JP2023533152A - 高温高性能アルミニウム銅マグネシウム合金製製品の使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、重量％でＣｕ：３．６～４．４；Ｍｇ：１．２～１．４；Ｍｎ：０．５～０．８；Ｚｒ：≦０．１５；Ｔｉ：０．０１～０．１５；Ｓｉ≦０．２０；Ｆｅ≦０．２０；Ｚｎ≦０．２５；他の元素は０．０５未満；残りはアルミニウムの組成のアルミニウム合金製の、質別Ｔ８の展伸製品の使用であって、前記製品が少なくとも２００時間の有意な継続時間の間８０℃から２５０℃の温度に保たれる用途における使用に関する。本発明による使用を目的とした製品は、とりわけ真空ポンプのような吸気ポンプのロータや他の部品のような用途において特に有用である。【選択図】図１
Description
本発明は、アルミニウム－銅－マグネシウム合金製の製品、より詳細には、高温で活用されることを目的とした、そのような製品、それらの製造方法および使用方法に関する。
いくつかのアルミニウム合金は、合金が典型的には８０℃と２５０℃との間また概して１００℃と２００℃との間の高い使用温度を有する、例えば自動車産業や宇宙航空産業におけるエンジンのすぐ近くの構造部品や締結手段としての用途、またはとりわけ真空ポンプのような吸気ポンプのロータや他の部品としての用途のために一般に使用されている。
これらの合金は、高温での良好な機械的性能を必要とする。高温での良好な機械的性能とはとりわけ、一方では熱安定性、すなわち周囲温度で測定される機械的特性が使用温度での長時間の時効後に安定していることを意味し、また他方では熱性能、すなわち高温で測定される機械的特性（静的機械的特性、耐クリープ性）が高いことを意味する。
このタイプの用途で知られている合金の中で、ＡＡ２６１８合金を挙げることができ、該合金は以下（重量％）を含み、コンコルドの製造のために使用された：
Ｃｕ：１．９～２．７ Ｍｇ：１．３～１．８ Ｆｅ：０．９～１．３、Ｎｉ：０．９～１．２ Ｓｉ：０．１０～０．２５ Ｔｉ：０．０４～０．１０。
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仏国特許発明第２２７９８５２号明細書は、鉄およびニッケルの含有量を減らした、以下の組成（重量％）の合金を提案している：
Ｃｕ：１．８～３ Ｍｇ：１．２～２．７ Ｓｉ＜０．３ Ｆｅ：０．１～０．４ Ｎｉ＋Ｃｏ：０．１～０．４ （Ｎｉ＋Ｃｏ）／Ｆｅ：０．９～１．３。
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合金はまたＺｒ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＶまたはＭｏを０．４％未満の含有量で含むことも可能であり、また場合によってはＣｄ、Ｉｎ、ＳｎまたはＢｅをそれぞれ０．２％未満、Ｚｎを８％未満、またはＡｇを１％未満含むことも可能である。この合金によって、耐亀裂伝播性を表す応力集中係数Ｋ１ｃが実質的に向上する。
欧州特許出願公開第０７５６０１７号明細書は、高い耐クリープ性の、以下の組成（重量％）のアルミニウム合金を対象としている：
Ｃｕ：２．０～３.０ Ｍｇ：１．５～２．１ Ｍｎ：０．３～０．７
Ｆｅ＜０．３ Ｎｉ＜０．３ Ａｇ＜１．０ Ｚｒ＜０．１５ Ｔｉ＜０．１５
さらにＳｉを、０．３＜Ｓｉ＋０．４Ａｇ＜０．６のように含み、
他の元素はそれぞれ０．０５未満で合計０．１５未満。
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さらにＳｉを、０．３＜Ｓｉ＋０．４Ａｇ＜０．６のように含み、
他の元素はそれぞれ０．０５未満で合計０．１５未満。
ロシア連邦特許第２２１０６１４号明細書は、以下の組成（重量％）の合金を記述している：
Ｃｕ：３．０～４．２ Ｍｇ：１．０～２．２ Ｍｎ：０．１～０．８ Ｚｒ：０．０３～０．２ Ｔｉ：０．０１２～０．１、Ｖ：０．００１～０．１５
Ｎｉ：０．００１～０．２５とＣｏ：０．００１～０．２５とのうちの少なくとも一つの元素、残りはアルミニウム。
Ｃｕ：３．０～４．２ Ｍｇ：１．０～２．２ Ｍｎ：０．１～０．８ Ｚｒ：０．０３～０．２ Ｔｉ：０．０１２～０．１、Ｖ：０．００１～０．１５
Ｎｉ：０．００１～０．２５とＣｏ：０．００１～０．２５とのうちの少なくとも一つの元素、残りはアルミニウム。
国際公開第２０１２／１４０３３７号は、重量％でＣｕ：２．６～３．７；Ｍｇ：１．５～２．６；Ｍｎ：０．２～０．５；Ｚｒ：≦０．１６；Ｔｉ：０．０１～０．１５；Ｃｒ≦０．２５；Ｓｉ≦０．２；Ｆｅ≦０．２；他の元素は０．０５未満で残りはアルミニウム；なおＣｕ＞－０．９（Ｍｇ）＋４．３かつＣｕ＜－０．９（Ｍｇ）＋５．０；ここでＣｕ＝Ｃｕ－０．７４（Ｍｎ－０．２）－２．２８Ｆｅ、またＳｉが０．０５以上の場合Ｍｇ＝Ｍｇ－１．７３（Ｓｉ－０．０５）またＳｉが０．０５未満の場合Ｍｇ＝Ｍｇである組成のＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇアルミニウム合金製展伸製品およびそれらの製造方法に関している。この出願において言及されている合金は、製品が１００℃から２００℃、典型的にはおよそ１５０℃の温度に保たれる用途のためにとりわけ有用である。この出願において言及されている製品は、ねじやボルトやリベットのような、自動車用エンジン内で使用されることを目的とした締結部品のために、または飛行機のナセルおよび／もしくは連結用支柱、飛行機の翼の前縁および超音速機の胴体の部品の製造のために有用である。
中国特許出願公開第１０４１６４６３５号明細書は、アルミニウム合金製ドリルロッド用Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金の周囲温度での強度および高温性能を向上させるための方法を記述している。該方法は、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金を溶体化処理後に予備延伸して０％から８％変形し、ついで１６０℃から１９０℃で４時間から１２０時間の間加熱し、ついで合金を炉から取り出し、合金に空冷を行う工程を含み、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金におけるマグネシウムに対する銅の含有量の割合は５以下であり、合金の組成は重量％でＣｕ：４．０％～４．３％、Ｍｇ：１．５％～１．６％、Ｍｎ：０．４％～０．６％、Ｔｉ：０．１％～０．１５％、残りはＡｌである。
中国特許出願公開第１０７３５４４１３号明細書は、石油採掘のための高強度耐熱性アルミニウム合金材料の調合技術に関しており、またアルミニウム合金の熱処理の技術分野に属している。合金の成分は、Ｓｉ＜０．３５、Ｆｅ＜０．４５、Ｃｕ ４．０～４．５、Ｍｎ ０．４０～０．８０、Ｍｇ １．３～１．７、Ｚｎ＜０．１０、Ｔｉ ０．０８～０．２０、Ｚｒ ０．１０～０．１５および他の不純物０．００～０．１５のように決定される。
ロシア連邦特許第２２７８１７９号明細書は、航空宇宙の分野における構造材料として有用なアルミニウム－銅－マグネシウム合金に関しており、合金は（質量％で）銅３．８～５．５；マグネシウム０．３～１．６；マンガン０．２～０．８；チタン０．５×１０－６～０．０７；テルル０．５×１０－５～０．０１と、銀０．２～１．０；ニッケル０．５×１０－６～０．０５；亜鉛０．５×１０－６～０．１；ジルコニウム０．０５～０．３；クロム０．０５～０．３；鉄０．５×１０－６～０．１５；ケイ素０．５×１０－６～０．１；水素０．１×１０－５～２．７×１０－５を含む群からの少なくとも一つの元素と；残りであるアルミニウムとを含む。
国際公開第２０２０／０７４８１８号は、重量％でＣｕ ３．４～４．０；Ｍｇ ０．５～０．８；Ｍｎ ０．１～０．７；Ｆｅ≦０．１５；Ｓｉ≦０．１５；Ｚｒ≦０．０４；Ａｇ≦０．６５；Ｚｎ≦０．５；不可避不純物はそれぞれ０．０５以下で合計０．１５以下；残りはアルミニウムを含む、０．２５ｍｍと１２ｍｍとの間の厚みの主に再結晶したアルミニウムベース合金製薄板に関している。
米国特許出願公開第２００４／０１３５２９号明細書は、粉末冶金によって得られる軽金属合金製ロータを含む機械式真空ポンプに関している。粉末冶金は、ロータの耐熱性および耐クリープ性を向上させる。
Ｃｕ：５．８～６．８ Ｍｎ：０．２０～０．４０ Ｔｉ：０．０２～０．１０、Ｚｒ：０．１０～０．２５ Ｖ：０．０５～０．１５ Ｍｇ＜０．０２という組成（重量％）を有するＡＡ２２１９合金も、高温での用途で知られている。
これらの合金はしかしながら、特定の用途には不十分な機械的特性を有しており、また鉄および／またはケイ素および／またはニッケルおよび／またはコバルトおよび／またはバナジウムの含有量が多いため特に、リサイクルの問題もまた提示している。
また、大抵の場合、焼戻しの熱処理を必要としない経済的な冶金学的状態である質別Ｔ３にある、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金が知られている。
米国特許第３８２６６８８号明細書は、Ｃｕ：２．９～３．７、Ｍｇ：１．３～１．７およびＭｎ：０．１～０．４の組成（重量％）の合金を教示している。
米国特許第５５９３５１６号明細書は、Ｃｕ：２．５～５．５、Ｍｇ：０．１～２．３であって、それらの溶解度、すなわちＣｕが多くてＣｕｍａｘ＝－０．９１（Ｍｇ）＋５．５９に等しいというような溶解度の範囲内である組成（重量％）の合金を教示している。
欧州特許出願公開第００３８６０５号明細書は、Ｃｕ：３．８～４．４、Ｍｇ：１．２～１．８、Ｍｎ：０．３～０．９、最大０．１２のＳｉ、最大０．１５のＦｅ、最大０．２５のＺｎ、最大０．１５のＴｉ、最大０．１０のＣｒの組成（重量％）の合金を教示している。
米国特許第６４４４０５８号明細書は、ＣｕおよびＭｇの有効値がとりわけＣｕｔａｒｇｅｔ＝Ｃｕｅｆｆ＋０．７４（Ｍｎ－０．２）＋２．２８（Ｆｅ－０．００５）によって定義される高純度Ａｌ－Ｍｇ－Ｃｕ合金組成を教示しており、またＭｇｅｆｆの最大値がおよそ１．４重量％である、Ｃｕｅｆｆ：Ｍｇｅｆｆのチャートにおける組成領域を教示している。
高温で、典型的には１５０℃で、良好な機械的性能を有しかつ製造およびリサイクルが容易なアルミニウム合金製製品が必要とされる。
本発明の対象は、重量％で、
Ｃｕ：３．６～４．４
Ｍｇ：１．２～１．４
Ｍｎ：０．５～０．８
Ｚｒ：≦０．１５
Ｔｉ：０．０１～０．０５
Ｓｉ≦０．２０
Ｆｅ≦０．２０
Ｚｎ≦０．２５
他の元素は０．０５未満
残りはアルミニウム、
の組成のアルミニウム合金製の、質別Ｔ８の展伸製品の使用であって、
前記製品が少なくとも２００時間の有意な継続時間の間８０℃から２５０℃の温度に保たれる用途における使用である。
Ｃｕ：３．６～４．４
Ｍｇ：１．２～１．４
Ｍｎ：０．５～０．８
Ｚｒ：≦０．１５
Ｔｉ：０．０１～０．０５
Ｓｉ≦０．２０
Ｆｅ≦０．２０
Ｚｎ≦０．２５
他の元素は０．０５未満
残りはアルミニウム、
の組成のアルミニウム合金製の、質別Ｔ８の展伸製品の使用であって、
前記製品が少なくとも２００時間の有意な継続時間の間８０℃から２５０℃の温度に保たれる用途における使用である。
相反する言及のないかぎり、合金の化学組成に関して表示されているものは全て、合金の総重量に基づく重量百分率として表現されている。１．４Ｃｕまたは１．４（Ｃｕ）と表現されている場合、重量％で表示された銅含有量を１．４倍するという意味である。合金の呼称は、当業者に知られている、アルミニウム協会の規定に従ったものである。冶金学的状態の定義は、欧州規格 ＥＮ５１５－２０１７中に記されている。この規格はとりわけ、質別Ｔ８が、溶体化処理後冷間加工を行ってから人工時効処理したものであることを示しており、この呼称は、冷間加工を受けてその機械的強度が向上する製品またはレベリングすなわち平面仕上げに結びついた冷間加工効果が機械的特性の限界に現れる製品に適用される。質別Ｔ８とは、Ｔの後の最初の数字が８であるすべての冶金学的状態を意味する。例えば質別Ｔ８５１および質別Ｔ８５２は、質別Ｔ８である。
引張りにおける静的機械的特性、言い換えると破断強度Ｒｍ、０．２％の伸びにおける慣用的な降伏強さＲｐ０．２、および破断伸びＡ％は、規格ＮＦ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１に準じた引張試験により決定され、試験の方向およびサンプリングは、規格ＥＮ ４８５－１によって示されている。高温引張試験は、規格ＮＦ ＥＮ １０００２－５に準じて行われる。クリープ試験は、規格ＡＳＴＭ Ｅ１３９－０６に準じて行われる。相反する言及のないかぎり、規格ＥＮ １２２５８の定義が適用される。
本発明者らは、驚いたことに、合金が質別Ｔ８で使用されるとき、とりわけ高温高性能の展伸製品を得ることを可能にする、Ｍｎを含有するＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ合金の組成領域が存在することを確認した。
マグネシウム含有量は、Ｍｇが１．２重量％と１．４重量％との間また好ましくは１．２５重量％と１．３５重量％との間のようなものである。Ｍｇ含有量が本発明による領域内でないとき、機械的特性は満足のゆくものではない。とりわけ破断強度Ｒｍが、周囲温度でかつ／または１５０℃での時効後に不十分であり得る。
銅含有量は、Ｃｕが３．６重量％と４．４重量％との間のようなものである。Ｃｕは有利には、少なくとも３．９重量％また好ましくは少なくとも４．０重量％である。Ｃｕは有利には、多くて４．３重量％また好ましくは多くて４．２５重量％である。
本発明による使用を目的とした製品は、０．５重量％から０．８重量％のマンガンを含み、このことは結晶粒構造の制御にとりわけ寄与する。Ｍｎ含有量は有利には、０．５１重量％と０．６５重量％との間である。本発明者らは、マンガンと同時にジルコニウムを添加することが、特定の場合において、とりわけ高い機械的特性を達成しつつ高温時効感受性を低下させるために、有利であり得ることを確認した。Ｚｒ含有量は、最大０．１５重量％である。Ｚｒ含有量は有利には、少なくとも０．０７重量％に等しくまた好ましくは少なくとも０．０８重量％に等しい。有利な一実施形態において、本発明による使用を目的とした製品は、０．０９重量％から０．１５重量％のジルコニウムおよび０．５０重量％から０．６０重量％のマンガンを含む。
チタン含有量は、０．０１重量％と０．０５重量％との間である。チタンの添加は、鋳造の際の結晶粒微細化にとりわけ寄与する。０．０５重量％を超える添加はしかしながら、結晶粒の大きさの過度の細かさを結果として生じさせる可能性があり、このことは高温での耐クリープ性の妨げとなる。
鉄含有量およびケイ素含有量は、それぞれ最大０．２０重量％である。本発明の有利な一実施形態において、鉄含有量は、最大０．１８重量％また好ましくは０．１５重量％である。本発明の有利な一実施形態において、ケイ素含有量は、最大０．１５重量％また好ましくは０．１０重量％である。
亜鉛含有量は、最大０．２５重量％である。本発明の一実施形態において、亜鉛含有量は、０．０５重量％と０．２５重量％との間であり、とりわけ機械的強度に寄与することができる。亜鉛の存在はしかしながら、リサイクルの問題を提示し得る。別の一実施形態において、亜鉛含有量は、０．２０重量％未満、好ましくは０．１５重量％未満である。
他の元素の含有量は、０．０５重量％未満また好ましくは０．０４重量％未満である。好ましくは、他の元素の合計は０．１５重量％未満である。他の元素は、典型的には不可避不純物である。残りはアルミニウムである。
本発明による使用を目的とした展伸製品は、好ましくはプレート、形材または鍛造製品である。形材は、典型的には押出しによって得られる。鍛造製品は、鋳塊または押出製品または圧延製品の鍛造によって得ることができる。
本発明による使用を目的とした製品の製造方法は、合金の調製、鋳造、任意で均質化、熱間変形、溶体化処理、焼入れ、冷間変形および焼戻しの連続する工程を含む。
第一の工程において、本発明による組成のアルミニウム合金を得るために液体金属浴を調製する。液体金属浴は次に、典型的には圧延用板、押出用ビレットまたは鍛造用鋼材の形に鋳造される。
有利には、このように鋳造された製品は次に、５時間と６０時間との間の継続時間の間、４５０℃と５２０℃との間また好ましくは４９５℃と５１０℃との間の温度に達するように均質化処理される。均質化処理は、単数または複数の段階で行われることができる。
製品は次に、典型的には圧延、押出しおよび／または鍛造によって熱間変形される。熱間変形は、好ましくは少なくとも３００℃の温度を保つように行われる。有利には、熱間変形の間少なくとも３５０℃また好ましくは少なくとも３８０℃の温度が保たれる。熱間変形と溶体化処理との間に、有意な冷間変形とりわけ冷間圧延は行わない。有意な冷間変形とは典型的には、少なくともおよそ５％の変形である。
このように変形された製品は次に、１５分から８時間の間、４８５℃と５２０℃との間また好ましくは４９５℃と５１０℃との間の温度に達することを可能にする熱処理によって溶体化処理され、ついで焼入れされる。
溶体化処理の質は、熱量測定および／または光学顕微鏡検査によって評価されることができる。
得られた展伸製品、典型的にはプレート、形材または鍛造製品は次に、冷間変形を受ける。有利には、冷間変形は２％から５％の変形であり、機械的強度を向上させることおよび焼戻しの後に質別Ｔ８を獲得することを可能にする。冷間変形はとりわけ、質別Ｔ８５１に至らせる制御された引張による変形または質別Ｔ８５２に至らせる圧縮による変形であり得る。
最後に焼戻しが行われ、このとき製品は、５時間から１００時間また好ましくは１０時間から５０時間の間、１６０℃と２１０℃との間また好ましくは１７５℃と１９５℃との間の温度に達している。有利な一実施形態において焼戻しは、製品が１０時間から１５時間の間１７０℃と１８０℃との間の温度に達している中で行われる。焼戻しは、単数または複数の段階で行われることができる。焼戻しの条件は好ましくは、機械的強度Ｒｐ０．２が最大であるように決定される（「ピークの」焼戻し）。本発明による条件における焼戻しはとりわけ、機械的特性の向上および１５０℃での時効の際のそれらの安定性の向上を可能にする。
本発明による使用を目的とした製品の厚さは有利には、６ｍｍと３００ｍｍとの間、好ましくは１０ｍｍと２００ｍｍとの間である。プレートは、厚みが一様な矩形横断面の圧延製品である。形材の厚みは、規格ＥＮ ２０６６：２００１に準じて定義されている。つまり、横断面は寸法Ａと寸法Ｂとをもつ基本矩形に分けられ、Ａは常に、基本矩形の最大の寸法であり、またＢは、基本矩形の厚みと見なされることができる。
本発明の方法によって得られる展伸製品は、高い機械的強度および良好な高温性能をもつという利点を有する。したがって本発明による使用を目的とした展伸製品は好ましくは、長手方向において、少なくとも４９０ＭＰａまた好ましくは少なくとも４９５ＭＰａの破断強度Ｒｍをもち、また１０００時間の１５０℃での時効の後に少なくとも４７５ＭＰａまた好ましくは少なくとも４８０ＭＰａの破断強度Ｒｍをもつ。本発明による使用を目的とした展伸製品は、耐クリープ性である。したがって本発明による使用を目的とした展伸製品は好ましくは、規格ＡＳＴＭ Ｅ１３９－０６に準じた、少なくとも７００時間また好ましくは少なくとも８００時間の、１５０℃の温度でかつ２５０ＭＰａの応力についてのクリープ試験の際に、０．３５％の変形に達するのに必要な継続時間を示す。
本発明による使用を目的とした製品は、製品が、少なくとも２００時間また好ましくは少なくとも２０００時間の有意な継続時間の間、８０℃から２５０℃また好ましくは１００℃から２００℃、典型的にはおよそ１５０℃の温度に保たれる用途のために、とりわけ有用である。
本発明による使用を目的とした製品はしたがって、自動車産業や宇宙航空産業におけるエンジンのすぐ近くの構造部品や締結手段の用途のために、または好ましくは、とりわけ真空ポンプ特にターボ分子ポンプのような吸気ポンプのロータや他の部品とりわけブースタの用途のために、またはブースタのような送風機用部品の用途のために有用である。
これらの態様、および、本発明の他の態様は、以下の例示的かつ非限定的な実施を用いてより詳細に説明される。
［実施例］
実施例１
この実施例において、６つの合金が、圧延用板の形に鋳造された。合金Ａおよび合金Ｂは、本発明による組成を有する。合金Ｃおよび合金Ｅは、国際公開第２０１２／１４０３３７号によって、高温使用におけるそれらの性能のために教示されている。合金Ｆは、ＡＡ２６１８合金であり、高温使用におけるその性能で知られている。
実施例１
この実施例において、６つの合金が、圧延用板の形に鋳造された。合金Ａおよび合金Ｂは、本発明による組成を有する。合金Ｃおよび合金Ｅは、国際公開第２０１２／１４０３３７号によって、高温使用におけるそれらの性能のために教示されている。合金Ｆは、ＡＡ２６１８合金であり、高温使用におけるその性能で知られている。
合金の重量％での組成が、表１中に示されている。
板は、合金に応じて適合された４９０℃と５４０℃との間の温度で均質化され、１０ｍｍ（合金Ａ）また１５ｍｍ（合金ＢからＥ）また２１ｍｍ（合金Ｆ）の厚さまで熱間圧延され、合金に応じて適合された４９０℃と５４０℃との間の温度で溶体化処理され、浸漬によって水焼入れされ、２％から４％引っ張られ、そして１７５℃または１９０℃で焼き戻されて質別Ｔ８でピーク引張降伏強さを達成した。したがって合金Ａ製板および合金Ｂ製板は、４９５℃で２０時間と３６時間との間均質化され、圧延後に得られたプレートは、４９８℃で２時間溶体化処理され、そして１９０℃で８時間または１７５℃で１２時間焼戻しされた。合金Ｃ製板は、５００℃で１０時間ついで５０９℃で２０時間の２段階で均質化され、圧延後に得られたプレートは、５０７℃で２時間溶体化処理されそして１９０℃で１２時間焼戻しされた。合金Ｄ製板は、５００℃で１０時間ついで５０３℃で２０時間の２段階で均質化され、圧延後に得られたプレートは、５００℃で２時間溶体化処理されそして１９０℃で８時間焼戻しされた。合金Ｅ製板は、５００℃で１０時間ついで５０３℃で２０時間の２段階で均質化され、圧延後に得られたプレートは、５０４℃で２時間溶体化処理されそして１９０℃で１２時間焼戻しされた。
時効前と時効後とに長手方向において２５℃で半分の厚みのところで得られた機械的特性が、表２中にＭＰａ単位で示されている。
図１に、１５０℃での時効継続時間に応じた破断強度の変化が示されている。本発明による使用を目的とした製品は、時効前に参照製品の破断強度を超えておりかつ１５０℃で１０００時間後に他の合金の大部分を超える破断強度Ｒｍをもつ。３０００時間の時効後、本発明による使用を目的とした製品は、高温特性で知られているＡＡ２６１８合金である合金Ｆの機械的強度を超える機械的強度Ｒｍをもつ。
クリープ試験が、規格ＡＳＴＭ Ｅ１３９－０６に準じて、１５０℃の温度でかつ２８５ＭＰａの応力について（合金Ｃ、合金Ｅおよび合金Ｆ）および１５０℃の温度でかつ２５０ＭＰａの応力について（合金Ａ、合金Ｂおよび合金Ｆ）行われた。とりわけ、０．３５％の変形に達するために必要な継続時間が測定された。結果は表３中にまとめられている。
本発明による使用を目的とした製品のクリープ試験での性能は、高温使用のための参照製品（製品Ｆ）の性能をはるかに上回っており、かつ製品Ｃおよび製品Ｅの性能も上回っている。
実施例２
この実施例において、実施例１中に記述されたような方法によって得られた厚さ１０ｍｍの合金Ｂ製圧延製品についての１５０℃での時効継続時間による降伏強さＲｐ０．２の変化を、質別Ｔ３５１の厚さ１０ｍｍの合金Ｂ製圧延製品と比べた。質別Ｔ３５１の製品について、１９０℃で８時間の処理後に得られたデータによって、１５０℃で２３３時間の時効が見積もられる。
この実施例において、実施例１中に記述されたような方法によって得られた厚さ１０ｍｍの合金Ｂ製圧延製品についての１５０℃での時効継続時間による降伏強さＲｐ０．２の変化を、質別Ｔ３５１の厚さ１０ｍｍの合金Ｂ製圧延製品と比べた。質別Ｔ３５１の製品について、１９０℃で８時間の処理後に得られたデータによって、１５０℃で２３３時間の時効が見積もられる。
１５０℃での等価時間ｔｉは、式１によって定義される。
この式でＴ（単位はケルビン）は金属の瞬時処理温度であり、時間ｔ（単位は時間）とともに変化するものであり、またＴｒｅｆは、４２３Ｋに定められた参照温度である。ｔｉは、時間で示される。定数Ｑ／Ｒ＝１６４００Ｋは、Ｃｕの拡散のための活性化エネルギーから導き出され、値Ｑ＝１３６１００Ｊ／ｍｏｌが使用された。質別Ｔ８５１の製品について、時効は、１０００時間後に得られた４２６ＭＰａの値から、線形近似によって２３３時間のために見積もられた。
結果は表４中に示されている。
質別Ｔ８５１の製品の熱安定性が、質別Ｔ３５１の熱安定性をはるかに上回っていることが確認される。
本発明の対象は、重量％で、
Ｃｕ：３．６～４．４
Ｍｇ：１．２～１．４
Ｍｎ：０．５～０．８
Ｚｒ：０．０７～０．１５
Ｔｉ：０．０１～０．０５
Ｓｉ≦０．２０
Ｆｅ≦０．２０
Ｚｎ≦０．２５
不可避不純物は０．０５未満
残りはアルミニウム、
の組成のアルミニウム合金製の、質別Ｔ８の展伸製品の使用であって、
前記製品が少なくとも２００時間の有意な継続時間の間１００℃から２５０℃の温度に保たれる用途における使用である。
Ｃｕ：３．６～４．４
Ｍｇ：１．２～１．４
Ｍｎ：０．５～０．８
Ｚｒ：０．０７～０．１５
Ｔｉ：０．０１～０．０５
Ｓｉ≦０．２０
Ｆｅ≦０．２０
Ｚｎ≦０．２５
不可避不純物は０．０５未満
残りはアルミニウム、
の組成のアルミニウム合金製の、質別Ｔ８の展伸製品の使用であって、
前記製品が少なくとも２００時間の有意な継続時間の間１００℃から２５０℃の温度に保たれる用途における使用である。
本発明による使用を目的とした製品は、０．５重量％から０．８重量％のマンガンを含み、このことは結晶粒組織の制御にとりわけ寄与する。Ｍｎ含有量は有利には、０．５１重量％と０．６５重量％との間である。本発明者らは、マンガンと同時にジルコニウムを添加することが、特定の場合において、とりわけ高い機械的特性を達成しつつ高温時効感受性を低下させるために、有利であり得ることを確認した。Ｚｒ含有量は、最大０．１５重量％である。Ｚｒ含有量は、少なくとも０．０７重量％に等しくまた好ましくは少なくとも０．０８重量％に等しい。有利な一実施形態において、本発明による使用を目的とした製品は、０．０９重量％から０．１５重量％のジルコニウムおよび０．５０重量％から０．６０重量％のマンガンを含む。
他の元素の含有量は、０．０５重量％未満また好ましくは０．０４重量％未満である。好ましくは、他の元素の合計は０．１５重量％未満である。他の元素は、不可避不純物である。残りはアルミニウムである。
本発明による使用を目的とした製品は、製品が、少なくとも２００時間また好ましくは少なくとも２０００時間の有意な継続時間の間、１００℃から２５０℃また好ましくは１００℃から２００℃、典型的にはおよそ１５０℃の温度に保たれる用途のために、とりわけ有用である。
［実施例］
実施例１
この実施例において、６つの合金が、圧延用板の形に鋳造された。合金Ｂは、本発明による組成を有する。合金Ｃおよび合金Ｅは、国際公開第２０１２／１４０３３７号によって、高温使用におけるそれらの性能のために教示されている。合金Ｆは、ＡＡ２６１８合金であり、高温使用におけるその性能で知られている。
実施例１
この実施例において、６つの合金が、圧延用板の形に鋳造された。合金Ｂは、本発明による組成を有する。合金Ｃおよび合金Ｅは、国際公開第２０１２／１４０３３７号によって、高温使用におけるそれらの性能のために教示されている。合金Ｆは、ＡＡ２６１８合金であり、高温使用におけるその性能で知られている。
Claims (12)
- 重量％で、
Ｃｕ：３．６～４．４
Ｍｇ：１．２～１．４
Ｍｎ：０．５～０．８
Ｚｒ：≦０．１５
Ｔｉ：０．０１～０．０５
Ｓｉ≦０．２０
Ｆｅ≦０．２０
Ｚｎ≦０．２５
他の元素は０．０５未満
残りはアルミニウム、
の組成のアルミニウム合金製の、質別Ｔ８の展伸製品の使用であって、
前記製品が少なくとも２００時間の有意な継続期間の間８０℃から２５０℃の温度に保たれる用途における使用。 - Ｃｕが、少なくとも３．９重量％に等しくまた好ましくは少なくとも４．０重量％に等しく、かつ／または、Ｃｕが、多くて４．３重量％また好ましくは多くて４．２５重量％である、請求項１に記載の使用。
- Ｍｎ含有量が、０．５１重量％と０．６５重量％との間である、請求項１または２に記載の使用。
- Ｚｒが、少なくとも０．０７重量％に等しくまた好ましくは少なくとも０．０８重量％に等しい、請求項１から３のいずれか一つに記載の使用。
- 前記展伸製品の厚さが、６ｍｍと３００ｍｍとの間また好ましくは１０ｍｍと２００ｍｍとの間であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載の使用。
- 前記展伸製品が、長手方向において、少なくとも４９０ＭＰａまた好ましくは少なくとも４９５ＭＰａの破断強度Ｒｍをもち、また１０００時間の１５０℃での時効の後に少なくとも４７５ＭＰａまた好ましくは少なくとも４８０ＭＰａの破断強度Ｒｍをもつ、請求項１から５のいずれか一つに記載の使用。
- 前記展伸製品が、規格ＡＳＴＭ Ｅ１３９－０６に準じた、少なくとも７００時間また好ましくは少なくとも８００時間の、１５０℃の温度でかつ２５０ＭＰａの応力についてのクリープ試験の際に、０．３５％の変形に達するのに必要な継続時間を示す、請求項１から６のいずれか一つに記載の使用。
- 前記展伸製品の製造方法が、以下を連続して含む、請求項１から７のいずれか一つに記載の使用、
－請求項１から４のいずれか一つに係る組成のアルミニウム合金を得るための液体金属浴の調製、
－前記合金の、典型的には圧延用板、押出用ビレットまたは鍛造用鋼材の形への鋳造、
－このように鋳造された製品の、４５０℃と５２０℃との間の温度に達するような任意の均質化処理、
－このように得られた製品の熱間変形、
－このように熱間変形された製品の、４８５℃と５２０℃との間また好ましくは４９５℃と５１０℃との間の温度に達することを可能にする熱処理による、１５分から８時間の間の溶体化処理、ついで焼入れ、
－このように溶体化処理および焼入れされた製品の冷間変形、
－このように得られた製品が、５時間から１００時間また好ましくは８時間から５０時間の間、１６０℃と２１０℃との間また好ましくは１７５℃と１９５℃との間の温度に達している、質別Ｔ８を獲得するための焼戻し。 - 製品が、１００℃から２００℃の温度に保たれる、請求項１から８のいずれか一つに記載の使用。
- 用途が、自動車産業や宇宙航空産業におけるエンジンのすぐ近くの構造部品や締結手段である、請求項１から９のいずれか一つに記載の使用。
- 用途が、真空ポンプ好ましくはターボ分子ポンプのような吸気ポンプのロータや他の部品である、請求項１から９のいずれか一つに記載の使用。
- 用途が、ブースタのような、送風機用部品である、請求項１から９のいずれか一つに記載の使用。
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