CN112626383A

CN112626383A - 铝合金板

Info

Publication number: CN112626383A
Application number: CN202011071593.2A
Authority: CN
Inventors: 蔵本辽; 永井健史; 增田勇也; 大野一贵
Original assignee: Toyota Motor Corp; UACJ Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; UACJ Corp
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2021-04-09
Also published as: US11591674B2; JP6871990B2; JP2021059774A; US20210108293A1

Abstract

本发明提供一种铝合金板，容易降低材料成本并且能够通过冲压成型来提高强度。铝合金板具有如下的化学成分：含有Si：2.3～3.8质量％、Mn：0.35～1.05质量％、Mg：0.35～0.65质量％、Fe：0.01～0.45质量％，还含有选自由Cu：0.0010～1.0质量％、Cr：0.0010～0.10质量％、Zn：0.0010～0.50质量％及Ti：0.0050～0.20质量％组成的组中的一种或两种以上的元素，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，并且Si的含量相对于Mn的含量的质量比Si/Mn为2.5以上9.0以下。铝合金板的伸长率为23％以上。铝合金板具有导入3％的标称应变时的加工硬化指数为0.28以上的特性。

Description

铝合金板

技术领域

本发明涉及铝合金板。

背景技术

Al-Mg(铝-镁)合金、Al-Mg-Si(铝-镁-硅)合金、Al-Mg-Si-Cu(铝-镁-硅-铜)合金等含有Mg的铝合金尽管其比重为冷轧钢板的1/3左右，但具有与冷轧钢板同等的强度。另外，Al-Mg-Si合金及Al-Mg-Si-Cu合金具有烘烤硬化性，即，具有通过在涂装烧结等时进行加热从而与加热前相比强度提高的特性。有效利用这些特性，在强烈期望轻量化的汽车用车身片材或车身面板等领域中，从冷轧钢板向含有Mg的铝合金板的置换正在逐渐进展。

以往，在制作这种铝合金板时，作为铸造原料大多使用铝的纯度为99.9％以上的铝锭。但是，如果金属锭的使用量增多，则有可能导致材料成本的上升。

针对这样的问题，提出了使用汽车用铝部件碎料作为铸造原料的至少一部分的技术。例如，在专利文献1中记载了一种汽车用铝板材，其具有以下的铝合金组成，即：作为必要元素而含有大于2.6wt％且5wt％以下的Si(硅)、0.2～1.5wt％的Mg(镁)、0.2～1.5wt％的Zn(锌)、0.2～1.5wt％的Cu(铜)、0.2～1.5wt％的Fe(铁)、0.05以上且小于0.6wt％的Mn(锰)，还含有0.01～0.2wt％的Cr(铬)、0.01～0.2wt％的Ti(钛)、0.01～0.2wt％的Zr(锆)、0.01～0.2wt％的V(钒)当中的一种或两种以上，并且剩余部分由铝和不可避免的杂质构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-313931号公报

发明内容

专利文献1的汽车用铝板材在成型为最终产品的形状的过程中，有时会被实施冲压成型。但是，专利文献1的汽车用铝板材由于冲压成型时的加工硬化所引起的强度的上升量小，因此最终产品的强度有可能不充分。

为了提高最终产品的强度，例如也可想到进一步提高冲压成型前的汽车用铝板材的强度的方法。但是，当提高铝板材的强度时，有可能导致冲压成型性的恶化，诸如伸长率降低、在冲压成型时容易产生褶皱等。因此，从在避免冲压成型性的恶化的同时提高最终产品的强度的观点出发，要求加工硬化所引起的强度的上升量大的铝板材。

本发明是鉴于这样的背景而完成的，其目的在于提供一种容易降低材料成本并且能够通过冲压成型来提高强度的铝合金板。

用于解决问题的手段

本发明的一个方式涉及一种铝合金板，其具有如下的化学成分：含有Si(硅)：2.3质量％以上且3.8质量％以下、Mn(锰)：0.35质量％以上且1.05质量％以下、Mg(镁)：0.35质量％以上且0.65质量％以下、Fe(铁)：0.01质量％以上且0.45质量％以下，还含有选自由Cu(铜)：0.0010质量％以上且1.0质量％以下、Cr(铬)：0.0010质量％以上且0.10质量％以下、Zn(锌)：0.0010质量％以上且0.50质量％以下以及Ti(钛)：0.0050质量％以上且0.20质量％以下组成的组中的一种或两种以上的元素，剩余部分由Al(铝)和不可避免的杂质构成，并且Si的含量相对于Mn的含量的质量比Si/Mn为2.5以上且为9.0以下，

所述铝合金板的伸长率为23％以上，

所述铝合金板具有导入3％的标称应变时的加工硬化指数为0.28以上的特性。

发明效果

所述铝合金板中的Si、Mn、Fe等的含量在上述特定的范围内。通过将化学成分设为上述特定的范围，从而即使在提高铸造原料中的铝制品的废料的比率、或者使铸造原料全部为铝制品的废料的情况下，也能够容易地制作所述铝合金板。因此，根据所述铝合金板，能够容易地降低材料成本。

另外，所述铝合金板具有如下的化学成分：将各个元素的含量分别设为上述特定的范围，而且，Si的含量相对于Mn的含量的质量比Si/Mn在上述特定的范围内。由此，能够不损害强度、烘烤硬化性等各特性地增大加工硬化所引起的强度的上升量。

并且，所述铝合金板通过将化学成分设为上述特定的范围，能够实现导入3％的标称应变时的加工硬化指数成为0.28以上的特性。具有这样的特性的铝合金板即使在冲压成型等应变的导入量相对较小的塑性加工中，也能够增大加工硬化所引起的强度的上升量。

因此，根据所述铝合金板，能够提供一种容易降低材料成本并且能够通过冲压成型来提高强度的铝合金板。

具体实施方式

(铝合金板)

所述铝合金板中，作为必要成分，含有Si、Mn、Mg及Fe、Mg及Fe。另外，所述铝合金板中，除了这些必要成分以外，还含有Cu、Cr、Zn及Ti中的一种或两种以上的元素。所述铝合金板中还可以含有Ni(镍)作为任意成分。以下，对所述铝合金板的化学成分及其限定理由进行详细说明。

·Si：2.3质量％以上且3.8质量％以下

所述铝合金板中，作为必要成分，含有2.3质量％以上且3.8质量％以下的Si。Si的一部分在所述铝合金板中作为固溶于Al基质的固溶Si而存在。另外，未固溶于Al基质中的Si以单质Si、Mg₂Si、Al-(Fe,Mn)-Si系金属间化合物、Al-Mn-Si系金属间化合物、Al-Fe-Si系金属间化合物等的形态存在。

通过使所述铝合金板中的Si的含量在上述特定的范围内，能够增多Al基质中的Si的固溶量。其结果，即使在应变的导入量小的塑性加工中也能够增大加工硬化所引起的强度的上升量。从进一步增大加工硬化所引起的强度的上升量的观点出发，优选将Si的含量设为2.4质量％以上。另外，从同样的观点出发，优选将Si的含量设为3.6质量％以下。

在Si的含量小于2.3质量％的情况下，铝合金板中的Si容易因Al-Mn-Si系金属间化合物、Al-Fe-Si系金属间化合物等的形成而被消耗。因此，在该情况下，Si的固溶量不足，有可能导致加工硬化所引起的强度的上升量的降低。

在Si的含量超过3.8质量％的情况下，单质Si的量增多，因此有可能导致伸长率的降低。另外，在该情况下，铝合金板中的Mn容易因Al-Mn-Si系金属间化合物等的形成而被消耗。因此，在该情况下，Mn的固溶量不足，有可能导致加工硬化所引起的强度的上升量的降低。

·Mn：0.35质量％以上且1.05质量％以下

所述铝合金板中，作为必要成分，含有0.35质量％以上且1.05质量％以下的Mn。Mn的一部分在所述铝合金板中作为固溶于Al基质的固溶Mn而存在。另外，未固溶于Al基质中的Mn以Al-(Fe,Mn)-Si系金属间化合物、Al-Mn-Si系金属间化合物等的形态存在。

通过使所述铝合金板中的Mn的含量在上述特定的范围内，能够增多Al基质中的Mn的固溶量。其结果，即使在应变的导入量小的塑性加工中也能够增大加工硬化所引起的强度的上升量。从进一步增大加工硬化所引起的强度的上升量的观点出发，优选将Mn的含量设为0.40质量％以上。

在Mn的含量小于0.35质量％的情况下，铝合金板中的Mn容易因Al-Mn-Si系金属间化合物等的形成而被消耗。因此，在该情况下，Mn的固溶量不足，有可能导致加工硬化所引起的强度的上升量的降低。

在Mn的含量超过1.05质量％的情况下，Mn的固溶量有可能变得过多。因此，在该情况下，由于铝合金板的强度的过度上升，有可能在冲压成型时容易产生褶皱。另外，在该情况下，由于伸长率的过度降低，有可能导致冲压成型性的恶化。从在更可靠地避免这些问题的同时进一步增大加工硬化所引起的强度的上升量的观点出发，优选将Mn的含量设为1.0质量％以下，更优选设为0.80质量％以下。

·Si/Mn：2.5以上且9.0以下

所述铝合金板中的、Si的含量相对于Mn的含量的质量比Si/Mn的值为2.5以上且9.0以下。所述铝合金板通过使Si的含量和Mn的含量分别在上述特定的范围内，而且还使Si/Mn值在上述特定的范围内，能够减少铝合金板中形成的Al-Mn-Si系金属间化合物的量。其结果，能够增多固溶于Al基质中的Si的量和Mn的量，即使在应变的导入量小的塑性加工中也能够增大加工硬化所引起的强度的上升量。从进一步提高这样的作用效果的观点出发，Si/Mn的值优选为3.0以上，更优选为3.2以上。另外，从同样的观点出发，Si/Mn的值优选为8.0以下，更优选为7.0以下。

Mg：0.35质量％以上且0.65质量％以下。

所述铝合金板中，作为必要成分，含有0.35质量％以上且0.65质量％以下的Mg。Mg在所述铝合金板中以Mg₂Si等的形态存在。

通过使所述铝合金板中的Mg的含量在上述特定的范围内，能够增多铝合金板中的Mg₂Si的量。其结果，能够通过析出强化来提高铝合金板的强度。从进一步提高铝合金板的强度的观点出发，优选将Mg的含量设为0.40质量％以上。

在Mg的含量小于0.35质量％的情况下，GP区的生成量变少，因此析出强化所带来的强度提高的效果容易变小。因此，在该情况下，有可能导致铝合金板的强度的降低。

在Mg的含量超过0.65质量％的情况下，在铝合金板中容易形成粗大的Mg-Si系的金属间化合物，有可能导致伸长率的降低、冲压成型性的恶化。从在更可靠地避免这些问题的同时提高铝合金板的强度的观点出发，优选将Mg的含量设为0.60质量％以下。

·Fe：0.010质量％以上且0.45质量％以下

Fe是铸造原料中所含的元素，在铝合金板中以Al-Fe-Si系金属间化合物、Al-(Fe,Mn)-Si系金属间化合物等的形态存在。

在使用铝制品的碎料作为铸造原料的情况下，所述铝合金中的Fe的含量容易变多。但是，当所述铝合金板中的Fe的含量增多时，铝合金板中形成的Al-Fe-Si系金属间化合物、Al-(Fe,Mn)-Si系金属间化合物的量容易增多。并且，当这些金属间化合物过度地形成时，铝合金板的伸长率变小，有可能导致冲压成型性的恶化。另外，当形成Al-Fe-Si系金属间化合物等时，Si、Mn被消耗，因此固溶于Al基质中的Si的量、Mn的量容易不足。其结果，有可能导致加工硬化所引起的强度的上升量的降低。

因此，从抑制金属间化合物的形成并且增多固溶于Al基质中的Si的量及Mn的量的观点出发，Fe的含量设为0.45质量％以下。从同样的观点出发，Fe的含量优选为0.40质量％以下，更优选为0.35质量％以下。

另一方面，通过将铝合金板中的Fe的含量设为0.010质量％以上，能够提高铝制品的碎料在铸造原料中所占的比率。其结果，能够容易地降低铝合金板的材料成本。在铝合金板中的Fe的含量小于0.010质量％的情况下，需要提高铝锭在铸造原料中所占的比率，因此有可能导致材料成本的增加。

·Cu：0.0010质量％以上且1.0质量％以下

所述铝合金板也可以含有0.0010质量％以上且1.0质量％以下的Cu。通过向所述铝合金板中添加0.0010质量％以上的Cu，能够进一步提高强度，并且进一步提高冲压成型性。

另一方面，当Cu的含量变得过多时，有可能导致耐蚀性的降低。通过将Cu的含量设为1.0质量％以下，能够在避免耐蚀性的降低的同时起到上述的作用效果。

所述铝合金板中的Cu的含量优选为0.35质量％以下，更优选为小于0.20质量％，进一步优选为0.19质量％以下。在该情况下，能够进一步提高所述铝合金板的耐蚀性。

Cr：0.0010质量％以上且0.10质量％以下。

所述铝合金板也可以含有0.0010质量％以上且0.10质量％以下的Cr。通过向所述铝合金板中添加0.0010质量％以上的Cr，能够起到强度的提高、晶粒的微细化及表面处理性的提高等作用效果。

另一方面，当Cr的含量变得过多时，在铝合金板中容易形成粗大的金属间化合物，有可能导致冲压成型性的恶化。通过将Cr的含量设为0.10质量％以下，能够在避免冲压成型性的恶化的同时起到上述的作用效果。

Zn：0.0010质量％以上且0.50质量％以下

所述铝合金板也可以含有0.0010质量％以上且0.50质量％以下的Zn。通过向所述铝合金板添加0.0010质量％以上的Zn，能够起到强度的提高、晶粒的微细化及表面处理性的提高等作用效果。

另一方面，当Zn的含量变得过多时，有可能导致耐蚀性的降低。通过将Zn的含量设为0.50质量％以下，能够在避免耐蚀性的降低的同时起到上述的作用效果。

Ti：0.0050质量％以上且0.20质量％以下。

所述铝合金板也可以含有0.0050质量％以上且0.20质量％以下的Ti。通过将Ti的含量设为0.0050质量％以上，能够使铸块组织微细化，抑制铸造时的裂纹的发生，并且能够提高热轧时的轧制性。

另一方面，当Ti的含量变得过多时，在所述铝材中容易形成粗大的结晶物，有可能导致轧制性、冲压成型性的恶化。通过将Ti的含量设为0.20质量％以下，能够抑制粗大的结晶物的形成，并起到上述的作用效果。

在向所述铝合金板中添加Ti的情况下，更优选与Ti一起添加500质量ppm以下的B(硼)。在该情况下，能够进一步提高使铸块组织微细化的效果，并且抑制如柱状晶体这样的异常晶粒的形成。

Ni(镍)：0.0050质量％以上且0.15质量％以下。

所述铝合金板也可以含有0.0050质量％以上且0.15质量％以下的Ni。Ni固溶于所述铝合金板的Al基质中。通过将Ni的含量设为上述特定的范围，能够进一步提高加工硬化所引起的强度的上升量，并且能够进一步提高所述铝合金板的耐蚀性。

另外，Ni的含量更优选为0.010质量％以上且0.10质量％以下，进一步优选为0.010质量％以上且0.08质量％以下。在该情况下，能够进一步提高加工硬化所引起的强度的上升量，并且能够进一步提高所述铝合金板的耐蚀性。

·其他元素

在所述铝合金板中，除了上述元素以外，还可以含有Zr(锆)：小于0.050质量％和Bi(铋)：小于0.050质量％。所述铝合金板中的Bi含量优选小于0.0050质量％。在该情况下，能够进一步提高耐蚀性。

·加工硬化特性

所述铝合金板具有导入3％的标称应变时的加工硬化指数为0.28以上的特性。由此，即使在冲压成型等导入的应变的大小相对较小的塑性加工时，也能够增大加工硬化所引起的铝合金板的强度的上升量。因此，具有这样的特性的铝合金板具有如下的适于冲压成型的性质：在冲压成型前强度低且具有优异的加工性，在冲压成型后强度提高。

加工硬化指数n表示为下述式(1)中的真应变ε的指数。另外，下述式(1)中的记号σ[MPa]为真应力，记号C[MPa]为强度常数。

σ＝Cεⁿ…(1)

即，加工硬化指数n是表示赋予了相同的应变的情况下的加工硬化所引起的强度的上升的程度的指数，加工硬化指数n的值越大，意味着强度的上升量越大。

在加工硬化指数小于0.28的情况下，塑性加工后的强度的上升量变小，因此有可能导致塑性加工后的铝合金板的强度的降低。

加工硬化指数的计算可以通过JIS Z 2253:2011所规定的方法进行。即，首先，从铝合金板以使轧制方向与长边方向平行的方式采集具有JIS Z 2241:2011所规定的形状的试验片。接着，按照JIS Z 2241:2011所规定的方法进行拉伸试验。拉伸试验中的行程速度在标称应变达到2％之前的期间为2mm/min，在标称应变达到2％的时间点变更为20mm/min。另外，拉伸试验机的试验力及位移的采样率设为1次/s以上。

接着，基于下述式(2)及式(3)，计算标称应变为2.9％时的真应力σ(2.9)和真应变ε(2.9)、以及标称应变为3.1％时的真应力σ(3.1)和真应变ε(3.1)。

σ(i)＝(F(i)/S₀)×[(L_e(i)+ΔL(i))/L_e(i)]…(2)

ε(i)＝ln[(L_e(i)+ΔL(i))/L_e(i)－F(i)/S₀×m_E]…(3)

另外，上述式(2)和式(3)中的记号的含义如下所述。

σ(i)：标称应变i％下的真应力

ε(i)：标称应变i％下的真应变

F(i)：标称应变i％下的试验力

S₀：试验片平行部的原截面积

L_e(i)：标称应变i％下的伸长计标距

ΔL(i)：标称应变i％下的伸长计伸长率的瞬时值

m_E：应力/伸长率曲线的弹性区域的斜率

通过将由以上得到的标称应变为2.9％时的真应力σ(2.9)和真应变ε(2.9)、以及标称应变为3.1％时的真应力σ(3.1)和真应变ε(3.1)代入下述式(4)，能够计算出标称应变为3％时的加工硬化指数n的值。

n＝{ln(σ(3.1))－ln(σ(2.9))}/{ln(ε(3.1))－ln(ε(2.9))}…(4)

·机械特性

所述铝合金板的伸长率为23％以上。所述铝合金板具有上述特定的范围的伸长率，因此具有优异的冲压成型性。另外，所述铝合金板的0.2％屈服强度优选为100MPa以上。在该情况下，容易使对所述铝合金板实施塑性加工后的最终产品的强度提高。

另外，所述铝合金板的抗拉强度TS与0.2％屈服强度YS之差TS－YS优选为120MPa以上。在该情况下，能够进一步提高深拉成型中的加工性。

上述铝合金板中的伸长率、0.2％屈服强度和抗拉强度具体而言是通过下述式(5)～(7)计算出的各物性值的三方向平均值。

TS_ave＝(TS₀+2×TS₄₅+TS₉₀)/4…(5)

YS_ave＝(YS₀+2×YS₄₅+YS₉₀)/4…(6)

EL_ave＝(EL₀+2×EL₄₅+EL₉₀)/4…(7)

上述式中的记号TS_ave表示抗拉强度的三方向平均值，记号TS₀表示与轧制方向平行的方向上的抗拉强度，记号TS₄₅表示相对于轧制方向倾斜45°的方向上的抗拉强度，记号TS₉₀表示与轧制方向成直角的方向上的抗拉强度。另外，上述式中的记号YS_ave表示0.2％屈服强度的三方向平均值，记号YS₀表示与轧制方向平行的方向上的0.2％屈服强度，记号YS₄₅表示相对于轧制方向倾斜45°的方向上的0.2％屈服应力，记号YS₉₀表示与轧制方向成直角的方向上的0.2％屈服应力。另外，上述式中的记号EL_ave表示伸长率的三方向平均值，记号EL₀表示与轧制方向平行的方向上的伸长率，记号EL₄₅表示相对于轧制方向倾斜45°的方向上的伸长率，记号EL₉₀表示与轧制方向成直角的方向上的伸长率。

·厚度

所述铝合金板的厚度并无特别限定，可以根据用途适当地设定。例如，在将所述铝合金板用作汽车用车身面板或车身片材的材料的情况下，所述铝合金板的厚度可以从0.8～2.5mm的范围适当地设定。

(铝合金板的制造方法)

接着，说明所述铝合金板的制造方法。作为所述铝合金板的制造方法，例如可以采用如下方法：准备具备上述特定的化学成分的铸块后，对所述铸块进行热轧来制作热轧板，对所述热轧板进行冷轧来制作冷轧板，然后，对所述冷轧板进行固溶化处理。

·铸块的准备

在上述方式的制造方法中，准备铸块的方法并无特别限定。例如，可以通过连续铸造法、半连续铸造法等熔炼法来制作具有上述特定的化学成分的铸块。

在上述方式的制造方法中，作为铸造原料，例如可以使用铝的金属锭或铝制品的废料。作为能够用作铸造原料的废料，例如具有在铝制品的制造过程中作为不需要的部分被除去的边角料、车身片材或车身面板、热交换器的翅片或管、集管箱等汽车用部件的废料等。从进一步降低所述铝合金板的材料成本的观点出发，优选将铝制品在铸造原料中所占的比例设为50质量％以上，更优选设为75质量％以上，尤其优选为100质量％，即，仅使用铝制品的废料作为铸造原料。

·均质化处理

在准备所述铸块之后，可以在进行热轧之前，根据需要加热铸块来进行均质化处理。均质化处理中的加热温度优选为480℃以上且560℃以下，保持时间优选为0.5小时以上且24小时以下。在该情况下，能够使Si、Mn、Mg等元素充分地固溶于Al基质中，由此提高最终得到的铝合金板的冲压成型性，并且通过加工硬化而增大强度的上升量。

在均质化处理中的加热温度小于480℃的情况以及保持时间小于0.5小时的情况下，均质化处理所带来的作用效果有可能不充分。在均质化处理中的加热温度超过560℃的情况下，铸块有可能熔融。在均质化处理中的保持时间超过24小时的情况下，有可能导致生产效率的降低。

在进行均质化处理的情况下，优选将处理完成后的铸块以使达到300℃为止的平均冷却速度为20℃/小时以上的方式进行冷却。这样，通过迅速冷却均质化处理后的铸块，能够抑制铸块内的Mg₂Si、单质Si的粗大化。由此，能够抑制Si的固溶量及Mn的固溶量的降低。

另外，从提高生产效率的观点出发，优选不进行均质化处理而对铸块进行热轧。

·热轧

接着，通过对铸块进行热轧来制作热轧板。在进行热轧时，通过预先加热铸块，能够提高轧制性。热轧前的铸块的加热温度例如可以从300℃以上且550℃以下的范围适当地设定。另外，热轧前的铸块的加热中的保持时间例如可以从0.5小时以上24小时以下的范围适当地设定。

在铸块的加热温度小于300℃的情况以及保持时间小于0.5小时的情况下，铸块的变形阻力变大，因此有可能导致轧制性的降低、生产效率的降低。在铸块的加热温度超过550℃的情况下，热轧中的铸块的温度超过熔点，有可能导致热轧裂纹的发生。另外，在加热铸块时的保持时间超过24小时的情况下，有可能导致生产效率的降低。

在准备铸块后，不进行均质化处理而进行热轧的情况下，优选将热轧前的加热中的加热温度设为500℃以上且550℃以下，并将保持时间设为0.5小时以上且24小时以下。在该情况下，通过热轧前的加热而使Si、Mn、Mg等固溶于Al基质中，能够增加这些元素的固溶量。其结果，能够提高最终得到的铝合金板的冲压成型性，并且能够通过加工硬化而增大强度的上升量。

从进一步提高这样的作用效果的观点出发，优选将热轧前的加热中的加热温度设为510℃以上且550℃以下。另外，从同样的观点出发，优选将热轧前的加热中的保持时间设为2.0小时以上且24小时以下。

从生产效率的观点出发，热轧完成时的热轧板的温度例如可以为200℃以上且350℃以下的范围。

·冷轧

对通过热轧所得到的热轧板进行冷轧，由此制作冷轧板。冷轧中的总压下率、即热轧板的厚度与冷轧板的厚度之差相对于热轧板的厚度的比率优选为50％以上，更优选为66％以上。通过提高冷轧中的总压下率，能够在冷轧过程中破碎金属间化合物等第二相颗粒，使其微细化。由此，能够抑制源自于粗大的第二相粒子的伸长率的降低、冲压成型性的恶化。

另外，在所述制造方法中，也可以在冷轧开始前或冷轧中途等，根据需要进行退火等热处理。

·固溶化处理

在固溶化处理中，将冷轧板加热至固溶温度以上之后，对冷轧板进行淬火。通过进行固溶化处理，能够使铝合金板成为Si等的过饱和固溶体，能够使Si的固溶量、Mn的固溶量等充分多。

固溶化处理中的加热温度优选为480℃以上且560℃以下，更优选为500℃以上且550℃以下，进一步优选为520℃以上且550℃以下。通过将固溶化处理中的加热温度设为上述特定的范围，能够使Si等元素向Al基质的固溶量变得更多。其结果，能够使铝合金板中的Si等元素的固溶量更多。

在固溶化处理中的加热温度小于480℃的情况下，Si等元素不会充分地固溶于Al基质中，有可能导致铝合金板中的Si等元素的固溶量的降低。因此，在该情况下，有可能导致通过塑性加工而实现的强度的上升量的降低。在固溶化处理中的加热温度超过560℃的情况下，在固溶化处理过程中冷轧板有可能熔融。

在固溶化处理中，可以在冷轧板的温度刚达到上述的加热温度之后结束加热，也可以在达到加热温度后将该温度保持一定时间。从提高生产效率的观点出发，优选将保持时间设为5分钟以下，更优选设为1分钟以下。

在上述的加热刚完成后，对冷轧板进行淬火。淬火方法并无特别限定，例如可以采用使用风扇等的强制空冷或水淬等方法。在淬火中，优选以从加热结束时的温度至达到150℃为止的平均冷却速度为100℃/分钟以上的方式进行冷却，更优选以成为300℃/分钟以上的方式进行冷却。这样，通过急速冷却加热完成后的冷轧板，能够使Si等元素向Al基质的固溶量更多。其结果，能够使铝合金板中的Si等元素的固溶量更多。另外，平均冷却速度的上限值由淬火使用的装置、淬火方法来决定。从生产率和操作性的观点出发，平均冷却速度优选为10000℃/分钟以下。

·预时效处理

在上述制造方法中，也可以对实施了固溶化处理后的铝合金板进行加热来进行预时效处理。在该情况下，能够在涂装烧结后使铝合金板硬化，使强度进一步上升。从进一步提高这样的作用效果的观点出发，优选在固溶化处理之后立即进行预时效处理。另外，从同样的观点出发，更优选将预时效处理中的加热温度设为50℃以上且150℃以下，并将保持时间设为1小时以上且100小时以下。

【实施例】

以下说明所述铝合金板的实施例。另外，本发明所涉及的铝合金板的具体方式并不限定于实施例的方式，可以在不损害本发明的主旨的范围内适当地变更结构。

在本例中，首先通过DC铸造来制作具备表1所示的化学成分(试验材料记号A1～A14)的板坯。另外，试验材料A12是多用于汽车的车身片材等的A6111合金。另外，表1中的记号“Bal.”是表示该成分是剩余成分(Balance)的记号。制作板坯时所使用的铸造原料并无特别限定，例如可以使用汽车用铝部件的废料作为铸造原料。

【表1】

对于试验材料A1～A11及试验材料A13～A14，不对通过DC铸造得到的板坯进行均质化处理而进行热轧。然后，依次进行冷轧及固溶化处理。在固溶化处理中，在冷轧板的温度达到所期望的温度的时间点结束加热，立即进行淬火。淬火时的平均冷却速度、即从加热结束时间点的温度起至达到150℃为止的平均冷却速度设为600℃/分钟以上且1000℃/分钟以下。固溶化处理完成后，立即对铝合金板进行预时效处理。预时效处理中的加热温度设为70℃以上且80℃以下，保持时间设为5小时。

另外，对于试验材料A12，对通过DC铸造所得到的板坯依次进行均质化处理及热轧处理。然后，对热轧板进行多道次的冷轧。此时，在冷轧的道次间将冷轧板加热至550℃来进行中间退火。冷轧的最终道次完成后，对冷轧板进行固溶化处理。在固溶化处理中，在冷轧板的温度达到所期望的温度的时间点结束加热，立即进行淬火。淬火时的平均冷却速度、即从加热结束时间点的温度起至达到150℃为止的平均冷却速度设为600℃/分钟以上且1000℃/分钟以下。固溶化处理完成后，立即对铝合金板进行预时效处理。预时效处理中的加热温度设为70℃以上且80℃以下，保持时间设为5小时。

由此，能够制作出铝合金板(试验材料A1～A14)。表2示出均质化处理中的加热温度、热轧前的板坯的加热温度、热轧完成时的热轧板的温度、冷轧中的总压下率、冷轧板的厚度、固溶化处理中所使用的炉的形式及加热温度的组合。另外，表3示出应用于各试验材料的制造条件。

接着，说明试验材料A1～A14的抗拉强度、加工硬化特性及耐蚀性的评价方法。

·机械特性

从试验材料中以长度方向与轧制方向平行的方式采集JIS Z 2241:2011所规定的5号试验片。使用该试验片，利用按照JIS Z 2241:2011的方法进行拉伸试验，由此计算出与轧制方向平行的方向上的抗拉强度、0.2％屈服强度以及伸长率。

另外，从试验材料中采集长度方向与轧制方向所成的角度为45°的5号试验片及长度方向与轧制方向成直角的试验片，与上述同样地利用按照JIS Z 2241:2011的方法进行拉伸试验，由此计算出相对于轧制方向倾斜45°的方向及与轧制方向成直角的方向上的抗拉强度、0.2％屈服强度及伸长率。

使用通过以上所得到的各方向上的抗拉强度、0.2％屈服强度及伸长率，通过下述式(5)～(7)计算出抗拉强度、0.2％屈服强度及伸长率的三方向平均值。

TS_ave＝(TS₀+2×TS₄₅+TS₉₀)/4…(5)

YS_ave＝(YS₀+2×YS₄₅+YS₉₀)/4…(6)

EL_ave＝(EL₀+2×EL₄₅+EL₉₀)/4…(7)

另外，上述式中的记号TS_ave表示抗拉强度的三方向平均值，记号TS₀表示与轧制方向平行的方向上的抗拉强度，记号TS₄₅表示相对于轧制方向倾斜45°的方向上的抗拉强度，记号TS₉₀表示与轧制方向成直角的方向上的抗拉强度。另外，上述式中的记号YS_ave表示0.2％屈服强度的三方向平均值，记号YS₀表示与轧制方向平行的方向上的0.2％屈服强度，记号YS₄₅表示相对于轧制方向倾斜45°的方向上的0.2％屈服应力，记号YS₉₀表示与轧制方向成直角的方向上的0.2％屈服应力。另外，上述式中的记号EL_ave表示伸长率的三方向平均值，记号EL₀表示与轧制方向平行的方向上的伸长率，记号EL₄₅表示相对于轧制方向倾斜45°的方向上的伸长率，记号EL₉₀表示与轧制方向成直角的方向上的伸长率。

表3示出抗拉强度、0.2％屈服强度和伸长率的三方向平均值。

·加工硬化特性

从试验材料中以长度方向与轧制方向平行的方式采集JIS Z 2241:2011所规定的5号试验片。使用该试验片，通过上述的方法计算出各试验材料的加工硬化指数。表3示出加工硬化指数。

·耐蚀性

通过按照ISO 11846所规定的B法的方法来进行晶界腐蚀试验。具体而言，从试验材料中采集长度为20mm、宽度为50mm的长方形试验片。将该试样用硝酸洗涤，接着用蒸馏水洗涤。然后，将试验片在NaCl浓度为30g/L、HCl浓度为10ml/L、温度为20℃的水溶液中浸渍20小时。

将从水溶液中取出的试验片用硝酸水洗涤，接着用蒸馏水洗涤。然后，观察与试验片的轧制方向平行的截面，测定晶界腐蚀深度。表3的“最大晶界腐蚀深度”栏中示出所观察的截面中的晶界腐蚀深度的最大值。另外，对于未进行晶界腐蚀试验的试验材料，在“最大晶界腐蚀深度”栏中记载记号“-”。

【表2】

【表3】

如表1和表3所示，试验材料A1～A10具有上述特定的化学成分。由此，能够将标称应变3％下的加工硬化指数设为上述特定的范围内。并且，由于试验材料A1～A10的标称应变3％下的加工硬化指数在上述特定的范围内，因此即使在冲压成型等导入的变形的大小相对较小的塑性加工中，也能够增大加工硬化所引起的强度的上升量。

另外，这些试验材料中，含有Ni的试验材料A1～A3、试验材料A5～A7以及试验材料A9～A10与不含Ni的试验材料相比，能够进一步增大加工硬化指数。而且，对于试验材料A1～A3，与不含Ni的试验材料相比，能够使最大晶界腐蚀深度变浅，并且提高耐蚀性。

试验材料A11中的Si的含量及Si/Mn的值在上述特定的范围外。因此，试验材料A11的加工硬化指数比试验材料A1～A10的加工硬化指数小。

试验材料A12中的Si的含量、Mn的含量及Si/Mn的值在上述特定的范围外。因此，试验材料A12的加工硬化指数比试验材料A1～A10的加工硬化指数小。

试验材料A13中的Mn的含量及Si/Mn的值在上述特定的范围外。因此，试验材料A13的加工硬化指数比试验材料A1～A10的加工硬化指数小。

试验材料A14中的Fe的含量及Mg的含量在上述特定的范围外。因此，试验材料A14的伸长率比试验材料A1～A10的伸长率小。

Claims

1.一种铝合金板，其特征在于，具有如下的化学成分：含有Si：2.3质量％以上且3.8质量％以下、Mn：0.35质量％以上且1.05质量％以下、Mg：0.35质量％以上且0.65质量％以下、Fe：0.01质量％以上且0.45质量％以下，还含有选自Cu：0.0010质量％以上且1.0质量％以下、Cr：0.0010质量％以上且0.10质量％以下、Zn：0.0010质量％以上且0.50质量％以下以及Ti：0.0050质量％以上且0.20质量％以下中的一种或两种以上的元素，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，并且Si的含量相对于Mn的含量的质量比Si/Mn为2.5以上且为9.0以下，

所述铝合金板的伸长率为23％以上，

2.根据权利要求1所述的铝合金板，其中，

所述铝合金板还含有Ni：0.0050质量％以上且0.15质量％以下。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金板，其中，

所述铝合金板中的Cu的含量小于0.20质量％。