CN107034395B - 铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件 - Google Patents

Abstract

提供兼备高强度和高成形性(高延展性)，而且，即使经高温短时间的人工时效处理，也能够得到需要的高强度的BH性优异的结构构件用铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件。如图4、5是多个铝合金层层叠的铝合金包覆板，其中，作为扩散热处理后的组织，具有层叠的铝合金层之间的Mg和Zn相互扩散的相互扩散区域，如图1、2，使之具有以X射线小角散射法测量的析出物的惯性半径(Rg)和散射强度(I0)。

Description

铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件

技术领域

本发明涉及铝合金包覆板和成形该原材铝合金包覆板而成的铝合金包覆结构构件。在此所谓包覆板是使铝合金层彼此相互层叠，并通过轧制等而相互一体接合的层叠板。

背景技术

在汽车的车体和飞机的机体等为了轻量化而使用铝合金板作为原材的运输机械的结构构件中，高强度化与面向结构构件的制品形状的成形性或作为结构材的延展性容易发生矛盾。

例如，结构构件用的7000系铝合金和超硬铝合金(Al-5.5％Zn-2.5％Mg合金)等，作为用于使之高强度化的典型性的手段，是增加Zn和Mg等的高强度化元素量，但存在延展性降低而难以成形为结构构件的问题。另外，若如此高合金化，则也有耐腐蚀性降低，或在保管中发生室温时效(时效硬化)而强度增加，面向结构构件的成形性或作为结构材的延展性显著降低这样的问题。另外，还有轧制工序等板的生产效率也低这样的问题。

这样的高强度化与成形性(延展性)相互矛盾的课题，仅依靠所述7000系铝合金板、和超硬铝合金板等的铝合金板单体(单一的板，单板)的组成和组织，或者制法来解决非常困难。

作为该问题的解决的方向，历来，已知有使具有不同组成和特性的铝合金层(板)之间彼此层叠2～4层而成的铝合金包覆板(层叠板)。

其代表性的例子是，在3000系铝合金的芯材上，包覆有7000系铝合金的牺牲阳极材、4000系铝合金的钎料的3层～4层构造的热交换器用铝合金钎焊板。

另外，在专利文献1中，也提出有一种分别由用于使芯材高强度化的5000系铝合金材、用于使皮材耐腐蚀性提高的7000系铝合金材形成的包覆材所构成的汽车燃料箱用铝合金材。

另外，在专利文献2中，也提出有一种利用1000系、3000系、4000系、5000系、6000系、7000系等的铝合金的熔点差异，通过使用了双辊的连续铸造，使铝合金之间最大层叠4层一体化而成的包覆板的制造方法。

此外，在专利文献3中，还提出在层叠多个铝合金层时，使Cu防腐层介于这些铝合金层的层间，使该Cu防腐层的Cu通过高温的热处理而扩散至被接合的铝合金层中，从而使包覆板的耐腐蚀性提高。

但是，在这些现有的铝合金包覆板中，为了作为所述运输机械等的结构构件用途使用，需要解决所述高强度化与成形性(延展性)相互矛盾的课题，兼备这两个方面的特性。

为此，在专利文献4中，提出有一种兼备这两方特性的、汽车等的结构构件用的原材铝合金包覆板，或以该包覆板为原材，经冲压成形等的成形加工的铝合金包覆结构构件本身。

在该专利文献4中，其目的在于，作为组成各不相同的铝合金板，使Al-Mg系合金板、Al-Zn系合金板、或Al-Cu系合金板相互层叠，以实现单一的铝合金板始终不能具备的高强度和高冲压成形性或延展性的并立。

具体来说，如图4、5所示，使Al-Mg系合金层和Al-Zn系合金层等特定的组成(含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种)，且组成的互不相同的Al合金层彼此，按整体的板厚1～5mm层叠3～7层。

而后，对于该层叠板实施扩散热处理，使之具有层叠的所述铝合金层之间的Mg、Zn彼此相互扩散的相互扩散区域，并使之具有这些层叠的铝合金层之间的各接合界面部的硬度，比构成该接合界面部的所述层叠的各铝合金层的硬度全都高的组织。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2004-285391号公报

【专利文献2】日本专利第5083862号公报

【专利文献3】日本特开2013-95980号公报

【专利文献4】日本特开2015-108163号公报

根据所述专利文献4，作为汽车等的结构构件用的铝合金包覆板，或铝合金包覆结构构件，可实现强度和冲压成形性等的特性的并立。

但是，为了得到汽车等的结构构件用所需要的高强度，与单一的Al-Zn系合金板(7000系合金板)的情况同样，例如，需要以120℃×24小时这样的低温进行长时间的人工时效处理。

这里，在此专利文献4中，当然关于即使以高温进行短时间化的人工时效处理，仍可实现作为所述结构构件所需要的高强度化的BH性(烘烤硬化性，人工时效硬化性)的课题并没有公开。

换言之，所述专利文献4的铝合金包覆板或包覆结构构件存在如下课题，即，在现行的汽车等的结构构件中，在其涂装后实施的，例如160～205℃×20～40分钟这样的高温、短时间化的涂装烘烤硬化处理(人工时效处理)中，不能获得需要的高强度。

那么，若没有解决这一课题，则伴随着所述涂装烘烤硬化处理(人工时效处理)的工序(条件)变更的必要性而来的，便是繁杂性和非效率性，因此，所述专利文献4这样的铝合金包覆板或包覆结构构件，难以在汽车等的结构构件中采用。

因此，对于铝合金包覆结构构件用的铝合金包覆板，要求兼备高强度化、高成形性、和高温、短时间化的所述涂装烘烤硬化处理(人工时效处理)下的高BH性。

另外，在铝合金包覆结构构件中，要求兼备高强度化、高延展性、和高温、短时间化的所述涂装烘烤硬化处理(人工时效处理)下的高BH性。

发明内容

针对这样的课题，本发明的目的在于，提供一种兼备高强度和高成形性(高延展性)，而且，即使经汽车等的结构构件所使用的高温短时间的人工时效处理，也能够获得需要的高强度的BH性优异的、适合所述结构构件的铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件。

用于达成所述目的的本发明的高强度、高成形性，BH性也优异的铝合金包覆板的要旨在于，

是由多个铝合金层构成的铝合金包覆板，其中，由如下组成构成：

相对于该铝合金包覆板的最表层侧的所述铝合金层而处于内侧的所述铝合金层，分别含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种，并且，

所述最表层侧的铝合金层，在3～10质量％的范围含有Mg，而且，将Zn抑制在2质量％以下(含0质量％)，

这些铝合金层中，Mg或Zn的任意一个含量互不相同的铝合金层彼此邻接，并且合计层叠数为5～15层，且整体的板厚为1～5mm，

所述铝合金包覆板的Mg和Zn的各平均含量，作为使所述层叠的各铝合金层的Mg、Zn的各含量平均化而成的值，为Mg：2～8质量％，Zn：3～20质量％的范围，

作为所述铝合金包覆板的组织，使所述层叠的各铝合金层的晶粒直径平均化的平均晶粒直径为200μm以下，并且具有层叠的铝合金层彼此的Mg和Zn相互扩散的Mg和Zn的相互扩散区域，

而且，作为表示所述铝合金包覆板的板厚方向的析出物的分布状态的指标，在表示所述各铝合金层中的析出物的尺寸的，由X射线小角散射法测量的惯性半径Rg中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为0.3～2.0nm的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为1.0～3.0nm的范围，

在表示所述各铝合金层中的析出物的量的、由所述X射线小角散射法测量的散射强度I0中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Mg]为1000～5000的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Zn]与所述平均散射强度I0[Mg]之比I0[Zn]/I0[Mg]为2.0～50.0的范围。

另外，用于达成所述目的的本发明的高强度、高延展性，BH性也优异的铝合金包覆结构构件的要旨在于，

是由多个铝合金层构成的铝合金包覆结构构件，其中，由如下组成构成：

相对于该铝合金包覆结构构件的最表层侧的所述铝合金层而处于内侧的所述铝合金层，分别含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种，

所述最表层侧的铝合金层，在3～10质量％的范围含有Mg，而且，将Zn抑制在2质量％以下(含0质量％)，

这些铝合金层中，Mg或Zn中的任意一个含量互不相同的铝合金层彼此邻接，并且合计层叠数为5～15层，且整体的板厚为1～5mm，

所述铝合金包覆结构构件的Mg和Zn的各平均含量，作为使所述层叠的各铝合金层的Mg、Zn的各含量平均化的值为Mg：2～8质量％，Zn：3～20质量％的范围，

作为所述铝合金包覆结构构件的组织，使所述层叠的各铝合金层的晶粒直径平均化后的平均晶粒直径为200μm以下，并且具有层叠的铝合金层彼此的Mg和Zn相互扩散的Mg和Zn的相互扩散区域，

而且，作为所述铝合金包覆结构构件的板厚方向的析出物的分布状态的指标，

在表示所述各铝合金层中的析出物的尺寸的，由X射线小角散射法测量的惯性半径Rg中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为0.3～2.0nm的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为1.0～3.0nm的范围，

在表示所述各铝合金层中的析出物的量的，由所述X射线小角散射法测量的散射强度I0中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Mg]为1000～5000的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Zn]，与所述平均散射强度I0[Mg]之比I0[Zn]/I0[Mg]为2.0～50.0的范围。

本发明中所说的铝合金包覆板，是作为结构构件用的原材，将铝合金包覆板铝合金层彼此相互层叠，并经轧制等而相互接合为一体的铝合金包覆板，是指作为调质，实施了后述的扩散热处理的铝合金包覆板(以下，将铝也称为铝和Al)。

本发明中所说的铝合金包覆结构构件，是指以实施了所述扩散热处理的铝合金包覆板作为原材，对于该原材铝合金包覆板(原材层叠板)，以冲压成形等成形加工为结构构件的制品形状的结构构件，是指实施人工时效硬化处理(涂装烘烤硬化处理)之前的结构构件。

另外，在将未实施所述扩散热处理的铝合金包覆板作为原材时，是指对于该原材铝合金包覆板(原材层叠板)以冲压成形等成形加工为结构构件的制品形状之后，实施了所述扩散热处理的结构构件，是指人工时效硬化处理(涂装烘烤硬化处理)之前的结构构件。

此外，所谓所述平均散射强度I0[Zn]和所述平均散射强度I0[Mg]的[Zn]、[Mg]，并不意味着Zn和Mg的平均散射强度，而是Zn含量最多的铝合金层的[Zn]，和Mg含量最多的铝合金层的[Mg]等这样作为测量对象的铝合金层(测量处)的意思。

本发明为了使铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件，达到高强度、高成形性(或高延展性)以及BH性也优异，其前提是达成所述层数和板厚，并使互相包覆的铝合金层成为大量含有Mg、Zn，其中特别是大量含有Zn的特定的组成。

此外，在原材铝合金包覆板的阶段，或冲压成形为铝合金包覆结构构件(制品形状)之后，通过实施扩散热处理，成为具有层叠的铝合金层之间的Mg和Zn彼此相互扩散的Mg和Zn的相互扩散区域的铝合金包覆结构构件。

而且，通过这样的元素的扩散，使由此Mg、Zn等形成的新的复合析出物在彼此的接合界面部析出。

另外，在本发明中，为了通过所述短时间化的人工时效处理，仍保证作为所述运输机械的结构构件所需要的高强度化(BH性)，在所述扩散热处理后，进一步控制并规定人工时效硬化处理(T6处理)前的铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件的组织。

即，使由所述Mg、Zn等形成的新的复合析出物在彼此的接合界面部析出时，通过所述扩散热处理条件的控制，对于每个包覆的铝合金层，将经由所述X射线小角散射法测量的其尺寸和量控制在特定的范围。

通过这一控制，可使之拥有BH性(也称为烘烤硬化性，涂装烘烤硬化性，人工时效硬化性)，即，即使在汽车等的结构构件所使用的高温短时间的人工时效处理下，也能够得到需要的高强度。

由此，本发明能够使实施了扩散热处理的原材铝合金包覆板，兼备高强度化和高成形性，并且能够使成形后的铝合金包覆结构构件其BH性也优异，即，即使经由汽车等的结构构件所使用的高温短时间的人工时效处理，也能够得到需要的高强度。

附图说明

图1是表示本发明铝合金板包覆的板厚方向的惯性半径Rg的分布(变化)的说明图。

图2是表示本发明铝合金包覆板的板厚方向的散射强度I0的分布(变化)的说明图。

图3是表示作为图1、2的数据的基础的、板厚方向的X射线散射强度轮廓的说明图。

图4是表示本发明铝合金包覆板的一个方式的剖面图。

图5是表示本发明铝合金包覆板的另一个方式的剖面图。

图6是表示本发明的铝合金合金包覆板的Mg和Zn的相互扩散区域的图。

具体实施方式

首先，说明本发明的适于所述结构构件的原材铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件(以下，也仅称为包覆结构构件)的作为前提的构成。还有，以下的实施方式的说明中的、关于原材铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件的铝合金层的组成和层叠的方法等的规定的意义，也能够理解为包覆之前的铝合金板和铸块的规定意义。

图4、5表示原材铝合金包覆板(以下，也仅称为包覆板)，或冲压成形后的铝合金包覆结构构件(以下，也仅称为包覆结构构件)的平板状部分的宽度方向或轧制方向(纵长方向)的一部分的截面。

在铝合金包覆结构构件中，这样的截面结构遍布整个制品形状，另外，在原材板中，遍布板的整个宽度方向或轧制方向，均匀在(同样地)延伸。(层叠的方法)

本发明的原材包覆板(包覆结构构件)，是以规定的范围含有Mg、Zn中的一种或两种的铝合金层之间，即Mg或Zn的任意一个含量互不相同的铝合金层之间，彼此层叠(包覆)5～15层(张)。而且，这些层叠的包覆板整体的板厚为1～5mm的范围，是比较薄的包覆结构构件(原材包覆板)。

本发明的原材包覆板(包覆结构构件)中，需要根据层叠时组合的铝合金层的相互的组成，改变层叠的方法。使用图4、5说明这样的层叠的方法。

图4是使Al-Mg系的铝合金层(后述的表1的A的铝合金层)作为最表层侧的所述铝合金层(双最外层，两个最外层)，将Al-Zn系的铝合金层(后述的表1的B的铝合金层)分别层叠于其内侧(内方侧，内部侧)，在中心配置Al-Mg系铝合金层(后述的表1的A的铝合金层)，将其层叠合计5层的例子。

图5仍然是将Al-Mg系铝合金层(后述的表1的A的铝合金层)作为最表层侧的所述铝合金层(双最外层，两个最外层)，将Al-Zn-Mg系的铝合金层分别层叠于其内侧，在中心配置Al-Mg系的铝合金层(后述的表1的A的铝合金层)，将其层叠合计5层的例子。

此图4、5均是使相互层叠的板(或层)，互为在所述规定的范围分别含有Mg、Zn中的一种或两种的铝合金层，并互为至少Mg或Zn彼此的含量不同的铝合金层的例子。

这些组合的铝合金层之中，在所述规定含量范围含有Zn的图4的Al-Zn系、图5的Al-Zn-Mg系的铝合金层，因为耐腐蚀性差，所以为了确保包覆板的耐腐蚀性，使之处于包覆板的内侧而进行层叠。

使这些含Zn的铝合金层，处于包覆的外侧(表面侧、表层侧)而进行层叠时，因为Zn的含量多，所以包覆结构构件的耐腐蚀性降低。

因此，在此图4、5中，在包覆的最表层侧(两方的最外侧，双表面侧，两表层侧)的铝合金层上，层叠Al-Mg系等在3～10质量％的范围含有Mg的铝合金层。

但是，即使在这样的Al-Mg系等的情况下，除了Mg以外，如果大量含有Zn、Cu，则耐腐蚀性仍然降低。

因此，需要成为不会使耐腐蚀性大幅降低的、将Zn分别抑制在2质量％以下(含0质量％)的铝合金层。

为了使原材包覆板(包覆结构构件)的特性发挥，层叠的层(后述的铸块或板的张数，层叠数)越多越有效，因此需要为5层(5张)以上的层。4层以下时，即使筹划层叠的方法，在板厚为1～5mm的范围这样比较薄的铝合金包覆板中，特性上仍与单体的板(单板)没有明显差别，丧失了层叠的意义。另一方面，作为包覆板的特性，如果层叠超过15层(15张)，则虽然可期待特性的进一步提高，但是若考虑实用的制造工序的生产率，则是非效率而不现实的，因此15层左右为上限。

(原材包覆板的制造方法)

对于本发明的原材包覆板的制造方法进行说明。

在通常的单体的板(单板)中，如果用所述7000系等，如本发明这样使之高合金化，使Mg达到10质量％，或Zn达到30质量％等时，则延展性极端降低，发生轧制裂纹等不能进行轧制。

相对于此，在本发明中，因为是作为薄板之间的，而且组成互不相同的薄板之间的层叠板(层叠铸块)，所以即使进行所述高合金化，延展性也很高，因此可以热轧，包括冷轧直至薄板的包覆都可以进行。即，截至实施扩散热处理之前的本发明包覆板，在经由通常的轧制工序，便能够作为轧制包覆板进行制造这一点上也有有利之处。

因此，通过轧制成为包覆板之前，使规定的范围内含有Mg、Zn的一种或两种的铝合金铸块或板之间，Mg或Zn的任意一个的含量互不相同的铝合金铸块或板之间，相互层叠(包覆)5～15张。而后，与通常的轧制工序一样，根据需要实施均质化热处理后，经热轧能够成为包覆板。

为了在所述板厚范围进一步使之薄肉化，除此之外，根据需要一边实施中间退火一边冷轧。对于这些轧制包覆板，根据需要实施调质(退火，固溶化等的热处理)，制造本发明包覆板。

在此，对于各铝合金铸块分别各自实施均质化热处理后，也可以将彼此重合而层叠的铸块，再加热至热轧温度后进行热轧。或者，也可以是如下工序，即，对于各铝合金铸块分别各自进行均质化热处理之后，再分别各自进行热轧，再根据需要分别各自实施中间退火或冷轧，分别各自达到适当的板厚之后，对于彼此重合而层叠的板材，再实施冷轧而成为包覆板。

之所以使本发明的包覆板整体的板厚为1～5mm这样比较薄的范围，是由于该范围是所述运输机械的结构构件所通用的板厚范围。如果板厚低于1mm，则不满足作为结构构件所需要的刚性、强度、加工性、焊接性等的必要特性。另一方面，板厚高于5mm时，面向运输机械的结构构件的冲压成形困难，另外由于重量增加，会无法实现作为所述运输机械的结构构件需要的轻量化。

通过所述轧制包覆法，用于使最终的包覆板整体的板厚成为1～5mm的所述铸块的厚度(板厚)，当然也会基于层叠的张数(层数)和轧制率等而有所不同，不过为50～200mm左右。另外，最终的包覆板整体的板厚为1～5mm时所层叠的各合金层的厚度，也会根据层叠的张数(层数)有所不同，不过为0.05～2.0mm(50～2000μm)左右。

另外，单体实施均质化热处理、热轧或冷轧后，层叠并经冷轧工序而成为包覆板的过程的情况下，层叠的阶段的各板材的厚度，当然也会基于层叠的张数(层数)和轧制率等有所不同，不过为0.5～5.0mm左右。

(扩散热处理)

达到既定的板厚的所述冷轧后，作为调质(调质处理)，进行扩散热处理。该扩散热处理可以在冷轧后、或作为冷轧后的一系列的调质的一个环节，即固溶化处理·淬火处理等之后实施，也可以在包覆轧制后由粗退火，或进行冷轧达到既定的板厚的途中的中间退火工序中实施。

还有，作为工序，也可以是在任意一个阶段实施扩散热处理后，成形试验前实施固溶处理的工序。这种情况下，关于固溶处理后的平均冷却速度，从固溶处理温度至100℃的温度域为35℃/秒以上，从100℃至室温的温度域为30℃/秒以下，从而不会阻碍扩散热处理的后述效果，而能够得到与只实施扩散热处理时同样的效果。

另外，也可以在成形为结构构件后，人工时效处理前(涂装烘烤处理前)的阶段实施扩散热处理。

但是，为了具有层叠的铝合金层之间的Mg和Zn相互扩散的Mg和Zn的相互扩散区域，并通过这样的元素的扩散，使这些Mg、Zn等所形成的新的复合析出物(时效析出物)在彼此的接合界面部析出，该扩散热处理的条件非常重要。

即，通过该扩散热处理，对于每个包覆的铝合金层，将经由所述X射线小角散射法测量的其尺寸和量控制在规定的特定的范围，能够使原材铝合金包覆板兼备高强度化和高成形性，并且使成形后的铝合金包覆结构构件其BH性也都优异，即，即使经过汽车等的结构构件所使用的高温短时间的人工时效处理，也能够得到需要的高强度。

为此，该扩散热处理条件为在460℃以上且550℃以下的加热温度范围，10分钟以上且100小时以下的保持时间的范围实施。

越是高温、长时间，扩散越会进行，强度增大效果会提高，温度低于460℃，保持时间低于10分钟时，扩散热处理不充分，由所述X射线小角散射法测量的析出物的尺寸和量，产生不满足其规定的下限的可能性。

但是，加热温度高于550℃，另外，保持时间超过100小时，则由于扩散的进行，导致Zn显著扩散至表层侧，由所述X射线小角散射法测量的尺寸和量高于其上限，阻碍由固溶Mg带来的延展性提高效果。另外，也有使所述层叠的各铝合金层的晶粒直径平均化的平均晶粒直径高于200μm的可能性。

此外，在所述条件下的扩散热处理后，虽然是没有延迟而立即急冷，但是该冷却优选对应板的温度区域，按照以下的两个阶段的冷却速度进行。

即，首先，作为第一段冷却，板从扩散热处理温度至变成100℃的高温侧的温度域的平均冷却速度为35℃/秒以上而进行急冷。其急冷手段本身是公知的水冷和空冷无关紧要。

而后，再继续作为第二段冷却，板从100℃的温度至变成室温的温度域，以30℃/秒以下的比较慢的平均冷却速度进行冷却。

如此，优选以100℃为界，按照在高温侧急冷，在低温侧缓冷的以上述两个阶段的平均冷却速度，对于从扩散热处理温度至室温的温度域进行冷却。

由此，在各铝合金层和相互扩散区域，人工时效处理(涂装烘烤硬化热处理)时的时效析出物形成所需要的过饱和固溶状态的形成，和促进时效析出的原子空位被冻结。此外，在100℃至室温的温度域控制为上述平均冷却速度，能够得到用于获取希望的特性的时效析出物的形态。在这些冷却过程的控制中，能够得到预期的BH性。

所述第一段冷却速度低于35℃/秒，或所述第二段冷却速度高于30℃/秒时，由所述X射线小角散射法测量的析出物的尺寸和量，产生不满足其规定的下限的可能性。

在此，板从扩散热处理温度至变成100℃的第一段温度域，更优选以60℃/秒以上，进一步优选以100℃/秒以上进行冷却，以及板从100℃至变成室温的第二段温度域，更优选以20℃/秒以下，进一步优选以15℃/秒以下进行冷却，从而能够得到更优选的特性。

但是，当然根据层叠的铝合金层的组成、层叠数和层叠的组合，扩散热处理形成的铝合金层之间的Mg与Zn的相互扩散，和扩散热处理后的平均晶粒直径也会大不相同。

因此，根据层叠的铝合金层的所述条件不同，即使在所述条件范围内，也有温度过低，或保持时间过短，所述铝合金层之间的Mg和Zn的相互扩散不足，无法达成由所述X射线小角散射法规定的尺寸和量的情况。

因此，需要根据层叠的铝合金层的组成、层叠数和层叠的组合，如后述的实施例，求得扩散热处理的温度和时间的最佳的条件(选择)，进行精密控制。

这一点，在所述专利文献4中，如其实施例，实施450℃×1小时的扩散热处理，扩散热处理温度低，从扩散热处理温度至室温的平均冷却速度不明，不能使铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件，成为由所述特定的X射线小角散射法规定的组织(析出部的尺寸和量)，存在不能保证所述短时间内实施人工时效硬化处理时的BH性的可能性。

(铝合金)

以下，说明扩散热处理前的包覆(结构构件或成形为结构构件之前的原材板)的铝合金层的组成。

所述最表层侧(两方的最外侧)的铝合金层，如所述，为Al-Mg系等在3～10质量％的范围含有Mg，而且，为了不大幅降低耐腐蚀性，而将Zn含量抑制在2质量％以下(含0质量％)的铝合金层。

相对于此，在所述最表层侧的铝合金层内侧的，多层或层叠3～13层的铝合金层的组成，分别含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种。即，包覆(层叠)之前的铝合金板和铸块，或包覆的铝合金层的组成，含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种。但是，在所述最表层侧的铝合金层内侧的铝合金层的组成中，分别含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％这两种(三元系的)时，为了确保包覆整体的强度或使之提高，优选使Zn的含量比Mg的含量多。

另外，扩散热处理前的包覆(结构构件或成形为结构构件之前的原材板)的所述铝合金包覆板整体的Mg和Zn的各平均含量，作为使所述层叠的各铝合金层的Mg、Zn的各含量平均化的值，为Mg：2～8质量％，Zn：3～20质量％的范围。

而后，所述组成的铝合金层(板)之间，至少Mg或Zn中的任意一个含量互不相同的铝合金层(板)之间相互层叠，作为所述铝合金包覆板整体，分别在所述含量范围内含有Mg和Zn，这是成形性和强度的兼备上所需要的。

(铝合金层的组成)

这些所谓含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种的铝合金层，可以是Al-Zn系、Al-Mg系的二元系铝合金。另外，也可以是在此二元系中，再添加有Zn、Mg和Cu、Zr、Ag的选择性的添加元素的Al-Zn-Mg系、Al-Zn-Cu系、Al-Mg-Cu系等的三元系，Al-Zn-Cu-Zr等的四元系，Al-Zn-Mg-Cu-Zr等的五元系等。

使这些铝合金层以Mg或Zn的任意一个的含量互不相同的铝合金层彼此邻接并接合的方式相互组合层叠，作为包覆板整体，以在所述平均含量范围含有Mg和Zn，或Cu、Zr、Ag的选择性的添加元素等的方式层叠规定张数。

以下，作为包覆的铝合金层和包覆板的组成，就其各元素的含有或限制的意义分别加以说明。还有，作为包覆板的组成时，将各元素的含量，根据铝合金层的各元素的含量，理解为所层叠的各板(全部的板)各自的元素的含量的平均值。有关含量以下的％显示全部是质量％的意思。

Mg：3～10％

所述最表层侧的铝合金层、较之层叠于内侧的铝合金层中，作为必须的合金元素的Mg与Zn一起，在包覆板和包覆结构构件的组织中形成团簇(微细析出物)而使加工硬化特性(成形性和延展性)提高。另外，在包覆板和包覆结构构件的组织和接合界面部形成时效析出物，使强度提高。Mg含量低于3％时，强度不足，若高于10％，则铸造裂纹发生，另外包覆板(铸块)的轧制性降低，包覆板的制造变得困难。

Zn：5～30％

层叠于所述内侧的铝合金层中，作为必须的合金元素的Zn，与Mg一起在包覆板和包覆结构构件的组织中形成团簇(微细析出物)，使加工硬化特性(成形性和延展性)提高。另外，在包覆板、包覆结构构件的组织和接合界面部形成时效析出物而使强度提高。Zn含量低于5％时，强度不足，强度和成形性的平衡也降低。另一方面，若Zn高于30％，则铸造裂纹发生，另外包覆板(铸块)的轧制性也降低，包覆板的制造变得困难。即使可以制造时，晶界析出物MgZn₂也会增加而容易发生晶界腐蚀，耐腐蚀性显著劣化，成形性也降低。

Cu、Zr、Ag之中的一种或两种以上

所述最表层侧的铝合金层，和较之层叠在内侧的铝合金层中的Cu、Zr、Ag虽然在作用机理上有一些差异，但都是使包覆板和包覆结构构件的强度提高的同效元素，根据需要使之含有。

Cu除了强度提高效果以外，少量下还具有耐腐蚀性提高效果。Zr通过使铸块和包覆板的晶粒微细化，Ag通过使在包覆板和包覆结构构件的组织和接合界面所形成的时效析出物的微细化，即使分别少量的含有，也有强度提高效果。

但是，若这些Cu、Zr、Ag的含量过多，则包覆板的制造变得困难，或即使可以制造，也会发生耐SCC性等的耐腐蚀性反而降低，或延展性和强度特性反而降低等各种问题。因此，选择性地使之含有时，为Cu：0.5～5质量％，Zr：0.3质量％以下(但不含0％)，Ag：0.8质量％以下(但不含0％)。

其他的元素：

这些记述以外的其他的元素，是所述最表层侧的铝合金层，和较之层叠在内侧的铝合金层中不可避免的杂质。作为熔炼原料，除了纯铝锭以外，也会设想(允许)因铝合金废料的使用造成的这些杂质元素的混入等并允许含有。具体来说，如果是Fe：0.5％以下、Si：0.5％以下、Li：0.1％以下、Mn：0.5％以下、Cr：0.3％以下、Sn：0.1％以下、Ti：0.1％以下的各自的含量，则不会使本发明的包覆板的延展性和强度特性降低，可允许含有。(包覆板整体的组成)

在本发明中，连同所述铝合金层的组成一起，作为所述扩散热处理前的包覆板整体的平均组成，规定Mg和Zn的平均含量。

该包覆板整体的Mg和Zn的平均含量，是对于层叠的所述各铝合金层的Mg、Zn的各含量，进行与所述包覆比率对应的加权，作为其加权平均值求得的。而且，作为该加权平均值，是在Mg：2～8质量％、Zn：3～20质量％的范围，含有包覆板全体的Mg和Zn的平均含量的值。

即，作为包覆板整体的平均组成，由如下组成构成：在所述规定的平均含量范围分别含有Mg、Zn中的一种或两种，其中还选择性地含有Cu、Zr、Ag之中的一种或两种以上，余量为铝和不可避免的杂质。

在此，包覆板整体的Mg和Zn的平均含量，是对于构成包覆板的各铝合金层的各个铝合金的Mg、Zn的含量进行该铝合金层的包覆比率所对应的加权而求得的加权平均值。还有，所谓包覆比率，例如就是在5层铝合金包覆板中，如果各铝合金层为均等的厚度，则各铝合金层的包覆比率全部为20％。运用该包覆比率，计算Mg、Zn的含量的加权平均值，作为包覆板整体的Mg和Zn的平均含量。

作为该包覆板整体的平均组成，如果Mg、Zn的含量的各自的平均含量过少，低于所述各下限值，则作为包覆板实施了500℃×2小时的扩散热处理之后的组织，Mg、Zn等向相互层叠的板的组织的扩散不足。

其结果是，通过该扩散，由这些Mg、Zn等形成的新的复合析出物(时效析出物)向彼此的接合界面部的析出量不足。因此，Mg和Zn在相互扩散区域的所述板厚方向上的合计的厚度过薄，不能使所述铝合金包覆板高强度化。具体来说，作为人工时效处理后的铝合金包覆结构构件的强度，不能具有400MPa以上的0.2％屈服强度。

另一方面，作为该包覆板整体的平均组成，Mg、Zn的含量各自的平均含量过多，高于所述各上限值时，包覆板的延展性显著降低。因此，冲压成形性降低至与所述结构构件用的7000系铝合金板、超硬铝合金板和2000系铝合金板和8000系铝合金板同等的水平，作为包覆板的意义丧失。

本发明的意图是替代结构构件用的7000系、超硬铝合金(Al-5.5％Zn-2.5％Mg合金)、2000系，8000系等的铝合金板。即，其着眼点在于，在作为成形原材的包覆板的阶段，大幅提高这些高强度材的延展性，在成形为结构构件后，通过扩散热处理和人工时效处理使之高强度化，达成与这些由现有的单板构成的高强度材一样的水平。因此，最终的包覆板的组成，作为包覆板整体的组成，需要成为与所述结构构件用的7000系铝合金板和超硬铝合金板，2000系铝合金板和8000系铝合金板的组成相同，或与之近似的组成。

因此，从这样的观点出发，使本发明的包覆板的组成，与现有的结构用的7000系、超硬铝合金、2000系、8000系等的铝合金板的单板相近也有意义。即，在Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％的范围，分别含有这些作为现有的铝合金板的主要元素的Mg、Zn的一种或两种有意义。

在这一点上，本发明包覆板或铝合金层，可以是所述现有的铝合金板的组成，也可以含有选择性包含的Si和Li。

(包覆结构构件的组织)

在本发明中，如以上这样成为合金组成本身和合金组成的组合之后，规定在扩散热处理后，人工时效硬化处理(T6处理)前的铝合金包覆板，和对其成形的铝合金包覆结构构件的组织。

通过扩散热处理，使包覆的铝合金层含有Mg、Zn，在层叠的(接合的)铝合金层之间相互扩散。

通过这样的元素的相互扩散，使由这些Mg、Zn等形成的Zn-Mg系的新的微细复合析出物(时效析出物)在彼此的接合界面部高密度地析出，从而进行界面部组织控制(纳米级尺寸的微细析出物的超高密度分散)。

并且，作为所述铝合金包覆结构构件的前提的组织，使所述层叠的各铝合金层的晶粒直径平均化的平均晶粒直径为200μm以下，并且具有层叠的铝合金层之间的Mg和Zn相互扩散的Mg和Zn的相互扩散区域。

(相互扩散组织)

本发明中所说的元素的相互扩散组织，为铝合金层的平均晶粒直径，且实施所述扩散热处理之后的、铝合金包覆板或铝合金包覆结构构件的组织。这样的组织，即使没有成形原材的铝合金包覆板而成为结构构件，也能够在原材的铝合金包覆板的阶段进行判别、评价。

为了使铝合金层含有的Mg、Zn，在层叠的铝合金层之间相互扩散，作为前提，需要相互层叠的铝合金层互为在规定的范围内分别含有Mg、Zn中的一种或两种的铝合金层，即互为至少Mg和Zn彼此的含量不同的铝合金层。

即，在Mg、Zn的含量彼此相同时，即使彼此的层的其他的元素的含量例如不同，该Mg和Zn在接合的层之间的相互扩散也无法发生，因此不能使Mg和Zn的新的微细复合析出物(时效析出物)在彼此的接合界面部高密度地析出。

因此，成为所述包覆的铝合金层的大量含有Mg、Zn的所述特定的组成，和成为使相互层叠、接合的层互为至少Mg或Zn彼此的含量不同的铝合金层，不仅是从延展性的观点出发，其也是通过扩散热处理，使所述元素的扩散形成的复合析出物在彼此的接合界面部析出而用于高强度化的组成。

(平均晶粒直径)

在本发明中，为了这样的具有层叠的铝合金层之间的Mg和Zn相互扩散的Mg和Zn的相互扩散区域，以保证其带来的高强度化机理的体现，作为所述扩散热处理后，人工时效硬化处理(T6处理)前的铝合金包覆板、铝合金包覆结构构件的组织，层叠的所述铝合金层(板厚中心部)的平均晶粒直径均为200μm以下。

这意味着，即使通过所述扩散热处理，和相继人工时效硬化处理(T6处理)，也不会使层叠的所述各铝合金层(板厚中心部)的晶粒直径经平均化的平均晶粒直径，粗大化至高于200μm的值。

使层叠的所述各铝合金层(板厚中心部)的全部晶粒直径平均化的平均晶粒直径高于200μm时，意味着层叠的铝合金层之中的大部分的晶粒直径粗大化而高于200μm。

因此，所述T6处理，和进一步实施涂装烘烤处理后的铝合金包覆结构构件不能具有400MPa以上的0.2％屈服强度的可能性产生。

本发明包覆板的厚度或为了层叠而组合的各个铝合金层的厚度厚时，每1层的铝合金层的平均晶粒直径对强度和成形性的贡献变小。但是，在本发明中，铝合金层之间相互层叠(包覆)5～15层(张)，并且，这些层叠的包覆板整体的板厚为1～5mm的薄板，因此每1层的铝合金层的平均晶粒直径对强度和成形性的贡献非常大。

(板厚方向的析出物的分布状态)

此外，在本发明中具有的特征在于，为了以即使通过汽车等的结构构件所使用的高温短时间的人工时效处理，也能够得到需要的高强度的方式，使BH性提高，进一步规定所述扩散热处理后，人工时效硬化处理(T6处理)前的铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件的、板厚方向的析出物的分布状态。

即，通过所述扩散热处理的条件的选定，作为原材铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件的、所述扩散热处理后的表示板厚方向的析出物的分布状态的指标，对特定的所述铝合金层的、表示析出物的尺寸的由X射线小角散射法测量的惯性半径Rg和表示所述各铝合金层中的析出物的量的由所述X射线小角散射法测量的散射强度I0进行控制。

由此，在原材板的阶段具有高成形性，而且，能够具有在所述高温短时间的人工时效处理下可得到需要的高强度的BH性。

具体来说，首先，作为原材板和包覆结构构件的、所述扩散热处理后的表示板厚方向的析出物的分布状态的指标，对表示所述各铝合金层中的析出物的尺寸的由X射线小角散射法测量的惯性半径Rg进行规定。

即，所述铝合金层之中Mg含量最多的(比Zn含量多的)铝合金层的，板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为0.3～2.0nm的范围。

与此同时，所述铝合金层之中，Zn含量最多的(比Mg含量多的)铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为1.0～3.0nm的范围。

所述平均惯性半径Rg低于0.3nm，或所述平均惯性半径Rg低于1.0nm时，析出物的尺寸过小，无助于BH性。

另一方面，若所述平均惯性半径Rg高于2.0nm，或所述平均惯性半径Rg高于3.0nm，则所述扩散热处理后的强度极端增大，延展性降低。此外，因为所述扩散热处理时的时效析出已经被促进，所以无助于之后的BH性。

同时，表示所述各铝合金层中的析出物的量的由所述X射线小角散射法测量的散射强度I0中，所述铝合金层之中，Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Mg]为1000～5000的范围。

同时，所述铝合金层之中，使Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Zn]，与所述平均散射强度I0[Mg]之比I0[Zn]/I0[Mg]为2.0～50.0的范围。

还有，在此，所述平均散射强度I0[Zn]，和所述平均散射强度I0[Mg]的所谓[Zn]、[Mg]，如前述，不是Zn和Mg的平均散射强度的意思，而是Zn含量最多的铝合金层的平均散射强度I0，和Mg含量最多的铝合金层的平均散射强度I0这样的测量处所(测量位置)。

所述平均散射强度I0[Mg]低于1000，或所述平均散射强度I0[Zn]与所述平均散射强度I0[Mg]的比I0[Zn]/I0[Mg]低于2.0时，析出物的尺寸过小，无助于BH性。

另一方面，所述平均散射强度I0[Mg]高于5000，或所述平均散射强度I0[Zn]与所述平均散射强度I0[Mg]之比I0[Zn]/I0[Mg]高于50.0，则延展性降低。

关于其延展性，在铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层中，借助固溶Mg原子带来的效果，加工硬化特性增大，因此作为位错的阻碍的团簇的尺寸和形成量也可以小。

另一方面，在Zn含量最多的铝合金层中，与Mg不同，固溶Zn原子无助于加工硬化特性提高。

因此，在本发明中，通过将Zn含量最多的铝合金层中的团簇的尺寸和形成量控制在适当的范围，从而使分散硬化效果发挥，使加工硬化特性增大，使延展性提高。

另外，主要是以Zn含量最多的铝合金层，承担相当于烘烤涂装的热处理(人工时效硬化处理)时的屈服强度增大效果，因此在Zn含量最多的铝合金层中，所形成的团簇的尺寸和形成量比较大的方法为宜，将所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg及平均散射强度I0[Zn]分别控制在所述规定范围，能够得到这一效果。(作为测量对象的析出物)

铝合金包覆结构构件的板厚方向的，基于X射线小角散射法的作为测量对象的所谓析出物，主要是作为所使用的铝合金组成中的作为主要元素的Mg、Zn所构成的微细析出物(团簇)。

该析出物根据铝合金层的合金组成，当然其组成有所不同，在Mg含量最多的铝合金层中，为如下组成：以Mg为主体，而且，其中根据铝合金层的合金组成，不含Zn或含Zn，并选择性地含有(或不含)所述元素。

另外，在Zn含量最多的铝合金层中，为如下组成：以Zn为主体，而且，其中根据铝合金层的合金组成，不含Mg或含Mg，选择性地含有(或不含)所述元素。

这里，基于X射线小角散射法的作为测量对象的所谓析出物，可以说是无法根据组成进行识别的，铝合金层含有的，基于后述的条件可以由X射线小角散射法进行测量的全部析出物(团簇)。

(以X射线小角散射法测量析出物的方法)

本发明中控制的所谓析出物，是比μm(毫微米)级小的nm(纳米)级的析出物(团簇)的尺寸和数量，而且，成为问题的，是层叠的各铝合金层的析出物的分布状态。

即，在本发明中，需要在拥有一定的间距(间隔)的多个深度位置(设定点)，连续求得铝合金包覆板或铝合金包覆结构构件的板厚(深度)方向的分布状态(变化)。

为此，各种公知的测量手段之内，基于精度、再现性和测量效率方面，优选使用X射线小角散射法。

以下，说明利用X射线小角散射法的所述析出物的、表示各铝合金层中的析出物的尺寸的惯性半径Rg，和表示各铝合金层中的析出物的量的散射强度I0的测量、导出方法。

在通常的衍射条件(散射角2θ为5～10°以上的区域)下，根据满足Bragg条件的衍射峰的范围，能够求得微晶尺寸，在金属材料研究中被广泛利用。

相对于此，小角散射测量，是在向物质照射X射线时，入射X射线反应物质内部的电子密度分布的信息，分析在入射X射线的周围发生的散射X射线，从而调查物质中存在的粒子和密度的不均匀的纳米级的结构信息的代表性的手法。

例如，如果是铝合金等的金属材料，若在铝合金中存在nm(纳米)级的微细的析出物，则对应基体和析出物的电子密度差，在入射X射线的周围发生散射。

该散射发生的区域，是散射角2θ为3～5°以下的区域，能够高精度地求得散射体拥有特征性的尺度(关于平均的尺寸、形状、界面构造的信息)。

在进行X射线小角散射分析之后，作为相当于实空间中的尺度的参数，使用散射矢量q(或根据文献使用k和s)(nm^-1)。

q＝(4π·sinθ)/λ

θ：散射角(°)

λ：X射线的波长

一般来说，散射矢量q的大小的倒数相当于实空间的大概的尺度。该散射角θ如前述，大约为5°以下的范围，X射线的波长λ根据所使用的X射线源而有所不同，但例如如果是波长的X射线，则散射矢量q大约为7nm^-1以下的范围。另外，根据该散射矢量q的定义，q的值越大，则提供越小尺度的相关信息，能够得到关于拥有数至数10nm左右的大小的散射体(粒子，浓度波动等)的尺寸、形状、分散状况的信息。

特别是，关于粒子的尺寸的信息，反映在散射矢量q小的区域的散射强度轮廓中，在散射矢量q小的区域，粒子假定为球状时，散射强度轮廓Iq和该粒子的惯性半径(或回转半径)Rg、散射强度I0由下式表示。

Iq＝I0·exp(-Rg²·q²/3)

I0：在均匀的粒子中，I0＝V²[ρ(r)-ρ0]²

在此，V是粒子的体积，ρ(r)是粒子的电子密度，ρ0是基体的平均电子密度，如果粒子的种类相同，则粒子的电子密度一定，粒子与基体的作为电子密度差的ρ(r)-ρ0为常数。因此，I0与粒子的体积的平方成正比，由该值能够估计粒子的量。

依据该式，绘制Iq的对数ln{Iq}和q²，据其斜率，能够求得惯性半径Rg，由截距能够求得I0。

还有，为了求得惯性半径Rg而进行Iq的对数ln{Iq}和q²的绘制的q的范围，通常在q与Rg的积为2以下这样的q的范围进行绘制。

另外，析出物为半径R的球时，与惯性半径Rg之间有以下的关系成立。

Rg²＝3/5·R²

因此，析出物为球时，能够由惯性半径估计实际状态的大小。另外，将这时的R称为纪尼叶(Guinier)半径。

(X射线的散射强度轮廓)

为了通过X射线小角散射法，导出所述析出物的惯性半径Rg和散射强度I0，如前述，求得各铝合金层的以X射线小角散射法测量的X射线的散射强度轮廓。

图3中，表示各铝合金层的板厚(厚度)方向的测量点，与该测量点的由X射线小角散射法测量的X射线的散射强度轮廓。该图3是后述的表2的发明例6。

在图3中，如上侧的图，测量对象的铝合金层，横向是各层的重叠方向，是板厚(深度)方向，铝合金层的延伸方向以纵向表示。

如该上侧的图，将Mg含量最多的含5质量％的Mg的Al-5Mg的铝合金层(两侧的最外层2层与正中的1层的合计3层)，和Zn含量最多的含20质量％的Zn的Al-20Zn的铝合金层(分别夹在Al-5Mg的铝合金层中的合计2层)合计层叠5层，作为板厚1mm的包覆板(模拟扩散热处理后的包覆结构构件)。

如该上侧的图，用一串○标记表示在各铝合金层的板厚中心部通过的一行测量点，以黑圈表示各层的板厚中心部。

在图3中，右侧的图表示Al-20Zn的铝合金层的板厚中心部的X射线的散射强度轮廓，左侧的图表示Al-5Mg的铝合金层的板厚中心部的X射线的散射强度轮廓。而且，纵轴是X射线的散射强度(散射X射线的散射强度)，横轴是散射矢量(q/nm^-1)。

在图3中，右侧的图是Al-20Zn的铝合金层的板厚中心部的X射线的散射强度轮廓的横轴的散射矢量，越往左侧越大，越往右侧越小。

右侧的图中，相对于横轴的散射矢量为0.1q/nm^-1邻域的X射线散射强度的峰值，从该峰值减少的右侧的隆起线上的、横轴的散射矢量约在0.5q/nm^-1至3q/nm^-1之间，可知图的上侧有突起的峰。即，该右侧的图的隆起线形状，是由Zn引起的团簇的所述突起的峰，因此在这部分，在一端上升的基础上，朝向图的右侧下降。

相对于此，左侧的图是Al-5Mg的铝合金层的板厚中心部的X射线的散射强度轮廓，在如此不含Zn时的隆起线形状中，在所述的横轴的散射矢量更大的区域(约0.8q/nm^-1至4q/nm^-1之间)，在图的上侧可确认到突起的峰。

所述的横轴的散射矢量约0.5q/nm^-1至3q/nm^-1之间的图3的右侧的图，和约在0.8q/nm^-1至4q/nm^-1之间的图3的左侧的图中，之所以分别产生向上侧突起的X射线散射强度的峰，是由于Zn系团簇存在，该Zn系团簇间或该Zn系团簇彼此互相干涉。

在此，Zn系团簇，是已知的η相、θ相和T相等尚作为亚稳的状态而存在的Zn团簇。因此，该图这样的X射线散射强度的峰表示Zn团簇的存在。

分析这样的图3的X射线的散射强度轮廓，求得Mg、Zn团簇(析出物)的惯性半径Rg和散射强度I0的分析方法(分析软件)，例如使用来自Sch midtrani等的公知的分析方法(参照I.S.FedorovaandP.Schmidt：J.Appl.Cryst.11，405，1978)。

以上说明的Zn团簇(析出物)的惯性半径Rg和散射强度I0的求法，记载在记述有依据金属的X射线的散射强度轮廓的析出物的特征性的尺度(平均的尺寸、形状、界面构造相关信息)的定量的求法的、奥田浩司：日本结晶学会，第41卷，第6号(1999)，327～334页，和松冈秀树：日本结晶学报，第41卷，第4号(1999)，213～226页，大沼正人：金属，第73卷，第12号(2003)，1233～1240页，或大沼正人：金属，第74卷，第1号(2004)，79～86页。

微小析出物(MgZn团簇)的粒度分布：

在图1、2中，表示如此分析图3的X射线的散射强度轮廓而得到的，所述析出物(Mg、Zn团簇)的惯性半径Rg和散射强度I0。

图1中纵轴是惯性半径Rg，图2中纵轴是散射强度I0，同时横轴是由所述图3的上侧的图表示的，5层的铝合金层的自表层部起的板厚(深度)方向的位置(测量点)。

在图1、2中，纵的点线所示的点，是所述5层的铝合金层整体的板厚中心部，该图1、2，分析在所述板厚中心部左右对称层叠的所述5层的铝合金层的截止到所述板厚中心部附近的，至整体的板厚1mm的约一半的深度(厚度)600μm的区域。

如此，在整体的板厚中心部左右对称层叠的铝合金层的情况下，因为之后的一半也为大致相同的测量结果，所以可以分析截止所述板厚中心部附近的至整体的板厚的约一半的深度(厚度)的区域。这里，在整体的板厚中心部左右非对称层叠的铝合金层的情况下，优选遍及整体的板厚，全面地进行分析。

(人工时效处理)

为了使成为以上这样的组织(实施了扩散热处理的组织)的铝合金包覆板和铝合金包覆结构构件，进一步具有汽车等的结构构件用所需要的高强度，优选实施人工时效硬化处理，或实施对结构构件涂装后的涂装烘烤硬化处理。

由此，本发明所规定的，基于所述X射线小角散射法测量的所述铝合金层中的析出物的尺寸(惯性半径Rg)，和所述铝合金层中的析出物的量(散射强度I0)增大，可达成作为结构物所需要的高强度化。

在本发明中，关于高强度化的目标，作为所述人工时效处理后(涂装烘烤硬化处理后)的强度，为400MPa以上的0.2％屈服强度。

附带一提，在本发明中，作为用于得到这样的高强度的人工时效处理，不需要进行与通常的单一的Al-Zn系合金板(7000系合金板)的情况同样的，例如，在120℃×24小时这样的低温下长时间的人工时效处理。

在本发明中，在现行的汽车等的结构构件中，通过其涂装后实施的，例如160～205℃×20～40分钟这样的高温、短时间化的涂装烘烤硬化处理(人工时效处理)，就能够充分获得所述需要的高强度。

因此，能够省略高温长时间的人工时效处理这一点，也是本发明的显著优点。

在此，本发明的铝合金包覆板和结构构件所规定的、所述Mg和Zn的相互扩散组织和铝合金层的所述平均晶粒直径，通过这种条件范围的人工时效处理，几乎不会发生变化。因此，本发明的铝合金包覆板和结构构件所规定的，所述Mg和Zn的相互扩散区域的所述厚度，和铝合金层的所述平均晶粒直径的测量，可以在所述扩散热处理后，也可以在此扩散热处理之后，再实施所述人工时效处理之后。

【实施例】

以下，列举实施例更具体地说明本发明。

层叠多个铝合金层，并且实施扩散热处理，制造层叠的铝合金层的Mg和Zn的相互扩散区域各不相同的铝合金包覆板，比较成形性(延展性)和强度。这些结果显示在表2中。

铝合金包覆板的具体的制造如下。

熔炼、铸造表1所示的A～L的合金组成的铝合金铸块，分别通过常规方法，进行均质化热处理和热轧，根据需要实施冷轧，使包覆比率成为与全部层叠数相应的均等比例，分别制造如此将板厚调整至相同的1mm的所述各组成的板材。

使这些板材按表2所示的各个组合重合在一起并层叠，对于该层叠板材进行400℃×30分的再加热后，以此温度开始热轧，经此轧制包覆法而成为包覆板。

对于此包覆板，各例均一边进一步实施400℃×1秒的中间退火，一边冷轧，以表2所示的各条件，实施扩散热处理，成为表2所示的各包覆板厚(各层的合计板厚)的包覆板。

这些包覆板整体的最终板厚为1～5mm时，所层叠的各合金板的厚度为0.1～2.0mm(100～2000μm)左右的范围。这些包覆板的包覆比率，如前述，使各铝合金层的厚度(包覆比率)分别均等而进行制造。

另外，所述扩散热处理中，平均升温速度各例均共通作为4℃/分钟，作为表2所示的包覆板的到达温度(℃)、保持时间(Hr)、该规定时间的保持后，立即以表2所示的各种冷却速度(℃/S)冷却。

在表2的铝合金包覆板一栏中，从层叠的上侧至下侧，按顺序表示作为该铝合金包覆板整体的Mg和Zn的各平均含量和表1的板的合计层叠数、板厚、作为层叠的板的组合而在表1中所示的A～L的铝合金层(板)的类别。

例如，按ADADA、BEBEB、CFCFC等的顺序，层叠了5层、11层、13层等的奇数层的包覆板中，表1的A、B、C等的Mg含量最多的铝合金层，意味着分别层叠于各包覆板的两个外侧(最上侧和最下侧)，表1的D、E、F、G、H、I等的Zn含量最多的各铝合金层，意味着层叠在包覆板的内侧。

表2所述的，作为铝合金包覆板的平均组成的Mg、Zn的各含量，因为各铝合金层(板)的厚度是均等的，所以各铝合金层的包覆比率，以作为与全部层叠数相应的均等比例的加权平均值计算。

从所述制造(所述扩散热处理后的)铝合金包覆板的任意的部位提取试料，测量该试料的相互扩散区域、层叠的各铝合金层板厚中心部(板厚中心)的平均晶粒直径，和由X射线小角散射法测量的平均惯性半径Rg，和平均散射强度I0的板厚方向的各分布。

另外，对于该试料的延伸率(％)，也通过后述的室温拉伸试验进行调查，其结果显示在表2中。

(Mg和Zn的相互扩散区域)

在Mg和Zn的相互扩散区域，从包覆板的宽度方向的任意5处提取的5个试料，使用电子探针微分析仪(EPMA)分别测量其各自的各板厚方向的截面中的板厚方向的Mg和Zn的浓度，其结果是，发明例、比较例全部的例子中都具有Mg和Zn的相互扩散区域。

图6中表示，作为1例，使表1的A和D的铝合金层组合，是表2的发明例2(ADADADADADA)，所述图4的模式组合的例子为11层时的板厚方向的Mg和Zn的相互扩散区域。

在此图6中，横轴表示0～1000μm(板厚1mm)的，从包覆板的表面(0μm)至背面(1000μm)的板厚方向的各位置。另外，纵轴表示Mg和Zn的浓度(含量，质量％)，峰值高的深色线表示Zn，峰值低的浅色线表示Mg。

而且，在图6中，Mg浓度最高的区域表示表1的A的原本的(实施扩散热处理之前的)铝合金层，Zn浓度最高的区域表示表1的D的原本的(实施扩散热处理之前的)铝合金层的区域，除此以外的Mg、Zn的浓度带有梯度的区域是Mg和Zn的相互扩散区域。

附带一句，在图6中，实施所述扩散热处理之前的(原本的)铝合金层的Mg和Zn的各含量之中的各最大量，表1的A的铝合金层的Mg含量为5.0质量％，表1的D的铝合金层的Zn含量为20.0质量％。

(平均晶粒直径)

测量所述试料中的层叠的各铝合金层的平均晶粒直径。即，首先，在层叠的全部的铝合金层的各板厚中心部的，与测量所述Mg与Zn的浓度分布相同的截面，用100倍的光学显微镜分别观察各5个视野，分别测量各铝合金层的每个板厚中心部的平均晶粒直径。而后，以层叠的全部的铝合金层，对于这些各铝合金层的每个板厚中心部的平均晶粒直径进行加权平均化，作为方案1所规定的“使层叠的各铝合金层的晶粒直径平均化的平均晶粒直径”(μm)。其结果显示在表2中。

(板厚方向的析出物的分布状态)

作为表示所述试料的板厚方向的析出物的分布状态的指标，以X射线小角散射法测量各铝合金层中的析出物的平均惯性半径Rg，和平均散射强度I0。其结果也显示在表2中。

X射线小角散射法的测量，各例均共通，作为试验装置使用“SPring-8”的“BL40XU”，用能量15keV的X射线，作为来自5μm×5μm的无散射狭缝的微小射束，对于由所述试料制成的试验片表面照射X射线。

然后，从所述试验片散射的X射线之中，由二维CCD检测器测量5度以下的范围的微小角度的散射X射线，在所述试料的板厚方向的截面，沿板厚方向以25μm的进程，从单侧的表层侧跨至相反侧的表层而依次进行测量，得到X射线的散射强度轮廓。

由此所得到的散射强度轮廓，以所述分析方法分别测量所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的惯性半径Rg，所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的惯性半径Rg。另外，分别测量Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的散射强度I0[Mg]，Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的散射强度I0[Zn]。

对于从所述制造的(所述扩散热处理后的)铝合金包覆板的任意的部位提取的5个试料，分别进行该测量，以这5个试料，使所得到的所述惯性半径Rg、所述散射强度I0[Mg]、所述散射强度I0[Zn]的各值平均化，作为平均惯性半径Rg、平均散射强度I0[Mg]、平均散射强度I0[Zn]。

(BH性)

此外，将所述制造的(所述扩散热处理后的)铝合金包覆板，在室温下保持1周后，分别实施180℃×30分钟的短时间的人工时效处理(T6处理)，也调查该T6处理后的铝合金包覆板的0.2％屈服强度(MPa)。这些结果也显示在表2中。

各例均是将所述试验片加工成JIS5号试验片，使拉伸方向相对于轧制方向平行而进行室温拉伸试验，测量0.2％屈服强度(MPa)。室温拉伸试验基于JIS2241(1980)，在室温20℃下进行试验，以标距(日文：評点同距離)50mm，拉伸速度5mm/分钟，以固定的速度进行直至试验片断裂。也以此要领测量所述T6处理前的包覆板的总延伸率(％)。

表2的发明例1～12中，作为扩散热处理前的组成，层叠的铝合金层为规定的合金组成，铝合金包覆板的Mg和Zn的各平均含量也在规定的范围。另外，在规定含量范围含有Zn的D、E、F、G、H、I、J的铝合金层，层叠在包覆板的内侧，并且各个最表层侧的铝合金层A、B、C，由在3～10质量％的范围含有Mg，而且，将Zn抑制在2质量％以下(含0质量％)的组成构成。

而且，这些铝合金层其层叠方式为，使Mg或Zn的任意一个含量互不相同的铝合金层彼此邻接而接合，合计层叠数只有5～13层的规定层叠数，并且使整体的板厚在规定范围。

此外，发明例1～12，作为以适当的条件进行扩散热处理后的铝合金包覆板，层叠的所述铝合金层的平均晶粒直径均为200μm以下，并且具有Mg和Zn的相互扩散区域。此外，作为表示板厚方向的析出物的分布状态的指标，各铝合金层中的析出物的平均惯性半径Rg和平均散射强度I0满足规定。

其结果是，发明例的包覆板，所述制造后的(所述T6处理前的)包覆板的总延伸率为17％以上，显示出高成形性。另外，设想将该铝合金包覆板冲压成形为结构构件后进行人工时效处理，BH后的0.2％屈服强度为400MPa以上，显示出高强度。

在此，冲压成形为汽车结构构件时的原材包覆板的总延伸率为17％以上，为合格。另外，对于该铝合金包覆板，模拟(设想)汽车结构构件的180℃×30分钟的短时间的人工时效处理后的0.2％屈服强度在400MPa以上，为合格。

相对于此，表2的比较例13～22，层叠的铝合金层的层叠数和组成不满足本发明所规定的要件，或即使满足这些要件，扩散热处理条件也脱离优选的范围。因此，这些比较例中，层叠的所述铝合金层的平均组成、平均晶粒直径、各铝合金层的平均惯性半径Rg、平均散射强度I0等脱离规定。

其结果是，这些比较例中，所述制造后的包覆板的延伸率低于17％，或人工时效处理后的0.2％屈服强度低于400MPa而过低，不能兼备高强度和成形性及高BH性。

比较例13，其层叠数为3层，过少。

比较例14～16、22，扩散热处理条件脱离优选的范围，温度过低(比较例14、22)、或保持时间过短(比较例15)，或过长(比较例16)。

比较例17～19，扩散热处理后的冷却条件脱离优选的范围，第一段冷却速度过慢(比较例17、18、19)、或第二段冷却速度过快速(比较例18、19)。

比较例20、21其层叠的铝合金层的组成脱离本发明所规定的范围。比较例20、21中，表1的合金组成K的Mg含量、和合金组成L的Zn含量分别过少。

【表1】

【表2】

由这些实施例，可证明用于成为兼备高强度化、高成形性和高BH性的铝合金包覆板，或成为兼备高强度化、高延展性和高BH性的铝合金包覆结构构件的本发明的各要件的意义。

【产业上的可利用性】

根据本发明，能够提供解决现有的7000系铝合金等的单板的高强度级与延展性的矛盾，兼备高强度化和高成形性(高延展性)，而且即使经高温短时间的人工时效硬化处理，仍为高强度、BH性也优异的铝合金包覆板或该包覆板成形的结构构件。

Claims (2)

1.一种高强度、高成形性且BH性也优异的铝合金包覆板，其特征在于，是由多个铝合金层构成的铝合金包覆板，由如下组成构成：

相对于该铝合金包覆板的最表层侧的所述铝合金层而在内侧的所述铝合金层，分别含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种，并且，

所述最表层侧的铝合金层，在3～10质量％的范围含有Mg，且将Zn抑制在2质量％以下并含0质量％，

这些铝合金层中，Mg或Zn的任意一个含量互不相同的铝合金层彼此邻接，并且合计层叠数为5～15层，且整体的板厚为1～5mm，

所述铝合金包覆板的Mg和Zn的各平均含量，作为使所述层叠后的各铝合金层的Mg、Zn的各含量的加权平均值，为Mg：2～8质量％、Zn：3～20质量％的范围，

作为所述铝合金包覆板的组织，使所述层叠后的各铝合金层的晶粒直径平均化而成的平均晶粒直径为200μm以下，并且具有层叠后的铝合金层彼此的Mg和Zn相互扩散而成的Mg和Zn的相互扩散区域，

而且，作为表示所述铝合金包覆板的板厚方向的析出物的分布状态的指标，

表示所述各铝合金层中的析出物的尺寸的、以X射线小角散射法测量的惯性半径Rg中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为0.3～2.0nm的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为1.0～3.0nm的范围，

表示所述各铝合金层中的析出物的量的、由所述X射线小角散射法测量的散射强度I0中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Mg]为1000～5000的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Zn]，以与所述平均散射强度I0[Mg]之比I0[Zn]/I0[Mg]计为2.0～50.0的范围。

2.一种高强度、高延展性且BH性也优异的铝合金包覆结构构件，其特征在于，是由多个铝合金层构成的铝合金包覆结构构件，由如下组成构成：

相对于该铝合金包覆结构构件的最表层侧的所述铝合金层而处于内侧的所述铝合金层，分别含有Mg：3～10质量％、Zn：5～30质量％中的一种或两种，并且，

所述最表层侧的铝合金层，在3～10质量％的范围含有Mg，且将Zn抑制在2质量％以下并含0质量％，

这些铝合金层中，Mg或Zn的任意一个含量互不相同的铝合金层彼此邻接，并且合计层叠数为5～15层，且整体的板厚为1～5mm，

所述铝合金包覆结构构件的Mg和Zn的各平均含量，作为使所述层叠后的各铝合金层的Mg、Zn的各含量的加权平均值，为Mg：2～8质量％，Zn：3～20质量％的范围，

作为所述铝合金包覆结构构件的组织，使所述层叠后的各铝合金层的晶粒直径平均化而成的平均晶粒直径为200μm以下，并且具有层叠后的铝合金层彼此的Mg和Zn相互扩散而成的Mg和Zn的相互扩散区域，

而且，作为表示所述铝合金包覆结构构件的板厚方向的析出物的分布状态的指标，

表示所述各铝合金层中的析出物的尺寸的、由X射线小角散射法测量的惯性半径Rg中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为0.3～2.0nm的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均惯性半径Rg为1.0～3.0nm的范围，

表示所述各铝合金层中的析出物的量的、由所述X射线小角散射法测量的散射强度I0中，所述铝合金层之中Mg含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Mg]为1000～5000的范围，并且所述铝合金层之中Zn含量最多的铝合金层的板厚方向中心部的平均散射强度I0[Zn]，以与所述平均散射强度I0[Mg]之比I0[Zn]/I0[Mg]计为2.0～50.0的范围。