高强度延性铝合金挤压件
阅读说明：本技术 高强度延性铝合金挤压件 (High strength ductile aluminum alloy extrusion ) 是由 A.T.莫拉莱斯 R.K.米什拉 A.K.萨赫德夫 于 2020-02-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了高强度延性6000系列铝合金挤压件。提供了一种合金组合物。所述合金组合物包含浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅(Si)；浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%镁(Mg)；浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%的铬(Cr)；以及所述合金组合物的余量为铝(Al)。所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。还提供了制备所述合金组合物和加工所述合金组合物的方法。(High strength ductile 6000 series aluminum alloy extrusions are disclosed. An alloy composition is provided. The alloy composition includes silicon (Si) at a concentration of greater than or equal to about 0.55 wt.% to less than or equal to about 0.75 wt.%; magnesium (Mg) at a concentration of greater than or equal to about 0.55 wt% to less than or equal to about 0.75 wt%; chromium (Cr) at a concentration of greater than or equal to about 0.15 wt% to less than or equal to about 0.3 wt%; and the balance of the alloy composition is aluminum (Al). The alloy composition has an intermetallic phase content of less than or equal to about 3 wt%. Methods of making the alloy compositions and processing the alloy compositions are also provided.)
技术领域
本公开涉及高强度延性6000合金挤压件。
背景技术
本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
由铝合金制成的部件在各种工业和应用中已变得越来越普遍，所述工业和应用包括一般制造业、施工设备、汽车或其它运输工业、家用或工业结构、航空航天等。例如，铝合金用于制造工业中以用于挤压铸造具有均匀断面几何形状的零件或由具有均匀断面几何形状的零件制成。特别地，7000系列铝合金（含锌的铝合金）具有高强度并且在重量上比钢轻，这导致燃料消耗减少。相比之下，6000系列铝合金（含镁和硅的铝合金）更易于加工，但是对于使用7000系列合金的许多应用来说太弱。因此，期望开发具有7000系列合金的强度性质的6000系列合金。
发明内容
本部分提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
本公开涉及高强度延性6000合金挤压件。
在各个方面，本技术提供了一种合金组合物，其包含浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅（Si）；浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的镁（Mg）；浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%的铬（Cr）；以及所述合金组合物的余量为铝（Al），其中所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。
在一方面，所述Si和所述Mg以大于或等于约0.9（9:10）至小于或等于约1.1（11:10）的Si:Mg比存在。
在一方面，所述合金组合物还包含以下中的至少一种：浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.25重量%的铁（Fe）；浓度大于约0重量%至小于或等于约0.3重量%的铜（Cu）；浓度大于或等于约0.3重量%至小于或等于约0.5重量%的锰（Mn）；和浓度大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.2重量%的锌（Zn）。
在一方面，所述合金组合物包含Fe、Cu、Mn和Zn中的每一种。
在一方面，所述合金组合物基本上不含钛（Ti）。
在一方面，所述合金组合物被构造为在加工后具有竹状晶粒晶体组织，其中所述竹状晶粒晶体组织包含大于或等于约80%的定向排列纵向晶粒。
在一方面，所述合金组合物被构造为在加工后具有大于或等于约280MPa的拉伸强度。
在一方面，所述合金组合物呈坯料的形式。
在一方面，汽车零件包含所述合金组合物。
在各个方面，本技术还提供了制造挤压物体的方法，该方法包括：将合金组合物加热到大于或等于约400℃至小于或等于约650℃的温度以形成加热的合金组合物；将加热的合金组合物通过模具挤压以形成加热的挤压零件；将加热的挤压零件淬火以形成冷却的挤压零件；并且将冷却的挤压零件回火以形成挤压物体，其中所述合金组合物包含浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅（Si）；浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的镁（Mg）；浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%的铬（Cr）；以及所述合金组合物的余量为铝（Al），其中所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。
在一方面，用大于或等于约2500psi至小于或等于约5000psi的冲压压力和大于或等于约2ipm至小于或等于约10ipm的挤压速度进行挤压。
在一方面，通过水雾在大于或等于约300℃/分钟至小于或等于约1200℃/min的冷却速率下进行淬火。
在一方面，回火包括将冷却的挤压零件在大于或等于约150℃至小于或等于约250℃的温度下时效处理大于或等于约1小时至小于或等于约5小时的时间。
在一方面，挤压物体具有包含大于或等于约80%的定向排列纵向晶粒的竹状晶粒晶体组织。
在一方面，挤压物体是汽车零件，其选自摇臂、控制臂、纵梁（rail）、横梁（beam）、加强板、保险杠、踏板（step）、副车架构件和立柱（pillar）。
在一方面，在加热之前，对合金组合物施以均匀化加工，其包括以大于或等于约6℃/分钟至小于或等于约10℃/分钟的第一速率加热合金组合物，直到合金组合物达到大于或等于约450℃至小于或等于约550℃的第一温度；将合金组合物在第一温度下保持大于或等于约30分钟至小于或等于约2小时；以大于或等于约0.1℃/分钟至小于或等于约1℃/分钟的第二速率加热合金组合物，直到合金组合物达到大于或等于约550℃至小于或等于约600℃的第二温度；将合金组合物在第二温度下保持大于或等于约1小时至小于或等于约5小时；并且将合金组合物淬火。
在各个方面，本技术还进一步提供了生产合金组合物的方法，所述方法包括将合金组分组合以形成混合物，所述合金组分包括浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅（Si）、浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的镁（Mg）、浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%的铬（Cr）、和余量的铝（Al）；将混合物熔融以形成合金溶液；将合金溶液铸造成坯料；并且对所述坯料施以均匀化加工，其包括以大于或等于约6℃/分钟至小于或等于约10℃/分钟的第一速率加热坯料，直到胚料达到大于或等于约450℃至小于或等于约550℃的第一温度；将坯料在第一温度下保持大于或等于约30分钟至小于或等于约2小时；以大于或等于约0.1℃/分钟至小于或等于约1℃/分钟的第二速率加热坯料，直到坯料达到大于或等于约550℃至小于或等于约600℃的第二温度；将坯料在第二温度下保持大于或等于约1小时至小于或等于约5小时；并且将坯料淬火以形成合金组合物。
在一方面，所述Si和所述Mg以大于或等于约0.9（9:10）至小于或等于约1.1（11:10）的Si:Mg比存在于混合物中。
在一方面，所述合金组分还包括以下中的至少一种：浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.25重量%的铁（Fe）、浓度大于约0重量%至小于或等于约0.3重量%的铜（Cu）、浓度大于或等于约0.3重量%至小于或等于约0.5重量%的锰（Mn）、和浓度大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.2重量%的锌（Zn）。
在一方面，所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。
更多的适用范围将由本文中所提供的描述而变得显而易见。本发明内容中的描述和具体实例仅意在以说明为目的，而不意在限制本公开的范围。
具体而言，本发明公开了以下实施方案：
方案1. 合金组合物，其包含：
浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅（Si）；
浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的镁（Mg）；
浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%的铬（Cr）；以及
所述合金组合物的余量为铝（Al），
其中所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。
方案2. 根据方案1所述的合金组合物，其中所述Si和所述Mg以大于或等于约0.9（9:10）至小于或等于约1.1（11:10）的Si:Mg比存在。
方案3. 根据方案1所述的合金组合物，其还包含以下中的至少一种：
浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.25重量%的铁（Fe）；
浓度大于约0重量%至小于或等于约0.3重量%的铜（Cu）；
浓度大于或等于约0.3重量%至小于或等于约0.5重量%的锰（Mn）；和
浓度大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.2重量%的锌（Zn）。
方案4. 根据方案3所述的合金组合物，其包含Fe、Cu、Mn和Zn中的每一种。
方案5. 根据方案1所述的合金组合物，其中所述合金组合物基本上不含钛（Ti）。
方案6. 根据方案1所述的合金组合物，其中所述合金组合物被构造为在加工后具有竹状晶粒晶体组织，其中所述竹状晶粒晶体组织包含大于或等于约80%的定向排列纵向晶粒。
方案7. 根据方案1所述的合金组合物，其中所述合金组合物被构造为在加工后具有大于或等于约280MPa的拉伸强度。
方案8. 根据方案1所述的合金组合物，其中所述合金组合物呈坯料的形式。
方案9. 汽车零件，其包含根据方案1所述的合金组合物。
方案10. 制造挤压物体的方法，所述方法包括：
将合金组合物加热到大于或等于约400℃至小于或等于约650℃的温度以形成加热的合金组合物；
将所述加热的合金组合物通过模具挤压以形成加热的挤压零件；
将所述加热的挤压零件淬火以形成冷却的挤压零件；并且
将所述冷却的挤压零件回火以形成所述挤压物体，
其中所述合金组合物包含：
浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅（Si）；
浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的镁（Mg）；
浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%的铬（Cr）；以及
所述合金组合物的余量为铝（Al），
其中所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。
方案11. 根据方案10所述的方法，其中用大于或等于约2500psi至小于或等于约5000psi的冲压压力和大于或等于约2ipm至小于或等于约10ipm的挤压速度进行挤压。
方案12. 根据方案10所述的方法，其中通过水雾在大于或等于约300℃/分钟至小于或等于约1200℃/分钟的冷却速率下进行淬火。
方案13. 根据方案10所述的方法，其中所述回火包括将冷却的挤压零件在大于或等于约150℃至小于或等于约250℃的温度下时效处理大于或等于约1小时至小于或等于约5小时的时间。
方案14. 根据方案10所述的方法，其中所述挤压物体具有包含大于或等于约80%的定向排列纵向晶粒的竹状晶粒晶体组织。
方案15. 根据方案10所述的方法，其中所述挤压物体为汽车零件，其选自摇臂、控制臂、纵梁、横梁、加强板、保险杠、踏板、副车架构件和立柱。
方案16. 根据方案10所述的方法，其中，在加热之前，对所述合金组合物施以均匀化工艺，其包括：
以大于或等于约6℃/分钟至小于或等于约10℃/分钟的第一速率加热所述合金组合物，直到所述合金组合物达到大于或等于约450℃至小于或等于约550℃的第一温度；
将所述合金组合物在所述第一温度下保持大于或等于约30分钟至小于或等于约2小时；
以大于或等于约0.1℃/分钟至小于或等于约1℃/分钟的第二速率加热所述合金组合物，直到所述合金组合物达到大于或等于约550℃至小于或等于约600℃的第二温度；
将所述合金组合物在所述第二温度下保持大于或等于约1小时至小于或等于约5小时；并且
将所述合金组合物淬火。
方案17. 生产合金组合物的方法，所述方法包括：
将合金组分组合以形成混合物，所述合金组分包括浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的硅（Si）、浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%的镁（Mg）、浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.3重量%铬（Cr）、和余量的铝（Al）；
将所述混合物熔融以形成合金溶液；
将所述合金溶液铸造成坯料；并且
对所述坯料施以均匀化工艺，其包括：
以大于或等于约6℃/分钟至小于或等于约10℃/分钟的第一速率加热所述坯料，直到所述坯料达到大于或等于约450℃至小于或等于约550℃的第一温度；
将所述坯料在所述第一温度下保持大于或等于约30分钟至小于或等于约2小时；
以大于或等于约0.1℃/分钟至小于或等于约1℃/分钟的第二速率加热所述坯料，直到所述坯料达到大于或等于约550℃至小于或等于约600℃的第二温度；
将所述坯料在所述第二温度下保持大于或等于约1小时至小于或等于约5小时；并且
将所述坯料淬火以形成所述合金组合物。
方案18. 根据方案17所述的方法，其中所述Si和所述Mg以大于或等于约0.9（9:10）至小于或等于约1.1（11:10）的Si:Mg比存在于所述混合物中。
方案19. 根据方案17所述的方法，其中所述合金组分还包括以下中的至少一种：浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.25重量%的铁（Fe）、浓度大于约0重量%至小于或等于约0.3重量%的铜（Cu）、浓度大于或等于约0.3重量%至小于或等于约0.5重量%的锰（Mn）、和浓度大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.2重量%的锌（Zn）。
方案20. 根据方案17所述的方法，其中所述合金组合物具有小于或等于约3重量%的金属间相含量。
附图说明
本文中描述的附图仅用于所选实施方案而非所有可能的实施方式的说明性目的，并且不意在限制本公开的范围。
图1是显示并非根据本技术的合金组合物的微观组织的电子背散射衍射（EBSD）图像。比例尺为700μm。
图2A是显示根据本技术的各个方面的合金组合物的微观组织的电子背散射衍射（EBSD）图像。比例尺为700μm。
图2B是图2A中所示的EBSD图像的一部分的放大视图。比例尺为100μm。
在附图的几个视图之中，相应的附图标记表示相应的部分。
具体实施方式
提供了示例性实施方案，使得本公开将是充分的，并且将范围全面地传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，例如具体组成、组分、设备和方法的实例，以提供对本公开实施方案的充分理解。对于本领域技术人员而言显而易见的是，不需要采用具体的细节，示例性实施方案可以以许多不同的形式来实现，并且它们都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，没有详细描述公知的工艺、公知的设备结构和公知的技术。
本文中所用的术语仅出于描述特定示例性实施方案的目的，并且不意在为限制性的。如本文中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该”也可意在包括复数形式，除非上下文清楚地另行指明。术语“包含”、“含有”“包括”和“具有”是包含性的，并且因此指定了所述特征、要素、组成、步骤、整数、操作和/或组分的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、组分和/或其群组的存在或添加。尽管开放式术语“包含”要被理解为用于描述和要求保护本文中所阐述的各种实施方案的非限制性术语，但在某些方面，该术语可替代地被理解为反而更具限制性和约束性的术语，例如“由……组成”或“基本上由……组成”。因此，对于任何列举组成、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤的给定实施方案，本公开还具体包括由这些列举的组成、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤组成或基本上由其组成的实施方案。在“由……组成”的情况下，替代性实施方案排除任何另外的组成、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤，而在“基本上由……组成”的情况下，从这样的实施方案中排除在实质上影响基本和新颖特性的任何另外的组成、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤，但是在实质上不影响基本和新颖特性的任何组成、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤可以包括在实施方案中。
除非明确地确定为执行顺序，否则本文中所述的任何方法步骤、工艺和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定顺序执行。还要理解的是，除非另行指明，否则可以采用另外的或替代的步骤。
除非另行指明，否则尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种步骤、要素、组分、区域、层和/或部分，这些步骤、要素、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语可能仅用于将一个步骤、要素、组分、区域、层或部分与另一步骤、要素、组分、区域、层或部分进行区分。除非上下文清楚地指明，否则当用于本文中时，术语例如“第一”、“第二”和其它数字术语不暗示顺序或次序。因此，下文所讨论的第一步骤、要素、组分、区域、层或部分能够被称为第二步骤、要素、组分、区域、层或部分，而不背离本示例性实施方案的教导。
在本公开通篇中，数值代表近似测量或对范围的限制，以涵盖与给定值之间的微小偏差和具有大约所述值的实施方案以及具有精确所述值的那些。除了在具体实施方式的结尾所提供的工作实施例中之外，本说明书（包括所附权利要求）中的所有参数数值（例如量或条件的参数数值）在所有情况下都要理解为被术语“约”修饰，不论“约”是否实际出现在数值之前。“约”表示所述数值允许一些轻微的不精确性（在数值上对精确值有一定近似；大约或相当地接近该值；几乎）。如果由“约”所提供的不精确性在本领域中没有这种普通含义之外的其它理解，那么如本文中所用的“约”表示可能由测量和使用此类参数的普通方法引起的最小变量。例如，“约”可包含小于或等于5%、任选地小于或等于4%、任选地小于或等于3%、任选地小于或等于2%、任选地小于或等于1%、任选地小于或等于0.5%、以及在特定方面，任选地小于或等于0.1%的变量。
此外，范围的公开包括整个范围内的所有值和进一步划分的范围的公开，包括对于所述范围给出的端点和子范围。
现在将参照附图更全面地描述示例性实施方案。
6000系列合金相对于7000系列合金更便宜且更易于加工。然而，6000系列不如7000系列合金那样坚固。因此，本技术提供了一种作为6000系列合金的合金组合物、制备所述合金组合物的方法、和加工所述合金组合物的方法。
本技术提供了生产一种作为6000系列合金的合金组合物的方法。所述方法包括将合金组分组合以形成混合物。所述合金组分包括浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%或者大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的硅（Si）、浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%或者大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的镁（Mg）、浓度大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.3重量%或者大于或等于约0.2重量%至小于或等于约0.25重量%的铬（Cr）、和余量的铝（Al）。
所述Si和所述Mg以基本上相等的浓度存在于混合物中。如本文中所用，Si和Mg的“基本上相等”的浓度是指Si和Mg以大于或等于约0.9（9:10）至小于或等于约1.1（11:10）、大于或等于约0.95（19:20）至小于或等于约1.05（21:20）、或者大于或等于约0.98（49:50）至小于或等于约1.02（51:50）的Si:Mg比存在于混合物中。
在本技术的各个方面中，所述合金组分还包括以下中的至少一种：浓度大于或等于约0.15重量%至小于或等于约0.25重量%的铁（Fe）、浓度大于约0重量%至小于或等于约0.3重量%的铜（Cu）、浓度大于或等于约0.3重量%至小于或等于约0.5重量%或者大于或等于约0.35重量%至小于或等于约0.45重量%的锰（Mn）、和浓度大于或等于约0.05重量%至小于或等于约0.15重量%的锌（Zn）。在本技术的一些方面中，所述合金组分还包括Fe、Cu、Mn和Zn中的每一种。
所述合金组分基本上不含钛（Ti）。“基本上不含”Ti是指合金组分包含小于或等于约0.1重量%的Ti或者小于或等于约0.05重量%的Ti。
因此，所述合金组分包括Si、Mg、Cr和Al，并且任选地包括Fe、Cu、Mn和Zn中的至少一种。然而，要理解的是，合金组分可以包括痕量水平的污染物，即其它非预期的元素或小分子。如本文中所用，对于各种非预期污染物，“痕量水平”包括大于或等于0重量%至小于或等于约0.1重量%或者大于0重量%至小于或等于约0.05重量%的水平。因此，在本技术的一些方面中，合金组分基本上由Si、Mg、Cr和Al，以及Fe、Cu、Mn和Zn中的至少一种组成。因此，“基本上由……组成”是指合金组分还可以包括痕量的污染物。在本技术的其它方面，合金组分基本上由Si、Mg、Cr、Fe、Cu、Mn、Zn和Al组成。在一些实施方案中，合金组分包括、基本上由以下组成、或由以下组成：大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的Si、大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的Mg、约0.2重量%的Fe、小于或等于约0.3重量%的Cu、约0.4重量%的Mn、大于或等于约0.2重量%至小于或等于约0.25重量%的Cr、约0.1重量%的Zn、和余量的Al。
所述方法还包括将混合物熔融以形成合金溶液和将合金溶液铸造成坯料，即圆柱形。大于或等于约500℃至小于或等于约700℃、或者大于或等于约560℃至小于或等于约660℃的温度通常适于熔融。然而，要理解的是，取决于所用的元素，该范围之外的温度可能是必要的。然后对坯料或片材施以两步均匀化工艺。所述两步均匀化工艺包括第一步：以大于或等于约6℃/分钟至小于或等于约10℃/分钟的第一速率从环境温度加热坯料，直到坯料达到大于或等于约450℃至小于或等于约550℃或者大于或等于约475℃至小于或等于约525℃的第一温度，并且将坯料在第一温度下保持大于或等于约30分钟至小于或等于约2小时或者大于或等于约45分钟至小于或等于约1.5小时。两步均匀化工艺还包括第二步：以大于或等于约0.1℃/分钟至小于或等于约1℃/分钟的第二速率加热坯料，直到坯料达到大于或等于约550℃至小于或等于约600℃的第二温度，并且将坯料在第二温度下保持大于或等于约1小时至小于或等于约5小时或者大于或等于约2小时至小于或等于约3小时。最后，两步均匀化工艺包括将坯料淬火（例如通过强制风冷）至环境温度以形成合金组合物。所述淬火在淬火介质中以大于或等于约1℃/秒至小于或等于约250℃/秒的速率（取决于淬火介质）进行，所述淬火介质选自作为非限制性实例的静止水、静止油、熔融盐、流化床、流动空气、流动热空气、静止空气及其组合。作为非限制性实例，静止水淬火介质可以以约240℃/秒的速率使用，静止油淬火介质可以以约34℃/秒的速率使用，熔融盐淬火介质可以以约19℃/秒的速率使用，流化床淬火介质可以以约9.6℃/秒的速率使用，流动空气淬火介质可以以约40℃/秒的速率使用，流动热空气淬火介质可以以约3.4℃/秒的速率使用，且静止空气淬火介质可以以约1.4℃/秒的速率使用。
在示例性实施方案中，两步均匀化包括：在约1小时的时间段内将坯料从环境温度加热到约520℃的第一温度，将坯料或片材在520℃下保持约1小时，将坯料以约0.5℃/分钟的速率从520℃加热到约585℃的第二温度，将坯料在585℃下保持约2小时，并且通过强制风冷将坯料淬火至环境温度以形成合金组合物。
在两步均匀化工艺过程中，在铸件溶解并产生饱和固溶体之后，可能形成大的金属间粒子和夹杂物。金属间粒子和夹杂物的析出可通过调节均匀化工艺过程中采用的温度、时间和冷却速率来控制。例如，对6000系列合金施以一步热处理，所述一步热处理包括将6000系列合金加热1小时，在560℃至570℃的温度下加热6小时，并随后淬火。当对以上述水平包含Si、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn和Al，但不包含Cr的比较合金组合物施以这种一步工艺时，所述比较合金组合物包含约5重量%的金属间相。相比之下，当对不仅包含与比较合金组合物相同的组分，而且还包含Cr的本技术的合金组合物施以两步均匀化工艺时，所得的合金组合物仅包含约1重量%的金属间相。因此，由本方法制成的合金组合物具有小于或等于约3重量%、小于或等于约2.5重量%、小于或等于约2重量%、或者小于或等于约1.5重量%的金属间相含量。金属间相取决于合金组合物的组分，但是在各个实施方案中，包含Mg2Si和α-Al15(FeMn)3Si中的至少一种。
本技术还提供了合金组合物，即6000系列合金组合物，其可通过上述方法来生产。所述合金组合物包含浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%或者大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的硅（Si）、浓度大于或等于约0.55重量%至小于或等于约0.75重量%或者大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的镁（Mg）、浓度大于或等于约0.1重量%至小于或等于约0.3重量%或者大于或等于约0.2重量%至小于或等于约0.25重量%的铬（Cr）、和余量的铝（Al）。
所述Si和所述Mg以基本上相等的浓度，例如以大于或等于约0.9（9:10）至小于或等于约1.1（11:10）、大于或等于约0.95（19:20）至小于或等于约1.05（21:20）、或者大于或等于约0.98（49:50）至小于或等于约1.02（51:50）的Si:Mg比存在于合金组合物中。
在本技术的各个方面，所述合金组合物还包含以下中的至少一种：浓度大于或等于约0.10重量%至小于或等于约0.25重量%的铁（Fe）、浓度大于约0重量%至小于或等于约0.3重量%的铜（Cu）、浓度大于或等于约0.3重量%至小于或等于约0.5重量%或者大于或等于约0.35重量%至小于或等于约0.45重量%的锰（Mn）、和浓度大于或等于约0.05重量%至小于或等于约0.15重量%的锌（Zn）。在本技术的一些方面，所述合金组合物还包含Fe、Cu、Mn和Zn中的每一种。
所述合金组合物基本上不含钛（Ti）。“基本上不含”Ti是指合金组合物包含小于或等于约0.1重量%的Ti或者小于或等于约0.05重量%的Ti。
因此，所述合金组合物包含Si、Mg、Cr和Al，并且任选地包含Fe、Cu、Mn和Zn中的至少一种。然而，要理解的是，合金组合物可以包含痕量水平的污染物，即其它非预期的元素或小分子。如本文中所用，对于各种非预期污染物，“痕量水平”包括大于或等于0重量%至小于或等于约0.1重量%或者大于0重量%至小于或等于约0.05重量%的水平。因此，在本技术的一些方面，合金组合物基本上由Si、Mg、Cr、和Al，以及Fe、Cu、Mn和Zn中的至少一种组成。因此，“基本上由……组成”是指合金组合物还可以包含痕量的污染物。在本技术的其它方面，合金组合物基本上由Si、Mg、Cr、Fe、Cu、Mn、Zn和Al组成。在一些实施方案中，合金组合物包含、基本上由以下组成，或由以下组成：大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的Si、大于或等于约0.6重量%至小于或等于约0.7重量%的Mg、约0.2重量%的Fe、小于或等于约0.3重量%的Cu、约0.4重量%的Mn、大于或等于约0.2重量%至小于或等于约0.25重量%的Cr、约0.1重量%的Zn、和余量的Al。
合金组合物可以呈坯料的形式。作为坯料，合金组合物适于经历挤压工艺，所述挤压工艺提供给合金组合物与比较合金组合物的微观组织不同的微观组织。例如，当根据用于6000系列合金的方法加工上文所述的比较合金组合物时，获得图1中显示的微观组织。在此，电子背散射衍射（EBSD）图像显示了由被晶粒生长所侵扰的纤维限定的初始微观组织。因此，所述微观组织是球状的、均匀的、无序的和随机的。结果是，比较合金组合物在所有方向上均易于断裂。相比之下，图2A和图2B显示了本技术的合金组合物在加工后的EBSD图像，其在下文中进一步详细描述。这些图像显示，加工过的合金组合物被构造为在加工后具有未被晶粒生长所侵扰的“竹状”纤维微观组织。该竹状晶粒晶体组织包含大于或等于约70%、大于或等于约75%、大于或等于约80%、大于或等于约85%、或者大于或等于约90%的纵向非球状晶粒，所述纵向非球状晶粒是高度均匀、高度有序和定向排列的。晶粒尺寸和取向可通过EBSD获得。在参考（纵向）方向上，大于或等于约50%、大于或等于约60%、或者大于或等于约70%的晶粒具有相对于彼此小于或等于约15°或者小于或等于约10°的结晶取向。在相对于参考方向的横向方向上，大于或等于约50%、大于或等于约60%、或者大于或等于约70%的晶粒具有相对于彼此和相对于参考方向大于或等于约15°或者大于或等于约20°的结晶取向。竹状晶粒晶体组织提供了在纵向（沿着晶粒）和横向（垂直于晶粒）方向两者上与7000系列合金相当的高强度。因此，合金组合物被构造为具有至少约280MPa、至少约300MPa、或至少约350MPa的拉伸强度，例如大于或等于约280MPa至小于或等于约700MPa或更高的拉伸强度。
具有与7000系列合金相当的强度的合金组合物可以加工为挤压物体，例如交通工具零件或其它6000合金挤压件。具有适于用所述合金组合物生产的零件的交通工具的非限制性实例包括汽车、摩托车、自行车、船、拖拉机、公共汽车、活动房屋、露营车、滑翔机、飞机和军用交通工具，例如坦克。在本技术的各个方面，挤压物体是汽车零件，其选自摇臂、控制臂、纵梁、横梁、加强板、保险杠、踏板、副车架构件和立柱。因此，本技术还提供了包含所述合金组合物的汽车零件，或其它挤压物体。
因此，本技术还进一步提供了通过加工合金组合物来制造挤压物体的方法。更特别地，所述方法包括将合金组合物加热到大于或等于约400℃至小于或等于约650℃、大于或等于约450℃至小于或等于约600℃、或者大于或等于约510℃至小于或等于约540℃的温度以形成加热的合金组合物。可以例如通过在炉中加热呈坯料形式的合金组合物来进行加热。
在加热之后，所述方法包括将加热的合金组合物通过模具挤压以形成加热的挤压零件。所述模具包括与所制造的物体的断面几何形状相匹配的狭缝。由此，加热的挤压零件具有由模具限定的均匀的断面几何形状。
通过使用大于或等于约2500psi至小于或等于约5000psi、大于或等于约3000psi至小于或等于约4500psi、大于或等于约3100psi至小于或等于约4200psi、大于或等于约3200psi至小于或等于约4000psi的冲压压力，并以大于或等于约2英寸/分钟（ipm）至小于或等于约10ipm、大于或等于约3ipm至小于或等于约9ipm、或者大于或等于约4ipm至小于或等于约8ipm的挤压速度，用挤压杆（ram）将合金组合物推挤通过模具来进行挤压。
接着，所述方法包括将加热的挤压零件淬火以形成冷却的挤压零件。在足够快以避免形成不期望的析出物，但不过快以致于产生裂纹或变形的速率下进行淬火。因此，淬火包括以大于或等于约300℃/分钟（约573.15K/分钟）至小于或等于约1200℃/分钟（约1473.15K/分钟）、大于或等于约400℃/分钟（约673.15K/分钟）至小于或等于约1100℃/分钟（约1373.15K/分钟）、大于或等于约500℃/分钟（约773.15K/分钟）至小于或等于约1000℃/分钟（约1273.15K/分钟）、或者大于或等于约526.85℃/分钟（约800K/分钟）至小于或等于约926.85℃/分钟（约1200K/分钟）的速率将加热的挤压零件的温度降低到环境温度。通过能够以上述速率冷却的任何方法（例如通过使加热的挤压零件与水或冷水雾接触）进行淬火。
然后，所述方法包括将冷却的挤压零件回火以形成挤压物体。回火包括在大于或等于约150℃至小于或等于约250℃、大于或等于约175℃至小于或等于约215℃、或者大于或等于约180℃至小于或等于约200℃的温度下，例如在约150℃、约155℃、约160℃、约165℃、约170℃、约175℃、约180℃、约185℃、约190℃、约195℃、约200℃、约205℃、约210℃、约215℃、约220℃、约225℃、约230℃、约235℃、约240℃、约245℃或约255℃的温度下时效处理冷却的挤压物体。时效处理进行大于或等于约1小时至小于或等于约5小时或者大于或等于约2小时至小于或等于约4小时，例如约1小时、约1.5小时、约2小时、约2.5小时、约3小时、约3.5小时、约4小时、约4.5小时或约5小时的时间。
在本技术的各个方面中，所述方法还包括以下中的至少一个：在回火之前拉伸冷却的挤压零件以改善冷却的挤压零件的平直度；在回火之前或之后，从冷却的挤压零件或挤压物体的每一端弃去一部分，因为无论可能在何种情况下，冷却的挤压零件或挤压物体具有小于或等于约5英寸、小于或等于约2.5英寸、或者小于或等于约1英寸的压余长度（discard length）；将冷却的挤压零件或挤压物体切割成所需尺寸（例如，设想可以切割多个物体以形成挤压物体的长度）；蚀刻挤压物体；阳极化挤压物体；以及进一步加工挤压物体，例如通过弯曲或压凹成所需形状。
挤压物体具有上文所述和图2A-2B中所示的竹状晶粒晶体组织。相比之下，当通过以482℃至532℃的坯料温度、2400psi至3100psi的冲压压力和5ipm至12ipm的挤压速度进行挤压并且在172℃下回火10小时来加工比较合金组合物时，获得图1中所示的微观组织。不受理论的束缚，据信本合金组合物的Cr和Mn以控制晶粒尺寸的细小非共格粒子的形式析出，其使得能够保留完全再结晶和“竹型”的晶粒组织。通过将最大量的溶质置于溶液中，使时效硬化能力最大化。此外，一些Cr保留在溶液中，并相对于加工过的比较合金组合物改善了加工过的合金组合物的塑性。因此，本技术所提供的两步均匀化和回火工艺移除了大的金属间粒子，这些大的金属间粒子原本是过早断裂萌生位点，并且替代地将溶质置于溶液中以提高强度。
已经出于说明和描述的目的提供了实施方案的前述描述。其并非意在穷举或限制本公开。特定实施方案的单独要素或特征通常不限于该特定实施方案，而是在适用的情况下是可互换的并且可用于所选实施方案中，即使未具体示出或描述也是如此。其也可以以许多方式改变。这样的变型不应被认为背离本公开，并且所有这样的修改意在被包括在本公开的范围内。