DE112016003841T5

DE112016003841T5 - Extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112016003841T5
Application number: DE112016003841.0T
Authority: DE
Inventors: Yuko Tamada; Hidenori HATTA; Koichi Ishida
Original assignee: UACJ Corp; UACJ Extrusion Corp
Current assignee: UACJ Corp; UACJ Extrusion Corp
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-05-17
Also published as: JP2017043802A; CN107636181A; US20180237889A1; CN107636181B; WO2017033663A1; JP6348466B2

Abstract

Ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial mit einer chemischen Zusammensetzung, die Cu um 2,5 bis 3,3%, Mg um 1,3 bis 2,5%, Ni um 0,50 bis 1,3%, Fe um 0,50 bis 1,5%, Mn um weniger als 0,50%, Si um 0,15 bis 0,40%, Zr um 0,06 bis 0,20% und Ti um weniger als 0,05% in Masseprozent und einen restlichen Teil umfasst, der Al und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst. In einem Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials beträgt ein Korndurchmesser einer intermetallischen Verbindung 20 µm oder weniger im äquivalenten Kreisdurchmesser; die Dichte einer intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm im äquivalenten Kreisdurchmesser beträgt, beträgt 5 × 10Teile/mmoder mehr; und ein durchschnittlicher Korndurchmesser von Unterkristallkörnern beträgt 20 µm oder weniger im äquivalenten Kreisdurchmesser.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese internationale Anmeldung beansprucht Priorität auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2015-165985 , die am 25. August 2015 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurde, und die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-165985 ist hierin durch Bezugnahme darauf aufgenommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial und ein Herstellungsverfahren dafür.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Vom Standpunkt des Umweltschutzes gibt es in letzter Zeit eine Nachfrage nach einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs von Brennkraftmaschinen von Automobilen. Aluminiumlegierungsmaterialien, die für Automobilteile angewendet werden, wie Teile für Brennkraftmaschinen (zum Beispiel Kolben) und Teile für Auflader (zum Beispiel Verdichterräder) müssen eine Festigkeit in einem Hochtemperaturbereich und eine Kriechbeständigkeit aufweisen, die ausreicht, um einem langen Einsatz in einem Hochtemperaturbereich standzuhalten, um eine hohe Leistung der Brennkraftmaschinen zu erreichen.
Beispielsweise schlägt das Patentdokument 1 vor, die Leitfähigkeit und den durchschnittlichen Korndurchmesser von intermetallischen Verbindungen eines Aluminiumlegierungsmaterials innerhalb eines spezifizierten Bereichs zu steuern, um die Festigkeit des Aluminiumlegierungsmaterials in einem Hochtemperaturbereich (von 100°C bis 180°C) zu verbessern. Darüber hinaus schlägt das Patentdokument 2 vor, dass die Beziehung des Gehalts zwischen Fe und Ni eine spezifizierte Beziehung erfüllt, um die Festigkeit eines Aluminiumlegierungsmaterials in einem Hochtemperaturbereich (200°C oder höher) zu verbessern.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. H01-152237
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. H07-242976

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Obwohl die Festigkeit eines Aluminiumlegierungsmaterials in einem Hochtemperaturbereich in den vorgenannten Patentdokumenten 1 und 2 erläutert wird, wird keine Erläuterung der Kriechbeständigkeit in einem Hochtemperaturbereich gegeben. Dies bedeutet, dass es bisher keine ausreichende Erläuterung über die Kriechbeständigkeit eines Aluminiumlegierungsmaterials in einem Hochtemperaturbereich gab.
Es ist wünschenswert, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial bereitstellt, das eine ausgezeichnete Festigkeit und Kriechbeständigkeit bei hoher Temperatur aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung davon.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial mit einer chemischen Zusammensetzung, die Cu um 2,5 bis 3,3%, Mg um 1,3 bis 2,5%, Ni um 0,50 bis 1,3%, Fe um 0,50 bis 1,5%, Mn um weniger als 0,50%, Si um 0,15 bis 0,40%, Zr um 0,06 bis 0,20% und Ti um weniger als 0,05% in Masseprozent und einen restlichen Teil aufweist, der Al und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst. In einem Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials beträgt ein Korndurchmesser einer intermetallischen Verbindung 20 µm oder weniger im äquivalenten Kreisdurchmesser; die Dichte einer intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm im äquivalenten Kreisdurchmesser beträgt, beträgt 5 × 10³ Teile/mm² oder mehr; und ein durchschnittlicher Korndurchmesser von Unterkristallkörnern beträgt im äquivalenten Kreisdurchmesser 20 µm oder weniger.
Dieses extrudierte Aluminiumlegierungsmaterial kann eine verbesserte Festigkeit und Kriechbeständigkeit in einem Hochtemperaturbereich von beispielsweise 200°C oder mehr aufweisen. Die Festigkeit, die hier verbessert werden kann, ist nicht nur die Festigkeit in einer Extrusionsrichtung (nachfolgend wahlweise als „L-Richtung“ bezeichnet), sondern auch die Festigkeit in einer Richtung orthogonal zur Extrusionsrichtung (im Folgenden wahlweise als „LT-Richtung“ bezeichnet“). Die Kriechbeständigkeit, die hier verbessert werden kann, ist insbesondere die Kriechbeständigkeit in LT-Richtung. Dementsprechend kann das extrudierte Aluminiumlegierungsmaterial der vorliegenden Offenbarung beispielsweise auf Kraftfahrzeugteile wie Teile für Brennkraftmaschinen und Teile für Auflader angewendet werden, die in einer Hochtemperaturumgebung verwendet werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Herstellen des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials. Das Verfahren umfasst das Verarbeiten eines Blocks aus einer Aluminiumlegierung, welche die chemische Zusammensetzung mit einer Homogenisierungsbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 500°C umfasst; danach Abkühlen des Blocks von der Temperatur der Homogenisierungsbehandlung auf 200°C oder weniger bei einer durchschnittlichen Kühlgeschwindigkeit von 0,01°C/s oder mehr; dann Extrudieren des Blocks bei 310 bis 450°C; dann Verarbeiten eines extrudierten Zwischenmaterials, das durch das Extrudieren mit Lösungsbehandlung und Abschrecken erhalten wurde; dann Verarbeiten des extrudierten Zwischenmaterials durch Streckrichten bei 2 bis 4% Spannung innerhalb von 48 Stunden nach der Lösungsbehandlung und dem Abschrecken; und dann Verarbeiten des extrudierten Zwischenmaterials mit einer Alterungsbehandlung bei 160 bis 220°C.
Gemäß diesem Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials ist es möglich, ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial herzustellen, das eine ausgezeichnete Festigkeit (Festigkeit in der L-Richtung und der LT-Richtung) und Kriechbeständigkeit (insbesondere Kriechbeständigkeit in der LT-Richtung) in einem Hochtemperaturbereich von beispielsweise 200°C oder mehr aufweist. Das extrudierte Aluminiumlegierungsmaterial kann so beispielsweise auf Kraftfahrzeugteile wie Teile für Verbrennungsmotoren und Teile für Auflader angewendet werden, die in einer Hochtemperaturumgebung verwendet werden.
ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nachstehend hierin beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und auf verschiedene Arten innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung implementiert werden kann.
<Chemische Zusammensetzung des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials>
Cu: 2,5 bis 3,3%
Cu trägt zu einer Verbesserung der Festigkeit eines extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials bei einer normalen Temperatur und bei einer hohen Temperatur bei. Wenn der Cu-Gehalt weniger als 2,5% beträgt, kann ein Effekt zur Verbesserung der Festigkeit nicht ausreichend erhalten werden. Wenn der Cu-Gehalt mehr als 3,3% beträgt, sinkt die Anfangstemperatur der eutektischen Verschmelzung, weshalb eine Verringerung der Temperatur der Lösungsbehandlung erforderlich wird; daher nimmt die Feststofflöslichkeit von Cu in der Matrix ab und der Effekt der Verbesserung der Festigkeit ist nicht zu erwarten.
Mg: 1,3 bis 2,5%
Mg und Cu bestehen nebeneinander und tragen zu einer Verbesserung der Festigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials bei einer normalen Temperatur und bei einer hohen Temperatur bei. Wenn der Mg-Gehalt weniger als 1,3% beträgt, ist ein Effekt zur Verbesserung der Festigkeit gering. Wenn der Mg-Gehalt mehr als 2,5% beträgt, erhöht sich der Verformungswiderstand des Materials bei Heißbearbeitungsprozessen wie Extrusion, was zu einer Verringerung der Produktivität führt.
Ni: 0,50 bis 1,3%
Ni bildet eine Fe-Ni-Verbindung mit Fe und verbessert eine Wärmebeständigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials. Wenn der Ni-Gehalt weniger als 0,50% beträgt, kann ein Effekt zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit nicht ausreichend erhalten werden. Wenn der Ni-Gehalt mehr als 1,3% beträgt, werden Verbindungen auf Ni-Basis, wie Verbindungen auf Al-Ni-Basis und Al-Ni-Cu-Basis, die in der Matrix dispergieren, gebildet; somit wird der Effekt der Verbesserung der Wärmebeständigkeit gering. Darüber hinaus erhöht die Bildung einer groben Verbindung auf Fe-Ni-Basis die Tendenz zur Rissbildung bei Heißverarbeitungsprozessen wie Extrusion, was zu einer Verringerung der Produktivität führt.
Fe: 0,50 bis 1,5%
Fe bildet eine Fe-Ni-Verbindung mit Ni und verbessert eine Wärmebeständigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials. Wenn der Fe-Gehalt weniger als 0,50% beträgt, kann ein Effekt zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit nicht ausreichend erhalten werden. Wenn der Fe-Gehalt mehr als 1,5% beträgt, werden Verbindungen auf Fe-Basis, wie Verbindungen auf Al-Fe-Basis und Al-Fe-Cu-Basis, die in der Matrix dispergieren, gebildet; somit wird der Effekt der Verbesserung der Wärmebeständigkeit gering.
Mn: weniger als 0,50%
Mn bewirkt eine Ausfällung und Dispersion einer Al-Mn-Si-basierten Verbindung, um eine Rekristallisation zu verringern, die während der Lösungsbehandlung auftritt, um feine Unterkristallkörner zu bilden, und trägt dadurch zu einer Verbesserung der Festigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials bei einer normalen Temperatur und bei einer hohen Temperatur bei. Wenn der Mg-Gehalt 0,50% oder mehr beträgt, bildet sich während des Gießens ein riesiges kristallisiertes Produkt, was zu einer Verringerung der Festigkeit führt.
Si: 0,15 bis 0,40%
Si verursacht zusammen mit Mn die Ausfällung einer feindispersen Phase einer Verbindung auf Al-Mn-Si-Basis und erhöht den Pinning-Effekt der Verlagerung, um die Vergröberung der rekristallisierten Körner während der Lösungsbehandlung zu verringern, und hilft dadurch, die Festigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials zu verbessern. Wenn der Si-Gehalt weniger als 0,15% beträgt, kann ein Effekt zur Verbesserung der Festigkeit nicht ausreichend erhalten werden. Wenn der Si-Gehalt mehr als 0,40% beträgt, wird eine Verbindung aus Mg und Si gebildet, was zu einer Verringerung der Wärmebeständigkeit führt.
Zr: 0,06 bis 0,20%
Zr trägt zur Verfeinerung einer gegossenen Struktur bei. Darüber hinaus bewirkt Zr zusammen mit Al eine feine Dispersion einer Al₃Zr-Verbindung, um die Rekristallisation zu verringern, die während der Lösungsbehandlung auftritt, um feine unterkristalline Körner zu bilden, und trägt dadurch zu einer Verbesserung der Festigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials bei. Wenn der Zr-Gehalt weniger als 0,06% beträgt, können ein Effekt zur Verfeinerung der gegossenen Struktur und ein Effekt zur Verbesserung der Festigkeit nicht ausreichend erhalten werden. Wenn der Zr-Gehalt mehr als 0,20% beträgt, bildet sich während des Gießens leicht ein riesiges kristallisiertes Produkt; weshalb der Effekt der Verfeinerung der gegossenen Struktur und der Effekt der Verbesserung der Festigkeit gering wird.
Ti: weniger als 0,05%
Ti wird zugegeben, um feine Kristallkornstrukturen stabil zu erhalten, wie es bei Zr der Fall ist. Der Ti-Gehalt sollte weniger als 0,05% betragen. Wenn der Ti-Gehalt 0,05% oder mehr beträgt, bildet sich während des Gießens eine riesige Zr-Ti-Verbindung, was zu einer Verringerung der Festigkeit führt.
Andere Elemente:
Al und unvermeidbare Verunreinigungen können grundsätzlich neben den vorgenannten Elementen enthalten sein. Andere Elemente als die zuvor genannten Elemente, die zu einer Aluminiumlegierung zugegeben werden, können gewöhnlich als unvermeidbare Verunreinigungen in einem Ausmaß enthalten sein, dass die Eigenschaften der Aluminiumlegierung nicht wesentlich beeinflusst werden.
<Struktur des extrudierten
Aluminiumlegierungsmaterials>
Um die Vergröberung der Unterkristallkorndurchmesser bei einer hohen Temperatur zu verringern und eine ausgezeichnete Festigkeit und Kriechbeständigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials zu erreichen, ist es notwendig, dass kristallisierte Produkte an den Unterkristallkerngrenzen fein vorliegen, so dass bei einer hohen Temperatur eine Verlagerung nicht leicht bewegt wird. Aus diesem Grund sollte ein Korndurchmesser einer intermetallischen Verbindung 20 µm oder weniger in einem äquivalenten Kreisdurchmesser (vorzugsweise 10 µm oder weniger) betragen, und die Dichte einer intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm im äquivalenten Kreisdurchmesser beträgt, sollte in einem Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials 5 × 10³ Teile/mm² oder mehr betragen.
Wenn der Korndurchmesser der intermetallischen Verbindung mehr als 20 µm in einem äquivalenten Kreisdurchmesser im Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials beträgt, wird die intermetallische Verbindung zum Ausgangspunkt eines Risses, der zu einer Verringerung der Festigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials führt. Wenn die Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm im äquivalenten Kreisdurchmesser beträgt, weniger als 5 × 10³ Teile/mm² in einem Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials beträgt, werden Ausfällungen an den Korngrenzen grob und die Korngrenzenverschiebung wird nicht verringert, was zu einer Verringerung der Wärmebeständigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials führt.
Um die Festigkeit des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials bei einer hohen Temperatur (insbesondere die Festigkeit in LT-Richtung) zu verbessern, sollte der durchschnittliche Korndurchmesser der Unterkristallkörner 20 µm oder weniger im äquivalenten Kreisdurchmesser in einem Querschnitt von 20 µm oder weniger des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials betragen.
Wenn der durchschnittliche Korndurchmesser der Unterkristallkörner mehr als 20 µm in einem äquivalenten Kreisdurchmesser in einem Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials beträgt, wird der Effekt der Verbesserung der Festigkeit bei einer hohen Temperatur (insbesondere der Festigkeit in LT-Richtung) gering.
Ein Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials bezieht sich hier auf einen Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials in einer gegebenen Richtung. Die Richtung des Querschnitts sollte nicht auf irgendeine Richtung beschränkt sein; beispielsweise kann der Querschnitt in einer Richtung parallel zur Extrusionsrichtung genommen werden oder kann in einer Richtung orthogonal zur Extrusionsrichtung genommen werden. Der Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der oben beschriebenen intermetallischen Verbindung, die Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) 0,3 bis 20 µm beträgt, und der mittlere Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der Kristallkörner kann durch zufälliges Beobachten eines Bereichs eines Querschnitts des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials erhalten werden, wobei der Querschnitt in einer gegebenen Richtung genommen wird und der Bereich eine Oberflächenschicht (z. B. ein Gebiet von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 2 bis 5 mm) des Querschnitts ausschließt, beispielsweise mittels eines optischen Mikroskops.
<Verfahren zur Herstellung von extrudiertem Aluminiumlegierungsmaterial> Die Herstellung eines extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials beginnt mit dem Schmelzen einer Aluminiumlegierung, welche die zuvor erwähnte chemische Zusammensetzung umfasst, durch ein herkömmliches Verfahren und das Verarbeiten des so gegossenen Blocks der Aluminiumlegierung mit einer Homogenisierungsbehandlung bei 400 bis 500°C. Wenn die Behandlungstemperatur bei der Homogenisierungsbehandlung weniger als 400°C beträgt, wird die Homogenisierung der Struktur unzureichend sein. Wenn die Behandlungstemperatur mehr als 500°C beträgt, findet eine eutektische Verschmelzung statt, bei der Elemente segregiert werden.
Nach der Homogenisierungsbehandlung wird der Block der Aluminiumlegierung von der Homogenisierungsbehandlungstemperatur auf eine spezifizierte Temperatur von 200°C oder weniger bei einer durchschnittlichen Kühlgeschwindigkeit von 0,01°C/s oder mehr abgekühlt. Wenn die Temperatur der Homogenisierungsbehandlung A°C beträgt und die Zeit, die erforderlich ist, um den Block von A°C auf 200°C zu kühlen, B Sekunden beträgt, wird die durchschnittliche Abkühlgeschwindigkeit als (A°C - 200°C)/B Sekunden wiedergegeben. Wenn die durchschnittliche Kühlgeschwindigkeit weniger als 0,01°C/s (langsamer als 0,01°C/s) beträgt, wächst/wachsen eine S-Phase (Al₂CuMg) und/oder eine Fe-Ni-basierte Verbindung während des Abkühlens grob.
Wenn beispielsweise eine Extrusion bei 450°C oder weniger durchgeführt wird, während eine grobe Verbindung gebildet wird, verschwindet eine durch die Extrusion eingeleitete Verlagerung in der Nähe der groben Verbindung und somit werden die Unterkristallkorndurchmesser grob. Insbesondere verbleibt eine Verbindung auf Fe-Ni-Basis im Endprodukt, da sie sich während einer Lösungsbehandlung, bei der es sich um einen Prozess nach der Extrusion handelt, nicht so leicht auflöst. Da eine grobe Verbindung die Kriecheigenschaften des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials verschlechtert, muss die Abkühlgeschwindigkeit so gesteuert werden, dass während der Homogenisierungsbehandlung keine grobe Verbindung erzeugt wird. Dementsprechend werden durch Einstellen der durchschnittlichen Abkühlgeschwindigkeit nach der Homogenisierungsbehandlung bei 0,01°C/s oder mehr zur Herstellung feiner Verbindungen auf Fe-Ni-Basis und Cu-Mg-Basis folglich gleichmäßige und feine Ausfällungen in der nachfolgenden Streckricht- und Alterungsbehandlung erzeugt, wodurch ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit erhalten werden kann. Es sei angemerkt, dass sich die „grobe Verbindung“ hier auf eine Verbindung bezieht, die beispielsweise ihren Korndurchmesser in der Größe von 20 µm oder mehr (im äquivalenten Kreisdurchmesser) nach der Extrusion beibehalten kann.
Der abgekühlte Block wird erneut auf 310 bis 450°C erwärmt und anschließend bei der gleichen Temperatur extrudiert, um ein extrudiertes Zwischenmaterial zu erhalten. Da eine Verwendung eines Ofens Zeit benötigt, um die Temperatur des Blocks zu erhöhen und somit zu einer Vergröberung der kristallisierten Produkte führt, wird es bevorzugt, die Extrusion des Blocks unmittelbar nach dem Erhöhen seiner Temperatur durch ein Induktionsheizgerät (Induktionsheizen) oder auf andere Weise durchzuführen. Wenn die Extrusionstemperatur weniger als 310°C beträgt, nimmt die Verformungsbeständigkeit des Materials zu und die Extrusionsgeschwindigkeit nimmt während der Extrusion ab, was zu einer Verringerung der Produktivität führt. Wenn die Extrusionstemperatur mehr als 450°C beträgt, tritt während der Extrusion eine dynamische Erholung auf, weshalb keine feinen Unterkristallkörner erhalten werden können.
Das extrudierte Zwischenmaterial, das durch die Extrusion erhalten wird, wird danach mit Lösungsbehandlung und Abschrecken verarbeitet. Die Temperatur der Lösungsbehandlung liegt vorzugsweise in einem Temperaturbereich, der um 3 bis 10°C niedriger ist als die Eintrittstemperatur der eutektischen Verschmelzung. Wenn die Temperatur der Lösungsbehandlung höher als der vorgenannte Temperaturbereich ist, kann aufgrund von Temperaturschwankungen innerhalb des Ofens gelegentlich eine eutektische Verschmelzung in dem Material leicht auftreten. Wenn die Temperatur der Lösungsbehandlung niedriger als der vorgenannte Temperaturbereich ist, wird die Lösungsbehandlung der Struktur nicht ausreichend durchgeführt, weshalb gelegentlich keine ausreichende Festigkeit erhalten wird.
Das extrudierte Zwischenmaterial wird daraufhin mit Streckrichten bei 2 bis 4% Spannung innerhalb von 48 Stunden nach der Lösungsbehandlung und dem Abschrecken verarbeitet. Das Streckrichten dient zum Entfernen von Restspannungen und zur Verbesserung der Dehngrenze. Darüber hinaus ermöglicht die Einführung einer Verlagerung, dass die Verbindungen bei der nachfolgenden Alterungsbehandlung fein ausgefällt werden; somit können feine Unterkristallkörner auf einer hohen Temperatur gehalten werden. Insbesondere wird durch die feine Ausfällung von Verbindungen an den Unterkristallkorngrenzen die Bewegung der Verlagerungen verringert, wodurch ausgezeichnete Hochtemperatur-Kriecheigenschaften erhalten werden können.
Wenn die Zeit von der Durchführung der Lösungsbehandlung und Abschreckung bis zur Durchführung des Streckrichtens mehr als 48 Stunden beträgt, wird die Ausfällung in einem Bereich, in dem die Restspannung bestehen bleibt, deutlich gefördert. Da Verlagerungen dazu neigen, in eine Nachbarschaft von feinen Ausfällungen eingeführt zu werden, verursacht eine zum Teil geförderte Ausfällung eine teilweise Einführung der Verlagerung durch Streckrichten, weshalb keine gleichförmigen Unterkristallkörner danach beibehalten werden können. Wenn eine Streckrichtmenge (Belastungsmenge beim Streckrichten) weniger als 2% beträgt, werden die Effekte des oben beschriebenen Streckrichtens gering. Wenn die Streckrichtmenge mehr als 4% beträgt, nehmen die eingeführten Verlagerungen übermäßig zu und die Ausfällung wird folglich gefördert, was zu einer Verringerung der Hochtemperatur-Kriecheigenschaften führt.
Nach dem Streckrichten wird das extrudierte Zwischenmaterial anschließend mit einer Alterungsbehandlung bei 160 bis 220°C verarbeitet. Wenn die Temperatur der Alterungsbehandlung weniger als 160°C beträgt, schreitet die Ausfällung nicht ausreichend fort. Wenn die Temperatur der Alterungsbehandlung mehr als 220°C beträgt, werden die Ausfällungen grob, weshalb keine ausreichende Festigkeit erhalten werden kann.
Ein extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial, das die zuvor genannte chemische Zusammensetzung und die zuvor genannte Struktur aufweist, kann durch die oben beschriebenen Schritte erhalten werden.
[Beispiele]
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend zusammen mit einem Vergleich mit Vergleichsbeispielen erläutert, um Effekte der vorliegenden Offenbarung zu belegen. Diese Beispiele zeigen einige der Ausführungen der vorliegenden Offenbarung. Die vorliegende Offenbarung ist daher nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Zuerst wurden Aluminiumlegierungen (Legierungen Al bis A14 und B1 bis B4), welche die in Tabelle 1 gezeigte chemische Zusammensetzung aufweisen, durch kontinuierliches Gießen gegossen, um Brammen mit einem Durchmesser von 90 mm (zur Extrusion modifizierte Blöcke) zu erhalten. Es sei angemerkt, dass in Tabelle 1 der verbleibende Teil neben den chemischen Komponenten Al und unvermeidliche Verunreinigungen umfasst, die nicht in der Tabelle gezeigt sind. Wenn der Gehalt der chemischen Komponenten nicht innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegt, ist dieser Gehalt jeweils unterstrichen aufgeführt.
Die erhaltenen Brammen wurden mit der Homogenisierungsbehandlung unter den Bedingungen behandelt, dass die Behandlung bei 470°C für 15 Stunden durchgeführt wurde und unter der Bedingung abgekühlt wurde, dass die durchschnittliche Abkühlungsgeschwindigkeit 0,012°C/s betrug, und anschließend unter der Bedingung mit heißer Extrusion verarbeitet wurde, dass die Extrusion bei 440°C durchgeführt wurde. Durch diese Verarbeitungen wurde ein Rundstabmaterial (extrudiertes Zwischenmaterial) mit einem Durchmesser von 28 mm erhalten. Das erhaltene Rundstabmaterial wurde mit der Lösungsbehandlung unter den Bedingungen verarbeitet, dass die Behandlung 2 Stunden lang bei 525°C durchgeführt wurde und anschließend mit Abschrecken bearbeitet wurde; 12 Stunden später wurde das Material mit dem Streckrichter bei einer Belastungsmenge von 2,4% verarbeitet und dann mit einer künstlichen Alterungsbehandlung unter den Bedingungen behandelt, dass die Behandlung 18 Stunden bei 190°C durchgeführt wurde. Extrudierte Aluminiumlegierungsmaterialien (nachfolgend wahlweise einfach als „extrudierte Materialien“ bezeichnet) der Beispiele 1 bis 14 und der Vergleichsbeispiele 15 bis 18 wurden auf diese Weise durch die zuvor genannten Verarbeitungen hergestellt.
In einem Querschnitt jedes hergestellten extrudierten Materials wurden der maximale Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der intermetallischen Verbindungen; Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) 0,3 bis 20 µm betrug; und der durchschnittliche Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der Unterkristallkörner gemessen. Für jedes hergestellte extrudierte Material wurde eine Dehngrenze von 0,2% (in L-Richtung und LT-Richtung) bei Raumtemperatur und bei 200°C durch einen Zugtest gemessen, und eine Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) wurde durch einen Zeitstandtest ausgewertet. Die Verfahren der Messungen und der Auswertung werden im Folgenden erläutert.
<Maximaler Korndurchmesser (in äquivalentem Kreisdurchmesser) und Dichte der intermetallischen Verbindungen>
Um eine Beobachtung der Struktur des extrudierten Materials in Extrusionsrichtung (L-Richtung) zu ermöglichen, wurde das extrudierte Material so geschnitten, dass es in einer Richtung parallel zur Extrusionsrichtung (L-Richtung) gleichmäßig in zwei Stücke geteilt wurde (so dass die Schnittflächen die Mittelachse des extrudierten Materials einschließen). Die Schnittflächen wurden unter Verwendung eines wasserfesten Sandpapiers poliert und unter Verwendung einer Polierscheibe mit einer darauf aufgebrachten Politur weiter zu einem Spiegelglanz poliert. Der Mittelteil der Schnittflächen des extrudierten Materials (der Mittelpunkt in der Richtung (in Breitenrichtung) orthogonal zur Längsrichtung (Extrusionsrichtung) auf der Schnittfläche) wurde anschließend mit einem optischen Mikroskop auf das 200-fache vergrößert und betrachtet. Der maximale Korndurchmesser der intermetallischen Verbindungen (im äquivalenten Kreisdurchmesser) und die Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) 0,3 bis 20 µm betrug, wurden dadurch gemessen.
<Durchschnittlicher Korndurchmesser (in äquivalentem Kreisdurchmesser) der Unterkristallkörner> Um eine Beobachtung der Struktur des extrudierten Materials in Extrusionsrichtung (L-Richtung) zu ermöglichen, wurde das extrudierte Material geschnitten, um in der Richtung parallel zur Extrusionsrichtung (L-Richtung) gleichmäßig in zwei Stücke geteilt zu werden (so dass die Schnittflächen die Mittelachse des extrudierten Materials einschließen). Die Schnittflächen wurden unter Verwendung eines wasserfesten Sandpapiers poliert und unter Verwendung einer Polierscheibe mit einer darauf aufgebrachten Politur weiter zu einem Spiegelglanz poliert. Die Schnittflächen des extrudierten Materials wurden dann unter Verwendung von Kellers Reagenz geätzt. Der Mittelteil der Schnittflächen des extrudierten Materials (der Mittelpunkt in der Richtung (Breitenrichtung) orthogonal zur Längsrichtung (Extrusionsrichtung) auf der Schnittfläche) wurde anschließend mit einem optischen Mikroskop auf das 200-fache vergrößert und betrachtet. Der durchschnittliche Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der Unterkristallkörner wurde dadurch gemessen.
<0,2% Dehngrenze>
Im Hinblick auf die 0,2% Dehngrenze bei Raumtemperatur wurden Teststücke aus jedem extrudierten Material hergestellt. Insbesondere wurden ein Teststück, dessen Achsenrichtung (Längsrichtung) die Extrusionsrichtung (L-Richtung) war, und ein Teststück, dessen Achsenrichtung (Längsrichtung) die zur Extrusionsrichtung (LT-Richtung) orthogonale Richtung war, für jedes extrudierte Material hergestellt. Die Teststücke wurden so hergestellt, dass sie einen Durchmesser von 5 mm an dem parallelen Abschnitt, eine Messlänge von 15 mm und einen Radius von 10 mm an dem Schulterabschnitt aufwiesen. Die Teststücke wurden in einer Zugtestvorrichtung angeordnet, dann wurden Zugtests (JIS Z2241 (Jahr 2011)) bei Raumtemperatur durchgeführt. Beim Zugtest für die LT-Richtung werden herkömmliche Materialien durch Reibschweißen mit beiden Enden eines Auswertebereichs des Teststücks verbunden, um die notwendige Länge als Teststück zu gewährleisten. Die 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in L-Richtung und LT-Richtung) wurde aus dem Ergebnis der vorstehend genannten Zugtests berechnet. Die 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur wurde unter Verwendung herkömmlicher Werte (zum Beispiel derjenigen Werte, die in dem zuvor genannten Patentdokument 2 offenbart sind) als Vergleich ausgewertet; der Test wurde als erfolgreich gegeben, wenn der Wert der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur 410 MPa oder mehr betrug.
In Bezug auf 0,2% Dehngrenze bei 200°C wurden die gleichen Teststücke, wie sie bei der zuvor erwähnten 0,2% -Dehngrenze bei Raumtemperatur verwendet wurden, aus jedem extrudierten Material hergestellt. Die Teststücke wurden bei Anordnen in der Zugtestvorrichtung auf 200°C erwärmt. Die Teststücke wurden 10 Minuten nach Erreichen von 200°C gehalten; dann wurden die Zugtests (JIS Z2241 (Jahr 2011)) durchgeführt. Die 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung) wurde aus dem Ergebnis der vorstehend genannten Zugtests berechnet. Die 0,2%-Dehngrenze bei 200°C wurde unter Verwendung herkömmlicher Werte (zum Beispiel derjenigen Werte, die in dem zuvor genannten Patentdokument 2 offenbart sind) als Vergleich ausgewertet; der Test wurde als erfolgreich gegeben, wenn der Wert der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C 310 MPa oder mehr betrug.
<Kriechbeständigkeit>
Teststücke, deren Achsenrichtung (Längsrichtung) die zur Extrusionsrichtung (LT-Richtung) orthogonale Richtung war, wurden aus jedem extrudierten Material auf die gleiche Weise wie in den zuvor genannten Messungen mit 0,2% Dehngrenze hergestellt. Die Teststücke wurden bei Anordnen in der Zeitstandtestvorrichtung auf 200°C erwärmt. Die Teststücke wurden 60 Minuten nach Erreichen von 200°C gehalten; dann wurden Zeitstandtests bei 200°C durchgeführt. Jedes Teststück wurde 100 Stunden mit einer Last von 200 MPa in den Zeitstandtests belastet. Die Last wurde basierend auf den jüngsten Werten, bei denen Hochtemperatureigenschaften erforderlich sind, mit 200 MPa festgelegt. In Bezug auf Auswertungen der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) galten diese als erfolgreich, wenn das Teststück in 100 Stunden mit einer Last von 200 MPa nicht zerbrach, und als gescheitert, wenn das Teststück zerbrach.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der vorgenannten Messungen und Auswertungen. Werte für jedes Element, die nicht im Umfang der vorliegenden Offenbarung lagen, sind in Tabelle 2 als unterstrichene Werte dargestellt.
Wie in Tabelle 2 dargestellt, waren die Vergleichsbeispiele 15 bis 18 nicht im Umfang der vorliegenden Offenbarung; daher scheiterten diese Beispiele in mindestens entweder der 0,2%-Dehngrenze oder der Kriechbeständigkeit.
Spezifisch scheiterte das Vergleichsbeispiel 15 aufgrund seines niedrigen Cu-Gehalts bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert (410 MPa) nicht erfüllte, bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert (310 MPa) nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
In Bezug auf das Vergleichsbeispiel 16 war die Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm beträgt, aufgrund ihres niedrigen Ni-Gehalts niedrig; daher scheiterte das Vergleichsbeispiel 16 bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
Bei Vergleichsbeispiel 17 scheiterte die 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) aufgrund seines niedrigen Fe-Gehalts.
Vergleichsbeispiel 18 rekristallisierte aufgrund seines geringen Zr-Gehalts, und scheiterte somit bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in LT-Richtung), und bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung). Der Wert, der in dem Abschnitt für den durchschnittlichen Korndurchmesser der Unterkristallkörner für das Vergleichsbeispiel 18 in Tabelle 2 gezeigt ist, ist der durchschnittliche Korndurchmesser der rekristallisierten Körner.
Indessen waren die Beispiele 1 bis 14 bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in L-Richtung und LT-Richtung), der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung) und der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) allesamt erfolgreich, da diese Beispiele im Umfang der vorliegenden Offenbarung lagen. Mit anderen Worten zeigte sich, dass das extrudierte Aluminiumlegierungsmaterial der vorliegenden Offenbarung eine ausgezeichnete Festigkeit und Kriechbeständigkeit bei hoher Temperatur aufwies.
Als nächstes wurde eine Aluminiumlegierung (Legierung A14: siehe Tabelle 1 für die chemische Zusammensetzung) durch Stranggießen gegossen, um eine Bramme (356 mm Durchmesser) zu erhalten. Die erhaltene Bramme wurde mit der Homogenisierungsbehandlung unter spezifizierten Bedingungen verarbeitet, bei einer spezifizierten durchschnittlichen Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt und anschließend unter spezifizierten Bedingungen mit der Heißextrusion verarbeitet. Durch diese Verarbeitungen wurde ein Rundstabmaterial (extrudiertes Zwischenmaterial) mit einem Durchmesser von 58 mm erhalten. Das erhaltene Rundstabmaterial wurde mit der Lösungsbehandlung unter den Bedingungen verarbeitet, dass die Behandlung 2 Stunden lang bei 525°C durchgeführt wurde und anschließend mit Abschrecken bearbeitet wurde; Stunden später spezifiziert wurde das Material mit dem Streckrichter bei einer bestimmten Belastungsmenge verarbeitet und dann unter bestimmten Bedingungen mit der künstlichen Alterungsbehandlung behandelt. Extrudierte Aluminiumlegierungsmaterialien (nachfolgend wahlweise einfach als „extrudierte Materialien“ bezeichnet) der Beispiele 21 bis 23 und der Vergleichsbeispiele 24 bis 31 wurden auf diese Weise durch die zuvor genannten Verarbeitungen hergestellt.
Tabelle 3 zeigt die Temperatur und die Dauer der Homogenisierungsbehandlung, die durchschnittliche Abkühlgeschwindigkeit, die Extrusionstemperatur, die Dauer nach Lösungsbehandlung und Abschreckung bis zum Streckrichten, die Belastungsmenge während des Streckrichtens und die Temperatur und Dauer der Alterungsbehandlung. Wenn die Bedingungen für jede Verarbeitung im Herstellungsverfahren nicht innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen, sind diese Bedingungen in Tabelle 3 unterstrichen dargestellt.
In einem Querschnitt jedes hergestellten extrudierten Materials wurden der maximale Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der intermetallischen Verbindung; Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) 0,3 bis 20 µm betrug; und der durchschnittliche Korndurchmesser (im äquivalenten Kreisdurchmesser) der Unterkristallkörner gemessen. Für jedes hergestellte extrudierte Material wurde die Dehngrenze von 0,2% (in L-Richtung und LT-Richtung) bei der Raumtemperatur und bei 200°C durch den Zugtest gemessen, und die Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) wurde durch den Zeitstandtest ausgewertet. Die Verfahren dieser Messungen und Auswertungen sind die gleichen wie die zuvor erläuterten.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der vorgenannten Messungen und Auswertung. Werte für jedes Element, die nicht im Umfang der vorliegenden Offenbarung lagen, sind in Tabelle 4 als unterstrichene Werte dargestellt.
Wie in Tabelle 4 dargestellt, waren die Herstellungsverfahren der Vergleichsbeispiele 24 bis 31 nicht im Umfang der vorliegenden Offenbarung; daher scheiterten diese Beispiele in mindestens entweder der 0,2%-Dehngrenze oder der Kriechbeständigkeit.
Spezifisch scheiterte das Vergleichsbeispiel 24 aufgrund seiner geringen Belastungsmenge während des Streckrichtens bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in LT-Richtung), und bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
Bei Vergleichsbeispiel 25 scheiterte die 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) aufgrund seiner übermäßigen Belastungsmenge während des Streckrichtens.
In Bezug auf das Vergleichsbeispiel 26 war die Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm beträgt, aufgrund seiner geringen Homgenisierungsbehandlungstemperatur niedrig; daher scheiterte das Vergleichsbeispiel 26 bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
Vergleichsbeispiel 27 scheiterte bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in LT-Richtung), und bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und versagte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung) aufgrund seiner hohen Homogenisierungsbehandlungstemperatur.
In Bezug auf das Vergleichsbeispiel 28 war die Dichte der intermetallischen Verbindung, deren Korndurchmesser 0,3 bis 20 µm betrug, niedrig und der durchschnittliche Korndurchmesser der Unterkristallkörner war aufgrund seiner niedrigen durchschnittlichen Abkühlgeschwindigkeit groß; daher scheiterte das Vergleichsbeispiel 28 bei der 0,2% - Dehngrenze bei Raumtemperatur (in L-Richtung und LT-Richtung) und bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
In Bezug auf das Vergleichsbeispiel 29 scheiterte die Extrusion aufgrund seiner niedrigen Extrusionstemperatur; daher konnte keine Auswertung für ein extrudiertes Material durchgeführt werden.
In Bezug auf das Vergleichsbeispiel 30 wurde der durchschnittliche Unterkristallkorndurchmesser aufgrund seiner hohen Extrusionstemperatur groß; daher scheiterte das Vergleichsbeispiel 30 bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
In Bezug auf das Vergleichsbeispiel 31 wurde der durchschnittliche Unterkristallkorndurchmesser groß, weil die Dauer nach der Lösungsbehandlung und Abschrecken bis zum Streckrichten lang war; daher scheiterte das Vergleichsbeispiel 31 bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in LT-Richtung) und bei der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in LT-Richtung), weil es den Referenzwert nicht erfüllte, und scheiterte bei der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung).
Indessen bestanden die Beispiele 21 bis 23 allesamt bei der 0,2%-Dehngrenze bei Raumtemperatur (in L-Richtung und LT-Richtung), der 0,2%-Dehngrenze bei 200°C (in L-Richtung und LT-Richtung) und der Kriechbeständigkeit (in LT-Richtung), da diese Beispiele im Umfang der vorliegenden Offenbarung lagen. Mit anderen Worten zeigte sich, dass das Herstellungsverfahren eines extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials der vorliegenden Offenbarung eine ausgezeichnete Festigkeit und Kriechbeständigkeit bei hoher Temperatur bereitstellen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015165985 A [0001]
JP H01152237 [0004]
JP H07242976 [0004]

Claims

Extrudiertes Aluminiumlegierungsmaterial, umfassend: eine chemische Zusammensetzung, die umfasst: Cu um 2,5 bis 3,3%, Mg um 1,3 bis 2,5%, Ni um 0,50 bis 1,3%, Fe um 0,50 bis 1,5%, Mn um weniger als 0,50%, Si um 0,15 bis 0,40%, Zr um 0,06 bis 0,20% und Ti um weniger als 0,05% in Masseprozent, und einen restlichen Teil, der Al und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, wobei, im Querschnitt des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials, ein Korndurchmesser einer intermetallischen Verbindung 20 µm oder weniger im äquivalenten Kreisdurchmesser ist; die Dichte einer intermetallischen Verbindung einen Korndurchmesser von 0,3 bis 20 µm in einem äquivalenten Kreisdurchmesser 5 × 10³ Stück/mm² oder mehr aufweist; und ein durchschnittlicher Korndurchmesser von Unterkristallkörnern 20 µm oder weniger im äquivalenten Kreisdurchmesser beträgt.
Verfahren zur Herstellung des extrudierten Aluminiumlegierungsmaterials nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: Verarbeiten eines Blocks aus einer Aluminiumlegierung, welche die chemische Zusammensetzung umfasst, mit einer Homogenisierungsbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 500°C; Abkühlen des Blocks von der Temperatur der Homogenisierungsbehandlung auf 200°C oder weniger bei einer durchschnittlichen Kühlgeschwindigkeit von 0,01°C/s oder mehr; Extrudieren des Blocks bei 310 bis 450°C; Verarbeiten eines extrudierten Zwischenmaterials, das durch das Extrudieren mit Lösungsbehandlung und Abschrecken erhalten wird; Verarbeiten des extrudierten Zwischenmaterials durch Streckrichten bei 2 bis 4% Spannung innerhalb von 48 Stunden nach der Lösungsbehandlung und dem Abschrecken; und Verarbeiten des extrudierten Zwischenmaterials mit einer Alterungsbehandlung bei 160 bis 220°C.