BRPI0820679A2

BRPI0820679A2 - ligas alumínio-cobre-lítio melhoradas

Info

Publication number: BRPI0820679A2
Application number: BRPI0820679A
Authority: BR
Inventors: L Wilson Andre; K Denzer Diana; L Colvin Edward; H Bray Gary; A Yocum Les; R Sawtell Ralph; J Rioja Roberto; K Cogswell Todd
Original assignee: Alcoa Inc
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2019-09-10
Also published as: US9587294B2; RU2639177C2; EP2829623B1; KR101538529B1; KR20100099248A; US8118950B2; JP2011505500A; EP2231888A1; WO2009073794A1; AU2013257457B2; CA2707311C; RU2010127284A; RU2497967C2; US20120132324A1; US20140212326A1; CA2707311A1; US20090142222A1; EP2231888B1; CN101889099A; EP2829623A1

Abstract

ligas alumínio-cobre-lítio melhoradas a presente invenção refere-se a ligas melhoradas de alumíniocobre- lítio. as ligas podem incluir 3,4 a 4,2% em peso de cu; 0,9 a 1 ,4% em peso de li; 0,3 a 0,7% em peso de ag; 0,1 a 0,6% em peso de mg; 0,2 a 0,8% em peso de zn; o, 1 a 0,6% em peso demn; e 0,01 a 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle da estrututa do grão, o saldo sendo alumínio e elementos incidentais e impurezas. as ligas alcançam uma combinação melhorada de propriedades sobre as ligas da técnica anterior.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para LIGAS ALUMÍNIO-COBRE-LÍTIO MELHORADAS.

REFERÊNCIA CRUZADA PARA APLICAÇÕES RELATIVAS

Este pedido de patente reivindica prioridade para a Pedido de

Patente Provisório U.S. N° 60/992.330, registrada em 4 de dezembro de 2007, e denominada LIGAS DE ALUMÍNIO MELHORADAS, e é relacionada ao Heaiao ae raienie _____, icyiauaua cm -r .—Cada um dos Pedidos de Patente identificados acima está aqui incorporado em sua totalidade como referência.

ANTECEDENTES

Ligas de alumínio são úteis em uma variedade de aplicações. Entretanto, melhorar uma propriedade de uma liga de alumínio sem degradar outra propriedade frequentemente se mostra ilusório. Por exemplo, é difícil aumentar a resistência de uma liga sem diminuir a tenacidade da 15 mesma. Outras propriedades de interesse por ligas de alumínio incluem resistência à corrosão, densidade e fadiga, para citar algumas poucas.

RESUMO DA DESCRIÇÃO

De um modo geral, a presente invenção refere-se a ligas de alumínio-cobre-lítio tendo uma combinação de propriedades melhoradas.

Em um aspecto, a liga de alumínio é uma liga de alumínio trabalhada consistindo essencialmente em 3,4 a 4,2% em peso de Cu, 0,9 a 1,4% em peso de Li, 0,3 a 0,7% em peso de Ag, 0,1 a 0,6% em peso de Mg, 0,2 a 0,8% em peso de Zn, 0,1 a 0,6% em peso de Mn, e 0,01 a 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle da estrutura de grãos, o saldo sendo 25 alumínio e elementos incidentals e impurezas. O produto trabalhado pode ser uma extrusão, chapa, folha ou produto de forjamento. Em uma modalidade o produto trabalhado é um produto extrudado. Em uma modalidade o produto trabalhado é um produto chapa. Em uma modalidade o produto trabalhado é um produto folha. Em uma modalidade o produto trabalhado é um produto forjado.

Em uma abordagem, a liga é uma liga de alumínio extrudada. Em uma modalidade, a liga tem um trabalho a frio acumulado de nao mais que um equivalente de 4% de estiramento. Em outras modalidades, a liga tem um trabalho a frio acumulado de não mais que um equivalente de 3,5% ou não mais que um equivalente de 3% ou mesmo não mais que um equivalente de 2,5% de estiramento. Conforme usado aqui, trabalho a frio acumu 5 lado significa trabalho a frio acumulado no produto após o tratamento térmi10 co em soiução.

— I xj _Λ ; xJ Λ xJ xs. Λ Λ ΙΙλλ xJ xs xs 11 · xsx» í 1 xs !«λΙ>·! xsxslxs kssXKX»xs« i_íTi ciiÇjUiTic»3 11 ιΟυάιΐυαυυο, a uiuiiiiiiiv iiiviui pisiw ιιινιινυ cerca de 3,6 ou 3,7% em peso, ou mesmo pelo menos cerca de 3,8% de Cu. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui não mais que cerca de 4,1 ou 4,0% em peso de Cu. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui cobre na faixa de cerca de 3,6 ou 3,7% em peso até cerca de 4,0 ou 4,1% em peso. Em uma modalidade, a liga de alumínio inclui cobre na faixa de cerca de 38% em peso a cerca de 4,0% em peso.

Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui pelo menos cerca de 1,0 ou 1,1% e peso de Li. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui não mais que cerca de 1,3 ou 1,2% em peso de Li. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui lítio na faixa de cerca de 1,0 ou 1,1% em peso até cerca de 1,2 ou 1,3% em peso de lítio.

Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui pelo menos cerca de 0,3 ou 0,35 ou 0,4 ou 0,45% em peso de Zn. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui não mais que cerca de 0,7 ou 0,65 ou 0,6 ou 0,55% em peso de Zn. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui zinco na faixa de cerca de 0,3 ou 0,4% em peso até cerca de 0,6 ou 0,7% em peso.

Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui pelo menos cerca de 0,35 ou 0,4 ou 0,45% em peso de Ag. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui não mais que cerca de 0,65 ou 0,6 ou 0,55% em peso de Ag. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui prata na faixa de cerca de 0,35 ou 0,4% ou 0,45% em peso até cerca de 0,55 ou 0,6 ou 0,65% em peso.

Em algumas modalidades, a liga de alumínio inclui pelo menos cerca de 0,2 a 0,25% em peso de Mg. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui não mais que cerca de 0,5 ou 0,45% em peso de Mg. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui magnésio na faixa de cerca de 0,2 ou 0,25% em peso até cerca de 0,45 ou 0,5% em peso.

Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui pelo menos cerca de 0,15 ou 0,2% em peso de Mg. Em algumas modalidades a liga de alumínio inclui não mais que cerca de 0,5 ou 0,4% em peso de Mg. Em al• · · · — i..! — — rio rnrra Ho gumas moaaiioaaes a iiga ae aiuiinmu mviui maiiyaiivQ >.« --------0,15 ou 0,2% em peso até cerca de 0,4 ou 0,5% em peso.

Em uma modalidade o elemento de controle da estrutura de grãos é Zr. Em algumas dessas modalidades a liga de alumínio inclui 0,05 a 0,15% em peso de Zr.

Em uma modalidade, as impurezas incluem Fe e Si. Em algumas dessas modalidades, a liga inclui não mais que cerca de 0,06% em peso de Si (por exemplo, < 0,03% em peso de Si) e não mais que cerca de 0,08% em peso de Fe (por exemplo, < 0,04% em peso de Fe).

A liga de alumínio pode alcançar uma combinação melhorada de propriedades mecânicas e propriedades de resistência à corrosão. Em uma modalidade, uma liga de alumínio alcança uma resistência à tração longitudinal de pelo menos cerca de 86 ksi. Em uma modalidade, a liga de alumínio alcança uma tenacidade de tensão de fratura no plano L-T de pelo menos cerca de 694,82 x/mm (20 ksNin). Em uma modalidade a liga de alumínio alcança um módulo de tensão típico de pelo menos cerca de 77,9 x 10 mPa (11,3 x 10³ ksi) e um módulo de compressão típico de pelo menos cerca de 79,98 x 10³ mPa (11,6 x 10³ ksi). Em uma modalidade a liga de alumínio tem uma densidade de não mais que cerca de 68,2 kg/m (0,097 Ib/in ). Em uma modalidade, a liga de alumínio tem uma resistência específica de pelo menos cerca de 215,8 N.m/kg (8,66 x 10⁵ in). Em uma modalidade a liga de alumínio alcança um limite de elasticidade compreensivo de pelo menos cerca de 620 mPa (90 ksi). Em uma modalidade a liga de alumínio é resistente à fratura por estresse de corrosão. Em uma modalidade a liga de alumínio alcança uma classificação MASTMAASIS de pelo menos EA. Em uma modalidade a liga é resistente à corrosão galvânica. Em alguns aspectos uma liga de alumínio única pode alcançar várias (ou mesmo todas) das propriedades acima. Em uma modalidade a liga de alumínio pelo menos alcança uma resistência longitudinal de pelo menos cerca de 579 mPa (84 ksi), uma tenacidade de tensão de fratura no plano L-T de pelo menos cerca de 138 mPa (20 ksfon), é resistente à fratura por estresse de corrosão e é resistente à corrosão gaivânica.

— ._________*___ λ nnvoc narartpríetinas das nSSCS C UUUUO »v<i — —-----------novas ligas são apresentadas em parte da descrição que segue, e tornam-se aparentes àqueles que são versaos na técnica no exame da descrição e figuras a seguir, ou podem ser estudadas pela produção ou uso da liga. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1a é uma vista esquemática que ilustra uma modalidade de um corpo de prova para uso em teste de tenacidade na fratura.

A Figura 1 b é uma tabela de dimensões e tolerâncias relativas à Figura 1a.

A Figura 2 é um gráfico que ilustra um limite de elasticidade típico versus valores de módulo de tensão para várias ligas.

A Figura 3 é um gráfico que ilustra valores de limite de elasticidade para várias ligas.

A Figura 4 é uma vista esquemática que ilustra uma modalidade de um cupom para uso em teste de fadiga S/N com ranhura.

A Figura 5 é um gráfico ilustrando a resistência à corrosão gaivânica de várias ligas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Será agora feita referência em detalhes aos desenhos em anexo, que pelo menos ajudam em ilustrar várias modalidades pertinentes da nova liga.

De um modo geral, a descrição refere-se a ligas de alumíniocobre-lítio tendo uma combinação melhorada de propriedades. As ligas de alumínio geralmente compreendem (e em alguns casos consistem essencialmente em) cobre, lítio, zinco, prata, magnésio e manganês, o saldo sendo alumínio, elementos de controle de estrutura de grãos opcionais, elementos incidentals opcionais e impurezas. Os limites de composição de várias ligas úteis de acordo com os presentes ensinamentos estão descritos na Tabela 1 abaixo. Os limites de composição de várias ligas da técnica anterior estão descritos na Tabela 2 abaixo. Todos os valores dados estão em peso per5 centual.

Tabela 1 - Composições das novas ligas

.....—r Liga	uu	Li	I £.1 1	Λα I * ‘5?	Mg	Μη I
A	3,4 a 4,2%	0,9 a A A(\/ 1 ,*+7O	0,2 a 0,8%	0,3 a 0,7%	0,1 a 0,6%	0,1 a 0,6%
B	3,6 a 4,1%	1,0 a 1,3%	0,3 a 0,7%	0.4 a 0.6%	0,2 a 0,5%	0,1 a 0,4%
C	3,8 a 4,0%	1,1 a 1,2%	0,4 a 0,6%	0.4 a 0.6%	0,25 a 0.45%	0,2 a 0,4%

Tabela 2 - Composições de ligas extrudadas da técnica anterior

Liga	Cu	Li	Zn	Ag	Mg	Mn
2099	2,4 a 3,0%	1,6 a 2,0%	0.4-1,0%	a	0,1 a 0,5%	0,1-0,5%
2195	3,7 a 4,3%	0,8 a 1,2%	0,25% em peso Max. como impureza	0,25 a 0,6%	0,25 a 0,8%	0,25% em peso Max. como impureza
2196	2,5 a 3,3%	1,4 a 2,1%	0,35% em peso máximo como impureza	0,25 a 0,6%	0,25 a 0,8%	0,35% em peso máximo como impureza
7055	2,0 a 2,6%	-	7,6-8,4%		1,8 a 2,3%	0,05% em peso máximo como impureza
7150	1,9 a 2,5%	—	5,9-6,9%		2,0 a 2,7%	0,10% em peso máximo como impureza

As ligas da presente descrição geralmente incluem os ingredientes de ligação citados, o saldo sendo alumínio, elementos opcionais de con10 trole de estrutura de grãos, elementos incidentals opcionais e impurezas.

Conforme usado aqui, elemento de controle de estrutura de grão significa elementos ou compostos que são adições de ligação deliberadas com o objetivo de formar partículas de uma segunda fase, geralmente no estado sólido, para controlar mudanças da estrutura de grão no estado sólido durante 5 processos térmicos, tais como recuperação e recristalização. Exemplos de elementos de controle de estrutura de grãos incluem Zr, Sc, V, Cr e Hf, para citar alguns.

A quantidade de material de controle de estrutura de grão utilizada em uma liga é geralmente dependente do tipo de material utilizado pa10 ra controle da estrutura do grão e do processo de produção da liga. Quando o zircônio (Zr) é incluído na liga, o mesmo pode ser incluído em uma quantidade de até cerca de 0,4% em peso, ou até cerca de 0,3% em peso, ou até cerca de 0,2% em peso. Em algumas modalidades, o Zr é incluído na liga em uma quantidade de 0,05 a 0,15% em peso. Escândio (Sc), vanádio (V), 15 cromo (Cr) e/ou háfnio (Hf) podem ser incluídos na liga como substitutos (no total ou em parte) do Zr, e assim podem ser incluídos na liga na mesma quantidade ou em quantidade similar à do Zr.

Embora não considerado um elemento de controle da estrutura de grão para o propósito desse pedido, o manganês (Mn) pode ser incluído 20 na liga em adição ou como substituto (no total ou em parte) do Zr. Quando o Mn é incluído na liga, o mesmo pode ser incluído nas quantidades descritas acima.

Conforme usado aqui, elementos incidentals significam aqueles elementos ou materiais que possam opcionalmente ser adicionados à liga 25 para ajudar na produção da liga. Exemplos de elementos incidentals incluem auxiliares de fusão, tais como refinadores de grão e desoxidantes.

Refinadores de grão são inoculantes ou núcleos para semear novos grãos durante a solidificação da liga. Um exemplo de refinador de grão é uma vara de 3/8 de polegada compreendendo 96% de alumínio, 3% 30 de titânio (Ti) e 1 % de boro (B), onde virtualmente todo o boro está presente como partículas de T1B2 finamente dispersas. Durante a fusão, a vara de refino de grão é alimentada inline na liga fundida fluindo no fosso de fundi ção a uma taxa controlada. A quantidade de refinador de grão incluída na liga é geralmente dependente do tipo de material utilizado para refino do grão e do processo de produção da liga. Exemplos de refinadores de grão incluem Ti combinado com B (por exemplo, T1B2) ou com carbono (TiC), embora outros refinadores de grão, tais como ligas mestras Al-Ti, possam ser utilizados. Geralmente refinadores de grão são adicionados em uma quantidade variando de G,GGG3% cm peso ate 0,005% peso para a liqa, dependendo do tamanho de grão desejado conforme fundido. Em adição, o Ti pode ser adicionado separadamente à liga em uma quantidade de ate 0,03% em peso para aumentar a efetividade do refinador de grão. Quando o Ti é incluído na liga, o mesmo está geralmente presente em uma quantidade de até cerca de 0,10 ou 0,20% em peso.

Alguns elementos de ligação, geralmente referidos aqui como desoxidantes, podem ser adicionados à liga durante a fundição para reduzir ou restringir (e em alguns casos eliminar) a fratura do lingote resultante de, por exemplo, dobra de óxido, caroço ou remendos de óxido. Exemplos de desoxidantes incluem Ca, Sr, e Be. Quando cálcio (Ca) é incluído na liga, o mesmo está geralmente presente em uma quantidade d© até cerca de 0,05% em peso ou até cerca de 0,03% em peso. Em algumas modalidades 0 Ca é incluído na liga em uma quantidade de 0,001 a 0,03% em peso ou 0,05% em peso, tal como 0,001 a 0,008%em peso (ou 10 a 80 ppm). O estrôncio (Sr) pode ser incluído na liga como um substituto para o Ca (no todo ou em parte), e assim pode ser incluído na liga em quantidade igual ou similar à do Ca. Tradicionalmente, adições de berílio (Be) ajudaram a reduzir a tendência de fratura no lingote, então por razões ambientais, de saúde e de segurança, algumas modalidades da liga são substancialmente livres de Be. Quando o Be é incluído na liga, o mesmo está geralmente presente em uma quantidade de até cerca de 20 ppm.

Elementos incidentals podem estar presentes em quantidades menores ou podem estar presentes em quantidades significativas, e podem adicionar características desejáveis ou outras características sem sair da liga aqui descrita, contanto que a liga retenha as características desejáveis aqui descritas. Deve ser entendido, entretanto, que o escopo da descrição não deve/não pode ser evitado através da mera adição de um elemento ou de elementos em quantidades que não impactem nas combinações de propriedades desejadas e alcançadas aqui.

Conforme usado aqui, impurezas são aqueles materiais que podem estar presentes na liga em menores quantidades devido, por exemplo, às propriedades inerentes do aiumínio e/uu iixiviáçaó no contato oom os equipamentos de produção. Ferro (Fe) e silício (Si) são exemplos de impurezas geralmente presentes nas ligas de alumínio. O teor de Fe da liga geraimente pode não exceder cerca de 0,25% em peso. Em algumas modalidades o teor de Fe da liga não é maior que cerca de 0,15% em peso, ou não é maior que cerca de 0,10% em peso, ou não PE maior que cerca de 0,08 /o em peso, ou não é maior que cerca de 0,05% ou 0,04% em peso. Da mesma forma, o teor de silício da liga não deve geralmente exceder cerca de 0,25% em peso, e é geralmente menor que o teor de Fe. Em algumas modalidades o teor de Si da liga não PE maior que cerca de 0,12% em peso, ou não é maior que cerca de 0,10% em peso, ou não é maior que cerca de 0,06 /o em peso, ou não pé maior que cerca de 0,03% ou 0,02% em peso.

Exceto onde definido de forma diferente, a expressão até quando referida a uma quantidade de um elemento significa que a composição elementar é opcional e inclui a quantidade zero daquele elemento da composição. A menos que definido de forma diferente, todas as porcentagens da composição estão em % em peso.

As ligas podem ser preparadas por práticas mais ou menos convencionais incluindo fusão e resfriamento direto (DC) do fundido na forma de lingote. Refinadores de grão convencionais, tais como aqueles contendo titânio e boro, ou titânio e carbono, podem também ser usados, como é bemconhecido na técnica. Após a escalpação, armação ou descascamento (se necessário) e homogeneização, esses lingotes são também processados em produtos trabalhados, por exemplo, por laminação a quente em folha 6,33 mm (< 0,249 polegada) ou chapa 6,35 mm (> 0,250 polegada) ou extrusão ou forjamento em seções de formas especiais. No caso de extrusões, o pro9 duto pode ser tratado termicamente em solução (SHT) e resfriado bruscamente, e então teve suas tensões aliviadas mecanicamente, tais como por estiramento e/ou compressão até uma tensão permanente de cerca de 4%, por exemplo, de cerca de 1 a 3% ou de 1 a 4%. Operações similares de SHT, resfriamento, alívio de tensão e envelhecimento artificial podem também ser completadas para produzir produtos laminados (por exemplo, foλ/λ. i frx ri

As novas ligas descritas aqui alcançam uma combinação melhorada de propriedades relativas às ligas das séries 7XXX e 2XXX. Por exemplo, as novas ligas podem alcançar uma combinação melhorada de duas ou mais das seguintes propriedades: resistência à tração final (UTS), resistência à tração (TYS), limite de elasticidade compreensivo (CYS), alongamento (El), tenacidade na fratura (FT), resistência específica, módulo (tração e/ou compressivo), módulo específico, resistência à corrosão, e fadiga , para citar umas poucas. Em alguns casos é possível alcançar pelo menos algumas dessas propriedades sem grandes quantidades de trabalho a frio acumulado, tais como aqueles usados para os produtos anteriores Al-Li tais como extrusões 2090-T86. Alcançar essas propriedades com baixas quantidades de trabalho a frio acumulado é benéfico em produtos extrudados. Produtos extrudados geralmente não podem ser trabalhados compressivamente, e grandes quantidades de estiramento tornam altamente difícil manter tolerâncias dimensionais, tais como medições de seção transversal e atribuir tolerâncias, inclusive angulosidade e retidão, conforme descrito na especificação ANSI H35.2.

Em relação à resistência e alongamento, as ligas podem alcançar uma resistência à tração longitudinal (L) final de pelo menos cerca de 634 mPa (92 ksi), ou mesmo pelo menos cerca de 689 mPa (100 ksi). As ligas podem alcançar uma resistência à tração longitudinal de pelo menos cerca de 579 mPa (84 ksi), ou pelo menos cerca de 592 mPa (86 ksi), ou pelo menos cerca de 606 mPa (88 ksi), ou pelo menos cerca de 620 mPa (90 ksi), ou mesmo pelo menos cerca de 668 mPa (97 ksi). As ligas podem alcançar um limite de elasticidade compressivo longitudinal de pelo menos cerca de 606 mPa (88 ksi), ou pelo menos cerca de 620 mPa (90 ksi), ou pelo menos cerca de 648 mPa (94 ksi), ou mesmo pelo menos cerca de 675 mPa (98 ksi). As ligas podem alcançar um alongamento de pelo menos cerca de 7%, ou mesmo pelo menos cerca de 10%. Em uma modalidade, a resistência à tração final e/ou a resistência à tração e/ou o alongamento são medidos de acordo com a ASTM E8 e/ou B557, e no quadrante do produto.

ra na faixa de 12,7 a 50,8 milímetros (0,500 a 2,000 polegadas). Em uma modalidade o limite de elasticidade compressivo é medido de acordo com a

ASTM E9 e/ou E111, e no quadrante do produto. Pode ser apreciado que a resistência pode variar um pouco com a espessura. Por exemplo, produtos finos (por exemplo, < 12,7 milímetros (0,500 polegada)) ou produtos grossos (por exemplo, > 76,2 milímetros (3,0 polegadas)) podem ter uma resistência um pouco menor que aqueles descritos acima. Apesar disso, aqueles produtos finos ou grossos ainda fornecem vantagens distintas em relação aos produtos liga disponibilizados previamente.

Em relação à tenacidade na fratura, as ligas podem alcançar uma tenacidade na tensão de fratura no plano longo transversal (L-T) de pelo menos cerca de 695 mPaVmm ( 20 ksix/in), ou pelo menos cerca de 115,9 mPa^mm (23 ksDin), ou pelo menos cerca de 27 ksiVin, ou mesmo pelo menos cerca de 1077,2 mPa^mm (31 ksiQin). Em uma modalidade, a tenacidade na fratura é medida de acordo com a ASTM E399 no quadrante, e com a modalidade do corpo de prova ilustrada na Figura 1a. Pode ser apreciado que a tenacidade na fratura pode variar um pouco com a espessura e as condições de teste. Por exemplo, produtos grossos (por exemplo, > 76,2 mm (3,0 polegadas)) podem ter uma tenacidade na fratura um pouco menor que aqueles descritos acima. Apesar disso, esses produtos grossos ainda fornecem vantagens distintas em relação aos produtos previamente disponibilizados.

Em relação à Figura 1a, é fornecida uma tabela de dimensões e tolerâncias na Figura 1b. A Nota 1 da Figura 1a determina grãos nessa direção para corpo de provas L-T e L-S. A Nota 2 da Figura 1a determina grãos nessa direção para os corpo de provas T-L e T-S. A Nota 3 da Figura 1a determina que a dimensão da fenda S mostrada é máxima, se necessário pode ser estreitada. A Nota 4 da Figura 1a determina a verificação do estresse residual, a medição e a gravação da altura (2H) do corpo de prova na posi- 5 ção notada tanto antes quanto após a usinagem da fenda. Todas as tolerân_ ______/_ _____ nnnforln HiÍQront^mpntAV 0 0 = + 0.1:

cias sao como segue mcuw m^uc --------------z» λλ _ i λ . n nnn — j. n nnR

V,vw “ J- V,V I , — vz

Em relação à resistência à tração específica, as ligas podem alcançar uma densidade de não mais que 2684 kg/m³ (0,097 lb/in²). Assim, 10 as ligas podem alcançar uma resistência à tração específica de pelo menos 22 x 10³ m (8,66 x 10⁵ in). (84 ksi*1000 = 84.000 lb/in)/(0,097 lb/in³ = 866.000 in), ou pelo menos 22,5 x 10³ m (8,87 x 10⁵ in), ou pelo menos 23 x 10³ m (9,07 x 10⁵ in), ou pelo menos 9,28 x 10⁵ in, ou mesmo pelo menos cerca de 25,4 x 10³ m (10,0 x 10⁵ in).

ή 5 Em relação ao módulo, as ligas podem alcançar um módulo de tração típico de pelo menos 77,9 ou 78,6 mPa (11,3 ou 11,4 x 10 ksi). As ligas podem alcançar um módulo compressivo típico de pelo menos 80 ou 81 x 10³ mPa (11,6 ou 11,7 x 10³ ksi). Em uma modalidade, o módulo (tração ou compressivo) pode ser medido de acordo com a ASTM E111 e/ou B557, e no quadrante do corpo de prova. As ligas podem alcançar um módulo de tração específico de pelo menos 1,16 x 10⁸ in. ((11,3 x 10³ ksi * 1000 = 11,3 * 10⁶ lb/in)/(0,097 lb/in³ = cerca de 1,16 x 10⁸ in). As ligas podem alcançar um módulo de compressão específico de pelo menos 30,23 x 10⁵ m (1,19 x 10⁸ in).

Em relação à resistência à corrosão, as ligas podem ser resistentes à fratura por estresse de corrosão. Conforme usado aqui, a resistência à fratura por estresse de corrosão significa que a liga passa um teste de corrosão por imersão alternada (3,5% em peso de NaCI) enquanto vai sendo pressionada (i) pelo menos 379 mPa (55 ksi) na direção LT, e/ou (ii) pelo menos 172 mPa (25 ksi) na direção ST. Em uma modalidade os testes de fratura por estresse de corrosão são conduzidos de acordo com a ASTM

G47.

Em relação à resistência à corrosão por esfoliação, as ligas podem alcançar pelo menos uma classificação EA, ou pelo menos uma classificação N, ou mesmo pelo menos uma classificação P em um processo de teste MASTMAASIS para cada um ou para ambos os planos T/2 ou T/10 do produto, ou outros planos e locais relevantes de teste. Em uma modalidade, os testes MASTMAASIS são conduzidos de acordo com a ASTM G85anexo 2 e/ou ASTM G34.

As ligas podem alcançar resistência à corrosão galvânica melhorada, alcançando baixas taxas de corrosão quando conectadas a um catodo, que é conhecido para acelerar a corrosão de ligas de alumínio. A corrosão galvânica refere-se ao processo no qual a corrosão de um dado material, geralmente um metal, é acelerada pela conexão a outro material eletricamente condutor. A morfologia desse tipo de corrosão acelerada pode variar dependendo do material e do ambiente, mas pode incluir sulcos intragranulares, esfoliação, e outras formas conhecidas de corrosão. Frequentemente essa aceleração é dramática, fazendo com que materiais que de outra forma seriam altamente resistentes à corrosão se deteriorarem rapidamente, diminuindo assim a vida útil da estrutura. A resistência à corrosão galvânica é uma consideração para os projetos de aeronaves modernas. Algumas aeronaves modernas podem combinar muitos materiais diferentes, tais como alumínio com compostos plásticos reforçado com fibra de carbono (CFRP) e/ou peças de titânio. Algumas dessas peças são muito catódicas ao alumínio, significando que a peça ou estrutura produzida de uma liga de alumínio pode experimentar taxas de corrosão acelerada quando em comunicação elétrica (por exemplo, contato direto) com esses materiais.

Em uma modalidade a nova liga descrita aqui é resistente à corrosão galvânica. Conforme usado aqui, resistente à corrosão galvânica significa que a nova liga alcança uma densidade de corrente pelo menos 50% menor (uA/cm²) em uma solução inerte de NaCI a 3,5% a um potencial de cerca de -0,7 até cerca de -0,6 (volts versus um eletrodo calomelano saturado (SCE)) que uma liga 7XXX de tamanho e forma similares, e que a liga 7XXX tem resistência e tenacidade similares as da nova liga. Algumas ligas

7XXX adequadas para esse propósito comparativo incluem 7055 e 7150. Os testes de resistência à corrosão galvânica são executados pela imersão da amostra da liga na solução inerte e então medindo-se as taxas de corrosão monitorando-se a densidade de corrente elétrica nos potenciais eletroquími' 5 cos notados (medidos em volts versus um eletrodo calomelano saturado).

Esse teste simula a conexão com um material catódico, tal como aqueles uu&uíiíu» dumid. Eni diyuiTid» ÍHÜudiiúãúêS d iiuvã liyã ãiCãiiÇã Liiiid uêiiSidade de corrente (uA/cm²) pelo menos 75%, ou pelo menos 90%, ou pelo menos 95%, ou mesmo pelo menos 98% ou 99% em uma solução inerte de 10 NaCI a 3,5% a um potencial de cerca de -0,7 até cerca de -0,6 (volts versus

SCE) que uma liga 7XXX de tamanho e forma similar, e que a liga 7XXX tem uma resistência e tenacidade similares àquelas da nova liga.

Uma vez que a nova liga alcança melhor resistência à corrosão galvânica e uma menor densidade que essas ligas 7XXX, embora alcance 15 resistência e tenacidade similares, a nova liga é bem-adequada como substituição para essas ligas 7XXX. A nova liga pode até mesmo ser usada em, aplicações para as quais as ligas 7XXX seriam rejeitadas devido à preocupação com corrosão.

Em relação à fadiga, as ligas podem alcançar uma vida de fadi20 ga S/N de pelo menos cerca de 90.000 ciclos, em média, para uma extrusão com 24,13 milímetros (0,95 polegada) de espessura, a um estresse máximo de 241 mPa (35 ksi). As ligas podem alcançar uma vida de fadiga S/N de pelo menos cerca de 75.000 ciclos, em média, para uma extrusão com 92,07 milímetros (3,625 polegadas) de espessura a um estresse máximo de 241 25 mPa (35 ksi). Valores similares podem ser alcançados para outros produtos trabalhados.

A Tabela 3 abaixo lista algumas propriedades de extrusão da nova liga e de várias ligas de extrusão da técnica anterior.

Tabela 3 - Propriedades das ligas extrudadas

Continuação

Conforme ilustrado acima, a nova liga alcança uma combinação melhorada de propriedades mecânicas relativas às ligas da técnica anterior. Por exemplo, e conforme ilustrado na Figura 2, a nova liga alcança uma combinação melhorada de resistência e módulo em relação às ligas da técnica anterior. Como outro exemplo, e conforme ilustrado na Figura 3, a nova liga alcança resistência à tração especifica melhorada em relação às ligas

Os projetistas selecionam ligas de alumínio para produzir uma variedade de estruturas para alcançar metas de projeto específicas, tais como peso leve, boa durabilidade, baixos custos de manutenção, e boa resistência à corrosão. A nova liga de alumínio, devido à sua combinação melhorada de propriedades, pode ser empregada em muitas estruturas incluindo veículos tais como aeroplanos, bicicletas, automóveis, trens, equipamento de recreação, e tubulação, para citar uns poucos. Exemplos de alguns usos típicos da nova liga na forma extrudada em relação à construção de aeroplanos incluem traves (por exemplo, da asa ou da fuselagem), mastros (integral ou não integral), nervuras, painéis integrais, molduras, vigas de quilhas, vigas de piso, trilhas de assentos, trilhos falsos, estrutura de piso em geral, postes e carcaças de motores, para citar alguns poucos.

As ligas podem ser produzidas por uma série de etapas de processamento de ligas de alumínio convencionais, incluindo fusão, homogeneização, tratamento térmico em solução, resfriamento, estiramento e/ou envelhecimento. Em uma abordagem, a liga é transformada em um produto, tal como um produto derivado de lingote, adequado para extrusão. Por exemplo, lingotes grandes podem ser fundidos semicontinuamente tendo as composições descritas acima. O lingote pode ser, então, preaquecido para homogeneizar e solubilizar sua estrutura interior. Uma etapa adequada de tratamento de preaquecimento aquece o lingote até uma temperatura relativamente alta, tal como cerca de 955°F. Assim fazendo, é preferível aquecer até um primeiro nível de temperatura mais baixa, tal como aquecer até acima de 900°F. por exemplo, 925-940°F, e então manter o lingote àquela temperatura por várias horas (por exemplo, 7 a 8 horas). A seguir o lingote é aquecido até a temperatura final de manutenção (por exemplo, 940 a 955°F) e mantido àquela temperatura por várias horas (por exemplo, 2 a 4 horas).

A etapa de homogeneização é geralmente conduzida a tempos de manutenção cumulativos na vizinhança de 4 a 20 horas, ou mais. As temperaturas de homogeneização são geralmente as mesmas que a temperatura final de preaquecimento (por exemplo, 504,45 a 512,77°C (940955°F)). No total, o tempo cumulativo de manuiençãu a temperaturas acima de 504,45°C (940°F) deve ser pelo menos 4 horas, tal como 8 a 20 ou 24 horas, ou mais, dependendo, por exemplo, do tamanho do lingote. O preaquecimento e a homogeneização ajudam a manter baixo o volume percentual total combinado de constituintes solúveis e insolúveis, embora altas temperaturas justifiquem uma precaução para evitar fusão parcial. Tais precauções podem incluir aquecimentos cuidadosos, incluindo aquecimento lento ou por etapas, ou ambos.

A seguir o lingote pode ser escalpado e/ou usinado para remover imperfeições de superfície, conforme necessário, ou para fornecer uma boa superfície de extrusão, dependendo do método de extrusão. O lingote pode ser cortado em barras individuais e reaquecido. As temperaturas de reaquecimento estão geralmente na faixa de 371,1 a 426,26 C (700-800 F) e o período de reaquecimento varia de uns poucos minutos a várias horas, dependendo do tamanho da barra e da capacidade do forno usado para processamento.

A seguir o lingote pode ser extrudado através de uma estrutura aquecida, tal como um molde ou outra ferramenta ajustada a temperaturas elevadas (por exemplo, 650 a 900°F) e pode incluir uma redução na área da seção transversal (razão de extrusão) de cerca de 7:1 ou mais. A velocidade de extrusão está geralmente na faixa de 0,92 a 3,67 m (3 a 12 pés) por minuto, dependendo da temperatura do reaquecimento e da ferramenta e/ou molde. Como resultado, o produto liga de alumínio extrudado pode sair da ferramenta a uma temperatura na faixa de, por exemplo, 443,34 a 471,11°C (830-880°F).

A seguir a extrusão pode ser tratada termicamente em solução (SHT) pelo aquecimento a temperatura elevada, geralmente 504,45 a 512,77°C (940-955°F) para tomar em solução todos ou quase todos Os elementos à temperatura SHT. Após aquecer até a temperatura elevada e manter por um tempo adequado para a seção de extrusão ser processada no forno, o produto pode ser resfriado por imersão ou pulverização, como é conhecido na técnica, apos o resirianiwniu, ucnuo piuuuwo .. -----— • I· .1 _ _ _ r._!* r\i i nnmnroccã^ Ha ΙΊΊΟΓΙπ A aIÍVIAT O

UdUClII IdUUÔ Cl Η IV, ICUO wi hv VUUI hvm^ . -_r-------- - estresse interno ou retificar o produto e, em alguns casos, para também reforçar o produto. Por exemplo, uma extrusão pode ter um estiramento acumulado do nível de 1% ou 2% e, e algum caso, até 2,5% ,ou 3%, ou 3,5%, ou, em alguns casos, até 4%, ou uma quantidade similar de trabalho a frio acumulado. Conforme usado aqui, trabalho a frio acumulado significa trabalho a frio acumulado no produto após o tratamento térmico em solução, quer por estiramento, quer por outro processo. Um produto tratado termicamente em solução e resfriado, com ou sem trabalho a frio, está então em uma condição de precipitação solidificável, ou pronto para o envelhecimento artificial descrito abaixo. Conforme usado aqui, tratamento térmico em solução inclui resfriamento, a menos que indicado de forma diferente. Outras formas de produtos trabalhados podem ser submetidas a outros tipos de deformação a frio antes do envelhecimento. Por exemplo, produtos chapa podem ser estirados 4 a 6% e opcionalmente laminados a frio 8 a 16% antes do estiramento.

Após o tratamento térmico em solução e o trabalho a frio (se adequado), o produto pode ser envelhecido artificialmente pelo aquecimento até uma temperatura adequada para melhorar a resistência e/ou outras propriedades. Em uma abordagem, o tratamento térmico de envelhecimento inclui duas etapas principais de envelhecimento. É geralmente sabido que mover-se para cima e/ou para baixo de uma dada temperatura de tratamento ou de uma temperatura de tratamento almejada, em si, pode produzir efeitos de precipitação (envelhecimento) que podem, e frequentemente precisam, ser levados em consideração por integrarem tais condições de movimentação e seus efeitos de precipitação e endurecimento nos tratamentos de en velhecimento total. Em uma modalidade, a primeira etapa do envelhecimento ocorre na faixa de temperatura de 93,33 a 135,0°C (200-275T) e por um período de cerca de 12 a 17 horas. Em uma modalidade, a segunda etapa de envelhecimento ocorre na faixa de temperaturas de 143,33 a 162,77 C (290 a 325°F), e por um período de cerca de 16 a 22 horas.

Os procedimentos acima referem-se a métodos de produção de ovtn içnpç mas am iaIps nus são neritos na técnica reconheceram Que esses procedimentos podem ser adequadamente modificados, sem experimentação indevida, para produzir chapa/chapa e/ou forjamentos dessa liga. Exemplos

Exemplo 1

Dois lingotes, com 0,584 m (23) de diâmetro e 3,176 m (125) de comprimento, são fundidos. A composição aproximada dos lingotes é fornecida na Tabela 4, abaixo (todos os valores em % em peso). A densidade da liga é 2684 kg/m³ (0,097 Ib/in³).

Tabela 4 - Composição do lingote fundido

Cu	Li	Zn	Ag	Mg	Mn	Saldo
3,92%	1,18%	0,52%	0,48%	0,34%	0,34%	Alumínio, elementos de controle da estrutura de grão, elementos incidentals e impurezas

Os dois lingotes são aliviados de tensões, cortados em comprimentos de 2,667 m (105) cada e inspecionados com ultrassom. As barras são homogeneizadas como segue:

• 18 horas subindo até 498,88°C (930°F) • 8 horas mantido a 498,88°C (930°F) • 16 horas subindo até 507,77°C (946°F) • 48 horas mantido a 507,77°C (946°F) (requisitos de forno de -5°F, +10°F)

As barras são então cortadas até os seguintes comprimentos.

m m m m (43) - quantidade de 1 (31) - quantidade de 1 (30) - quantidade de 1 (44) - quantidade de 1 •1,092 •0,787 •0,762 •1,118

A preparação final das barras (laminado até o diâmetro desejado) para extrusão tentativas são completadas. O processo de tentativas de extrusão envoive a avaliação de 4 grandes formes de prensas e de 3 peauenas formas de prensas. Três das grandes formas de prensas são extrudadas para caracterizar os ajustes de extrusão e as propriedades do material para um processo de extrusão indireta e uma grande forma de prensa para um processo de extrusão direta. As espessuras de 3 das 4 grandes formas de prensa extrudadas para essa avaliação variaram de 11,99 a 34,24 mm (0,472 a 1,35). A quarta grande forma de prensa é uma vara de 165,1 mm (6,5) de diâmetro. As três pequenas formas de prensa são extrudadas para caracterizar os ajustes de extrusão e as propriedades do material para o processo de extrusão indireta. As espessuras da pequena forma de prensa variaram de 1,016 a 5,08 mm (0,040 a 0,200). As velocidades de extrusão das grandes prensas variam de 1,22 a 3,35 metros (4 a 11 pés) por minuto, e as velocidades de extrusão das pequenas prensas variaram de 1,22 a 1,83 m (4 a 6 pés) por minuto.

Após o processo de extrusão, cada forma de origem é individualmente tratada termicamente, resfriada, e estirada. O tratamento térmico é executado a cerca de 507,22 a 512,77°C (945-955°F), com um enxágue de uma hora. Um estiramento de 2,5% é almejado.

Fatias representativas para cada forma são examinadas e revelam camadas de recristalização variando de 25,4 a 254 micrometros (0,001 a 0,010 polegadas). Algumas das formas de prensa pequenas mais finas, entretanto, apresentam uma microestrutura de grão misto (recristalizada e não recristalizada).

São criadas curvas de envelhecimento de uma única etapa a 132,22 e 143,33°C (270 e 290°F) para formas de prensa grandes. Os resultados indicam que a liga tem uma alta tenacidade, e ao mesmo tempo apro xima-se das resistências à tração estática de um produto comparável 7XXX (por exemplo, 7150-T77511).

Para também melhorar a resistência da liga, é desenvolvida uma prática de envelhecimento de múltiplas etapas. Combinações de envelhecimento de múltiplas etapas são avaliadas para melhorar a relação resistência-tenacidade, enquanto também esforça-se para alcançar as propriedades Hno /^nnhor'iHQQ licií^Q dp alta rpsistêncis 7XXX. A prática COlCUICaO C4il l K/JC4A-Í vts-, WNX. ----- o de envelhecimento de múltiplas etapas finalmente desenvolvida é uma primeira etapa de envelhecimento a 132,22°C (270°F) por cerca de 15 horas, e uma segunda etapa de envelhecimento a cerca de 160°C (320°F) por cerca de 18 horas. O teste de corrosão é executado durante o desenvolvimento da têmpera. Os testes de fratura por estresse de corrosão (SCC) são executados de acordo com as ASTM G47 e G49 na amostra da liga, e na direção e nas combinações de estresse de LT/379 mPa (LT/55 ksi) e ST/172 mPa (ST/25 ksi). As ligas passam nos testes SCC mesmo após 155 dias.

O teste MASTMAASIS (teste de pulverização intermitente de sal) é também executado, e revela apenas um leve grau de esfoliação nos planos T/10 e T/2 para práticas de envelhecimento de etapa única ou de múltiplas etapas. Os resultados do MASTMAASIS rendem uma classificação P para as ligas em ambos os planos T/10 e T/2.

As ligas são submetidas a vários testes mecânicos a várias espessuras. Esses resultados estão fornecidos na Tabela 5 abaixo.

Tabela 5 - Propriedades das ligas testadas (média)

Q	CD CM	CD CM	CD CM
CYS (mPa (ksi))	l	696,37 (101)	645,35 (93,6)
EL % (L)	55,85 (8,1)	64,12(9,3)	64,81 (9,4)
TYS (L) (mPa (ksi))	579,85 (84,1)	660,52 (95,8)	626,04 (90,8)
UTS (L) (mPa (ksi))	612,25 (88,8)	80,51 (98,7)	652,24 (94,6)
Espessura (milímetros (polegadas))	1,016 a 5,08 (0,04 a 0,200)	11,99 (0,472)	19,98 a 34,29 (0,787 a 1,35)
Têmpera i	T8	81	81
Liga	Nova	05 > O z	Nova

Conforme ilustrado na Tabela 3 acima, e através desses resultados, as ligas alcançam uma combinação de resistência e tenacidade melhoradas sobre ligas extrudadas convencionalmente 2099 e 2196. As ligas também alcançam resistência e tenacidade similares em relação às ligas convencionais 7XXX, 7055 e 7150, mas são muito mais leves, fornecendo uma resistência específica maior que as ligas 7XXX. As novas ligas também alcançam módulos ae Tração e ou. .pressivo muito melhores ilação às ligas 7XXX. Esta combinação de propriedades é única e inesperada.

Exemplo 2

Dez lingotes de 584,2 mm (23) de diâmetro são fundidos. A composição aproximada dos lingotes está fornecida na Tabela 6 abaixo (todos os valores são em % em peso). A densidade da liga é 2684 kg/m (0,097 lb/in³).

Tabela 6 - Composição da Liga Fundida

Fundido	Cu	Li	Zn	Ag	Mg	Mn	Saldo
1-A	3,95%	1,18%	0,53%	0,50%	0,36%	0,26%	Alumínio, elementos de controle da estrutura de grãos, elementos incidentals e impurezas
1-B	3,81%	1,15%	0,49%	0,49%	0,34%	0,28%

Os lingotes são aliviados de tensão e três lingotes do fundido 1A e três lingotes do fundido 1-B são homogeneizados como segue:

• Forno ajustado a 940°F e carregar todos os 6 lingotes no forno • Enxágue de 8 horas a 496,11 a 504,44°C (925-940°F) • A seguir manutenção por 8 horas, reajustar o forno para

508,88°C (948°F) • Após 4 horas reajustar o forno para 512,77°C (955°F) • 24 horas de manutenção a 504,44 a 512,77°C (940-955°F)

As barras são cortadas no comprimento e laminadas até o diâmetro desejado. As barras são extrudadas em 7 grandes formas de prensa.

A espessura das formas variam de 19,05 a 177,8 milímetros (0,75 polegada a 7 polegadas). As velocidades de extrusão e os ajustes térmicos da prensa estão na faixa de 0,91 a 3,66 metros (3 a 12 pés) por minuto e a cerca de 365,55 a 376,66°C (690 a 710°F) até cerca de 398,88 a 432,22°C (750 a • 5 810°F). Após o processo de extrusão, cada forma de origem é individualmente tratada termicamente em solução, resfriada e estirada. O tratamento tÁrmicn p.m snlncão almeiado 507.22 a 512,77°C (945-955°F), com tempos de enxágue ajustados, dependendo da espessura da extrusão, na faixa de 30 minutos a 75 minutos. Um estiramento de 3% e almejado.

-|q Fatias representativas para cada forma são examinadas e revelam camadas de recristalização variando de 25,4 a 254 micrômetros (0,001 a 0,010 polegada). Ciclos de envelhecimento de múltiplas etapas são completados para aumentar a combinação de resistência e tenacidade. Em particular, a primeira etapa de envelhecimento é a cerca de 132,22 C (270 F) por cerca de 15 horas, e a segunda etapa de envelhecimento é a cerca de 160°C (320°F) por cerca de 18 horas.

Os testes de fratura por estresse de corrosão são executados de acordo com as ASTM G47 e G49 na amostra da liga, e na direção e na combinação de estresse de LT/379,21 mPa (LT/55 ksi) e ST/172,37 mPa 20 (ST/25 ksi), ambas localizadas nos planos T/2. As ligas passam no teste de fratura por estresse de corrosão.

O teste MASTMAASIS (teste de pulverização intermitente de sal) é também executado de acordo com a ASTM G85-anexo 2e/ou ASTM G34. As ligas alcançam uma classificação MASTMAASIS de P.

O teste de fadiga entalhado é também executado de acordo com a ASTM E466 no plano T/2 para obter curvas de fadiga de vida de estresse (S-N ou S/N). Testes de fadiga de vida de estresse caracterizam a resistência do material à iniciação da fadiga e ao crescimento de pequenas fraturas que compreendem uma maior porção da vida de fadiga total. Portanto, me30 Ihorias nas propriedades de fadiga S-N podem permitir que um componente opere a um maior estresse sobre sua vida de projeto ou operar ao mesmo estresse com vida útil aumentada. Esse primeiro pode traduzir uma significa tiva economia de peso pela redução de tamanho, enquanto o segundo pode traduzir-se em menos inspeções e menores custos de suporte.

Os resultados da fadiga S-N estão fornecidos na Tabela 7, abaixo. Os resultados são obtidos para um fator de concentração de estresse líquido máximo, Kt, de 3,0 usando-se os cupons do teste entalhado. Os melhores cupons são fabricados conforme ilustrado na Figura 4. Os cupons de teste são estressados axiaimeníc ô uma razao de estresse (carga mínima/carga máxima) de R=0,1. A frequência do teste é de 25 Hz, e os testes são executados em ar de laboratório ambiente.

Em relação à Figura 4, para minimizar o estresse residual, o entalhe deve ser usinado como segue: (i) alimentar a ferramenta a 12,7 pm (0,0005) por volta até o corpo de prova ter 7112 pm (0,280); (ii) puxar a ferramenta para quebrar o cavaco; (iii) alimentar a ferramenta a 12,7 pm (0,0005) por volta até o diâmetro final do entalhe. Também todos os corpo de provas devem ser desengraxados e limpos ultrassonicamente, e suportes hidráulicos devem ser utilizados.

Nesses testes a nova liga mostrou melhorias significativas na vida de fadiga em relação ao produto industrial padrão 7150-T77511. Por exemplo, a um estresse de seção líquido aplicado de 241,32 mPa (35 ksi), a nova liga alcança uma vida útil (com base no log médio de todos os corpo de provas testados naquele estresse) de 93.771 ciclos comparado a um típico 11.250 ciclos para a liga padrão 7150-T77511. Como estresse líquido máximo de 189,61 mPa (27,5 ksi), a liga alcança uma vida útil média de 3.844.742 ciclos comparado a um típico 45.500 ciclos a um estresse líquido de 172,37 mPa (25 ksi) para a liga 7150-T77511. Aqueles que são peritos na técnica estimam que a vida útil dependerá não apenas do fator de concentração de estresse (Kt), mas também de outros fatores inclusive, mas não limitado a, tipo de dimensões do corpo de prova, espessura, método de preparação da superfície, frequência do teste e ambiente do teste. Assim, embora as melhorias observadas na fadiga na nova liga correspondam ao tipo específico de cupom de teste e às dimensões anotadas, espera-se que melhorias sejam observadas em outros tipos e tamanhos de corpo de provas de fadiga embora a vida útil e a magnitude das melhorias possam diferir. Tabela 7 - Resultados da fadiga S/N entalhada

Estresse líquido máximo (ksi)	Nova liga-24,13 mm (0,950) (ciclos para falhar)	Nova liga - 3.625 (ciclos para falhar)
241,32 (35)	78.960	61.321
241,32 (35)	129.632	86.167
241,32 (35)	11U.8Ó	82.415
—	241,32 (35)	61.147	-
241,32 (35)	105.514	-
241,32 (35)	76.501	-
MÉDIA	93.711	76.634
189,61 (27,5)	696,793	-
189,61 (27,5)	2.120.044
189,61 (27,5)	8.717.390

As ligas são submetidas a vários testes mecânicos a várias espessuras. Esses resultados estão fornecidos na Tabela 8 abaixo:

	Nova liga	Nova liga	Nova liga
Espessura (milímetros (polegadas))	19,05 (0,750)	21,59 (0,850)	92,075 (3,625)
UTS (L) (mPa (ksi))	644,66 (93,5)	690,17 (100,1)	638,45 (92,6)
TYS (L) (mPa (ksi))	612,25 (88,8)	669,48 (97,1)	611,56 (88,7)
El% (L)	71,70(10,4)	68,26(9,9)	54,47 (7,9)
CYS (mPa (ksi))	647,42 (93,9)	677,75 (98,3)	643,28 (93,3)
Resist, final ao cisalhamento (mPa (ksi))	359,22 (52,1)	355,77(51,6)	366,11 (53,1)
Resistência final do apoio e/D = 1,5 (mPa (ksi))	777,73 (112,8)	773,60 (112,2)	750,84 (108,9)
Limite de elasticidade do apoio e/D = 1,5 (mPa (ksi))	901,14 (130,7)	898,39 (130,3)	854,95 (124)
Resistência final do apoio e/D = 2,0 (mPa (ksi))	911,49 (132,2)	913,56 (132,5)	876,32 (127,1)
Limite de elasticidade do apoio e/D = 1,5 (mPa (ksi))	1161,10 (168,4)	1159,00 (168,1)	1109,37 (160,9)

	Nova liga	Nova liga	Nova liga
Módulo de tensão típico (10³ mPa (ksi))	78,6 (11,4)	78,6(11,4)	78,6(11,4)
Módulo compressivo (E) típico (10³ mPa (ksi))	80,0(11,6)	80,67(11,7)	80,67(11,7)
Densidade (kg/m³ (lb/in³))	2684 (0,097)	2684 (0,097)	2684 (0,097)
TYS específico (10⁵ mm /irra V / t	232,41 (9,15)	254,0 (10,0)	232,2 (9,14)
Tenacidade (L-T) (mPa^/mm (ksi^/in))	-	1104,98 (31,8)	809,65 (23,3)

Os testes de corrosão galvânica são conduzidos em solução inerte de NaCI a 3,5%. A Figura 5 é um gráfico ilustrando a resistência à corrosão galvânica da nova liga. Conforme ilustrado, a nova liga alcança pelo menos uma densidade de corrente 50% menor que a liga 7150, o grau de 5 melhoria variando um pouco com o potencial. Notavelmente, a um potencial de cerca de -0,7V VS. SCE, a nova liga alcança uma densidade de corrente que está acima de 99% menor que a liga 7150, a nova liga tendo uma densidade de corrente de cerca de 11 uA/cm², e a liga 7150 tendo uma densidade de corrente de cerca de 1220 uA/cm² ((1220-11)/1220 = 99, 1% inferi10 or).

Embora várias modalidades da presente liga tenham sido descritas em detalhes, é aparente que modificações e adaptações daquelas modalidades ocorrerão àqueles que são peritos na técnica. Entretanto, deve ser expressamente entendido que tais modificações e adaptações estejam den15 tro do espírito e do escopo da presente descrição.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Liga de alumínio extrudada consistindo essencialmente em:

3,4 a 4,2% em peso de Cu;

0,9 a 1,4% em peso de Li;

0,3 a 0,7% em peso de Ag;

0,1 a 0,6% em peso de Mg;

0,2 a 0,6% em peso de Zn;

0,1 a 0,6% em peso de Mn; e

0,01 a 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle da estrutura do grão;

o saldo sendo alumínio e elementos incidentals e impurezas.
2. Liga de alumínio extrudada de acordo com a reivindicação 1, em que a liga de alumínio alcança uma resistência à tração longitudinal de pelo menos cerca de 592 mPa 592,9 mPa (86 ksi).
3. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, em que a liga de alumínio alcança uma tenacidade à fratura por tensão no plano L-T de pelo menos cerca de 695 mPa^/mm (20 ksiv/in).
4. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que a liga de alumínio é resistente à fratura por estresse de corrosão.
5. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que a liga de alumínio alcança uma classificação MASTMAASIS de pelo menos EA.
6. Liga de alumínio extrudada de qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a liga de alumínio alcança um módulo de tensão típico de pelo menos cerca de 77,9 x 10- mPa (11,3 x 10 ksi) e um módulo de compressão típico de pelo menos 79,98 x 10³ mPa (11,6 x 10 ksi).
7. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que a liga de alumínio tem uma densidade de não mais que cerca de 2684 kg/m³ (0,097 lb/in³).
8. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a liga de alumínio tem uma resistência específica de pelo menos cerca de 220 m (8,66 x 10³ in).
9. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que a liga de alumínio alcança uma limite de escoamento compressivo de pelo menos cerca de 620,5 mPa (90 ksi).
10. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que a iiga iem um trabalho a fnc acumuladn de não mais que um equivalente de estiramento de 4%.
11. Liga de alumínio extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que a liga compreende:

3.6 a 4,1% em peso de Cu;

1,0 a 1,3% em peso de Li;

0,3 a 0,7% em peso de Zn;

0,4 a 0,6% em peso de Ag;

0,2 a 0,5% em peso de Mg; e

0,1 a 0,4% em peso de Mn.
12. Liga de alumínio extrudada das reivindicações precedentes, em que a liga compreende:

3.7 a 4,0% em peso de Cu;

1,1 a 1,2% em peso de Li;

0,4 a 0,6% em peso de Zn;

0,4 a 0,6% em peso de Ag;

0,25 a 0,45% em peso de Mg; e

0,2 a 0,4% em peso de Mn.
13. Liga extrudada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que o elemento de controle da estrutura do grão é Zr, e onde a liga inclui 0,05 a 0,15% em peso de Zr.
14. Liga extrudada de acordo com a reivindicação 13, em que as impurezas compreendem Fe e Si, e em que a liga compreende não mais que cerca de 0,06% em peso de Si e não mais que cerca de 0,08% em peso de Fe.
15. Liga extrudada de acordo com qualquer uma das reivindica ções 1 a 14, em que a liga é resistente à corrosão galvânica.
16. Trave de aeroplano compreendendo a liga como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 15.
17. Mastro de aeroplano compreendendo a liga como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18.
18. Liga de alumínio consistindo essencialmente em:

3,4 a 4,z7o em peso de Ou;

0,9 a 1,4% em peso de Li;

0,3 a 0,7% em peso de Ag;

0,1 a 0,6% em peso de Mg;

0,2 a 0,8% em peso de Zn;

0,1 a 0,6% em peso de Mn; e

0,01 a 0,6% em peso de pelo menos um elemento de controle de estrutura do grão;

o saldo sendo alumínio e os elementos incidentals e impurezas; em que a liga de alumínio alcança uma resistência longitudinal de pelo menos cerca de 579 mPa (84 ksi), uma tenacidade à fratura por tensão no pano L-T de pelo menos 695 mPav/mm (20 ksfein), onde a liga de alumínio é resistente à fratura por estresse de corrosão e em que a liga de alumínio é resistente à corrosão galvânica.
19. Liga de alumínio da reivindicação 18, em que a liga é um produto trabalhado.
20. Liga de alumínio de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 19, em que o produto trabalhado é um produto extrusão, chapa ou folha.