholdet mellom seighet og flytegrense

for et bearbeidet legeringsprodukt ifølge foreliggende oppfinnelse økes ved strekking. Fig. 2 viser at forholdet mellom seighet og flytegrense økes for et andre, bearbeidet legeringsprodukt som er strukket ifølge foreliggende oppfinnelse.

Fig. 3 viser forholdet mellom seighet og flytegrense for

et tredje legeringsprodukt som er strukket ifølge foreliggende oppfinnelse.

Fig. 4 viser at forholdet mellom seighet og flytegrense økes for et annet legeringsprodukt som er strukket ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 viser at forholdet mellom seighet (skår-strekkfasthet dividert med flytegrense) og flytegrense avtar med økende mengder av strekking for AA7050. Fig. 6 viser at strekking av AA2024 utover 2% ikke signi fikant øker forholdet mellom seighet og styrke for denne legeringen .

Fig. 7 illustrerer forskjellige forhold mellom seighet

og flytegrense, hvor forandringer i oppadgående retning og til høyre representerer forbedrede kombinasjoner av disse egenskapene .

Fig. 8 viser en metallurgisk struktur av en aluminium-litium-legering som er behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 9 viser en metallurgisk struktur av en aluminium-litium-legering som er behandlet ifølge konvensjonell praksis. Fig. 10 viser et diagram av flytepåkjenning avsatt mot orienteringen av eksemplaret. Fig. 11 viser et mikrofotografi av en typisk, omkrystallisert struktur av et mellomprodukt på 100x av en aluminiumlegering inneholdende 2,0 Li, 3,0 Cu og 0,11 Zr behandlet ifølge oppfinnelsen.

Fig. 12 viser et mikrofotografi tatt i lengderetningen

av et sluttprodukt ved 50x med egenskaper av den isotropiske typen.

Legeringen ifølge foreliggende oppfinnelse kan inneholde 0,5 - 4,0 vektprosent Li, 0 - 5,0 vektprosent Mg, opptil 5,0 vektprosent Cu, 0 - 1,0 vektprosent Zr, 0 - 2,0 vektprosent Mn, 0 - 7,0 vektprosent Zn, 0,5 vektprosent maks. Fe, 0,5 vektprosent maks. Si, resten aluminium og tilfeldige forurensninger. Forurensningene er fortrinnsvis begrenset til ca. 0,05 vektprosent av hver, og kombinasjonen av forurensninger skal fortrinnsvis ikke overstige 0,15 vektprosent. Innenfor disse grenser foretrekkes det at totalsummen av alle forurensninger ikke overstiger 0,35 vektprosent.

En foretrukken legering ifølge oppfinnelsen kan inneholde 1,0 - 4,0 vektprosent Li, 0,1 - 5,0 vektprosent Cu, 0 - 5,0 vektprosent Mg, 0 - 1,0 vektprosent Zr, 0 - 2 vektprosent Mn, idet resten er aluminium og forurensninger som spesifisert ovenfor. En typisk legeringsblanding vil inneholde 2,0 - 3,0 vektprosent Li, 0,5 - 4,0 vektprosent Cu, 0 - 3,0 vektprosent Mg, 0 - 0,2 vektprosent Zr, 0 - 1,0 vektprosent Mn og maks. 0,1 vektprosent av hver av Fe og Si.

I foreliggende oppfinnelse er litium meget viktig ikke bare fordi det muliggjør en signifikant minskning i densiteten^men også fordi det forbedrer strekkfasthet og flytegrense mar-kert, såvel som å forbedre elastisk modul. I tillegg forbedrer nærværet av litium motstandsevne mot tretthet. Men mest signifikant tillater nærvær av litium i kombinasjon med andre, regulerte mengder av legeringselementer å oppnå aluminiumlegeringsprodukter som kan bearbeides for å tilveiebringe enestående kombinasjoner av styrke og bruddseighet, mens de bibeholder tydelige reduksjoner i densitet. Det skal forstås at mindre enn 0,5 vektprosent Li ikke tilveiebringer signifikante reduksjoner i densiteten

til legeringen, og 4 vektprosent Li er nær løselighetsgrensen for litium, avhengig i en signifikant grad av de andre legerings-elementene. Det er for tiden ikke ventet at større mengder av litium vil forbedre kombinasjonen av seighet og styrke for legeringsproduktet.

Når det gjelder kobber, spesielt i de områder som er angitt ovenfor for bruk ifølge foreliggende oppfinnelse, øker dets nærvær egenskapene til legeringsproduktet ved å redusere tapet av bruddseighet ved høyere styrkenivåer. Det vil si, sammenlignet med litium, har kobber i foreliggende oppfinnelse eksempelvis evnen til å gi høyere kombinasjoner av seighet og styrke. Dersom det eksempelvis ble brukt tilsetninger av mer litium for å øke styrken uten kobber, ville minskningen i seighet bli større enn om kobbertilsetninger ble brukt for øke styrken. I foreliggende oppfinnelse er det således ved valg av en legering, viktig å foreta valget slik at både den ønskede seighet og styrke balanse-res, siden begge elementer på enestående måte arbeider sammen for å tilveiebringe seighet og styrke ifølge foreliggende oppfinnelse. Det er viktig at de områder som det er referert til ovenfor overholdes, spesielt når den gjelder den øvre grensen for kobber, siden for store mengder kan føre til den uønskede dannel-sen av intermetalliske forbindelser som kan innvirke på bruddseigheten.

Magnesium tilsettes eller tilveiebringes i foreliggende klasse av aluminiumlegeringer i hovedsak for det formål å øke styrken, selv om det minsker densiteten litt og er fordelaktig fra det synspunkt. Det er viktig å overholde de øvre grensene som er angitt for magnesium, fordi overskudd av magnesium også kan føre til innvirkning på bruddseigheten, spesielt ved dannel-sen av uønskede faser ved korngrenser.

Mengden av mangan skal også reguleres nøye. Mangan tilsettes for å medvirke til regulering av kornstruktur, spesielt i sluttproduktet. Mangan er også et dispersoid-dannende element og utfelles i liten partikkelform ved varmebehandlinger og har som én av sine fordeler en styrkende effekt. Dispersoider som f.eks. A^OC^Mn^ og Al^2M92Mn ^an dannes av mangan. Krom kan også anvendes for kornstrukturregulering, men på en mindre foretrukken basis. Zirkonium er det foretrukne materiale for kornstrukturregulering. Bruken av zink resulterer i økede styrkenivåer, spesielt i kombinasjon med magnesium. For store mengder av zink kan imidlertid minske seigheten ved dannelse av intermetalliske faser.

Seighet eller bruddseighet slik det brukes her, refererer til et legemes, f.eks. et arks eller en plates, motstand mot den ustabile vekst av sprekker eller andre feil.

Forbedrede kombinasjoner av styrke og seighet er en forand-ring av det normale, omvendte forhold mellom styrke og seighet mot høyere seighetsverdier ved gitte styrkenivåer eller mot høy-ere styrkenivåer ved gitte seighetsnivåer. I fig. 7 representerer eksempelvis det å gå fra punkt A til punkt D det tap i seighet som vanligvis er forbundet med økning av en legerings styrke.

I motsetning resulterer det å gå fra punkt A til punkt B i en økning i styrke ved samme seighetsnivå. Således er punkt B en forbedret kombinasjon av styrke og seighet. Også det å gå fra punkt A til punkt C resulterer i en økning i styrke mens seigheten minskes, men kombinasjonen av styrke og seighet er forbedret i forhold til punkt A. I forhold til punkt D ved punkt C, forbedres imidlertid seigheten og styrken forblir-omtrent .den samme, og kombinasjonen av styrke og seighet anses å være forbedret. Også ved å ta punkt B i forhold til punkt D forbedres seigheten og styrken har minsket selv om kombinasjonen av styrke og seighet igjen anses å være forbedret.

Såvel som det å tilveiebringe legeringsproduktet med regulerte mengder av legeringselementer som beskrevet ovenfor, foretrekkes det at legeringen fremstilles ifølge spesielle fremgangs-måtetrinn for å tilveiebringe de mest ønskelige egenskapene når det gjelder både styrke og bruddseighet. Således kan legeringen slik den er beskrevet her, tilveiebringes som en blokk eller en barre for fremstilling til et passende smidd produkt ved støpeteknikker som vanligvis anvendes på fagområdet for støpte produkter, idet kontinuerlig støping foretrekkes. Det skal bemerkes at legeringen også kan tilveiebringes i barreform sammensatt fra fine partikler som f.eks. pulverisert aluminiumlegering med sammensetning i de områder som er angitt ovenfor. Pulver- eller det partikkelformige materialet kan fremstilles ved fremgangsmåter som f.eks. forstøvning, mekanisk legering og smeltespinning. Blokken eller barren kan formes eller bearbeides på forhånd for

å tilveiebringe et egnet lager for etterfølgende bearbeidelsesoperasjoner. Før hovedbearbeidelsesoperasjonen underkastes le-geringsbeholdningen fortrinnsvis en homogenisering, og fortrinnsvis ved metalltemperaturer i omtrådet på 482 - 566°C i en tidsperiode på minst 1 time for å oppløse løselige elementer som f.eks. Li og Cu, og for å homogenisere metallets indre struktur. En foretrukken tidsperiode er ca. 20 timer eller mer i homogeni-seringstemperaturområdet. Normalt behøver oppvarmings- og homogeniseringsbehandlingen ikke å vare i mer enn 40 timer. Lengre tider er imidlertid normalt ikke skadelig. En tid på 20 - 40 timer ved homogeniseringstemperaturen er funnet ganske egnet.

I tillegg til oppløsning av bestanddeler for å fremme bearbeid-barhet, er denne homogeniseringsbehandlingen viktig i at den antas å utfelle Mn- og Zr-bærende dispersoider som hjelper til med regulering av den endelige kornstrukturen.

Etter homogeniseringsbehandlingen kan metallet valses eller ekstruderes eller på annen måte underkastes bearbeidelsesoperasjoner for å fremstille lagervare som f.eks. ark, plate eller ekstrusjoner eller annen lagervare som er egnet for forming til sluttproduktet.

I foreliggende oppfinnelse er det oppdaget at korte tverregenskaper kan forbedres ved omsorgsfullt regulerte varme- og mekaniske operasjoner såvel som legering av den litium-holdige, aluminiumbaserte legeringen. For formålet å forbedre de korte tverregenskapene, f.eks. seighet og duktilitet i den korte tverr-retningen skal således zirkoniuminnholdet i den litium-holdige, aluminiumbaserte legeringen holdes i området på 0,03 - 0,15 vektprosent. Fortrinnsvis er zirkoniuminnholdet i området på 0,05 - 0,12 vektprosent, idet en typisk mengde er i området på 0,08 - 0,1 vektprosent. Andre elementer, f.eks. krom, cerium, mangan, scandium, som er i stand til å danne fine dispersoider som for sinker korngrensemigrering og har en lignende effekt i prosessen som zirkonium, kan anvendes. Mengden av disse andre elementene kan varieres, for å gi den samme effekt som zirkonium skal mengden av et hvilket som helst av disse elementene imidlertid være tilstrekkelig lav til å tillate omkrystallisasjon av et mellomprodukt, og allikevel skal mengden være høy nok til å forsinke omkrystallisasjon under løsningsvarmebehandlingen.

For det formål å illustrere oppfinnelsen, oppvarmes en blokk av legeringen før den første varmebehandlingsoperasjonen. Denne temperaturen må reguleres slik at en betydelig mengde av korngrenseutfeiningen, dvs. partikler som foreligger ved de opprinnelige, dendritiske grensene, ikke oppløses. Det vil si at det meste av denne korngrenseutfeiningen ville oppløses og senere operasjoner ville normalt ikke være effektive, dersom det anvendes en høyere temperatur. Dersom temperaturen er for lav, vil blokken ikke deformeres uten sprekking. Blokken eller arbeids-materialet skal således fortrinnsvis oppvarmes til en temperatur i området på 316 - 510°C, og mer foretrukket 371 - 482°C, idet en typisk temperatur ligger i området på 427 - 466°C. Dette trinnet kan refereres til som et lavtemperatur-oppvarmingstrinn.

Dersom det er ønskelig, kan blokken homogeniseres før denne forhåndsoppvarmingen ved lav temperatur uten på uheldig måte å påvirke sluttproduktet. Slik det forstås for tiden kan imidlertid forhåndsoppvarmingen anvendes uten det tidligere homoge-niseringstrinnet uten tap av egenskaper.

Etter at blokken er oppvarmet til denne tilstanden varmbearbeides den eller varmvalses for å tilveiebringe mellomprodukt. Det vil si at så snart blokken har nådd den lave forhåndsoppvarmingstemperaturen, er den klar for neste operasjon. Lengre tider ved forhåndsoppvarmingstemperaturen er imidlertid ikke skadelig. Eksempelvis kan blokken holdes ved forhåndsoppvarmingstemperaturen i opptil 20 eller 30 timer. Men for formål ifølge foreliggende oppfinnelse kan tider som er mindre enn 1 time eksempelvis være tilstrekkelig. Dersom blokken ble valset til en plate som et sluttprodukt, så kan denne første varmebear-beidelsen redusere blokken til en tykkelse på 1,5 til 15 ganger tykkelsen til platen. En foretrukken reduksjon er 1,5 til 5 ganger tykkelsen til platen, idet en typisk reduksjon er 2 til 3 ganger tykkelsen av den ferdige platens tykkelse. Den innle dende varmbearbeidelsen kan startes ved en temperatur i området for lavtemperaturforhåndsoppvarmingen. Denne innledende varmbearbeidelsen kan imidlertid innføres ved en temperatur i området på 510 - 204°C. Mens dette bearbeidelsestrinnet er referert til som varmbearbeidelse, kan det mer hensiktsmessig refereres til som en varmbearbeidelse ved lav temperatur for formålet ifølge foreliggende oppfinnelse. Videre skal det forstås at de samme eller lignende virkninger kan oppnås med en serie eller variasjon av temperaturtorhåndsoppvarmingstrinn og varmbearbeidelsestrinn ved lav temperatur, enkeltvis eller kombinert, og dette omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Etter dette første bearbeidelsestrinnet ved lav temperatur oppvarmes så mellomproduktet til en temperatur som er tilstrekkelig høy til å omkrystallisere dets kornstruktur. For omkrystal-lisas jonsformål kan temperaturen være i området på 482 til 560°C, idet en foretrukken omkrystallisasjonstemperatur er 527 - 549°C. Det er omkrystallisasjonstrinnet, spesielt i kombinasjon med

de tidligere trinnene, som muliggjør forbedringen av platens korte tverregenskaper, f.eks. fremstilt overensstemmende med foreliggende oppfinnelse. Dersom det er for mye zirkonium til-stede, vil omkrystallisasjonen ikke inntre. Ordet omkrystallisasjon skal også omfatte delvis omkrystallisasjon såvel som full-stendig omkrystallisasjon.

Det antas at omkrystallisasjon i forbindelse med lavtempe-raturf orhåndsoppvarmingen og varmbearbeidelsen ved lav temperatur, startet ved de korngrenseutfeininger som foreligger ved de opprinnelige, dendritiske grensene, virke til å okludere disse partiklene, såvel som segregerte forurensninger ved den dendritiske grensen. Disse forurensningene kan derfor ikke lenger utgjøre svake stillinger eller forbindelser for intergranulært brudd. Således er det klart hvorfor omkrystallisasjon må startes og hvorfor mengden av zirkonium som forsinker omkrystallisasjonen må reguleres. Det vil si at zirkonium eller dets ekvivalent, sammen med lavtemperaturbetingelsene ved varmbearbeidelsen, bestemmer naturen til den omkrystalliserte teksturen.

Etter omkrystallisasjon varmbearbeides mellomproduktet videre eller varmvalses til en ferdig produktform. Som bemerket tidligere varmvalses mellomproduktet for å fremstille et produkt av ark- eller platetypen til en tykkelse som varierer fra 2,54 til 6,35 mm for ark og 6,35 til 25,4 mm for plate, eksempelvis. For denne siste varmbearbeidelsesoperasjonen skal temperaturen være i området på 538 til 399°C, og fortrinnsvis skal først me-talltemperaturen være i området på 482 til 524°C. Med hensyn på dette siste varmebehandlingstrinnet, er det viktig at tempe-raturene reguleres omsorgsfullt. Dersom det anvendes en for lav temperatur, kan for mye kaldbearbeidelse overføres til sluttproduktet, hvilket kan resultere i en uheldig virkning under den neste varmebehandlingen, dvs. løsningsvarmebehandlingen,

som forklart nedenfor.

For å oppnå forbedrede korte tverregenskaper, utføres løs-ningsvarmebehandling som bemerket foran, og det må utvises forsiktighet for å sikre en i det vesentlige uomkrystallisert kornstruktur. Legeringen ifølge oppfinnelsen må således inneholde et minimalt nivå av zirkonium for å forsinke omkrystallisasjon av sluttproduktet under løsningsvarmebehandlingen. Av samme grunn må det i tillegg utvises forsiktighet under det endelige varmbearbeidelsestrinnet for å sikre mot bruk av for lave temperaturer og dettes medfølgende problemer. Det vil si at for store mengder bearbeidelse som tilsettes i det endelige varmbearbeidelsestrinnet kan resultere i omkrystallisasjon av sluttproduktet under løsningsvarmebehandlingen og skal således unngås.

Dersom det er krevet at sluttproduktet skal være mindre anisotropisk eller mer isotropisk av natur, dvs. egenskapene er mer eller mindre jevne i alle retninger, så kan det kreves ytterligere regulering av varmbearbeidelsesoperasjonen ved lav temperatur. Dersom sluttproduktet skal være i det vesentlige fri for eller generelt mangle en intenst bearbeidet tekstur for å forbedre egenskapene i 45° retningen, så vil det si at varm-bearbeidelsesoperas jonene ved lav temperatur kan utføres slik at det oppnås slike egenskaper. For å forbedre 45° egenskapene kan det eksempelvis anvendes et varmbearbeidelses-operasjonstrinn ved lav temperatur der bearbeidelsesoperasjonen og temperaturen reguleres i en serie trinn. I én utførelsesform av denne operasjonen, etter lavtemperatur-forhåndsoppvarmingen, reduseres blokken således med ca. 5 til 35% av tykkelsen av den opprinnelige blokken id et første trinnet av varmbearbeidelsesoperasjonen ved lav temperatur, idet foretrukne reduksjoner er av størrel-sesorden 10 - 25% av tykkelsen. Temperaturen i dette første trinnet skal være i området på ca. 352 - 496°C. I det andre operasjonstrinnet er reduksjonen i størrelsesorden på 20 - 50% av tykkelsen av materialet av det første trinnet, idet typiske reduksjoner er ca. 25 - 35%. Temperaturen i det andre trinnet skal ikke være større enn 349°C og er fortrinnsvis i området på 260 - 343°C. I det tredje trinnet skal reduksjonen være 20 til 40% av tykkelsen av materialet fra det andre trinnet, og temperaturen skal være i området på 177 - 260°C, idet en typisk temperatur er i området på 204 - 246°C. Disse trinnene gir et mellomprodukt som er omkrystallisert, som bemerket tidligere.

En typisk omkrystallisert struktur av mellomproduktet er vist

i fig. 11. Av hensiktsmessighetsgrunner for foreliggende oppfinnelse er det her referert til forhåndsoppvarmingen med lav temperatur, varmbearbeidelsen ved lav temperatur koblet med tem-peraturregulering og omkrystallisasjonen av mellomproduktet, som en omkrystallisasjonseffekt som, ifølge foreliggende oppfinnelse, gjør det mulig å regulere anisotropien til de mekaniske egenskapene, og om ønsket, fremstille et sluttprodukt som er isotropisk av natur. Mens oppfinnerne har illustrert denne ut-førelsesformen av sin oppfinnelse ved å referere til en tretrinns-prosess, skal det noteres at området for oppfinnelsen ikke nød-vendigvis er begrenset til dette. For eksempel kan det være en rekke bearbeidelsesoperasjoner ved lav temperatur som kan anvendes for å regulere anisotropien avhengig av hvilken egen-skap som er ønsket, og dette kan oppnås nå som et resultat av det som læres her, spesielt anvendelsen av varmbearbeidelses-operas jonene ved lav temperatur og omkrystallisasjonen av et mellomprodukt. Reguleringen kan være enda mer effektiv dersom den kombineres med små variasjoner i sammensetningen av aluminium-litium-legeringene. En totrinns varmbearbeidelsesoperasjon ved lav temperatur kan eksempelvis anvendes. Det antas at de to siste trinnene med varmbearbeidelse ved lav temperatur i tre-trinnsprosessen er viktigst for å gi den ønskede mikrostrukturen i mellomproduktet. Eller temperaturretningen kan omvendes for hvert trinn, eller kombinasjon av lave og høye temperaturer kan anvendes under varmbearbeidelsesoperasjonene ved lav temperatur. Disse illustrasjonene er ikke nødvendigvis ment å begrense området for oppfinnelsen, men er angitt som illustrerende for den nye fremgangsmåten og de nye aluminium-litiumproduktene som kan

oppnås som et resultat av de nye fremgangsmåtene som er beskrevet her.

For ytterligere å gi den ønskede styrke og bruddseighet

som er nødvendig for sluttproduktet og for operasjonene ved fremstilling av dette produktet, skal produktet avkjøles raskt for å hindre eller minske uregulert utfelning av forsterkningsfaser som det refereres til senere. Således foretrekkes det ved utfø-relse av foreliggende oppfinnelse at avkjølingshastigheten er minst 56°C pr. sekund fra løsningstemperaturen til en temperatur på ca. 93°C eller lavere. En foretrukken avkjølingshastighet er minst 112°C pr. sekund i temperaturområdet på 482°C eller mer til 9 3°C eller mindre. Etter at metallet har nådd en temperatur på ca. 93°C, kan det så luftavkjøles. Når legeringen ifølge oppfinnelsen er platestøpt eller valsestøpt kan det eksempelvis være mulig å utelate noen av eller alle de trinnene som det er referert til ovenfor, og dette anses å ligge innenfor området for oppfinnelsen.

Etter løsningsvarmebehandling og avkjøling som bemerket her, kan det forbedrede arket, den forbedrede platen eller ek-strusjonen og andre smidde produkter ha et flytegrenseområde fra ca. 172 375 - 344 750 kPa og et nivå for bruddseighet i området på ca. 344 750 - 1 034 250 kPa. Med bruken av kunstig elding for å forbedre styrken, kan imidlertid bruddseigheten falle betydelig. For å minske tapet i bruddseighet som tidligere var forbundet med forbedring av styrken, er det oppdaget at løsningsvarmebehandlet og avkjølt legeringsprodukt, spesielt ark, plate eller ekstrusjon, må strekkes, fortrinnsvis ved romtemperatur i en mengde som er større enn 3% av dets opprinnelige mengde eller på annen måte bearbeides eller deformeres for å meddele produktet en bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking større enn 3% av dets opprinnelige lengde. Den bear-beidelsesef f ekt det er referert til menes å omfatte valsing og smiding, såvel som andre bearbeidelsesoperasjoner. Det er oppdaget at eksempelvis styrken av arket eller platen av foreliggende legering kan økes vesentlig ved strekking før kunstig elding, og denne strekkingen forårsaker liten eller ingen minskning av bruddseighet. Det vil forstås at i legeringer med sam-menlignbar høy styrke, kan strekking produsere et signifikant fall i bruddseighet. Strekking av AA7050 reduserer både seighet og styrke som vist i fig. 5, tatt fra henvisningen av J.T. Staley, som er nevnt tidligere. Lignende data for seighet og styrke for AA2024 er vist i fig. 6. For AA2024 øker strekking på 2% kombinasjonen av seighet og styrke sammenlignet med det som oppnås uten strekking. Ytterligere strekking gir imidlertid ingen vesentlig økning i seighet. Når forholdet mellom seighet og styrke tas i betraktning er det derfor av liten nytte å strekke AA2024 mer enn 2%, og det er skadelig å strekke AA7050. Når strekking eller dens ekvivalent i motsetning til dette kombineres med kunstig elding, kan det oppnås et legeringsprodukt ifølge oppfinnelsen med signifikant økede kombinasjoner av bruddseighet og styrke.

Mens oppfinnerne ikke ønsker å være bundet til noen spe-siell teori ved oppfinnelsen, antas det at deformasjon eller bearbeidelse, som f.eks. strekking, som anvendes etter løsnings-varmebehandling og avkjøling, resulterer i en jevnere fordeling av litium-holdige, metastabile utfeininger etter kunstig elding. Disse metastabile utfelningene antas å opptre som et resultat

av innføringen av en rekke defekter (forflytninger, ledigheter, ledighetsklynger osv.) som kan virke som foretrukne kjernedannel-sessteder for disse utfellende fasene (som f.eks. ', en forlø-per for A^CuLi-fasen) gjennom hvert korn. I tillegg antas det at denne praksis inhiberer kjernedannelse av både metastabile og likevektsfaser som f.eks. Al^Li, AlLi, A^CuLi og Al^CuLi^

ved kjerne- og under-kjernegrenser. Det antas også at kombinasjonen av øket jevn utfeining gjennom hvert korn og minsket kjer-negrenseutfeining resulterer i den observerte, høyere kombinasjon av styrke og bruddseighet i aluminium- litiumlegeringer som eksempelvis er bearbeidet eller deformert ved strekking,

før endelig elding.

Når det gjelder ark eller plater foretrekkes det eksempelvis at strekking eller ekvivalent bearbeidelse er større enn 3% og mindre enn 14%. Videre foretrekkes det at strekkingen ligger i området på ca. 4 til 12% økning av den opprinnelige lengden, idet typiske økninger er i området på 5 - 8%.

Etter at legeringsproduktet ifølge foreliggende oppfinnelse er bearbeidet, kan det eldes kunstig for å tilveiebringe den kombinasjon av bruddseighet og styrke som er så ønsket i flydeler. Dette kan gjennomføres ved å utsette arket eller pla-

ten eller det formede produktet for en temperatur i området på

66 - 204°C i en tilstrekkelig tidsperiode til ytterligere å øke flytegrensen. Noen sammensetninger av legeringsproduktet kan eldes til en flytegrense som er så høy som 655 025 kPa. Anvend-bare styrker er imidlertid i området på 344 750 - 586 075 kPa og tilsvarende bruddseigheter er i området på 172 375 - 517 125 kPa. Den kunstige eldingen gjennomføres fortrinnsvis ved å utsette legeringsproduktet for en temperatur i området på 135 - 191°C i en periode på minst 30 minutter. En passende eldings-praksis anvender en behandling på ca. 8 til 24 timer ved en temperatur på ca. 163°C. Videre skal det bemerkes at legeringsproduktet ifølge oppfinnelsen kan underkastes hvilke som helst av de typiske undereldingsbehandlingene som er vel kjent på fagområdet, inkludert naturlig elding. Det er imidlertid for tiden antatt at naturlig elding gir minst fordel. Mens det her er henvist til enkle eldingstrinn, kan det også anvendes multiple eldingstrinn, som f.eks. to eller tre eldingstrinn, og strekking eller dens ekvivalente bearbeidelse kan anvendes før eller til og med etter en del av disse multiple eldingstrinnene.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen ytterligere.

EKSEMPEL I

En aluminiumlegering bestående av 1,73 vektprosent Li,

2,63 vektprosent Cu, 0,12 vektprosent Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger ble støpt til en blokk som er egnet for valsing. Blokken ble homogenisert i en ovn ved en temperatur på 538°C i 24 timer og ble så varmvalset til et plate-produkt som var ca. 2,54 cm tykt. Platen ble så løsningsvarme-behandlet i en varmebehandlingsovn ved en temperatur på 552°C

i 1 time og så avkjølt ved neddykking i vann av 21°C, idet temperaturen i platen like før neddykningen var 552°C. Deretter ble en prøve av platen strukket 2% lenger enn dens opprinnelige lengde, og en andre prøve ble strukket 6% lenger enn dens opprinnelige lengde, begge ved omtrent romtemperatur. For å oppnå kunstig elding ble de strukkede prøvene behandlet enten ved 163 eller 191°C i tider som er vist i tabell I. Flytegrenseverdier for de refererte prøvene er basert på eksemplarer som er tatt i lengderetningen, retningen parallell med valseretningen. Seighet ble bestemt ved hjelp av ASTM Standard Practice E561 -81

for R-kurvebestemmelse. Resultatene av disse testene er angitt

i tabell I. I tillegg er resultatene vist i fig. 1, der seighet er avsatt mot flytegrense. Det skal bemerkes fra fig. 1 at 6% styrking forflytter forholdet mellom styrke og seighet oppover og til høyre i forhold til 2% strekking. Det vil således sees at strekking over 2% forbedret seighet og styrke betydelig i denne litium-holdige legeringen. I motsetning til dette minsker strekking både styrke og seighet i den lange tverretningen for legering 7050 (fig. 5). Også i fig. 6 gir strekking over 2% liten øket fordel for forholdet mellom seighet og styrke i AA2024.

EKSEMPEL II

En aluminiumlegering bestående av i vekt, 2,0% Li, 2,7%

Cu, 0,65% Mg, 0,12% Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger, ble støpt til en blokk som er egnet for valsing. Blokken ble homogenisert ved 527°C i 36 timer, varmvalset til

en 2,54 cm tykk plate som i eksempel I, og løsningsvarmebehandlet i 1 time ved 527°C. I tillegg ble prøvene også avkjølt, strukket, eldet og testet på seighet og styrke som i eksempel I. Resultatene fremgår av tabell II, og forholdet mellom seighet og flytegrense er angitt i fig. 2. Som i eksempel I, forflytter strekking av denne legeringen 6% forholdet mellom seighet og styrke til vesentlig høyere nivåer. Den strekede linjen gjennom det enkle datapunktet for 2% strekking er ment å antyde det sannsyn-lige forholdet for denne strekkingsmengde.

EKSEMPEL III

En aluminiumlegering bestående av i vekt, 2,78% Li, 0,49% Cu, 0,98% Mg, 0,50% Mn, 0,12% Zr og resten i det vesentlige aluminium, ble støpt til en blokk som er egnet for valsing. Blokken ble homogenisert som i eksempel I og varmvalset til en plate som var 6,35 mm tykk. Deretter ble platen løsningsvarmebehandlet i 1 time ved 538°C og avkjølt i vann av 21°C. Prøver av den avkjølte platen ble strukket 0%, 4% og 8% før elding i 24 timer ved 163°C eller 191°C. Flytegrense ble bestemt som i eksempel I og seighet ble bestemt ved hjelp av slitasjetester av Kahn-typen. Denne testfremgangsmåten er beskrevet i et arbeid med tittelen Materials Research and Standards, Vol. 4, nr. 4, april 1984, s. 181. Resultatene er angitt i tabell III og forholdet mellom seighet og flytegrense er avsatt i fig. 5.

Det fremgår av denne strekking på 8% gir øket styrke og seighet i forhold til det som allerede er oppnådd ved strekking på 4%. I motsetning til dette faller data for AA2024 som er strukket fra 2 til 5% (fig. 6) i et meget trangt bånd, som er forskjellig fra den større virkningen av strekking på forholdet mellom seighet og styrke som kan ses i litium-holdige legeringer.

EKSEMPEL IV

En aluminiumlegering bestående av i vekt, 2,72% Li, 2,04% Mg, 0,53% Cu, 0,49% Mn, 0,13% Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger, ble støpt til en blokk som er egnet for valsing. Deretter ble den homogensiert som i eksempel I

og så varmvalset til en plate som var 6,35 mm tykk. Etter varm-valsing ble platen løsningsvarmebehandlet i 1 time ved 538°C

og avkjølt i vann av 21°C. Prøver ble tatt ved 0%, 4% og 8% strekking og eldet som i eksempel I. Tester ble utført som i eksempel III og resultatene vises i tabell IV. Fig. 4 viser forholdet mellom seighet og flytegrense for denne legeringen som en funksjon av mengden av strekking. Den strekede linjen menes å antyde forholdet mellom seighet og styrke for denne mengde av strekking. For denne legeringen er økningen i styrke ved ekvivalent seighet signifikant større enn i de tidligere legeringene og var uventet i betraktning av oppførselen til konvensjonelle legeringer som f.eks. AA7050 og AA2024.

EKSEMPEL V

En aluminiumlegering bestående av, i vekt, 2,25% Li, 2,98% Cu, 0,12% Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger, ble støpt til en blokk som er egnet for valsing. Blokken ble homogenisert i en ovn ved en temperatur på 510°C i 8 timer umiddelbart fulgt av en temperatur på 538°C i 24 timer og luftavkjølt. Blokken ble så forhåndsoppvarmet i en ovn i 30 minutter ved 524°C og varmvalset til en 4,44 cm tykk plate. Platen ble løsningsvarmebehandlet i 2 timer ved 549°C fulgt av en kontinuerlig vannbesprutningsavkjøling med en vanntemperatur på 22°C. Platen ble strukket ved romtemperatur i valseretningen med 4,9% permanent deformasjon. Strekkingen ble fulgt av en kunstig eldings-behandling på 18 timer ved 163°C. Strekkegenskaper ble bestemt i den korte tverretningen ifølge ASTM B-557. Disse verdiene er vist i tabell V. Den endelige strekkstyrken og flytegrensestyrken var lik og de resulterende forlengelsene er 0. Resultatene av egenskapene i lengde-, den lange tverr-og 45° retningene er vist i tabell Va.

EKSEMPEL VI

En aluminiumlegering bestående av,i vekt, 2,11% Li, 2,75% Cu, 0,09% Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger ble støpt til en blokk som var egnet for valsing. Blokken ble homogenisert i en ovn ved en temperatur på 538°C i 24 timer og luftavkjølt. Blokken ble så forhåndsoppvarmet i en ovn i 30 minutter ved 524°C og varmvalset til en 4,44 cm tykk plate. Platen ble løsningsvarmebehandlet i 1,5 timer ved 538°C og så avkjølt i en kontinuerlig vannspray (22°C). Platen ble strukket ved romtemperatur i valseretningen med 6,3% permanent deformasjon. Strekkingen ble fulgt av en kunstig eldings-behandling på 8 timer ved 149°C. Strekkstyrkeegenskaper ble bestemt i den korte tverr-retningen overensstemmende med ASTM B-557. Disse verdiene er vist i tabell VI. Den endelige strekkstyrken og flytegrensen var lik, og de resulterende forlengelsene er 0. Lengde- og de lange tverregenskapene er vist i tabell Via.

EKSEMPEL VII

En aluminiumlegering bestående av,i vekt, 2,0% Li, 2,55% Cu, 0,09% Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger, ble støpt til en blokk som var egnet for valsing. Blokken ble homogenisert i en ovn ved en temperatur på 510°C i 8 timer fulgt umiddelbart av en temperatur på 538°C i 24 timer og luftavkjølt. Blokken ble så forhåndsoppvarmet i en ovn i

6 timer ved 469°C og varmvalset til en 8,9 cm tykk plate. Platen ble tilbakeført til en ovn for gjenoppvarming ved 538°C i 11 timer og ble så sluttvarmvalset til en 4,44 cm tykk plate. Platen ble løsningsvarmebehandlet i 2 timer ved 549°C og avkjølt med en vannspray på 22°C. Platen ble strukket ved romtemperatur i lengderetningen med 5,9% permanent deformasjon. Strekkingen ble fulgt av en kunstig eldings-behandling på 36 timer ved 163°C. Korte tverr-strekkegenskaper ble bestemt ifølge ASTM B-557 og

er vist i tabell VII. I tillegg til disse testene ble prøver oppdelt etter strekking og eldet i laboratoriet ved 149 og 163°C i forskjellige tider. Disse dataene er vist i tabell VIII. Uavhengig av styrken av det materialet som er fremstilt ved standard eller konvensjonelle fremgangsmåter, er de resulterende forlengelsene 0. Materialet som er fremstilt ved bruk av den nye fremgangsmåten, viser en klar økning i forlengelse.

EKSEMPEL VIII

En aluminiumlegering bestående av i vekt, 2,92% Cu, 1,80% Li, 0,11% Zr og resten i det vesentlige aluminium og forurensninger, ble støpt til en blokk er egnet for valsing. Blokken ble homogenisert i en ovn ved en temperatur på 510°C i 8 timer fulgt av en temperatur på 538°C i 24 timer og luftavkjølt. Blokken ble så forhåndsoppvarmet i en ovn i 0,5 time ved 21°C og fikk tre varmvalsingstrinn: (1) 15% reduksjon ved varmvalsing ved 399°C, så luftavkjølt til 316°C, (2) 45% reduksjon ved varm-valsing ved 316°C, så luftavkjølt til 232°C, (3) 30% reduksjon ved varmvalsing ved 232°C for å fremstille et 2,54 cm tykt mellomprodukt. Denne mellomproduktplaten ble så underkastet en omkrystallisasjonsbehandling ved en temperatur på 549°C i 2 timer. Deretter ble mellomproduktplaten varmvalset til en 1,27 cm tykk plate med start ved en temperatur på 427°C. Den ferdige platen ble løsningsvarmebehandlet i 2 timer ved en metalltemperatur på 549°C og umiddelbart avkjølt i vann av 21°C og strukket med 8%. For kunstig elding ble den avkjølte og strukkede platen eldet ved 163°C i 24 timer. Fig. 10 er et optisk mikrofotografi av den platen tatt ved T/2-arealet som viser uomkrystallisert mikrostruktur uten skarpt definerte kjernegrenser av tynn, for-lenget kjernestruktur som vanligvis observeres i konvensjonelt fremstilte plateprodukter, noen ganger referert til som fibrering. Teksturanalyse av platen viste en mangel på sterke teksturbestand-deler slik den valses som normalt finnes i konvensjonelt behandlet materiale. Strekktestresultater er vist i tabell IX. For å illustrere fordelene med fremgangsmåten er strekktestresulta-tene avsatt i fig. 12 som sammenligner flytegrenseanisotropi for denne platen med platen fra eksempel VII.

Mens oppfinnelsen er beskrevet i form av foretrukne ut-førelsesformer, er de medfølgende krav ment å omfatte andre utfø-relsesformer som faller innenfor oppfinnelsens ånd.

Claims

1. Aluminiumbasert, smidd legeringsprodukt som er egnet for aldring og har evnen til å utvikle forbedrede kombinasjoner av styrke og bruddseighet i den korte tverr-retningen som resultat av en aldrings-behandling, hvilket produkt omfattes av 0,5 til 4,0 vekt% Li, 0 til 5,0 vekt% Mg, opptil 5,0 vekt% Cu, 0 til 2,0 vekt% Mn, 0 til 7,0 vekt% Zn, maksimalt 0,5 vekt% Fe, maksimalt 0,5 vekt% Si og ett eller flere av elementene valgt fra gruppen bestående av Zr, Cr, Ce og Sc, idet resten er aluminium og tilfeldige elementer og forurensninger og hvilket produkt er meddelt en omkrystallisasjonseffekt før varmbearbeidelse og løsningsvarmebehandling for å tilveiebringe et uomkrystallisert produkt med forbedrede egenskaper i den korte tverr-retningen.

2. Produkt ifølge krav 1, hvor produktet i den korte tverr-retningen har en forlengelse i området 1 til 10 %.

3. Produkt ifølge krav 1, hvor produktet før et aldringstrinn er blitt meddelt en bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking av en mengde som er større enn ca. 3 % ved romtemperatur for at produktet etter et aldrings-trinn har forbedrede egenskaper i den korte tverr-retningen.

4. Produkt ifølge krav 1, hvor Li er i området på 1,0 til 4,0 vekt% og Zr i området på 0,03 til 0,15 vekt%.

5. Produkt ifølge krav 1, hvor Cu er i området på 1,0 til 5,0 vekt%.

6. Produkt i krav 1, hvor Li er i området på 2,0 til 3,0 vekt%, Cu er i området på 0,5 til 4,0 vekt%, Mg er i området på 0 til 3,0 vekt%, Zr er i området på 0,05 til 0,12 vekt% og Mn er i området på 0 til 1,0 vekt%.

7. Produkt ifølge krav 1, hvor det smidde produkt er flatvalset produkt.

8. Aluminium-basert, smidd legeringsprodukt har forbedrede egenskaper i den korte tverr-retning, idet produktet omfatter Li i området 2,0 til 3,0 vekt%, Cu er i området på 0,5 til 4,0 vekt%, Mg er i området på 0 til 3,0 vekt%, Zr er i området på 0,05 til 0,12 vekt% og Mn er i området på 0 til 1,0 vekt%, idet produktet er blitt meddelt en omkrystallisasjonseffekt før varmbearbeidelse og lø snings-varmebehandling for å tilveiebringe et uomkrystallisert produkt og er blitt meddelt, før et aldringstrinn, en bearbeidelseseffekt ekvivalent med strekking i en grad som er større enn ca. 3 % ved romtemperatur, for at produktet, etter et aldringstrinn, skal ha en forlengelse i den korte tverr-retning i området 2 til 10 %.

9. Aluminiumbasert, smidd legeringsprodukt med evne til å utvikle forbedrede egenskaper i 45°-retningen som resultat av en aldringsbehandling, idet produktet omfattes av 0,5 til 4,0 vekt% Li, 0 til 5,0 vekt% Mg, opp til 5,0 vekt% Cu, 0 til 2,0 vekt% Mn, 0 til 7,0 vekt% Zn, maksimalt 0,5 vekt% Fe, maksimalt 0,5 vekt% Si og ett eller flere av elementene valgt fra gruppen bestående av Zr, Cr, Ce og Sc, idet resten er aluminium og tilfeldige elementer og forurensninger og hvilket produkt er meddelt en omkrystallisasjonseffekt for å produsere et smidd produkt som har forbedrede nivåer av egenskaper i 45°-retningen i den aldrede tilstand.

10. Produkt ifølge krav 8, hvor Li er i området 1,0 til 4,0 vekt% og Zr er i området 0,03 til 0,15 vekt%.

11. Produkt ifølge krav 8, hvor Cu er i området 1,0 til 5,0 vekt%.

12. Produkt ifølge krav 8, hvor Li er i området 2,0 til 3,0 vekt%, Cu er i området 0,5 til 4,0 vekt%, Mg er i området 0 til 3,0 vekt%, Zr er i området 0,03 til 0,2 vekt% og Mn er i området 0 til 1,0 vekt%.

13. Produkt ifølge krav 8, hvor det smidde produkt har en idet vesentlige uomkrystallisert metallurgisk struktur som generelt mangler intense bearbeidelsestekstur-karakteristikker.

14. Produkt ifølge krav 8, hvor det smidde produkt er et flatvalset produkt.

15. Produkt ifølge krav 8, hvor det smidde produkt har en isotropisk tekstur.

16. Aluminiumbasert, smidd legeringsprodukt med evne til å danne et omkrystallisert mellomprodukt etter lav temperatur-varmbearbeidelse og en idet vesentlige uomkrystallisert struktur etter å være blitt lø sningsvarmebehandlet, idet produktet omfattes av 0,5 til 4,0 vekt% Li, 0 til 5,0 vekt% Mg, opp til 5,0 vekt% Cu, 0 til 2,0 vekt% Mn, 0 til 7,0 vekt% Zn, maksimalt 0,5 vekt% Fe, maksimalt 0,5 vekt% Si og ett eller flere av elementene valgt fra gruppen bestående av Zr, Cr, Ce og Sc, idet resten er aluminium og tilfeldige elementer og forurensninger og hvilket produkt er meddelt en omkrystallisasjonseffekt for å produsere smidd produkt som har en metallurgisk struktur som generelt mangler intense bearbeidelsestekstur-karakteristikker og har forbedrede nivåer av egenskaper i 45°-retningen i den aldrede tilstand.

17. Aluminiumbasert, smidd legeringsprodukt med evne til å danne et omkrystallisert mellomprodukt etter lavtemperatur-varmbearbeidelse og én idet vesentlige uomkrystallisert struktur etter å være blitt varmbearbeidet og løsningsvarme-behandlet, idet produktet omfattes av 0,5 til 4,0 vekt% Li, 0 til 5,0 vekt% Mg, opp til 5,0 vekt% Cu, 0,03 til 0,2 vekt% Zr,

0 til 2,0 vekt% Mn, 0 til 7,0 vekt* Zn, maksimalt 0,5 vekt% Fe, maksimalt 0,5 vekt% Si, idet resten er aluminium og tilfeldige elementer og forurensninger, idet produktet har en metallurgisk struktur som generelt mangler intense bearbeidelsestekstur-karakteristikker og har forbedrede nivåer av egenskaper i 45°-retningen i den aldrede tilstand.;18. Produkt ifølge krav 8, hvor produktet inneholder 0,5 til 4,0 vekt% Li, 0 til 5,0 vekt% Mg, opptil 5,0 vekt% Cu, 0,03 til 0,15 vekt% Zr, 0 til 2,0 vekt% Mn, 0 til 7,0 vekt% Zn, maksimalt 0,5 vekt* Fe, maksimalt 0,5 vekt% Si, resten aluminium, elementer og tilfeldige forurensninger.

19. Produkt ifølge krav 8, hvor produktet inneholder 1,0 til 4,0 vekt% Li, 0,5 til 4,0 vekt% Cu, 0 til 3,0 vekt% Mg, 0,03 til 0,15 vekt% Zr og 0 til 1,0 vekt% Mn.

20. Produkt ifølge krav 8, hvor produktet inneholder 2,0 til 3,0 vekt% Li, 0,5 til 4,0 vekt% Cu, 0 til 3,0 vekt% Mg, 0,05 til 0,12 vekt% Zr og 0 til 1,0 vekt% Mn.

21. Fremgangsmåte for fremstilling av litium-holdige, aluminiumbaserte legeringsprodukter med forbedrede egenskaper i den korte tverr-retning, omfattende følgende trinn: (a) det tilveiebringes et legeme av en litiumholdig, aluminium-basert legering; (b) legemet oppvarmes til en temperatur for første varmbearbeidelse for å sette legemet i en tilstand for om-krystallisas jon; (c) det oppvarmede legeme varmbearbeides for å tilveiebringe et mellomprodukt; (d) mellomprodukt omkrystalliseres; (e) det omkrystalliserte produktet varmbearbeides til et formet produkt og (f) det formede produkt lø sningsvarmebehandles, avkjø les og aldres for å gi et ikke-omkrystallisert produkt med forbedrede nivåer av egenskaper i den korte tverr-retningen.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor oppvarmingen i trinn (b) derav utføres ved en temperatur i området på 600 til 900°F (315 til 482° C) .

23. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor oppvarmningen i trinn (b) utfø res ved en temperatur i området 700 til 900° F (371 til 482° C) .

24. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor oppvarmningen i trinn (b) utføres ved en temperatur i området 800 til 870°F (427 til 466° C) .

25. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor varmbearbeidelsen av det oppvarmede legeme utfø res ved en temperatur i området på 400 til 975° F (204 til 524°C).

26. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor varmbearbeidelsen av det oppvarmede legeme utføres ved en temperatur i området på 700 til 870° F (371 til 466°C).

27. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor omkrystallisasjonstrinnet utføres ved en temperatur i området på 900 til 1040°F (482 til 560° C) .

28. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor omkrystallisasjonstrinnet utføres ved en temperatur i området på 980 til 1020°F (527 til 549° C).

29. Fremgangsmåte ifølge krav 21, trinn (e), hvor varmbearbeidelsen av det omkrystalliserte produkt utfø res ved en temperatur i området 700 til 1040° F (371 til 560°C) ved begynnelsen av varmbearbeidelses-operasjonen.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 21, trinn (e), hvor varmbearbeidelsen av det omkrystalliserte produkt utfø res ved en temperatur i området 750 til 950°F (399 til 510° C) ved begynnelsen av varmbearbeidelses-operasjonen.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 21, trinn (e), hvor varmbearbeidelsen av det omkrystalliserte produkt utfø res ved en temperatur i området 350 til 850°F (177 til 454°C) ved slutten av varmbearbeidelses-operassjonen.

32. Fremgangsmåte ifølge krav 21, trinn (e), hvor varmbearbeidelsen av det omkrystalliserte produkt utfø res ved en temperatur i området 350 til 850° F (177 til 454°C) ved slutten av varmbearbeidelses-operassjonen.

33. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor løsnings-varmebehandlingen utfø res ved en temperatur i området på 900 til 1050°F (482 til 560° C).

34. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor avkjø lingen er en koldtvanns-avkjøling.

35. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det formede produktet aldres kunstig ved en temperatur i området på 150 til 400°F (65 til 204°C) etter løsningsvarmebehandling og avkjøling.

36. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor produktet er et flatvalset produkt.

37. Fremgangsmåte ifølge krav 36, hvor legemet varmvalses for å tilveiebringe et flatvalset produkt med tykkelse 1,5 til 15 ganger sluttproduktet.

38. Fremgangsmåte ifølge krav 21, inklusive å meddele produktet før et aldringstrinn en bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking av produktet ved romtemperatur slik at produktet, etter et aldringstrinn, kan ha forbedrede kombinasjoner av styrke og bruddseighet.

39. Fremgangsmåte ifølge krav 38, hvor nevnte bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking av det smidde produkt er over 3 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

40. Fremgangsmåte ifølge krav 39, hvor bearbeidelseseffekten ekvivalent med strekking av det smidde produkt er 4 til 10 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

41. Fremgangsmåte ifølge krav 38, hvor bearbeidelseseffekten er å strekke det smidde produkt 3 til 10 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

42. Fremgangsmåte ifølge krav 41, hvor bearbeidelseseffekten er å strekke det smidde produkt 4 til 10 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

43. Fremgangsmåte ifølge krav 41, hvor legemet utsettes for en homogeniseringsbehandling før oppvarmning i trinn (b).

44. Fremgangsmåte for fremstilling av litiumholdige aluminiumbaserte legeringsprodukter som har forbedrede egenskaper i 45°-retningen, idet fremgangsmåten omfatter følgende trinn: (a) å tilveiebringe et legeme av en litiumholdig aluminium-basert legering; (b) å oppvarme legemet til en temperatur for en rekke av regulerte lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner for å bringe nevnte legeme i en tilstand for omkrystallisasjon; (c) å utsette nevnte legeme for nevnte serie av regulerte lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner for å tilveiebringe et mellomprodukt; (d) å omkrystallisere nevnte mellomprodukt; (e) å varmbearbeide det omkrystalliserte produkt til et formet produkt; og (f) løsningsvarmebehandle, avkjø le og aldre nevnte formede produkt for å tilveiebringe et i det vesentlige ikke-omkrystallisert produkt som har en metallurgisk struktur som generelt mangler intense bearbeidelsestekstur-karakteristikker, idet produktet har forbedrede nivåer av egenskaper i 45°-retningen.

45. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (c) derav serien inkluderer minst to lavtemperatur-varmbearbeidelsestrinn.

46. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor den første lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjon utføres ved en temperatur som er høyere enn det annet lavtemperatur-varmbearbeidelsestrinn.

47. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (c) derav serien inkluderer tre trinn med lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner.

48. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (c) derav én operasjon i serien av lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner utføres ved en temperatur i området 665 til 925°F (352 til 496° C) .

49. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (c) derav én operasjon i serien av lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner utføres ved en temperatur i området 500 til 700° F (260 til 371° C).

50. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (c) derav én operasjon i serien av lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner utføres ved en temperatur i området 350 til 500°F (177 til 260° C) .

51. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjonene inkluderer to trinn, hvorav ett utføres ved en temperatur i området 665 til 925°F (352 til 496° C) og ett utfø res ved en temperatur i området 350 til 650°F (177 til 343° C).

52. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor serien av lavtemperatur-operasjoner inkluderer tre trinn, hvorav ett utføres ved en temperatur i området 665 til 925°F (352 til 496°C), et annet som utføres ved en temperatur i området 500 til 700°F (260 til 371° C) og et tredje som utfø res ved en temperatur i området 350 til 500° F (177 til 260°C).

53. Fremgangsmåte ifølge krav 52, hvor hø ytemperatur-trinnet i lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjonene utfø res først.

54. Fremgangsmåte ifølge krav 52, hvor lavtemperatur-trinnet i lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjonene utføres sist.

55. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (b) derav legemet oppvarmes til en temperatur i området 600 til 900° F (315 til 482° C).

56. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor i trinn (b) derav legemet oppvarmes til en temperatur i området 700 til 900°F (371 til 482»C) .

57. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor legemet utsettes for homogenisering før oppvarmning av legemet som angitt i krav l(b).

58. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor omkrystallisasjon utfø res ved en temperatur i området 900 til 1040°F (482 til 560° C) .

59. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor omkrystallisasjon utfø res ved en temperatur i området 980 til 1020°F (527 til 549° C) .

60. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor mellomproduktet blir i det minste delvis omkrystallisert.

61. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor varmbearbeidelsen av det omkrystalliserte produkt utfø res ved en temperatur i området 900 til 1040 <»> F (482 til 560 <»> C).

62. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor varmbearbeidelsen av det omkrystalliserte produkt utfø res ved en temperatur i området 950 til 1020 <»> F (510 til 549 <»> C).

63. Fremgangsmåte ifølge krav 44, inklusive lø snings-varmebehandling ved en temperatur i området 900 til 1050 <»> F (482 til 566» C).

64. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor det endelige formede produkt blir kunstig aldret ved en temperatur i området 150 til 400» F (65 til 204» C).

65. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor det endelige formede produkt er et flatvalset produkt.

66. Fremgangsmåte ifølge krav 65, hvor mellomproduktet er et flatvalset produkt som har en tykkelse på 1,5 til 15 ganger det endelige produkt.

67. Fremgangsmåte ifølge krav 65, hvor mellomproduktet er et flatvalset produkt som har en tykkelse på 1,5 til 5 ganger det endelige produkt.

68. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor nevnte legeme er en blokk og ett trinn i nevnte serie av lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner reduserer tykkelsen på blokken med 5 til 25 %.

69. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor nevnte legeme er en blokk og ett trinn i nevnte serie av lavtemperatur-varmbearbeidelsesoperasjoner reduserer tykkelsen på blokken med 12 til 20 %.

70. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor nevnte legeme er en blokk og ett trinn i nevnte serie reduserer tykkelsen med 20 til 40 % av tykkelsen på utgangsmaterialet.

71. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor nevnte legeme er en blokk og det tredje trinn i nevnte serie reduserer tykkelsen med 20 til 30 % av tykkelsen på utgangsmaterialet.

72. Fremgangsmåte ifølge krav 44, inklusive å meddele produktet før et aldringstrinn en bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking av produktet ved romtemperatur slik at produktet, etter et aldringstrinn, kan ha forbedrede kombinasjoner av styrke og bruddseighet.

73. Fremgangsmåte ifølge krav 72, hvor nevnte bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med strekking av det smidde produkt i en mengde som er større enn 3 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

74. Fremgangsmåte ifølge krav 73, hvor nevnte bearbeidelseseffekt som er ekvivalent med å strekke det smidde produkt til 4 til 10 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

75. Fremgangsmåte ifølge krav 72, hvor bearbeidelseseffekten er å strekke det smidde produkt 3 til 10 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

76. Fremgangsmåte ifølge krav 72, hvor bearbeidelseseffekten er å strekke det smidde produkt 4 til 10 % av dets opprinnelige lengde ved romtemperatur.

77. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor produktet inneholder 0,5 til 4,0 vekt% Li, 0 til 5,0 vekt% Mg, opptil 5,0 vekt% Cu, 0 til 2,0 vekt% Mn, 0 til 7,0 vekt% Zn, maksimalt 0,5 vekt% Fe, maksimalt 0,5 vekt% Si og ett eller flere av elementene valgt fra gruppen bestående av Zr, Cr, Ce og Sc, resten aluminium, elementer og tilfeldige forurensninger.

78. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor produktet inneholder 1,0 til 4,0 vekt% Li, 0,5 til 4,0 vekt% Cu, 0 til 3,0 vekt% Mg, 0,03 til 0,15 vekt% Zr og 0 til 1,0 vekt% Mn.

79. Fremgangsmåte ifølge krav 44, hvor produktet inneholder 2,0 til 3,0 vekt% Li, 0,5 til 4,0 vekt% Cu, 0 til 3,0 vekt% Mg, 0,05 til 0,12 vekt% Zr og 0 til 1,0 vekt% Mn.