CN109055836A

CN109055836A - 铝合金制汽车构件

Info

Publication number: CN109055836A
Application number: CN201811025447.9A
Authority: CN
Inventors: 有贺康博; 宍户久郎
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2018-12-21
Also published as: US20150218679A1; CN104619872A; WO2014046046A1

Abstract

提供一种由7000系铝合金轧制板构成的，兼备强度和耐应力腐蚀裂纹性的汽车构件。由特定组成的7000系铝合金轧制板构成汽车构件，在人工时效处理后的该铝合金板的晶粒内，控制由X射线小角散射法评价的微细粒子的粒度分布，和该粒度分布的标准化分散，达到0.2％屈服强度为350MPa以上的高强度和高延展性且兼备耐SCC性。另外，由特定组成的7000系铝合金轧制板构成汽车构件，在人工时效处理后的该铝合金板的晶粒内，使通过倍率300000倍的透射型电子显微镜测量的纳米尺寸的析出物以特定的数密度存在，从而达到0.2％屈服强度为350MPa以上的高强度和高延展性且使之兼备耐SCC性。

Description

铝合金制汽车构件

本申请是申请号：201380047185.5，申请日：2013.09.13，发明名称：“铝合金制汽车构件”的PCT/JP2013/074862申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及高强度的铝合金制汽车构件。

背景技术

近年来，从考虑地球环境等的角度出发，汽车车体的轻量化的社会性的要求越发高涨。为了应对这一要求而进行的是，汽车车体之中，针对面板(引擎罩、车门、车顶等的外板、内板)、保险杠加强件(保险杠R/F)、车门防撞梁等的补强材等，应用铝合金材料而部分性地取代钢板等的钢铁材料。

但是，为了汽车车体的进一步轻量化，在汽车构件之中，还需要在特别有助于轻量化的车体框架、立柱等的汽车结构构件中也扩大铝合金材料的应用。但是，这些汽车结构构件所要求的0.2％屈服强度为350MPa以上等需要比所述汽车面板高强度化。在这一点上，在所述汽车面板中所使用的成形性、强度、耐腐蚀性，而且在低合金组成下再循环性优异的JIS至AA 6000系铝合金板中，即使控制组成和调质(固溶处理和淬火处理，还有人工时效硬化处理)，在达成所述高强度化上仍有很大局限。

因此，在这样的高强度的汽车结构构件中，需要采用有同样的高强度要求的作为所述补强材而使用的JIS至AA 7000系铝合金板。但是，Al－Zn－Mg系铝合金即7000系铝合金，是通过使Zn和Mg所构成的析出物MgZn₂高密度分布而达成高强度的合金。因此，有发生应力腐蚀裂纹(以下，称SCC)的危险性，为了对其加以防止，实际情况是不得不进行过时效处理，以屈服强度300MPa的程度使用，作为高强度合金的特征薄弱。

因此，迄今为止，提出有各种强度和耐SCC性这两方面都优异的7000系铝合金的组成控制和析出物等的组织控制。

作为组成控制的代表例，例如，在专利文献1中利用的是，相比7000系铝合金挤出材的、不多不少地形成MgZn₂的Zn和Mg量(MgZn₂的化学计量比)而过剩添加的Mg，这有助于高强度化，通过相比MgZn₂的化学计量比而过剩地添加Mg，从而抑制MgZn₂量，不使耐SCC性降低，而可达成高强度化。

作为析出物等的组织控制的代表例，例如，在专利文献2中，根据透射型电子显微镜(TEM)的观察结果，使人工时效硬化处理后的7000系铝合金挤出材的、晶粒内的粒径为1～15nm的析出物，以1000～10000个/μm²的密度存在，以减小晶内与晶界的电位差，使耐SCC性提高。

除此之外，虽不能全部例示，但7000系铝合金挤出材的强度和耐SCC性的两方均优异的组成控制例和析出物等的组织控制例，与很多挤出材的实用化成比例而大量存在。相对于此，7000系铝合金板中，现有的组成控制和析出物等的组织控制例，极少是对应板的实用化的。

例如，在专利文献3中提出，在7000系铝合金板之间被焊接接合的复合板所构成的结构材中，为了强度提高，而使人工时效硬化处理后的时效析出物作为直径为(埃)以下的球状存在一定量。但是，关于耐SCC性的性能完全没有公开，实施例中也没有耐腐蚀性的数据。

另外，在专利文献4中，针对人工时效硬化处理后的7000系铝合金板的晶粒内的结晶析出物，通过用400倍的光学显微镜的测量，使其大小(换算为面积等价的当量圆直径)为3.0μm以下，平均面积分率为4.5％以下，以使强度和延伸率提高。但是，关于耐SCC性的性能完全没有公开，实施例中也没有耐腐蚀性的数据。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－144396号公报

专利文献2：日本特开2010－275611号公报

专利文献3：日本特开平9－125184号公报

专利文献4：日本特开2009－144190号公报

如此，强度和耐SCC性这两方都优异的7000系铝合金的组成控制、析出物等的组织控制等的各种提议，历来是针对挤出材进行。但是，关于热轧板或冷轧板(热轧板再进行冷轧)这样的7000系铝合金轧制板，实际状况是，除了提高强度的目的以外，则没有什么提议。

而且，挤出材与所述轧制板，在其热加工工序等的制造过程完全不同，制成的晶粒和析出物等的组织，例如晶粒是沿挤出方向伸长的纤维状等，与晶粒基本上为等轴晶粒的轧制板大不相同。因此，所述挤出材的组成控制、析出物等的组织控制等的提议，是否能够直接应用于7000系铝合金轧制板，或是由该7000系铝合金轧制板构成的汽车结构构件，到底对强度和耐SCC性两方的提高是否有效尚不清楚。即，除非实际确认，否则终究不过是预想的阶段。

因此，关于由7000系铝合金轧制板构成的汽车构件的强度和耐SCC性两方均优异的组织控制技术，现状是尚无有效的手段，不明之处很多，仍有阐明的余地。

发明内容

鉴于以上所述课题，本发明的目的在于，提供一种由7000系铝合金轧制板构成的，兼备强度和耐应力腐蚀裂纹性的汽车构件。

为了达成这一目的，本发明铝合金制汽车构件的要旨，其特征在于，由如下组成的Al－Zn－Mg系铝合金轧制板构成，其以质量％计，含有Zn：3.0～8.0％、Mg：0.5～4.0％，余量由Al和不可避免的杂质构成，作为实施了人工时效硬化处理后的组织，具有以X射线小角散射法测量到的晶粒内的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径为1nm以上且7nm以下、并且所述粒度分布的标准化分散为40％以下的组织，同时0.2％屈服强度在350MPa以上。

另外，为了达成这一目的，本发明铝合金制汽车构件的要旨，其特征在于，由如下组成的Al－Zn－Mg系铝合金轧制板，其以质量％计，含有Zn：3.0～8.0％、Mg：0.5～4.0％，余量由Al和不可避免的杂质构成，作为实施了人工时效硬化处理后的组织，具有以倍率300000倍的透射型电子显微镜测量到的晶粒内的尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度以平均计为2.0×10⁴个/μm³以上的组织，同时0.2％屈服强度在350MPa以上。

发明的效果

本发明所谓的铝合金轧制板，是经过热态轧制的热轧板和经过冷态轧制的冷轧板，还指实施了固溶处理和淬火处理等的调质的原材铝合金板。并且，本发明将这样的原材铝合金轧制板加工成汽车构件，再作为汽车构件进行组装，是实施了人工时效硬化处理后的汽车构件。

因此，在本发明中，不是规定原材的铝合金轧制板的状态，而是规定作为最终的使用状态的汽车构件的组成、组织和强度。即，规定的是原材铝合金轧制板作为汽车构件被组装，再作为汽车车体被进行人工时效硬化处理后的组成、组织、强度。还有，本发明所谓的人工时效硬化处理，是指通过人工加热进行的时效硬化处理，明确有别于室温等之下的自然时效硬化(以下，仅称为人工时效处理或时效处理)。

在本发明中，控制这样的铝合金制汽车构件的、由所述X射线小角散射法测量到的晶粒内的微细粒子的粒度分布。另外，通过这一控制，也能够防止晶界存在的析出物、晶粒内存在的粗大的析出物的析出。

另外，在本发明中，使这样的铝合金制汽车构件的、能够由所述高倍率的透射型电子显微镜测量到的纳米尺寸的微细的析出物，在晶粒内以所述规定的一定量的数密度存在。另外，通过这一控制，也能够抑制晶界存在的析出物和晶粒内存在的粗大的析出物的析出。

由此，本发明能够达成铝合金制汽车构件的0.2％屈服强度为350MPa以上这样的高强度化，尽管是这样的高强度，仍能够抑制耐SCC性的降低。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施的方式，就每一要件加以具体说明。

首先，以下对于作为本发明汽车构件的或原材铝合金轧制板的化学成分组成，包括各元素的限定理由在内进行说明。还有，各元素的含量的％显示全部是质量％的意思。

本发明铝合金轧制板的化学成分组成，作为Al－Zn－Mg－Cu系的7000系铝合金，为保证本发明所设想的汽车构件的强度、耐SCC性等的特性而决定。从这一观点出发，本发明铝合金轧制板的化学成分组成为，以质量％计，含有Zn：3.0～8.0％、Mg：0.5～4.0％，余量由Al和不可避免的杂质构成。这一组成中，还也可以选择性地含有Cu：0.05～0.6％、Ag：0.01～0.15％中的一种或两种，除此之外，或有别于此，也可以选择性地含有Mn：0.05～0.3％、Cr：0.03～0.2％、Zr：0.03～0.3％中的一种或两种以上。

Zn：3.0～8.0％：

作为必须的合金元素的Zn，与Mg一起在人工时效硬化处理时，形成本发明中规定的作为Mg和Zn的金属间化合物的微细析出物，使强度和延伸率提高。Zn含量低于3.0％时，强度不足，若高于8.0％，则晶界析出物MgZn₂增加，SCC敏感性加强。因此，Zn含量为3.0～8.0％的范围。为了抑制该Zn含量变高、SCC敏感性加强，优选添加后述的Cu或Ag。优选为4.0～7.0％。

Mg：0.5～4.0％

作为必须的合金元素的Mg，与Zn一起在人工时效硬化处理时，形成本发明中规定的作为Mg和Zn的金属间化合物的微细析出物(MgZn团簇)，使强度和延伸率提高。Mg含量低于0.5％时，强度不足，若高于4.0％，板的轧制性降低，SCC敏感性也加强。因此，Mg含量为0.5～4.0％，优选为3.0％以下的范围。

Cu：0.05～0.6％、Ag：0.01～0.15％中的一种或两种：

Cu和Ag具有使Al－Zn－Mg系合金的耐SCC性提高的作用。含有其任意一方或两方时，Cu含量低于0.05％，以及Ag含量低于0.01％时，耐SCC性提高效果小。另一方面，若Cu含量高于0.6％，则反而使轧制性和焊接性等的诸特性降低。另外Ag含量即使含有高于0.15％，其效果也是饱和，造成高价。因此，Cu含量为0.05～0.6％，优选为0.4％以下，Ag含量为0.01～0.15％。

Mn：0.05～0.3％、Cr：0.03～0.2％、Zr：0.03～0.3％中的一种或两种以上：

Mn、Cr和Zr使铸锭的晶粒微细化而有助于强度提高。含有其任意一种、或2种、或3种时，如果Mn、Cr、Zr的含量均低于下限，则含量不足，再结晶被促进，耐SCC性降低。另一方面，如果Mn、Cr、Zr的含量高于各自的上限时，则形成粗大结晶物，所以延伸率降低。因此，为Mn：0.05～0.3％，Cr：0.03～0.2％，Zr：0.03～0.3％的各范围。

Ti、B：

Ti、B在轧制板中是杂质，但因为具有使铝合金铸锭的晶粒微细化的效果，所以作为7000系合金允许在JIS规格所规定的范围分别含有。Ti的上限为0.2％，优选为0.1％，B的上限为0.05％以下，优选为0.03％。

其他的元素：

另外，这些记载以外的Fe、Si等的其他元素是不可避免的杂质。作为熔融原料，除了纯铝锭以外，也假设(允许)有铝合金废料的使用带来的这些杂质元素的混入等，允许7000系合金的JIS规格所规定的范围内的各种含有。例如，如果Fe：0.5％以下，Si：0.5％以下，则不会对本发明的铝合金轧制板的特性造成影响而允许含有。

(组织)

在本发明中，规定为如下组织：使汽车构件的7000系铝合金组织，作为实施了人工时效硬化处理后的晶粒(晶粒内的)组织，以X射线小角散射法在晶粒内测量到的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径为1nm以上且7nm以下，并且所述粒度分布的标准化分散为40％以下。

所谓该微细粒子，是在所述人工时效硬化处理等时，生成于晶粒内的所述Mg和Zn的金属间化合物(组成为MgZn₂等)，其中对应所述组成，还有包含Cu、Zr等的含有元素的微细分散相。还有，本发明中所说的析出物的尺寸，是指无定形的析出物的当量圆直径。

如此，通过控制由X射线小角散射法测量到的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径、表示所述粒度分布的范围的标准化分散，能够达成铝合金制汽车构件的0.2％屈服强度为350MPa以上这样的高强度化和延伸率的提高。另外，同时，也能够抑制存在于晶界的析出物、存在于晶粒内的粗大的析出物的析出，这也有助于高强度化和延伸率的提高。而且，尽管是这样的高强度，仍能够抑制耐SCC性的降低。

该微细粒子的粒度分布的平均粒子直径低于1nm时，或反之高于7nm时，或所述粒度分布的标准化分散大于40％时，不能达成高强度化。其理由在于，有助于高强度化的所述微细粒子不足，另外，人工时效处理时，存在于所述晶界的析出物和存在于晶粒内的粗大的析出物大量生成的可能性也高。其结果是，耐SCC性也降低。但是，在所述粒度分布的标准化分散中，利用组成和热处理的控制也存在制造局限，作为下限只能减少至5％左右。

在本发明中，不是作为该原材铝合金轧制板的组织进行规定，而是该轧制板经加工，再进行人工时效硬化处理之后作为汽车构件的组织进行规定。这是由于，本发明中规定的纳米尺寸的微细的析出物，会因热处理条件不同而大幅变化，因所述原材的铝合金轧制板的固溶和淬火处理后，另外，也会因其后的汽车车体的涂装烘烤处理或人工时效处理条件不同，而大幅变化。

本发明的粒子直径为1nm以上且7nm以下这样的微细粒子，或此粒度分布的平均粒子直径和粒度分布的标准化分散过于微细，以所述现有技术中采用的400倍左右的光学显微镜等不能进行观察和测量，能够由规定的X射线小角散射法进行评价。

使用了X射线的小角散射法：

使用了X射线的小角散射法本身，历来可知是作为用于调查纳米级的结构信息的代表性的方法。若对物质照射X射线，则入射X射线反映物质内部的电子密度分布的信息，在入射X射线的周围发生散射X射线。例如，若在物质中存在粒子和电子密度的不均匀的区域，则不论结晶、非晶质等，X射线都会发生由于干扰而密度起伏引起的散射。只要其是铝合金等的金属，若在铝合金组织中存在纳米级的微小的粒子，则可观测到源于粒子的散射。该散射X射线发生的区域，使用Cu靶的波长的X射线的情况下，测量角度2θ为0.1～10度的程度以下。在所述X射线小角散射法中，能够分析该散射X射线，能够得到纳米级的微细的粒子的形状、大小、分布的信息等。

例如，日本特开2011－38136号等，为了测量5000系的Al－Mg系铝合金板在冲压成形时发生拉伸应变痕相关的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径、该粒度分布的峰值尺寸的数密度也被使用。

为了测量铝合金组织的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径，和该粒度分布的峰值尺寸的数密度，首先，求得铝合金板的由X射线小角散射法测量的X射线的散射强度轮廓。X射线的散射强度轮廓，例如，作为纵轴为X射线的散射强度(散射X射线的散射强度)、横轴为依存于测量角度2θ和波长λ的波矢q(nm^－1)求得。

本发明的1nm以上且7nm以下这样的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径、表示该粒度分布的范围的标准化分散，能够由所述X射线的散射强度轮廓求得。即，使测量到的X射线的散射强度，与根据粒子直径和尺寸分布的函数所表示的理论式计算出的X射线散射强度接近，如此通过非线性最小二乘法进行拟合，从而能够求得粒子直径和标准化分散值。

附带一句，分析这样的X射线的散射强度轮廓，求得微小析出物的粒度分布的分析方法(分析软件)，例如使用Schmidt等提出的公知的分析方法(参照I.S.FedorovaandP.Schmidt：J.Appl.Cryst.11，405，1978)。

X射线小角散射法的测量装置：

作为这样的X射线小角散射法的测量装置，例如在日本特开平9－119906号公报等中公开有代表性的小角散射装置，对于试样以微小角度(小角)照射X射线，使用二维的多线型等的检测器，测量来自所述试样散射的X射线。

关于该散射X射线发生的区域，在波长的X射线的情况下，测量角度是0.1～10度以下的程度的小角。如前述这样对于该散射X射线进行分析，能够得到所述粒度分布等有关粒子的形状、大小、分布的信息。

(组织)

另外，在本发明中，规定为如下组织：使汽车构件的7000系铝合金组织为实施了人工时效硬化处理之后的组织，以倍率300000倍的透射型电子显微镜测量到的尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度，在晶粒内以平均计为2.0×10⁴个/μm³。所谓该析出物，是在所述人工时效硬化处理等时生成于晶粒内的所述Mg和Zn的金属间化合物(组成为MgZn₂等)，是其中根据所述组成还包含Cu、Zr等的含有元素的微细分散相。还有，本发明所说的析出物的尺寸，是指无定形的析出物的当量圆直径(平均直径)。

如此，通过使2.0～20nm的微细的尺寸的析出物在晶粒内以所述规定的一定量的数密度存在，则能够达成铝合金制汽车构件的0.2％屈服强度为350MPa以上这样的高强度化和延伸率的提高。另外，通过如所述规定使所述微细的尺寸的析出物存在，也能够抑制存在于晶界的析出物、存在于晶粒内的粗大的析出物的析出，这也有助于高强度化和延伸率的提高。而且，尽管是这样的高强度，仍能够抑制耐SCC性的降低。

该尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度在晶粒内以平均计低于2.0×10⁴个/μm³时，不能达成高强度化。其理由是因为，有助于高强度化的所述尺寸为2.0～20nm的微细析出物不足。该尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度的上限，受到来自组成和热处理的控制的制造局限限制，晶粒内作为上限，只能以平均计达到10⁵个/μm³的级别左右使之在晶粒内析出。

在本发明中，不是作为该原材铝合金轧制板的组织进行规定，而是该轧制板经加工，再进行人工时效硬化处理之后作为汽车构件的组织进行规定。这是由于，本发明中规定的纳米尺寸的微细的析出物，会因热处理条件不同而大幅变化，因所述原材的铝合金轧制板的固溶和淬火处理后，另外，也会因其后的人工时效处理条件不同而大幅变化。

本发明的尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度过于微细，以所述现有技术中采用的400倍左右的光学显微镜等不能进行观察和测量，而能够利用规定的倍率300000倍的高倍率的透射型电子显微镜观察。

(制造方法)

以下，对于本发明的7000系铝合金轧制板的制造方法加以具体说明。

在本发明中，可以由7000系铝合金轧制板的通常的制造工序构成的制造方法进行制造。即，经过铸造(DC铸造法和连续铸造法)、均质化热处理、热态轧制的通常的各制造工序而制造，成为板厚1.5～5.0mm的铝合金热轧板。可以在这一阶段作为制品板，另外也可以在冷态轧制前或冷态轧制的中途，一边选择性地进行1次或2次以上的中间退火，一边再进行冷轧，作为板厚3mm以下的冷轧板的制品板。

(熔融、铸造冷却速度)

首先，在熔融、铸造工序中，适宜选择连续铸造法、半连续铸造法(DC铸造法)等的通常的熔融铸造法，铸造熔化调整为上述7000系成分组成范围内的铝合金熔液。

(均质化热处理)

接着，在对于所述铸造的铝合金铸锭进行热态轧制之前，实施均质化热处理。该均质化热处理(均热处理)，以组织的均质化，即，消除铸锭组织中的晶内偏析为目的。均质化热处理条件，优选为400～550℃左右的温度，从2小时以上的范围适宜选择均质化时间。

(热态轧制)

关于热态轧制，在热轧开始温度高于固相线温度的条件下，因为过烧发生而导致热轧本身困难。另外，热轧开始温度低于350℃时，热轧时的载荷过高，热轧本身困难。因此，热轧开始温度从350℃～固相线温度的范围选择而进行热态轧制，成为板厚2～7mm左右的热轧板。该热轧板不一定需要冷态轧制前的退火(粗退火)，但也可以实施。

(冷态轧制)

冷态轧制中，轧制上述热轧板，制作成1～3mm左右的期望的最终板厚的冷轧板(也包括卷材)。也可以在冷态轧制道次间进行中间退火。

(固溶和淬火处理)

冷态轧制后，进行固溶和淬火处理。关于固溶处理淬火处理，可以是一般性的加热、冷却方法，没有特别限定。但是，为了得到各元素的充分的固溶量和晶粒的微细化，优选450～550℃的固溶处理温度。

另外，从抑制使强度和成形性降低的粗大的晶界析出物形成的观点出发，优选固溶处理后的淬火处理的平均冷却速度为5℃/s以上。若该冷却速度小，则冷却中生成粗大的晶界析出物，另外固溶处理后的固溶量降低，涂装烘烤处理和预备时效处理中的硬化量降低。为了确保该冷却速度，淬火处理分别选择使用风扇等的空冷，喷雾、喷淋、浸渍等的水冷手段和条件。

另外，从抑制使强度和成形性降低的粗大的晶界析出物形成的观点出发，优选固溶处理后的淬火处理的平均冷却速度为5℃/s以上。若该冷却速度小，则冷却中生成粗大的晶界析出物，另外固溶处理后的固溶量降低，其后的时效处理中的硬化量降低。为了确保该冷却速度，淬火处理分别选择风扇等的空冷，喷雾、喷淋、浸渍等的水冷手段和条件。

人工时效硬化处理：

按以上方式制造的原材板，例如成形为汽车材之后的人工时效硬化处理的条件，以使之达到作为汽车材所要求的强度、延伸率的方式进行选择。例如，如果是一级时效处理，则100～150℃下的时效处理进行12～36小时(含过时效区域)。另外，在二级工序中，从如下范围选择：第一级的热处理温度在70～100℃的范围为2小时以上，第二级的热处理温度在100～170℃的范围为5小时以上的范围(含过时效区域)。

实施例

制造下述表1和表3所示的各成分组成的7000系铝合金冷轧板，模拟该经过调质的冷轧板在汽车构件中、特别是也被应用于高强度的汽车结构材的情况，测量评价时效硬化处理后该板的组织和机械特性。这些结果显示在下述表2中。

具体来说，各例均共通，对于下述表1和表3所示的各成分组成的7000系铝合金熔液进行DC铸造，得到45mm厚×220mm宽×145mm长的铸锭。对于该铸锭进行470℃×4小时的均质化热处理后，进行热态轧制，制造板厚5.0mm的热轧板。对于该热轧板不进行粗退火(退火)，另外不进行道次间的中间退火，而进行冷态轧制，同成为板厚2.0mm的冷轧板。然后，对于该冷轧板，各例均共通，进行500℃×30秒的固溶处理后再进行水冷。最后，以表2和表4分别所示的条件，进行模拟汽车结构材的人工时效硬化处理。

从如此得到的铝合金冷轧板和所述人工时效硬化处理后的铝合金板上提取试验片，按以下方式调查各铝合金板晶粒内的所述微细析出物的数密度、机械特性。这些的结果分别显示在表2中。

另外，从如此得到的人工时效硬化处理后的铝合金板上提取试验片，以如下方式调查晶粒内的所述微细析出物的数密度、机械特性。这些结果分别显示在表4中。

(机械特性)

各例均是切割所得到的各个铝合金板的中央部，对于提取到的板状试验片进行轧制直角方向的室温拉伸试验，测量抗拉强度(MPa)、0.2％屈服强度(MPa)、总延伸率(％)。室温拉伸试验基于JIS2241(1980)，以室温20℃进行试验。拉伸速度为5mm/分钟，以固定的速度进行直至试验片断裂。

(X射线小角散射测量)

关于X射线小角散射测量，各例均共通，使用(株)リガク制水平型X射线衍射装置Smart Lab，使用波长的X射线进行测量，各例均测量所述X射线的散射强度轮廓。关于试验装置，对于试验片表面垂直入射X射线，对于入射X射线以0.1～10度的微小角度(小角)，使用检测器测量从所述试验片向后方散射的X射线。使测量试样薄片化至大约80μm，进行测量。

使用编入有前述的Schmidt等提出的公知的分析方法的分析软件(株)リガク制粒径·空位分析软件NANO－Solver[Ver.3.5]测量该X射线的散射强度轮廓，以使该测量出的X射线散射强度与根据分析软件计算出的X射线散射强度的值接近方式，利用非线性最小二乘法进行拟合，从而求得平均粒径和标准化分散。

关于所述平均粒径，作为粒子假定为完全的球状，使用理论式计算散射强度，与实验值拟合而求得。另外，所述标准化分散因为不受粒径左右，而能够比较粒子分布的范围，故而采用。

以下显示该标准化分散的算式。

[算式1]

在此σ是标准化分散，n是粒子数，x是粒径，<x>是粒径的算术平均。

(微细析出物)

另外，表3所示的各例，均是由所述板状试验片的中央部截面制作薄膜试样，使用倍率300000倍的透射型电子显微镜，以加速电压200kV，观察膜厚0.1μm的地方，测量晶粒内的尺寸为2.0～20nm的析出物的平均数密度(个/μm³)。对于5个试验片进行此观察，分别求得晶粒内的尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度，进行平均化(为平均数密度)。在此，析出物的尺寸，如前述换算成面积等价的圆的直径而进行测量。

耐SCC性：

为了评价所述人工时效硬化处理后的铝合金板的耐SCC性，由铬酸促进法进行耐应力腐蚀裂纹试验。从所述经调质的冷轧板上切割下板状试验片，在400℃下的热处理后沿轧制直角方向施加4％应变的负荷，进行表2和表4分别所示的时效硬化处理之后，浸渍在90℃的试验溶液最长达10小时，目视观察SCC。还有，应力负荷通过紧固夹具的螺钉·螺母而使试验片的外表面发生拉伸应力，负荷应变通过与该外表面粘接的应变计进行测量。另外，试验溶液是在蒸馏水中添加氧化铬36g、重铬酸钾30g及氯化钠3g(每1升)而制作的。没有发生SCC的评价为○，截止至10小时而发生了SCC的评价为×。

如表1、2表明，表1的各发明例在本发明铝合金组成范围内，作为实施了汽车车体的涂装烘烤处理之后的组织，具有以X射线小角散射法测量的晶粒内的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径在1nm以上且7nm以下，并且表示所述粒度分布的范围的标准化分散为40％以下的组织。其结果是，所述人工时效处理后的0.2％屈服强度为350MPa以上，优选为400MPa以上，耐SCC性也优异。另外，总延伸率为优选的13.0％以上。

相对于此，表1的各比较例中，合金组成如表1，脱离本发明范围。比较例6其Zn超出下限。比较例7其Mg超出下限。这些比较例，虽然以优选的制造方法制造，但以X射线小角散射法测量的晶粒内的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径大，强度低。比较例8其Cu超出上限，因此热轧中发生大幅的裂纹而制造中断。比较例9其Zr超出上限。因此，形成粗大结晶物，延伸率明显低。

另外，比较例10中，合金组成如表1，虽然在本发明范围内，但人工时效硬化处理的加热时间过短，只是通过汽车车体的涂装烘烤处理，显示出无法得到高强度化的情况。

根据以上的结果证实，用于使本发明铝合金板达到高强度和高延展性，并且兼备耐SCC性的本发明各要件的临界性的意义。

[表1]

[表2]

另外，由表3、4表明，表3的各发明例在本发明铝合金组成范围内，作为实施了人工时效硬化处理之后的组织，具有尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度以平均计为2.0×10⁴个/μm³以上的组织。其结果是，所述人工时效处理后的0.2％屈服强度为350MPa以上，优选为400MPa以上，耐SCC性也优异。另外，总延伸率也为优选的13.0％以上。

相对于此，表3的各比较例中，合金组成如表3，脱离本发明范围。比较例16其Zn超出下限。比较例17其Mg超出下限。这些比较例，虽然以优选的制造方法制造，但尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度小，强度低。比较例18其Cu超出上限，因此热轧中发生大幅的裂纹而制造中断。比较例19其Zr超出上限。因此，形成粗大结晶物，延伸率明显低。

另外，比较例20中，合金组成如表3，虽然在本发明范围内，但由于人工时效硬化处理的加热时间过短等，显示出无法高强度化的情况。

由以上的结果可证实，用于使本发明铝合金板达到高强度和高延展性，并且兼备耐SCC性的本发明各要件的临界性的意义。

[表3]

[表4]

产业上的可利用性

如以上说明的，本发明能够提供由7000系铝合金轧制板构成的，兼备强度和耐应力腐蚀裂纹性的汽车构件。因此，适合于想使用铝合金使车体更轻量化的汽车构件，其中特别适合框架、立柱等的高强度的汽车结构构件。

Claims

1.一种铝合金制汽车构件，其特征在于，该铝合金由如下组成的Al－Zn－Mg系铝合金轧制板构成，其以质量％计含有Zn：3.0～8.0％、Mg：0.5～4.0％，余量由Al和不可避免的杂质构成，

作为实施了人工时效硬化处理后的组织，具有以X射线小角散射法测量的晶粒内的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径为1nm以上且7nm以下，并且所述粒度分布的标准化分散为40％以下的组织，同时0.2％屈服强度为350MPa以上。

2.根据权利要求1所述的汽车构件，其中，所述铝合金以质量％计还含有Cu：0.05～0.6％、Ag：0.01～0.15％中的一种或两种。

3.根据权利要求1或2所述的汽车构件，其中，所述铝合金以质量％计还含有Mn：0.05～0.3％、Cr：0.03～0.2％、Zr：0.03～0.3％中的一种或两种以上。

4.一种汽车构件，其特征在于，其为铝合金制汽车构件，该铝合金由如下组成的Al－Zn－Mg系铝合金轧制板构成，其以质量％计含有Zn：3.0～8.0％、Mg：0.5～4.0％，余量由Al和不可避免的杂质构成，

作为实施了人工时效硬化处理后的组织，具有以倍率300000倍的透射型电子显微镜测量的晶粒内的尺寸为2.0～20nm的析出物的数密度以平均计为2.0×10⁴个/μm³以上的组织，同时0.2％屈服强度为350MPa以上。

5.根据权利要求4所述的汽车构件，其中，所述铝合金以质量％计还含有Cu：0.05～0.6％、Ag：0.01～0.15％中的一种或两种。

6.根据权利要求4或5所述的汽车构件，其中，所述铝合金以质量％计还含有Mn：0.05～0.3％、Cr：0.03～0.2％、Zr：0.03～0.3％中的一种或两种以上。