JP3253244B2 - 軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 - Google Patents
軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、形材の押出軸方向
に圧縮の衝撃荷重あるいは圧縮の静的負荷を受けたと
き、その衝撃荷重及び静的負荷を吸収する作用を持つＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材に関する。
に圧縮の衝撃荷重あるいは圧縮の静的負荷を受けたと
き、その衝撃荷重及び静的負荷を吸収する作用を持つＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材に関する。
【０００２】
【従来の技術】６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）アル
ミニウム合金は、高い引張性質を得る合金の中では比較
的耐食性に優れ、サッシ材料などとして市場に多く出回
っており、リサイクルの面でも他の系のアルミニウム合
金より優れていることから、構造部材、機能部材への適
用が注目され、例えば特開平７−１１８７８２号公報に
みられるように、押出形材を自動車のサイドメンバーや
バンパーステイなどの衝撃吸収部材に適用することが検
討されている。
ミニウム合金は、高い引張性質を得る合金の中では比較
的耐食性に優れ、サッシ材料などとして市場に多く出回
っており、リサイクルの面でも他の系のアルミニウム合
金より優れていることから、構造部材、機能部材への適
用が注目され、例えば特開平７−１１８７８２号公報に
みられるように、押出形材を自動車のサイドメンバーや
バンパーステイなどの衝撃吸収部材に適用することが検
討されている。
【０００３】衝撃吸収部材に要求される特性の１つは、
上記公報にも記載されているように、部材が押出軸方向
に荷重を受けたとき形材全体がオイラー座屈（形材全体
がくの字形に曲がる座屈）を起こさず割れを発生するこ
となく蛇腹状に収縮変形することである。Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金押出形材を用いて部材に割れを発生させるこ
となく衝撃を吸収せしめるため、これまで、部材の伸び
をでき得る限り大きくしてその変形能を高める方法が一
般的に行われている。
上記公報にも記載されているように、部材が押出軸方向
に荷重を受けたとき形材全体がオイラー座屈（形材全体
がくの字形に曲がる座屈）を起こさず割れを発生するこ
となく蛇腹状に収縮変形することである。Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金押出形材を用いて部材に割れを発生させるこ
となく衝撃を吸収せしめるため、これまで、部材の伸び
をでき得る限り大きくしてその変形能を高める方法が一
般的に行われている。
【０００４】従って、必然的に引張強さ及び耐力（０．
２％耐力）を当該合金が発揮し得る最高値よりもかなり
低い状態に抑えて用いざるを得ず、そのため部材に高い
強度が必要とされる場合には、引張性質を向上せしめる
合金元素すなわちＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等を相当多めに添加
したうえで伸びを大きくするために焼鈍するなど、当該
合金が発揮し得る引張強さ及び耐力を犠牲にした材料設
計を余儀なくされていた。この方法では添加された合金
元素の効果は１００％生かされておらず、ある面では無
駄な添加といえないこともなかった。
２％耐力）を当該合金が発揮し得る最高値よりもかなり
低い状態に抑えて用いざるを得ず、そのため部材に高い
強度が必要とされる場合には、引張性質を向上せしめる
合金元素すなわちＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等を相当多めに添加
したうえで伸びを大きくするために焼鈍するなど、当該
合金が発揮し得る引張強さ及び耐力を犠牲にした材料設
計を余儀なくされていた。この方法では添加された合金
元素の効果は１００％生かされておらず、ある面では無
駄な添加といえないこともなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点に鑑みてなされたもので、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
押出形材において、押出軸方向に圧縮の衝撃荷重あるい
は圧縮の静的負荷を受けたとき、割れを発生することな
く蛇腹状に収縮変形し、その衝撃荷重及び静的負荷を吸
収する作用を持つとともに、合金が発揮し得る引張強さ
あるいは耐力を犠牲にすることなく、なおかつ圧壊性能
が伸びの値に特に依存することもない、軸圧壊性能に優
れた衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材を
得ることを目的とする。
題点に鑑みてなされたもので、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
押出形材において、押出軸方向に圧縮の衝撃荷重あるい
は圧縮の静的負荷を受けたとき、割れを発生することな
く蛇腹状に収縮変形し、その衝撃荷重及び静的負荷を吸
収する作用を持つとともに、合金が発揮し得る引張強さ
あるいは耐力を犠牲にすることなく、なおかつ圧壊性能
が伸びの値に特に依存することもない、軸圧壊性能に優
れた衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材を
得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる圧壊性能
に優れるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材
は、Ｔ１調質下においてその結晶組織がファイバー組織
を呈しており、その主要合金元素であるＭｇとＳｉとか
らなる化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．６％以上
１．２％以下であり、ＭｇとＳｉとからなる化学量論的
に平衡なＭｇ２Ｓｉを越えるＳｉを０．６％以下、Ｃｕ
を０．４％以下含む組成をもつことを特徴とする。
に優れるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材
は、Ｔ１調質下においてその結晶組織がファイバー組織
を呈しており、その主要合金元素であるＭｇとＳｉとか
らなる化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．６％以上
１．２％以下であり、ＭｇとＳｉとからなる化学量論的
に平衡なＭｇ２Ｓｉを越えるＳｉを０．６％以下、Ｃｕ
を０．４％以下含む組成をもつことを特徴とする。
【０００７】また、本発明に関わる圧壊性能に優れるＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材は、Ｔ５調
質下においてその結晶組織がファイバー組織を呈してお
り、その主要合金元素であるＭｇとＳｉとからなる化学
量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．６％以上１．１％未満
であり、ＭｇとＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭｇ
２Ｓｉを越えるＳｉを０．６％以下、Ｃｕを０．４％以
下含む組成をもつことを特徴とする。
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材は、Ｔ５調
質下においてその結晶組織がファイバー組織を呈してお
り、その主要合金元素であるＭｇとＳｉとからなる化学
量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．６％以上１．１％未満
であり、ＭｇとＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭｇ
２Ｓｉを越えるＳｉを０．６％以下、Ｃｕを０．４％以
下含む組成をもつことを特徴とする。
【０００８】さらに、本発明に関わる圧壊性能に優れる
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材は、Ｔ６
調質下においてその結晶組織がファイバー組織を呈して
おり、その主要合金元素であるＭｇとＳｉとからなる化
学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．６％以上１．１％以
下であり、ＭｇとＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭ
ｇ２Ｓｉを越えるＳｉを０．４％以下、Ｃｕを０．２％
以下含む組成をもつことを特徴とする。
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材は、Ｔ６
調質下においてその結晶組織がファイバー組織を呈して
おり、その主要合金元素であるＭｇとＳｉとからなる化
学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．６％以上１．１％以
下であり、ＭｇとＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭ
ｇ２Ｓｉを越えるＳｉを０．４％以下、Ｃｕを０．２％
以下含む組成をもつことを特徴とする。
【０００９】上記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金
押出形材は、Ｔ１、Ｔ５又はＴ６調質下において結晶組
織を安定なファイバー状に制御することにより、合金が
発揮し得る引張強さあるいは耐力を犠牲にすることな
く、なおかつ伸びの値に特に依存することもなく（伸び
の大小と割れ発生の有無に明確な相関が見られない）、
圧壊性能を向上することができる。ここで、Ｔ１、Ｔ５
又はＴ６処理はＪＩＳＨ０００１に規定される処理であ
り、ファイバー組織とは、押出によるファイバー組織が
押出工程以降の熱処理工程の間においても再結晶するこ
となくそのまま残った状態の組織を意味する。
押出形材は、Ｔ１、Ｔ５又はＴ６調質下において結晶組
織を安定なファイバー状に制御することにより、合金が
発揮し得る引張強さあるいは耐力を犠牲にすることな
く、なおかつ伸びの値に特に依存することもなく（伸び
の大小と割れ発生の有無に明確な相関が見られない）、
圧壊性能を向上することができる。ここで、Ｔ１、Ｔ５
又はＴ６処理はＪＩＳＨ０００１に規定される処理であ
り、ファイバー組織とは、押出によるファイバー組織が
押出工程以降の熱処理工程の間においても再結晶するこ
となくそのまま残った状態の組織を意味する。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明に関わるＡｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金の化学組成について説明する。Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金の主要合金元素は、ＭｇとＳｉであり、主
にこれら元素が化学量論的に平衡な析出物Ｍｇ2Ｓｉを
形成するとともに化学量論的に平衡な量を越える過剰Ｓ
ｉが固溶することによって材料の引張強さ、耐力を高め
る。しかしながら引張強さ、耐力の向上と引き換えに材
料の変形能が低下し、押出軸方向の変形による割れが生
じやすくなる。
−Ｓｉ系合金の化学組成について説明する。Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金の主要合金元素は、ＭｇとＳｉであり、主
にこれら元素が化学量論的に平衡な析出物Ｍｇ2Ｓｉを
形成するとともに化学量論的に平衡な量を越える過剰Ｓ
ｉが固溶することによって材料の引張強さ、耐力を高め
る。しかしながら引張強さ、耐力の向上と引き換えに材
料の変形能が低下し、押出軸方向の変形による割れが生
じやすくなる。
【００１１】工業的に有益な引張性質を得るためにはＭ
ｇ２Ｓｉ量として０．６％以上必要であり、０．８％以
上でより高い引張強さ及び耐力が得られ、またＴ１調質
の場合１．２％を越えると押出材としての変形能が大き
く低下して二次加工が難しくなり、また押出軸方向の変
形による割れが生じやすくなる。過剰ＳｉもＭｇ２Ｓｉ
と同様引張強さ、耐力を高める代わりに変形能を低下さ
せる作用があり、また押出軸方向の変形による割れ防止
の観点からも、Ｔ１調質の場合０．６％以下（０％を含
む）に制限される。Ｓｉの総量は、好ましくはＭｇ２Ｓ
ｉを構成するＳｉと併せて１．０％以下とする。
ｇ２Ｓｉ量として０．６％以上必要であり、０．８％以
上でより高い引張強さ及び耐力が得られ、またＴ１調質
の場合１．２％を越えると押出材としての変形能が大き
く低下して二次加工が難しくなり、また押出軸方向の変
形による割れが生じやすくなる。過剰ＳｉもＭｇ２Ｓｉ
と同様引張強さ、耐力を高める代わりに変形能を低下さ
せる作用があり、また押出軸方向の変形による割れ防止
の観点からも、Ｔ１調質の場合０．６％以下（０％を含
む）に制限される。Ｓｉの総量は、好ましくはＭｇ２Ｓ
ｉを構成するＳｉと併せて１．０％以下とする。
【００１２】なお、Ｔ５、Ｔ６と熱処理の程度が進むに
つれＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の引張強度、耐力が高まり
変形能が低下する。同一成分の合金においても、引張強
度、耐力が高い状態では変形しにくくなり（加工に要す
る力が大きくなる）、それにも関わらず変形、加工を強
いた場合には割れ等の欠陥、破壊を生ずることになる。
そのため圧壊割れを防止できる組成範囲がＴ５、Ｔ６調
質下ではＴ１調質下より必然的に狭くなり、本発明にお
いては、Ｔ５調質下ではＭｇ2Ｓｉを１．１％以下、過
剰Ｓｉを０．６％以下（０％を含む）とし、Ｔ６調質下
ではＭｇ2Ｓｉを１．１％以下、過剰Ｓｉを０．４％以
下（０％を含む）に制限している。
つれＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の引張強度、耐力が高まり
変形能が低下する。同一成分の合金においても、引張強
度、耐力が高い状態では変形しにくくなり（加工に要す
る力が大きくなる）、それにも関わらず変形、加工を強
いた場合には割れ等の欠陥、破壊を生ずることになる。
そのため圧壊割れを防止できる組成範囲がＴ５、Ｔ６調
質下ではＴ１調質下より必然的に狭くなり、本発明にお
いては、Ｔ５調質下ではＭｇ2Ｓｉを１．１％以下、過
剰Ｓｉを０．６％以下（０％を含む）とし、Ｔ６調質下
ではＭｇ2Ｓｉを１．１％以下、過剰Ｓｉを０．４％以
下（０％を含む）に制限している。
【００１３】本発明に関わるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金と
して、主要合金元素として上記のＭｇとＳｉを含み、必
要に応じてＣｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ等を含み、残
部Ａｌ及び不純物からなる組成を挙げることができる。
Ｃｕはその添加量に応じ、合金の引張強さ及び耐力を高
める働きがあるが、その反面、耐食性、耐応力腐食割れ
性を低下させるとともに、溶接時にはミクロフィッシャ
ー（溶接される母材とビードとの界面近傍に発生する細
かな内部割れ）と呼ばれる溶接欠陥を発生させやすくす
る。そのため、一般にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金にＣｕを
添加元素として配合するときは、ミクロフィッシャーを
発生させないため０．４％を上限としている。
して、主要合金元素として上記のＭｇとＳｉを含み、必
要に応じてＣｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ等を含み、残
部Ａｌ及び不純物からなる組成を挙げることができる。
Ｃｕはその添加量に応じ、合金の引張強さ及び耐力を高
める働きがあるが、その反面、耐食性、耐応力腐食割れ
性を低下させるとともに、溶接時にはミクロフィッシャ
ー（溶接される母材とビードとの界面近傍に発生する細
かな内部割れ）と呼ばれる溶接欠陥を発生させやすくす
る。そのため、一般にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金にＣｕを
添加元素として配合するときは、ミクロフィッシャーを
発生させないため０．４％を上限としている。
【００１４】また、本発明の押出形材においては、Ｔ１
又はＴ５調質下でＣｕ含有量が０．４％を越えると押出
軸方向の変形により割れが発生しやすくなり、Ｔ６調質
下では０．２％を越えると割れが発生しやすくなる。Ｔ
６調質下で圧壊割れを防止できる組成範囲が狭くなるの
は、先にＭｇ2Ｓｉ及びＳｉに関して述べたと同様の理
由による。以上の理由により、前記のようにＣｕ含有量
を０．４％以下又は０．２％以下（いずれも０％を含
む）に制限した。なお、Ｃｕを添加して強度向上の効果
を得るためには０．１％以上添加するのが好ましいが、
この系の合金に容認される不純物として０．１％未満含
有されていてもよい。
又はＴ５調質下でＣｕ含有量が０．４％を越えると押出
軸方向の変形により割れが発生しやすくなり、Ｔ６調質
下では０．２％を越えると割れが発生しやすくなる。Ｔ
６調質下で圧壊割れを防止できる組成範囲が狭くなるの
は、先にＭｇ2Ｓｉ及びＳｉに関して述べたと同様の理
由による。以上の理由により、前記のようにＣｕ含有量
を０．４％以下又は０．２％以下（いずれも０％を含
む）に制限した。なお、Ｃｕを添加して強度向上の効果
を得るためには０．１％以上添加するのが好ましいが、
この系の合金に容認される不純物として０．１％未満含
有されていてもよい。
【００１５】次に結晶粒微細化元素として用いられるＴ
ｉ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの各々の作用を詳説する。Ｔｉ
は溶解鋳造時に核生成し鋳造組織を微細にする働きがあ
り、適宜添加される。その効果は０．０１％以上の添加
により顕著となり、０．１％を越えると粗大な化合物を
生成しＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を脆弱にするため、その
添加量は０．０１％以上０．１％以下が好適である。
ｉ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの各々の作用を詳説する。Ｔｉ
は溶解鋳造時に核生成し鋳造組織を微細にする働きがあ
り、適宜添加される。その効果は０．０１％以上の添加
により顕著となり、０．１％を越えると粗大な化合物を
生成しＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金を脆弱にするため、その
添加量は０．０１％以上０．１％以下が好適である。
【００１６】Ｍｎは合金組織の再結晶化を抑制し、組織
の微細化に効果がある。この性質から、押出形材のファ
イバー組織を安定化する働きが有り、適宜添加される。
その効果は０．０５％以上で顕在化してくるが、０．３
％を越えると熱処理時のＭｇの拡散を抑制し、熱処理性
を劣化させるとともに粗大なＡｌ6Ｍｎを生成しアルミ
ニウム合金を脆弱にするため、その添加量は０．０５％
以上０．３％以下が好適である。
の微細化に効果がある。この性質から、押出形材のファ
イバー組織を安定化する働きが有り、適宜添加される。
その効果は０．０５％以上で顕在化してくるが、０．３
％を越えると熱処理時のＭｇの拡散を抑制し、熱処理性
を劣化させるとともに粗大なＡｌ6Ｍｎを生成しアルミ
ニウム合金を脆弱にするため、その添加量は０．０５％
以上０．３％以下が好適である。
【００１７】Ｃｒは粒界のピン止め効果があり、押出形
材のファイバー組織を安定化する働きがあることから、
適宜添加される。その効果は０．０５％以上で顕在化し
てくるが、０．１％を越えて添加した場合、押出加工時
の初期圧力を著しく高めてしまうため実用的でなく、そ
の添加量は０．０５％以上０．１％以下が好適である。
ＺｒはＣｒと同様粒界のピン止め効果があり、押出形材
のファイバー組織を安定化する働きがあることから、適
宜添加される。その効果は０．０５％以上で顕在化して
くるが、０．１％を越えて添加してもファイバー組織を
安定化する効果がそれ以上上がらないため、その添加量
は０．０５％以上０．１％以下が好適である。
材のファイバー組織を安定化する働きがあることから、
適宜添加される。その効果は０．０５％以上で顕在化し
てくるが、０．１％を越えて添加した場合、押出加工時
の初期圧力を著しく高めてしまうため実用的でなく、そ
の添加量は０．０５％以上０．１％以下が好適である。
ＺｒはＣｒと同様粒界のピン止め効果があり、押出形材
のファイバー組織を安定化する働きがあることから、適
宜添加される。その効果は０．０５％以上で顕在化して
くるが、０．１％を越えて添加してもファイバー組織を
安定化する効果がそれ以上上がらないため、その添加量
は０．０５％以上０．１％以下が好適である。
【００１８】本発明に関わるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の
好ましい組成としては、前記Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕに加え、
Ｍｎ０．０５％以上０．３％以下を含む組成、さらに必
要に応じてＴｉ０．０１％以上０．１％以下、Ｃｒ０．
０５％以上０．１％以下、Ｚｒ０．０５％以上０．１％
以下のうち少なくとも１種以上（特にＴｉ）を含む組
成、あるいは、前記Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕに加え、Ｔｉ０．
０１％以上０．１％以下、Ｃｒ０．０５％以上０．１％
以下及びＺｒ０．０５％以上０．１％以下を同時に含む
組成が例示できる。
好ましい組成としては、前記Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕに加え、
Ｍｎ０．０５％以上０．３％以下を含む組成、さらに必
要に応じてＴｉ０．０１％以上０．１％以下、Ｃｒ０．
０５％以上０．１％以下、Ｚｒ０．０５％以上０．１％
以下のうち少なくとも１種以上（特にＴｉ）を含む組
成、あるいは、前記Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕに加え、Ｔｉ０．
０１％以上０．１％以下、Ｃｒ０．０５％以上０．１％
以下及びＺｒ０．０５％以上０．１％以下を同時に含む
組成が例示できる。
【００１９】次に押出加工条件について説明する。押出
加工は通常熱間において行われ、その加工温度を利用し
て溶体化を兼ねることが工業上一般的である。このため
押出温度は極力溶体化温度とすることが重要であるが、
押出温度を高くしすぎると結晶組織の再結晶化が促進さ
れ、ファイバー組織から粗大な結晶粒へと変化する。一
方、材料が変形するときの材料内の歪は転位の動きによ
って導かれるが、この転位は結晶粒界等の金属結晶の並
びが不規則な部分において消失するため、結晶粒界等の
金属結晶の並びが不規則な部分は転位による格子のずれ
が蓄積し歪みが集中することになる。従って、材料内で
の転位の分布すなわち歪みの分布は結晶粒径が細かい方
が、材料全体の中で均一になりやすい。そして、圧壊時
に割れの発生を抑制するためには、変形歪みを材料内で
均等にさせる必要がある。
加工は通常熱間において行われ、その加工温度を利用し
て溶体化を兼ねることが工業上一般的である。このため
押出温度は極力溶体化温度とすることが重要であるが、
押出温度を高くしすぎると結晶組織の再結晶化が促進さ
れ、ファイバー組織から粗大な結晶粒へと変化する。一
方、材料が変形するときの材料内の歪は転位の動きによ
って導かれるが、この転位は結晶粒界等の金属結晶の並
びが不規則な部分において消失するため、結晶粒界等の
金属結晶の並びが不規則な部分は転位による格子のずれ
が蓄積し歪みが集中することになる。従って、材料内で
の転位の分布すなわち歪みの分布は結晶粒径が細かい方
が、材料全体の中で均一になりやすい。そして、圧壊時
に割れの発生を抑制するためには、変形歪みを材料内で
均等にさせる必要がある。
【００２０】再結晶を抑制し、ファイバー組織、すなわ
ち粒界が細かな状態に保持することによって変形歪みを
材料内で均等に分布させることができ、なおかつ優れた
引張性質を発揮することができる。このことを踏まえ、
押出工程では押出直後の形材温度を適正溶体化温度範
囲、すなわち５１５℃以上５５０℃以下に制御すること
が好適である。
ち粒界が細かな状態に保持することによって変形歪みを
材料内で均等に分布させることができ、なおかつ優れた
引張性質を発揮することができる。このことを踏まえ、
押出工程では押出直後の形材温度を適正溶体化温度範
囲、すなわち５１５℃以上５５０℃以下に制御すること
が好適である。
【００２１】
【実施例】表１に示す化学成分を含有するＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金を半連続鋳造法により作製した鋳塊に４７０
℃×８ｈの均質化熱処理を施した後、前記溶体化処理温
度にて断面形状外寸７０×５４ｍｍで肉厚２ｍｍの田形
形材を熱間直接押出法にて製造し、押し出すと同時に常
温水を用いて焼入れを行った。得られた押出形材はＴ１
調質材として供した。また、Ｔ１調質材に１７０℃×６
ｈの人工時効処理を施したものをＴ５調質材とし、Ｔ１
調質材を５３０℃×１ｈにおいて再び溶体化した後常温
水中に焼入れし、その後１７０℃×６ｈの人工時効処理
を施したものをＴ６調質材として供した。
Ｓｉ系合金を半連続鋳造法により作製した鋳塊に４７０
℃×８ｈの均質化熱処理を施した後、前記溶体化処理温
度にて断面形状外寸７０×５４ｍｍで肉厚２ｍｍの田形
形材を熱間直接押出法にて製造し、押し出すと同時に常
温水を用いて焼入れを行った。得られた押出形材はＴ１
調質材として供した。また、Ｔ１調質材に１７０℃×６
ｈの人工時効処理を施したものをＴ５調質材とし、Ｔ１
調質材を５３０℃×１ｈにおいて再び溶体化した後常温
水中に焼入れし、その後１７０℃×６ｈの人工時効処理
を施したものをＴ６調質材として供した。
【００２２】
【表１】
【００２３】引張性質はＪＩＳＺ２２０１に規定される
１３号Ｂ試験片を用いて測定した。圧壊特性は各押出形
材を１５０ｍｍ長さに切断したものを試験片とし、押出
軸方向に油圧万能試験機を用い静的圧縮荷重を負荷し、
圧縮開始から圧縮変形量１００ｍｍまでの間で試験片に
割れが発生するか否かを調べた。また、圧縮変形中に負
荷した荷重で最も高い値を示した数値を最大荷重として
求め、圧縮開始から圧縮変形量１００ｍｍまでの間に負
荷された荷重と変形量との積を吸収エネルギーとした。
なお、断面形状を田形としたことには、複数の中空部を
持ち圧壊時の材料変形が複雑になるようにし、工業的一
般に用いられる形形状を代表させる目的がある。この形
状にて圧壊割れが生じない場合は、工業的一般に造られ
ている形材においても圧壊割れが概略生じないといえ
る。
１３号Ｂ試験片を用いて測定した。圧壊特性は各押出形
材を１５０ｍｍ長さに切断したものを試験片とし、押出
軸方向に油圧万能試験機を用い静的圧縮荷重を負荷し、
圧縮開始から圧縮変形量１００ｍｍまでの間で試験片に
割れが発生するか否かを調べた。また、圧縮変形中に負
荷した荷重で最も高い値を示した数値を最大荷重として
求め、圧縮開始から圧縮変形量１００ｍｍまでの間に負
荷された荷重と変形量との積を吸収エネルギーとした。
なお、断面形状を田形としたことには、複数の中空部を
持ち圧壊時の材料変形が複雑になるようにし、工業的一
般に用いられる形形状を代表させる目的がある。この形
状にて圧壊割れが生じない場合は、工業的一般に造られ
ている形材においても圧壊割れが概略生じないといえ
る。
【００２４】表２（Ｔ１調質材）、表３（Ｔ５調質材）
及び表４（Ｔ６調質材）に、各々の試験片につき上記手
順で測定した引張性質と圧壊特性及びマクロ組織を示
す。なお、圧壊特性のうち割れ発生の有無については、
発生したものを×、発生しなかったものを○とした。表
２〜表４に示すように、本発明の要件を満たす形材は割
れを発生させることなく蛇腹状に収縮変形し、圧壊性能
が優れていた。一方、本発明の要件を満たさない比較例
には割れが発生した。
及び表４（Ｔ６調質材）に、各々の試験片につき上記手
順で測定した引張性質と圧壊特性及びマクロ組織を示
す。なお、圧壊特性のうち割れ発生の有無については、
発生したものを×、発生しなかったものを○とした。表
２〜表４に示すように、本発明の要件を満たす形材は割
れを発生させることなく蛇腹状に収縮変形し、圧壊性能
が優れていた。一方、本発明の要件を満たさない比較例
には割れが発生した。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、結晶組織を安定なファ
イバー組織とすることによって形材の押出方向に圧縮の
衝撃荷重あるいは圧縮の静的負荷を受けたときに座屈変
形を起こさず割れを発生することなく蛇腹状に収縮変形
して衝撃荷重及び静的負荷を吸収する、軸圧壊性能に優
れた衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材を
得ることができる。
イバー組織とすることによって形材の押出方向に圧縮の
衝撃荷重あるいは圧縮の静的負荷を受けたときに座屈変
形を起こさず割れを発生することなく蛇腹状に収縮変形
して衝撃荷重及び静的負荷を吸収する、軸圧壊性能に優
れた衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出形材を
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 達也 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (56)参考文献 特開 平９−41063（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−150312（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−118782（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−171328（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−25783（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−212336（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−11368（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 21/00 - 21/18
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｔ１調質下においてその結晶組織がファ
イバー組織を呈しており、その主要合金元素であるＭｇ
とＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．
６％（質量％、以下同じ）以上１．２％以下であり、Ｍ
ｇとＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉを越
えるＳｉを０．６％以下、Ｃｕを０．４％以下含む組成
をもつことを特徴とする軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部
材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 - 【請求項２】 Ｔ５調質下においてその結晶組織がファ
イバー組織を呈しており、その主要合金元素であるＭｇ
とＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．
６％以上１．１％以下であり、ＭｇとＳｉとからなる化
学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉを越えるＳｉを０．６％以
下、Ｃｕを０．４％以下含む組成をもつことを特徴とす
る軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金押出形材。 - 【請求項３】 Ｔ６調質下においてその結晶組織がファ
イバー組織を呈しており、その主要合金元素であるＭｇ
とＳｉとからなる化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．
６％以上１．１％以下であり、ＭｇとＳｉとからなる化
学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉを越えるＳｉを０．４％以
下、Ｃｕを０．２％以下含む組成をもつことを特徴とす
る軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金押出形材。 - 【請求項４】 化学量論的に平衡なＭｇ２Ｓｉが０．８
％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載された軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 - 【請求項５】 Ｍｎ０．０５％以上０．３％以下を含む
組成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載された軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 - 【請求項６】 Ｍｎ０．０５％以上０．３％以下を含
み、さらにＴｉ０．０１％以上０．１％以下、Ｃｒ０．
０５％以上０．１％以下、Ｚｒ０．０５％以上０．１％
以下のうち少なくとも１種以上を含む組成であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された軸圧壊
性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金押出形材。 - 【請求項７】 Ｔｉ０．０１％以上０．１％以下、Ｃｒ
０．０５％以上０．１％以下及びＺｒ０．０５％以上
０．１％以下を同時に含む組成であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載された軸圧壊性能に優れ
る衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金
押出形材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08728696A JP3253244B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08728696A JP3253244B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001141596A Division JP2001316750A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 圧壊性能に優れるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256096A JPH09256096A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3253244B2 true JP3253244B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=13910561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08728696A Expired - Lifetime JP3253244B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 軸圧壊性能に優れる衝撃吸収部材用Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3253244B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1041165A1 (en) * | 1999-04-02 | 2000-10-04 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Shock absorbing material |
| JP4274674B2 (ja) * | 2000-04-12 | 2009-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | 圧壊性に優れたアルミニウム合金部材及びその製造方法 |
| JP4587588B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2010-11-24 | 住友軽金属工業株式会社 | 軸圧壊特性に優れたアルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
| WO2013115227A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | アイシン軽金属株式会社 | 耐食性、延性及び焼入れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| KR102644089B1 (ko) | 2017-05-26 | 2024-03-07 | 노벨리스 인크. | 고강도 내식성 6xxx 시리즈 알루미늄 합금 및 이의 제조 방법 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP08728696A patent/JP3253244B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09256096A (ja) | 1997-09-30 |
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