JP2019190364A - インペラ用鍛造品 - Google Patents
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Abstract
Description
前記インペラ用鍛造品は、Si:0.05質量%〜0.30質量%、Fe:0.7質量%〜1.5質量%、Cu:1.7質量%〜2.9質量%、Mg:1.0質量%〜1.9質量%、Ti:0.03質量%〜0.15質量%、Ni:0.8質量%〜1.4質量%を含み、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記羽根部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径が10μm〜30μmであることを特徴とするインペラ用鍛造品。
前記インペラ用鍛造品は、Si:0.05質量%〜0.30質量%、Fe:0.7質量%〜1.5質量%、Cu:1.7質量%〜2.9質量%、Mg:1.0質量%〜1.9質量%、Ti:0.03質量%〜0.15質量%、Ni:0.8質量%〜1.4質量%を含み、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記羽根部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径をAとし、前記ディスク部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径をBとし、前記ボスの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径をCとしたとき、A<BかつA<Cの関係を満たすことを特徴とするインペラ用鍛造品。
(アルミニウム合金の化学組成)
アルミニウム合金は、必須元素として、Si、Fe、Cu、Mg、Ti、Niを含み、要すればさらにBを含む。いずれの合金においても残部はAlおよび不可避不純物である。以下に、各元素の添加意義および濃度について詳述する。
(金属組織)
インペラ用鍛造品1の強度は上述したアルミニウム合金の化学組成にとともに金属組織の影響を受ける。また、インペラ用鍛造品1は、素材塊、例えば円柱形の素材を鍛造加工をしてディスク部11、ボス部12、羽根部13を成形する。金属組織は鍛造加工における加工率(据込率)の影響を受けるが、加工率は一様ではなく部位によって異なる。
各部の結晶粒の平均粒径A、B、Cの大小関係を規定したインペラ用鍛造品においても、羽根部13の平均粒径Aが10μm〜30μmであることが好ましい。また、ディスク部11の結晶粒の平均粒径Bの好ましい範囲は30μm〜120μmであり、ボス部12における平均粒径の好ましい範囲は30μm〜100μmである。
[引張強度]
常温引張試験を行うために、前記鍛造T6品から、切削加工により常温引張試験片を切り出した。試験片形状はJIS4号試験片を採用し、JISZ2241の規定に準拠し引張試験を行い引張強度を測定した。
[疲労強度]
高温疲労試験を行うため、上記鍛造T6品を170℃×100時間で予備加熱し切削加工により、所定の試験片形状に切り出した。疲労試験は小野式回転曲げ試験機を用いて測定し、各合金8回測定しS-N曲線を得た。得られたS-N曲線より繰返し数107回における疲労強度を求め、170℃における疲労強度とした。
[金属組織]
組織観察用試料として、前記鍛造T6品から、L方向の断面およびST方向の断面が露出する1cm×1cm×1cmの角材を切り出し、樹脂に埋めてST方向の断面をエメリー紙による研磨およびバフ研磨を実施して鏡面に仕上げた。
10…ハブ
11…ディスク部
12…ボス部
13…羽根部
Claims (6)
- 円形のディスク部の中心にボス部を有するハブと、前記ハブの外面に放射状に設けられた複数の羽根部を有するインペラ用鍛造品であり、
前記インペラ用鍛造品は、Si:0.05質量%〜0.30質量%、Fe:0.7質量%〜1.5質量%、Cu:1.7質量%〜2.9質量%、Mg:1.0質量%〜1.9質量%、Ti:0.03質量%〜0.15質量%、Ni:0.8質量%〜1.4質量%を含み、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記羽根部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径が10μm〜30μmであることを特徴とするインペラ用鍛造品。 - 前記アルミニウム合金が、さらにB:0.0012質量%〜0.006質量%を含む請求項1に記載のインペラ用鍛造品。
- 前記羽根部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面におけるCuAl2のθ相化合物の平均粒径が0.5μm〜10μmであり、占有面積率が4%〜15%である請求項1または2に記載のインペラ用鍛造品。
- 円形のディスク部の中心にボス部を有するハブと、前記ハブの外面に放射状に設けられた複数の羽根部を有するインペラ用鍛造品であり、
前記インペラ用鍛造品は、Si:0.05質量%〜0.30質量%、Fe:0.7質量%〜1.5質量%、Cu:1.7質量%〜2.9質量%、Mg:1.0質量%〜1.9質量%、Ti:0.03質量%〜0.15質量%、Ni:0.8質量%〜1.4質量%を含み、残部がAlと不可避不純物からなるアルミニウム合金からなり、
前記羽根部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径をAとし、前記ディスク部の、インペラの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径をBとし、前記ボスの回転軸に平行な任意の断面における結晶粒の平均粒径をCとしたとき、A<BかつA<Cの関係を満たすことを特徴とするインペラ用鍛造品。 - 前記アルミニウム合金が、さらにB:0.0012質量%〜0.006質量%を含む請求項4に記載のインペラ用鍛造品。
- 前記羽根部の結晶粒の平均粒径Aが10μm〜30μmである請求項4または5に記載のインペラ用鍛造品。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005290545A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-10-20 | Showa Denko Kk | アルミニウム合金成形品の製造方法、アルミニウム合金成形品および生産システム |
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