JP2014141728A - 耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材及びその製造方法 - Google Patents

耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】7000系アルミニウム合金中空押出材に対し5%以上の拡管率で拡管加工を施し、割れの発生がなく、高強度で耐応力腐食割れ性に優れるアルミニウム合金部材を製造する。
【解決手段】Zn:3.0〜9.5質量%、Mg:0.4〜2.5質量%、Cu:0.05〜2.0質量%、Ti:0.005〜0.2質量%を含有し、プレス焼き入れで製造された7000系アルミニウム合金中空押出材を、0.4℃/秒以上の昇温速度で加熱し、200〜550℃の温度範囲に0秒を超えて保持し、次いで0.5℃/秒以上の冷却速度で冷却する復元処理を施し、復元処理後72時間以内に、前記中空押出材に拡管加工を施し、次いで時効処理を施す。時効処理後の引張残留応力σrsと0.2%耐力値σ0.2の比Y(σrs/σ0.2)と、MgとZnの合計含有量Xの関係が、下記式(1)を満たす。Y≦−0.1X+1.4・・・(1)
【選択図】図1

Description

本発明は、高強度の7000系アルミニウム合金押出中空形材に拡管加工を施して部材化した7000系アルミニウム合金部材及びその製造方法に関し、特に耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材及びその製造方法に関する。
特許文献1,2には、6000系アルミニウム合金中空押出材を電磁成形により拡管加工すること、特許文献3,4には、電磁成形による拡管加工性に優れた6000系アルミニウム合金中空押出材、特許文献5には、ハイドロフォームによる拡管加工性に優れた6000系アルミニウム合金中空押出材が記載されている。特許文献1〜5に記載された6000系アルミニウム合金中空押出材は、いずれも成形性の高いT1調質の状態で拡管加工され、拡管加工後時効処理される。
一方、Zn、Mg、Cuなどの合金元素量が多く、時効処理したとき他の合金系に比して高強度化される7000系アルミニウム合金中空押出材に対する拡管加工の適用が検討されている。しかし、7000系アルミニウム合金押出材は、プレス焼き入れ後、時効処理前の材料(T1調質)でも、自然時効が進行して硬化し、成形性が低下する。このため、7000系アルミニウム合金中空押出材を拡管加工した場合、実用レベルの5%以上の拡管率となると、加工部位に容易に割れが入る。この傾向は高合金側でより顕著である。
7000系アルミニウム合金の成形性を改善するため、例えば特許文献6〜9に記載されているように、従来より、自然時効により硬化した7000系アルミニウム合金に対し復元処理が行われている。
特開2010−159005号公報 特開2010−69927号公報 特開2007−254833号公報 特開2005−105327号公報 特開2010−196089号公報 特開平7−305151号公報 特開平10−168553号公報 特開2005−194020号公報 特開2007−119853号公報
確かに、この復元処理をT1調質の7000系アルミニウム合金押出材に適用すると、同押出材は強度が低下し、一般的に成形性が向上する。しかし、7000系アルミニウム合金中空押出材を電磁成形等で拡管加工した場合、実用レベルの拡管率において割れの発生を防止する効果が十分得られない。また、割れが発生しなくても、拡管加工後の加工部位に高い引張残留応力が付与され、耐応力腐食割れ性が低下するという問題もある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされてもので、7000系アルミニウム合金中空押出材に拡管加工を施して部材化した7000系アルミニウム合金部材において、実用レベルの5%以上の拡管率で拡管加工した場合に、割れの発生を防止し、かつ引張残留応力を低減して耐応力腐食割れ性を改善することを目的とする。
本発明に係る耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材は、Zn:3.0〜9.5質量%、Mg:0.4〜2.5質量%、Cu:0.05〜2.0質量%、Ti:0.005〜0.2質量%を含有し、必要に応じてさらに、Mn:0.01〜0.3質量%、Cr:0.01〜0.3質量%、Zr:0.01〜0.3質量%の1種又は2種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金中空押出材に5%以上の拡管率で拡管加工を施して部材化した7000系アルミニウム合金部材において、拡管加工で割れの発生がなく、拡管加工後時効処理され、時効処理後の引張残留応力をσrs、時効処理後の部材の0.2%耐力値をσ0.2、Mgの質量%を[Mg]、Znの質量%を[Zn]としたとき、下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
Y≦−0.1X+1.4 ・・・(1)
Y=σrs/σ0.2 ・・・(2)
X=[Mg]+[Zn] ・・・(3)
上記耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材は、プレス焼き入れで製造された7000系アルミニウム合金中空押出材を、0.4℃/秒以上の昇温速度で加熱し、200〜550℃の温度範囲に0秒を超えて保持し、次いで0.5℃/秒以上の冷却速度で冷却する復元処理を施し、復元処理後72時間以内に、前記中空押出材に5%以上の拡管率で拡管加工を施し、拡管加工後、時効処理を施すことにより製造することができる。
本発明によれば、7000系アルミニウム合金中空押出材に実用レベルの5%以上の拡管率で拡管加工を施して部材化する場合に、高強度で、割れの発生がなく、引張残留応力を低減して耐応力腐食割れ性が改善された7000系アルミニウム合金部材を提供することができる。
7000系アルミニウム合金中空押出材におけるY(=σrs/σ0.2)とX(=[Mg]+[Zn])の関係を示すグラフである。 実施例の拡管加工を説明する図であり、(a−1)は拡管加工がフランジ成形の場合の平面図、(a−2)はそのA−A断面図、(b−1)は拡管加工が単純拡管の場合の平面図、(b−2)はそのB−B断面図である。 実施例の拡管加工後の中空押出材の平面図(写真)である。
以下、本発明に係る7000系アルミニウム合金部材及びその製造方法について、具体的に説明する。
(アルミニウム合金の組成)
まず、本発明に係る7000系アルミニウム合金の組成について説明する。ただし、この組成自体は7000系アルミニウム合金として公知のものである。
Zn:3.0〜9.5質量%
Mg:0.4〜2.5質量%
ZnとMgは金属間化合物であるMgZnを形成して、7000系アルミニウム合金の強度を向上させる元素である。Zn含有量が3.0質量%未満又はMg含有量が0.4質量%未満では、実用材として必要な200MPa以上の耐力が得られない。一方、Zn含有量が9.5質量%を越え又はMg含有量が2.5質量%を越えると、中空押出材に対し拡管加工前に所定の復元処理を行っても、拡管加工を実用レベルの拡管率で行った場合に割れの発生を防止できず、また、拡管加工により付与される引張残留応力を低減できず、耐応力腐食割れ性が顕著に低下する。高強度化及び軽量化の観点からは、Zn含有量、Mg含有量はより高合金側、例えばそれぞれ5.0〜9.5質量%、1.0〜2.5質量%、合計で6.0〜12.0質量%が望ましい。
Cu:0.05〜2.0質量%
Cuは7000系アルミニウム合金の強度を向上させる元素である。Cu含有量が0.05質量%未満では十分な強度向上効果がなく、一方、2.0質量%を越えると押出加工性の低下を招く。Cu含有量は、望ましくは0.5〜1.5質量%である。
Ti:0.005〜0.2質量%
Tiは7000系アルミニウム合金の鋳造時に結晶粒を微細化して、押出材の成形性(拡管加工性)を向上させる作用があり、0.005質量%以上添加する。一方、0.2質量%を越えるとその作用が飽和し、かつ粗大な金属間化合物が晶出して、かえって成形性を低下させる。
Mn:0.01〜0.3質量%
Cr:0.01〜0.3質量%
Zr:0.01〜0.3質量%
Mn,Cr,Zrは7000系アルミニウム合金押出形材の再結晶を抑制して、結晶組織を微細再結晶又は繊維状組織とし、耐応力腐食割れ性を向上させる作用があるため、必要に応じて、1種又は2種以上を上記範囲内で添加する。
不可避不純物
7000系アルミニウム合金の主要な不可避不純物として、Fe及びSiが挙げられる。7000系アルミニウム合金の諸特性を低下させないため、Fe:0.35質量%以下、Si:0.3質量%以下に制限される。
(アルミニウム合金部材の製造方法)
本発明に係る7000系アルミニウム合金部材は、上記組成を有する7000系アルミニウム合金中空押出材を、プレス焼き入れで製造した後(通常、数十日〜数ヶ月の保管期間がある)、同押出材に対し、0.4℃/秒以上の昇温速度で加熱し、200〜550℃の温度範囲に0秒を超えて保持し、次いで0.5℃/秒以上の冷却速度で冷却する復元処理を施した後、復元処理後72時間以内に5%以上の拡管率で拡管加工を施し、さらに部材全体に時効処理を施すことにより製造することができる。
素材である中空押出材は、種々の押出方式で製造することができるが、直接押出より間接押出の方が、押出材表面に粗大な再結晶粒が形成されるのを防止する意味で望ましく、また、ポートホール方式よりマンドレル方式の方が、断面における組織の均一性を確保する(溶着部がない)意味で望ましい。
プレス焼き入れで製造された中空押出材は、自然時効により金属間化合物が析出し、硬化しているが、拡管加工の前に前記復元処理を受けることで金属間化合物が再固溶し、中空押出材は軟化し、成形性(拡管加工性)が向上する。これにより、中空押出材を拡管加工したとき、加工部位に割れが発生するのを防止し、同時に、加工部位に発生する引張残留応力を低減することができる。
前記復元処理において、昇温速度が0.4℃/秒未満のとき、昇温過程において金属間化合物の析出が促進され、保持温度(実体温度)が200℃未満のとき、自然時効で析出した金属間化合物が再固溶せず、いずれにしても復元処理の効果が達成されない。一方、保持温度が550℃を越えるとバーニングのおそれがある。また、保持温度からの冷却速度が0.5℃/秒未満の緩冷却では、中空押出材がO材化し、時効処理後に必要な強度が得られない。保持温度に到達後、同保持温度での保持時間は少なくとも0秒を越えることが必要である。要するに、押出形材が保持温度に到達後、同温度に所定時間保持してから冷却してもよく、直ちに冷却してもよい。保持時間の上限は特に限定的ではないが、例えば20秒以内の短時間で済ます方が生産効率の点で望ましく、さらに10秒以内、5秒以内のより短時間が望ましい。加熱手段として例えば高周波誘導加熱装置又は硝石炉を利用することができる。
上記復元処理後、押出形材が自然時効により再硬化する前に拡管加工を行う。具体的には、復元処理後、72時間以内に拡管加工を行うことが望ましい。拡管加工の方法として、特許文献1〜4に記載された電磁成形、特許文献5に記載されたハイドロフォーム、特許文献9に記載された治具による成形、あるいは複合的な成形方法(例えば特開2006−305587号公報参照)等が利用できる。拡管加工の拡管率は実用レベルの5%以上とする。実用的に望ましくは10%以上、より望ましくは20%以上である。割れの発生なしに拡管加工ができる拡管率の最大値は、一般的に合金組成が高合金側([Mg]+[Zn]が大きい)ほど小さく、かつ再結晶組織より繊維状組織の方が小さい。拡管加工の拡管率は、合金組成及び合金組織に応じて、割れの発生なしに拡管加工できる大きさが選択される。なお、本発明の合金組成において、割れを発生させることなく最大140%程度の拡管率が達成できる。しかし、押出形材全周において変形の均一化(局部的な薄肉化の防止)を図るとの観点から、拡管率は100%以下に抑えることが望ましく、90%以下に抑えることがより望ましい。
拡管加工後の時効処理は、通常の7000系アルミニウム合金で行われている周知の条件でよい。この時効処理により、製品である7000系アルミニウム合金部材において、200MPa以上の強度(0.2%耐力値)が確保される。
上記製造方法で製造された7000系アルミニウム合金部材は、加工部位の引張残留応力σsrと部材の0.2%耐力値σ0.2の比Y(=σsr/σ0.2)が、7000系アルミニウム合金のMg含有量[Mg]とZn含有量[Zn] の合計X(=[Mg]+[Zn])との間で、前記式(1)を満たす。その結果、高強度材であるにも関わらず、加工部位は優れた耐応力腐食割れ性を示す。
図1に示すグラフは、ZnとMgの合計含有量X(=[Zn]+[Mg])と、引張残留応力(σrs)と0.2%耐力(σ0.2)の比Y(=σrs/σ0.2)からなるX−Y座標に、後述する実施例のデータをプロット(△、□、■)したものであり、図中のラインは、Y=−0.1X+1.4で表される直線である。図1において、△は実施例のNo.1〜14に対応し、これらは全てY≦−0.1X+1.4の領域に入り、実施例の表2に示すとおり、いずれも耐応力腐食割れ性に優れている。図1において、□と■は比較例のNo.15〜28に対応する。このうち、□に対応する比較例(No.17,23,24,26〜28)はY≦−0.1X+1.4の領域に入り、いずれも耐応力腐食割れ性に優れ、■に対応する比較例(No.15,16,18〜22,25)はY>−0.1X+1.4の領域に入り、いずれも耐応力腐食割れ性が劣る。
このように、Y≦−0.1X+1.4を満たす7000系アルミニウム合金部材はいずれも耐応力腐食割れ性に優れる。
表1に示す種々の7000系アルミニウム合金を鋳造し、470℃×8hの条件で均質化処理を行った。その後、470℃に加熱した押出ビレットを、ポートホール方式で外径90mm、肉厚3mmの円筒形パイプに押し出し、プレス焼き入れ(押出直後にファンにより強制空冷)を行った。
プレス焼き入れ後の中空押出材(円筒形パイプ)から、押出方向に平行に長さ20mmの試験材を採取し、下記要領で断面の結晶組織を観察した。
(結晶組織の観察)
非溶着部の押出平行断面をケラー液でエッチングした後、断面の結晶組織を観察した。試験材の中には、断面全体が再結晶組織からなるものと、断面の全部が繊維状組織からなるもの、及び断面の大部分が繊維状組織からなるもの(表層部にのみ再結晶組織が生成)があり、断面全体が再結晶組織からなるものを再結晶組織、断面の全部又は大部分が繊維状組織からなるものを繊維状組織として、表1の組織の欄に記載した。
プレス焼き入れ後の中空押出材(円筒形パイプ)を所定長さに切断し、室温で20日間放置して自然時効させた後、130℃×8時間の時効処理を施し、これを供試材として、下記要領で引張試験を行った。
(引張試験)
各供試材から引張試験片JIS12B号を採取し、常温にて、クロスヘッドスピード2mm/分で引張試験を実施し、0.2%耐力σ0.2を求めた。その結果を表2にT5処理後耐力σ0.2として示す。
同じく室温で20日間放置して自然時効させた中空押出材を所定長さに切断して供試材とし、高周波誘導加熱装置を用い、表1に示す種々の昇温速度、到達温度(実体温度)、保持時間、及び冷却速度で復元処理を施した(No.22,25,26は施さず)。復元処理後の供試材に対し、表1に示す時間経過した後、下記要領で拡管加工を施し、割れの発生の有無を確認した。また、拡管加工後の供試材(拡管成形品)に対し、130℃×8時間の時効処理を施した後、下記要領で拡管率を測定し、かつ引張残留応力の測定及び応力腐食割れ試験を行った。以上の結果を表2に示す。
(拡管加工)
電磁成形試験機を用い、フランジ成形と単純拡管の2種類の拡管加工を行った。なお、電磁成形とは、コイルに瞬間的に例えば10kA以上のレベルの大電流を流して強力な磁界を作り、その中に置いた被成形体(導体)に発生する渦電流と磁界の相互作用で成形する方法であり、例えば前記特許文献1,2に記載されているように、それ自体、公知技術である。
フランジ成形はNo.1〜9,13〜18,20〜28に適用した。フランジ成形では、図2(a−1),(a−2)に示すように、供試材(中空押出材)1の周囲を電磁成形用金型2(2つの分割金型から構成される)で拘束し、供試材1の端部のみ金型2の端面(成形面)2aから突出させ、供試材1の内部に装入した電磁成形用コイル3に電気エネルギーを投入した。なお、供試材1の端部の金型2の成形面2aからの突出長さは一律65mmとし、投入した電気エネルギーの量はNo.1〜9,13〜18,20〜22は同一とし、No.23〜28はそれより増減した。これにより、供試材1の端部周壁を外径方向(放射方向)に拡開し、一端にフランジ4aを有する拡管成形品4を成形した。なお、拡管率が低い場合、拡管成形品のフランジは逆円錐台形状(じょうご形)に拡開する。
単純拡管はNo.10〜12,19に適用した。単純拡管では、図2(b−1),(b−2)に示すように、供試材(中空押出材)5を、供試材5より内径の大きい電磁成形用金型6(2つの分割金型から構成される)の内側に収容し、供試材5の内部に装入した電磁成形用コイル7に電気エネルギーを投入した。なお、金型2の内径は拡管率が30%となるように設定した。これにより、供試材5を全長に渡り拡管し、その周壁を金型6の内周面に押し付けて、拡管成形品8を作製した。
拡管率は、フランジ成形の場合、フランジの外径Dと拡管前の供試材1の外径Dより、単純拡管の場合、拡管後の外径Dと拡管前の供試材5の直径Dより、いずれも拡管率δ={(D−D)/D}×100(%)と定義した。
(引張残留応力測定)
残留応力の測定は切断法により行い、拡管成形品4はフランジ外周部付近、拡管成形品8は周壁部を測定対象位置とした。測定対象位置の表面をサンドペーパーで研磨後、アセトン洗浄し、この研磨部位に歪みゲージを瞬間接着剤で接着し、24時間室温放置後、歪みゲージのリード線を歪み計に接続してゼロ点設定をし、歪みゲージの周囲を金属のこぎりで10mm角に切断して応力開放し、切断後の歪み量εを計測し、次式(4)にて残留応力値σrsを算出した。
σrs=−E×ε(E;ヤング率) ・・・(4)
ただし、E=68894N/mmとした。
(応力腐食割れ試験)
耐応力腐食割れ試験はクロム酸促進法により行った。拡管成形品4,8を90℃の試験溶液に最大16時間まで浸漬し、応力腐食割れ発生の有無を目視で観察した。試験溶液は、蒸留水に無水クロム酸36g、二クロム酸カリウム30g及び食塩3g(1リットルあたり)を加えて作成した。試験は1時間毎に試験材を溶液から取り出し、割れ発生の有無を確認し、割れ無し又は割れ発生までの時間が12時間以上であったものを耐応力腐食割れ性が優れる(○)と評価し、割れ発生までの時間が12時間未満であったものを劣る(×)と評価した。
残留応力値(σrs)と0.2%耐力値(σ0.2)から、両者の比Y(=σrs/σ0.2)を算出した。また、Zn含有量[Zn]とMg含有量[Mg]から、ZnとMgの合計含有量X(=[Zn]+[Mg])、及び前記関係式(1)の右辺(−0.1X+1.4)の値を算出した。以上の算出結果を基に、X,Yの値が前記関係式(1)を満たす場合を○と判定し、満たさない場合を×と判定した。以上の算出結果及び判定結果を表2に示す。
表1,2から、本発明に規定する合金組成を有し、本発明に規定する条件で復元処理及び拡管加工を行ったNo.1〜14の中空押出材は、それぞれ実用レベルの拡管率で拡管加工され、拡管加工による割れの発生がなく、時効処理後の耐力値が200MPa以上で、かつY(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たし、いずれも耐応力腐食割れ性が優れる。図3(a)はNo.5の拡管加工後の平面図(写真)であり、フランジに割れが発生していない。
一方、No.15の中空押出材は、復元処理の到達温度(保持温度)が低いため復元処理の効果がなく、拡管加工により割れが入り、かつY(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たさず、耐応力腐食割れ性が劣る。
No.16の中空押出材は、復元処理の昇温速度が遅いため復元処理の効果がなく、拡管加工により割れが入り、かつY(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たさず、耐応力腐食割れ性が劣る。
No.17の中空押出材は、復元処理後の冷却速度が低いためO材化し、時効処理後に必要な強度(200MPa以上)が得られていない。なお、Y(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たし、耐応力腐食割れ性が優れる。
No.18の中空押出材は、復元処理の条件は適正であったが、復元処理から拡管加工を行うまでの時間が長いため、復元処理の効果が失われ、拡管加工により割れが入り、かつY(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たさず、耐応力腐食割れ性が劣る。
No.19〜21の中空押出材は、復元処理の到達温度(保持温度)が低いため復元処理の効果がなく、拡管加工により割れが入り、かつY(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たさず、耐応力腐食割れ性が劣る。
No.22の中空押出材は、復元処理を行わなかったため、拡管加工により割れが入り、かつY(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たさず、耐応力腐食割れ性が劣る。
No.23,24の中空押出材は、復元処理の条件及び復元処理から拡管加工を行うまでの時間が適正であったが、繊維状組織であり、拡管加工のために投入した電気エネルギーの量が大きく、拡管率が大きくなり、拡管加工で割れが入った。ただし、復元処理の条件及び復元処理から拡管加工を行うまでの時間が適正であったため、Y(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])が本発明に規定する式(1)を満たし、耐応力腐食割れ性が優れる。図3(b)はNo.23の拡管加工後の平面図(写真)であり、フランジの溶着部に割れが発生している。
No.25の中空押出材は、復元処理を行っていないが、比較的低合金で再結晶組織であり、拡管加工のために投入した電気エネルギーの量が小さく、拡管率も低いことから、拡管加工で割れが生じなかった。しかし、Y(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])の関係が本発明に規定する式(1)を満たさず、耐応力腐食割れ性が劣る。
No.26の中空押出材は、復元処理を行っていないが、拡管加工のために投入した電気エネルギーの量が小さく、拡管率が実用レベル以下の4%であったため、拡管加工で割れが入らず、また、Y(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])の関係が本発明に規定する式(1)を満たし、耐応力腐食割れ性が優れる。
No.27,28の中空押出材は、拡管加工のために投入した電気エネルギーの量が大きく、拡管率が大きくなりすぎ、拡管加工で割れが入った。ただし、適正な条件で復元処理を行っため、Y(=σrs/σ0.2)とX(=[Zn]+[Mg])の関係が本発明に規定する式(1)を満たし、耐応力腐食割れ性が優れる。
1,5 供試材(中空押出材)
2,6 金型
3,7 電磁成形用コイル
4,8 拡管成形品

Claims (4)

  1. Zn:3.0〜9.5質量%、Mg:0.4〜2.5質量%、Cu:0.05〜2.0質量%、Ti:0.005〜0.2質量%を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる7000系アルミニウム合金中空押出材に5%以上の拡管率で拡管加工を施して部材化した7000系アルミニウム合金部材において、拡管加工後時効処理され、時効処理後の引張残留応力をσrs、時効処理後の部材の0.2%耐力値をσ0.2、Mgの質量%を[Mg]、Znの質量%を[Zn]としたとき、下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミウム合金部材。
    Y≦−0.1X+1.4 ・・・(1)
    Y=σrs/σ0.2 ・・・(2)
    X=[Mg]+[Zn] ・・・(3)
  2. 前記7000系アルミニウム合金中空押出材が、さらに、Mn:0.01〜0.3質量%、Cr:0.01〜0.3質量%、Zr:0.01〜0.3質量%の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載された耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミウム合金部材。
  3. Zn:3.0〜9.5質量%、Mg:0.4〜2.5質量%、Cu:0.05〜2.0質量%、Ti:0.005〜0.2質量%を含有し、残部Al及び不可避不純物からなり、プレス焼き入れで製造された7000系アルミニウム合金中空押出材を、0.4℃/秒以上の昇温速度で加熱し、200〜550℃の温度範囲に0秒を超えて保持し、次いで0.5℃/秒以上の冷却速度で冷却する復元処理を施し、復元処理後72時間以内に、前記中空押出材に5%以上の拡管率で拡管加工を施し、拡管加工後、時効処理を施すことを特徴とする耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材の製造方法。
  4. 前記7000系アルミニウム合金中空押出材が、さらに、Mn:0.01〜0.3質量%、Cr:0.01〜0.3質量%、Zr:0.01〜0.3質量%の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項3に記載された耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミウム合金部材の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151045A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 株式会社神戸製鋼所 耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材の製造方法
WO2017086470A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 株式会社Uacj アルミニウム合金材及びその製造方法
JP2019011511A (ja) * 2018-08-27 2019-01-24 株式会社神戸製鋼所 耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材の製造方法
KR20190087698A (ko) * 2018-01-16 2019-07-25 (주)알루코 고광택 및 다양한 색상의 아노다이징이 가능한 고강도 알루미늄 합금
CN113210480A (zh) * 2021-03-22 2021-08-06 湖南大学 盆状异形锻件残余应力消除方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6378937B2 (ja) * 2014-05-29 2018-08-22 三菱重工業株式会社 アルミニウム合金部材の製造方法
JP6406971B2 (ja) * 2014-10-17 2018-10-17 三菱重工業株式会社 アルミニウム合金部材の製造方法
EP3294917B1 (en) * 2015-05-11 2022-03-02 Arconic Technologies LLC Improved thick wrought 7xxx aluminum alloys, and methods for making the same
CN105441753A (zh) * 2015-11-28 2016-03-30 丹阳市宸兴环保设备有限公司 一种铝合金轨道及其制备方法
CN107012373B (zh) * 2016-04-04 2019-05-14 韩国机动车技术研究所 变形铝合金
CN107447142B (zh) * 2017-08-10 2019-01-11 广东和胜工业铝材股份有限公司 一种汽车用高强韧高耐蚀铝合金及其制备方法
CN109097647B (zh) * 2018-09-07 2020-07-07 山东兖矿轻合金有限公司 一种变径钻杆管体用高强度耐蚀铝合金及其制造方法
CA3112047C (en) 2018-11-12 2023-04-04 Aleris Rolled Products Germany Gmbh 7xxx-series aluminium alloy product
CN109207821A (zh) * 2018-11-21 2019-01-15 贵州正合博莱金属制品有限公司 一种铝合金材料
US11186794B1 (en) 2019-03-04 2021-11-30 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Hybrid fuel grain and method for making same
BR112021026189A2 (pt) * 2019-06-24 2022-02-15 Arconic Tech Llc Ligas de alumínio forjado da série 7xxx espessas melhoradas e métodos para fazer as mesmas
CN113186434B (zh) * 2021-04-13 2022-06-28 上海交通大学 一种汽车用耐应力腐蚀的铝合金材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07305151A (ja) * 1994-05-10 1995-11-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高力アルミニウム合金の成形方法
JPH10168553A (ja) * 1996-12-12 1998-06-23 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 耐応力腐食割れ性に優れた高力アルミニウム合金押出管の製造方法
JP2005194620A (ja) * 2003-12-12 2005-07-21 Kayaba Ind Co Ltd アルミニウム合金パイプ及びその製造方法
JP2007119904A (ja) * 2005-09-27 2007-05-17 Aisin Keikinzoku Co Ltd 衝撃吸収性及び耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3891705B2 (ja) * 1998-09-21 2007-03-14 本田技研工業株式会社 耐応力腐食割れ性に優れた高強度6000系アルミニウム合金および熱処理方法
JP4311634B2 (ja) 2003-09-30 2009-08-12 株式会社神戸製鋼所 電磁成形用アルミニウム合金押出材
JP3897022B2 (ja) 2004-01-06 2007-03-22 村田機械株式会社 手差し機能付き記録装置
JP4906313B2 (ja) 2005-10-28 2012-03-28 株式会社住軽テクノ 拡管加工性に優れた高力アルミニウム合金押出管とその製造方法および拡管材
JP4942372B2 (ja) 2006-03-24 2012-05-30 株式会社神戸製鋼所 電磁成形用アルミニウム合金押出材
JP5177411B2 (ja) 2008-09-16 2013-04-03 株式会社神戸製鋼所 バンパー構造体の製造方法
JP5237128B2 (ja) 2009-01-09 2013-07-17 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金製バンパーシステムの製造方法及びアルミニウム合金製バンパーシステム
JP2010196089A (ja) 2009-02-24 2010-09-09 Kobe Steel Ltd 高強度で耐応力腐食割れ性に優れたハイドロフォーム成形用アルミニウム合金押出管

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07305151A (ja) * 1994-05-10 1995-11-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高力アルミニウム合金の成形方法
JPH10168553A (ja) * 1996-12-12 1998-06-23 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 耐応力腐食割れ性に優れた高力アルミニウム合金押出管の製造方法
JP2005194620A (ja) * 2003-12-12 2005-07-21 Kayaba Ind Co Ltd アルミニウム合金パイプ及びその製造方法
JP2007119904A (ja) * 2005-09-27 2007-05-17 Aisin Keikinzoku Co Ltd 衝撃吸収性及び耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151045A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 株式会社神戸製鋼所 耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材の製造方法
WO2017086470A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 株式会社Uacj アルミニウム合金材及びその製造方法
JP2017095754A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 株式会社Uacj アルミニウム合金材及びその製造方法
KR20190087698A (ko) * 2018-01-16 2019-07-25 (주)알루코 고광택 및 다양한 색상의 아노다이징이 가능한 고강도 알루미늄 합금
KR102029689B1 (ko) 2018-01-16 2019-10-10 (주)알루코 고광택 및 다양한 색상의 아노다이징이 가능한 고강도 알루미늄 합금
JP2019011511A (ja) * 2018-08-27 2019-01-24 株式会社神戸製鋼所 耐応力腐食割れ性に優れた7000系アルミニウム合金部材の製造方法
CN113210480A (zh) * 2021-03-22 2021-08-06 湖南大学 盆状异形锻件残余应力消除方法
CN113210480B (zh) * 2021-03-22 2022-07-05 湖南大学 盆状异形锻件残余应力消除方法

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