JP6982496B2 - 新規の6xxxアルミニウム合金を連続鋳造する方法、及びその方法によって作製された製品 - Google Patents
新規の6xxxアルミニウム合金を連続鋳造する方法、及びその方法によって作製された製品 Download PDFInfo
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Description
(1)目標厚さ=鋳造ゲージ厚さ×(第1のスタンドによる低減%)×(第2のスタンド及び任意のその後のスタンド(複数可)による低減%)
(2)目標厚さを達成するための合計の低減=第1のスタンドによる低減+第2(又はそれ以上)のスタンドによる低減
一実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して5〜70%の厚さ低減を達成する。別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して10〜70%の厚さ低減を達成する。更に別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して15〜70%の厚さ低減を達成する。別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して20〜70%の厚さ低減を達成する。更に別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して25〜70%の厚さ低減を達成する。別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して30〜70%の厚さ低減を達成する。更に別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して35〜70%の厚さ低減を達成する。別の実施形態において、第2の圧延スタンド(又は第2の圧延スタンドに任意の追加の圧延スタンドを加えた組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成される中間厚さに対して40〜70%の厚さ低減を達成する。
任意の適切な6xxxアルミニウム合金は、本明細書で説明される新規の方法に従って処理することができる。いくつかの適切な6xxxアルミニウム合金としては、合金6101、6101A、6101B、6201、6201A、6401、6501、6002、6003、6103、6005、6005A、6005B、6005C、6105、6205、6305、6006、6106、6206、6306、6008、6009、6010、6110、6110A、6011、6111、6012、6012A、6013、6113、6014、6015、6016、6016A、6116、6018、6019、6020、6021、6022、6023、6024、6025、6026、6027、6028、6031、6032、6033、6040、6041、6042、6043、6151、6351、6351A、6451、6951、6053、6055、6056、6156、6060、6160、6260、6360、6460、6460B、6560、6660、6061、6061A、6261、6361、6162、6262、6262A、6063、6463、6463A、6763、6963、6064、6064A、6065、6066、6068、6069、6070、6081、6181、6181A、6082、6082A、6182、6091、及び6092が挙げられ、アルミニウム協会の文書「International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys」(2015年1月)によって定義されており、該文書は、参照により本明細書に組み込まれる。
上で述べたように、新規の6xxxアルミニウム合金は、改善された特性の組み合わせを実現することができる。一実施形態において、改善された特性の組み合わせは、改善された強度及び成形性の組み合わせに関する。一実施形態において、改善された特性の組み合わせは、改善された強度、成形性、及び耐腐食性の組み合わせに関する。
1.SEM撮像のための合金の調製
合金の長手方向(L−ST)試料を、段階的により細かいグリットのペーパーを使用して、240グリットから始めて、320、400、及び最終的に600グリットのペーパーへと進めて、(例えば、約30秒間)研削する。研削後に、試料は、(a)3ミクロンのモル布及び3ミクロンのダイヤモンド懸濁液、(b)3ミクロンの絹布及び3ミクロンのダイヤモンド懸濁液、そして最後に(c)1ミクロンの絹布及び1ミクロンのダイヤモンド懸濁液、のシーケンスを使用して、布上で(例えば、約2〜3分間)研磨する。研磨中には、適切な油性の潤滑剤を使用することができる。SEM検査の前の最終研磨は、0.05ミクロンのコロイド状二酸化ケイ素(例えば、約30秒間)を使用し、最後に水ですすぐ。
2.SEM画像集
JSM Sirion XL30 FEG SEM又は同等のFEG SEMを使用して、金属組織学的に調製した(上の項1による)長手方向(L−ST)断面の表面において、20枚の後方散乱電子像が取り込まれる。画像サイズは、500倍の倍率で、1296画素×968画素となる。画素寸法は、x=0.195313μm、y=0.19084μmである。加速電圧は、5.0mmの作業距離及びスポットサイズ5において5kVである。コントラストは、97に設定し、明るさは、56に設定する。画像集は、約55の平均グレイレベル及び約±7の標準偏差を有すマトリックスによって、8ビットデジタルグレイレベルの画像(0が黒で、255が白である)を生じなければならない。
3.第2相粒子の区別
対象の第2相粒子の平均原子数は、マトリックス(アルミニウムマトリックス)よりも大きいので、第2相粒子は、画像表現において明るく見える。粒子を構成する画素は、(上の55+5×7=90を使用して)平均マトリックスグレイレベル+5の標準偏差よりも大きいグレイレベルを有する、任意の画素として定義される。画像毎に、平均マトリックスグレイレベル及び標準偏差が算出される。画素寸法は、x=0.195313μm、y=0.19084μmである。グレイレベル画像を区別して、平均マトリックスグレイレベル+5の標準偏差(閾値)よりも高いすべての画素を白(255)にし、閾値(平均マトリックスグレイレベル+5の標準偏差)よりも低いすべての画素を黒(0)にすることによって、二値画像を作成する。
4.単一の白画素の廃棄
8つの方向のうちの1つにおいて別の画素に隣接していない任意の個々の白画素が、二値画像から取り除かれる。
5.膨張シーケンス
各二値画像の白画素は、下に示される3つの構造要素を使用して膨張させる。
7.クラスタ測定
255のグレイレベルを有する、結果として生じる画像の領域は、クラスタとして計数される。完全に測定フレーム内にある(画像の縁部に接触しない)オブジェクトだけが計数される。各画像のクラスタ数が計数され、次いで、画像領域で分割して、その画像のクラスタ数密度が与えられる。次いで、20枚の画像のクラスタ数密度から、20枚の画像のための中間クラスタ数密度が算出される。次いで、工程1によって合金試料を600グリットのペーパーで再研削し、次いで、再研磨し、次いでその後に、工程2〜7を繰り返して、第2の中間クラスタ数密度を得る。次いで、第1の標本及び第2の標本からの中間クラスタ数密度を平均して、その合金に関する平均第2相の粒子クラスタ数密度が与えられる。
本明細書で説明される新規の6xxxアルミニウム合金ストリップ製品は、様々な製品用途において使用することができる。一実施形態において、本明細書で説明される新規のプロセスによって作製される新規の6xxxアルミニウム合金製品は、とりわけ、クロージャパネル(例えば、とりわけ、ボンネット、フェンダー、ドア、ルーフ、及びトランクリッド)、及びホワイトボディ(例えば、ピラー、補強材)用途などの、自動車用途において使用される。
合金A1〜A4及び合金B4の耐粒界腐食性(アタック深さによって測定される)は、ISO規格11846(1995)(方法B)に従って測定したが、その結果は、下の表5に示される。合金A1〜A4は、T43質別であり、合金B4は、T4質別であったが、その後に、すべての合金をニアピーク強度まで人工時効した。下の表5に示されるように、合金B4は、合金A1〜A4に勝る、大幅に改善された耐粒界腐食性を実現した。
該当する場合、T4質別又はT43質別の合金A1〜A4、B4、及びC1〜C3の第2相粒子のクラスタ数密度は、上で説明した「第2相粒子のクラスタ数密度の測定手順」に従って測定し、その結果は、下の表8に示される。
(1)デルタR=絶対値[(r_L+r_LT−2×r_45)/2]
式中、r_Lは、アルミニウム合金製品の長手方向のR値であり、r_LTは、アルミニウム合金製品の横断方向のR値であり、r_45は、アルミニウム合金製品の45°方向のR値である。
Claims (19)
- (a)或る鋳造厚さを有する6xxxアルミニウム合金ストリップ(「6AAS」)を連続鋳造することと、
(b)前記6AASを目標厚さまで圧延することであって、前記圧延することが、少なくとも2台の圧延スタンドを介して、インラインで前記6AASを前記目標厚さまで圧延することを含み、前記圧延することが、前記少なくとも2台の圧延スタンドを介して、前記鋳造厚さを15%〜80%低減させて、前記目標厚さを達成することを含み、
(i)前記6AASの前記鋳造厚さが、第1の圧延スタンドによって1%〜50%低減され、それによって、中間厚さを生成し、
(ii)前記6AASの前記中間厚さが、第2の圧延スタンドによって1%〜70%低減される、圧延することと、
(c)前記圧延工程(b)の後に、インライン又はオフラインで前記6AASを溶体化熱処理することと、
(d)工程(c)において前記6AASを前記溶体化熱処理することの後に、前記6AASをクエンチすることと、を含む、方法。 - 前記第1の圧延スタンドが、熱間圧延スタンドである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の圧延スタンド及び第2の圧延スタンドが、熱間圧延スタンドである、請求項1に記載の方法。
- 第2の圧延スタンドが、熱間圧延スタンドである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の圧延スタンドが、冷間圧延スタンドである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の圧延スタンド及び第2の圧延スタンドが、冷間圧延スタンドである、請求項1に記載の方法。
- 第2の圧延スタンドが、冷間圧延スタンドである、請求項1に記載の方法。
- 前記圧延工程(b)が、いかなる焼きなまし処理も含まない、請求項1に記載の方法。
- 前記6AASが、371〜538℃(700〜1000°F)の温度で前記第1のスタンドに進入する、請求項1に記載の方法。
- 前記6AASが、204〜427℃(400〜800°F)の温度で第2のスタンドに進入する、請求項1に記載の方法。
- 前記クエンチすることの後に、前記6AASをコイル状製品として出荷することであって、前記コイル状製品が、T4又はT43質別である、出荷することと、
前記コイル状製品から成形製品を調製することと、
前記成形製品を塗装焼付けすることと、を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記6AASが、0.8〜1.25重量%のSi、0.2〜0.6重量%のMg、0.5〜1.15重量%のCu、0.01〜0.20重量%のマンガン、0.01〜0.3重量%の鉄、最大0.30重量%のTi、最大0.25重量%のZn、最大0.15重量%のCr、及び最大0.18重量%のZr、を含有し、残部が、アルミニウム及び不純物である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 0.1524〜4.064mmの厚さを有する6xxxアルミニウム合金ストリップ(「6AAS」)であって、
0.8〜1.25重量%のSi、0.2〜0.6重量%のMg、0.5〜1.15重量%のCu、0.01〜0.20重量%のMn、0.01〜0.3重量%のFe、最大0.30重量%のTi、最大0.25重量%のZn、最大0.15重量%のCr、及び最大0.18重量%のZrから本質的になり、残部が、アルミニウム及び不純物であり、
前記6AASが、1mm2あたり少なくとも4300クラスタの平均第2相粒子のクラスタ数密度及び0.10以下のデルタRを実現する、アルミニウム合金ストリップ(「6AAS」)。 - T6質別の前記6xxxアルミニウム合金ストリップが、160〜350MPaの長手方向引張降伏強度を実現する、請求項13に記載の6xxxアルミニウム合金ストリップ。
- T4質別の前記6xxxアルミニウム合金ストリップが、100〜200MPaの長手方向引張降伏強度を実現する、請求項13に記載の6xxxアルミニウム合金ストリップ。
- 前記6xxxアルミニウム合金ストリップが、28.0〜35.0(Engr%)のFLDoを実現し、前記FLDoが、1.0mmのゲージで測定される、請求項13又は14に記載の6xxxアルミニウム合金ストリップ。
- 前記圧延が、少なくとも2つの圧延スタンドを介して、前記鋳造厚さを15%〜70%低減させて、前記目標厚さを達成する、請求項1の方法。
- 前記圧延が、少なくとも2つの圧延スタンドを介して、前記鋳造厚さを15%〜60%低減させて、前記目標厚さを達成する、請求項1の方法。
- 前記圧延が、少なくとも2つの圧延スタンドを介して、前記鋳造厚さを15%〜55%低減させて、前記目標厚さを達成する、請求項1の方法。
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