CN108291279B - 铝合金材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开的一个方面的铝合金材料具有以下化学成分，即，含有Zn：超过6.5％(质量％，下同)且8.5％以下，Mg：0.5％以上1.5％以下，Cu：0.10％以下，Fe：0.30％以下，Si：0.30％以下，Mn：低于0.05％，Cr：低于0.05％，Zr：0.05％以上0.10％以下，Ti：0.001％以上0.05％以下，剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成；所述铝合金材料中的Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下；所述铝合金材料的金属组织由等粒状的再结晶组织构成。

Description

铝合金材料及其制造方法

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2015年11月20日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2015-227926号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开涉及铝合金材料及其制造方法。

背景技术

以往，作为显示出高强度的铝合金，已知有向A1中添加了Zn以及Mg的7000系铝合金。因为时效析出A1-Mg-Zn系的微细析出物，所以7000系铝合金显示出高强度。7000系铝合金中的除Zn以及Mg之外还添加有Cu的铝合金在铝合金之中显示出最高的强度。

7000系铝合金通过例如热挤压加工而制造，除用于要求高强度的航空器、车辆等运输器械、机器部件等外，还用于运动用品等。7000系铝合金在用于上述用途时所要求的特性除了强度外还有冲击吸收性(韧性)、抗应力腐蚀开裂性(以下，称为抗SCC性。SCC是Stress Corrosion Cracking的简称。)等。作为7000系铝合金的一例已提出了例如专利文献1中记载的铝合金挤压材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-119904号公报

发明内容

发明要解决的问题

在7000系铝合金中，如果为了实现高强度而增加Zn以及Mg的添加量，则存在如下问题：虽获得提高强度的效果，但挤压性等加工性却会劣化。

此外，在上述用途中，除了上述各种特性之外，还需要良好的外观特性，表面的质感及外观等表面质量受到重视。在通常的7000系铝合金中，为了防止表面伤痕而进行阳极氧化处理等表面处理时，在晶界、亚晶界等上析出的化合物在预处理时优先被腐蚀，从而会有在表面处理后的表面上产生条纹状图案等表面质量问题。特别是，在为了获得更高的强度而使金属组织为纤维状的情况下，由于在晶界、亚晶界等上析出的化合物沿着纤维状的金属组织而排列，所以该条纹状图案变得明显，从而难以获得良好的表面质量。

作为解决上述表面质量问题的方法，例如解决产生条纹状图案的方法，可以列举使金属组织为等粒状的再结晶组织而不是纤维状组织。通过使金属组织为再结晶组织，能够抑制在晶界、亚晶界等上析出的化合物呈直线状排列，从而能够减少条纹状图案的产生。然而，已知在一些情况下，与具有纤维状组织的7000系铝合金相比，具有再结晶组织的7000系铝合金强度降低，韧性和抗SCC性也降低。此外，通过使金属组织为再结晶组织，虽然能够减少条纹状图案的产生，但鳞片状图案变得明显。因此，以往在除了高强度和高韧性之外还要求抗SCC性以及表面质量等特性的用途中，难以使用7000系铝合金。

在本公开的一个方面，期望提供表面质量、韧性、抗SCC性优异的高强度铝合金材料及其制造方法。

解决问题的技术方案

作为本公开的一个方面的铝合金材料具有以下化学成分，即，含有Zn：超过6.5％(质量％，下同)且8.5％以下，Mg：0.5％以上1.5％以下，Cu：0.10％以下，Fe：0.30％以下，Si：0.30％以下，Mn：低于0.05％，Cr：低于0.05％，Zr：0.05％以上0.10％以下，Ti：0.001％以上0.05％以下，剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成；所述铝合金材料中的Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下；所述铝合金材料的金属组织由等粒状的再结晶组织构成。

上述铝合金材料具有上述特定的化学成分，并且其金属组织由等粒状的再结晶组织构成。因此，与金属组织为纤维状组织的情况相比，能够抑制阳极氧化处理等表面处理后的表面质量的降低。特别是，通过限制Mg的含量的上限，而在确保高强度的同时抑制化合物在晶界、亚晶界等上的析出，因此，在阳极氧化处理等表面处理后，能够抑制因再结晶组织而引起表面上产生鳞片状图案。此外，通过限制Cu的含量的上限，能够抑制经表面处理而使表面的色调带黄色。由此，能够获得良好的表面质量。此外，通过将Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)设定为上述特定的范围，而能够在确保高强度的同时提高韧性以及抗SCC性。

作为本公开的开另一实施方式的铝合金材料的制造方法为金属组织由等粒状的再结晶组织构成的铝合金材料的制造方法，其包括以下工序：制作铸锭，所述铸锭具有以下化学成分，即，含有Zn：超过6.5％(质量％，下同)且8.5％以下，Mg：0.5％以上1.5％以下，Cu：0.10％以下，Fe：0.30％以下，Si：0.30％以下，Mn：低于0.05％，Cr：低于0.05％，Zr：0.05％以上0.10％以下，Ti：0.001％以上0.05％以下，剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成，并且所述铸锭中的Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下；以及进行将该铸锭以超过540℃且580℃以下的温度加热1小时以上24小时以下的均质化处理。

在上述铝合金材料的制造方法的制造过程中，制作具有上述特定的化学成分的、且将Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)设定为上述特定的范围的铸锭。然后，在上述特定的条件下对该铸锭进行均质化处理。特别是，通过将均质化处理中的加热温度设定为超过540℃且580℃以下的高温，而能够容易地获得使上述铝合金材料由等粒状的再结晶组织构成，即，使金属组织由等粒状的再结晶组织构成，并且表面质量、韧性、抗SCC性优异的高强度铝合金材料。

附图说明

图1是示出弯曲试验方法的说明图。

图2是示出金属组织观察方法的说明图。

附图标记的说明

10…试验片

20…试样

具体实施方式

以下对本公开的实施方式进行说明。此外，本公开不限于以下实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内可以以各种方式进行实施。

对本公开的实施方式中的铝合金材料的各成分组成进行详细说明。

Zn：

Zn通过与Mg共存而析出η’相，从而具有提高强度的效果。Zn的含量范围为超过6.5％且8.5％以下。当Zn含量为6.5％以下时，η’相的析出量减少，因此会使提高强度的效果降低。另一方面，当Zn含量超过8.5％时，热加工性劣化，因此，生产率降低。Zn含量的优选范围为7.0％以上8.0％以下。

Mg：

Mg通过与Zn共存而析出η’相，从而具有提高强度的效果。Mg的含量范围为0.5％以上1.5％以下。特别是，通过将Mg含量的上限限制在1.5％以下，而能够在获得提高强度的效果的同时，还能够抑制化合物在晶粒边界(晶界、亚晶界等)上的析出。因此，在进行阳极氧化处理等表面处理时，能够减少在晶界、亚晶界等上析出的化合物在预处理时被腐蚀的量，从而能够抑制表面处理后的表面上产生鳞片状图案。

当Mg含量低于0.5％时，η’相的析出量减少，因此会使提高强度的效果降低。另一方面，当Mg含量超过1.5％时，在晶界、亚晶界等上容易生成粗大的化合物，由于该化合物在阳极氧化处理等表面处理的预处理时被腐蚀的量增加，所以在表面处理后的表面上会产生鳞片状图案，从而使表面质量降低。为了获得良好的表面质量并获得更高的强度，优选Mg含量为1.0％以上1.3％以下。

Cu：

当使用回收再利用材料作为铝合金材料的原料时有可能混入Cu。在7000系铝合金中，含有Cu会有助于提高强度，而另一方面，却会产生经阳极氧化处理等表面处理而使表面的色调带黄色这样的色调变化等，从而可能成为使表面质量降低的原因。因此，特别是当表面处理后的表面的色调受到重视时，需要限制Cu含量的上限。由此，通过将Cu含量的上限限制在0.10％以下，而能够抑制上述表面质量的降低。Cu含量优选为0.08％以下。

Fe、Si、Mn、Cr：

Fe、Si有可能作为铝基体金属的杂质而混入。当使用回收再利用材料作为铝合金材料的原料时有可能混入Mn、Cr。上述四种成分中，Fe、Si、Mn通过与Al形成Al-Mn系、A1-Mn-Fe系、A1-Mn-Fe-Si系的金属间化合物，而具有抑制再结晶的作用。此外，Cr通过与A1形成A1-Cr系的金属间化合物，而具有抑制再结晶的作用。因此，通过含有上述四种成分，来抑制再结晶组织的形成，并且取而代之地形成纤维状组织。

即，如果过量地含有上述四种成分会形成纤维状组织，纤维状组织和化合物尺寸、分布相互作用而在阳极氧化处理等表面处理后的表面上产生条纹状图案，从而使表面质量降低。因此，通过将Fe含量限制在0.30％以下，将Si含量限制在0.30％以下，将Mn含量限制为低于0.05％，并将Cr含量限制为低于0.05％，而能够抑制纤维状组织的形成，从而能够抑制如上所述的表面质量的降低，具体而言，能够抑制条纹状图案的产生。

Zr：

为了获得微细且均匀的再结晶组织而添加Zr。Zr的含量范围为0.05％以上0.10％以下。Zr与Al形成微细的Al-Zr系化合物。该A1-Zr系化合物，在铝合金材料的制造过程中，晶体结构根据铸锭的均质化处理的温度而变化。当均质化处理的温度为540℃以下时，生成具有与母相共格的Ll₂型结构的亚稳相，在热加工后的组织中抑制再结晶并容易形成纤维状组织。另一方面，通过在超过540℃且580℃以下的温度下进行均质化处理，Al-Zr系化合物变化为具有D0₂₃型结构的平衡相，在热加工后形成等粒状的再结晶组织而不是纤维状组织，并且，通过阻碍晶界的移动而抑制再结晶晶粒的粗大化。

当Zr含量低于0.05％时，难以获得抑制再结晶晶粒的粗大化的效果，而形成再结晶晶粒部分粗大化的不均匀的金属组织，从而会产生在阳极氧化处理等表面处理后的表面上能够目视识别出斑状图案等问题，从而使表面质量降低。另一方面，当Zr含量超过0.10％时，由于Al-Zr系化合物更密集地分布，所以抑制再结晶而形成纤维状组织，因此，在表面处理后的表面上产生条纹状图案，从而使表面质量降低。

Ti：

为了实现铸锭晶粒的微细化而添加Ti。Ti的含量范围为0.001％以上0.05％以下。当Ti含量低于0.001％时，由于晶粒微细化效果变小，所以在阳极氧化处理等表面处理后的表面上容易产生斑状图案，从而使表面质量降低。另一方面，当Ti含量超过0.05％时，由于Ti与Al形成的Al-Ti系的金属间化合物等而导致在表面处理后的表面上容易产生点状缺陷，从而使表面质量降低。

其他元素：

除上述元素之外的其他元素基本上可以是Al和不可避免的杂质。通常，在不显著影响特性的范围内允许将除上述元素之外的元素作为不可避免的杂质添加到铝合金中。

在铝合金材料中，Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下。如上所述，通常，在7000系铝合金中，通过添加Zn或Mg可以获得更高的强度。然而，大量添加Zn会使热加工性降低，而大量添加Mg会促进粗大的化合物的生成从而使表面处理性劣化并使韧性降低。此外，已知在一般的7000系合金中通过使金属组织成为再结晶组织会使抗SCC性降低。在本公开中，通过限制Zn以及Mg的含量的上限，并且将质量比(Zn/Mg)设定在上述特定的范围，而获得以下特性。

具体而言，通过限制Zn以及Mg的含量的上限，以减少化合物MgZn₂的生成量的绝对值。此外，通过使质量比(Zn/Mg)为16以下，即除了相对地减少Mg含量外，还通过将质量比(Zn/Mg)限制在16以下，而能够抑制化合物MgZn₂粗大成长，并使化合物MgZn₂成为微细的化合物，由此来提高韧性。

此外，关于抗SCC性，通常，在7000系铝合金中，因为晶界、亚晶界等附近的母相的电位相对于在晶界、亚晶界等上析出的化合物MgZn₂的电位变高，所以在应力腐蚀环境下因该电位差而发生局部阳极溶解，从而在晶界、亚晶界等附近产生裂纹。其结果会导致应力集中，产生开裂并加以扩展。在本公开中，通过使质量比(Zn/Mg)为5以上，即除了相对地增加在母相中固溶的Zn的量之外，还通过将质量比(Zn/Mg)限制为5以上，而能够减小与存在于晶界、亚晶界等处的化合物MgZn₂的电位差，从而即使是再结晶组织也能提高抗SCC性。

如上所述，在本公开中，通过限制Zn以及Mg的含量的上限，并将质量比(Zn/Mg)设定为5以上16以下，而获得表面质量良好的且韧性及抗SCC性优异的高强度的铝合金材料。

在上述Zn以及Mg的含量的范围，当质量比(Zn/Mg)低于5时，会使Zn和Mg的化合物减少并使其微细化的效果变小，从而不能充分地获得提高韧性的效果。另一方面，当质量比(Zn/Mg)超过16时，由于Zn含量变多而容易在晶界、亚晶界等附近发生阳极溶解，从而使抗SCC性降低。质量比(Zn/Mg)的优选范围为7以上16以下。

上述铝合金材料的金属组织由等粒状的再结晶组织构成。再结晶组织是由等粒状的再结晶晶粒构成的金属组织。金属组织能够例如通过用偏光显微镜观察铝合金材料的表面或截面来确认。

在上述铝合金材料中，再结晶组织优选使和与铝合金材料的加工方向(例如，当为挤压材料时，即为挤压方向)正交的方向的相平行的截面中的晶粒的平均粒径为500μm以下，并且，优选使晶粒的粒径的最大值和最小值之差小于300μm。在这种情况下，再结晶组织的晶粒的粒径变得更均匀，从而可以获得良好的表面质量。此外，加工方向中的“加工”是指挤压加工、轧制加工等。此外，“和与加工方向正交的方向相平行的截面”是指，例如，当加工方向为长度方向时，和宽度方向相平行的截面(与厚度方向正交的截面)。

当再结晶组织中的晶粒的平均粒径超过500μm时，晶粒变得过于粗大，从而有可能在阳极氧化处理等表面处理后的表面上产生由于粗大的晶粒而引起的斑状图案。此外，当晶粒的粒径的最大值和最小值之差为300μm以上时，金属组织变得不均匀，从而有可能使光在表面处理后的表面上的反射状态变得不均匀。

对于上述铝合金材料，JIS Z2241(IS06892-1)规定的耐力优选为300MPa以上，更优选为350MPa以上。由此，可以比较容易地获得能够应对为了实现轻量化而进行薄壁化时的强度特性。

接下来，在上述铝合金材料的制造方法中，制作具有上述化学成分，且Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下的铸锭，并进行将该铸锭以超过540℃且580℃以下的温度加热1小时以上24小时以下的均质化处理。

当上述均质化处理的加热温度为540℃以下时，铸锭中存在的A1-Zr系化合物成为具有与母共格的Ll₂型结构的亚稳相，从而抑制在热加工后的组织中再结晶并容易形成纤维状组织。因此，在阳极氧化处理等表面处理后的表面上产生条纹状图案，从而使表面质量降低。此外，铸锭中的偏析层未被均质化，从而使热加工后的组织成为不均匀的再结晶组织，同样会使最终的表面质量降低。另一方面，当上述均质化处理的加热温度高于580℃时，铸锭有可能局部熔融，因此，给实质上的制造造成困难。

因此，将上述均质化处理的加热温度设定为超过540℃且580℃以下。由此，铸锭中存在的Al-Zr系化合物变为具有D0₂₃型结构的平衡相，在热加工后成为等粒状的再结晶组织而不是纤维状组织，并且，通过阻碍晶界的移动而抑制再结晶晶粒的粗大化。

此外，在上述均质化处理的加热时间短于1小时的情况下，铸锭中的偏析层未被均质化，从而使热加工后的组织成为不均匀的再结晶组织，与上述情况相同地，使最终的表面质量降低。另一方面，如果上述均质化处理的加热时间超过24小时，则成为铸锭中的偏析层的均质化已充分进行的状态，从而不可能再期待更大效果。因此，将上述均质化处理的加热时间设定为1小时以上24小时以下。

上述铝合金材料包括例如由铝合金制成的挤压材料、板材等。本公开可以应用于各种铝合金材料及其制造方法。

实施例

(实施例1)

参照表1以及表2，并且与比较例进行比较来说明本公开的铝合金材料的实施例。以下所示的实施例示出了本公开的实施方式，并不对本公开进行限定。

如表1以及表2所示，在相同的制造条件下制造铝合金材料的化学成分不同的多个试样(实施例：试样1～试样23，比较例：试样24～试样38)，并对各试样进行各种评价。以下，对试样的制作方法以及各种评价方法进行说明。

<试样的制作方法>

通过半连续铸造而铸造具有表1所示的化学成分的、直径为90mm的圆柱形的铸锭(坯锭)。然后，进行将铸锭在560℃下加热12小时的均质化处理。此外，可以将均质化处理的加热温度设定为超过540℃且580℃以下。此后，在将铸锭的温度保持在520℃的状态下，对铸锭进行热挤压加工。由此，获得宽度150mm、厚度10mm的挤压材料。

随后，进行将热挤压加工后的挤压材料以1500℃/分钟的冷却速度冷却至100℃的骤冷处理。然后，将经过骤冷处理的挤压材料冷却至室温，之后，进行将挤压材料在140℃下加热12小时的人工时效处理。由此，获得铝合金材料(挤压材料)的试样。

<机械特性评价方法>

通过基于JIS Z2241(ISO 6892-1)的方法，由试样制作试验片，测定该试验片的拉伸强度、耐力以及伸长率。将耐力为300MPa以上的试样判定为合格。此外，耐力的判定基准仅为一例。

此外，关于弯曲试验，如图1所示，由试样的宽度方向中央部分制作厚度10mm、宽度10mm、长度120mm的试验片10，通过三点弯曲试验测定该试验片10的弯曲变形量Δ。具体而言，准备具有基部11以及两个支点部12的夹具，将试验片10静置在两个支点部12上。此时，在分别距离试验片10的两端10mm的位置处由两个支点部12支撑试验片10，并将支点间的距离设定为100mm。然后，通过顶端面的尺寸为10mm×10mm的压头13，施加与试样的宽度方向正交的方向的的负荷，即向下的负荷。在此，当施加4000kgf的负荷10秒后的弯曲变形量Δ超过4mm时判定为不合格“×”，当超过2mm且为4mm以下时判定为合格“○”，当为2mm以下时判定为更理想的结果“◎”。

<韧性评价方法>

通过基于JIS Z2242的方法，进行夏比冲击试验。具体而言，制作厚度7.5mm、宽度10mm、长度55mm的试验片。试验片的长度方向平行于挤压方向，且试验片具有形成为与挤压方向正交的深2mm的U形缺口。然后，对试验片进行夏比冲击试验，并测定冲击值。当冲击值为15J/cm²以上时判定为合格，当低于15J/cm²时判定为不合格。此外，冲击值的判定基准仅为一例。

<抗SCC性评价方法>

通过基于JIS Z8711的方法，进行SCC试验。具体而言，制作C环形状(外径19mm、内径16mm、厚度8mm)的试验片。然后，以使应力集中部的拉伸应力的负荷方向与试验片的挤压方向一致的方式，将耐力的90％的应力施加于试验片上，在该状态下，在25℃的温度环境下，将使试验片在浓度为3.5％的盐水中浸渍10分钟之后使其干燥50分钟的步骤作为一个循环而重复实施。30天后，通过目视来确认在试验片上是否产生开裂。当在试验片上没有产生开裂时判定为合格，当在试验片上产生了开裂时判定为不合格。

<金属组织观察方法>

对于试样，当将加工方向(在此为挤压方向)设定为长度方向时，观察与宽度方向相平行的截面中的、宽度方向中央附近部分的组织。如图2所示，将作为试样的挤压材料20切断，并对挤压材料20的厚度中央位置处的截面以及上下的1/4厚度位置处的截面的总共三个截面进行电解研磨，之后，通过偏光显微镜以50～100倍的倍率取得各截面的显微镜像(例如图2中的下方所示的图像)。然后，从所取得的显微镜像确认金属组织是否为等粒状的再结晶组织，当金属组织为纤维状时判定为合格，当金属组织不均匀时判定为不合格。如图2所示，观察方向为试样的厚度方向。

此外，对于金属组织为等粒状的再结晶组织的试样，对所取得的显微镜像进行图像解析，并求取各截面的晶粒的当量圆直径，从而对各截面分别算出晶粒的平均粒径。此外，对各截面分别求取晶粒的最大直径以及最小直径，并且将所求取的最大直径以及最小直径中的最大的直径设为最大值，将其中最小的直径设为最小值，从而算出晶粒的粒径的最大值与最小值之差(粒径差)。将各截面的晶粒的平均粒径为500μm以下，并且观察到的所有截面中的晶粒的粒径的最大值与最小值之差(粒径差)小于300μm的试样判定为理想结果。

<表面质量评价方法>

对试样的表面进行了机械研磨(抛光研磨)之后，用氢氧化钠水溶液进行腐蚀，并且进一步进行除垢处理。然后，使用磷酸-硝酸法将除垢处理后的试样在90℃的温度下化学研磨1分钟。

随后，将化学研磨后的试样在浓度为15％的硫酸浴中，并在电流密度为150A/m²的条件下进行阳极氧化处理，形成厚度为10μm的阳极氧化覆膜。此后，将阳极氧化处理后的试样浸渍于沸水中，进行阳极氧化覆膜的封孔处理。以上述方式，对试样进行表面处理(阳极氧化处理)。

随后，通过目视观察表面处理(阳极氧化处理)后的试样的表面。首先，从垂直于试样表面的方向进行观察，将在试样的表面上没有出现鳞片状图案、条纹状图案、斑状图案、点状缺陷等表面缺陷的试样判定为合格。此外，沿与试样表面成30°的方向进行观察，将光在试样表面的反射状态均匀的试样判定为更理想的结果。

在上述表面缺陷中，鳞片状图案是指，在金属组织为等粒状的再结晶组织的情况下，在表面处理的预处理时，在晶界、亚晶界等上析出的化合物被腐蚀，其结果使得沿晶界、亚晶界等呈现为鳞片状的图案(晶粒看起来非常明显的图案)。条纹状图案是指，在金属组织为纤维状组织的情况下，在表面处理的预处理时，在晶界、亚晶界等上析出的化合物被腐蚀，其结果使得沿晶界、亚晶界等呈现为条状的图案。斑状图案是指，由于晶粒尺寸不同导致部分晶粒粗大，部分晶粒微细，大小不同的晶粒在表面处理后呈现为斑状的图案。点状缺陷是指，由于粗大的化合物被腐蚀，而造成粗大的化合物脱落等，在化合物存在的地方形成凹状的凹陷，该凹陷在表面处理后呈现为点状的图案。

[表1]

[表2]

各试样的评价结果示于表2。此外，在表2中，对各试样中没有被判定为合格的(判定为不合格的)评价结果等标注有下划线。

由表2可知，对于试样1～试样23，其金属组织为等粒状的再结晶组织，并且其机械特性(耐力、弯曲试验)，韧性(冲击值)，抗SCC性(应力腐蚀开裂)，金属组织观察(金属组织、平均粒径、粒径差)，表面质量(表面处理后的缺陷、光反射状态)的所有评价项目中为合格或者不仅为合格还是更理想的结果。即，不仅在强度、韧性、表面质量方面都显示出优异的特性，并且在抗SCC性方面也显示出优异的特性。

此外，对于试样23，虽然没有观察到表面处理后的缺陷，但是晶粒的粒径差(最大值与最小值的差)稍大，因此，光反射状态中的一部分不均匀。不过，表面质量没有问题。此外，所有其他的评价项目都为合格或者不仅为合格还是更理想的结果。即，不仅在强度、韧性、表面质量方面都显示出优异的特性，并且在抗SCC性方面也显示出优异的特性。

对于试样24，由于Zn含量过低，所以不能充分获得提高强度的效果，耐力为不合格。另一方面，对于试样25，由于Zn含量过高，所以热加工性差，难以在实质的设备中进行热挤压加工。

对于试样26，由于Mg含量过低，所以不能充分获得提高强度的效果，耐力为不合格。另一方面，对于试样27，由于Mg含量过高，所以在晶界、亚晶界等上存在粗大的化合物，从而在阳极氧化处理后的表面上产生鳞片状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样28，由于Cu含量过高，所以阳极氧化处理后的表面的色调带黄色，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样29，由于Zr含量过低，所以形成粗大的且不均匀的再结晶组织，从而在阳极氧化处理后的表面上产生斑状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。另一方面，对于试样30，由于Zr含量过高，所以形成纤维状组织，从而在阳极氧化处理后的表面上产生条纹状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样31，由于Si含量过高，所以形成纤维状组织，从而在阳极氧化处理后的表面上产生条纹状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样32，由于Fe含量过高，所以形成纤维状组织，从而在阳极氧化处理后的表面上产生条纹状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样33，由于Mn含量过高，所以形成纤维状组织，从而在阳极氧化处理后的表面上产生条纹状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样34，由于Cr含量过高，所以形成纤维状组织，从而在阳极氧化处理后的表面上产生条纹状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样35，由于Ti含量过低，所以铸锭组织变得粗大，热挤压加工后的金属组织变得不均匀，从而在阳极氧化处理后的表面上产生斑状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。另一方面，对于试样36，由于Ti含量过高，所以形成粗大的金属间化合物，从而在阳极氧化处理后的表面上产生点状缺陷，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

此外，表面处理后的缺陷被判定为不合格的试样27、试样29～试样36在光反射状态的项目中为不均匀。

对于试样37，由于质量比(Zn/Mg)过低，所以冲击值低于15，冲击值(韧性)为不合格。另一方面，对于试样38，由于质量比(Zn/Mg)过高，所以在抗SCC性试验中产生应力腐蚀开裂，应力腐蚀开裂(抗SCC性)为不合格。

(实施例2)

参照表3以及表4，并且与比较例进行比较来说明上述铝合金材料的制造方法的实施例。以下所示的实施例示出了本公开的实施方式，并不对本公开进行限定。

在本例中，如表3所示，改变铝合金材料的制造条件而制作多个试样(实施例：试样A～试样H，比较例：试样I～试样N)，并对各试样进行各种评价。铝合金材料的化学成分与上述实施例1的试样10或试样11(参照表1)相同。以下，对试样的制作方法进行说明。此外，各种评价方法与上述实施例1相同。

<试样的制作方法>

通过半连续铸造，铸造具有与上述实施例1的试样10或试样11(参照表1)相同的化学成分的、直径为90mm的圆柱形的铸锭(坯锭)。然后，进行将铸锭在表3所示的温度以及时间的条件下加热的均质化处理。此后，在铸锭的温度为520℃的状态下，对铸锭进行热挤压加工。由此，获得宽度150mm、厚度10mm的挤压材料。

随后，进行将热挤压加工后的挤压材料以1500℃/分钟的冷却速度冷却至100℃的骤冷处理。然后，将经过骤冷处理的挤压材料冷却至室温，并进行将挤压材料在140℃下加热12小时的人工时效处理。由此，获得铝合金材料(挤压材料)的试样。

[表3]

[表4]

由表4可知，对于试样A～试样H，其金属组织为等粒状的再结晶组织，并且其机械特性(耐力、弯曲试验)，韧性(冲击值)，抗SCC性(应力腐蚀开裂)，金属组织观察(金属组织、平均粒径、粒径差)，表面质量(表面处理后的缺陷、光反射状态)的所有评价项目中为合格或为理想结果。即，不仅在强度、韧性、表面质量方面都显示出优异的特性，并且在抗SCC性方面也显示出优异的特性。

对于试样I以及试样J，由于均质化处理的温度过低，所以存在Ll₂型结构的Al-Zr系化合物，并形成纤维状组织。因此，在阳极氧化处理后的表面上产生条纹状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

对于试样K以及试样L，由于均质化处理的温度过高，所以产生局部熔融，所以难以在实质的设备中进行热挤压加工。

对于试样M以及试样N，由于均质化处理的时间过短，所以热挤压加工后的金属组织变得不均匀，从而在阳极氧化处理后的表面上产生斑状图案，能观察到表面处理后的缺陷，故判定为不合格。

此外，在上述实施例1、2中，作为本公开的铝合金材料的一个实施方式对挤压材料进行了评价，不过，即使是例如板材等其他实施方式，也能够获得与上述实施例1、2相同的结果。

Claims (3)

1.一种铝合金材料，其特征在于，

所述铝合金材料具有以下化学成分，即，含有Zn：超过6.5％(质量％，下同)且8.5％以下，Mg：0.5％以上1.5％以下，Cu：0.10％以下，Fe：0.30％以下，Si：0.30％以下，Mn：低于0.05％，Cr：低于0.05％，Zr：0.05％以上0.09％以下，Ti：0.001％以上0.05％以下，以及剩余部分，

所述剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成；

所述铝合金材料中的Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下；

所述铝合金材料的金属组织由等粒状的再结晶组织构成。

2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，

在所述再结晶组织中，在和与加工方向正交的方向相平行的截面中的晶粒的平均粒径为500μm以下，并且，所述晶粒的粒径的最大值和最小值之差小于300μm。

3.一种铝合金材料的制造方法，所述铝合金材料的金属组织由等粒状的再结晶组织构成，所述铝合金材料的制造方法的特征在于，包括以下工序：

制作铸锭，所述铸锭具有以下化学成分，即，含有Zn：超过6.5％(质量％，下同)且8.5％以下，Mg：0.5％以上1.5％以下，Cu：0.10％以下，Fe：0.30％以下，Si：0.30％以下，Mn：低于0.05％，Cr：低于0.05％，Zr：0.05％以上0.09％以下，Ti：0.001％以上0.05％以下，以及剩余部分，所述剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成，并且所述铸锭中的Zn与Mg的质量比(Zn/Mg)为5以上16以下；以及

进行将该铸锭以超过540℃且580℃以下的温度加热1小时以上24小时以下的均质化处理。

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