JPH01240631A - 高力、耐熱性アルミニウム基合金 - Google Patents
高力、耐熱性アルミニウム基合金Info
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- JPH01240631A JPH01240631A JP63061878A JP6187888A JPH01240631A JP H01240631 A JPH01240631 A JP H01240631A JP 63061878 A JP63061878 A JP 63061878A JP 6187888 A JP6187888 A JP 6187888A JP H01240631 A JPH01240631 A JP H01240631A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/08—Amorphous alloys with aluminium as the major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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- Extrusion Of Metal (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、硬度および強度が高く、高耐摩耗性を有し、
かつ、高耐熱性に優れたアルミニウム基合金に関する。
かつ、高耐熱性に優れたアルミニウム基合金に関する。
［従来の技術］
従来のアルミニウム基合金には、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−
８ｉ系、Ａ ｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−９ｔ系、Ａｌ−
Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系等の成分系の合金が
知られており、その材料特性に応じて、例えば、航空機
、車輌、船舶等の部材として、また、建築用外装材、サ
ツシ、屋根材等として、あるいは潜水機品用部材、原子
炉用部材等として広範囲の用途に供されている。
８ｉ系、Ａ ｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ−９ｔ系、Ａｌ−
Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系等の成分系の合金が
知られており、その材料特性に応じて、例えば、航空機
、車輌、船舶等の部材として、また、建築用外装材、サ
ツシ、屋根材等として、あるいは潜水機品用部材、原子
炉用部材等として広範囲の用途に供されている。
［発明が解決しようとする課題］
従来のアルミニウム基合金は、一般に硬度が低く、また
耐熱性も低い。また、近時はアルミニウム基合金を急冷
凝固させることにより、組織を微細化して強度等の機械
的性質や耐食性等の化学的性質を改善する試みもなされ
ているが、現在までに知られている急冷凝固アルミニウ
ム基合金においても強度や耐熱性などの特性が充分では
ない。
耐熱性も低い。また、近時はアルミニウム基合金を急冷
凝固させることにより、組織を微細化して強度等の機械
的性質や耐食性等の化学的性質を改善する試みもなされ
ているが、現在までに知られている急冷凝固アルミニウ
ム基合金においても強度や耐熱性などの特性が充分では
ない。
本発明は上記に鑑み、高硬度および高耐摩耗性を有し、
かつ押出し加工やプレス加工等が可能であり、また大き
な曲げ加工にも耐える高力かつ耐熱性に優れた新規なア
ルミニウム基合金を比較的安価に仰洪するものである。
かつ押出し加工やプレス加工等が可能であり、また大き
な曲げ加工にも耐える高力かつ耐熱性に優れた新規なア
ルミニウム基合金を比較的安価に仰洪するものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は一般式：Ａｌ＠ＭｂＣ１
［ただし、Ｍ：■、Ｃ「、Ｍｎ、Ｆｅｓ Ｃｏ、Ｎ ｉ
ｓ Ｃｕ ｓ Ｎ ｂから選ばれる一種もしくは二種以
上の金属元素、ａ Ｓｂ ｓ Ｃは原子パーセントで ５０≦ａ≦９３ ０．５≦ｂ≦３５ ０．５≦ｃ≦２５］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金である。但
し、一般式に示されるＣｅ元元素、ミツシュメタル（Ｍ
ｍ ）に置き替えても同等の効果が得られる。
ｓ Ｃｕ ｓ Ｎ ｂから選ばれる一種もしくは二種以
上の金属元素、ａ Ｓｂ ｓ Ｃは原子パーセントで ５０≦ａ≦９３ ０．５≦ｂ≦３５ ０．５≦ｃ≦２５］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金である。但
し、一般式に示されるＣｅ元元素、ミツシュメタル（Ｍ
ｍ ）に置き替えても同等の効果が得られる。
本発明のアルミニウム基合金は、上記組成を有する合金
の溶湯を液体急冷法で急冷凝固することにより得ること
ができる。この液体急冷法とは、溶融した合金を急速に
冷却させる方法をいい、例えば単ロール法、双ロール法
、回転液中紡糸法などが特に有効であり、これらの方法
では１０４〜ｌｏｔ Ｋ／ｓｅｃ程度の、冷却速度が得
られる。このＱ１０−ル法、双ロール味等により薄帯材
料を製造するには、ノズル孔を通して約３００〜Ｉ００
００ｒｐｍの範囲の一定速度で回転している直径３０〜
３００＋ａｓの例えば銅あるいは鋼製のロールに溶湯を
噴出する。これにより幅が約１〜３００Ｉで厚さが約５
〜５００μｍの各種薄帯材料を容易に得ることができる
。また、回転液中紡糸法により細線材料を製造するには
、ノズル孔を通じ、アルゴンガス背圧にて、約５０〜５
００ｒｐｍで回転するドラム内に遠心力により保持され
た深さ約１−Ｌｏｃｍの溶液冷媒層中に溶湯を噴出して
、細線材料を容易に得ることができる。この際のノズル
からの噴出溶湯と冷媒面とのなす角度は、約６０〜９０
度、噴出溶湯と溶液冷媒面の相対速度比は約０．７〜０
．９であることが好ましい。
の溶湯を液体急冷法で急冷凝固することにより得ること
ができる。この液体急冷法とは、溶融した合金を急速に
冷却させる方法をいい、例えば単ロール法、双ロール法
、回転液中紡糸法などが特に有効であり、これらの方法
では１０４〜ｌｏｔ Ｋ／ｓｅｃ程度の、冷却速度が得
られる。このＱ１０−ル法、双ロール味等により薄帯材
料を製造するには、ノズル孔を通して約３００〜Ｉ００
００ｒｐｍの範囲の一定速度で回転している直径３０〜
３００＋ａｓの例えば銅あるいは鋼製のロールに溶湯を
噴出する。これにより幅が約１〜３００Ｉで厚さが約５
〜５００μｍの各種薄帯材料を容易に得ることができる
。また、回転液中紡糸法により細線材料を製造するには
、ノズル孔を通じ、アルゴンガス背圧にて、約５０〜５
００ｒｐｍで回転するドラム内に遠心力により保持され
た深さ約１−Ｌｏｃｍの溶液冷媒層中に溶湯を噴出して
、細線材料を容易に得ることができる。この際のノズル
からの噴出溶湯と冷媒面とのなす角度は、約６０〜９０
度、噴出溶湯と溶液冷媒面の相対速度比は約０．７〜０
．９であることが好ましい。
なお、上記方法によらずスパッタリング法によって薄膜
を、また高圧ガス噴霧法などの各種アトマイズ法やスプ
レー法により急冷粉末を得ることができる。
を、また高圧ガス噴霧法などの各種アトマイズ法やスプ
レー法により急冷粉末を得ることができる。
得られた急冷アルミニウム基合金が非晶質であるかどう
かは通常のＸ線回折法によって非晶質組織特有のハロー
パターンが存在するか否かによって知ることができる。
かは通常のＸ線回折法によって非晶質組織特有のハロー
パターンが存在するか否かによって知ることができる。
更に、この非晶質組織は加熱すると特定の温度以上で結
晶に分解する（この温度を結晶化温度と呼ぶ）。
晶に分解する（この温度を結晶化温度と呼ぶ）。
上記一般式で示される本発明のアルミニウム基合金にお
いて、原子％でａを５０〜９３％の範囲に、また、ｂを
０８５〜３５％、Ｃを０．５〜２５％の範囲にそれぞれ
限定したのは、その範囲から外れると非晶質化しにくく
なり、前記液体急冷等を利用した工業的な急冷手段では
、少なくとも５０％（体積率）の非晶質を有する合金を
得ることができなくなるからである。Ｍ元素は■、Ｃｒ
ＳＭｎ、Ｆｅ５Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂより選ばれる１
種または２種以上の金属元素であり、非晶質形成能を向
上させる効果を持ち、また、特に耐食性を著しく向上さ
せるとともに硬度と強度を向上させ、併せて結晶化温度
を上昇させて耐熱性を付与する。
いて、原子％でａを５０〜９３％の範囲に、また、ｂを
０８５〜３５％、Ｃを０．５〜２５％の範囲にそれぞれ
限定したのは、その範囲から外れると非晶質化しにくく
なり、前記液体急冷等を利用した工業的な急冷手段では
、少なくとも５０％（体積率）の非晶質を有する合金を
得ることができなくなるからである。Ｍ元素は■、Ｃｒ
ＳＭｎ、Ｆｅ５Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂより選ばれる１
種または２種以上の金属元素であり、非晶質形成能を向
上させる効果を持ち、また、特に耐食性を著しく向上さ
せるとともに硬度と強度を向上させ、併せて結晶化温度
を上昇させて耐熱性を付与する。
本発明のアルミニウム基合金は、結晶化温度近傍（結晶
化温度± １００℃）において、超塑性現象を示すので
、容易に押出し加工やプレス加工、熱間鍛造等の加工を
行うことができる。したがって、薄帯、線、板状あるい
は粉末の形態で得られた本発明のアルミニウム基合金を
結晶化温度± １００℃の温度範囲で押出し加工、プレ
ス加工、熱間鍛造等に付することによりバルク材を製造
することができる。さらに、本発明のアルミニウム基合
金は高度の粘さを有し、１８０°密着曲げ可能なものも
ある。
化温度± １００℃）において、超塑性現象を示すので
、容易に押出し加工やプレス加工、熱間鍛造等の加工を
行うことができる。したがって、薄帯、線、板状あるい
は粉末の形態で得られた本発明のアルミニウム基合金を
結晶化温度± １００℃の温度範囲で押出し加工、プレ
ス加工、熱間鍛造等に付することによりバルク材を製造
することができる。さらに、本発明のアルミニウム基合
金は高度の粘さを有し、１８０°密着曲げ可能なものも
ある。
［実施例］
高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶融合金３
をつくり、これを第１図に示す先端に小孔５（孔径：
０．５ｍｍ）を有する石英管ｌに装入し、加熱溶解した
後、その石英管１を鋼製口 −−ル２の直上に設置し
、回転数５０００ｒｐｍの高速回転下、石英管１内の溶
融合金３をアルゴンガスの加圧下（０，７ｋｇ／Ｃｍ２
）により石英管ｌの小孔５から噴射し、ロール２の表面
と接触させることにより急冷凝固させて合金薄帯４を得
る。
をつくり、これを第１図に示す先端に小孔５（孔径：
０．５ｍｍ）を有する石英管ｌに装入し、加熱溶解した
後、その石英管１を鋼製口 −−ル２の直上に設置し
、回転数５０００ｒｐｍの高速回転下、石英管１内の溶
融合金３をアルゴンガスの加圧下（０，７ｋｇ／Ｃｍ２
）により石英管ｌの小孔５から噴射し、ロール２の表面
と接触させることにより急冷凝固させて合金薄帯４を得
る。
上記製造条件により表に示す組成（原子％）を有する２
２８の合金薄帯（幅： １ｍｓ 、厚さ：２０μ１１）
を得て、それぞれＸ線回折に付した結果、いずれも非晶
質金属に特有のハローパターンが確認された。
２８の合金薄帯（幅： １ｍｓ 、厚さ：２０μ１１）
を得て、それぞれＸ線回折に付した結果、いずれも非晶
質金属に特有のハローパターンが確認された。
又、各供試薄帯につき、結晶化温度、硬度（Ｈｖ）を測
定し、表の右欄に示す結果を得た。
定し、表の右欄に示す結果を得た。
硬度（Ｈｖ）は、２５ｇ荷重の微小ビッカース硬度計に
よる測定値（Ｄ Ｐ Ｎ）であり、結晶化温度（Ｔｘ）
は、４０に／１ｎで加熱した走査示差熱曲線における最
初の発熱ピーク開始温度（Ｋ）である。なお、表中の“
Ａ 、６”は非晶質であることを示す。又、“Ｂｒｉ”
は脆性を示し、“Ｄｕｃ“は延性を示す。
よる測定値（Ｄ Ｐ Ｎ）であり、結晶化温度（Ｔｘ）
は、４０に／１ｎで加熱した走査示差熱曲線における最
初の発熱ピーク開始温度（Ｋ）である。なお、表中の“
Ａ 、６”は非晶質であることを示す。又、“Ｂｒｉ”
は脆性を示し、“Ｄｕｃ“は延性を示す。
表に示すように、本発明のアルミニウム基合金の硬度は
、通常のアルミニウム基合金がＨｖ：５０〜１００ＤＰ
Ｎ程度であるのに対し、約２００〜１０００Ｄ Ｐ Ｎ
と極めて高い硬度を示している。特に注目すべきは、結
晶化温度Ｔｘが約４４０に以上と高く耐熱性を示すこと
である。
、通常のアルミニウム基合金がＨｖ：５０〜１００ＤＰ
Ｎ程度であるのに対し、約２００〜１０００Ｄ Ｐ Ｎ
と極めて高い硬度を示している。特に注目すべきは、結
晶化温度Ｔｘが約４４０に以上と高く耐熱性を示すこと
である。
又、表に示すＮｏ、７合金の強度をインストロン引張り
試験機で測定した結果、引張り強度は約１０２ｋｇ１■
２、降伏強度は約９５ｋｇ／＋＋ｉ ２であった。この
値は従来の時効硬化型アルミニウム基合金（Ａｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ）の最高引張り強度的４５ｋｇ／＋ａ＋２、最高
降伏強度的４０ｋｇ／ａｍ ”の２．２倍であった。
試験機で測定した結果、引張り強度は約１０２ｋｇ１■
２、降伏強度は約９５ｋｇ／＋＋ｉ ２であった。この
値は従来の時効硬化型アルミニウム基合金（Ａｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ）の最高引張り強度的４５ｋｇ／＋ａ＋２、最高
降伏強度的４０ｋｇ／ａｍ ”の２．２倍であった。
［発明の効果〕
本発明のアルミニウム基合金は、高硬度材料、高強度材
料、高電気抵抗材料、耐摩耗材料、ろう付は材料として
有用である。さらに結晶化温度近傍で超塑性現象を示し
、押出し加］二やプレス加工等の加工ができ、高硬度お
よび高引張強度を持つため高力、高耐熱性材料として種
々の用途に徴することができる。
料、高電気抵抗材料、耐摩耗材料、ろう付は材料として
有用である。さらに結晶化温度近傍で超塑性現象を示し
、押出し加］二やプレス加工等の加工ができ、高硬度お
よび高引張強度を持つため高力、高耐熱性材料として種
々の用途に徴することができる。
第１図は本発明合金を急冷凝固して薄帯を作る時に使用
した単ロール装置の説明図である。 ■・・・石英管、２・・・銅ロール、３・・・溶融合金
、４・・・急冷薄帯、５・・・小孔。
した単ロール装置の説明図である。 ■・・・石英管、２・・・銅ロール、３・・・溶融合金
、４・・・急冷薄帯、５・・・小孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一般式：Ａｌ＿ａＭ＿ｂＣｅ＿ｃ ［ただし、Ｍ：Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｎｂから選ばれる一種もしくは二種以上の金属元素
、ａ、ｂ、ｃは原子パーセントで ５０≦ａ≦９３ ０．５≦ｂ≦３５ ０．５≦ｃ≦２５］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で５０％の非
晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061878A JPH01240631A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
| CA000593753A CA1337506C (en) | 1988-03-17 | 1989-03-15 | High strength, heat resistant aluminum-based alloys |
| US07/324,049 US4950452A (en) | 1988-03-17 | 1989-03-16 | High strength, heat resistant aluminum-based alloys |
| KR1019890003293A KR930006296B1 (ko) | 1988-03-17 | 1989-03-16 | 높은 강도, 내열성 알루미늄-기재 합금 |
| NO891148A NO174720C (no) | 1988-03-17 | 1989-03-16 | Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer |
| DE198989104817T DE333216T1 (de) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | Hochfeste, waermebestaendige legierungen aus aluminium-basis. |
| EP89104817A EP0333216B1 (en) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | High strength, heat resistant aluminum-based alloys |
| DE8989104817T DE68904919T2 (de) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | Hochfeste, waermebestaendige legierungen aus aluminium-basis. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061878A JPH01240631A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240631A true JPH01240631A (ja) | 1989-09-26 |
| JPH0532464B2 JPH0532464B2 (ja) | 1993-05-17 |
Family
ID=13183834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061878A Granted JPH01240631A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4950452A (ja) |
| EP (1) | EP0333216B1 (ja) |
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