CN115552048A - 铝合金锻造材料及其制造方法 - Google Patents

铝合金锻造材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有高强度和优异的韧性(良好的延展性)的6000系铝合金锻造材料及其有效率的制造方法。本发明的铝合金锻造材料的特征在于，由6000系铝合金构成，Cu的含量为0.2～1.0wt％，6000系铝合金的组成满足以下的关系式(1)和(2)，在母材晶界具有析出物，在母材晶粒内具有Al‑(Fe，Mn，Cr)‑Si系结晶析出物。(1)Si(at％)≥2Mg(at％)，(2)0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7。

Description

铝合金锻造材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及铝合金锻造材料及其制造方法，特别是涉及能够适用于汽车用行走部件等的铝合金锻造材料及其简便且有效的制造方法。
背景技术
6000系铝合金是主要添加有Mg和Si的Al-Mg-Si系铝合金，其不仅显示优异的成形性、耐腐蚀性，还显示中程度的时效硬化而具有良好的强度，锻造构件被广泛用作以汽车为首的输送用设备的构造用构件。
然而，近年来，以提高燃油经济性、削减CO2排放量为目的，对运输用设备的轻量化的要求变高，迫切期望6000系铝合金锻造构件的高强度化和高韧性化。特别是，在将6000系铝合金锻造构件用于汽车用的行走部件等的情况下，必须赋予高可靠性。
与此相对，例如，专利文献1(日本特开2017-155251号公报)中公开了一种铝合金锻造材料，其特征在于，所述铝合金锻造材料以质量％计分别含有Si：0.7～1.5％、Mg：0.6～1.2％、Fe：0.01～0.5％，并且还含有Mn：0.05～1.0％、Cr：0.01～0.5％、Zr：0.01～0.2％中的一种或两种以上，余量由Al和不可避免的杂质构成，作为该锻造材料的最厚壁部分的壁厚中心的观察面的组织，通过X射线衍射测定的位错密度平均为1.0×1014～5.0×1016/m2的范围，通过SEM-EBSD法测定的取向差为2°以上的晶粒的倾角2～15°的小倾角粒界的平均比例为50％以上，能够通过倍率30万倍的TEM测定的析出物的平均数密度为5.0×102个/μm3以上，该铝合金锻造材料具有优异的强度和延展性。
在上述专利文献1所记载的铝合金锻造材料中，对于6000系铝合金锻造材料而言，在对固溶和淬火处理后的锻造材料赋予基于温加工的加工应变后，实施人工时效处理的情况下，与不赋予加工应变的通常情况相比，其强度和延展性均得到提高(高强度化、高延展性化)，因此，为了发挥该效果或为了确保该效果，作为人工时效处理后的锻造材料的最厚壁部分的壁厚中心部的组织，分别规定了平均位错密度、小倾角粒界的平均比例、析出物的平均数密度。
另外，在专利文献2(日本特开2008-163445号公报)中公开了一种汽车行走部件，其特征在于，所述汽车行走部件由铝合金锻造材料构成，该铝合金锻造材料以质量％计分别含有Mg：0.5～1.25％、Si：0.4～1.4％、Cu：0.01～0.7％、Fe：0.05～0.4％、Mn：0.001～1.0％、Cr：0.01～0.35％、Ti：0.005～0.1％，且限制为Zr：小于0.15％，余量由Al和不可避免的杂质构成，在最大应力产生部位的宽度方向截面组织中，在产生最大应力的截面部位的组织中观察到的结晶析出物密度以平均面积率计为1.5％以下，在锻造时产生的包含分型线的截面部位的组织中观察到的各粒界析出物彼此的间隔以平均间隔计为0.7μm以上。
在上述专利文献2所记载的汽车行走部件中，规定了具有轻量化形状的汽车行走部件臂部的例如位于肋的最大应力产生部位的肋与梁腹的各特定部位的宽度方向截面组织，将锻造后的汽车行走部件的臂部的肋等的最大应力产生部位的肋与梁腹的各特定部位的宽度方向截面组织，以成为规定的组织的方式进行成分调整及制造，由此，能够抑制形成了轻量化形状的汽车行走部件臂部的特别是产生最大应力的特定部位在锻造中的肋部分、梁腹部分的结晶颗粒的粗大化。
现有技术文献：
专利文献1：日本特开2017-155251号公报
专利文献2：日本特开2008-163445号公报
发明内容
[发明所要解决的技术问题]
6000系铝合金的机械性质受到晶界(grain boundary)的析出物及晶粒内的结晶析出物的影响，但在上述专利文献1所记载的铝合金锻造材料中，基本上仅着眼于晶粒内的析出物，未考虑对韧性(延展性)有很大贡献的晶界的析出物的影响。
另外，在上述专利文献2所记载的汽车行走部件中，规定了晶界的析出物彼此的间隔，但关于该析出物没有考虑其大小、形状等金属组织上极其重要的特征。
即，关于6000系铝合金锻造材料，从高水平地兼顾强度及韧性的观点出发，很难说晶界的析出物及晶粒内的结晶析出物成为了充分最佳的状态。
鉴于以上所述的现有技术中的问题点，本发明的目的在于提供一种具有高强度和优异的韧性(良好的延展性)的6000系铝合金锻造材料及其有效率的制造方法。
[用于解决技术问题的手段]
本发明人等为了实现上述目的对6000系铝合金锻造材料的组成与微细组织的关系进行了深入研究，结果发现：在添加充分的Si从而在晶粒内形成微细的析出物以外，还添加适量的Mn和Cr使晶界的析出物微细化等是极其有效的，从而完成了本发明。
即，本发明提供一种铝合金锻造材料，其特征在于，由6000系铝合金构成，Cu的含量为0.2～1.0wt％，所述6000系铝合金的组成满足以下的关系式(1)和(2)，在母材晶界具有析出物，在母材晶粒内具有Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系结晶析出物，
Si(at％)≥2Mg(at％) (1)
0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7(2)。
在本发明的铝合金锻造构件中，通过对Mg2Si的生成添加充分的Si，使晶粒内生成微细且大量的结晶析出物。此外，通过将过剩Si、Mn和Cr的含量的合计设为0.2～1.7wt％，在铸造时结晶出Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，在均质化热处理和锻造预热中使Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物析出，实现铝合金锻造构件的高强度化，而且，通过消耗过剩Si，使得晶界的析出物被微细化。在此，过剩Si量(wt％)可以通过“Si量(wt％)-(Mg量(wt％)/1.731”而算出。
此外，在本发明的铝合金锻造材料中，通过含有0.2～1.0wt％的Cu而形成Al、Mg、Si、Cu系4元型析出物(Q相或Q′相)，由此赋予良好的机械强度和疲劳强度。
另外，在本发明的铝合金锻造材料中，优选上述Si的含量为0.5～1.4wt％，上述Mg的含量为0.6～1.7wt％。另外，更优选的Si含量为0.9～1.2wt％、更优选Mg含量为0.8～1.2wt％。
通过将Si的含量设为0.5wt％以上，能够充分地表现固溶强化、时效硬化；通过设为1.4wt％以下，能够抑制耐腐蚀性的降低以及由于结晶物以及析出物的粗大化而引起的延展性的降低。另外，通过将Si的含量设为0.9～1.2wt％，能够更可靠地得到这些效果。
另外，通过将Mg的含量设为0.6wt％以上，能够形成足够量的Mg-Si系析出物，能够提高强度和疲劳特性；通过将Mg的含量设为1.7wt％以下，能够抑制成为破坏的起点的粗大化合物的形成。通过将Mg的含量设为0.8～1.2wt％，能够更可靠地得到这些效果。
另外，在本发明的铝合金锻造材料中，优选上述母材晶界中的上述析出物的平均粒径为50nm以下。通过使母材晶界中的析出物的平均粒径为50nm以下，能够对铝合金锻造材料赋予良好的延展性(韧性)。在此，对于析出物的平均粒径而言，以当量圆直径算出即可。
另外，在本发明的铝合金锻造材料中，优选上述母材晶界中的上述析出物的长宽比为5以下。通过将母材晶界中的析出物的长宽比设为5以下，不仅能够使析出物占母材晶界的比例降低，还能够延长析出物彼此的距离。其结果，能够对铝合金锻造材料赋予良好的延展性(韧性)。
另外，在本发明的铝合金锻造材料中，以上述母材晶界为中心的无析出带的宽度优选为100nm以下。通过使母材晶界中的无析出带的宽度为100nm以下，能够对铝合金锻造材料赋予高强度和良好的延展性。
进一步，在本发明的铝合金锻造材料中，优选0.2％屈服强度为350MPa以上、伸长率为10％以上。铝合金锻造材料通过具有350MPa以上的0.2％屈服强度和10％以上的伸长率，能够适合用于要求高可靠性的结构构件。
另外，本发明还提供一种由本发明的铝合金锻造材料构成的汽车用行走部件。本发明的铝合金锻造材料具有良好的强度和延展性，本发明的汽车用行走部件能够适用于要求高强度和可靠性的情况。
进一步，本发明还提供一种铝合金锻造材料的制造方法，其特征在于，其是制造本发明的铝合金锻造材料的方法，包括：热锻造预热工序，将所述铝合金锻造材料的Cu的含量设为0.2～1.0wt％，对铝合金材料进行预热；以及，热锻造工序，对在所述热锻造预热工序中得到的预热铝合金材料实施热锻造，其中，将所述热锻造预热工序中的预热温度设为300～550℃，将预热时间设为1～3小时，所述铝合金的组成满足以下的关系式(1)及(2)，
Si(at％)≥2Mg(at％) (1)
0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7 (2)。
在本发明的铝合金锻造材料的制造方法中，通过将预热温度设为300～550℃、将预热时间设为1～3小时的热锻造预热工序，使Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物析出，使铝合金锻造构件高强度化，并且通过消耗过剩Si从而使晶界的析出物微细化。
另外，在本发明的铝合金锻造材料的制造方法中，优选为：在所述热锻造预热工序之前具有所述铝合金材料的均质化热处理工序，将所述均质化热处理工序的温度设为500～550℃，将保持时间设为5～10小时。
通过在500～550℃下实施5～10小时的均质化热处理，使Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物更可靠地析出，在实现铝合金锻造构件的高强度化的基础上，通过消耗过剩Si使得晶界的析出物微细化。
[发明效果]
根据本发明能够提供一种具有高强度和优异的韧性(良好的延展性)的6000系铝合金锻造材料及其有效率的制造方法。
附图说明
图1是本发明的铝合金锻造材料的微细组织的示意图。
图2是实施例1的铝合金锻造材料的铝母材晶界附近的TEM观察结果。
图3是实施例1的铝合金锻造材料的铝母材晶粒内的TEM观察结果。
图4是图3所示的结晶析出物的TEM-EDS光谱。
图5是比较例5的铝合金锻造材料的铝母材晶界附近的TEM观察结果。
图6是比较例1的铝合金锻造材料的铝母材晶界附近的TEM观察结果。
图7是比较例4的铝合金锻造材料的铝母材晶界附近的TEM观察结果。
图8是比较例5的铝合金锻造材料的铝母材晶粒内的TEM观察结果。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的铝合金锻造材料及其制造方法的代表性实施方式进行详细说明，但本发明并不仅限定于这些实施方式。需要说明的是，在以下的说明中，有时对相同或相当的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，附图是用于概念性地说明本发明的，因此存在所表示的各结构要素的尺寸、它们的比例与实际的不同的情况。
1.铝合金锻造材料
(1)组成
铝合金锻造材料由6000系铝合金构成，为了对铝合金锻造材料赋予高强度和韧性(延展性)，特别地使Si、Mg、Mn及Cr的含量最佳化。以下，对本发明的铝合金锻造材料的特征性的各成分元素进行说明。
Cu：0.2～1.0wt％
Cu的含量为0.2～1.0wt％。对于Cu而言，通过形成Al、Mg、Si、Cu系4元型析出物(Q相或Q’相)，具有提高机械强度及疲劳强度的作用。若Cu含量小于0.2wt％，则无法充分获得这些效果，无法使铝合金锻造材料的屈服强度成为350MPa以上。另一方面，若Cu含量超过1.0wt％，则有可能使耐腐蚀性降低。
Si：0.5～1.4wt％
Si的含量优选为0.5～1.4wt％。通过将Si的含量设为0.5wt％以上，能够充分地表现固溶强化及时效硬化；通过设为1.4wt％以下，能够抑制耐腐蚀性的降低、以及由于结晶物以及析出物的粗大化而引起的延展性的降低。另外，更优选的Si的含量为0.9～1.2wt％。通过将Si的含量设为0.9～1.2wt％，能够更可靠地得到这些效果。
Mg：0.6～1.7wt％
Mg的含量优选为0.6～1.7wt％。通过将Mg的含量设为0.6wt％以上，能够形成足够量的Mg-Si系析出物，能够提高强度和疲劳特性；通过将Mg的含量设为1.7wt％以下，能够抑制成为破坏的起点的粗大化合物的形成。另外，更优选的Mg的含量为0.8～1.2wt％。通过将Mg的含量设为0.8～1.2wt％，能够更可靠地得到这些效果。
Mn：0.1～0.8wt％
Mn的含量优选为0.1～0.8wt％。通过将Mn的含量设为0.1wt％以上，能够形成Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，从而能够使铝合金锻造材料高强度化。另外，通过将Mn的含量设为0.8wt％以下，能够抑制使韧性和延展性降低的粗大的Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物的形成。
Cr：0.1～0.8wt％
Cr的含量优选为0.1～0.8wt％。通过将Cr的含量设为0.1wt％以上，能够形成Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，从而能够使铝合金锻造材料高强度化。另外，通过将Cr的含量设为0.8wt％以下，能够抑制使韧性和延展性降低的粗大的Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物的形成。
Fe：0.05～0.3wt％
Fe的含量优选为0.05～0.3wt％。通过将Fe的含量设为0.05wt％以上，能够形成Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，从而能够使铝合金锻造材料高强度化。另外，通过将Fe的含量设为0.3wt％以下，能够抑制使韧性和延展性降低的粗大的Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物的形成。
此外，在规定为各种6000系铝合金(Al-Mg-Si系合金)的组成范围内，可以含有Cu、Zn以及Ti等。
另外，关于本发明的铝合金锻造材料的成分元素，需要满足以下的2个条件。
(1)Si(at％)≥2Mg(at％)
通过使Si和Mg满足Si(at％)≥2Mg(at％)的条件，在生成Mg2Si时存在充分的Si，能够在晶粒内形成微细且大量的结晶析出物。
(2)0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7
通过使过剩Si、Mn和Cr的含量的合计成为0.2～1.7wt％，在铸造时结晶出Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，在均质化热处理和锻造预热中使Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物析出，实现铝合金锻造构件的高强度化，而且，通过消耗过剩Si从而使晶界的析出物被微细化。
(2)组织
图1是表示本发明的铝合金锻造材料的微细组织的示意图。在本发明的铝合金锻造材料中，在铝母材2的晶界4形成有析出物6。另外，在铝母材2的晶粒内分散有极其微细的Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系结晶析出物。需要说明的是，存在于晶粒内的不限于Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系结晶析出物，例如，也可以分散有作为Al-Mg-Si系合金的时效析出相而已知的一般的β相及其前驱相、Q相及其前驱相等。
晶界4中的析出物6的平均粒径优选为50nm以下。通过使晶界4中的析出物6的平均粒径为50nm以下，能够对铝合金锻造材料赋予良好的延展性(韧性)。析出物6的平均粒径更优选为40nm以下，最优选为30nm以下。
晶界4中的析出物6的长宽比(aspect ratio)优选为5以下。通过将晶界4中的析出物6的长宽比设为5以下，不仅能够使析出物6在晶界4中所占的比例降低，还能够延长析出物6彼此的距离。其结果，能够抑制龟裂在析出物6中传播而得到发展，能够对铝合金锻造材料赋予良好的延展性(韧性)。析出物6的更优选的长宽比为4以下，最优选的长宽比为3以下。
另外，以晶界4为中心的无析出带的宽度优选为100nm以下。通过使晶界4中的无析出带的宽度为100nm以下，能够对铝合金锻造材料赋予高强度和良好的延展性。无析出带的更优选的宽度为90nm以下，最优选的宽度为80nm以下。
铝合金锻造材料通过具有上述组成及组成，具有优异的拉伸特性。铝合金锻造材料优选的是，0.2％屈服强度为350MPa以上，伸长率(elongation)为10％以上。铝合金锻造材料2通过具有350MPa以上的0.2％屈服强度和10％以上的伸长率，能够适合用于要求具有高可靠性的结构构件。铝合金锻造材料2的更优选的0.2％屈服强度为360MPa以上，最优选的0.2％屈服强度为370MPa以上。另外，铝合金锻造材料2的更优选的伸长率为12％以上，最优选的伸长率为14％以上。
2.汽车用行走部件
本发明的汽车用行走部件是由本发明的铝合金锻造材料构成的汽车用行走部件。
作为汽车用行走部件的具体例，例如，可列举出作为汽车用的悬架部件的上臂、下臂及横向连杆等。
3.铝合金锻造材料的制造方法
本发明的铝合金锻造材料的制造方法提供有效地制造上述本发明的铝合金锻造材料的方法。本发明的铝合金锻造材料的制造方法包括：热锻造预热工序，将铝合金锻造材料的Cu的含量设为0.2～1.0wt％，对铝合金材料进行预热；以及，热锻造工序，对在热锻造预热工序中得到的预热铝合金材料实施热锻造。另外，对于其他工序而言，只要不损害本发明的效果就没有特别限定，可以根据需要使用用于制造6000系铝合金的锻造材料的以往公知的各种工序即可。以下，对本发明的铝合金锻造材料的制造方法的特征性工序进行说明。
(1)均质化热处理工序
作为包含热锻造预热工序的热锻造工序的前处理，优选对实施热锻造的铝合金材料实施均质化热处理。另外，均质化热处理工序的温度优选为500～550℃，保持时间优选为5～10小时。
通过在500～550℃下实施5～10小时的均质化热处理，能够在铝母材2的晶粒内更可靠地析出Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，使铝合金锻造构件高强度化，而且，通过消耗过剩Si，能够使晶界4的析出物6微细化。另外，其结果，能够减小析出物6的长宽比。
(2)热锻造预热工序
其是作为热锻造工序的预备处理而实施的处理。通过对铝合金材料实施将预热温度设为300～550℃、预热时间设为1～3小时的热处理，能够在铝母材2的晶粒内析出Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系化合物，使铝合金锻造构件高强度化，而且，通过消耗过量Si，能够使晶界4的析出物6微细化。另外，其结果，能够减小析出物6的长宽比。
(3)热锻造工序
使用以往公知的各种锻造方法对预热后的铝合金材料实施热锻造，形成期望的形状即可。另外，通过将最终形状设为作为汽车用的悬架部件的上臂、下臂及横向连杆等，能够得到本发明的汽车用行走部件。
(4)固溶处理及时效处理
通过对经过热锻造而成为最终形状的锻造部件实施适当的固溶处理及时效处理，能够提高锻造部件整体的强度。
对于固溶处理和时效处理的条件没有特别限定，可以在不损害本发明的效果的范围内使用以往公知的各种的固溶处理和时效处理。需要说明的是，这些最佳条件依赖于铝合金的种类、锻造部件的形状及大小等，因此，优选对固溶处理及时效处理后的锻造部件进行组织观察、机械特性的评价，从而适当地选定适宜的条件。
以上，对本发明的代表性的实施方式进行了说明，但本发明并不仅限定于这些实施方式，能够对其进行各种设计上的变更，这些设计上的变更全部包含在本发明的技术范围内。
实施例
[实施例]
通过DC连续铸造法，得到了具有表1中作为实施例所示的组成的铝合金的板坯。需要说明的是，表1的成分以wt％表示。在此，表1中还示出了关系式(1)以及关系式(2)所涉及的“过剩Si(wt％)”以及关系式(2)所涉及的“过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)”的值。实施例的铝合金的全部不仅具有过剩的Si和0.2～1.0wt％的Cu，还满足0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7的关系。
[表1]
Figure BDA0003938098140000111
接着，将得到的板坯切断，在350℃或500℃下实施2小时的热锻造预热工序后，实施锻造率为60％的锻造，得到铝合金锻造材料。在此，对在热锻造预热工序之前在510℃实施6小时的均质化热处理或在550℃下实施10小时的均质化热处理的情况、和未实施均质化热处理的情况进行了研究。
接着，对得到的铝合金锻造材料在550℃进行2小时的固溶处理后进行水冷，在180℃下实施8小时的时效处理。
将所得到的各铝合金锻造材料的拉伸特性及制造条件示于表2中。拉伸试验片使用JIS Z 2241中记载的14号A试验片，拉伸速度以JIS Z2241为基准，将达到0.2％屈服强度为止之前设为2mm/min，将达到0.2％屈服强度以后设为5mm/min。如表2所示，本发明的铝合金锻造材料兼具350MPa的0.2％屈服强度和10％以上的伸长率。
另外，对于一些铝合金锻造材料，求出存在于铝母材的晶界的析出物的当量圆直径的平均值和长宽比。具体而言，关于TEM观察照片，使用图像处理软件(美国MediaCybernetic公司制的Image-Pro Premier v9.0)算出析出物的当量圆直径及长宽比。将得到的结果示于表2中。可知：在本发明的铝合金锻造材料中，存在于晶界的析出物的当量圆直径的平均值为50μm以下，长宽比为5以下。
[表2]
Figure BDA0003938098140000121
将实施例1的铝合金锻造材料(均质化热处理：510℃、6h，热锻造预热工序：500℃、2h)的铝母材晶界附近的TEM观察结果示于图2。TEM观察使用FEI公司制造的Tecnai系列G2-F20。能够确认到铝母材的晶界的析出物，可知该析出物成为微细的颗粒状。此外，析出物相互不紧密接触，成为对铝合金锻造材料赋予良好的韧性和延展性的理想的状态。此外，无析出带的宽度成为100nm以下。
将实施例1的铝合金锻造材料(均质化热处理：510℃、6h，热锻造预热工序：500℃、2h)的铝母材晶粒内的TEM观察结果示于图3。能够确认到在铝母材的晶粒内大量分散有微细的结晶析出物。该结晶析出物的TEM-EDS光谱如图4所示，确认到结晶析出物含有Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系结晶析出物。
[比较例]
使用具有表1中作为比较例所示的组成的铝合金的板坯，除此以外，与实施例同样地进行制造，得到铝合金锻造材料。另外，与实施例同样地对得到的铝合金锻造材料进行了评价。
比较例中得到的铝合金锻造材料的制造条件、拉伸特性和存在于铝母材晶界的析出物的信息如表3所示。另外，对于几个铝合金锻造材料，求出存在于铝母材的晶界的析出物的当量圆直径的平均值和长宽比，将其结果也示于表3中。
[表3]
Figure BDA0003938098140000131
如表3所示，比较例的铝合金锻造材料无法以高水平兼顾强度和延展性。对于不具有过剩Si的比较例1～比较例4而言，其绝对强度不足，0.2％屈服强度在任一情况下均低于350MPa。另一方面，比较例5中，虽然具有过剩Si，但是不含有Mn和/或Cr，其结果，缺乏延展性，在任一情况下伸长率均小于10％。进一步，在比较例6中，虽然含有Mn和Cr，但是不具有过剩Si，其结果，绝对强度不足，0.2％屈服强度在任一情况下均低于350MPa。
关于存在于铝母材的晶界的析出物，在不具有过剩Si的情况下，未观察到粗大化和长宽比的增大，但是在具有过剩Si的情况下(比较例5)，当量圆直径的平均大于50nm，长宽比也大于5。
将比较例5的铝合金锻造材料(均质化热处理：510℃、6h，热锻造预热工序：500℃、2h)的铝母材晶界附近的TEM观察结果示于图5。能够确认到铝母材的晶界的析出物，可知该析出物粗大且呈针状。而且，无析出带的宽度与实施例中得到的铝合金锻造材料相比变大。
将比较例1的铝合金锻造材料(均质化热处理：510℃、6h，热锻造预热工序：500℃、2h)的铝母材晶界附近的TEM观察结果示于图6。能够确认到铝母材的晶界的析出物，可知该析出物的量与实施例中得到的铝合金锻造材料的情况相比变少了。
将比较例4的铝合金锻造材料(均质化热处理：510℃、6h，热锻造预热工序：500℃、2h)的铝母材晶界附近的TEM观察结果示于图7。能够确认到铝母材的晶界的析出物，可知与比较例1的情况相比该析出物被微细化。
将比较例5的铝合金锻造材料(均质化热处理：510℃、6h，热锻造预热工序：500℃、2h)的铝母材晶粒内的TEM观察结果示于图8。没有明确地确认到在铝母材的晶粒内有结晶析出物的分散。
另外，比较例7的铝合金锻造材料具有充分的Si，且满足0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7的关系，但是Cu的含量小于0.2wt％，其拉伸强度和0.2％屈服强度成为低值。
由以上的结果可知，本发明的铝合金锻造材料在铝母材的晶粒内大量分散有微细的Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系结晶析出物，晶粒内的析出物具有微细且接近颗粒状的形状，其结果，具有高强度和优异的韧性(良好的延展性)。
[符号说明]
2...铝母材，
4...晶界，
6...析出物。

Claims (10)

1.一种铝合金锻造材料，其特征在于，
由6000系铝合金构成，
Cu的含量为0.2～1.0wt％，
所述6000系铝合金的组成满足以下的关系式(1)和(2)，
在母材晶界具有析出物，在母材晶粒内具有Al-(Fe，Mn，Cr)-Si系结晶析出物，
Si(at％)≥2Mg(at％) (1)
0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7 (2)。
2.根据权利要求1所述的铝合金锻造材料，其特征在于，
所述Si的含量为0.5～1.4wt％，
所述Mg的含量为0.6～1.7wt％。
3.根据权利要求1所述的铝合金锻造材料，其特征在于，
所述Si的含量为0.9～1.2wt％，
所述Mg的含量为0.8～1.2wt％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的铝合金锻造材料，其特征在于，
所述母材晶界中的所述析出物的平均粒径为50nm以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的铝合金锻造材料，其特征在于，
所述母材晶界中的所述析出物的长宽比为5以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的铝合金锻造材料，其特征在于，
以所述母材晶界为中心的无析出带的宽度为100nm以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的铝合金锻造材料，其特征在于，
0.2％屈服强度为350MPa以上，伸长率为10％以上。
8.一种汽车用行走部件，其特征在于，
由权利要求1～7中任一项所述的铝合金锻造材料构成。
9.一种铝合金锻造材料的制造方法，其特征在于，
其是制造权利要求1～7中任一项所述的铝合金锻造材料的方法，
包括：
热锻造预热工序，将所述铝合金锻造材料的Cu的含量设为0.2～1.0wt％，对铝合金材料进行预热；以及
热锻造工序，对在所述热锻造预热工序中得到的预热铝合金材料实施热锻造，
其中，将所述热锻造预热工序中的预热温度设为300～550℃，将预热时间设为1～3小时，
所述铝合金的组成满足以下的关系式(1)及(2)，
Si(at％)≥2Mg(at％) (1)
0.2≤过剩Si(wt％)+Mn(wt％)+Cr(wt％)≤1.7 (2)。
10.根据权利要求9所述的铝合金锻造材料的制造方法，其特征在于，
在所述热锻造预热工序之前具有所述铝合金材料的均质化热处理工序，
将所述均质化热处理工序的温度设为500～550℃，将保持时间设为5～10小时。
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