JP5064991B2 - 高強度高延性アルミニウム合金板 - Google Patents
高強度高延性アルミニウム合金板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5064991B2 JP5064991B2 JP2007321032A JP2007321032A JP5064991B2 JP 5064991 B2 JP5064991 B2 JP 5064991B2 JP 2007321032 A JP2007321032 A JP 2007321032A JP 2007321032 A JP2007321032 A JP 2007321032A JP 5064991 B2 JP5064991 B2 JP 5064991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- strength
- mass
- crystal
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Description
本発明アルミニウム合金板の化学成分組成について、各元素の限定理由を含めて、以下に説明する。なお、各元素の含有量の%表示は全て質量%の意味である。本発明アルミニウム合金板の化学成分組成は、前記急冷凝固により得られたAl−Zn−Mg−Cu系の7000系アルミニウム合金板として、本発明で意図する強度や延性などの機械的な特性を保証するために決定される。この観点から、本発明アルミニウム合金板の化学成分組成は、Zn:5〜12質量%、Mg:2〜4質量%、Cu:1〜2質量%、Ag:0.01〜0.1質量%を各々含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるものとする。この組成に対し、Si、Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Zr、Ti、Vなどの元素は、含有させても良いが、合計(総量)で0.5質量%以下とすることが好ましい。
必須の合金元素であるZn、Mgは、人工時効処理後にGPゾーンあるいは中間析出相と呼ばれるMgZn2 、Mg32AlZn49などの微細分散相を形成して強度を向上させる。Znが5質量%未満、Mgが2質量%未満など、Zn、Mgの含有量が少な過ぎると、これら微細分散相が不足して、強度が低下する。特にZnは強度−延性のバランス向上効果が高く、含有量は多いほどよく、好ましくは7質量%以上、より好ましくは8質量%以上とする。
必須の合金元素であるCuは、固溶強化によって強度を向上させる。Cuが1%質量未満と、Cuの含有量が少な過ぎると、固溶Cu量が減って、強度や伸びが低下する。一方、Cuの含有量が2質量%を超えて多過ぎると、析出物が粗大化し、耐応力腐食割れ性などの耐食性が著しく低下し、また、強度や伸びも却って低下する。したがって、Cuの含有量は1〜2質量%の範囲とする。
Agは、析出物の微細化効果があり、アルミニウム合金板の強度や伸びを向上させる。この効果を発揮させるために含有させる場合には0.01質量%以上含有させ、0.1質量%を超えて含有させる必要は無い。したがって、Agを含有させる場合は0.01〜0.1質量%の範囲とする。
Si、Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Zr、TiおよびVは、不純物として、スクラップなどの溶解原料などから混入しやすい。これらの元素の含有量が合計で0.5質量%を超えた場合、これらの元素の粗大析出物が形成され、強度や伸び(延性)の低下の原因となる。但し、これらの元素が少量含有されると、析出効果によって、アルミニウム合金板の強度を向上させることができる面もあり、これらの元素を大幅に低減するためにはコストがかかる。したがって、これらSi、Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Zr、Ti、Vは、これらの合計含有量(総量)で0.5質量%以下の含有までは許容される。
以上記載した元素以外のその他の元素は不純物であり、本発明の意図する特性を阻害しない範囲において、Al−Zn−Mg−Cu系の7000系アルミニウム合金板に通常含まれる範囲までは許容する。ただ、酸素など、特に介在物を生じやすい不純物元素は、アルミニウム合金板組織中に介在物を生じて、破壊の起点となり、強度や伸びを低下させる可能性が高い。したがって、これらの不純物はできるだけ少なくすることが好ましい。
以上のような7000系アルミニウム合金板組成を前提として、本発明では、特に強度や伸び(延性)を向上、保証するために、このアルミニウム合金板組織の粗大な晶析出物を抑制するよう、晶析出物の平均的な大きさを規制する。即ち、このアルミニウム合金板組織の晶析出物における、面積が等価な円の直径に換算した各晶析出物の大きさの平均値を3.0μm以下とするとともに、これら晶析出物の平均面積分率を4.5%以下とする。
晶析出物の大きさや面積分率の測定は、アルミニウム合金板組織を、倍率400倍の光学顕微鏡による観察にて行う。この倍率400倍の光学顕微鏡観察では、マトリックス中に存在する晶析出物(晶出物や析出物)は、後述する図1〜6のように、灰色のマトリックスに対して散在する、黒い不定形の小さな模様として観察される。これを画像処理して、視野内に観察される各晶析出物(各黒い模様)の大きさを、面積が等価な円の直径に換算した大きさとして、50視野程度を観察する。そして、これら各視野内の晶析出物の平均的な大きさや平均的な面積分率を、更に、観察した50視野にて平均化したものが、本発明に係る晶析出物の大きさや面積分率である。
以下に、本発明アルミニウム合金板の製造方法を説明する。本発明Al−Zn−Mg−Cu系の7000系アルミニウム合金板は、Zn、Mg系の金属間化合物を多く析出させ、高強度化させるために、通常の溶解鋳造方法ではなく、急冷凝固によって製造する。この急冷凝固は、連続鋳造方法としては、双ロール式、ベルトキャスター式、プロペルチ式、ブロックキャスター式などがある。しかし、鋳片鋳造の際の冷却速度(凝固速度)をより速くするためには、双ロール式連続鋳造が好ましい。但し、本発明では、鋳造厚みを10mm以下と薄くして、鋳片鋳造の際の冷却速度をより速くしているので、ブックモールドなどの鋳型法でも、鋳造厚みを薄くすれば、所望の冷却速度を得ることができる。
上記連続鋳造による急冷凝固にて鋳造される鋳片の厚みは、工業的には (実機、実生産設備においては) 、10mm以下と薄くしなければ、双ロール式連続鋳造であっても、鋳造時の冷却速度を10℃/s以上とすることが困難となる。ただ、試験設備など小規模の連続鋳造機では、後述する通り、鋳片の厚みが20〜30mm程度の厚みでも、鋳造時の冷却速度を10℃/s以上とすることができる。
冷却速度は、別途冷却速度測定用の鋳造実験を行ない、実測により決定した。即ち、鋳型に注湯した凝固前の溶湯に熱電対を挿入し、板厚中央部における凝固時の温度を測定した。冷却速度は、凝固温度以下150℃の範囲で決定した。なお、冷却速度を、設備制約上、直接計測することが難しい場合は、鋳造された板 (鋳塊) のデンドライトアームスペーシングから冷却速度を算出することも可能である。これは、鋳造された板 (鋳塊) のデンドライトアームスペーシング (デンドライト二次枝間隔、:DAS) から、公知の方法(例えば、軽金属学会、昭和63年8.20発行、「アルミニウムデンドライトアームスペーシングと冷却速度の測定方法」などに記載)により求める。即ち、鋳造された板の鋳造組織における、互いに隣接するデンドライト二次アーム (二次枝) の平均間隔d を交線法を用いて計測し (視野数3 以上、交点数は10以上) 、このd を用いて次式、d = 62×C −0.337 (但し、d:デンドライト二次アーム間隔mm、C : 冷却速度℃/s) から求める。
このように、前記所定の成分組成からなるアルミニウム合金溶湯は、鋳造厚みが10mm以下の薄鋳片に鋳造され、この薄鋳片を冷間圧延してアルミニウム合金板とする。ここで、冷間圧延前に、必要により、鋳片表面は研削あるいは清浄化され、表面の平滑化や汚れの除去が図られる。ただ、通常のDC鋳造法における板の製造工程である、均熱処理、粗、仕上などの熱間圧延、熱間圧延後の荒焼は基本的に不要である。しかし、薄鋳片が比較的厚い場合などに、これらの工程の効果を活用するために、必要により、あるいは選択的に、これらの工程を施しても良い。
冷間圧延された薄板は、7000系アルミニウム合金板組織の、前記各晶析出物の大きさの平均値を3.0μm以下とするとともに、これら晶析出物の平均面積分率を4.5%以下とするために、好ましくは、この冷間圧延後に人工時効処理され、組織中に晶析出物を十分に析出させる。人工時効処理(人工時効硬化処理)は、通常の100〜150℃×10〜50時間程度の条件で良い。
ここで、双ロール式連続鋳造は、前記した通り、回転する一対の水冷銅鋳型などの双ロール間に、耐火物製の給湯ノズルから、上記成分組成の7000系アルミニウム合金溶湯を注湯して凝固させ、かつ、この双ロール間において、上記凝固直後に軽圧下し、かつ急冷して、アルミニウム合金薄板とする。この際、潤滑剤 (離型剤) によって表面が潤滑されていないロールを用いることが望ましい。潤滑剤を用いた場合、冷却速度が遅くなって、必要な冷却速度が得られない可能性が高い。
各例とも、前記得られたアルミニウム合金板を切断して得た、1.0mmt、幅20mm、長さ100mmの板状試験片の圧延方向(試験片長手方向)の室温引張り試験を行い、引張強度(MPa)、全伸び(%)を測定した。室温引張り試験はJIS2241(1980)に基づき、室温20℃で試験を行った。引張り速度は5mm/mm/分で、試験片が破断するまで一定の速度で行った。
Claims (2)
- Zn:5〜12質量%、Mg:2〜4質量%、Cu:1〜2質量%、Ag:0.01〜0.1質量%を各々含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、このアルミニウム合金板組織の晶析出物における、面積が等価な円の直径に換算した各晶析出物の大きさの平均値が3.0μm以下であるとともに、これら晶析出物の平均面積分率が4.5%以下であることを特徴とする高強度高延性アルミニウム合金板。
- 前記アルミニウム合金板が、Si、Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Zr、Ti、Vの合計含有量を0.5質量%以下とした請求項1に記載の高強度高延性アルミニウム合金板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007321032A JP5064991B2 (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 高強度高延性アルミニウム合金板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007321032A JP5064991B2 (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 高強度高延性アルミニウム合金板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009144190A JP2009144190A (ja) | 2009-07-02 |
JP5064991B2 true JP5064991B2 (ja) | 2012-10-31 |
Family
ID=40915142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007321032A Expired - Fee Related JP5064991B2 (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 高強度高延性アルミニウム合金板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5064991B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150218677A1 (en) | 2012-09-20 | 2015-08-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Aluminum alloy sheet for automobile part |
KR20150047246A (ko) | 2013-10-24 | 2015-05-04 | 한국기계연구원 | 결정립이 미세화된 알루미늄-아연-마그네슘-구리 합금 판재의 제조방법 |
CN105441754A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-03-30 | 丹阳市宸兴环保设备有限公司 | 一种飞机大梁用铝合金材料及其制备方法 |
KR101757733B1 (ko) * | 2016-01-08 | 2017-07-17 | 한국기계연구원 | 결정립이 미세화된 알루미늄-아연-마그네슘-구리 합금 판재의 제조방법 |
CN106521267A (zh) * | 2016-12-11 | 2017-03-22 | 广西大学 | 一种铝合金精密模板的铸造方法 |
CN106544556A (zh) * | 2016-12-11 | 2017-03-29 | 广西大学 | 一种铝合金精密模板的热处理方法 |
CN106544561A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-03-29 | 广西大学 | 一种铝合金板材的铸造方法 |
CN110241338A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-17 | 华南理工大学 | 一种Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金及其制备方法 |
JP7321457B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-08-07 | 株式会社豊田自動織機 | アルミニウム合金材、その製造方法及びインペラ |
CN114107765B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-09-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种颗粒增强7xxx铝合金薄带的制备方法 |
CN114107760B (zh) * | 2020-08-26 | 2023-01-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种颗粒增强7xxx铝合金薄带及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59166659A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-20 | Furukawa Alum Co Ltd | 成形用高力アルミ合金板の製造方法 |
JP2915481B2 (ja) * | 1990-04-19 | 1999-07-05 | 古河電気工業株式会社 | 耐応力腐食割れ性に優れた溶接構造材用高力アルミニウム合金 |
JPH07252573A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-10-03 | Kobe Steel Ltd | 靭性に優れたAl−Zn−Mg−Cu系合金及びその製造方法 |
JP4229307B2 (ja) * | 1998-11-20 | 2009-02-25 | 住友軽金属工業株式会社 | 耐応力腐食割れ性に優れた航空機ストリンガー用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-12-12 JP JP2007321032A patent/JP5064991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009144190A (ja) | 2009-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5064991B2 (ja) | 高強度高延性アルミニウム合金板 | |
KR100933385B1 (ko) | 알루미늄 합금판 및 그의 제조방법 | |
JP4555183B2 (ja) | 成形用アルミニウム合金板の製造方法および成形用アルミニウム合金の連続鋳造装置 | |
JP4203508B2 (ja) | アルミニウム合金鋳造板の製造方法 | |
WO2010122960A1 (ja) | 高強度銅合金 | |
CN103946404B (zh) | 冲压成形性与形状冻结性优良的铝合金板及其制造方法 | |
JP4542016B2 (ja) | 成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
KR101078308B1 (ko) | 고강도 마그네슘 합금 판재 및 그 제조방법 | |
JP5945370B2 (ja) | 結晶粒が微細化されたアルミニウム−亜鉛−マグネシウム−銅合金板材の製造方法 | |
JP4914098B2 (ja) | アルミニウム合金鋳造板の製造方法 | |
US20160265095A1 (en) | High strength aluminum alloy sheet excellent in bendability and shape freezability and method of production of same | |
JP5059353B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金板 | |
JP5059505B2 (ja) | 高強度で成形が可能なアルミニウム合金冷延板 | |
JP4996853B2 (ja) | 高温高速成形用アルミニウム合金材及びその製造方法、並びにアルミニウム合金成形品の製造方法 | |
JP7318274B2 (ja) | Al-Mg-Si系アルミニウム合金冷延板及びその製造方法並びに成形用Al-Mg-Si系アルミニウム合金冷延板及びその製造方法 | |
JP5416795B2 (ja) | 成形用アルミニウム合金板 | |
JP4955969B2 (ja) | 成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP4427020B2 (ja) | 成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP4456505B2 (ja) | 成形用アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP6857535B2 (ja) | 成形性、曲げ加工性および耐デント性に優れた高強度アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
KR101252784B1 (ko) | 고강도 고성형성 마그네슘 합금 판재 및 그 제조방법 | |
KR101757733B1 (ko) | 결정립이 미세화된 알루미늄-아연-마그네슘-구리 합금 판재의 제조방법 | |
KR20150042099A (ko) | 알루미늄-아연-구리-마그네슘 합금 판재의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 알루미늄-아연-구리-마그네슘 합금 판재 | |
KR102175426B1 (ko) | 고강도 고전도도 동합금 및 그 제조방법 | |
JP2007077485A (ja) | 成形用アルミニウム合金板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090929 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110408 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120807 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5064991 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |