JPH01272743A - 耐熱性に優れた高力アルミニウム合金 - Google Patents
耐熱性に優れた高力アルミニウム合金Info
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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
（産業上の利用分野）
本発明は耐熱性に優れた高力アルミニウム合金に係り、
特に高温雰囲気にて使用されるエンジン、コンプレッサ
ー等の部品や、真空機器の構成部品等の材料に適するア
ルミニウム合金に関する。 （従来の技術及び解決しようとする課題）従来、エンジ
ン、コンプレッサー等の部品には鉄系の材料が使用され
ていた。しかし、最近は、それらの機械類の出力、燃料
効率の向上の観点から、それらの部品の軽量化の要望が
高まってきている。 また、真空機器にあっては、その構成部品にアルミニウ
ム合金を使用するとガス発生率や残留放射能が小さくな
ることから、アルミ部材の利用が進んできている。 ところで、これらの機器や部材は、常温から２゜００℃
に至る広い温度範囲で使用されることが多く、このため
、常温のみならず、高温においても強度の高い材料が必
要となっている。 この点、アルミ材料の中では７０７５等のＡＱ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金が常温において最も強度が高いことが知られ
ている。しかし、これらのアルミニウム合金は高温で長
時間保持した場合、強度が急激に低下するという欠点が
ある。 一方、耐熱アルミニウム合金としては２６１８合金、２
２１９合金などがあるが、これらの材料の高温強度も十
分でない。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、常温から２０
０℃までの広い温度域で、従来の耐熱アルミニウム合金
（２６１８，２２１９）よりも高強度を有し且つ耐熱性
に優れた高力アルミニウム合金を提供することを目的と
するものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者等は、先に常温強度
及び高温強度ともに優れた高力アルミニウム合金を提案
した０本合金は、２６１８合金に比べてＣｕ量を増加し
て常温強度を増大せしめ、またＭｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖの
添加により繊維組織化して常温及び高温での強度を増大
せしめ、耐熱性は高温で安定なＮｉ−Ｆｅの微細化合物
で付与したものである。 しかし、その後の研究により、Ｎｉ−Ｆｅの微細化合物
による耐熱性付与機構ではＮｉ量が比較的多量に必要と
することから、Ｎｉ量を節減しても耐熱性を付与し得る
新たな耐熱機構を見い出すべく鋭意研究を重ねた。 その結果、ＮｉはＦｅと共に多量に添加すると前記のよ
うな耐熱性が得られるものの、Ｎｉ量を少なくした場合
、Ｎｉ単体では高温強度の向上効果があるが、Ｆｅが同
時に多く含まれていると高温強度が低下し、Ｆｅはむし
ろ耐熱性に対して有害な元素であることが判明し、ここ
に、Ｎｉが少なく、Ｆｅを実質的に添加しないで耐熱性
を付与し得る安価な高力アルミニウム合金を見い出した
のである。 すなわち、本発明に係る耐熱性に優れた高力アルミニウ
ム合金は、Ｃｕ：２．５〜４．０％、Ｍｇ： １ 。 ０〜２．０％及びＮｆ： ０ 、３〜１．２％を含有し
、更にＭｎ：０．６％以下、Ｓｉ：０．６％以下及びｚ
ｒ：０．００６〜０．３％を含有し、残部がＡΩ及び不
可避的不純物からなることを特徴とするものである。 以下に本発明における化学成分の限定理由を説明する。 Ｃｕ： Ｃｕは常温及び高温強度を向上させるのに必要不可欠の
元素である。しかし、含有量が２．５％未満では強度向
上の効果は少なく、一方、４．０％超えて含有すると、
融点が低下するため、逆に強度が低下することになる。 したがって、Ｃｕ量は２．５〜４．０％の範囲とする。 Ｍｇ： ＭｇはＣｕと同様に常温及び高温強度を向上させるのに
必要不可欠の元素である。しかし、含有量が１．０％未
満では強度向上の効果は少なく、−方、２．０％を超え
て含有すると逆に強度が低下する。したがって、Ｍｇ量
は１．０〜２．０％の範囲とする。 Ｎｉ： Ｎｉは高温強度を向上させる元素である。しかし、含有
量が０．３％未満ではＡ２□Ｎｉ等の化合物量が少なく
なって強度向上の効果は少なく、−方、１．２％を超え
ると合金中のＣｕと結び付いて晶出物となり、Ｃｕ量が
減少し、逆に強度は低下する。したがって、Ｎｉ量は０
．３〜１．２％の範囲とする。 Ｍｎ： Ｍｎは高温強度を向上させる元素である。しかし、０．
６％を超えて多量に含有すると押出加工性、鍛造加工性
を劣化させることになる。したがって、Ｍｎ量は０．６
％以下とする。 Ｓｉ： Ｓｉは主に常温において強度を向上させる元素である。 常温〜１５０℃の温度での強度は０．５％がピークを示
す。しかし、０．６％を超えて含有すると高温で粗大化
し易いＭｇＳｉ析出物の量が増加するため、２００℃以
上の温度で急激に強度が低下する。したがって、Ｓｉ量
は２００℃以下での強度を重視して０．６％以下とする
。 Ｚｒ： Ｚ「は常温から高温において強度を向上させる元素であ
る。しかし、含有量が０．０６％未満ではその効果は小
さく、一方、０．３％を超えて含有すると巨大晶出物の
発生により、強度が低下する。したがって、Ｚｒ量は０
．０６〜０．３％の範囲とする。 なお、これらの上記成分以外に、鋳塊組織を微細化し、
機械的性質を安定化させるためにＴｉを０．００１〜０
．２％含有させてもよい。 しかし、Ｆｅは耐熱性に有害な元素であり、特にＮｉ量
が１．０％以下と少なくなるほど強度を低下させるので
、実質的に添加すべきでない。０゜５％以下に規制する
のが好ましい。 上記化学成分を有する高力アルミニウム合金は、従来と
同様に、鋳造、押出加工、鍛造加工、溶体化処理等を含
む工程により製造され、製品加工に供される。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を常法
により溶製し、１５５ｍｍφのビレットに鋳造した後、
所定の均質化処理を行い、押出温度 ４５０”Ｃの条件
で２３■φの丸棒を押出した。 その後、丸棒引張試験片を作成し、Ｔ６処理を施した後
、常温強度並びに高温長時間保持後（１５０℃又は２０
０℃Ｘ１０００ｈｒ）の高温強度を測定した。その結果
を第１表に示す。なお、比較のため、２６１８合金、２
２１９合金及び７０７５合金についても併記した。 同表より、本発明合金Ｈａ １〜Ｈａ ５は、常温から
２００℃の温度範囲で、従来の耐熱合金である２６１８
合金（＆７）、２２１９合金（＆８）よりも強度が高く
、耐熱性に優れた高力アルミニウム合金であることがわ
かる。 また、７０７５合金（Ｎα９）との比較においては、常
温強度が若干劣るものの、高温強度においては遥かに優
れた特性を有している。 更に、Ｆｅを添加した比較合金Ｈａ ６やＮｉを多く含
む比較合金ＮＱＩ Ｏ，或いはＮｉを含まない比較合金
＆ｌｌは、本発明合金よりも特に高温強度が低い。
特に高温雰囲気にて使用されるエンジン、コンプレッサ
ー等の部品や、真空機器の構成部品等の材料に適するア
ルミニウム合金に関する。 （従来の技術及び解決しようとする課題）従来、エンジ
ン、コンプレッサー等の部品には鉄系の材料が使用され
ていた。しかし、最近は、それらの機械類の出力、燃料
効率の向上の観点から、それらの部品の軽量化の要望が
高まってきている。 また、真空機器にあっては、その構成部品にアルミニウ
ム合金を使用するとガス発生率や残留放射能が小さくな
ることから、アルミ部材の利用が進んできている。 ところで、これらの機器や部材は、常温から２゜００℃
に至る広い温度範囲で使用されることが多く、このため
、常温のみならず、高温においても強度の高い材料が必
要となっている。 この点、アルミ材料の中では７０７５等のＡＱ−Ｚｎ−
Ｍｇ系合金が常温において最も強度が高いことが知られ
ている。しかし、これらのアルミニウム合金は高温で長
時間保持した場合、強度が急激に低下するという欠点が
ある。 一方、耐熱アルミニウム合金としては２６１８合金、２
２１９合金などがあるが、これらの材料の高温強度も十
分でない。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、常温から２０
０℃までの広い温度域で、従来の耐熱アルミニウム合金
（２６１８，２２１９）よりも高強度を有し且つ耐熱性
に優れた高力アルミニウム合金を提供することを目的と
するものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者等は、先に常温強度
及び高温強度ともに優れた高力アルミニウム合金を提案
した０本合金は、２６１８合金に比べてＣｕ量を増加し
て常温強度を増大せしめ、またＭｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖの
添加により繊維組織化して常温及び高温での強度を増大
せしめ、耐熱性は高温で安定なＮｉ−Ｆｅの微細化合物
で付与したものである。 しかし、その後の研究により、Ｎｉ−Ｆｅの微細化合物
による耐熱性付与機構ではＮｉ量が比較的多量に必要と
することから、Ｎｉ量を節減しても耐熱性を付与し得る
新たな耐熱機構を見い出すべく鋭意研究を重ねた。 その結果、ＮｉはＦｅと共に多量に添加すると前記のよ
うな耐熱性が得られるものの、Ｎｉ量を少なくした場合
、Ｎｉ単体では高温強度の向上効果があるが、Ｆｅが同
時に多く含まれていると高温強度が低下し、Ｆｅはむし
ろ耐熱性に対して有害な元素であることが判明し、ここ
に、Ｎｉが少なく、Ｆｅを実質的に添加しないで耐熱性
を付与し得る安価な高力アルミニウム合金を見い出した
のである。 すなわち、本発明に係る耐熱性に優れた高力アルミニウ
ム合金は、Ｃｕ：２．５〜４．０％、Ｍｇ： １ 。 ０〜２．０％及びＮｆ： ０ 、３〜１．２％を含有し
、更にＭｎ：０．６％以下、Ｓｉ：０．６％以下及びｚ
ｒ：０．００６〜０．３％を含有し、残部がＡΩ及び不
可避的不純物からなることを特徴とするものである。 以下に本発明における化学成分の限定理由を説明する。 Ｃｕ： Ｃｕは常温及び高温強度を向上させるのに必要不可欠の
元素である。しかし、含有量が２．５％未満では強度向
上の効果は少なく、一方、４．０％超えて含有すると、
融点が低下するため、逆に強度が低下することになる。 したがって、Ｃｕ量は２．５〜４．０％の範囲とする。 Ｍｇ： ＭｇはＣｕと同様に常温及び高温強度を向上させるのに
必要不可欠の元素である。しかし、含有量が１．０％未
満では強度向上の効果は少なく、−方、２．０％を超え
て含有すると逆に強度が低下する。したがって、Ｍｇ量
は１．０〜２．０％の範囲とする。 Ｎｉ： Ｎｉは高温強度を向上させる元素である。しかし、含有
量が０．３％未満ではＡ２□Ｎｉ等の化合物量が少なく
なって強度向上の効果は少なく、−方、１．２％を超え
ると合金中のＣｕと結び付いて晶出物となり、Ｃｕ量が
減少し、逆に強度は低下する。したがって、Ｎｉ量は０
．３〜１．２％の範囲とする。 Ｍｎ： Ｍｎは高温強度を向上させる元素である。しかし、０．
６％を超えて多量に含有すると押出加工性、鍛造加工性
を劣化させることになる。したがって、Ｍｎ量は０．６
％以下とする。 Ｓｉ： Ｓｉは主に常温において強度を向上させる元素である。 常温〜１５０℃の温度での強度は０．５％がピークを示
す。しかし、０．６％を超えて含有すると高温で粗大化
し易いＭｇＳｉ析出物の量が増加するため、２００℃以
上の温度で急激に強度が低下する。したがって、Ｓｉ量
は２００℃以下での強度を重視して０．６％以下とする
。 Ｚｒ： Ｚ「は常温から高温において強度を向上させる元素であ
る。しかし、含有量が０．０６％未満ではその効果は小
さく、一方、０．３％を超えて含有すると巨大晶出物の
発生により、強度が低下する。したがって、Ｚｒ量は０
．０６〜０．３％の範囲とする。 なお、これらの上記成分以外に、鋳塊組織を微細化し、
機械的性質を安定化させるためにＴｉを０．００１〜０
．２％含有させてもよい。 しかし、Ｆｅは耐熱性に有害な元素であり、特にＮｉ量
が１．０％以下と少なくなるほど強度を低下させるので
、実質的に添加すべきでない。０゜５％以下に規制する
のが好ましい。 上記化学成分を有する高力アルミニウム合金は、従来と
同様に、鋳造、押出加工、鍛造加工、溶体化処理等を含
む工程により製造され、製品加工に供される。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を常法
により溶製し、１５５ｍｍφのビレットに鋳造した後、
所定の均質化処理を行い、押出温度 ４５０”Ｃの条件
で２３■φの丸棒を押出した。 その後、丸棒引張試験片を作成し、Ｔ６処理を施した後
、常温強度並びに高温長時間保持後（１５０℃又は２０
０℃Ｘ１０００ｈｒ）の高温強度を測定した。その結果
を第１表に示す。なお、比較のため、２６１８合金、２
２１９合金及び７０７５合金についても併記した。 同表より、本発明合金Ｈａ １〜Ｈａ ５は、常温から
２００℃の温度範囲で、従来の耐熱合金である２６１８
合金（＆７）、２２１９合金（＆８）よりも強度が高く
、耐熱性に優れた高力アルミニウム合金であることがわ
かる。 また、７０７５合金（Ｎα９）との比較においては、常
温強度が若干劣るものの、高温強度においては遥かに優
れた特性を有している。 更に、Ｆｅを添加した比較合金Ｈａ ６やＮｉを多く含
む比較合金ＮＱＩ Ｏ，或いはＮｉを含まない比較合金
＆ｌｌは、本発明合金よりも特に高温強度が低い。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明の高力アルミニウム合金は
、常温強度はもとより、高温で長時間保持しても高強度
を有し、従来の耐熱アルミニウム合金よりも高温強度を
有している。また比較的少ないＮｉ量で耐熱性を付与で
きるので、経済的である。 したがって、エンジン、コンプレッサーや真空機器等の
ように常温から高温雰囲気まで使用される機械類の構成
部品の材料として最適のものである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚
、常温強度はもとより、高温で長時間保持しても高強度
を有し、従来の耐熱アルミニウム合金よりも高温強度を
有している。また比較的少ないＮｉ量で耐熱性を付与で
きるので、経済的である。 したがって、エンジン、コンプレッサーや真空機器等の
ように常温から高温雰囲気まで使用される機械類の構成
部品の材料として最適のものである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚
Claims (2)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃｕ：２．５〜４．０
％、Ｍｇ：１．０〜２．０％及びＮｉ：０．３〜１．２
％を含有し、更にＭｎ：０．６％以下、Ｓｉ：０．６％
以下及びＺｒ：０．００６〜０．３％を含有し、残部が
Ａｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする耐熱
性に優れた高力アルミニウム合金。 - （２）Ｔｉ０．００１〜０．２％を添加含有させた請求
項１記載の耐熱性に優れた高力アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323688A JPH01272743A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 耐熱性に優れた高力アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323688A JPH01272743A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 耐熱性に優れた高力アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272743A true JPH01272743A (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=14348813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10323688A Pending JPH01272743A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 耐熱性に優れた高力アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01272743A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5457020A (en) * | 1992-12-18 | 1995-10-10 | Eastman Kodak Company | Photographic material and process comprising a bicyclic pyrazolo coupler |
| EP2036993A1 (en) * | 2006-06-29 | 2009-03-18 | Hitachi Metals Precision, Ltd. | Casting aluminum alloy, cast compressor impeller comprising the alloy, and process for producing the same |
| JP2010013732A (ja) * | 2009-08-07 | 2010-01-21 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金材およびアルミニウム合金ブレージングシート |
| EP1557567A3 (en) * | 2004-01-26 | 2010-12-29 | Furukawa-Sky Aluminum Corporation | Cast aluminum alloy compressor wheel for a turbocharger |
| JP2014162958A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Uacj Corp | アルミニウム合金およびその製造方法 |
| JP2017503086A (ja) * | 2013-12-13 | 2017-01-26 | リオ ティント アルカン インターナショナル リミテッドＲｉｏ Ｔｉｎｔｏ Ａｌｃａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 改善された高温性能を有するアルミニウム鋳造合金 |
| CN110656268A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-07 | 黄山市龙跃铜业有限公司 | 一种高强度抗疲劳铝合金及其制备方法 |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10323688A patent/JPH01272743A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5457020A (en) * | 1992-12-18 | 1995-10-10 | Eastman Kodak Company | Photographic material and process comprising a bicyclic pyrazolo coupler |
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| CN110656268A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-07 | 黄山市龙跃铜业有限公司 | 一种高强度抗疲劳铝合金及其制备方法 |
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