JP2021025085A - 高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材 - Google Patents
高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】優れた高温疲労特性を備えたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材を提供する。【解決手段】このＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の組成は、Ｃｕ：３．０〜４．０質量％、Ｍｇ：１．０〜２．２質量％、Ｎｉ：０．７〜１．５質量％、Ｆｅ：０．４〜１．２質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｍｎ：０．３〜０．５質量％、Ｚｒ：０．１〜０．１８質量％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．１５質量％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる。【選択図】なし
Description
本発明は、高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材に関する。
特許文献１には、Ｃｕ：２．９〜５．５質量％、Ｍｇ：１．０〜２．５質量％、Ｎｉ：０．５〜３．０質量％、Ｆｅ：０．３〜１．４質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｍｎ：０．１５〜０．４質量％、Ｚｒ：０．１３質量％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．１５質量％を含み、必要に応じてさらにＣｒ:０．３質量％以下、Ｖ：０．２質量％以下及びＳｃ：０．２５質量％以下から１種以上を合計で０．３質量％以下を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材が記載されている。
特許文献１によれば、このＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材は、高強度で、高い常温疲労強度及び優れた切削性を有し、かつ高温特性(高温疲労特性及び高温クリープ特性）に優れ、エンジン、コンプレッサー、インペラー等の回転、直動部材の製造に適する。このアルミニウム合金押出材は、鍛造することなく直接切削加工して前記部材を製造することも、鍛造（熱間、冷間）してニアネット形状を得た後切削して前記部材を製造することもできる。
エンジン、コンプレッサー、ターボチャージャー、インペラー等の回転、直動部材は、高温で継続的に使用されるものが多い。このため、これらの部材の素材であるアルミニウム合金押出材には、優れた高温疲労特性が求められる。特許文献１に記載されたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材は、同文献に記載されているとおり、それなりに優れた高温疲労特性を有するが、一層の改善が求められている。
従って、本発明は、優れた高温疲労特性を備えたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材を提供することを目的とする。
従って、本発明は、優れた高温疲労特性を備えたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材を提供することを目的とする。
本発明者は、特許文献１に記載されたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材が、ある特定のＭｎ及びＺｒ含有量の範囲内において、顕著に優れた高温疲労特性を示すことを見出した。本発明はその知見を元になされたものである。
本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材は、Ｃｕ：３．０〜４．０質量％、Ｍｇ：１．０〜２．２質量％、Ｎｉ：０．７〜１．５質量％、Ｆｅ：０．４〜１．２質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｍｎ：０．３〜０．５質量％、Ｚｒ：０．１〜０．１８質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５質量％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする。上記アルミニウム合金押出材は、必要に応じてさらにＣｒ：０．２質量％以下を含み得る。
本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材は、Ｃｕ：３．０〜４．０質量％、Ｍｇ：１．０〜２．２質量％、Ｎｉ：０．７〜１．５質量％、Ｆｅ：０．４〜１．２質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｍｎ：０．３〜０．５質量％、Ｚｒ：０．１〜０．１８質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５質量％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする。上記アルミニウム合金押出材は、必要に応じてさらにＣｒ：０．２質量％以下を含み得る。
本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材は、上記組成範囲内において顕著に優れた高温疲労特性を備える。
本発明に係るアルミニウム合金押出材は、切削用又は鍛造用素材として用いられ、所定長さに切断し、鍛造することなく直接切削加工して前記部材を製造することも、鍛造（熱間、冷間）してニアネット形状を得た後切削して前記部材を製造することもできる。
本発明に係るアルミニウム合金押出材は、切削用又は鍛造用素材として用いられ、所定長さに切断し、鍛造することなく直接切削加工して前記部材を製造することも、鍛造（熱間、冷間）してニアネット形状を得た後切削して前記部材を製造することもできる。
以下、本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材について具体的に説明する。なお、本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の合金組成のうちＣｕ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉの含有量は、特許文献１に記載されたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材における各元素の含有量の範囲内に含まれる。
［合金組成］
Ｃｕ：３．０〜４．０質量％
Ｃｕは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の常温及び高温強度を向上させるのに必要不可欠の元素である。Ｃｕの含有量が３．０質量％未満では上記特性の向上効果が少なく、４．０質量％を越えて含有すると押出加工性が低下する。従って、Ｃｕ含有量は３．０〜４．０質量％とする。
［合金組成］
Ｃｕ：３．０〜４．０質量％
Ｃｕは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の常温及び高温強度を向上させるのに必要不可欠の元素である。Ｃｕの含有量が３．０質量％未満では上記特性の向上効果が少なく、４．０質量％を越えて含有すると押出加工性が低下する。従って、Ｃｕ含有量は３．０〜４．０質量％とする。
Ｍｇ：１．０〜２．２質量％
ＭｇはＣｕと同様、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の常温及び高温強度を向上させるのに必要不可欠の元素である。Ｍｇの含有量が１．０質量％未満では上記特性の向上効果が少なく、一方、２．２質量％を越えて含有すると押出加工性が低下する。従って、Ｍｇ含有量は１．０〜２．２質量％とする。Ｍｇ含有量の下限値は好ましくは１．２質量％、上限値は好ましくは２．０質量％である。
ＭｇはＣｕと同様、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の常温及び高温強度を向上させるのに必要不可欠の元素である。Ｍｇの含有量が１．０質量％未満では上記特性の向上効果が少なく、一方、２．２質量％を越えて含有すると押出加工性が低下する。従って、Ｍｇ含有量は１．０〜２．２質量％とする。Ｍｇ含有量の下限値は好ましくは１．２質量％、上限値は好ましくは２．０質量％である。
Ｎｉ：０．７〜１．５質量％
Ｎｉは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の高温強度を向上させる元素であり、Ｆｅと共に添加することでその効果が生じる。Ｎｉの含有量が０．７質量％未満では強度向上の効果が少なく、一方、１．５質量％を越えると合金中のＣｕと結びついて晶出物を形成し、逆に強度が低下する。従って、Ｎｉ含有量は０．７〜１．５質量％とする。
Ｎｉは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の高温強度を向上させる元素であり、Ｆｅと共に添加することでその効果が生じる。Ｎｉの含有量が０．７質量％未満では強度向上の効果が少なく、一方、１．５質量％を越えると合金中のＣｕと結びついて晶出物を形成し、逆に強度が低下する。従って、Ｎｉ含有量は０．７〜１．５質量％とする。
Ｆｅ：０．４〜１．２質量％
Ｆｅは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の高温強度を向上させる元素であり、Ｎｉと共に添加することでその効果が生じる。Ｆｅの含有量が０．４質量％未満ではその効果が少なく、一方、１．２質量％を越えて含有すると巨大晶出物を形成し、逆に強度が低下する。従って、Ｆｅ含有量は０．４〜１．２質量％とする。
Ｆｅは、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材の高温強度を向上させる元素であり、Ｎｉと共に添加することでその効果が生じる。Ｆｅの含有量が０．４質量％未満ではその効果が少なく、一方、１．２質量％を越えて含有すると巨大晶出物を形成し、逆に強度が低下する。従って、Ｆｅ含有量は０．４〜１．２質量％とする。
Ｍｎ：０．３〜０．５質量％
Ｚｒ：０．１〜０．１８質量％
Ｍｎ及びＺｒは、アルミニウム合金押出材の再結晶化を抑制する元素であり、アルミニウム合金押出材を繊維組織化し、アルミニウム合金押出材の強度、高温疲労特性及び高温クリープ特性を向上させる作用がある。特に、Ｍｎ含有量が０．３〜０．５質量％、かつＺｒ含有量が０．１〜０．１８質量％のとき、その範囲外の場合に比べて、アルミニウム合金押出材の高温疲労特性が顕著に改善される。Ｍｎ及びＺｒの含有量が上記下限値未満の場合、高温疲労特性を顕著に改善する効果がなく、Ｍｎ及びＺｒの含有量が上記上限値を超える場合、粗大な金属間化合物が生成され、かえって高温疲労特性の改善を阻害する。Ｍｎ含有量は、好ましくは下限値が０．３５質量％であり、上限値が０．４５質量％である。Ｚｒ含有量は、好ましくは下限値が０．１３質量％、上限値が０．１７質量％である。
Ｚｒ：０．１〜０．１８質量％
Ｍｎ及びＺｒは、アルミニウム合金押出材の再結晶化を抑制する元素であり、アルミニウム合金押出材を繊維組織化し、アルミニウム合金押出材の強度、高温疲労特性及び高温クリープ特性を向上させる作用がある。特に、Ｍｎ含有量が０．３〜０．５質量％、かつＺｒ含有量が０．１〜０．１８質量％のとき、その範囲外の場合に比べて、アルミニウム合金押出材の高温疲労特性が顕著に改善される。Ｍｎ及びＺｒの含有量が上記下限値未満の場合、高温疲労特性を顕著に改善する効果がなく、Ｍｎ及びＺｒの含有量が上記上限値を超える場合、粗大な金属間化合物が生成され、かえって高温疲労特性の改善を阻害する。Ｍｎ含有量は、好ましくは下限値が０．３５質量％であり、上限値が０．４５質量％である。Ｚｒ含有量は、好ましくは下限値が０．１３質量％、上限値が０．１７質量％である。
Ｓｉ：０．４質量％以下（０質量％の場合を含む）
Ｓｉは、時効処理でＭｇと金属間化合物Ｍｇ２Ｓｉを生成し、強度を向上させる元素であり、本発明合金に必要に応じて添加され、又は不可避不純物として含有される。一方、Ｍｇ２Ｓｉは高温での使用が続くうちに粗大化し、これにより特に高温強度及び高温疲労強度が低下する可能性がある。添加元素又は不可避不純物としてのＳｉ含有量を０．４％以下に制限することにより、Ｍｇ２Ｓｉの生成そのものを抑え、高温使用に伴うＭｇ２Ｓｉの粗大化を回避し、エンジン、コンプレッサー等の回転、直動部材の高温強度及び高温疲労強度の低下（高温不安定性）を防止することができる。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．３質量％以下である。
Ｓｉは、時効処理でＭｇと金属間化合物Ｍｇ２Ｓｉを生成し、強度を向上させる元素であり、本発明合金に必要に応じて添加され、又は不可避不純物として含有される。一方、Ｍｇ２Ｓｉは高温での使用が続くうちに粗大化し、これにより特に高温強度及び高温疲労強度が低下する可能性がある。添加元素又は不可避不純物としてのＳｉ含有量を０．４％以下に制限することにより、Ｍｇ２Ｓｉの生成そのものを抑え、高温使用に伴うＭｇ２Ｓｉの粗大化を回避し、エンジン、コンプレッサー等の回転、直動部材の高温強度及び高温疲労強度の低下（高温不安定性）を防止することができる。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．３質量％以下である。
Ｔｉ：０．００５〜０．１５質量％
Ｔｉは、鋳塊組織を微細化して機械的性質を安定化させる元素である。しかし、含有量が０．１５％質量を超えると粗大なＡｌ−Ｔｉ系晶出物を生成し、強度を低下させる。また含有量が０．００５％未満では効果が得られない。従って、Ｔｉ含有量は０．００５〜０．１５質量％であり、好ましくは下限値が０．０１質量％、上限値が０．１質量％である。
Ｔｉは、鋳塊組織を微細化して機械的性質を安定化させる元素である。しかし、含有量が０．１５％質量を超えると粗大なＡｌ−Ｔｉ系晶出物を生成し、強度を低下させる。また含有量が０．００５％未満では効果が得られない。従って、Ｔｉ含有量は０．００５〜０．１５質量％であり、好ましくは下限値が０．０１質量％、上限値が０．１質量％である。
Ｃｒ：０．２質量％以下（０質量％の場合を含む）
Ｃｒは、アルミニウム合金押出材の組織を微細化し、再結晶化を抑制する元素であり、アルミニウム合金押出材の高温疲労特性を向上させる作用があり、必要に応じて添加される。しかし、Ｃｒ含有量が０．２質量％を超えると粗大な晶出物が発生し、高温疲労特性及び高温クリープ特性が低下する。
Ｃｒは、アルミニウム合金押出材の組織を微細化し、再結晶化を抑制する元素であり、アルミニウム合金押出材の高温疲労特性を向上させる作用があり、必要に応じて添加される。しかし、Ｃｒ含有量が０．２質量％を超えると粗大な晶出物が発生し、高温疲労特性及び高温クリープ特性が低下する。
不可避不純物
実操業のアルミニウム合金には、種々の不可避不純物元素が含まれるが、本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金でも、ＪＩＳ２０００系アルミニウム合金とほぼ同様に、Ｚｎが０．０５質量％未満、Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓｎが個々に０．０１質量％未満、その他の元素が個々に０．０５質量％未満、Ｓｉを除く不可避不純物トータルで０．１５質量％未満であれば特に問題は生じない。
実操業のアルミニウム合金には、種々の不可避不純物元素が含まれるが、本発明に係るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金でも、ＪＩＳ２０００系アルミニウム合金とほぼ同様に、Ｚｎが０．０５質量％未満、Ｐｂ，Ｂｉ，Ｓｎが個々に０．０１質量％未満、その他の元素が個々に０．０５質量％未満、Ｓｉを除く不可避不純物トータルで０．１５質量％未満であれば特に問題は生じない。
［製造方法］
以下、本発明に係るアルミニウム合金押出材の好ましい製造方法を説明する。なお、この製造方法は、実質的に特許文献１に記載された方法と同じである。
前記組成のアルミニウム合金を溶解し、ＤＣ鋳造によりビレットに造塊する。
得られたビレットについて、４５０〜５２０℃の温度で１〜２０時間の均質化処理を行う。４５０℃未満の温度では十分な均質化が得られない。また、５２０℃を超える温度では、偏在するミクロ偏析が共晶融解を起こすため、疲労強度低下の原因となる。均質化処理時間が１時間未満では十分な均質化が得られず、２０時間を超える均質化処理は、熱処理炉の占有時間が長くなり製造コストを増大させる。好ましくは４５０〜５２０℃、５〜１５時間の均質化処理を行う。
以下、本発明に係るアルミニウム合金押出材の好ましい製造方法を説明する。なお、この製造方法は、実質的に特許文献１に記載された方法と同じである。
前記組成のアルミニウム合金を溶解し、ＤＣ鋳造によりビレットに造塊する。
得られたビレットについて、４５０〜５２０℃の温度で１〜２０時間の均質化処理を行う。４５０℃未満の温度では十分な均質化が得られない。また、５２０℃を超える温度では、偏在するミクロ偏析が共晶融解を起こすため、疲労強度低下の原因となる。均質化処理時間が１時間未満では十分な均質化が得られず、２０時間を超える均質化処理は、熱処理炉の占有時間が長くなり製造コストを増大させる。好ましくは４５０〜５２０℃、５〜１５時間の均質化処理を行う。
均質化処理後、ビレットをそのまま押出温度まで冷却し、又はいったん室温まで冷却した後押出温度に再加熱して、押出加工を行う。押出加工は、押出温度３２０〜５００℃、押出速度：２〜８ｍ／ｍｉｎ、押出比１０〜６０で行う。
押出温度が３２０℃未満では、加工ひずみが材料内部に蓄積され、溶体化処理を行う際に結晶粒の粗大化が生じ強度が低下する。押出温度が５００℃を超えると、加工変形中の加工発熱が加わり、部分的に共晶融解が発生して疲労強度が低下する。望ましい押出温度は３５０〜４５０℃である。
押出速度が２ｍ／ｍｉｎ未満では、生産性が低く実用的ではない。押出速度が８ｍ／ｍｉｎを超えると、加工発熱のため結晶粒の粗大化が生じるため、疲労強度が低下する。望ましい押出速度は２．５〜５ｍ／ｍｉｎである。
押出比が１０未満では、導入される加工ひずみが小さいため、微細な結晶粒が得られない。押出比が６０を超えると、加工ひずみが大きく、加工発熱で結晶粒の粗大化が生じ疲労強度が低下する。望ましい押出比は２０〜５０である。
押出温度が３２０℃未満では、加工ひずみが材料内部に蓄積され、溶体化処理を行う際に結晶粒の粗大化が生じ強度が低下する。押出温度が５００℃を超えると、加工変形中の加工発熱が加わり、部分的に共晶融解が発生して疲労強度が低下する。望ましい押出温度は３５０〜４５０℃である。
押出速度が２ｍ／ｍｉｎ未満では、生産性が低く実用的ではない。押出速度が８ｍ／ｍｉｎを超えると、加工発熱のため結晶粒の粗大化が生じるため、疲労強度が低下する。望ましい押出速度は２．５〜５ｍ／ｍｉｎである。
押出比が１０未満では、導入される加工ひずみが小さいため、微細な結晶粒が得られない。押出比が６０を超えると、加工ひずみが大きく、加工発熱で結晶粒の粗大化が生じ疲労強度が低下する。望ましい押出比は２０〜５０である。
押出加工後、４８０〜５４０℃×０．５〜４時間の加熱条件で溶体化処理を行う。溶体化温度が４８０℃未満では、溶体化不足のため、所定の強度が得られない。溶体化温度が５４０℃を超えると、部分的に共晶融解が発生して疲労強度が低下する。
溶体化処理後、焼き入れを行い、その後、人工時効処理を行う。人工時効処理は、１９０〜２００℃×５〜２５時間程度の通常の条件で行えばよい。
溶体化処理後、焼き入れを行い、その後、人工時効処理を行う。人工時効処理は、１９０〜２００℃×５〜２５時間程度の通常の条件で行えばよい。
表１に示す各組成のＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金をＤＣ鋳造して、直径１５５ｍｍに造塊し、３００ｍｍの長さに切断して押出ビレットを得た。各押出ビレットに均質化処理を施した後、再加熱して熱間押出加工し（押出速度３ｍ／分）、直径２９ｍｍのアルミニウム合金押出材（丸棒）を得た。均質化処理の条件及び押出温度は、各押出ビレットにおいて同一とした。続いて、得られた各アルミニウム合金押出材に対し、溶体化処理及び人工時効処理を行った。溶体化処理及び人工時効処理の条件は、各アルミニウム合金押出材において同一とした。
人工時効処理後の押出材を供試材とし、下記要領で高温疲労試験を行った。その結果を表１に示す。
（高温疲労試験）
供試材（押出材）の断面中心部から、長手方向が押出方向に平行方向になるように、円径断面を有し、平行部直径が８ｍｍ、平行部長さが１５．４ｍｍ、肩部半径が１５ｍｍ、掴み部直径が１２ｍｍの試験片（１号試験片相当）を採取した。この試験片を用いて、ＪＩＳＺ２２７４に準拠して小野式回転曲げ疲労試験機で疲労試験を行い、高温疲労寿命（試験片が破断に至るまでの繰り返し曲げ回数）の測定を行った。測定条件は、試験回転数を２０００ｒｐｍ、試験温度（試験片の温度）を１８０℃、付加応力を１７０ＭＰａとした。
（高温疲労試験）
供試材（押出材）の断面中心部から、長手方向が押出方向に平行方向になるように、円径断面を有し、平行部直径が８ｍｍ、平行部長さが１５．４ｍｍ、肩部半径が１５ｍｍ、掴み部直径が１２ｍｍの試験片（１号試験片相当）を採取した。この試験片を用いて、ＪＩＳＺ２２７４に準拠して小野式回転曲げ疲労試験機で疲労試験を行い、高温疲労寿命（試験片が破断に至るまでの繰り返し曲げ回数）の測定を行った。測定条件は、試験回転数を２０００ｒｐｍ、試験温度（試験片の温度）を１８０℃、付加応力を１７０ＭＰａとした。
表１に示すように、合金組成が本発明例の範囲外であるＮｏ．２〜６，８〜１２は高温疲労寿命（高温疲労寿命）が特許文献１の実施例とほぼ同水準である。なお、Ｎｏ．２〜６，８〜１２は、いずれもＭｎ含有量とＺｒ含有量の一方又は双方が本発明の範囲外であり、Ｎｏ．１２は従来のＡ２６１８合金からなる。
一方、合金組成が本発明の範囲内であるＮｏ．１，７は、Ｎｏ．２〜６，８〜１２に比べて高温疲労特性が顕著に優れる（高温疲労寿命が３０％以上延びている）。
一方、合金組成が本発明の範囲内であるＮｏ．１，７は、Ｎｏ．２〜６，８〜１２に比べて高温疲労特性が顕著に優れる（高温疲労寿命が３０％以上延びている）。
表２のＮｏ．１３に示す組成のＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金をＤＣ鋳造して、直径２４５ｍｍに造塊し、切断して所定長さの押出ビレットを得た。この押出ビレットに４８５℃×６ｈの均質化処理を施した後、再加熱して熱間押出加工し（押出速度６ｍ／分）、直径約５４ｍｍのアルミニウム合金押出材（丸棒）を得た。続いて、得られたアルミニウム合金押出材に対し、溶体化処理及び人工時効処理を行った。
また、表２のＮｏ．１４に示す組成（Ａ２６１８）の鋳塊から押出ビレットを得て、均質化処理を施した後、熱間押出加工し、直径約５４ｍｍのアルミニウム合金押出材（丸棒）を得た。得られたアルミニウム合金押出材に対し、Ｔ６５１１調質（ＪＩＳＨ０００１参照）を行った。
また、表２のＮｏ．１４に示す組成（Ａ２６１８）の鋳塊から押出ビレットを得て、均質化処理を施した後、熱間押出加工し、直径約５４ｍｍのアルミニウム合金押出材（丸棒）を得た。得られたアルミニウム合金押出材に対し、Ｔ６５１１調質（ＪＩＳＨ０００１参照）を行った。
人工時効処理後の押出材を供試材とし、下記要領で高温疲労試験を行った。その結果を図２に示す。
（高温疲労試験）
人工時効処理後の押出材（供試材）の断面のｄ／４（ｄ：直径）の部位から、長手方向が押出方向に平行方向になるように、前記実施例１と同形状の試験片を採取した。この試験片を用い、ＪＩＳＺ２２７４に準拠して小野式回転曲げ疲労試験機で試験温度１８０℃で疲労試験を行い、応力振幅（σａ）と破断繰り返し数（Ｎｆ）の関係を求めた。得られた値を、日本材料学会の金属材料疲労信頼性評価標準ＪＳＭＳ−ＳＤ−６−０８の連続低下型曲線回帰モデルにあてはめ、Ｓ−Ｎ線図を作成した。
（高温疲労試験）
人工時効処理後の押出材（供試材）の断面のｄ／４（ｄ：直径）の部位から、長手方向が押出方向に平行方向になるように、前記実施例１と同形状の試験片を採取した。この試験片を用い、ＪＩＳＺ２２７４に準拠して小野式回転曲げ疲労試験機で試験温度１８０℃で疲労試験を行い、応力振幅（σａ）と破断繰り返し数（Ｎｆ）の関係を求めた。得られた値を、日本材料学会の金属材料疲労信頼性評価標準ＪＳＭＳ−ＳＤ−６−０８の連続低下型曲線回帰モデルにあてはめ、Ｓ−Ｎ線図を作成した。
作成したＳ−Ｎ線図から、Ｎｏ．１３，１４について、繰り返し数１×１０７（１．０Ｅ＋０７）回の応力振幅を求めた。その結果を表２に併せて示す。
表２に示すように、合金組成が本発明の範囲内であるＮｏ．１３は、繰り返し数１×１０７（１．０Ｅ＋０７）回の応力振幅が、合金組成が従来材のＮｏ．１４に比べ、顕著に改善している。
表２に示すように、合金組成が本発明の範囲内であるＮｏ．１３は、繰り返し数１×１０７（１．０Ｅ＋０７）回の応力振幅が、合金組成が従来材のＮｏ．１４に比べ、顕著に改善している。
Claims (2)
- Ｃｕ：３．０〜４．０質量％、Ｍｇ：１．０〜２．２質量％、Ｎｉ：０．７〜１．５質量％、Ｆｅ：０．４〜１．２質量％、Ｓｉ：０．４質量％以下、Ｍｎ：０．３〜０．５質量％、Ｚｒ：０．１〜０．１８質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５質量％を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなることを特徴とする高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材。
- さらに、Ｃｒ：０．２質量％以下を含むことを特徴とする請求項１に記載された高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材。
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|---|---|---|---|
| JP2019143505A JP2021025085A (ja) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | 高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材 |
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|---|---|---|---|
| JP2019143505A Pending JP2021025085A (ja) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | 高温疲労特性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113897524A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-07 | 山东创新精密科技有限公司 | 一种电导率均匀度高的铝合金及其制备方法和应用 |
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2019
- 2019-08-05 JP JP2019143505A patent/JP2021025085A/ja active Pending
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