JP2017210649A - Aluminum alloy sheet for structure - Google Patents

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一成 則包
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy sheet for a structure capable of achieving both of ductility and strength at a higher level than the prior art.SOLUTION: There is provided an aluminum alloy sheet for a structure with a chemical composition consisting of Zn:2.0% (mass%, the same shall apply hereinafter) to 12.0%, Mg:1.0% to 4.5%, Cu:0.5% to 3.0% and Zr:0.01% to 0.30% with limitations to Si:0.5% or less, Fe:0.5% or less Ti:0.5% or less, Mn:0.3% or less and Cr:0.3% or less, and the balance Al with inevitable impurities. Total of η phase particles with circle equivalent diameter of 5 μm or more and S phase particles with circle equivalent diameter of 5 μm or more is 100/mmor less. Porosity with circle equivalent diameter of 5 μm or more is 50/mmor less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、構造用アルミニウム合金板に関する。   The present invention relates to a structural aluminum alloy plate.

Al−Zn−Mg−Cu(アルミニウム−亜鉛−マグネシウム−銅)系アルミニウム合金板は、軽量かつ高強度であるため、例えば航空機、宇宙機あるいは車両等の分野において構造用材料として多用されている。近年では、これらの分野に用いられる構造材に更なる軽量化が要求されている。かかる要求に対応するため、アルミニウム合金板の強度をさらに高くする検討がなされている(例えば、特許文献1〜3)。   Al-Zn-Mg-Cu (aluminum-zinc-magnesium-copper) -based aluminum alloy plates are light and high in strength, and are therefore frequently used as structural materials in the fields of aircraft, spacecrafts, vehicles, and the like. In recent years, there has been a demand for further weight reduction of structural materials used in these fields. In order to meet such demands, studies have been made to further increase the strength of aluminum alloy plates (for example, Patent Documents 1 to 3).

特許第4285916号Japanese Patent No. 4285916 特許第4712159号Patent No. 472159 特許第5083816号Japanese Patent No. 5083816

Al−Zn−Mg−Cu系アルミニウム合金板の内部には、η相(MgZn2)やS相(Al2CuMg)の晶出物や析出物が存在している。溶体化処理を行うことによりこれらの晶出物や析出物を分解し、Zn、Mg及びCuを母相中に固溶させることで、人工時効処理後に得られるアルミニウム合金板の強度を向上させることができる。 Inside the Al—Zn—Mg—Cu-based aluminum alloy plate, there are crystallized substances and precipitates of η phase (MgZn 2 ) and S phase (Al 2 CuMg). To improve the strength of the aluminum alloy plate obtained after artificial aging treatment by decomposing these crystals and precipitates by solution treatment and dissolving Zn, Mg and Cu in the matrix. Can do.

しかし、溶体化処理を行った場合、最終的に得られるアルミニウム合金板の強度が高くなる一方で、ポロシティが形成されるため、延性の低下を招くという問題がある。   However, when solution treatment is performed, the strength of the finally obtained aluminum alloy plate is increased, but porosity is formed, which causes a problem of reducing ductility.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、延性と強度とを従来よりも高い水準で両立することができる構造用アルミニウム合金板を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a structural aluminum alloy plate capable of achieving both ductility and strength at a higher level than before.

本発明の一態様は、Zn(亜鉛):2.0%(質量%、以下同じ)以上12.0%以下、Mg(マグネシウム):1.0%以上4.5%以下、Cu(銅):0.5%以上3.0%以下及びZr(ジルコニウム):0.01%以上0.30%以下を含有し、Si(シリコン):0.5%以下、Fe(鉄):0.5%以下、Ti(チタン):0.5%以下、Mn(マンガン):0.3%以下及びCr(クロム):0.3%以下に規制され、残部がAl(アルミニウム)及び不可避的不純物からなる化学成分を有し、
円相当直径5μm以上のη相粒子と、円相当直径5μm以上のS相粒子との合計が100個/mm2以下であり、
円相当直径5μm以上のポロシティが50個/mm2以下である、構造用アルミニウム合金板にある。
One embodiment of the present invention is: Zn (zinc): 2.0% (mass%, the same applies hereinafter) to 12.0% or less, Mg (magnesium): 1.0% to 4.5%, Cu (copper) : 0.5% to 3.0% and Zr (zirconium): 0.01% to 0.30%, Si (silicon): 0.5% or less, Fe (iron): 0.5 % Or less, Ti (titanium): 0.5% or less, Mn (manganese): 0.3% or less, and Cr (chromium): 0.3% or less, and the balance from Al (aluminum) and inevitable impurities Has a chemical component
The total of the η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and the S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more is 100 particles / mm 2 or less,
The structural aluminum alloy plate has a porosity with an equivalent circle diameter of 5 μm or more of 50 pieces / mm 2 or less.

上記構造用アルミニウム合金板(以下、単に「アルミニウム板」という。)は、上記特定の範囲の化学成分を有するとともに、円相当直径5μm以上のη相粒子と円相当直径5μm以上のS相粒子との合計が上記特定の範囲に規制されている。上記η相粒子と上記S相粒子との合計が上記特定の範囲である上記アルミニウム板は、溶体化処理時にη相やS相が十分に分解されているため、溶体化処理後の母相中のZn、Mg及びCuの固溶量を従来よりも多くすることができる。それ故、上記アルミニウム板は、従来のAl−Zn−Mg−Cu系合金板に比べて高い強度を容易に実現することができる。   The structural aluminum alloy plate (hereinafter simply referred to as “aluminum plate”) has chemical components in the above specific range, and has an η-phase particle having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and an S-phase particle having an equivalent circle diameter of 5 μm or more. Is regulated within the above specific range. In the aluminum plate in which the total of the η phase particles and the S phase particles is in the specific range, the η phase and the S phase are sufficiently decomposed during the solution treatment. The amount of solid solution of Zn, Mg and Cu can be increased more than before. Therefore, the aluminum plate can easily realize high strength as compared with the conventional Al—Zn—Mg—Cu alloy plate.

また、上記アルミニウム板における上記ポロシティの数は、上記特定の範囲に規制されている。これにより、上記アルミニウム板は、高い強度を確保しつつ、従来のAl−Zn−Mg−Cu系アルミニウム合金に比べて延性を向上させることができる。   Further, the number of porosity in the aluminum plate is regulated within the specific range. Thereby, the said aluminum plate can improve ductility compared with the conventional Al-Zn-Mg-Cu type aluminum alloy, ensuring high intensity | strength.

このように、上記アルミニウム板は、強度と延性とを従来よりも高い水準で両立することができる。それ故、上記アルミニウム板は、例えば航空機、宇宙機及び車両等の構造材として好適である。   Thus, the aluminum plate can achieve both strength and ductility at a higher level than before. Therefore, the aluminum plate is suitable as a structural material for aircraft, spacecrafts, vehicles, and the like.

上記アルミニウム板における化学成分の限定理由について、以下に説明する。上記アルミニウム板は、Zn、Mg、Cu及びZrを必須成分として含有している。   The reason for limiting the chemical components in the aluminum plate will be described below. The aluminum plate contains Zn, Mg, Cu, and Zr as essential components.

(1)Zn(亜鉛):2.0〜12.0%
Znは、上記アルミニウム板の強度を向上させる作用を有する。Znの含有量を2.0%以上とすることにより、上記アルミニウム板の強度を向上させることができる。同様の観点から、Znの含有量は、7.0%以上であることが好ましく、8.0%以上であることがより好ましい。
(1) Zn (zinc): 2.0 to 12.0%
Zn has the effect | action which improves the intensity | strength of the said aluminum plate. By setting the Zn content to 2.0% or more, the strength of the aluminum plate can be improved. From the same viewpoint, the Zn content is preferably 7.0% or more, and more preferably 8.0% or more.

Znの含有量が過度に多い場合には、Zn−Mg系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Znの含有量は12.0%以下とする。同様の観点から、Znの含有量を11.0%以下とすることが好ましい。   When the Zn content is excessively large, Zn-Mg-based crystallized substances and precipitates may be formed in a large amount in the parent phase. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Zn content is set to 12.0% or less. From the same viewpoint, the Zn content is preferably 11.0% or less.

(2)Mg(マグネシウム):1.0〜4.5%
Mgは、上記アルミニウム板の強度を向上させる作用を有する。Mgの含有量を1.0%以上とすることにより、上記アルミニウム板の強度を向上させることができる。同様の観点から、Mgの含有量を1.5%以上とすることが好ましい。
(2) Mg (magnesium): 1.0 to 4.5%
Mg has the effect | action which improves the intensity | strength of the said aluminum plate. By setting the Mg content to 1.0% or more, the strength of the aluminum plate can be improved. From the same viewpoint, the Mg content is preferably 1.5% or more.

Mgの含有量が過度に多い場合には、Zn−Mg系の晶出物や析出物、あるいはAl−Mg−Cu系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Mgの含有量は4.5%以下とする。同様の観点から、Mgの含有量を3.5%以下とすることが好ましい。   When the Mg content is excessively large, Zn-Mg-based crystallized substances and precipitates, or Al-Mg-Cu-based crystallized substances and precipitates may be formed in a large amount in the matrix. There is. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Mg content is set to 4.5% or less. From the same viewpoint, the Mg content is preferably 3.5% or less.

(3)Cu(銅):0.5〜3.0%
Cuは、上記アルミニウム板の強度を向上させる作用を有する。Cuの含有量を0.5%以上とすることにより、上記アルミニウム板の強度を向上させることができる。同様の観点から、Cuの含有量を1.0%以上とすることが好ましい。
(3) Cu (copper): 0.5 to 3.0%
Cu has the effect | action which improves the intensity | strength of the said aluminum plate. By setting the Cu content to 0.5% or more, the strength of the aluminum plate can be improved. From the same viewpoint, the Cu content is preferably 1.0% or more.

Cuの含有量が過度に多い場合には、Al−Cu系の晶出物や析出物、あるいはAl−Mg−Cu系の晶出物や析出物が、アルミニウム板中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Cuの含有量は3.0%以下とする。同様の観点から、Cuの含有量を2.5%以下とすることが好ましい。   When the content of Cu is excessively large, Al-Cu-based crystallized substances and precipitates, or Al-Mg-Cu-based crystallized substances and precipitates may be formed in a large amount in the aluminum plate. There is. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Cu content is set to 3.0% or less. From the same viewpoint, the Cu content is preferably 2.5% or less.

(4)Zr(ジルコニウム):0.01〜0.30%
Zrは、溶体化処理時の再結晶を抑制することにより、上記アルミニウム板の強度を向上させる作用を有する。Zrの含有量を0.01%以上とすることにより、上記アルミニウム板の強度を向上させることができる。同様の観点から、Zrの含有量を0.05%以上とすることが好ましい。
(4) Zr (zirconium): 0.01 to 0.30%
Zr has the effect | action which improves the intensity | strength of the said aluminum plate by suppressing the recrystallization at the time of solution treatment. By making the content of Zr 0.01% or more, the strength of the aluminum plate can be improved. From the same viewpoint, the Zr content is preferably 0.05% or more.

Zrの含有量が過度に多い場合には、Al−Zr系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Zrの含有量は0.30%以下とする。同様の観点から、Zrの含有量は0.20%以下であることが好ましい。   When the Zr content is excessively large, Al-Zr-based crystallized substances and precipitates may be formed in a large amount in the parent phase. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Zr content is set to 0.30% or less. From the same viewpoint, the Zr content is preferably 0.20% or less.

上記アルミニウム板は、任意成分として、Si、Fe、Ti、Mn及びCrを含んでいても良い。なお、これらの成分は、リサイクル材を用いて上記アルミニウム板を作製する際に混入する可能性がある。   The aluminum plate may contain Si, Fe, Ti, Mn and Cr as optional components. In addition, these components may be mixed when producing the said aluminum plate using a recycled material.

(5)Si(シリコン):0.5%以下
Siの含有量が過度に多い場合には、Al−Fe−Si系の晶出物や析出物、あるいはSi系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Siの含有量は0.5%以下とする。同様の観点から、Siの含有量を0.4%以下に規制することが好ましい。
(5) Si (silicon): 0.5% or less When the Si content is excessively large, Al-Fe-Si-based crystallized substances and precipitates, or Si-based crystallized substances and precipitates are present. A large amount may be formed in the matrix. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Si content is set to 0.5% or less. From the same viewpoint, the Si content is preferably regulated to 0.4% or less.

(6)Fe(鉄):0.5%以下
Feの含有量が過度に多い場合には、Al−Fe−Si系の晶出物や析出物、あるいはAl−Fe系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Feの含有量は0.5%以下とする。同様の観点から、Feの含有量を0.35%以下に規制することが好ましい。
(6) Fe (iron): 0.5% or less When the content of Fe is excessively large, Al-Fe-Si-based crystallized products and precipitates, or Al-Fe-based crystallized products and precipitates There is a risk that a large amount of material is formed in the matrix. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Fe content is set to 0.5% or less. From the same viewpoint, the Fe content is preferably regulated to 0.35% or less.

(7)Ti(チタン):0.5%以下
Tiの含有量が過度に多い場合には、Al−Ti系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Tiの含有量は0.5%以下とする。同様の観点から、Tiの含有量を0.35%以下に規制することが好ましい。
(7) Ti (titanium): 0.5% or less When the Ti content is excessively large, Al-Ti-based crystallized substances and precipitates may be formed in a large amount in the parent phase. . These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Ti content is set to 0.5% or less. From the same viewpoint, the Ti content is preferably regulated to 0.35% or less.

(8)Mn(マンガン):0.3%以下
Mnの含有量が過度に多い場合には、Al−Mn系の晶出物や析出物、あるいはAl−Fe−Si−Mn系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Mnの含有量は0.3%以下とする。同様の観点から、Mnの含有量を0.2%以下に規制することが好ましい。
(8) Mn (manganese): 0.3% or less In the case where the content of Mn is excessively large, Al-Mn-based crystallized substances and precipitates, or Al-Fe-Si-Mn-based crystallized substances. And precipitates may be formed in large amounts in the matrix. These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Mn content is set to 0.3% or less. From the same viewpoint, it is preferable to regulate the Mn content to 0.2% or less.

(9)Cr(クロム):0.3%以下
Crの含有量が過度に多い場合には、Al−Cr系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成されるおそれがある。これらの析出物や晶出物は、上記アルミニウム板の延性を低下させるため、好ましくない。従って、上記アルミニウム板の延性の低下を回避する観点から、Crの含有量は0.3%以下とする。同様の観点から、Crの含有量を0.2%以下に規制することが好ましい。
(9) Cr (chromium): 0.3% or less When the Cr content is excessively large, Al-Cr-based crystallized substances and precipitates may be formed in a large amount in the matrix. . These precipitates and crystallized substances are not preferable because they reduce the ductility of the aluminum plate. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in ductility of the aluminum plate, the Cr content is set to 0.3% or less. From the same viewpoint, the Cr content is preferably regulated to 0.2% or less.

(10)η相粒子及びS相粒子
上記アルミニウム板における、円相当直径5μm以上のη相粒子と、円相当直径5μm以上のS相粒子との合計は100個/mm2以下とする。溶体化処理時にη相やS相の晶出物や析出物を十分に分解することにより、上記η相粒子と上記S相粒子との合計を上記特定の範囲とすることができる。このようなアルミニウム板においては、溶体化処理後のZn、Mg及びCuの固溶量を従来のAl−Zn−Mg−Cu系合金よりも多くすることができる。それ故、人工時効処理後に従来よりも高い強度を有するアルミニウム板を得ることができる。人工時効処理後のアルミニウム板の強度をより高くする観点からは、円相当直径5μm以上のη相粒子と、円相当直径5μm以上のS相粒子との合計が50個/mm2以下であることが好ましい。
(10) η-phase particles and S-phase particles In the above aluminum plate, the total of η-phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and S-phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more is 100 particles / mm 2 or less. By sufficiently decomposing the crystallized or precipitated η phase or S phase during the solution treatment, the total of the η phase particles and the S phase particles can be within the specific range. In such an aluminum plate, the solid solution amount of Zn, Mg and Cu after solution treatment can be made larger than that of a conventional Al—Zn—Mg—Cu alloy. Therefore, an aluminum plate having higher strength than before can be obtained after the artificial aging treatment. From the viewpoint of increasing the strength of the aluminum plate after the artificial aging treatment, the total of the η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and the S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more is 50 particles / mm 2 or less. Is preferred.

上記アルミニウム板における、円相当直径5μm以上のη相粒子と、円相当直径5μm以上のS相粒子との合計が100個/mm2を超える場合には、η相やS相の晶出物や析出物の分解が不十分であった可能性、または、ZnやMg等の含有量が過度に多かった可能性のいずれかが考えられる。前者の場合、溶体化処理後のZn、Mg及びCuの固溶量が少ないため、人工時効処理後のアルミニウム板の強度が低下するおそれがある。後者の場合には、母相中にη相やS相等の第二相が過度に多く形成されるため、延性が低下するおそれがある。 When the total of η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more in the aluminum plate exceeds 100 particles / mm 2 , Either the decomposition of precipitates may be insufficient or the content of Zn, Mg, or the like may be excessively large. In the former case, since the solid solution amounts of Zn, Mg and Cu after the solution treatment are small, the strength of the aluminum plate after the artificial aging treatment may be lowered. In the latter case, the second phase such as the η phase and the S phase is excessively formed in the matrix phase, which may reduce ductility.

(11)ポロシティ
上記アルミニウム板における、円相当直径5μm以上のポロシティは50個/mm2以下とする。上記ポロシティの数を上記特定の範囲に規制することにより、上記アルミニウム板の延性を向上させることができる。
(11) Porosity The porosity with an equivalent circle diameter of 5 μm or more in the aluminum plate is 50 / mm 2 or less. By restricting the number of porosity within the specific range, the ductility of the aluminum plate can be improved.

円相当直径5μm以上のポロシティが50個/mm2を超える場合には、溶体化処理時に、η相やS相が急激に融解し、ポロシティが形成された可能性がある。この場合には、上記アルミニウム板の延性が低下するおそれがある。 When the porosity with an equivalent circle diameter of 5 μm or more exceeds 50 / mm 2 , the η phase and S phase may be rapidly melted during the solution treatment, and porosity may be formed. In this case, the ductility of the aluminum plate may be reduced.

上述したη相粒子、S相粒子、ポロシティの数の算出は、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察した、圧延方向に平行な板断面(L−ST面)の二次電子像に基づいて行う。具体的には、上記アルミニウム板のL−ST面から無作為に選択した3箇所以上の測定位置において、倍率200倍の二次電子像を取得する。また、二次電子像の取得と同時に、SEM−EDS(走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型分光分析)により二次電子像中に存在する粒子の化学成分を同定し、η相粒子およびS相粒子を抽出する。次いで、二次電子像の画像解析を行い、二次電子像中に存在する全てのη相粒子、S相粒子及びポロシティの円相当直径を算出する。そして、二次電子像中に存在する円相当直径5μm以上のη相粒子、S相粒子及びポロシティの数を数え、1mm2当たりの個数に換算する。以上により、円相当直径5μm以上のη相粒子、S相粒子及びポロシティの数を算出することができる。 The calculation of the number of η phase particles, S phase particles, and porosity described above is based on the secondary electron image of the plate cross section (L-ST plane) parallel to the rolling direction, observed using a SEM (scanning electron microscope). Do it. Specifically, secondary electron images with a magnification of 200 times are acquired at three or more measurement positions randomly selected from the L-ST plane of the aluminum plate. Simultaneously with the acquisition of the secondary electron image, the chemical components of the particles present in the secondary electron image are identified by SEM-EDS (scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopic analysis). To extract. Next, image analysis of the secondary electron image is performed, and the equivalent-circle diameters of all η phase particles, S phase particles, and porosity existing in the secondary electron image are calculated. Then, the number of η-phase particles, S-phase particles and porosity having an equivalent circle diameter of 5 μm or more present in the secondary electron image is counted and converted to the number per 1 mm 2 . From the above, the number of η-phase particles, S-phase particles, and porosity having a circle-equivalent diameter of 5 μm or more can be calculated.

上記アルミニウム板は、上記特定の化学成分を有するとともに、ポロシティの数を上記特定の範囲に規制することにより、10%以上の破断伸びを容易に実現することができる。   The aluminum plate has the specific chemical component and can easily achieve a breaking elongation of 10% or more by regulating the number of porosity within the specific range.

また、上記アルミニウム板は、Znの含有量が多いほど高い強度を有する。例えば、Zn含有量が7.0%以上12.0%以下であるアルミニウム板において、上記η相粒子の数と上記S相粒子の数との合計及びポロシティの数を上記特定の範囲に規制することにより、優れた延性を確保するとともに、680MPa以上の引張強さ及び620MPa以上の0.2%耐力を容易に実現することができる。   Moreover, the said aluminum plate has high intensity | strength, so that there is much content of Zn. For example, in an aluminum plate having a Zn content of 7.0% or more and 12.0% or less, the sum of the number of η phase particles and the number of S phase particles and the number of porosity are restricted to the specific range. By this, while ensuring the outstanding ductility, the tensile strength of 680 MPa or more and 0.2% yield strength of 620 MPa or more can be easily realized.

また、一般的な範囲の化学成分を有するAl−Zn−Mg−Cu系合金板においても、上記η相粒子の数と上記S相粒子の数との合計及びポロシティの数を上記特定の範囲とすることにより、優れた延性を確保しつつ、更に強度を向上させることができる。例えば、Zn含有量が2.0%以上7.0%未満であるアルミニウム板において、上記η相粒子の数と上記S相粒子の数との合計及びポロシティの数を上記特定の範囲とすることにより、優れた延性を確保するとともに、600MPa以上の引張強さ及び550MPa以上の0.2%耐力を容易に実現することができる。   Also, in an Al-Zn-Mg-Cu-based alloy plate having a chemical component in a general range, the sum of the number of η phase particles and the number of S phase particles and the number of porosity are defined as the specific range. By doing this, the strength can be further improved while ensuring excellent ductility. For example, in an aluminum plate having a Zn content of 2.0% or more and less than 7.0%, the sum of the number of η phase particles and the number of S phase particles and the number of porosity are within the specific range. Accordingly, it is possible to ensure excellent ductility and easily realize a tensile strength of 600 MPa or more and a 0.2% proof stress of 550 MPa or more.

上記アルミニウム板は、例えば、以下の製造方法により作製することができる。まず、上記特定の化学成分を有する鋳塊を準備した後、該鋳塊に、均質化処理及び熱間圧延を順次行い、熱間圧延板を作製する。均質化処理及び熱間圧延の条件は、公知の条件から適宜選択することができる。次に、溶体化処理を行うために上記熱間圧延板を加熱し、温度を上昇させる。このとき、熱間圧延板の温度が300℃に達するまでは、どのような条件で温度を上昇させてもよい。   The said aluminum plate can be produced with the following manufacturing methods, for example. First, after preparing the ingot which has the said specific chemical component, a homogenization process and hot rolling are sequentially performed to this ingot, and a hot-rolled sheet is produced. The conditions for the homogenization treatment and hot rolling can be appropriately selected from known conditions. Next, in order to perform the solution treatment, the hot rolled plate is heated to raise the temperature. At this time, the temperature may be increased under any conditions until the temperature of the hot-rolled sheet reaches 300 ° C.

熱間圧延板の温度が300℃に達した後、溶体化処理温度に到達するまでは、平均昇温速度が5〜20℃/hの範囲内となるように加熱を行う。これにより、熱間圧延板の昇温中に、η相やS相を徐々に分解させることができる。その結果、η相やS相の急激な融解によるポロシティの形成を抑制することができる。   After the temperature of the hot-rolled sheet reaches 300 ° C., heating is performed so that the average rate of temperature rise is within the range of 5 to 20 ° C./h until the solution treatment temperature is reached. Thereby, the η phase and the S phase can be gradually decomposed during the temperature rise of the hot rolled sheet. As a result, the formation of porosity due to the rapid melting of the η phase or the S phase can be suppressed.

平均昇温速度が5℃/h未満の場合には、粗大な結晶粒が生じやすくなる。この粗大な結晶粒は、アルミニウム板の強度低下を招くため、好ましくない。また、この場合には、溶体化処理温度に到達するまでの時間が過度に長くなるため、生産性の低下を招く。これらの問題を回避する観点から、上記平均昇温速度は5℃/h以上とする。   When the average heating rate is less than 5 ° C./h, coarse crystal grains are likely to be generated. This coarse crystal grain is not preferable because it causes a decrease in strength of the aluminum plate. In this case, the time until the solution treatment temperature is reached becomes excessively long, which leads to a decrease in productivity. From the viewpoint of avoiding these problems, the average heating rate is set to 5 ° C./h or more.

一方、平均昇温速度が20℃/hを超える場合には、熱間圧延板の昇温中に、η相やS相が急激に融解する。そして、融解によりη相やS相が消失した箇所にポロシティが形成されやすくなるため、上記アルミニウム板の延性の低下を招くおそれがある。   On the other hand, when the average temperature increase rate exceeds 20 ° C./h, the η phase and the S phase are rapidly melted during the temperature increase of the hot-rolled sheet. And since it becomes easy to form a porosity in the location which the (eta) phase and S phase lose | disappeared by melting | fusing, there exists a possibility of causing the fall of the ductility of the said aluminum plate.

溶体化処理温度は、η相及びS相の融点近傍であることが好ましい。η相の融点は、通常470〜480℃程度であり、S相の融点は、通常485〜500℃程度である。従って、溶体化処理温度を475〜500℃の範囲内から選択することにより、η相及びS相の両方を分解し、母相中へのZn、Mg及びCuの固溶量を多くすることができる。   The solution treatment temperature is preferably near the melting point of the η phase and the S phase. The melting point of the η phase is usually about 470 to 480 ° C., and the melting point of the S phase is usually about 485 to 500 ° C. Therefore, by selecting the solution treatment temperature within the range of 475 to 500 ° C., it is possible to decompose both the η phase and the S phase and increase the amount of Zn, Mg and Cu in the matrix phase. it can.

溶体化処理温度が475℃未満の場合には、η相及びS相の分解が不十分となり、Zn、Mg及びCuの母相中への固溶量の低下を招くおそれがある。その結果、上記アルミニウム板の強度が低下するおそれがある。従って、η相及びS相を十分に分解し、Zn等の固溶量を多くする観点から、溶体化処理温度は475℃以上とする。同様の観点から、溶体化処理温度を480℃以上とすることがより好ましい。   When the solution treatment temperature is less than 475 ° C., the decomposition of the η phase and the S phase becomes insufficient, which may lead to a decrease in the amount of solid solution in the matrix phase of Zn, Mg, and Cu. As a result, the strength of the aluminum plate may be reduced. Therefore, from the viewpoint of sufficiently decomposing the η phase and the S phase and increasing the amount of solid solution such as Zn, the solution treatment temperature is set to 475 ° C. or higher. From the same viewpoint, the solution treatment temperature is more preferably 480 ° C. or higher.

溶体化処理温度が500℃を超える場合には、溶体化処理温度が母相の固相線温度を超えるため、母相が部分的に溶解するおそれがある。この問題を回避するため、溶体化処理温度は500℃以下とする。同様の観点から、溶体化処理温度を495℃以下とすることがより好ましい。   When the solution treatment temperature exceeds 500 ° C., the solution treatment temperature exceeds the solidus temperature of the mother phase, so that the mother phase may partially dissolve. In order to avoid this problem, the solution treatment temperature is set to 500 ° C. or lower. From the same viewpoint, the solution treatment temperature is more preferably 495 ° C. or lower.

溶体化処理は、上記熱間圧延板の温度が上記溶体化処理温度に到達した後、その温度を0.5〜10時間保持することにより行われる。溶体化処理における保持時間を上記特定の範囲とすることにより、η相及びS相の両方を十分に分解し、Zn、Mg及びCuの母相中への固溶量を多くすることができる。   The solution treatment is performed by holding the temperature for 0.5 to 10 hours after the temperature of the hot-rolled sheet reaches the solution treatment temperature. By setting the retention time in the solution treatment to the above specific range, both the η phase and the S phase can be sufficiently decomposed to increase the amount of solid solution of Zn, Mg, and Cu in the parent phase.

保持時間が0.5時間未満の場合には、η相及びS相の分解が不十分となるため、Zn等の固溶量の低下を招くおそれがある。その結果、上記アルミニウム板の強度が低下するおそれがある。従って、η相及びS相を十分に分解させる観点から、保持時間は0.5時間以上とする。同様の観点から、保持時間を1時間以上とすることが好ましい。   When the holding time is less than 0.5 hour, the decomposition of the η phase and the S phase becomes insufficient, which may cause a decrease in the amount of solid solution such as Zn. As a result, the strength of the aluminum plate may be reduced. Therefore, from the viewpoint of sufficiently decomposing the η phase and the S phase, the holding time is 0.5 hours or more. From the same viewpoint, the holding time is preferably set to 1 hour or longer.

保持時間が10時間を超える場合には、粗大な結晶粒が生じやすくなる。また、この場合には、溶体化処理に要する時間が過度に長くなるため、生産性の低下を招く。これらの問題を回避する観点から、保持時間は10時間以下とする。同様の観点から、保持時間を8時間以下とすることが好ましい。   When the holding time exceeds 10 hours, coarse crystal grains are likely to be generated. Further, in this case, the time required for the solution treatment becomes excessively long, resulting in a decrease in productivity. From the viewpoint of avoiding these problems, the holding time is 10 hours or less. From the same viewpoint, the holding time is preferably 8 hours or less.

溶体化処理を行った後、水焼入れ及び人工時効処理を順次行うことにより上記アルミニウム板を作製することができる。水焼入れ及び人工時効処理の条件は、公知の条件から適宜選択することができる。   After the solution treatment, the aluminum plate can be produced by sequentially performing water quenching and artificial aging treatment. Conditions for water quenching and artificial aging treatment can be appropriately selected from known conditions.

上記アルミニウム板の実施例を以下に説明する。なお、以下の実施例は本発明の一実施態様を示すものである。本発明に係るアルミニウム板の態様は、以下の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を損なわない範囲において適宜構成を変更することができる。
(実施例1)
本例は、化学成分を種々変更して作製したアルミニウム板の例である。本例においては、まず、表1に示す化学成分を有する各種のアルミニウム合金A〜KをDC鋳造により造塊し、厚さ500mm、幅500mmの鋳塊を得た。なお、表1中における「Bal.」は、残余成分(Balance)であることを示す。
Examples of the aluminum plate will be described below. The following examples show one embodiment of the present invention. The aspect of the aluminum plate according to the present invention is not limited to the following examples, and the configuration can be changed as appropriate within a range that does not impair the gist thereof.
Example 1
This example is an example of an aluminum plate produced by changing various chemical components. In this example, first, various aluminum alloys AK having chemical components shown in Table 1 were ingoted by DC casting to obtain an ingot having a thickness of 500 mm and a width of 500 mm. In Table 1, “Bal.” Indicates a residual component (Balance).

これらの鋳塊を470℃の温度で10時間加熱して均質化処理を行った。次いで、均質化処理後の鋳塊に熱間圧延を行い、板厚20mmの熱間圧延板を得た。熱間圧延は、鋳塊の温度が400℃の状態で開始した。また、熱間圧延におけるひずみ速度は0.3s-1とし、総圧下率は96%とした。 These ingots were heated at a temperature of 470 ° C. for 10 hours for homogenization. Subsequently, the ingot after the homogenization treatment was hot-rolled to obtain a hot-rolled plate having a thickness of 20 mm. Hot rolling was started with the temperature of the ingot being 400 ° C. The strain rate in hot rolling was 0.3 s −1 and the total rolling reduction was 96%.

次に、熱間圧延板を加熱して480℃まで昇温させた。熱間圧延板の加熱は、熱間圧延板の温度が300℃に到達してから480℃に到達するまでの平均昇温速度が10℃/hとなるように行った。   Next, the hot rolled plate was heated to 480 ° C. The hot-rolled sheet was heated so that the average rate of temperature increase from the temperature of the hot-rolled sheet to 300 ° C. until it reached 480 ° C. was 10 ° C./h.

熱間圧延板の温度が480℃に到達した後、その温度を1時間保持して溶体化処理を行った。その後、熱間圧延板を水焼入れし、50秒で75℃以下まで冷却した。水焼入れを行った後、熱間圧延板を再度加熱し、120℃の温度を24時間保持して人工時効処理を行った。以上により、表2に示す試験材1〜11を得た。   After the temperature of the hot-rolled sheet reached 480 ° C., the temperature was maintained for 1 hour to perform solution treatment. Thereafter, the hot-rolled sheet was water-quenched and cooled to 75 ° C. or lower in 50 seconds. After water quenching, the hot-rolled sheet was heated again, and an artificial aging treatment was performed while maintaining a temperature of 120 ° C. for 24 hours. Thus, test materials 1 to 11 shown in Table 2 were obtained.

以上により得られた試験材1〜11について、円相当直径5μm以上のη相粒子、S相粒子及びポロシティの数を以下の方法により算出した。まず、各試験材の圧延方向に平行な板断面(L−ST面)から無作為に選択した3箇所において、倍率200倍の二次電子像を取得した。また、二次電子像の取得と同時に、SEM−EDSにより二次電子像中に存在する粒子の化学成分を同定し、η相粒子およびS相粒子を抽出した。次いで、二次電子像の画像解析を行い、二次電子像中に存在する全てのη相粒子、S相粒子及びポロシティの円相当直径を算出した。そして、二次電子像中に存在する円相当直径5μm以上のη相粒子、S相粒子及びポロシティの数を数え、1mm2当たりの個数に換算した。 About the test materials 1-11 obtained by the above, the number of (eta) phase particle | grains, S phase particle | grains, and porosity of 5 micrometers or more in equivalent circle diameters was computed with the following method. First, secondary electron images at a magnification of 200 times were obtained at three locations randomly selected from the plate cross section (L-ST plane) parallel to the rolling direction of each test material. Simultaneously with the acquisition of the secondary electron image, the chemical components of the particles present in the secondary electron image were identified by SEM-EDS, and the η phase particles and S phase particles were extracted. Next, image analysis of the secondary electron image was performed, and the equivalent-circle diameters of all η phase particles, S phase particles, and porosity existing in the secondary electron image were calculated. Then, the number of η-phase particles, S-phase particles and porosity having an equivalent circle diameter of 5 μm or more present in the secondary electron image was counted and converted to the number per 1 mm 2 .

各試験材における、円相当直径5μm以上のη相粒子の数と円相当直径5μm以上のS相粒子の数との合計及び円相当直径5μm以上のポロシティの数は、表2に示した通りであった。   The total number of η-phase particles with an equivalent circle diameter of 5 μm or more and the number of S-phase particles with an equivalent circle diameter of 5 μm or more and the number of porosity with an equivalent circle diameter of 5 μm or more in each test material are as shown in Table 2. there were.

また、試験材1〜11について、JIS Z2241に規定された方法に準じて引張試験を行った。引張試験に用いた試験片は、引張方向が圧延方向と平行になるようにして各試験材から採取した。表2に、引張試験により得られた引張強さ、0.2%耐力及び破断伸びの値を示した。   Moreover, about the test materials 1-11, the tension test was done according to the method prescribed | regulated to JISZ2241. The specimen used for the tensile test was collected from each test material so that the tensile direction was parallel to the rolling direction. Table 2 shows the values of tensile strength, 0.2% proof stress and elongation at break obtained by a tensile test.

Figure 2017210649
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Figure 2017210649
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表1及び表2に示したように、試験材1〜4、7、9及び11は、上記特定の範囲の化学成分を有するとともに、円相当直径5μm以上のη相粒子の数と円相当直径5μm以上のS相粒子の数との合計及び円相当直径5μm以上のポロシティの数が上記特定の範囲内であった。それ故、これらの試験材は、強度と延性とを高い水準で両立させることができた。   As shown in Table 1 and Table 2, the test materials 1 to 4, 7, 9, and 11 have the chemical components in the specific range, and the number of η phase particles having a circle equivalent diameter of 5 μm or more and the circle equivalent diameter. The total of the number of S phase particles of 5 μm or more and the number of porosities having an equivalent circle diameter of 5 μm or more were within the specific range. Therefore, these test materials were able to achieve both strength and ductility at a high level.

これらの試験材の中でも、Zn:7.0%以上、Mg:1.5%以上、Cu:1.0%以上及びZr:0.05%以上である試験材1〜4は、680MPa以上の引張強さ、620MPa以上の0.2%耐力及び10%以上の破断伸びを示し、優れた延性を確保しつつ、より高い強度を実現することができた。   Among these test materials, Zn: 7.0% or more, Mg: 1.5% or more, Cu: 1.0% or more, and Zr: 0.05% or more of the test materials 1 to 4 are 680 MPa or more. The tensile strength, 0.2% proof stress of 620 MPa or more, and breaking elongation of 10% or more were exhibited, and higher strength could be achieved while ensuring excellent ductility.

試験材5、6及び8は、Zn、MgまたはCuのいずれかの含有量が上記特定の範囲よりも多かったため、Zn、Mg及びCuの固溶量が多くなり、高い強度を示した。しかし、Zn等が過度に多くなった結果、溶体化処理において分解できなかったη相粒子やS相粒子が母相中に多数残留し、η相粒子とS相粒子との合計が上記特定の範囲よりも多くなった。その結果、破断伸びが上記特定の範囲を下回り、延性が不十分となった。
試験材10は、Zrの含有量が上記特定の範囲よりも多かったため、Al−Zr系の晶出物や析出物が、母相中に多量に形成された。その結果、破断伸びが上記特定の範囲を下回り、延性が不十分となった。
Since the test materials 5, 6 and 8 had a content of any one of Zn, Mg or Cu in excess of the above specific range, the solid solution amounts of Zn, Mg and Cu were increased and high strength was exhibited. However, as a result of excessive Zn and the like, a large number of η-phase particles and S-phase particles that could not be decomposed in the solution treatment remain in the matrix, and the total of η-phase particles and S-phase particles is the above-mentioned specific amount. More than the range. As a result, the elongation at break was below the specific range, and the ductility was insufficient.
Since the test material 10 had a Zr content higher than the specific range, a large amount of Al-Zr crystallized substances and precipitates were formed in the matrix. As a result, the elongation at break was below the specific range, and the ductility was insufficient.

(実施例2)
本例は、Zn含有量が7.0%未満であるAl−Zn−Mg−Cu系アルミニウム合金板の例である。本例においては、表3に示す化学成分を有するアルミニウム合金L〜Vの鋳塊を作製した後、実施例1と同一の条件により均質化処理、熱間圧延、溶体化処理、水焼入れ及び人工時効処理を行った。以上により、表4に示す試験材12〜22を作製した。そして、実施例1と同様の方法によりη相粒子等の数の算出及び引張試験を行った。表4に、これらの結果を示した。なお、表3における「Bal.」は、残余成分(Balance)であることを示す。
(Example 2)
This example is an example of an Al—Zn—Mg—Cu-based aluminum alloy plate having a Zn content of less than 7.0%. In this example, after producing ingots of aluminum alloys L to V having the chemical components shown in Table 3, homogenization treatment, hot rolling, solution treatment, water quenching and artificial quenching were performed under the same conditions as in Example 1. An aging treatment was performed. Thus, test materials 12 to 22 shown in Table 4 were produced. The number of η phase particles and the like were calculated and a tensile test was performed in the same manner as in Example 1. Table 4 shows these results. In Table 3, “Bal.” Indicates a residual component (Balance).

Figure 2017210649
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Figure 2017210649
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試験材12〜16は、上記特定の範囲の化学成分を有するとともに、円相当直径5μm以上のη相粒子の数と円相当直径5μm以上のS相粒子の数との合計及び円相当直径5μm以上のポロシティの数が上記特定の範囲内であった。それ故、これらの試験材は、600MPa以上の引張強さ、550MPa以上の0.2%耐力及び10%以上の破断伸びを示し、強度と延性とを高い水準で両立させることができた。   The test materials 12 to 16 have the chemical components in the specific range, and the total number of η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and the number of S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more, and an equivalent circle diameter of 5 μm or more. The number of porosity was within the specific range. Therefore, these test materials exhibited a tensile strength of 600 MPa or more, a 0.2% proof stress of 550 MPa or more, and a breaking elongation of 10% or more, and were able to achieve both strength and ductility at a high level.

試験材17は、Znの含有量が上記特定の範囲よりも少なかった。そのため、600MPa以上の引張強さ及び550MPa以上の0.2%耐力を達成することができず、強度が不十分となった。
試験材18〜22は、Si、Fe、Ti、MnまたはCrのうちいずれかの元素の含有量が多かったため、当該元素を含む晶出物や析出物が、母相中に多量に形成された。その結果、破断伸びが上記特定の範囲を下回り、延性が不十分となった。
The test material 17 had a Zn content less than the specific range. Therefore, the tensile strength of 600 MPa or more and the 0.2% proof stress of 550 MPa or more could not be achieved, and the strength became insufficient.
Since the test materials 18 to 22 had a high content of any one element of Si, Fe, Ti, Mn, and Cr, a large amount of crystallized substances and precipitates containing the element were formed in the matrix. . As a result, the elongation at break was below the specific range, and the ductility was insufficient.

(実施例3)
本例は、上記アルミニウム板の製造条件を種々変更した例である。本例においては、Zn:9.8%、Mg:2.4%、Cu:1.4%、Zr:0.13%、Si:0.25%、Fe:0.12%、Ti:0.03%、Mn:0.02%及びCr:0.01%を含有し、残部が不可避的不純物及びAlからなる化学成分を有するアルミニウム合金をDC鋳造により造塊し、厚さ500mm、幅500mmの鋳塊を作製した。
(Example 3)
In this example, the production conditions of the aluminum plate are variously changed. In this example, Zn: 9.8%, Mg: 2.4%, Cu: 1.4%, Zr: 0.13%, Si: 0.25%, Fe: 0.12%, Ti: 0 An aluminum alloy containing 0.03%, Mn: 0.02% and Cr: 0.01%, the balance of which is an inevitable impurity and a chemical component made of Al, is ingoted by DC casting, thickness 500 mm, width 500 mm An ingot was prepared.

得られた鋳塊に、実施例1と同様の条件により均質化処理及び熱間圧延を行い、厚さ200mmの熱間圧延板を作成した。次いで、この熱間圧延板を加熱し、溶体化処理を行った。300℃に達してから溶体化処理温度に到達するまでの平均昇温速度、溶体化処理温度及び保持時間は、表5に示す通りとした。   The obtained ingot was homogenized and hot-rolled under the same conditions as in Example 1 to produce a hot-rolled plate having a thickness of 200 mm. Next, this hot-rolled sheet was heated to perform a solution treatment. Table 5 shows the average heating rate, solution treatment temperature, and holding time from reaching 300 ° C. to reaching the solution treatment temperature.

その後、実施例1と同様の条件により、熱間圧延板の水焼入れ及び人工時効処理を行った。以上により、表5に示す試験材23〜27を作製した。これらの試験材について、実施例1と同様の方法により、η相粒子等の数の算出及び引張試験を行った。表5に、これらの結果を示した。   Thereafter, the hot-rolled sheet was subjected to water quenching and artificial aging treatment under the same conditions as in Example 1. Thus, test materials 23 to 27 shown in Table 5 were produced. With respect to these test materials, the number of η phase particles and the like were calculated and a tensile test was performed in the same manner as in Example 1. Table 5 shows these results.

Figure 2017210649
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表5から理解できるように、試験材23〜26は、上記特定の範囲の化学成分を有するとともに、円相当直径5μm以上のη相粒子の数と円相当直径5μm以上のS相粒子の数との合計及び円相当直径5μm以上のポロシティの数が上記特定の範囲内であった。それ故、これらの試験材は、680MPa以上の引張強さ、620MPa以上の0.2%耐力及び10%以上の破断伸びを示し、強度と延性とを高い水準で両立させることができた。   As can be understood from Table 5, the test materials 23 to 26 have the chemical components in the above specific range, the number of η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more, and the number of S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more. And the number of porosities having an equivalent circle diameter of 5 μm or more were within the specific range. Therefore, these test materials showed a tensile strength of 680 MPa or more, a 0.2% proof stress of 620 MPa or more, and a breaking elongation of 10% or more, and both strength and ductility could be achieved at a high level.

試験材27は、溶体化処理温度に到達するまでの平均昇温速度が過度に大きかったため、η相及びS相の急激な融解を招いた。その結果、円相当直径5μm以上のポロシティの数が上記特定の範囲よりも多くなり、延性が不十分となった。   Since the average temperature increase rate until the test material 27 reached the solution treatment temperature was excessively large, the η phase and the S phase were rapidly melted. As a result, the number of porosity having an equivalent circle diameter of 5 μm or more was larger than the specific range, and the ductility was insufficient.

(実施例4)
本例は、実施例3と同様に、上記アルミニウム板の製造条件を種々変更した例である。本例においては、Zn:9.9%、Mg:2.3%、Cu:1.5%、Zr:0.14%、Si:0.06%、Fe:0.05%、Ti:0.03%、Mn:0.01%及びCr:0.01%を含有し、残部が不可避的不純物及びAlからなる化学成分を有するアルミニウム合金をDC鋳造により造塊し、厚さ150mm、幅150mmの鋳塊を作製した。
Example 4
In this example, as in Example 3, the manufacturing conditions for the aluminum plate were variously changed. In this example, Zn: 9.9%, Mg: 2.3%, Cu: 1.5%, Zr: 0.14%, Si: 0.06%, Fe: 0.05%, Ti: 0 An aluminum alloy containing 0.03%, Mn: 0.01% and Cr: 0.01%, the balance of which is an inevitable impurity and a chemical component consisting of Al, is ingoted by DC casting, and is 150 mm thick and 150 mm wide. An ingot was prepared.

これらの鋳塊を470℃の温度で10時間加熱して均質化処理を行った。次いで、均質化処理後の鋳塊に熱間圧延を行い、板厚5mmの熱間圧延板を得た。熱間圧延は、鋳塊の温度が400℃の状態で開始した。また、熱間圧延におけるひずみ速度は0.3s-1とし、総圧下率は96.7%とした。 These ingots were heated at a temperature of 470 ° C. for 10 hours for homogenization. Subsequently, the ingot after the homogenization treatment was hot-rolled to obtain a hot-rolled plate having a thickness of 5 mm. Hot rolling was started with the temperature of the ingot being 400 ° C. The strain rate in hot rolling was 0.3 s −1 and the total rolling reduction was 96.7%.

次いで、この熱間圧延板を加熱し、溶体化処理を行った。300℃に達してから溶体化処理温度に到達するまでの平均昇温速度、溶体化処理温度及び保持時間は、表6に示す通りとした。   Next, this hot-rolled sheet was heated to perform a solution treatment. Table 6 shows the average heating rate, solution treatment temperature, and holding time from reaching 300 ° C. to reaching the solution treatment temperature.

その後、実施例1と同様の条件により、熱間圧延板の水焼入れ及び人工時効処理を行った。以上により、表6に示す試験材28〜32を作製した。これらの試験材について、実施例1と同様の方法により、η相粒子等の数の算出及び引張試験を行った。表6に、これらの結果を示した。   Thereafter, the hot-rolled sheet was subjected to water quenching and artificial aging treatment under the same conditions as in Example 1. Thus, test materials 28 to 32 shown in Table 6 were produced. With respect to these test materials, the number of η phase particles and the like were calculated and a tensile test was performed in the same manner as in Example 1. Table 6 shows these results.

Figure 2017210649
Figure 2017210649

表6から理解できるように、試験材28〜31は、上記特定の範囲の化学成分を有するとともに、円相当直径5μm以上のη相粒子の数と円相当直径5μm以上のS相粒子の数との合計及び円相当直径5μm以上のポロシティの数が上記特定の範囲内であった。それ故、これらの試験材は、680MPa以上の引張強さ、620MPa以上の0.2%耐力及び10%以上の破断伸びを示し、強度と延性とを高い水準で両立させることができた。   As can be understood from Table 6, the test materials 28 to 31 have the chemical components in the above specific range, the number of η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more, and the number of S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more. And the number of porosities having an equivalent circle diameter of 5 μm or more were within the specific range. Therefore, these test materials showed a tensile strength of 680 MPa or more, a 0.2% proof stress of 620 MPa or more, and a breaking elongation of 10% or more, and both strength and ductility could be achieved at a high level.

試験材32は、溶体化処理温度に到達するまでの平均昇温速度が過度に大きかったため、η相及びS相の急激な融解を招いた。その結果、円相当直径5μm以上のポロシティの数が上記特定の範囲よりも多くなり、延性が不十分となった。   In the test material 32, the average rate of temperature increase until reaching the solution treatment temperature was excessively high, which caused rapid melting of the η phase and the S phase. As a result, the number of porosity having an equivalent circle diameter of 5 μm or more was larger than the specific range, and the ductility was insufficient.

Claims (6)

Zn:2.0%(質量%、以下同じ)以上12.0%以下、Mg:1.0%以上4.5%以下、Cu:0.5%以上3.0%以下及びZr:0.01%以上0.30%以下を含有し、Si:0.5%以下、Fe:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Mn:0.3%以下及びCr:0.3%以下に規制され、残部がAl及び不可避的不純物からなる化学成分を有し、
円相当直径5μm以上のη相粒子と、円相当直径5μm以上のS相粒子との合計が100個/mm2以下であり、
円相当直径5μm以上のポロシティが50個/mm2以下である、構造用アルミニウム合金板。
Zn: 2.0% (mass%, the same shall apply hereinafter) to 12.0%, Mg: 1.0% to 4.5%, Cu: 0.5% to 3.0%, and Zr: 0. Containing from 01% to 0.30%, Si: 0.5% or less, Fe: 0.5% or less, Ti: 0.5% or less, Mn: 0.3% or less, and Cr: 0.3% Regulated below, with the remainder having chemical components consisting of Al and inevitable impurities,
The total of the η phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and the S phase particles having an equivalent circle diameter of 5 μm or more is 100 particles / mm 2 or less,
A structural aluminum alloy plate having a porosity equivalent to a circle equivalent diameter of 5 μm or more and 50 pieces / mm 2 or less.
Zn:7.0%(質量%、以下同じ)以上12.0%以下、Mg:1.5%以上4.5%以下、Cu:1.0%以上3.0%以下及びZr:0.05%以上0.30%以下である、請求項1に記載の構造用アルミニウム合金板。   Zn: 7.0% (mass%, the same applies hereinafter) to 12.0% or less, Mg: 1.5% to 4.5%, Cu: 1.0% to 3.0%, and Zr: 0.00%. The structural aluminum alloy plate according to claim 1, wherein the structural aluminum alloy plate is in the range of 05% to 0.30%. 引張強さが680MPa以上であり、0.2%耐力が620MPa以上である、請求項2に記載の構造用アルミニウム合金板。   The structural aluminum alloy sheet according to claim 2, wherein the tensile strength is 680 MPa or more and the 0.2% proof stress is 620 MPa or more. Zn:2.0%(質量%、以下同じ)以上7.0%未満、Mg:1.5%以上4.5%以下、Cu:1.0%以上3.0%以下及びZr:0.05%以上0.30%以下である、請求項1に記載の構造用アルミニウム合金板。   Zn: 2.0% (mass%, the same applies hereinafter) to less than 7.0%, Mg: 1.5% to 4.5%, Cu: 1.0% to 3.0%, and Zr: 0.00%. The structural aluminum alloy plate according to claim 1, wherein the structural aluminum alloy plate is in the range of 05% to 0.30%. 引張強さが600MPa以上であり、0.2%耐力が550MPa以上である、請求項4に記載の構造用アルミニウム合金板。   The structural aluminum alloy plate according to claim 4, wherein the tensile strength is 600 MPa or more and the 0.2% proof stress is 550 MPa or more. 破断伸びが10%以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の構造用アルミニウム合金板。   The structural aluminum alloy plate according to any one of claims 1 to 5, wherein the elongation at break is 10% or more.
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