JP2016194128A - 耐食性に優れたアルミニウム合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧延加工によって製造される材料であって、質量%で、Ti:0.05〜0.4%、Fe:0.05〜0.25%、Zn:0.05〜0.4%を含有し、残部がAlと不可避不純物からなる組成を有し、所望により、Mn:0.5〜0.9%、Si:0.2〜0.6%を含有し、さらに、所望により、Cr:0.1〜0.5%を含有するアルミニウム合金。
【選択図】なし
Description
Tiは鋳造時の包晶反応により形成された濃度分布が圧延時に残存し、腐食形態を層状とするため材料の耐食性を向上させる効果がある。その含有量が下限未満ではその効果が少なく、上限を超えると鋳造時に巨大な金属間化合物が生成する。このため、Ti含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.2%、上限を0.35%とするのが望ましい。
Feはマトリックス中にAl−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子(晶出物)を形成する。これらの第二相粒子はAl合金の腐食を促進するが、腐食の起点を増大させることで、腐食が特定箇所に集中して厚さ方向に腐食が進むのが防止され、その結果として腐食深さを浅くする効果がある。その含有量が下限未満では、高純度の地金を用いて作製する必要が生じるためにコスト増加を招き、上限を超えると晶出物が腐食を促進する効果が優先するため腐食深さが増大して耐食性が劣化する。このため、Fe含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.05%、上限を0.15%とするのが望ましい。
Znは腐食の起点を増大させて腐食形態を局部腐食から均一腐食に変化させる効果がある。そのため適量を添加することで、腐食深さを浅くする効果がある。その含有量が下限未満ではその効果が少なく、上限を超えると腐食速度が増大することで腐食深さが深くなり、耐食性が劣化する。このため、Zn含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.17%、上限を0.30%とするのが望ましい。
Mnはマトリックス中にAl−Mn−Si系、Al−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子(晶出物)を形成することで、Al−Fe系化合物の形成を防止する効果やAl−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子中のFeの含有率を低下させる作用があり、所望により含有させる。Al−Fe系化合物やFeを多く含有するAl−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子に対して、Feを含有しない化合物やFe含有量の少ない化合物はAl合金の腐食速度を増加させにくい。したがって、Mnの含有によってAl合金の耐食性を向上させることができる。しかしその含有量が下限未満ではその効果が十分発揮されず、上限を超えると鋳造時に巨大な金属間化合物が生成しやすくなり製造が困難となる。このため、Mn含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.6%、上限を0.8%とするのが望ましい。
Siはマトリックス中にAl−Mn−Si系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子(晶出物)を形成することで、Al−Fe系化合物の形成を防止し、また、Al−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子中のFeの含有率を低下させるので、所望により含有させる。Al−Fe系化合物やFeを多く含有するAl−Mn−Fe系、Al−Mn−Fe−Si系第二相粒子に対して、Feを含有しない化合物やFe含有量の少ない化合物はAl合金の腐食速度を増加させにくい。したがって、Siの添加によってAl合金の耐食性を向上させることができる。しかしその含有量が下限未満ではその効果が十分発揮されず、上限を超えると鋳造時に巨大な金属間化合物が生成しやすくなり製造が困難となる。このため、Si含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.3%、上限を0.5%とするのが望ましい。
CrはAl合金表面に生成する酸化皮膜を強固にすることでAl合金の耐食性を向上させる効果があるので所望により含有させる。しかしその含有量が下限未満ではその効果が十分発揮されず、上限を超えると鋳造時に巨大な金属間化合物が生成しやすくなり製造が困難となる。このため、Cr含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.15%、上限を0.3%とするのが望ましい。
鋳塊を得る場合、必要に応じて均質化処理を行う。均質化処理の条件を限定するものではないが、例えば400〜620℃、1〜15時間の条件で行うことができる。また、均質化処理を省略したものとしてもよい。
半連続鋳造により、表1に示す成分(残部がAlと不可避不純物)で材料を鋳造した。得られた材料に均質化処理(550℃×10時間)を実施し、その後、熱間圧延、中間焼鈍を含む冷間圧延により、厚さ1.0mmのH14調質のブレージングシートを作製した。作製した材料に、ろう付相当の熱処理を施して供試材を用意し、腐食試験に供して評価を行った。
作製した供試材に、ろう付相当の熱処理を施した。具体的には、600℃まで約15分で昇温し、600℃で3分保持後、100℃/分の降温速度で降温冷却した。ろう付熱処理後のサンプルから30×100mmのサンプルを切り出した。切り出したサンプルをCASS試験(温度:40℃、腐食液:5%NaCl+(0.24g/リットル)CuCl2の連続噴霧試験)に20日間供した。腐食試験後のサンプルを沸騰させたリン酸クロム酸混合溶液に10分浸漬して腐食生成物を除去した後、腐食部の断面観察を実施して最大腐食深さを測定した。
測定結果を表1に示す。
Claims (4)
- 圧延加工によって製造される材料であって、質量%で、Ti:0.05〜0.4%、Fe:0.05〜0.25%、Zn:0.05〜0.4%を含有し、残部がAlと不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする、耐食性に優れたアルミニウム合金。
- 前記組成に、さらに、質量%で、Mn:0.5〜0.9%、Si:0.2〜0.6%を含有することを特徴とする請求項1記載の、耐食性に優れたアルミニウム合金。
- 前記組成に、さらに、質量%で、Cr:0.1〜0.5%を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の、耐食性に優れたアルミニウム合金。
- 前記アルミニウム合金が、熱交換器用クラッド材の芯材に用いられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の、耐食性に優れたアルミニウム合金。
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アルミニウム ハンドブック, vol. 第7版, JPN6019012234, 31 January 2007 (2007-01-31), pages p.15 * |
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