JPH0234739A - 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 - Google Patents
高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金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
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、靭性に優れ且つ高い抗張力を有し、自動車の
足廻り等の1強度を必要とする部材に使用されるAΩ−
81−Mg系の鋳造用アルミニウム合金に関するもので
ある。
足廻り等の1強度を必要とする部材に使用されるAΩ−
81−Mg系の鋳造用アルミニウム合金に関するもので
ある。
(従来の技術)
自動車等の強度部材に使用される鋳造品は、強度、安全
性が重要であり、鋳造品の健全性はもちろん、靭性とく
に対衝撃性、高い伸び、耐力、及び高い抗張力を有する
良好な機械的性質が要求される。
性が重要であり、鋳造品の健全性はもちろん、靭性とく
に対衝撃性、高い伸び、耐力、及び高い抗張力を有する
良好な機械的性質が要求される。
従来、こうした機械的性質を比較的満足するものとして
、Al2〜81−Mg系の合金に於いてはA356合金
を用いたり、Sb、Ce、Cd等を添加して、その機械
的性質・を向上させた合金が使用されている。しかし、
自動車、特に乗用車等の軽量化により、従来鉄系の材質
を用いていた部材には、更に高レベルの機械的性質が要
求されており、A356等の公知合金では対処すること
が困難である。
、Al2〜81−Mg系の合金に於いてはA356合金
を用いたり、Sb、Ce、Cd等を添加して、その機械
的性質・を向上させた合金が使用されている。しかし、
自動車、特に乗用車等の軽量化により、従来鉄系の材質
を用いていた部材には、更に高レベルの機械的性質が要
求されており、A356等の公知合金では対処すること
が困難である。
特開昭61−601619号には、Be≦0.1%、T
i: 0.02〜0.2%、B:0.002〜0.01
%含有のアルミニウム合金が示されているが、これはT
iとBによる結晶粒微細化効果をねらっているものであ
り、また、特公昭61−40300号にはBe: 、0
.002〜0.01%。
i: 0.02〜0.2%、B:0.002〜0.01
%含有のアルミニウム合金が示されているが、これはT
iとBによる結晶粒微細化効果をねらっているものであ
り、また、特公昭61−40300号にはBe: 、0
.002〜0.01%。
Ca:0.01〜0.07%含有の合金が示されている
が、これはCaによる金属光沢を有する合金を目的とし
たものである。特開昭61−310617にはsb≦0
.2%、Sr≦0.01%1Mn≦0.2%、TiS2
.2%、Be: 0.05〜0.4%を含有し、強度
及び靭性改善を目的としたアル、ミニラム合金が開示さ
れている。
が、これはCaによる金属光沢を有する合金を目的とし
たものである。特開昭61−310617にはsb≦0
.2%、Sr≦0.01%1Mn≦0.2%、TiS2
.2%、Be: 0.05〜0.4%を含有し、強度
及び靭性改善を目的としたアル、ミニラム合金が開示さ
れている。
(発明が解決しようとする問題点)
これまでのJIS規格A356等のA Q −S 1−
Mg系の鋳造用合金では、焼戻し過程でのMg、Siの
析出により靭性、及び対衝撃性が著しく低下する。
Mg系の鋳造用合金では、焼戻し過程でのMg、Siの
析出により靭性、及び対衝撃性が著しく低下する。
T6処理後の機械的性質は、JIS4号テストピースに
於いても、抗張力25 kg/ 11112、耐力12
kg/ ryn 、伸び12%、シャルピー衝撃値3
、2 kg、m/ cylの一例に示すように伸びを
出そうとすると、抗張力、耐力が低く、また熱処理条件
を変えて、抗張力、耐力を高くすると、伸びが低下し強
度部材としては、充分に満足する機械的性質を得ること
が困難であった。
於いても、抗張力25 kg/ 11112、耐力12
kg/ ryn 、伸び12%、シャルピー衝撃値3
、2 kg、m/ cylの一例に示すように伸びを
出そうとすると、抗張力、耐力が低く、また熱処理条件
を変えて、抗張力、耐力を高くすると、伸びが低下し強
度部材としては、充分に満足する機械的性質を得ること
が困難であった。
本発明合金は、上記Al−8i−Mg系の鋳造合金の欠
点を解決して、強度部材に要求される機械的性質を満足
させるアルミニウム合金を提供するものである。
点を解決して、強度部材に要求される機械的性質を満足
させるアルミニウム合金を提供するものである。
(問題点を解決するための手段)
本発明合金はAl−8i−Mg系の鋳造用合金にBe、
Sb、Sr、Mn、Tiを添加して、マトリックスに固
溶、または析出させてT6処理を行なうことにより、F
eの針状晶の成長を抑制し、共晶Siの微細化粒状化を
おこない、切り欠き効果の軽減による靭性、耐衝撃性及
び強度の機械的性質の向上を目的としている。SrとT
iは結晶組織の微細化、BeはFeと化合物をつくりF
e針状晶の成長を抑制するために添加するものである。
Sb、Sr、Mn、Tiを添加して、マトリックスに固
溶、または析出させてT6処理を行なうことにより、F
eの針状晶の成長を抑制し、共晶Siの微細化粒状化を
おこない、切り欠き効果の軽減による靭性、耐衝撃性及
び強度の機械的性質の向上を目的としている。SrとT
iは結晶組織の微細化、BeはFeと化合物をつくりF
e針状晶の成長を抑制するために添加するものである。
すなわち、Si:4.0〜8.0%、Mg:0.2〜0
.8%、Be: 0.003〜0.1%、Fe:0.2
%以下、Sr: 0.002〜0.01%、TiS2.
2%以下の高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金であ
る。
.8%、Be: 0.003〜0.1%、Fe:0.2
%以下、Sr: 0.002〜0.01%、TiS2.
2%以下の高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金であ
る。
本発明における各成分範囲の限定理由は以下の通りであ
る。
る。
Siは鋳造性を良好にするために4.0%以上添加する
が、8.0%を越えると強度、伸びを著しく劣化させる
ので4.0〜8.0%とした。Mgは強度の向上に有効
であるが、0.2%以下であるとその効果が少なく、0
.8%以上になるとBe。
が、8.0%を越えると強度、伸びを著しく劣化させる
ので4.0〜8.0%とした。Mgは強度の向上に有効
であるが、0.2%以下であるとその効果が少なく、0
.8%以上になるとBe。
Srを添加による効果以上に、伸びの低下が顕著となる
ので0.2〜0.8%に限定した。Beは靭性を低下さ
せるFeの針状晶の成長を抑制するために添加するもの
で、厚肉鋳造品で、鋳造時の凝固速度が遅くなるので、
Feの針状晶が粗大化する傾向にある。従って、この場
合にはBe含有量を多くしてFe針状晶を微細化しなけ
ればならない。
ので0.2〜0.8%に限定した。Beは靭性を低下さ
せるFeの針状晶の成長を抑制するために添加するもの
で、厚肉鋳造品で、鋳造時の凝固速度が遅くなるので、
Feの針状晶が粗大化する傾向にある。従って、この場
合にはBe含有量を多くしてFe針状晶を微細化しなけ
ればならない。
薄肉鋳造品では、鋳造時の凝固速度が速いので、Feの
針状晶は微細になる傾向にある。
針状晶は微細になる傾向にある。
しかし、さらに微細化して靭性を改善するにはごく微量
のBe添加でも有効である。
のBe添加でも有効である。
従って、厚肉鋳造製品及び薄肉鋳造品の双方に対応でき
るように、Beの範囲を0.003〜0.1%とした。
るように、Beの範囲を0.003〜0.1%とした。
特開昭61−310617号ではsbとSrを含有した
アルミニウム合金を開示していたが、Sr単独でも、s
bとSrの同時添加と同程度の効果、つまり結晶SLの
微細化により靭性が改善されることが判明したので、S
rの添加のみに変更した。
アルミニウム合金を開示していたが、Sr単独でも、s
bとSrの同時添加と同程度の効果、つまり結晶SLの
微細化により靭性が改善されることが判明したので、S
rの添加のみに変更した。
Srは少なすぎると、共晶Siの微細化効果がなく、ま
た多すぎるとAl1.Srの析出により靭性が低下する
。さらにはSr添加時にガスが溶湯中に吸収され、ガス
欠陥等功発生原因になるので、0.002〜0.01%
の範囲とした。また、Feの含有量以上に添加すると強
度低下の原因となるために最大0.2%とした。
た多すぎるとAl1.Srの析出により靭性が低下する
。さらにはSr添加時にガスが溶湯中に吸収され、ガス
欠陥等功発生原因になるので、0.002〜0.01%
の範囲とした。また、Feの含有量以上に添加すると強
度低下の原因となるために最大0.2%とした。
本発明合金を鋳造後、適切な条件でT6処理を行なうと
、抗張力30kg/m”以上、0.2%耐力22kg/
an2以上、伸び15%以上、シャルピー衝撃値1 、
0 kg、m/cd以上の機械的性質が付与でき、従来
の公知合金に比較して高強度、高靭性の強度部材が可能
となる。
、抗張力30kg/m”以上、0.2%耐力22kg/
an2以上、伸び15%以上、シャルピー衝撃値1 、
0 kg、m/cd以上の機械的性質が付与でき、従来
の公知合金に比較して高強度、高靭性の強度部材が可能
となる。
第1表は本発明合金とJIS規格356及びA356合
金の成分を比較した表である。
金の成分を比較した表である。
第
表
4Hrで戻しを行い、JISJ号引張り試験片とJIS
a号衝撃試験片を(Uノツチ付)を丸棒より切りだして
行なった。
a号衝撃試験片を(Uノツチ付)を丸棒より切りだして
行なった。
第
表
(数値は重量%)
(実施例)
第1図は、第2表記載の本発明合金の一実施例のAl−
3i−Mg系の合金で、Beの含有量と機械的性質抗張
力(kg/nm 、0.2%耐力(kg/♂)、伸び(
%)、シャルピー衝撃値(kg、 m / aJ )
)、ブリネル硬度の関係を示したものである。試験方法
は両合金共に、加圧力900kg/aJで直径50φ、
長さ140Lの丸棒を溶湯鍛造にて鋳造し、540℃、
7Hrで溶体化、水冷後160℃、第3表の結果より判
るように、本発明合金によって溶湯鍛造したものは、従
来の公知合金(A356)に比べて抗張力、耐力、伸び
、**値共に高い水準にあり、良好なる機械的性質を有
する事が可能である。第2図は従来合金(a)と本発明
合金(b)のミクロ組織を示す。第2図のミクロ組織に
示すように、(a)の従来合金使用の薄肉品、及び厚肉
品共に、Faの針状組織が現われている。また、薄肉品
に比べて厚肉品の方が、 Feの針状晶の長さが約15
〜20−と大きい。
3i−Mg系の合金で、Beの含有量と機械的性質抗張
力(kg/nm 、0.2%耐力(kg/♂)、伸び(
%)、シャルピー衝撃値(kg、 m / aJ )
)、ブリネル硬度の関係を示したものである。試験方法
は両合金共に、加圧力900kg/aJで直径50φ、
長さ140Lの丸棒を溶湯鍛造にて鋳造し、540℃、
7Hrで溶体化、水冷後160℃、第3表の結果より判
るように、本発明合金によって溶湯鍛造したものは、従
来の公知合金(A356)に比べて抗張力、耐力、伸び
、**値共に高い水準にあり、良好なる機械的性質を有
する事が可能である。第2図は従来合金(a)と本発明
合金(b)のミクロ組織を示す。第2図のミクロ組織に
示すように、(a)の従来合金使用の薄肉品、及び厚肉
品共に、Faの針状組織が現われている。また、薄肉品
に比べて厚肉品の方が、 Feの針状晶の長さが約15
〜20−と大きい。
しかし5 (b)の本発明合金については薄肉品及び厚
肉品共にFe針状晶は、微細に分解されて微粒子状にな
っている。
肉品共にFe針状晶は、微細に分解されて微粒子状にな
っている。
また、従来合金使用の薄肉品のFe針状晶は、厚肉品に
比べてFeの針状晶が微細なので、微量のBe含有量で
もFeの針状使用が微粒子状になり機械的性質が改善さ
れる。
比べてFeの針状晶が微細なので、微量のBe含有量で
もFeの針状使用が微粒子状になり機械的性質が改善さ
れる。
(発明の効果)
1 、 A 1212〜5i−系の鋳造用アルミニウム
合金にBe= Srを添加し、適切なるT6処理を行な
うことにより、高靭性、高強度の鋳造用アルミニウム合
金が可能となまた。
合金にBe= Srを添加し、適切なるT6処理を行な
うことにより、高靭性、高強度の鋳造用アルミニウム合
金が可能となまた。
2、機械的性質は抗張力30kg/m”以上、22%耐
力20kg/m’以上、伸び15%以上、シャルピー衝
撃値1.0kg、m/cJ以上で、アルミニウム合金に
よる有用な強度部材が可能となった。
力20kg/m’以上、伸び15%以上、シャルピー衝
撃値1.0kg、m/cJ以上で、アルミニウム合金に
よる有用な強度部材が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明合金の一実施例でBeの含有量によるA
l2〜51−Mg系合金の機械的性質を示した図であり
、第2図は従来合金と本発明合金のミ禾 b 8 ・へ七日)J−犀11霞
l2〜51−Mg系合金の機械的性質を示した図であり
、第2図は従来合金と本発明合金のミ禾 b 8 ・へ七日)J−犀11霞
Claims (1)
- 重量比で、Si:4.0〜8.0%、Mg:0.2〜
0.8%、Be:0.003〜0.1%,Fe:0.2
%以下とおよび、Sr:≦0.002〜0.01%、T
i:≦0.2%の成分を有し、残部がAlと不純物で有
ることを特徴とする高強度、高靭性鋳造用アルミニウム
合金
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18299788A JPH0234739A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18299788A JPH0234739A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0234739A true JPH0234739A (ja) | 1990-02-05 |
Family
ID=16127953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18299788A Pending JPH0234739A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0234739A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5971679A (en) * | 1997-12-31 | 1999-10-26 | Daewoo Heavy Industries, Ltd. | Splash guard device for use in a machine tool |
WO2001016387A1 (fr) * | 1999-08-31 | 2001-03-08 | Asahi Tec Corporation | Alliage d'aluminium coule exempt de cuivre et procede de traitement thermique aux fins de la production de cet alliage |
WO2013034001A1 (zh) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 铝硅镁系铸造铝合金及铸造工艺 |
AT516230A1 (de) * | 2014-08-20 | 2016-03-15 | Primetals Technologies Austria GmbH | Stranggießkokille mit einstellbarer Luftfederung |
CN110284028A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-27 | 成都市瑞驰精工机械制造有限责任公司 | 一种铸造Al-Si-Mg-Be合金 |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP18299788A patent/JPH0234739A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5971679A (en) * | 1997-12-31 | 1999-10-26 | Daewoo Heavy Industries, Ltd. | Splash guard device for use in a machine tool |
DE19860778B4 (de) * | 1997-12-31 | 2007-07-12 | Doosan Infracore Co., Ltd., Dong-gu | Spritzschutzeinrichtung für eine Werkzeugmaschine |
WO2001016387A1 (fr) * | 1999-08-31 | 2001-03-08 | Asahi Tec Corporation | Alliage d'aluminium coule exempt de cuivre et procede de traitement thermique aux fins de la production de cet alliage |
US6773665B1 (en) | 1999-08-31 | 2004-08-10 | Asahi Tec Corporation | Non-Cu-based cast Al alloy and method for heat treatment thereof |
WO2013034001A1 (zh) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 铝硅镁系铸造铝合金及铸造工艺 |
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CN110284028A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-27 | 成都市瑞驰精工机械制造有限责任公司 | 一种铸造Al-Si-Mg-Be合金 |
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