JP2007177308A - 耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材および鍛造材、該押出材および鍛造材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】Si:0.7〜1.4%、Mg:0.55〜0.95%、Cu:0.43%を超え1.0%以下を含有し、Mn:0.15〜0.43%、Cr:0.05〜0.23%、およびZr:0.05〜0.24%のうちの1種以上を含有し、残部がAlおよび不純物からなり、かつ[Si%]×1.73−[Mg%]>[Cu%]×1.03を満足する組成を有し、断面の肉厚中心部は平均結晶粒10μm以下の亜結晶粒組織をそなえ、該亜結晶組織が前記断面に占める割合が70%以上であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
[Si重量%]×1.73−[Mg重量%]>[Cu重量%]×1.03
左辺は過剰Si量を規定する式であり、本発明の範囲内の種々の組成のアルミニウム合金押出材を用いて耐食性試験を行った結果、この式の値をCu量の1.03倍以上とすることにより耐食性の確保が可能であることを見出した。最大量のSiを含有させた場合においても、Cu量が1.0%を超えると耐食性低下を抑制することはできない。Cuは、Clイオンを含有する溶液中において、純アルミニウムより電位的に貴な元素であり、上記のようにCu量、Si量、Mg量の関係を調整し、かつ平均結晶粒径が10μm以下の亜結晶粒組織に制御することにより電位を純アルミニウムより貴とし、さらに材料内部における局部電池の生成を防止してClイオンを含有する溶液中での耐食性を向上させることができる。
表1に示す組成のアルミニウム合金を溶解し、半連続鋳造法により、直径90mmの押出用ビレットに造塊した。得られたビレットを450℃で均質化処理後、押出温度520℃、減面率95%で直径20mmの丸棒に熱間押出加工した。その後、表2に示す条件で溶体化処理および時効処理を施した。
平均結晶粒径の調査:調査断面を電解研磨後、偏光ミクロ観察を行い、画像解析により平均結晶粒径を算出した。
亜結晶粒面積率の調査:調査断面を苛性エッチング後、画像解析により亜結晶粒面積率を算出した。
機械的性質の測定:JIS Z 2201の4号試験片(備考2による相似形)を作製して、JIS Z 2241に準拠して測定し、耐力400MPa以上を合格とした。
靭性の評価:試験材をJIS3号衝撃試験片に加工後、室温にてシャルピー衝撃試験を実施し、シャルピー衝撃値は25J/cm2以上を合格とした。
ISO/DIS11846 Method B
前処理 A.洗浄液(硝酸 50mL/L+フッ酸 5mL/L)95±2℃で1分間浸漬
B.水洗
C.硝酸(常温)で2分間浸漬
D.水洗
E.乾燥
試験 A.試験液(NaCl 30g/L+塩酸 10mL/L)常温で24時間連続浸漬
B.液量 試料表面積×5mL/cm2以上
後処理 A.水洗(流水中)
B.濃硝酸で30秒浸漬
C.水洗
表1の合金No.Aの押出用ビレットを、450℃で均質化処理後、押出温度520℃(但し、試験材8は560℃)、減面率95%で直径20mmの丸棒に熱間押出加工し、表3に示す条件で溶体化処理および時効処理を施した。得られた材料を試験材として、実施例1と同じ方法で肉厚中心部の平均結晶粒径、断面に占める亜結晶粒の割合(亜結晶粒面積率)を調査し、機械的性質、靭性、耐食性の評価を行った。結果を表3に示す。なお、表3において本発明の条件を外れたものには下線を付した。
表4に示す組成のアルミニウム合金を溶解し、半連続鋳造法により、直径90mmの押出用ビレットに造塊した。得られたビレットを450℃で均質化処理後、押出温度520℃、減面率95%で直径20mmの丸棒に熱間押出加工した。その後、表5に示す条件で溶体化処理および時効処理を施した。得られた材料を試験材として、実施例1と同じ方法で肉厚中心部の平均結晶粒径、断面に占める亜結晶粒の割合(亜結晶粒面積率)を調査し、機械的性質、靭性、耐食性の評価を行った。結果を表5に示す。なお、表4、表5において本発明の条件を外れたものには下線を付した。
表1の合金Aの押出用ビレットを、450℃で均質化処理後、押出温度520℃、減面率95%で直径20mmの丸棒に熱間押出加工した。得られた熱間押出加工材を、520℃および450℃の温度で熱間鍛造し、ともに535℃で溶体化処理後、180℃で時効処理した。得られた材料を試験材として、実施例1と同じ方法で肉厚中心部の平均結晶粒径、断面に占める亜結晶粒の割合(亜結晶粒面積率)を調査し、機械的性質、靭性、耐食性の評価を行った。結果を表6に示す。なお、表6において本発明の条件を外れたものには下線を付した。
Claims (7)
- Clイオンを含有する溶液中で、純アルミニウムよりも電位的に貴な金属を含有し、かつ電位が純アルミニウムよりも貴である6000系アルミニウム合金押出材であって、該押出材の断面の肉厚中心部は平均結晶粒径10μm以下の亜結晶粒組織をそなえていることを特徴とする耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材。
- Si:0.7〜1.4%(質量%、以下同じ)、Mg:0.55〜0.95%、Cu:0.43%を超え1.0%以下を含有し、Mn:0.15〜0.43%、Cr:0.05〜0.23%、およびZr:0.05〜0.24%のうちの1種以上を含有し、残部がAlおよび不純物からなり、かつ[Si%]×1.73−[Mg%]>[Cu%]×1.03を満足する組成を有し、断面の肉厚中心部は平均結晶粒径10μm以下の亜結晶粒組織をそなえ、該亜結晶粒組織が前記断面に占める割合が70%以上であることを特徴とする請求項1記載の耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材。
- 前記Mnが0.17〜0.43%、Crが0.07〜0.23%、Zrが0.10〜0.24%であることを特徴とする請求項2記載の耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム押出材。
- 請求項2または3記載の組成を有するアルミニウム合金を熱間押出加工した後、510〜570℃で溶体化処理し、150〜200℃で時効処理することを特徴とする耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材の製造方法。
- 前記熱間押出加工を、480〜550℃の温度、減面率30%以上で行うことを特徴とする請求項4記載の耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金押出材の製造方法。
- 請求項2または3記載のアルミニウム合金押出材を熱間鍛造したアルミニウム合金鍛造材であって、該鍛造材の断面の肉厚中心部は平均結晶粒径10μm以下の亜結晶粒組織をそなえ、該亜結晶粒組織が前記断面に占める割合が70%以上であることを特徴とする耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金鍛造材。
- 請求項2または3記載のアルミニウム合金押出材を熱間鍛造後、510〜570℃で溶体化処理し、150〜200℃で時効処理することを特徴とする耐食性に優れた高強度、高靭性アルミニウム合金鍛造材の製造方法。
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