알루미늄 크로스오버 합금의 잠재력에 대하여

본 논문 요약은 ['Elsevier']에서 발행한 ['On the potential of aluminum crossover alloys'] 논문을 기반으로 작성되었습니다.

1. 개요:

  • 제목: 알루미늄 크로스오버 합금의 잠재력에 대하여 (On the potential of aluminum crossover alloys)
  • 저자: Lukas Stemper, Matheus A. Tunes, Ramona Tosone, Peter J. Uggowitzer, and Stefan Pogatscher
  • 발행 연도: 2021년
  • 발행 학술지/학회: Materials Science & Engineering: R: Reports
  • 키워드: Aluminum alloys, Crossover alloys, Strength, Formability, Ductility, Sustainability, AlMgCu, AlMgZn, AlMgZn(Cu) (알루미늄 합금, 크로스오버 합금, 강도, 성형성, 연성, 지속가능성, AlMgCu, AlMgZn, AlMgZn(Cu))
Figure 1: (a) Equilibrium phase diagram Al-Cu-Mg at 190°C. (b) Evolution of yield strength in AlMgCu alloys with varying Cu/Mg ratios. Reprinted from [60] with permission from the JIM (Japan Institute of Metals and Materials)
Figure 1: (a) Equilibrium phase diagram Al-Cu-Mg at 190°C. (b) Evolution of yield strength in AlMgCu alloys with varying Cu/Mg ratios. Reprinted from [60] with permission from the JIM (Japan Institute of Metals and Materials)

2. 초록 또는 서론

논문의 초록은 다음과 같이 기술합니다: "거의 한 세기 동안 상업용 알루미늄 합금은 특정하고 좁은 범위의 응용 분야에서 고성능을 위해 개발 및 최적화되었으며, 이는 일반적으로 산업 분류와 일치합니다. 현대적인 경량화 개념과 관련된 한계를 극복하려면 성형성과 달성 가능한 강도 사이의 더 나은 절충점을 제공하는 새로운 합금 설계 전략이 필요합니다. 관련된 재료는 최종 제품의 재활용성을 저하시키는 복합 재료 혼합의 필요성을 피하는 데 핵심이 될 것입니다.

본 리뷰에서는 상업용 알루미늄 합금의 특정 등급으로 제한되는 유리한 특성을 결합한 새로운 종류의 재료인 "크로스오버 합금"에 대한 현재 지식을 요약합니다. AlMg/AlCuMg (5xxx/2xxx) 및 AlMg/AlZnMg(Cu) (5xxx/7xxx) 크로스오버 합금에 중점을 둡니다. 최근에 입수 가능한 연구 데이터는 뛰어난 성형성과 동시에 높은 시효 경화 가능성을 나타내며, 이는 가까운 장래에 더 넓은 산업적 응용을 위한 길을 열 수 있습니다.

이러한 새로운 합금은 Mg를 주요 구성 요소로 나타내지만 상업용 AlMg 합금과는 대조적으로 시효 경화가 가능하기 때문에 현재 합금 분류 체계에 적합하지 않습니다. 본 리뷰에서는 크로스오버 합금을 혁신적인 합금 설계 방법론을 특징으로 하는 잠재적인 새로운 알루미늄 합금 등급으로 공식화합니다."

논문의 서론 부분에서는 지구 온난화와 기후 변화라는 전 지구적 과제와 CO2 배출량 감소를 위한 운송 부문의 경량화 요구 증가에 대해 상세히 설명합니다. 알루미늄 합금이 강철을 대체하는 저밀도 재료로 확립되었지만, 제한적인 물성 스펙트럼과 복합 재료 설계로 인한 재활용성 제약으로 인해 기존의 경량화 접근 방식은 불충분합니다.

논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 "크로스오버 합금"이라는 새로운 합금 설계 전략 개념을 소개합니다. 크로스오버 합금은 단일 재료에서 우수한 성형성과 높은 강도를 결합하여 복합 재료 혼합의 필요성을 잠재적으로 줄일 수 있습니다.

3. 연구 배경:

연구 주제 배경:

본 연구는 온실 가스 배출을 완화하기 위해 자동차 및 운송과 같은 산업에서 경량화를 지원하는 재료에 대한 중요한 요구를 다룹니다. 기존 알루미늄 합금을 사용한 기존의 경량화 접근 방식은 성형성과 강도 사이의 상충 관계, 그리고 복합 재료 설계에서 발생하는 재활용성 한계로 인해 불충분합니다. 논문에서는 "현대적인 경량화 개념과 관련된 한계를 극복하려면 성형성과 달성 가능한 강도 사이의 더 나은 절충점을 제공하는 새로운 합금 설계 전략이 필요합니다."라고 강조합니다.

기존 연구 현황:

현재 상업용 알루미늄 합금은 2xxx (AlCuMg), 5xxx (AlMg), 7xxx (AlZnMg) 시리즈와 같이 특정 응용 분야를 위해 설계되었으며 제한적인 물성 스펙트럼을 갖습니다. AlZnMg(Cu) 합금은 높은 강도를 제공하는 반면, AlMg(Mn) 합금은 우수한 성형성을 제공하지만, 상충 관계가 존재합니다. AlMgSi 합금은 시장 지배력과 연질 조건에서의 우수한 성형성에도 불구하고 더 높은 강도를 위해 조정하면 성형성이 저하되는 문제가 있습니다. 논문에서는 "기계적 성능 측면에서 상업용 알루미늄 합금은 일반적으로 가공 중 성형성이 불량하지만 사용 중 강도는 높거나 [19–21] 성형성은 좋지만 최종 강도는 보통 정도입니다 [21,22]."라고 지적합니다.

연구의 필요성:

본 연구는 가공 중 우수한 성형성과 사용 중 높은 강도를 동시에 제공할 수 있는 새로운 알루미늄 합금을 개발하는 데 필요합니다. 이는 제조 공정을 단순화하고 제품 재활용성을 향상시키며 보다 지속 가능한 경량화 솔루션을 달성하는 데 매우 중요합니다. 논문에서는 "최첨단 경량화 개념과 관련된 한계를 극복하려면 가공 중 우수한 성형성과 사용 중 높은 강도를 모두 특징으로 하는 확장된 물성 포트폴리오를 제공할 수 있는 새로운 합금 설계 전략 개발이 필요합니다."라고 강조합니다.

4. 연구 목적 및 연구 질문:

연구 목적:

주요 연구 목적은 "크로스오버 합금" 개념을 새로운 알루미늄 합금 등급으로 검토하고 공식화하는 것입니다. 이러한 합금은 상업용 알루미늄 합금의 서로 다른 등급 간의 물성 간극을 해소하도록 설계되었으며, 특히 AlMg(Mn) 합금 (5xxx 시리즈)의 성형성과 AlCu(Mg) (2xxx 시리즈) 및 AlZnMg(Cu) 합금 (7xxx 시리즈)의 강화 능력을 결합하는 것을 목표로 합니다. 본 리뷰는 현재 지식을 통합하고 크로스오버 합금 뒤에 숨겨진 혁신적인 합금 설계 방법론을 강조하는 것을 목표로 합니다.

핵심 연구:

핵심 연구는 AlMgCu 및 AlMgZn 기반 크로스오버 합금의 특성을 특징 짓고 이해하는 데 중점을 둡니다. 특히, 논문에서는 다음 사항을 조사합니다.

  • AlMgCu 크로스오버 합금 (5xxx/2xxx): AlMg 합금에서 시효 경화 거동 및 Cu 첨가의 역할, 특히 페인트 베이킹 경화 및 S-상 석출과 관련하여 조사합니다.
  • AlMgZn 크로스오버 합금 (5xxx/7xxx): T-상 석출을 통한 경화 메커니즘, Zn 첨가에 의한 내식성 향상, 원하는 물성 달성에 대한 가공 변수의 영향을 탐구합니다.
  • AlMgZn(Cu) 크로스오버 합금 (Cu 첨가된 5xxx/7xxx): 경화 반응, 내식성 및 용접성에 대한 Zn 및 Cu 첨가의 복합 효과와 T-상 및 S-상 석출을 포함하는 기본 석출 순서를 분석합니다.

연구 가설:

명시적으로 가설로 진술되지는 않았지만, 연구는 다음과 같은 전제하에 진행됩니다.

  • 크로스오버 합금화는 서로 다른 합금 시리즈의 원소를 결합하여 향상된 물성 포트폴리오, 특히 향상된 성형성과 높은 강도를 가진 알루미늄 합금을 만들 수 있습니다.
  • AlMg 기반 합금은 Cu 및/또는 Zn을 제어하여 첨가함으로써 시효 경화가 가능하게 되어 S-상 및 T-상 석출물과 같은 강화 석출물의 형성을 유도할 수 있습니다.
  • 이러한 새로운 크로스오버 합금은 기존 알루미늄 합금에 비해 성형성과 강도 사이의 더 나은 절충점을 제공하고 복합 재료 설계의 필요성을 줄여 재활용성을 향상시킬 수 있습니다.

5. 연구 방법론

연구 설계:

본 논문은 포괄적인 문헌 검토로 설계되었습니다. AlMgCu, AlMgZn 및 AlMgZn(Cu) 크로스오버 합금과 관련된 기존 연구 데이터 및 결과를 종합하고 분석합니다. 본 리뷰는 체계적으로 출판물을 검토하여 지식을 통합하고 새롭게 떠오르는 알루미늄 합금 등급에 대한 개요를 제공합니다.

자료 수집 방법:

자료는 연구 논문, 학술 회의 자료, 기술 보고서를 포함한 광범위한 문헌 검토를 통해 수집됩니다. 저자들은 크로스오버 합금의 조성, 가공, 미세 구조, 기계적 물성 및 부식 거동을 조사한 다양한 연구에서 정보를 수집했습니다.

분석 방법:

분석 방법은 기술적 및 비교적 접근 방식을 포함합니다. 저자들은 다양한 연구 논문의 결과를 분석 및 요약하고 AlMgCu, AlMgZn 및 AlMgZn(Cu) 크로스오버 합금의 물성 및 성능을 비교합니다. 그들은 보고된 데이터를 해석하고, 크로스오버 합금의 시효 경화 메커니즘, 석출 순서, 내식성, 성형성 및 용접성에 중점을 둡니다. 분석은 크로스오버 합금 설계와 관련된 주요 동향, 과제 및 기회를 식별하는 것을 목표로 합니다.

연구 대상 및 범위:

연구 대상은 주로 AlMgCu, AlMgZn 및 AlMgZn(Cu) 크로스오버 합금입니다. 리뷰 범위는 다음 사항에 중점을 둡니다.

  • 조성 설계: 크로스오버 합금 물성을 달성하는 데 Mg, Cu 및 Zn과 같은 합금 원소 및 이들의 비율의 역할을 조사합니다.
  • 가공 방법: 다양한 열처리 (시효, 용체화, 예비 시효) 및 가공 기술 (ECAP, HPDC, FSW, WAAM)이 크로스오버 합금의 미세 구조 및 물성에 미치는 영향을 분석합니다.
  • 물성 특성 평가: 크로스오버 합금의 기계적 물성 (강도, 성형성, 연성), 내식성 (IGC, SCC, pitting, filiform, exfoliation), 용접성을 검토합니다.
  • 미세 구조 분석: 크로스오버 합금, 특히 S-상 및 T-상 석출물의 형성에서 석출 순서 및 상 변형을 요약합니다.

6. 주요 연구 결과:

핵심 연구 결과:

  • AlMgCu 크로스오버 합금: AlMg 합금에 Cu를 첨가하면 S-상 석출로 인해 시효 경화가 발생합니다. 이러한 합금은 페인트 베이킹 공정 중 강도 손실을 보상할 수 있습니다. 중온에서의 재결정 어닐링은 고온 용체화 및 급냉을 적용하지 않으면 시효 경화 잠재력에 충분하지 않습니다. ECAP 가공은 강도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. Cu 첨가는 또한 입계 부식 및 필리폼 부식에 대한 저항성을 향상시킵니다.
  • AlMgZn 크로스오버 합금: AlMgZn 합금의 경화는 주로 T-상 석출로 인해 발생합니다. Zn 첨가는 양극성 β-상을 억제하여 내식성을 향상시킵니다. Zn 함량 증가 및 용체화 처리는 항복 강도를 증가시킵니다. 예비 시효 처리는 경화 반응을 가속화합니다. 이러한 합금은 높은 변형 경화율과 향상된 스트레치 성형성을 나타냅니다.
  • AlMgZn(Cu) 크로스오버 합금: Zn과 Cu의 복합 첨가는 경화 및 내식성에 시너지 효과를 제공합니다. 초기 시효 단계에서 Mg-Cu 클러스터가 경화를 주도하고, 그 다음으로 T-상 발달이 이어집니다. 저 Cu AlMgZn 합금의 예비 시효 처리는 경화를 가속화하고 T-상 석출물을 미세화합니다. Cu 첨가는 전구체의 열 안정성 및 강화 능력을 향상시켜 석출물 자유 영역을 방지하고 IGC 저항성을 향상시킵니다. 이러한 합금은 또한 우수한 용접성과 WAAM 응용 분야에 대한 잠재력을 보여줍니다.

제시된 데이터 분석:

  • AlMgCu 합금 (Figure 1, 2): Figure 1은 평형 상 다이어그램과 시효에 따른 항복 강도 변화를 보여주며 AlMgCu 합금의 경화 반응을 보여줍니다. Figure 2는 가공 및 시효 온도가 항복 강도에 미치는 영향을 보여주며, 페인트 베이킹 경화 효과와 예비 변형의 영향을 강조합니다.
  • AlMgZn 합금 (Figure 3, 4): Figure 3은 Zn 함량이 항복 강도 및 응력-변형률 곡선에 미치는 영향을 보여주며, Zn 첨가에 따른 경화 잠재력을 보여줍니다. Figure 4는 AlMgZn 크로스오버 합금과 상업용 합금의 변형 경화율을 비교하는 Kocks-Mecking 플롯을 제시하여 우수한 스트레치 성형 성능을 나타냅니다.
  • AlMgZn(Cu) 합금 (Figure 5, 6): Figure 5는 Zn 및 Cu 함량 변화에 따른 AlMg 합금의 경화 반응과 예비 시효의 효과를 보여줍니다. Figure 6은 예비 시효 처리 유무에 따른 AlMgZn(Cu) 합금의 석출물 발달을 개략적으로 보여주며, T-상 석출에서 Cu의 역할을 설명합니다.

Figure 이름 목록:

Figure 2: Evolution of yield strength with applied processing/aging. (a) AlMg4.6Cu0.54 (wt.%); values correspond to 30 min of aging [70]. (b) AlMg5.4Cu0.33 (wt.%), batch-annealed (350°C/1 h, slow cooling, black lines), solution heat treated (450°C/10 min, fast cooling, red lines) [71]. Reprinted from [70,71] with permission from Elsevier. Figures are slightly modified for easier readability.
Figure 2: Evolution of yield strength with applied processing/aging. (a) AlMg4.6Cu0.54 (wt.%); values correspond to 30 min of aging [70]. (b) AlMg5.4Cu0.33 (wt.%), batch-annealed (350°C/1 h, slow cooling, black lines), solution heat treated (450°C/10 min, fast cooling, red lines) [71]. Reprinted from [70,71] with permission from Elsevier. Figures are slightly modified for easier readability.
Figure 3: Effect of Zn content on the yield strength of crossover alloys. Plots in (a) after stabilization (250°C/1 h) [109]; (b) after solutionizing and natural aging for 60 days, where onset of serrated flow is shifted to higher strain levels [114]; (c) engineering stress-strain curves after solution annealing (430°C/10 min) and quenching; (d) engineering stress-strain curves after aging for 24 h at 120°C [117]. (Reprinted from [109,114,117] with permission from Elsevier and Trans Tech Publications, Ltd.)
Figure 3: Effect of Zn content on the yield strength of crossover alloys. Plots in (a) after stabilization (250°C/1 h) [109]; (b) after solutionizing and natural aging for 60 days, where onset of serrated flow is shifted to higher strain levels [114]; (c) engineering stress-strain curves after solution annealing (430°C/10 min) and quenching; (d) engineering stress-strain curves after aging for 24 h at 120°C [117]. (Reprinted from [109,114,117] with permission from Elsevier and Trans Tech Publications, Ltd.)
Figure 4: Kocks-Mecking-plots [127] of AlMg4.7Zn3.6 (PA 100°C/3h, black line), AlMg4.7Zn3.6Cu0.6 (PA 100°C/3h, red line), EN AW-5182 (soft annealed, blue line), EN AW-6016 (PA 100°C/5h, green line) and EN AW-7075 (PA 120°C/2h, pink line). Both crossover alloys exhibit a significantly higher level of strain hardening rate over the full range of plastic stress indicating a more beneficial stretch-forming performance. σ0 -values correspond to Rp0.2 (PA) shown in Table 3. Reprinted from [106] with permission from Elsevier. Note that figure has been slightly modified for easier readability.
Figure 4: Kocks-Mecking-plots [127] of AlMg4.7Zn3.6 (PA 100°C/3h, black line), AlMg4.7Zn3.6Cu0.6 (PA 100°C/3h, red line), EN AW-5182 (soft annealed, blue line), EN AW-6016 (PA 100°C/5h, green line) and EN AW-7075 (PA 120°C/2h, pink line). Both crossover alloys exhibit a significantly higher level of strain hardening rate over the full range of plastic stress indicating a more beneficial stretch-forming performance. σ0 -values correspond to Rp0.2 (PA) shown in Table 3. Reprinted from [106] with permission from Elsevier. Note that figure has been slightly modified for easier readability.
Figure 5: (a) Hardening response of AlMg alloys with varying Zn- and Cu content during aging at 180°C [115]; (b) Hardening response of AlMg5.2Zn2.0Cu0.45 upon aging at 180°C without (black line) and with (red line) prior pre-aging (80°C/12 h) [97]. Reprinted from [97,115] with permission from Elsevier.
Figure 5: (a) Hardening response of AlMg alloys with varying Zn- and Cu content during aging at 180°C [115]; (b) Hardening response of AlMg5.2Zn2.0Cu0.45 upon aging at 180°C without (black line) and with (red line) prior pre-aging (80°C/12 h) [97]. Reprinted from [97,115] with permission from Elsevier.
Figure 6: Schematic illustration of precipitate development in AlMg5.2Zn2.0Cu0.45 upon aging at 180°C with (a) and without (b) prior pre-aging (80°C/12 h) [97]. Reprinted from [97] with permission from Elsevier.
Figure 6: Schematic illustration of precipitate development in AlMg5.2Zn2.0Cu0.45 upon aging at 180°C with (a) and without (b) prior pre-aging (80°C/12 h) [97]. Reprinted from [97] with permission from Elsevier.
  • Figure 1: (a) 190°C에서 Al-Cu-Mg 평형 상 다이어그램. (b) 다양한 Cu/Mg 비율을 가진 AlMgCu 합금의 항복 강도 변화.
  • Figure 2: 적용된 가공/시효에 따른 항복 강도 변화. (a) AlMg4.6Cu0.54 (wt.%); 값은 30분 시효 [70]에 해당합니다. (b) AlMg5.4Cu0.33 (wt.%), 배치 어닐링 (350°C/1시간, 서냉, 검은색 선), 용체화 처리 (450°C/10분, 급냉, 붉은색 선) [71].
  • Figure 3: 크로스오버 합금의 항복 강도에 대한 Zn 함량의 영향. (a) 안정화 (250°C/1시간) [109] 후의 플롯; (b) 용체화 처리 및 60일간의 자연 시효 후, 톱니 모양 흐름의 시작이 더 높은 변형률 수준으로 이동한 경우 [114]; (c) 용체화 처리 (430°C/10분) 및 급냉 후의 공학적 응력-변형률 곡선; (d) 120°C에서 24시간 시효 후의 공학적 응력-변형률 곡선 [117].
  • Figure 4: AlMg4.7Zn3.6 (PA 100°C/3시간, 검은색 선), AlMg4.7Zn3.6Cu0.6 (PA 100°C/3시간, 붉은색 선), EN AW-5182 (연질 어닐링, 푸른색 선), EN AW-6016 (PA 100°C/5시간, 녹색 선) 및 EN AW-7075 (PA 120°C/2시간, 분홍색 선)의 Kocks-Mecking 플롯 [127].
  • Figure 5: (a) 180°C에서 시효 중 Zn 및 Cu 함량이 다양한 AlMg 합금의 경화 반응 [115]; (b) 예비 시효 (80°C/12시간) [97] 전후 (붉은색 선) 및 없이 (검은색 선) 180°C에서 시효 처리한 AlMg5.2Zn2.0Cu0.45의 경화 반응.
  • Figure 6: (a) 및 (b) 예비 시효 (80°C/12시간) [97] 전후 (b) 및 없이 (a) 180°C에서 시효 처리한 AlMg5.2Zn2.0Cu0.45의 석출물 발달에 대한 개략도.

7. 결론:

주요 연구 결과 요약:

본 리뷰는 크로스오버 합금, 특히 AlMgCu, AlMgZn 및 AlMgZn(Cu) 시스템이 유망한 새로운 등급의 알루미늄 합금을 대표한다고 결론짓습니다. 이들은 알루미늄 합금에서 전통적인 성형성과 강도 사이의 상충 관계를 극복할 수 있는 경로를 제공합니다. AlMgCu 합금은 페인트 베이킹 연화 문제를 해결하고 내식성을 향상시킵니다. AlMgZn 합금은 내식성을 향상시키고 T-상 석출을 통해 상당한 경화를 달성합니다. AlMgZn(Cu) 합금은 Zn과 Cu를 시너지적으로 결합하여 훨씬 더 큰 강화 잠재력과 향상된 내식성을 제공합니다. 이러한 합금은 상업적으로 이용 가능한 합금과 비슷하거나 더 나은 우수한 성형성을 나타냅니다.

연구의 학문적 의의:

본 연구는 "크로스오버 합금" 개념을 야금학 내에서 뚜렷하고 혁신적인 합금 설계 전략으로 공식화합니다. 현재 지식 상태에 대한 포괄적인 리뷰를 제공하여 설계 및 성능 뒤에 숨겨진 과학적 원리를 강조합니다. 본 리뷰는 Cu 및 Zn 첨가된 AlMg 기반 합금의 석출 경화 메커니즘과 기계적 및 부식 물성에 미치는 영향에 대한 학문적 이해에 기여합니다.

실용적 의미:

크로스오버 합금은 특히 운송 및 자동차 분야를 포함한 다양한 산업 분야에 상당한 실용적 의미를 갖습니다. 높은 강도와 우수한 성형성을 결합할 수 있는 잠재력은 더 가볍고 구조적으로 효율적인 부품 설계를 가능하게 할 수 있습니다. 이러한 합금의 향상된 내식성 및 용접성은 응용 잠재력을 더욱 넓힙니다. 복합 재료 솔루션의 필요성을 줄임으로써 크로스오버 합금은 재활용성 향상과 보다 지속 가능한 제조 관행에 기여할 수도 있습니다.

연구의 한계 및 향후 연구 분야:

본 리뷰에서는 크로스오버 합금의 성형성에 대한 실험 데이터가 여전히 제한적이며, 성형 거동을 완전히 특성화하고 가공 변수를 최적화하기 위해 추가 연구가 필요함을 인정합니다. 향후 연구는 다음 사항에 초점을 맞춰야 합니다.

  • 성형성 및 접합 특성에 대한 포괄적인 실험적 검증.
  • 특정 응용 분야에 대한 합금 조성 및 가공 경로 최적화.
  • 다양한 사용 환경에서 크로스오버 합금의 장기 성능 및 내구성에 대한 심층 조사.
  • 5xxx/2xxx 및 5xxx/7xxx 조합을 넘어 크로스오버 합금화의 잠재력을 최대한 활용하여 잠재적으로 전체 알루미늄 합금 스펙트럼을 포괄합니다.
  • 크로스오버 합금의 지속 가능성 잠재력을 완전히 실현하기 위한 재활용성 측면에 대한 추가 연구.

8. 참고 문헌:

  • [1] European Environment Agency, Every breath we take: Improving air quality in Europe, Publ. Off. of the Europ. Union, Luxembourg, 2013.
  • [2] European Environment Agency, Dejean, F., Greenhouse gas emission trends and projections in Europe 2009, Greenhouse gas emission trends and projections in Europe tracking progress towards Kyoto targets 9 (2009).
  • [3] Hirsch, J., Recent development in aluminium for automotive applications, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 24 (2014) 1995–2002, https://doi.org/10.1016/S1003-6326(14)63305-7.
  • [4] Hirsch, J., Aluminium in Innovative Light-Weight Car Design, Mater. Trans. 52 (2011) 818–824, https://doi.org/10.2320/matertrans.L-MZ201132.
  • [5] A. Adib, K. K. Afridi, M. Amirabadi, F. Fateh, M. Ferdowsi, B. Lehman, L. H. Lewis, B. Mirafzal, M. Saeedifard, M. B. Shadmand, P. Shamsi, E-Mobility - Advancements and Challenges, IEEE Access 7 (2019) 165226-165240, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2953021.
  • [6] Olabi, A.G., Wilberforce, T., Abdelkareem, M.A., Fuel cell application in the automotive industry and future perspective, Energy 214 (2021) 118955, https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118955.
  • [7] Yang, L., Yu, B., Yang, B., Chen, H., Malima, G., Wei, Y.-M., Life cycle environmental assessment of electric and internal combustion engine vehicles in China, Journal of Cleaner Production 285 (2021) 124899, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124899.
  • [8] Held, T., Gerrits, L., On the road to electrification – A qualitative comparative analysis of urban e-mobility policies in 15 European cities, Transport Policy 81 (2019) 12–23, https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2019.05.014.
  • [9] van Mierlo, J., Timmermans, J.-M., Maggetto, G., van den Bossche, P., Meyer, S., Hecq, W., Govaerts, L., Verlaak, J., Environmental rating of vehicles with different alternative fuels and drive trains: a comparison of two approaches, Transportation Research Part D: Transport and Environment 9 (2004) 387-399, https://doi.org/10.1016/j.trd.2004.08.005.
  • [10] Miller, W., Zhuang, L., Bottema, J., Wittebrood, A., Smet, P. de, Haszler, A., Vieregge, A., Recent development in aluminium alloys for the automotive industry, Mater. Sci. Eng., A 280 (2000) 37–49, https://doi.org/10.1016/S0921-5093(99)00653-X.
  • [11] Morita, A., Aluminum alloys for automobile applications, Proc. 6th ICAA 1 (1998) 25–32.
  • [12] Sivanur, K., Umananda, K.V., Pai, D., Advanced materials used in automotive industry-a review, in: Proceedings of the 14th Asia-Pacific Physics Conference, AIP Publishing, 2021, p. 20032.
  • [13] Carle, D., Blount, G., The suitability of aluminium as an alternative material for car bodies, Mat. Des. 20 (1999) 267-272, https://doi.org/10.1016/S0261-3069(99)00003-5.
  • [14] Raabe, D., Tasan, C.C., Olivetti, E.A., Strategies for improving the sustainability of structural metals, Nature 575 (2019) 64–74, https://doi.org/10.1038/s41586-019-1702-5.
  • [15] Cui Jirang, Roven, H.J., Recycling of automotive aluminum, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 20 (2010) 2057–2063, https://doi.org/10.1016/S1003-6326(09)60417-9.
  • [16] Das, S.K., Green, J.A.S., Kaufman, J.G., The development of recycle-friendly automotive aluminum alloys, JOM 59 (2007) 47–51, https://doi.org/10.1007/s11837-007-0140-2.
  • [17] Buchner, H., Laner, D., Rechberger, H., Fellner, J., Potential recycling constraints due to future supply and demand of wrought and cast Al scrap-A closed system perspective on Austria, Resour. Conserv. Recycl. 122 (2017) 135-142, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.01.014.
  • [18] Ostermann, F., Anwendungstechnologie Aluminium, Springer Berlin Heidelberg, Berlin/Heidelberg, 2014, https://doi.org/10.1007/978-3-662-05788-9.
  • [19] Schuster, P., Österreicher, J., Kirov, G., Sommitsch, C., Kessler, O., Mukeli, E., Characterisation and Comparison of Process Chains for Producing Automotive Structural Parts from 7xxx Aluminium Sheets, Metals 9 (2019) 305, https://doi.org/10.3390/met9030305.
  • [20] Geiger, M., Merklein, M., Sheet Metal Forming - A New Kind of Forge for the Future, Key Eng. Mater. 344 (2007) 9–20, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.344.9.
  • [21] Zheng, K., Politis, D.J., Wang, L., Lin, J., A review on forming techniques for manufacturing lightweight complex-shaped aluminium panel components, International Journal of Lightweight Materials and Manufacture 1 (2018) 55–80, https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2018.03.006.
  • [22] Jain, M., Allin, J., Bull, M.J., Deep drawing characteristics of automotive aluminum alloys, Mater. Sci. Eng., A 256 (1998) 69–82, https://doi.org/10.1016/S0921-5093(98)00845-4.
  • [23] Ma, K., Wen, H., Hu, T., Topping, T.D., Isheim, D., Seidman, D.N., Lavernia, E.J., Schoenung, J.M., Mechanical behavior and strengthening mechanisms in ultrafine grain precipitation-strengthened aluminum alloy, Acta Mater. 62 (2014) 141–155, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2013.09.042.
  • [24] Fang, H.C., Chao, H., Chen, K.H., Effect of Zr, Er and Cr additions on microstructures and properties of Al-Zn-Mg-Cu alloys, Mater. Sci. Eng., A 610 (2014) 10–16, https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.05.021.
  • [25] Feng, C., Shou, W.-B., Liu, H.-Q., Yi, D.-Q., Feng, Y.-R., Microstructure and mechanical properties of high strength Al-Zn-Mg-Cu alloys used for oil drill pipes, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 25 (2015) 3515–3522, https://doi.org/10.1016/S1003-6326(15)63994-2.
  • [26] Chen, Z., Yuan, Z., Ren, J., The mechanism of comprehensive properties enhancement in Al-Zn-Mg-Cu alloy via novel thermomechanical treatment, Journal of Alloys and Compounds 828 (2020) 154446, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154446.
  • [27] Chiu, Y.-C., Du, K.-T., Bor, H.-Y., Liu, G.-H., Lee, S.-L., The effects of Cu, Zn and Zr on the solution temperature and quenching sensitivity of Al-Zn-Mg-Cu alloys, Materials Chemistry and Physics 247 (2020) 122853, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.122853.
  • [28] Zhao, J., Liu, Z., Bai, S., Zeng, D., Luo, L., Wang, J., Effects of natural aging on the formation and strengthening effect of G.P. zones in a retrogression and re-aged Al-Zn-Mg-Cu alloy, Journal of Alloys and Compounds 829 (2020) 154469, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154469.
  • [29] Li, B., Pan, Q.-L., Chen, C.-P., Yin, Z.-M., Effect of aging time on precipitation behavior, mechanical and corrosion properties of a novel Al-Zn-Mg-Sc-Zr alloy, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 26 (2016) 2263–2275, https://doi.org/10.1016/S1003-6326(16)64347-9.
  • [30] Li, H., Qingzhong, M., Wang, Z., Miao, F., Fang, B., Song, R., Zheng, Z., Simultaneously enhancing the tensile properties and intergranular corrosion resistance of Al-Mg-Si-Cu alloys by a thermo-mechanical treatment, Mater. Sci. Eng., A 617 (2014) 165–174, https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.08.045.
  • [31] Huo, W.T., Shi, J.T., Hou, L.G., Zhang, J.S., An improved thermo-mechanical treatment of high-strength Al-Zn-Mg-Cu alloy for effective grain refinement and ductility modification, J. Mater. Process. Technol. 239 (2017) 303–314, https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.08.027.
  • [32] Polmear, I.J., Pons, G., Barbaux, Y., Octor, H., Sanchez, C., Morton, A.J., Borbidge, W.E., Rogers, S., After Concorde, Mater. Sci. Technol. 15 (2013) 861–868, https://doi.org/10.1179/026708399101506599.
  • [33] Li, J.-F., Ye, Z.-H., Liu, D.-Y., Chen, Y.-L., Zhang, X.-H., Xu, X.-Z., Zheng, Z.-Q., Influence of Pre-deformation on Aging Precipitation Behavior of Three Al–Cu–Li Alloys, Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.) 30 (2017) 133–145, https://doi.org/10.1007/s40195-016-0519-6.
  • [34] Zhao, Y.L., Yang, Z.Q., Zhang, Z., Su, G.Y., Ma, X.L., Double-peak age strengthening of cold-worked 2024 aluminum alloy, Acta Materialia 61 (2013) 1624–1638, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.11.039.
  • [35] Cheng, S., Zhao, Y.H., Zhu, Y.T., Ma, E., Optimizing the strength and ductility of fine structured 2024 Al alloy by nano-precipitation, Acta Materialia 55 (2007) 5822–5832, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2007.06.043.
  • [36] Huang, Y.J., Chen, Z.G., Zheng, Z.Q., A conventional thermo-mechanical process of Al-Cu-Mg alloy for increasing ductility while maintaining high strength, Scripta Materialia 64 (2011) 382–385, https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2010.10.037.
  • [37] Xiao, D., Wang, J., Ding, D., Chen, S., Effect of Cu content on the mechanical properties of an Al-Cu-Mg-Ag alloy, Journal of Alloys and Compounds 343 (2002) 77–81, https://doi.org/10.1016/S0925-8388(02)00076-2.
  • [38] Li, H., Mao, Q., Wang, Z., Miao, F., Fang, B., Zheng, Z., Enhancing mechanical properties of Al-Mg-Si-Cu sheets by solution treatment substituting for recrystallization annealing before the final cold-rolling, Mater. Sci. Eng., A 620 (2015) 204–212, https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.10.012.
  • [39] Zhong, H., Rometsch, P.A., Cao, L., Estrin, Y., The influence of Mg/Si ratio and Cu content on the stretch formability of 6xxx aluminium alloys, Mater. Sci. Eng., A 651 (2016) 688–697, https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.11.016.
  • [40] Zhong, H., Rometsch, P.A., Wu, X., Cao, L., Estrin, Y., Influence of pre-ageing on the stretch formability of Al-Mg-Si automotive sheet alloys, Mater. Sci. Eng., A 697 (2017) 79–85, https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.05.009.
  • [41] Guo, M.X., Zhang, Y.D., Li, G.J., Jin, S.B., Sha, G., Zhang, J.S., Zhuang, L.Z., Lavernia, E.J., Solute clustering in Al-Mg-Si-Cu-(Zn) alloys during aging, Journal of Alloys and Compounds 774 (2019) 347–363, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.09.309.
  • [42] Wang, X., Guo, M., Zhang, J., Zhuang, L., Effect of Zn addition on the microstructure, texture evolution and mechanical properties of Al-Mg-Si-Cu alloys, Materials Science and Engineering: A 677 (2016) 522–533, https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.09.084.
  • [43] Cai, Y., Wang, C., Zhang, J., Microstructural characteristics and aging response of Zn-containing Al-Mg-Si-Cu alloy, Int. J. Miner. Metall. Mater. 20 (2013) 659–664, https://doi.org/10.1007/s12613-013-0780-x.
  • [44] Glöckel, F., Uggowitzer, P.J., Felfer, P., Pogatscher, S., Höppel, H.W., Influence of Zn and Sn on the Precipitation Behavior of New Al-Mg-Si Alloys, Materials 12 (2019), https://doi.org/10.3390/ma12162547.
  • [45] Hirth, S., Marshall, G., Court, S., Lloyd, D., Effects of Si on the aging behaviour and formability of aluminium alloys based on AA6016, Mater. Sci. Eng., A 319-321 (2001) 452-456, https://doi.org/10.1016/S0921-5093(01)00969-8.
  • [46] Guo, M.X., Sha, G., Cao, L.Y., Liu, W.Q., Zhang, J.S., Zhuang, L.Z., Enhanced bake-hardening response of an Al-Mg-Si-Cu alloy with Zn addition, Mater. Chem. Phys. 162 (2015) 15–19, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2015.07.033.
  • [47] Naronikar, A.H., Jamadagni, H.A., Simha, A., Saikiran, B., Optimizing the Heat Treatment Parameters of Al-6061 Required for Better Formability, Materials Today: Proceedings 5 (2018) 24240-24247, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.10.219.
  • [48] Yan, L., Li, Z., Zhang, Y., Xiong, B., Li, X., Liu, H., Huang, S., Yan, H., Pre-aging on early-age behavior and bake hardening response of an Al-0.90Mg-0.80Si-0.64Zn-0.23Cu alloy, Progress in Natural Science: Materials International 26 (2016) 398–403, https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2016.06.005.
  • [49] Horváth, G., Chinh, N.Q., Gubicza, J., Lendvai, J., Plastic instabilities and dislocation densities during plastic deformation in Al-Mg alloys, Materials Science and Engineering: A 445-446 (2007) 186–192, https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.09.019.
  • [50] Ryen, O., Holmedal, B., Nes, E., Workhardening of non-heat treatable aluminum alloys towards large strains, in: VIR [*] Conference, 2004, pp. 743-747.
  • [51] Sylwestrowicz, W., Hall, E.O., The deformation and ageing of mild steel, Proceedings of the Physical Society. Section B 64 (1951) 495.
  • [52] Portevin, A., Le Chatelier, F., Sur un phénomène observé lors de l'essai de traction d'alliages en cours de transformation, Comptes Rendus de l'Académie des Sciences Paris 176 (1923) 507–510.
  • [53] Sanders, R.E., Baumann, S.F., Stumpf, H.C., Non-heat-treatable aluminum alloys, Aluminum Alloys: Their Physical and Mechanical Properties 3 (1986) 1441–1484.
  • [54] Falkenstein, H.-P., Gruhl, W., Forming Behavior of Aluminum, Bander-Bleche- Rohre 19 (1978) 265–268.
  • [55] Lee, B.-H., Kim, S.-H., Park, J.-H., Kim, H.-W., Lee, J.-C., Role of Mg in simultaneously improving the strength and ductility of Al-Mg alloys, Mater. Sci. Eng., A 657 (2016) 115–122, https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.01.089.
  • [56] Tunes, M.A., Stemper, L., Greaves, G., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Prototypic Lightweight Alloy Design for Stellar-Radiation Environments, Adv. Sci. (2020) 2002397, https://doi.org/10.1002/advs.202002397.
  • [57] Tunes, M.A., Quick, C.R., Stemper, L., Coradini, D.S.R., Grasserbauer, J., Dumitraschkewitz, P., Kremmer, T.M., Pogatscher, S., A Fast and Implantation-Free Sample Production Method for Large Scale Electron-Transparent Metallic Samples Destined for MEMS-Based In Situ S/TEM Experiments, Materials (Basel, Switzerland) 14 (2021), https://doi.org/10.3390/ma14051085.
  • [58] Hino, M., Koga, S., Oie, S., Yanagawa, M., Properties of Al-Mg Based Alloys for Automobile Body Panel, Kobelco Technology Review (1991).
  • [59] Ratchev, P., Verlinden, B., Smet, P. de, van Houtte, P., Precipitation hardening of an Al-4.2wt% Mg-0.6wt% Cu alloy, Acta Mater. (1998) 3523–3533.
  • [60] Ratchev, P., Verlinden, B., Smet, P. de, van Houtte, P., Artificial Ageing of Al-Mg-Cu Alloys, Mater. Trans. (1999) 34-41.
  • [61] Ringer, S.P., Hono, K., Skurai, T., Polmear, I.J., Cluster hardening in an aged Al-Cu-Mg alloy, Scr. Mater. (1997) 517-521.
  • [62] Marceau, R., Sha, G., Ferragut, R., Dupasquier, A., Ringer, S.P., Solute clustering in Al-Cu-Mg alloys during the early stages of elevated temperature ageing, Acta Mater. 58 (2010) 4923–4939, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.05.020.
  • [63] Bourgeois, L., Chen, Y., Zhang, Z., Zhang, Y., Medhekar, N., Direct Solid-State Nucleation From Preexisting Coherent Precipitates in Aluminium, Microsc. Microanal. 23 (2017) 430–431, https://doi.org/10.1017/S1431927617002835.
  • [64] Wang, S.C., Starink, M.J., Two types of S phase precipitates in Al-Cu-Mg alloys, Acta Mater. 55 (2007) 933-941, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2006.09.015.
  • [65] Charai, A., Walther, T., Alfonso, C., Zahra, A.-M., Zahra, C.Y., Coexistence of clusters, GPB zones, S"-, S'- and S-phases in an Al–0.9% Cu−1.4% Mg alloy, Acta Mater. 48 (2000) 2751–2764, https://doi.org/10.1016/S1359-6454(99)00422-X.
  • [66] Kovarik, L., Gouma, P.I., Kisielowski, C., Court, S.A., Mills, M.J., A HRTEM study of metastable phase formation in Al-Mg-Cu alloys during artificial aging, Acta Mater. 52 (2004) 2509-2520, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2004.01.041.
  • [67] Kovarik, L., Gouma, P.I., Kisielowski, C., Court, S.A., Mills, M.J., Decomposition of an Al-Mg-Cu alloy-a high resolution transmission electron microscopy investigation, Mater. Sci. Eng., A 387-389 (2004) 326-330, https://doi.org/10.1016/j.msea.2004.03.087.
  • [68] Kovarik, L., Miller, M.K., Court, S.A., Mills, M.J., Origin of the modified orientation relationship for S(S")-phase in Al-Mg-Cu alloys, Acta Mater. 54 (2006) 1731–1740, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2005.11.045.
  • [69] Chen, X., Marioara, C.D., Andersen, S.J., Friis, J., Lervik, A., Holmestad, R., Kobayashi, E., Precipitation processes and structural evolutions of various GPB zones and two types of S phases in a cold-rolled Al-Mg-Cu alloy, Materials & Design 199 (2021) 109425, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109425.
  • [70] Alil, A., Popović, M., Radetić, T., Zrilić, M., Romhanji, E., Influence of annealing temperature on the baking response and corrosion properties of an Al-4.6wt% Mg alloy with 0.54wt% Cu, J. Alloys Compd. 625 (2015) 76–84, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.11.063.
  • [71] Engler, O., Marioara, C.D., Hentschel, T., Brinkman, H.-J., Influence of copper additions on materials properties and corrosion behaviour of Al-Mg alloy sheet, J. Alloys Compd. 710 (2017) 650-662, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.03.298.
  • [72] Medrano, S., Zhao, H., Gault, B., Geuser, F. de, Sinclair, C.W., A Model to Unravel the Beneficial Contributions of Trace Cu in Wrought Al-Mg Alloys, Acta Materialia (2021) 116734, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116734.
  • [73] Medrano, S., Zhao, H., Geuser, F. de, Gault, B., Stephenson, L.T., Deschamps, A., Ponge, D., Raabe, D., Sinclair, C.W., Cluster hardening in Al-3Mg triggered by small Cu additions, Acta Materialia 161 (2018) 12-20, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.08.050.
  • [74] Pogatscher, S., antrekowitsch, h., Leitner, H., Ebner, T., Uggowitzer, P.J., Mechanisms controlling the artificial aging of Al-Mg-Si Alloys, Acta Materialia 59 (2011) 3352–3363, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2011.02.010.
  • [75] Werinos, M., antrekowitsch, h., Ebner, T., Prillhofer, R., Curtin, W.A., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Design strategy for controlled natural aging in Al-Mg-Si alloys, Acta Materialia 118 (2016) 296–305, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.048.
  • [76] Schmid, F., Uggowitzer, P.J., Schäublin, R., Werinos, M., Ebner, T., Pogatscher, S., Effect of Thermal Treatments on Sn-Alloyed Al-Mg-Si Alloys, Materials 12 (2019), https://doi.org/10.3390/ma12111801.
  • [77] Prillhofer, R., Rank, G., Berneder, J., Antrekowitsch, H., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Property Criteria for Automotive Al-Mg-Si Sheet Alloys, Materials 7 (2014) 5047–5068, https://doi.org/10.3390/ma7075047.
  • [78] Green, W.P., Kulas, M.-A., Niazi, A., Taleff, E.M., Oishi, K., Krajewski, P.E., McNelley, T.R., Deformation and failure of a superplastic AA5083 aluminum material with a cu addition, Metall. Mater. Trans. A 37 (2006) 2727–2738, https://doi.org/10.1007/BF02586106.
  • [79] Ebenberger, P., Uggowitzer, P.J., Gerold, B., Pogatscher, S., Effect of Compositional and Processing Variations in New 5182-Type AlMgMn Alloys on Mechanical Properties and Deformation Surface Quality, Materials (Basel, Switzerland) 12 (2019), https://doi.org/10.3390/ma12101645.
  • [80] Zhang, Z.-R., van Houtte, P., Verlinden, B., Influence of previous ageing treatments on the strength of an Al-4.3 wt.% Mg-1.2 wt.% Cu alloy processed by ECAE, IJMR 99 (2008) 273–280, https://doi.org/10.3139/146.101633.
  • [81] Vidal, V., Zhang, Z.R., Verlinden, B., Precipitation hardening and grain refinement in an Al–4.2wt%Mg-1.2wt%Cu processed by ECAP, J Mater Sci 43 (2008) 7418–7425, https://doi.org/10.1007/s10853-008-2746-3.
  • [82] Löffler, H., Kovcs, I., Lendvai, J., Decomposition processes in Al-Zn-Mg alloys, J. Mater. Sci. 18 (1983) 2215-2240, https://doi.org/10.1007/BF00541825.
  • [83] Köster, W., Dullenkopf, W., The Al-Mg-Zn Ternary System. III. The Partial Region Mg-Al3Mg4-Al2Mg3Zn3-MgZn2-Mg', Z. Metallkd 28 (1936) 363–367.
  • [84] Köster, W., Wolf, W., The Al-Mg-Zn Ternary System. I. The Al-Al2Mg3Zn3-MgZn2-Zn Region, Z. Metallkd. 28 (1936) 155–158.
  • [85] Fridlyander, I.N., Gerchikova, N.S., Zaitseva, N.I., Kinetics of aging of alloy V92Ts of the Al-Zn-Mg system, Metalloved. Term. Obrab. Met. 8 (1966) 11.
  • [86] Schmalzried, H., Gerold, V., Age-hardening in an Al--Mg--Zn alloy, Z. Metallkd 49 (1958) 291–301.
  • [87] Graf, R., An X-Ray Study of the Precipitation Phenomenon in an Al-Zn-Mg Alloy with 9% Zn and 1% Mg (AZ 9 Gl), Compt. rend 244 (1957) 337.
  • [88] Saulnier, A., Cabane, G., Recherches récentes sur les alliages Al-Zn-Mg-Cu, Revue de Métallurgie 46 (1949) 13-23.
  • [89] Mondolfo, L.F., Structure of the aluminium: magnesium: zinc alloys, Metallurgical Reviews 16 (1971) 95–124, https://doi.org/10.1179/mtlr.1971.16.1.95.
  • [90] Inoue, H., Sato, T., Kojima, Y., Takahashi, T., The Temperature Limit for GP Zone Formation in an Al-Zn-Mg Alloy, Metall and Mat Trans A 12 (1981) 1429–1434, https://doi.org/10.1007/BF02643687.
  • [91] Zou, Y., Wu, X., Tang, S., Zhu, Q., Song, H., Guo, M., Cao, L., Investigation on microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu alloys with various Zn/Mg ratios, Journal of Materials Science & Technology 85 (2021) 106–117, https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.12.045.
  • [92] Zou, Y., Wu, X., Tang, S., Zhu, Q., Song, H., Cao, L., Co-precipitation of T' and n' phase in Al-Zn-Mg-Cu alloys, Materials Characterization 169 (2020) 110610, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110610.
  • [93] Bergman, G., Waugh, J.L.T., Pauling, L., The crystal structure of the metallic phase Mg32(Al, Zn)49, Acta Cryst 10 (1957) 254–259, https://doi.org/10.1107/S0365110X57000808.
  • [94] Villars, P., Cenzual, K., Mg32(Al,Zn)49 (Mg32Zn31.9A117.1) Crystal Structure: Datasheet from “PAULING FILE Multinaries Edition - 2012" in SpringerMaterials, Springer-Verlag Berlin Heidelberg & Material Phases Data System (MPDS), Switzerland & National Institute for Materials Science (NIMS), Japan. https://materials.springer.com/isp/crystallographic/docs/sd_1252007.
  • [95] Strawbridge, D.J., Hume-Rothery, W., Little, A. T., The constitution of aluminium copper magnesium zinc alloys at 460-degree-c, Journal of the Institute of Metals 74 (1948) 191–225.
  • [96] Belov, N.A., Eskin, D.G., Aksenov, A.A., Multicomponent phase diagrams: Applications for commercial aluminum alloys, 1st ed., Elsevier, Amsterdam, 2005.
  • [97] Cao, C., Di Zhang, Zhuang, L., Zhang, J., Improved age-hardening response and altered precipitation behavior of Al-5.2Mg-0.45Cu-2.0Zn (wt%) alloy with pre-aging treatment, J. Alloys Compd. 691 (2017) 40-43, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.08.206.
  • [98] Bigot, A., Auger, P., Chambreland, S., Blavette, D., Reeves, A., Atomic Scale Imaging and Analysis of T' Precipitates in Al-Mg-Zn Alloys, Microsc. Microanal. Microstruct. 8 (1997) 103–113, https://doi.org/10.1051/mmm:1997109.
  • [99] Afify, N., Gaber, A.-F., Abbady, G., Fine Scale Precipitates in Al-Mg-Zn Alloys after Various Aging Temperatures, MSA 02 (2011) 427-434, https://doi.org/10.4236/msa.2011.25056.
  • [100] Polmear, I.J., Light alloys: Metallurgy of the light metals, 3rd ed., Arnold, London, 1999.
  • [101] Polmear, I.J., StJohn, D., Nie, J.-F., Qian, M., Light alloys: Metallurgy of the light metals, Butterworth-Heinemann, Oxford, 2017.
  • [102] Zeid, E.F.A., Influence of Aging Temperature on Precipitation Kinetics, Morphology and Hardening Behavior of Al-7475 Alloy, Arab J Sci Eng 57 (2019) 876, https://doi.org/10.1007/s13369-019-03825-7.
  • [103] Yang, X.B., Chen, J.H., Liu, J.Z., Qin, F., Xie, J., Wu, C.L., A high-strength AlZnMg alloy hardened by the T-phase precipitates, J. Alloys Compd. 610 (2014) 69–73, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.04.185.
  • [104] Huang, Z.W., Loretto, M.H., Smallman, R.E., White, J., The mechanism of nucleation and precipitation in 7075-0.7 Li alloy, Acta Metall. Mater. 42 (1994) 549–559, https://doi.org/10.1016/0956-7151(94)90509-6.
  • [105] Hou, S., Liu, P., Di Zhang, Zhang, J., Zhuang, L., Precipitation hardening behavior and microstructure evolution of Al–5.1 Mg–0.15Cu alloy with 3.0Zn (wt%) addition, J. Mater. Sci. 53 (2018) 3846–3861, https://doi.org/10.1007/s10853-017-1811-1.
  • [106] Stemper, L., Tunes, M.A., Dumitraschkewitz, P., Mendez-Martin, F., Tosone, R., Marchand, D., Curtin, W.A., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Giant hardening response in AlMgZn(Cu) alloys, Acta Materialia (2020) 116617, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.116617.
  • [107] Berg, L., Gjønnes, J., Hansen, V., Li, X., Knutson-Wedel, M., Waterloo, G., Schryvers, D., Wallenberg, L., GP-zones in Al-Zn-Mg alloys and their role in artificial aging, Acta Materialia 49 (2001) 3443–3451, https://doi.org/10.1016/S1359-6454(01)00251-8.
  • [108] Carroll, M., Gouma, P., Mills, M., Daehn, G., Dunbar, B., Effects of Zn additions on the grain boundary precipitation and corrosion of Al-5083, Scr. Mater. 42 (2000) 335–340, https://doi.org/10.1016/S1359-6462(99)00349-8.
  • [109] Meng, C., Di Zhang, Cui, H., Zhuang, L., Zhang, J., Mechanical properties, intergranular corrosion behavior and microstructure of Zn modified Al-Mg alloys, J. Alloys Compd. 617 (2014) 925-932, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.08.099.
  • [110] Meng, C.-Y., Di Zhang, Liu, P.-P., Zhuang, L.-Z., Zhang, J., Microstructure characterization in a sensitized Al-Mg-Mn-Zn alloy, Rare Met. 37 (2015) 129–135, https://doi.org/10.1007/s12598-015-0665-4.
  • [111] Zhao, J., Luo, B., He, K., Bai, Z., Li, B., Chen, W., Effects of minor Zn content on microstructure and corrosion properties of Al-Mg alloy, J. Cent. South Univ. 23 (2016) 3051–3059, https://doi.org/10.1007/s11771-016-3368-6.
  • [112] Meng, C., Di Zhang, Zhuang, L., Zhang, J., Correlations between stress corrosion cracking, grain boundary precipitates and Zn content of Al-Mg-Zn alloys, J. Alloys Compd. 655 (2016) 178–187, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.09.159.
  • [113] Xu, X., Jin, X., Liu, Z., Zhang, B., Zhang, R., Zhuang, Y., Zhang, P., Wei, H., Influence of large amount Zn on mechanical properties and corrosion resistance of 5083 hot rolled aluminum alloy, Appl. Phys. A 126 (2020), https://doi.org/10.1007/s00339-020-03908-5.
  • [114] Matsumoto, K., Aruga, Y., Tsuneishi, H., Iwai, H., Mizuno, M., Araki, H., Effects of Zn Addition and Aging Condition on Serrated Flow in Al-Mg Alloys, Mater. Sci. Forum 794-796 (2014) 483-488, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.794-796.483.
  • [115] Cao, C., Di Zhang, He, Z., Zhuang, L., Zhang, J., Enhanced and accelerated age hardening response of Al-5.2Mg-0.45Cu (wt%) alloy with Zn addition, Mater. Sci. Eng., A 666 (2016) 34-42, https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.04.022.
  • [116] Matsumoto, K., Aruga, Y., Tsuneishi, H., Iwai, H., Mizuno, M., Araki, H., Effects of Precipitation State on Serrated Flow in Al-Mg(-Zn) Alloys, Mater. Trans. 57 (2016) 1101–1108, https://doi.org/10.2320/matertrans.L-M2016814.
  • [117] Yun, J., Kang, S., Lee, S., Bae, D., Development of heat-treatable Al-5Mg alloy sheets with the addition of Zn, Mater. Sci. Eng., A 744 (2019) 121–27, https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.11.145.
  • [118] Stemper, L., Mitas, B., Kremmer, T., Otterbach, S., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Age-hardening of high pressure die casting AlMg alloys with Zn and combined Zn and Cu additions, Materials & Design 181 (2019) 107927, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107927.
  • [119] Stemper, L., Tunes, M.A., Oberhauser, P., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Age-hardening response of AlMgZn alloys with Cu and Ag additions, Acta Materialia 195 (2020) 541–554, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.05.066.
  • [120] Verfahren zur Herstellung von magnesium- und zinkhaltigen Aluminium-Legierungs-Blechen, DE 2838543 A1 (1978), Schweizer Aluminium AG.
  • [121] Zhu, X., Liu, F., Wang, S., Ji, S., The development of low-temperature heat-treatable high-pressure die-cast Al-Mg-Fe-Mn alloys with Zn, J Mater Sci (2021), https://doi.org/10.1007/s10853-021-05972-5.
  • [122] Vlach, M., Cizek, J., Kodetova, V., Leibner, M., Cieslar, M., Harcuba, P., Bajtosova, L., Kudrnova, H., Vlasak, T., Neubert, V., Cernoskova, E., Kutalek, P., Phase transformations in novel hot-deformed Al-Zn-Mg-Cu-Si-Mn-Fe(–Sc-Zr) alloys, Materials & Design 193 (2020) 108821, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108821.
  • [123] Zhao, H., Chen, Y., Gault, B., Makineni, S.K., Ponge, D., Raabe, D., (Al, Zn)3Zr dispersoids assisted n' precipitation in anAl-Zn-Mg-Cu-Zr alloy, Materialia 10 (2020) 100641, https://doi.org/10.1016/j.mtla.2020.100641.
  • [124] Cao, C., Di Zhang, Wang, X., Ma, Q., Zhuang, L., Zhang, J., Effects of Cu addition on the precipitation hardening response and intergranular corrosion of Al-5.2Mg-2.0Zn (wt.%) alloy, Mater. Charact. 122 (2016) 177-182, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2016.11.004.
  • [125] Cao, C., Zhang, D., Zhuang, L., Zhang, J., Liu, J., Effect of Pre-aging Treatment on Room Temperature Stability of Al-5.2Mg-0.45Cu-2.0Zn Alloy Sheet, Xiyou Jinshu Cailiao Yu Gongcheng/Rare Metal Materials and Engineering 49 (2020) 1166–1170.
  • [126] Geng, Y., Di Zhang, Zhang, J., Zhuang, L., On the suppression of Lüders elongation in high-strength Cu/Zn modified 5xxx series aluminum alloy, Journal of Alloys and Compounds (2020) 155-138, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155138.
  • [127] Mecking, H., Kocks, U.F., Kinetics of flow and strain-hardening, Acta Metall. 29 (1981) 1865–1875, https://doi.org/10.1016/0001-6160(81)90112-7.
  • [128] Gruber, B., Grabner, F., Falkinger, G., Schökel, A., Spieckermann, F., Uggowitzer, P.J., Pogatscher, S., Room temperature recovery of cryogenically deformed aluminium alloys, Materials & Design 193 (2020) 108819, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108819.
  • [129] Taylor, G.I., The mechanism of plastic deformation of crystals, Proc. R. Soc. Lond. A 145 (1934) 362–387, https://doi.org/10.1098/rspa.1934.0106.
  • [130] Österreicher, J.A., Kirov, G., Gerstl, S.S., Mukeli, E., Grabner, F., Kumar, M., Stabilization of 7xxx aluminium alloys, J. Alloys Compd. 740 (2018) 167–173, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.01.003.
  • [131] Österreicher, J.A., Tunes, M.A., Grabner, F., Arnoldt, A., Kremmer, T., Pogatscher, S., Schlögl, C.M., Warm-forming of pre-aged Al-Zn-Mg-Cu alloy sheet, Materials & Design 193 (2020) 108837, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108837.
  • [132] Omer, K., Abolhasani, A., Kim, S., Nikdejad, T., Butcher, C., Wells, M., Esmaeili, S., Worswick, M., Process parameters for hot stamping of AA7075 and D-7xxx to achieve high performance aged products, J. Mater. Process. Technol. 257 (2018) 170–179, https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.02.039.
  • [133] Schmid, F., Dumitraschkewitz, P., Kremmer, T., Uggowitzer, P.J., Tosone, R., Pogatscher, S., Enhanced aging kinetics in Al-Mg-Si alloys by up-quenching, Commun Mater 2 (2021), https://doi.org/10.1038/s43246-021-00164-9.
  • [134] Longgang, H., Jiajia, Y., Di, Z., Linzhong, Z., Li, Z., Jishan, Z., Corrosion Behavior of Friction Stir Welded Al-Mg-(Zn) Alloys, Rare Metal Materials and Engineering 46 (2017) 2437-2444, https://doi.org/10.1016/S1875-5372(17)30212-6.
  • [135] Pan, Y., Di Zhang, Liu, H., Zhuang, L., Zhang, J., Precipitation hardening and intergranular corrosion behavior of novel Al-Mg-Zn(-Cu) alloys, Journal of Alloys and Compounds (2020) 157199, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157199.
  • [136] Ma, Q., Di Zhang, Zhuang, L., Zhang, J., Intergranular corrosion resistance of Zn modified 5xxx series Al alloy during retrogression and re-aging treatment, Mater. Charact. 144 (2018) 264-273, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.07.008.
  • [137] Cina, B., Reducing the susceptibility of alloys, particularly aluminium alloys, to stress corrosion cracking, US3856584 (1974).
  • [138] Carroll, M., Gouma, P., Daehn, G., Mills, M., Effects of minor Cu additions on a Zn-modified Al-5083 alloy, Mater. Sci. Eng., A 319-321 (2001) 425–428, https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)02021-9.
  • [139] Carroll, M.C., Buchheit, R.G., Daehn, G.S., Mills, M.J., Optimum Trace Copper Levels for SCC Resistance in a Zn-Modified Al-5083 Alloy, Mater. Sci. Forum 396-402 (2002) 1443-1448, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.396-402.1443.
  • [140] Tang, H.-P., Wang, Q.-D., Luo, C., Lei, C., Liu, T.-W., Li, Z.-Y., Jiang, H.-Y., Ding, W.-J., Fang, J., Zhang, J.-W., Effects of aging treatment on the precipitation behaviors and mechanical properties of Al-5.0Mg-3.0Zn-1.0Cu cast alloys, Journal of Alloys and Compounds 842 (2020) 155707, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155707.
  • [141] Hou, S., Di Zhang, Ding, Q., Zhang, J., Zhuang, L., Solute clustering and precipitation of Al-5.1Mg-0.15Cu-xZn alloy, Mater. Sci. Eng., A (2019), https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.05.066.
  • [142] Du, Y., Chang, Y.A., Huang, B., Gong, W., Jin, Z., Xu, H., Yuan, Z., Liu, Y., He, Y., Xie, F.-Y., Diffusion coefficients of some solutes in fcc and liquid Al: critical evaluation and correlation, Mater. Sci. Eng., A 363 (2003) 140-151.
  • [143] Deschamps, A., Bréchet, Y., Livet, F., Influence of copper addition on precipitation kinetics and hardening in Al-Zn-Mg alloy, Mater. Sci. Technol. 15 (2013) 993–1000, https://doi.org/10.1179/026708399101506832.
  • [144] Ding, Q., Di Zhang, Pan, Y., Hou, S., Zhuang, L., Zhang, J., Strengthening mechanism of age-hardenable Al- x Mg-3Zn alloys, Mater. Sci. Technol. 81 (2019) 1–10, https://doi.org/10.1080/02670836.2019.1612590.
  • [145] Ding, Q., Di Zhang, Zuo, J., Hou, S., Zhuang, L., Zhang, J., The effect of grain boundary character evolution on the intergranular corrosion behavior of advanced Al-Mg-3wt%Zn alloy with Mg variation, Mater. Charact. 146 (2018) 47-54, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.09.044.
  • [146] Hou, S., Di Zhang, Pan, Y., Ding, Q., Long, W., Zhang, J., Zhuang, L., Dependence of microstructure, mechanical properties, and inter-granular corrosion behavior of Al-5.1Mg-3.0Zn-0.15Cu alloys with high temperature pre-treatment, Materials Characterization 168 (2020) 110512, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110512.
  • [147] Ding, Q., Zhang, D., Liu, H., Zhang, J., Stress Corrosion Cracking Behavior of Al-xMg-3.1Zn Aluminum Alloys and Its Mechanism, Xiyou Jinshu Cailiao Yu Gongcheng/Rare Metal Materials and Engineering 49 (2020) 1601-1606.
  • [148] Ding, Q., Di Zhang, Yu, Y., Zhuang, L., Zhang, J., Role of subgrain stripe on the exfoliation corrosion of Al-4.6Mg-3.1wt%Zn (wt.%) alloy, Corrosion Science (2020) 108622, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108622.
  • [149] Geng, Y., Di Zhang, Zhang, J., Zhuang, L., Zn/Cu regulated critical strain and serrated flow behavior in Al-Mg alloys, Mater. Sci. Eng., A (2020) 139991, https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139991.
  • [150] Di Zhang, Zhao, X., Pan, Y., Li, H., Zhou, L., Zhang, J., Zhuang, L., The suppression of solidification cracking of Al welds by regulating Zn/Mg ratio, Weld World (2021), https://doi.org/10.1007/s40194-020-01047-2.
  • [151] Di Zhang, Zhao, X., Pan, Y., Li, H., Zhou, L., Zhang, J., Zhuang, L., Liquation Cracking Tendency of Novel Al-Mg-Zn Alloys with a Zn/Mg Ratio below 1.0 during Fusion Welding, Metals 10 (2020) 222, https://doi.org/10.3390/met10020222.
  • [152] Pan, Y., Zhang, D., Liu, H., Zhang, Z., Li, H., Zhuang, L., Zhang, J., Reducing welding hot cracking of high-strength novel Al-Mg-Zn-Cu alloys based on the prediction of the T-shaped device, Science and Technology of Welding and Joining 25 (2020) 483–489, https://doi.org/10.1080/13621718.2020.1746035.
  • [153] Di Zhang, Wang, X., Pan, Y., Hou, S., Zhang, J., Zhuang, L., Zhou, L., Friction stir welding of novel T-phase strengthened Zn-modified Al-Mg alloy, J Mater Sci (2020), https://doi.org/10.1007/s10853-020-05609-z.
  • [154] Klein, T., Schnall, M., Gomes, B., Warczok, P., Fleischhacker, D., Morais, P.J., Wire-arc additive manufacturing of a novel high-performance Al-Zn-Mg-Cu alloy: Processing, characterization and feasibility demonstration, Additive Manufacturing 37 (2021) 101663, https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101663.
  • [155] Morais, P.J., Gomes, B., Santos, P., Gomes, M., Gradinger, R., Schnall, M., Bozorgi, S., Klein, T., Fleischhacker, D., Warczok, P., Falahati, A., Kozeschnik, E., Characterisation of a High-Performance Al-Zn-Mg-Cu Alloy Designed for Wire Arc Additive Manufacturing, Materials (Basel, Switzerland) 13 (2020), https://doi.org/10.3390/ma13071610.
  • [156] Deschamps, A., Bréchet, Y., Nature and distribution of quench-induced precipitation in an Al-Zn-Mg-Cu Alloy, Scr. Mater. 39 (1998) 1517–1522, https://doi.org/10.1016/S1359-6462(98)00357-1.

9. 저작권:

  • 본 자료는 "Lukas Stemper, Matheus A. Tunes, Ramona Tosone, Peter J. Uggowitzer and Stefan Pogatscher"의 논문: "On the potential of aluminum crossover alloys"를 기반으로 합니다.
  • 논문 출처: https://doi.org/10.1016/j.mser.2021.100641

본 자료는 상기 논문을 요약하여 작성되었으며, 상업적 목적의 무단 사용을 금지합니다.
Copyright © 2025 CASTMAN. All rights reserved.

PDF View
Tags: Alloying elements; ,aluminum alloy; ,aluminum alloys; ,Applications; ,CAD; ,Die casting; ,Efficiency; ,Electric vehicles; ,High pressure die casting; ,Microstructure; ,Review