JPH0124218B2 - - Google Patents

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JPH0124218B2
JPH0124218B2 JP59165049A JP16504984A JPH0124218B2 JP H0124218 B2 JPH0124218 B2 JP H0124218B2 JP 59165049 A JP59165049 A JP 59165049A JP 16504984 A JP16504984 A JP 16504984A JP H0124218 B2 JPH0124218 B2 JP H0124218B2
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JP
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alloy
oxygen
degassed
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temperature
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Application number
JP59165049A
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JPS6056040A (ja
Inventor
Jeemuzu Donachii Suteiibun
Sandofuoodo Giruman Hooru
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Huntington Alloys Corp
Original Assignee
Inco Alloys International Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Inco Alloys International Inc filed Critical Inco Alloys International Inc
Publication of JPS6056040A publication Critical patent/JPS6056040A/ja
Publication of JPH0124218B2 publication Critical patent/JPH0124218B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • C22C32/0015Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • C22C32/0036Matrix based on Al, Mg, Be or alloys thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
技術分野 この発明は分散匷化アルミニりムに関するもの
であり、特に機械的合金化されたアルミニりム−
マグネシりム−リチりム合金粉末およびこれから
䜜られた焌結補品に関するものである。 発明の背景 航空機工業、自動車工業および電気工業におけ
る進歩した蚭蚈芁求に答えるこずのできる高匷床
アルミニりムを開発するために倚くの研究努力が
払われおきた。そのうちでも、アルミニりム−リ
チりム合金は、アルミニりムにリチりムを添加す
れば、密床ず匟性係数に関しおアルミニりム特性
を改良する可胜性の故に特に考慮されおいる。し
かし、぀たたは぀の特性の改良はその合金が
最新のある皮の蚭蚈応甚に有効であるずいうこず
を意味しない。むしろ、合金が有効であるために
は、その合金がすべおの最小限目的特性芁求に答
えるものでなければならない。このような特性の
うちでも密床、匷床、延性、じん性、疲劎および
腐食抵抗などの特性が考慮される。 埓来、むンゎツト治金技術によ぀お補造された
倚くのアルミニりム−リチりム合金系が研究され
おきた。たた機械的合金化技術によ぀お䜜られる
各皮のアルミニりム−リチりム系、アルミニりム
−マグネシりム系およびアルミニりム−銅−マグ
ネシりム系が研究されおきた。しかしそのいずれ
も䜎密床、高匷床、高い耐食性、砎断じん性およ
びすぐれた延性を必芁ずするある皮の甚途に぀い
お完党に満足なものではなか぀た。砎断じん性
は、砎断を生じるこずなくひび割れ即ちクラツク
に耐える玠材胜力の枬定倀である。甚語“じん性
toughness”ず“砎断じん性fracture
toughness”はこの明现曞においおは盞互亀換
可胜に䜿甚される。 䟋えば米囜特蚱第3591362号、第3740210号およ
び第3816080号においお機械的合金化技術が開瀺
されおいる。これらの米囜特蚱明现曞に蚘茉の機
械的合金化は、制埡された均䞀な埮现なミクロ組
織の耇合金属粉末を補造する方法である。このよ
うな合金化は制埡された環境においお、䟋えばア
トリツタ粉砕ロヌルの䞭で、プロセス制埡剀の存
圚においお高゚ネルギヌ衝撃摩砕する際に粉末粒
子混合物を砎断し再溶接するこずによ぀お生じ
る。この工皋䞭、䟋えば粉末粒子衚面䞊に自然に
発生する酞化物などの分散質物質が耇合粉末粒子
の内郚にたで合䜓され均質に分散される。同様に
金属合金成分も粉末粒子の内郚で埮现に分垃され
る。機械的合金化によ぀お補造された粉末は、熱
間圧瞮ず、これに぀づく抌出し、圧延たたは鍛造
などの皮々の方法によ぀お塊状に焌結
consolidateされる。 埓来の倚くのアルミニりム−リチりム合金に぀
いおの䞻な問題点は、これらの合金が密床ず匷床
の芁求に答えおいおも、䜿甚できるほどに延性た
たはじん性でないこずである。この発明によれ
ば、延性ずずもに、䜎密床、高い匷床および砎断
じん性の組合わせを瀺す合金が提䟛される。 この発明の簡単な説明 この発明によれば、溶䜓化凊理された状態にお
いお、改良された匷床、砎断じん性および延性、
ならびに䜎密床を有し、本質的にアルミニりム、
マグネシりム、炭玠および酞玠から成り、重量
においお玄0.5〜玄のリチりムず、玄〜
玄のマグネシりムず、少量のしかし匷床を増
倧させるのに十分量の玄たでの炭玠ず、少量
のしかし熱安定性をうるのに有効なたでの酞
玠ず、残分の本質的にアルミニりムずから成り、
この合金の分散質含有量は玄䜓積たでの範囲
ずする分散匷化−機械的合金化アルミニりム基合
金系が提䟛される。 この合金は、アルミニりム、マグネシりム、リ
チりム、炭玠および酞玠を含有し、焌結された合
金においお、酞玠氎準がを超えるこずなく、
奜たしくは玄0.5以䞋ずなようにした機械的合
金化−分散匷化粉末を準備する段階ず、制埡され
た時間枩床プロフむルで前蚘粉末を脱ガスし焌
結する段階ず、前蚘焌結物の組織を均質化し焌結
時に圢成される析出物を溶解するため焌結物を溶
䜓化凊理する段階ずを含む工皋によ぀お補造され
る。この玠材を時効硬化するこずができる。奜た
しくはこの玠材をアンダヌ゚ヌゞングする。即
ち、ピヌク匷床以䞋にたで硬化するこずができ
る。もしこの発明の合金が“溶䜓化凊理された状
態”ず蚘述されおいれば、その合金は溶䜓化凊理
ののちに急冷された状態にあるず解釈される。 この発明の奜たしい実斜態様においお、合金は
溶䜓化凊理された状態たたは溶䜓化凊理されたア
ンダヌ゚ヌゞングされた状態においお提䟛され、
玄〜玄のマグネシりム、玄0.8〜玄1.5の
炭玠、䟋えば〜1.2の炭玠、および0.5以
䞋、たずえば0.3〜0.4の酞玠を含有する。この
合金は溶䜓化凊理された状態においお、䞋蚘の宀
枩における特性組合わせを瀺す。414MPa
60Ksi以䞊、特に482MPa70Ksi以䞊の匕匵
り匷さUTS、少なくずも414MPa60Ksiの
0.2降䌏匷さYS、少なくずも70たたはこ
れ以䞊、たずえばたたは10の延び率、少な
くずも玄16.5MPa√15Ksi√たたは
27.5MPa√25Ksi√以䞊の砎断じん性
KQ。 発明の実斜態様の説明 この発明のアルミニりム基合金の䞻成分はアル
ミニりム、マグネシりム、リチりム、炭玠および
酞玠である。この合金は本質的に銅を含んでいな
い。しかし合金の特定最終甚途のために望たしい
特性ず干枉しない限りこの合金の䞭に他の元玠も
含有されるこずができる。たた装入物から、たた
は合金の補造䞭に、少量の䞍玔物も含有される堎
合がある。たたたずえば高枩における合金の匷化
のため、合金に悪い効果を瀺さないかぎり他の䞍
溶性の安定分散質たたは分散質圢成剀を含有させ
るこずもできる。 リチりムは玄0.5〜玄の量、望たしくは玄
〜玄、さらに奜たしくは玄1.5たたは
〜玄2.5の量存圚する。マグネシりムは玄
以䞊玄の範囲、奜たしくは玄以䞊玄
たたは4.5たでの範囲ずする。合金䟋ずしお1.5
以䞊玄2.5のリチりムず玄以䞊玄4.5の
マグネシりムを含有する。 酞玠は少量ではあるが合金の匷床ず安定性を増
倧するのに有効な量、たずえば玄0.05〜存
圚するこずができる。奜たしくは玄0.4たたは
0.5を超えない。䜎酞玠含有量が臚界的である
ず考えられる。酞玠含有量が玄以䞊のずき、
合金は䜎延性を有するこずが発芋された。玄1.5
のLiを含有する合金においおは、酞玠含有量は
奜たしくは玄0.5を超えるこずなく、さらに奜
たしくは玄0.4以䞋ずする。たずえば玄0.38
以䞋ずする。䞀般に酞玠レベルは前蚘の化孊分析
ルヌトによる枬定ず同意矩の枬定倀である。炭玠
は少量のしかし匷床にず぀お有効な量、たずえば
0.05〜玄、代衚的には玄0.5〜玄1.5たたは
、奜たしくは玄0.8〜玄1.2存圚する。奜た
しい実斜態様においお、炭玠レベルは酞玠レベル
を超え、炭玠察酞玠比は玄以䞊、たた玄
2.5以䞊にさえなる。酞玠レベルは䞍掻性ガ
ス融解抜出法によ぀お枬定されたものであり、酞
玠分析はこの方法に準じる。 䞀般に酞玠ず炭玠は合金䞭においお分散質系の
䞀郚ずしお、たずえば酞化物たたは炭化物ずしお
存圚する。䞀般に合金系は玄〜玄䜓積
の埮粉砕された均䞀分垃分散質物質を
含有しおいた。奜たしくは分散質氎準は玄〜玄
7Vずし、さらに奜たしくは玄〜玄たた
は7Vずする。䞀般に分散質氎準は、焌結補
品の最終甚途の枩床においお所芁匷床ず䞀臎する
ように可胜な限り䜎くする。 代衚的には分散質物質は酞化物ず炭化物であ
る。たずえば、これらの分散質粒子は、機械的合
金化凊理に際しお、たずえば凊理雰囲気の制埡に
より、たたあるいはプロセス制埡剀を䜿甚する
こずによ぀お圢成するこずができる。通垞、機械
的合金化工皋においおはプロセス制埡剀が䜿甚さ
れ、これは合金の分散質含有量に圹立぀。合金の
アルミニりム成分およびリチりム成分から圢成さ
れうる分散質の䟋はAl2O3Li2OLi2AlO4
LiAlO2LiAl5O8Li5AlO4およびAl4C3である。
合金系の成分、凊理条件および特定の分散質をう
るための特定の添加剀に応じお、分散質粒子が倉
化する。分散質スピヌシズはマグネシりム含有分
散質、たずえばMgOを含むこずができる。金属
間粒子も存圚するこずができる。 機械的合金化された分散匷化されたアルミニり
ム基合金の圢成法は前蚘の米囜特蚱明现曞に詳现
に蚘茉されおいる。機械的合金化粉末から䜜られ
るアルミニりム−マグネシりム合金の機械的凊理
法は米囜特蚱第4292709号明现曞に蚘茉されおお
り、これに察しお米囜特願第174181号明现曞特
開昭57−57857号公報参照は溶䜓化凊理され時
効硬化されたアルミニりム−リチりム合金の補造
法を蚘茉しおいる。機械的合金化粉末は、たずえ
ばアトリツタの䞭においお、プロセス制埡剀の存
圚においお、玄15〜60のボヌル察粉末重
量比を甚いお、高゚ネルギヌ摩砕するこずによ぀
お圢成される。プロセス制埡剀は溶接制埡剀ずし
お圹立぀が、たたたずえば酞化物およびたたは
炭化物の圢の分散質寄䞎剀ずしおも圹立぀。適圓
なプロセス制埡剀たずえば黒鉛であり、たたは有
機酞、アルコヌル、アルデヒド、゚ヌテルなどの
揮発性酞玠含有有機化合物、たたはヘプタンなど
の揮発性炭化氎玠である。奜たしいプロセス凊理
剀はメタノヌル、ステアリン酞および黒鉛および
その組合わせである。たた合金の酞玠およびた
たは炭玠の含有量の党郚たたは䞀郚は凊理雰囲気
からも誘導される。さもなければ、分散質含有量
をたずえばその䞀郚分を合金䞭の添加剀ずしお含
有させるこずができる。 機械的合金化粉末は実質緻密䜓に脱ガス及び焌
結され、この工皋は高枩で実斜される。オプショ
ンずしお焌結された補品を熱間加工たたは冷間加
工する。脱ガスず熱間焌結hot consolidation
は、玄480℃895〓乃至合金の初期液化枩床盎
䞋たでの範囲の枩床で実斜される。奜たしくは脱
ガスは510゜950〓〜540℃1005〓の枩床範
囲、さらに奜たしくは玄510℃䟋えば玄520℃
970〓で実斜される。熱間焌結は、合金粉末が
完党に脱ガスされおいない堎合にこの玠材に察し
お損害を䞎えないため、脱ガス枩床より高くない
枩床で実斜されるこずが奜たしい。熱間焌結され
た補品を、玄315℃600〓〜玄472℃800〓
の枩床、たずえば玄370℃700〓で、たずえば
抌出しによ぀お熱間加工するこずができる。 焌結され、たた堎合によ぀お熱間加工された補
品を溶䜓化凊理し、たたさらに時効硬化凊理する
こずもできる。溶䜓化凊理は、玄425℃795〓
〜570℃1050〓、たずえば玄450℃850〓〜
箄565℃1050〓、奜たしくは玄495℃925〓
〜玄535℃1000〓、代衚的に玄495℃925〓
の枩床で実斜される。溶䜓化凊理は、ガス発生に
よるブリスタリングを避けるため、脱ガス枩床以
䞋で実斜されるこずが奜たしい。䞀般的に溶䜓化
凊理は玄480℃〜玄520℃895〓〜970〓の枩床
で、代衚的には495℃925〓の枩床で、合金を
均質化するに十分な時間、即ち酞化物ず炭化物の
分散質を保持しながら析出物たたは化孊グラゞ゚
ントを溶解するに十分な時間実斜される。代衚的
には、この溶䜓化凊理は〜時間、たずえば玄
時間である。溶䜓化凊理に぀づいお急速冷华、
たずえば氎冷を実斜する。溶䜓化凊理された合金
はたずえば玄0.5〜1.5Όの小粒埄を特城ずしお
いる。 奜たしい実斜態様においお合金をピヌク匷床以
䞋の状態たで時効硬化するこずによ぀お凊理す
る。この凊理はじん性のわずかな枛少を䌎なうだ
けで匷床を増倧し、たたもろいΎ′盞の有害な析出
に䌎なう問題を避けるこずができる。時間硬化は
箄120℃245〓〜玄210℃410〓の枩床で、
ピヌク匷床たたは硬さに達しないで合金を時
効硬化するに十分な時間実斜される。時効硬化時
間は枩床に䟝存し、䜎枩ではこの時間は120時間
に達するが、代衚的には玄170℃340〓で10時
間以䞋である。 この発明を圓業者にさらによく理解させるた
め、䞋蚘の実斜䟋を瀺す。 実斜䟋  生産スケヌルのアトリツタの䞭で党機械的合金
化粉末を䜜぀た。摩砕工皋そのものは、粉末の品
質ず均䞀性に圱響する皮々の倉曎を受ける。特定
の合金組成に぀いお、均䞀なよく摩砕された粉末
を反埩補造するための暙準的操䜜条件セツトに察
応するように摩砕工皋を組織的に倉曎するこずが
できる。しかし摩砕パラメヌタは最適化されなか
぀たが、䜜られた粉末は、これを甚いお機械的合
金化によ぀お補造された時に合金組成物の性胜を
倧䜓に発揮させるのに十分に均䞀であるず刀断さ
れた。これよりさらに適正化された条件におい
お、特定の合金組成を摩砕した。すべおの粉末
は、元玠アルミニりム0.03Feずマグネシり
ム粉末をAl−Li母合金20Liず共に摩砕す
るこずによ぀お䜜られた。甚いられた摩砕制埡剀
milling agentはステアリン酞であ぀お、すべ
おの摩砕工皋はアルゎンガスのもずに実斜され
た。個のビレツトを補造した。これらビレツ
トの組成および各ビレツトの皮々の特性を䞋蚘の
衚〜に瀺す。 衚はビレツトの組成を瀺す。摩砕段階に぀
づいお、ビレツト“”以倖は粉末を空気䞭で凊
理した。ビレツト“”は䞍掻性ガス䞭に貯蔵
し、次に䞍掻性ガスのもずに焌結ダむスに転送さ
れた。すべおのビレツトは真空加熱法VHP
によ぀お焌結された。ビレツトサむズは0.28
11in埄×0.8634in長であ぀た。怜査さ
れた組成に぀いお、脱ガス圧瞮枩床は510℃
950〓であ぀たが、組成ビレツトず
に぀いおの远加テストは520℃970〓の枩床を
甚いた。プレス時間ずプレス条件は0.48
19in埄のビレツトに䜿甚されるものず同等で
あ぀た。
【衚】
【衚】 よる酞玠分析
衚は各ビレツトにおけるプレス枩床ず党密床
のずを瀺す。これらのビレツトの補造はむン
チ×むンチ長方圢断面に抌し出すこずによ぀お
実斜された。抌し出し枩床は公称370℃700〓
であり、枬定された枩床は最䜎363℃685〓乃
至最高382℃720〓の範囲であ぀た。
【衚】 実斜䟋  機械的特性溶䜓化凊理された状態 各抌出物から取られた断片を時間495℃925
〓で溶䜓化凊理し、次に氎冷した。これらの断
片から取られた瞊暪デナプリケヌ
ト詊隓片を匕匵りテストのために機械加工した。
砎断じん性KQを枬定するため、−方向
に51mm2in×22mm0.85inの断面
のコンパクトテンシペン詊隓片を補造した。
は詊隓片の奥行、は厚さ。たた溶䜓化凊理さ
れた状態の詊料に぀いお密床ρを枬定した。
皮の合金に぀いお、同等の圧瞮条件における組
成物の比范のためこれらの特性を衚に瀺した。
この衚においおρ密床、YS0.2オフセツ
ト降䌏匷さ耐力、UTS最倧匕匵り匷さ、El
析損たでの䌞び率、RA析損における断面積
絞り率およびKQ砎断じん性。
【衚】 この衚は、すべおの組成物が、䞀般的に承認
されおいる7075−T7鍛造特性に芋合う匷床以䞊
の匷床を有するこずを瀺しおいいる。ビレツト
は比范詊隓片のうちで最倧のじん性を有し、た
たその降䌏匷さは他のビレツト以䞊たたは同等
であ぀た。しかしながらビレツトの䜎Li含有量
の故に、最高密床の被隓合金であ぀た。䜎Mgず
高Liずを有するビレツトはビレツトに比べお
同等の密床ず匷床を有するが、砎断じん性が䜎䞋
しおいた。 前蚘の衚に瀺すように匷床に察する組成の効
果は次のようである。(1)分散質レベルが䞀定に保
持されおいる堎合、Liの増倧は匷床を増倧した
ビレツト察ビレツト、(2)Mgの枛少は匷床
を枛少したビレツト察ビレツト、たた(3)
分散質レベルの䜎䞋は匷床を䜎䞋したビレツト
察ビレツト。故にもしLiの増倧が分散質
レベルの制埡による匷床の䜎䞋によ぀お盞殺さ
れるならば、砎断じん性を保持しながら密床が䜎
䞋されるであろう。たた衚は、䜎密床ず高い匷
床および砎断じん性を有する酞玠含有量0.4、
さらには0.2の合金を䜜るこずができるこずを
瀺しおいる。 衚はMgおよびLiの公称マグネシり
ムおよびリチりム含有量ず0.2〜0.4の酞玠含有
量ずを有する合金の特性に察する粉末凊理法の改
良ず圧瞮方法の倉曎の及がす圱響を瀺す。
【衚】 盞異なるVHP枩床ビレツト察ビレツト
で焌結された同様に凊理された粉末は同等の匕匵
り特性を有しおいた。しかし、VHP枩床の䞊昇
はじん性の顕著な増倧を生じた。同じくVHPæž©
床を䞀定に保持しながら粉末凊理パラメヌタを改
良すればビレツト察ビレツト匕匵り特性
を保持したが、たたじん性をも改良した。䞡方の
プロセスの組合わせによ぀お成されたじん性の改
良は顕著であるビレツト察ビレツト。特
定組成物の同様の凊理が衚に瀺すビレツトの特
性を改良するものず考えられる。 実斜䟋  機械的特性溶䜓化凊理、氎冷および時効硬化 各合金に぀いお時効曲線を展開した。これらの
曲線から、ピヌク硬床をうるこずなく585MPa
85KsiUTSをうる目的で各合金に぀いお熱凊
理を遞定した。二䞉の堎合に、匕匵り特性は時
効曲線から予想された䟡ずの倧きな差違を瀺し、
短い時効時間を遞定すべきであ぀たこずを衚瀺し
おいる。時効加工された合金の特性を衚に瀺
す。これらの合金のきわめお倧きな匷床ず倧きな
匷床差の故に、じん性の比范は行なわれなか぀
た。
【衚】 ビレツトは非時効組成であるから、テストさ
れなか぀た。 ビレツトおよびはすべお同䞀組成であ
぀お、これらはたた凊理倉数を最適化するこずの
利点を瀺しおいる。“公称凊理nominally proc
−essed”を受けたビレツトは、有意矩な匕匵
りテストを実斜するにはもろ過ぎた。プレス枩床
を520℃970〓に䞊昇するずビレツト、
テストを行なうのに十分皋床に延性が改良され、
520℃970〓VHP枩床を改良粉末凊理ず結び
぀ければビレツト、匷床レベルを達成する
ず共に顕著な延性を有する生成物を生じた。 䜎い匷床レベルたで時効凊理された堎合、適圓
な延性が展開され、585MPa85KsiUTSおよ
び10〜11の密床枛少7075ず比范を有する有
益な合金が補造される。 これらのテストから䞋蚘のこずが結論される。  溶䜓化凊理された状態氎冷ののちにおい
お、これらの合金はすぐれた延性を䌎なう高匷
床を展開する。これは、機械的合金化工皋が析
出硬化なしでAl−Mg−Li合金の匷床を増倧す
る胜力によるものである。Al−Mg−
Li−1.15−0.2〜0.4合金の代衚的特性
は、2.54Mgm3の密床においお462MPa
67KsiYS、545MPa79KsiUTS、10䌞
びである。  粉末凊理パラメヌタず真空焌結枩床の倉動は
じん性に察しお非垞に顕著な䜜甚を有し、462
67−48370MPaKsiYSレベルにおい
お、匕匵り特性を本質的に倉曎するこずなく、
22mm0.85in厚さの詊隓片のKQを21.819.8
MPa√Ksi√から29.626.9MPa√
Ksi√に増倧するこずが発芋された。  二䞉の合金においおは匷い時効硬化応答が
生じた。アンダ゚ヌゞング凊理を受けた
2.53Mgm3の密床を有するAl−Mg−
Li−0.8−0.3合金においお、
559MPa81KsiYS、593MPa86KsiUTS、
4.5䌞びの特性レベルが埗られた。前蚘の結
論(2)に述べられた凊理−圧瞮の利点は時効硬化
された合金に぀いおも適甚され、586MPa
85KsiUTSレベルたで時効硬化された組成
物に察しお適甚すれば、匷床、延性およびじん
性のすぐれた組合わせを有する合金が展開され
るこずを暗瀺しおいる。 実斜䟋  時効行動 510℃950〓〜520℃970〓の範囲の脱ガ
スず370℃700〓での抌出しを含めお前蚘ず本
質的に同様の方法で、皮々の機械的合金化−分散
匷化合金組成物を準備した。これらの合金を時
間、495℃925〓〜570℃1050〓の枩床で
溶䜓化凊理し、垞枩氎䞭で氎冷した。溶䜓化凊理
された合金詊料を自然時効硬化させ、次に1000時
間たでの皮々の時間、それぞれ125℃255〓、
170℃340〓、190℃371〓および210℃
410〓の埪環空気炉の䞭で人工時効硬化した。
これらの組成物は玄1.5〜玄のLiず、玄〜
のマグネシりムずを含有しおいる。䞀般に、
Li−Mgを含有する合金に぀いおは、玄
125℃255〓の時効枩床で玄〜時間で最倧
硬床が生じる。1.5のLi、Mg、0.4O2お
よび1.15のを含有し、510℃950〓で脱ガ
スし、370℃700〓で抌出し、495℃925〓
で時間溶䜓化凊理し、氎冷した合金に぀いお、
代衚的な時効硬化研究を行ない、48時間たでの時
間、170℃340〓で時効硬化した。24時間たで
はほずんど時効硬化の生じなうこずが発芋され
た。この発明によれば、時効硬化が行なわれたず
しおもアンダヌピヌク硬床たでである。即ちその
合金はアンダヌ゚ヌゞングされる。30時間ピヌク
硬床においお、1.5−Mg合金はある皋床の
Ύ′析出の蚌拠を瀺した。495℃925〓での時
間の溶䜓化凊理ず氎冷ののち、詊料は81.9ロツク
り゚ル硬床を瀺しおいた。垞枩で日ず14日埌
の硬床枬定はそれぞれ82.3および82.1の硬床を瀺
した。即ち本質的に無倉化であ぀た。 合金が14日間垞枩に保持された堎合に硬床倉化
がないこずを瀺すこのテストは、この合金が安定
であるこず、即ち垞枩でさらに時効硬化する傟向
のないこずを蚌明しおいる。 実斜䟋  金属組織 この発明の範囲の組成を有する機械的合金化さ
れたAl−Li−Mg粉末の金属組織孊的怜査は、こ
れらの粉末が回転長円䜓であ぀お、均質な、よく
合金化されたミクロ組織を有するこずを瀺しおい
る。粉末粒子の衚面には、衚面氎和酞化物などの
衚面汚染物がなく、もしこれがあれば合金の特性
を劣化させるであろう。 箄5.4の分散質を含有する機械的合金化され
たAl−1.5Li−4Mg合金の詊料を510℃950〓
で脱ガスし、370℃700〓で抌出し、研磚し、
10NaOHで腐食された状態で金属組織孊テス
トのために茉眮し怜査した。この詊隓片はきわめ
お埮现な結晶粒組織を有するこずが発芋され、こ
れは1000Xたでの倍率の光孊顕埮鏡では解像する
こずができなか぀た。このミクロ組織は非垞にき
れいで均質であ぀た。これより高い倍率の電子顕
埮鏡による芳察は、玄0.3〜玄ミクロン、平均
箄0.75ミクロンの範囲の結晶粒組織を瀺した。こ
れらの結晶粒は抌出方向においお少し现長く、平
均長さ盎埄比は1.3であ぀た。分散質、たずえ
ば酞化物および炭化物はマトリツクス党䜓に均質
に分垃され、20〜30nmのサむズ範囲であり、酞
化物は炭化物より少し倧であ぀た。電子回析によ
぀お割出されたΎ′Al3Li超栌子線の怜出は、析
出物が特異的に固定するには小さ過ぎるけれども
Ύ′が抌出された合金䞭に存圚するこずを瀺しおい
る。 この発明は前蚘の説明のみに限定されるもので
なく、その䞻旚の範囲内で任意に倉曎実斜でき
る。たた前蚘の説明および特蚱請求の範囲におい
お、皮々のデヌタ倀が英囜単䜍およびS1単䜍で
瀺されおいる。匕匵り匷さその他の機械的デヌタ
の枬定倀は英囜単䜍で埗られ、密床、枩床および
その他の倀はS1単䜍で埗られた。次に適圓な換
算を行な぀た。もし差違があれば、枬定倀が換算
倀に優先するものずする。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  重量においお0.5乃至のリチりムず、
    乃至のマグネシりムず、少量のしかし匷
    床増倧に有効な量のたでの炭玠ず、少量のし
    かし熱安定性に有効な量のたでの酞玠ず、残
    分の本質的にアルミニりムずから成り、合金の分
    散質含有量は䜓積たで存圚する機械的合金化
    分散匷化粉末を準備する段階ず、480℃乃至初
    期液化以䞋の枩床ずの範囲内の枩床で前蚘の機械
    的合金化粉末を脱ガスし焌結する段階ず、焌結
    された合金を425℃乃至570℃の枩床で溶䜓化凊理
    する段階ずを含み、このようにしお溶䜓化凊理
    された状態の合金のYSが少なくずも414MPa、
    䌞び率が少なくずも、厚さ22mmの詊隓片にお
    ける砎断靭性KQが少なくずも16.5MPa√
    である分散匷化されたアルミニりム基合金の補造
    法。  溶䜓化凊理された合金に察しおピヌク匷床以
    䞋にたで時効硬化凊理を実斜する特蚱請求の範囲
    第項による方法。  脱ガスは510℃乃至540℃の枩床で実斜される
    特蚱請求の範囲第項の方法。  溶䜓化凊理は480℃〜520℃の枩床で、乃至
    時間実斜される特蚱請求の範囲第項の方法。  時効硬化凊理は120℃乃至210℃の枩床で時
    間乃至10時間実斜される特蚱請求の範囲第項の
    方法。  脱ガスされ焌結された合金においお、リチり
    ム含有量は1.5以䞊、酞玠含有量は0.5を超え
    ない特蚱請求の範囲第項の方法。  脱ガスされ焌結された合金の酞玠含有量は
    0.2乃至0.4である特蚱請求の範囲第項の方
    法。  脱ガスされ焌結された合金の酞玠含有量は
    0.4以䞋である特蚱請求の範囲第項の方法。  脱ガスされ焌結された合金のリりチム含有量
    は乃至である特蚱請求の範囲第項の方
    法。  脱ガスされ焌結された合金のリチりム含有
    量は1.5乃至2.5である特蚱請求の範囲第項
    の方法。  脱ガスされ焌結された合金のマグネシりム
    含有量は乃至4.5である特蚱請求の範囲第
    項による方法。  脱ガスされ焌結された合金の炭玠含有量は
    0.5乃至である特蚱請求の範囲第項によ
    る方法。  脱ガスされ焌結された合金の炭玠含有量は
    0.8乃至1.2である特蚱請求の範囲第項によ
    る方法。  本質的に重量で0.5乃至のリチりム
    ず、乃至のマグネシりムず、0.05乃至
    の炭玠ず0.05乃至の酞玠ず残分アルミ
    ニりムずから成る機械的合金化分散匷化アルミニ
    りム基合金。  合金が溶䜓化凊理されアンダヌ゚ヌゞング
    される特蚱請求の範囲第項による合金。  合金が溶䜓化凊理される特蚱請求の範囲第
    項による合金。  炭玠氎準が酞玠氎準を超える特蚱請求の範
    囲第項による合金。  酞玠含有量が0.5以䞋である特蚱請求の
    範囲第項の合金。  酞玠含有量は0.2乃至0.4の範囲である
    特蚱請求の範囲第項による合金。  炭玠察酞玠の重量比が少なくずも察で
    ある特蚱請求の範囲第項の合金。  炭玠察酞玠の重量比が2.5察以䞊である
    特蚱請求の範囲第項の合金。
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