JP2015529747A - ろう付け後に優れた耐食性を有するストリップ - Google Patents
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Abstract
Description
Si≦0.9%、適切には≦0.7%、好ましくは0.1〜0.55%、
より好ましくは0.15〜0.40%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦0.5%、好ましくは≦0.2%、より好ましくは≦0.1%、最も好ましくは≦0.05%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.15%、最も好ましくは≦0.05%;
Zn≦4.0%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%、最も好ましくは≦0.1%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl。
アルミニウムベースの合金のコアインゴットを提供する段階;
コアインゴットに中間層を取り付ける段階;
任意に、中間層にAl−Siクラッドを取り付ける段階であって、中間層が、重量百分率で、必須的に、
Si≦0.9%、適切には≦0.7%、好ましくは0.1〜0.55%、より好ましくは0.15〜0,40%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦0.5%、好ましくは≦0.2%、より好ましくは≦0.1%;最も好ましくは≦0.05%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.15%、最も好ましくは≦0.05%;
Zn≦4.0%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%、最も好ましくは≦0.1%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有し、コアが、ろう付け後に中間層より不活性である段階;
任意に、中間層が取り付けられたインゴットを予備熱処理に晒す段階;
コア及び中間層を有するストリップを得るために熱間圧延をする段階;
中間層の再結晶化を引き起こす最終的な熱処理の後に、中間層が、少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97.5%の高さまで減少するように、得られたストリップを冷間圧延する段階;
中間層の再結晶化なしに焼き戻しすることによって材料を軟化させる目的で吐き出し温度まで冷間圧延されたストリップを熱処理する段階;
を含む方法によって生成され得る。
Si≦1.0%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%、最も好ましくは≦0.15%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦1.0%、好ましくは0.1〜1.0%、より好ましくは0.3〜0.9%;最も好ましくは0.3〜0.7%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Zn≦0.5%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.1%、最も好ましくは≦0.05%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有する。
Si≦1.0%、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.3%以下、最も好ましくは0.15%以下;
Fe≦0.7%、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.3%以下;
Cu≦1.0%、好ましくは0.1〜1.0%、より好ましくは0.3〜0.9%、最も好ましくは0、3〜0.7%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.3%以下;
Zn≦0.5%、好ましくは0.3%以下、より好ましくは0.1%以下、最も好ましくは0.05%未満;
Ni≦1.5%、好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.5%未満;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05重量%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有する。
(実験の詳細)
全ての材料は、実験室規模で鋳造され、剥がされ、コア材料は、500℃において2時間程度熱処理され、続いて、適切な厚さに圧延される前に徐冷された。本発明による全ての材料は、実験室規模で鋳造され、剥がされ、500℃において2時間程度予熱処理され、続いて、適切な厚さに圧延される前に徐冷された。ろう付けクラッド、中間層及びコア合金は、正確な厚さが達成されるまで実験室冷間圧延を用いて、コア、中間層及びろうを冶金学的に結合することを容易にするために焼き戻しされた。焼き戻しは、フルスケールの圧延の際の任意なものである。
SWAAT試験の結果は、上記の表2に与えられる。中間層より不活性である全ての材料は、優れた耐食性能を示す。1つの中間層及びコアの組合せ、すなわち材料番号9は、ろう付け後に中間層より不活性であるコアを有さず、腐食性能は、非常に乏しい。
中間層の厚さは、所望の結果を与えるために制御される必要がある1つのパラメータである。薄過ぎる中間層クラッドは、当然ながら、ろう付け後に十分な良好な特性を与えない。厚過ぎる中間層クラッドは、必須的に、中間層なしでコアとして作用し、孔食の可能性は、劇的に増加し、ろう付けされた生成物の耐食性を低減さえし得る。すなわち、中間層が厚過ぎる場合、コア及び中間層の間の腐食電位の差によって得られる利点は、ストリップに影響をほとんど与えない。
実験室で圧延された材料の機械的特性は、表5に与えられる。
表2の合金組合せ7による材料組合せを有するろう付けシートは、以上に記載された実験の詳細に従って調製された。ろう付け後に、材料は、長手方向に載置され、粉砕され、非常に微細に研磨され、EBSD測定のための良好な表面を得易くするために電解研磨された。中間層の再結晶化集合組織は、EBSDを用いて測定された。全部で150mmの中間層の長さは、集合組織解析のための良好な統計を保証するために調査された。
このシートの組合せは、合金Aに従うろう付け合金、合金Gに従う中間層、及び合金Iに従うコアであった。中間層は、層の組立、予備加熱及びクラッドシートを与えるための共圧延の前に、10時間、600℃で均質化された。ろう付け後に、材料は、実施例3と同一の方法で処理され、解析された。中間層は、顕著な溶解を有さずに溶融フィラーに耐え、中間層の粒子は、100μm未満であった。{110}<111>集合組織成分において、集合組織が非常に弱く、約5%以下の体積分率が得られることが見出された。図6は、比較の中間層材料におけるODFを示す。
合金Aに従うろう付け、及び、合金Iに従うコアの一側及びコアの他側における合金Eに従う中間層の材料の組合せは、合金Aに従うろう付けを有するクラッドである。個々の材料は、比較例1のように加熱され、圧延され、コア及びろう付けに加えて中間層を再結晶化するための、380℃における最終的な弱い焼鈍しが行われた。次いで、材料は、個々の成形操作をシミュレーションするために2〜10%の若干の変形に晒された。最後に、材料は、上述のように、ろう付け工程に晒された。ろう付け後に、材料は、中間層材料の液膜移動又は溶解として示される、中間層及び溶融ろう付け金属の間に顕著な相互作用を示した。図7を参照されたい。それによって、実質的に中間層の機能を取り除く。
Claims (30)
- アルミニウムベースの合金のコア、並びに、前記コア及びAl−Siベースのクラッドの間に位置するように構成される中間層を含む、耐食性ストリップであって、
前記中間層が、重量百分率で、必須的に、
Si≦0.9%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦0.5%、好ましくは≦0.2%、より好ましくは≦0.1%;最も好ましくは≦0.05%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.15%、最も好ましくは≦0.05%;
Zn≦4.0%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%、最も好ましくは≦0.1%;
Ni≦1.5%、好ましくは1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05重量%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有し、
ろう付け後に前記コアが前記中間層より不活性であるように、前記コアの組成及び前記中間層の組成が選択され、
前記中間層が、集合組織成分の少なくとも30%、より好ましくは少なくとも50%、さらに好ましくは少なくとも70%、最も好ましくは少なくとも85%の体積分率を示す、耐食性ストリップ。 - アルミニウムベースの合金のコア、並びに、前記コア及びAl−Siベースのクラッドの間に位置するように構成される中間層を含む、耐食性ストリップであって、
前記中間層が、重量百分率で、必須的に、
Si≦0.7%、好ましくは0.1〜0.55%、より好ましくは0.15〜0.40%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦0.5%、好ましくは≦0.2%、より好ましくは≦0.1%;最も好ましくは≦0.05%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.15%、最も好ましくは≦0.05%;
Zn≦4.0%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%、最も好ましくは≦0.1%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有し、
ろう付け後に前記コアが前記中間層より不活性であるように、前記コアの組成及び前記中間層の組成が選択され、
前記中間層が、集合組織成分の少なくとも30%、より好ましくは少なくとも50%、さらに好ましくは少なくとも70%、最も好ましくは少なくとも85%の体積分率を示す、請求項1に記載の耐食性ストリップ。 - 前記集合組織成分が、P−集合組織{110}<111>、立方{001}<100>、回転立方{001}<110>又は{001}<310>及びゴス集合組織{011}<100>成分、好ましくはP−集合組織{110}<111>成分の1つである、請求項1又は2に記載の耐食性ストリップ。
- 前記中間層の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族の含有量が、0.05〜0.2%のZr、Ti及び/又はCrであり、好ましくは0.1〜0.2%のZr、Ti及び/又はCrである、請求項1から3の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 前記コアが、重量百分率で、必須的に、
Si≦1.0%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦1.0%、好ましくは0.1〜1.0%、より好ましくは0.3%〜0.9%、最も好ましくは0.3〜0.7%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Zn≦0.5%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.1%、最も好ましくは≦0.05%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有する、請求項1から4の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。 - 前記コアのSi含有量が、0.15%以下である、請求項5に記載の耐食性ストリップ。
- 前記Al−Siベースのクラッドが、4〜13%のSiを含むアルミニウムろう付け材料である、請求項1から6の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 前記Al−Siベースのクラッドが、1〜4%のSiを含むアルミニウム合金である、請求項1から6の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 取り付けられた各中間層の厚さが、前記ストリップの総厚の2〜20%の間である、請求項1から8の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 前記コアが、520℃以下、好ましくは490℃未満、より好ましくは460℃未満の温度で非均質化され又は均質化される、請求項1から9の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 前記コアが、520℃を超え、より好ましくは550℃を超え、最も好ましくは580℃を超え、さらに好ましくは600℃を超える温度で均質化される、請求項1から8の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 前記中間層が、送出状態において、30〜400nmの範囲の直径を有する粒子の、少なくとも1×106から20×106、好ましくは1.3×106から10×106、最も好ましくは1.4×106から7×106粒子/mm2の範囲の分散質粒子密度でMnリッチの粒子を含む、請求項1から11の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- 前記熱処理が、前記中間層の再結晶化なしに焼き戻しすることによって前記材料を軟化させる目的で、200〜500℃、好ましくは240〜450℃で、少なくとも10分間行われる、請求項1から12の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- ろう付け後の前記中間層の平均粒径が、少なくとも100μm、好ましくは少なくとも150μm、より好ましくは少なくとも250μm、さらに好ましくは少なくとも300μm、最も好ましくは少なくとも400μmである、請求項1から13の何れか一項に記載の耐食性ストリップ。
- コア、並びに前記コア及びAl−Siベースのクラッドの間に位置するように構成される中間層を含む耐食性ストリップの製造方法であって、
前記方法が、
アルミニウムベースの合金のコアインゴットを提供する段階;
前記コアインゴットに中間層を付ける段階であって、
前記中間層が、重量百分率で、必須的に、
Si≦0.9;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦0.5%、好ましくは≦0.2%、より好ましくは≦0.1%;最も好ましくは≦0.05%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.15%、最も好ましくは≦0.05%;
Zn≦4.0%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%、最も好ましくは≦0.1%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有し、前記コアが、ろう付け後に前記中間層より不活性である段階;
任意に、前記中間層が取り付けられた前記インゴットを予備熱処理に晒す段階;
コア及び中間層を有するストリップを得るために熱間圧延をする段階;
前記中間層の再結晶化を引き起こす最終的な熱処理の後に、前記中間層が、少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97.5%の高さまで減少するように、前記得られたストリップを冷間圧延する段階;
前記中間層の再結晶化なしに焼き戻しすることによって前記材料を軟化させる目的で吐き出し温度まで前記冷間圧延されたストリップを熱処理する段階;
を含む、耐食性ストリップの製造方法。 - コア、並びに前記コア及びAl−Siベースのクラッドの間に位置するように構成される中間層を含む耐食性ストリップの製造方法であって、
前記方法が、
アルミニウムベースの合金のコアインゴットを提供する段階;
前記コアインゴットに中間層を付ける段階であって、
前記中間層が、重量百分率で、必須的に、
Si≦0.7%、好ましくは0.1〜0.55%、より好ましくは0.15〜0.40%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦0.5%、好ましくは≦0.2%、より好ましくは≦0.1%;最も好ましくは≦0.05%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7%〜1.7%、好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.15%、最も好ましくは≦0.05%;
Zn≦4.0%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%、最も好ましくは≦0.1%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有し、前記コアが、ろう付け後に前記中間層より不活性である段階;
任意に、前記中間層が取り付けられた前記インゴットを予備熱処理に晒す段階;
コア及び中間層を有するストリップを得るために熱間圧延をする段階;
前記中間層の再結晶化を引き起こす最終的な熱処理の後に、前記中間層が、少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97.5%の高さまで減少するように、前記得られたストリップを冷間圧延する段階;
前記中間層の再結晶化なしに焼き戻しすることによって前記材料を軟化させる目的で吐き出し温度まで前記冷間圧延されたストリップを熱処理する段階;
を含む、請求項15に記載の耐食性ストリップの製造方法。 - 前記得られたストリップの冷間圧延が、少なくとも99%の高さまで低減された前記中間層をもたらす、請求項15又は16に記載の耐食性ストリップの製造方法。
- 前記吐き出し温度までの前記熱処理の後におけるストリップが、0.05〜20%、好ましくは0.05〜15%、より好ましくは0.05〜10%、最も好ましくは0.05〜5%の範囲の低温作業である低温作業のレベルを与える成形作業に晒され、
前記コアが、ろう付け中に結晶化せず、前記中間層が再結晶化する、請求項15から17の何れか一項に記載の方法。 - 前記中間層の周期律表のIVb、Vb及び/又はVIb族の含有量が、0.05〜0.2%のZr、Ti及び/又はCr、好ましくは0.1〜0.2%のZr、Ti及び/又はCrである、請求項15から18の何れか一項に記載の製造方法。
- コア合金が、重量百分率で、必須的に、
Si≦1.0%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Fe≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Cu≦1.0%、好ましくは0.1〜1.0%、より好ましくは0.3%〜0.9%、最も好ましくは0.3〜0.7%;
Mn=0.5〜1.8%、好ましくは0.7〜1.7%、より好ましくは0.9〜1.6%;
Mg≦0.7%、好ましくは≦0.5%、より好ましくは≦0.3%;
Zn≦0.5%、好ましくは≦0.3%、より好ましくは≦0.1%、最も好ましくは≦0.05%;
Ni≦1.5%、好ましくは≦1.0%、より好ましくは≦0.5%;
それぞれ0.3%以下及び合計で0.5%以下、それぞれ0.05%以下及び合計で0.15%以下である、不可避不純物元素のIVb、Vb及び/又はVIb族から選択される元素;
残部であるAl;
からなる組成を有する、請求項15から19の何れか一項に記載の方法。 - 前記コアのSi含有量が0.15%以下である、請求項20に記載の方法。
- 前記中間層が、中間層インゴットとして提供され、前記コアインゴットに取り付けられ、あるいは、前記コアインゴットに直接鋳造される、請求項15から21の何れか一項に記載の方法。
- 前記コアインゴット、あるいは前記中間層が取り付けられた前記コアインゴットが、前記熱間圧延の前に520℃以下の温度で均質化に晒される、請求項15から22の何れか一項に記載の方法。
- 前記コアインゴットが、前記熱間圧延の前に520℃を超える温度で均質化に晒される、請求項15から22の何れか一項に記載の方法。
- 前記中間層に分散質粒子を形成する熱間圧延の前に、少なくとも前記中間層が、550℃まで、好ましくは400〜520℃、より好ましくは450〜520℃、最も好ましくは470〜520℃の温度に予備加熱される、請求項15から23の何れか一項に記載の方法。
- 少なくとも前記中間層が、前記中間層に分散質粒子を形成する熱間圧延の前に、380〜520℃の温度に予備加熱される、請求項15から23の何れか一項に記載の方法。
- 30〜400nmの直径を有する粒子の、1×106〜20×106、好ましくは1.3×106〜10×106、最も好ましくは1.4×106〜7×106粒子/mm2の範囲の分散質粒子密度が得られるように、前記予備加熱の温度及び時間が制御される、請求項25または26に記載の方法。
- ろう付け後における前記中間層の平均粒径が、少なくとも100μm、好ましくは少なくとも150μm、より好ましくは少なくとも250μm、さらに好ましくは少なくとも300μm、最も好ましくは少なくとも400μmであるように制御される、請求項15から27の何れか一項に記載の方法。
- ろう付け製品の製造における、請求項1から14の何れか一項に記載の耐食性ストリップの使用。
- 請求項1から14の何れか一項に記載の耐食性ストリップを含むろう付けされた熱交換器。
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