JPH03111533A - 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 - Google Patents

耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金

Info

Publication number
JPH03111533A
JPH03111533A JP12986990A JP12986990A JPH03111533A JP H03111533 A JPH03111533 A JP H03111533A JP 12986990 A JP12986990 A JP 12986990A JP 12986990 A JP12986990 A JP 12986990A JP H03111533 A JPH03111533 A JP H03111533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
stress corrosion
corrosion cracking
cracking resistance
high strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12986990A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0794698B2 (ja
Inventor
Kenji Azuma
健司 東
Chuichi Onishi
大西 忠一
Ichizo Tsukuda
市三 佃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Altemira Co Ltd
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Aluminum Corp filed Critical Showa Aluminum Corp
Priority to JP12986990A priority Critical patent/JPH0794698B2/ja
Publication of JPH03111533A publication Critical patent/JPH03111533A/ja
Publication of JPH0794698B2 publication Critical patent/JPH0794698B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)
  • Forging (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はアルミニウム合金、特に押出材、圧延材、あ
るいは鍛造材として、各種機械部品、構造材等に使用さ
れるAl−Zn−Mg−Cu系の高強度で成形性に優れ
しかも耐応力腐食割れ性が改善されたアルミニウム合金
に関する。
この明細書において、合金成分について用いられる「%
」はいずれも重量基準によるものとする。
従来の技術と問題点 7000系の合金、即ちAf2−Zn−Mg系の合金の
うちでも、比較的高強度を有しっ\押出成形が可能な構
造用合金の代表的なものとして7003合金がよく知ら
れている。また7000系合金を含む各種のアルミニウ
ム合金のなかでも最高の強度を有しつ\、圧延が可能で
ある合金の代表的なものとして7075合金が良く知ら
れている。しかしながら、上記7003合金であっても
必ずしも充分に満足すべき優れた押出し性が得られるも
のではなかったし、7075合金も必ずしも満足すべき
圧延適性に優れたものとはいい得なかった。
まして、近時各種構造材の用途においても、益々薄肉軽
量化の要請に強いものがあり、合金強度の増大をはかる
ことが強く要請されている。
このような事情下にあって、押出し性とか圧延性その他
のとくに熱間成形性を良好に保持しながら、更なる強度
の増大をはかる目的において、従来技術ではZnの含有
量を増大し、あるいは更にMgの含有量を増大する試み
がなされている。ところが、Znの含有量を増大すると
、これに伴って合金の応力腐食割れに対する感受性が高
いものとなり、構造材等の用途において実用に耐え得な
いものとなってしまう傾向が見られる。またMgの含有
量を増大すると、成形性の低下、とくに圧延性、押出性
等の熱間成形性、あるいは更に冷開成形性の低下を招き
、生産性に劣るものとなる傾向を生ずる。まして、70
75合金の場合、それ自体応力腐食割れ感受性が強いた
めに、従来では該合金本来の最高強度が得られる条件の
熱処理であるT6処理よりも更に高い温度および長い時
間の焼戻しを行って組織を安定化させたT7材相当の調
質状態で実用化されているのが実情である。このため最
高強度が得られるT6材に較べると、強度を10〜20
%犠牲にせざるを得ないというような問題点があった。
上記のような事情から、従来技術では、強度と耐応力腐
食割れ性の両面に充分な満足が得られ、しかも押出性と
か圧延性等の成形性にも優れているようなアルミニウム
合金を得ることは甚だ困難であった。
上記のような従来技術の背景にもとずき、この発明は、
7000系のA、Q−Z n−Mg−CU系合金を基礎
としてそれが本来的に有する有益な諸性質を具備しなが
ら、成形性及び耐応力腐食割れ性に改善されたアルミニ
ウム合金を提供することを目的とする。
問題点を解決する為の手段 この発明者らは、上記の目的のもとに、種々の実験と研
究を重ねたところ、従来から高強度の展伸材として広(
用いられているAl−Zn−Mg−Cu系合金をベース
にして、そのMg含有量を比較的低く抑え、Cuの含有
量を増大し、希土類元素を添加することにより、上記合
金に固有の優れた機械的性質を保持させながら、合金の
製造に際しての押出し性はもとより、板材を得るための
熱間での圧延性、更には冷間での加工性を改善しうろこ
とに加えて、更にAlZn−Mg−Cu系合金の一般的
な欠点である低い耐応力腐食割れ性を顕著に改善しうろ
ことを見出し得た。
而して、この発明は、上記のような知見から完成し得た
ものであって、その1つの発明合金は、必須元素として
Znを3〜12%、Mgを0.3〜1.5%、Cuを2
.0%をこえ3゜0%以下の範囲で含有するほかに、更
に主要な必須元素として、例えば’l、La、Ce、P
r。
Nd、Sm等の希土類元素の群中から選ばれた1種また
は2種以上を総量で0. 5〜10%の範囲で含有し、
残りが実質的にAlと不可避不純物とからなるアルミニ
ウム合金である。
この発明に係る他のもう1つの合金は、上記組成に加え
て、更にMn : 0. 1〜1. 0%、Cr :0
.05〜0.3%、Zr:0.05〜0.25%のうち
の1種または2種以上が含有されたものである。
この発明による上記の合金は、Zn、Mg及びCuの含
有によって、Al−Zn−Mg−CU系合金のもつ固有
の優れた機械的性質をそのま\保持しながら、希土類元
素の含有によって、加工性、とくに熱間加工性を向上す
ると共に、応力腐食割れ感受性を著しく低下し、負荷応
力のか\る実用条件下においても優れた耐久性を発揮す
るものである。また、Mn、CrSZrの少なくとも1
種以上の添加は、合金の熱間加工時に該合金中の結晶粒
を微細化し、−段と組織を安定なものとするのに有効な
ものである。
次に、上記アルミニウム合金の各化学成分の意義とその
含有範囲の限定理由を説明すれば次のとおりである。
Znは、周知のとおりアルミニウム合金の強度の向上に
寄与するものである。Znの含有量が3%未満では該合
金に所要の高い強度を得ることができない。しかし12
%をこえて多量に含有しても比例的に更に強度が向上す
るというものではなく、それ以上の含有は実質的に無意
味である。従って、Znの有効な含有量は3〜12%の
範囲であるが、特に高強度を得たいという要請のもとに
於ては、Znを比較的多量に、即ち7.0〜1.0.0
%の領域範囲に添加含有せしめるものとするのが有効で
ある。
Mgは、これもアルミニウム合金の強度の向」二に寄与
する。従って、7000系合金に相当する所要の高強度
を得るためには、少なくとも0.3%以上を含有せしめ
ることが必要である。
しかしながら、Mgはその含有量が増えるにしたがって
合金の延性が低下し、加工性が低下する。加工性をある
程度犠牲にしてでも可及的高強度を得たいとう要請のも
とではMg含有量は5.0%程度まで含有せしめること
が可能であるが、この発明においては、所期する可及的
良好な押出性、圧延性、その他の加工性を得る目的のも
とにおいて、Mg含有量は1.5%以下を限度とする。
即ち、1.5%をこえてMgを含有せしめるときは、延
性の低下により、圧延性、押出性その他の加工性の点に
おいてこの発明が所期するところの充分に満足すべき結
果を得ることができない。
この発明の最も重要な要素とする希土類元素は、原子番
号57から71−までの15元素、すなわちLa、Ce
、Pr、NdSPm55m。
Eu、Gd、Tb、Dy、Ha、Er、%Tm。
Yb5Lu、およびこれらにYXSCを加えた17元素
の群からなる。これらの元素は必ずしも個々に単独の元
素として用いる必要はなく、希土類金属の混合塩化物を
電解して得られるミツシュメタルを用いても良い。入手
のし易さから工業的にはYSLa、Ce5Pr、Nd5
5mのグループか:″)選ばれた1種または2種以上を
組合わせて用いるのが好適である。この希土類に属する
元素は、本発明のアルミニウム合金中に含有して主に合
金の成形加工性を改善し、かつ耐応力腐食割れ性を改善
する効果を有する。
この効果の点から、本発明においては上記の群中の希土
類元素のすべてを相互に実質的に均等物として評価しう
るちのである。従って、その1種または2種以上を任意
に組合わせて用いうるが、合金中における含有量が総量
で0.5%未満では成形加工性及び耐応力腐食割れ性の
改善効果に不充分であり、反面、1−0%を越えて含有
しても耐応力腐食割れ性はあまり向上せず、むしろ合金
中に粗大な晶出物が多く発生し、強度の低下を招くおそ
れが増大する。従って、希土類元素の許容含有量は15
〜10%の範囲に規定されるが、−船釣に望まれるよう
な高い耐応力腐食割れ性を付与するためには、コストと
の関係も考慮して、上記の範囲中でも比較的高い含有率
を選んで、好ましくは2.0〜7゜0%の範囲に含有せ
しめることにより、更に最も好ましくは4.0〜6.0
%の範囲に含有せしめることにより、大きな満足を得る
ことができる。
希土類元素の含有は、耐応力腐食割れ性の増大効果に加
えて、上記のように合金中の結晶組織を微細かつ安定な
ものとして、結果的に押出し、圧延等の成形加工性を向
上する点でも顕著な効果をあられす。したがって、従来
技術では、組成上高強度を予測し得ても押出し加工とか
圧延加工が甚だ困難であったような合金でも、この発明
の適用により支障なく能率的に工業生産が可能となる。
例えば強化元素であるZnを7゜0%をこえて多量に含
むような高強度の合金をも支障なく容易に製造すること
ができる。
Cuは、これも既知のとおり強度の向上に寄与するもの
であるが、この発明においては、Mgの含有量を比較的
低く抑えて加工性を良好に保ちながら特に高強度を得る
目的においてCuの含有量を2.0%をこえる範囲に限
定するものである。しかしながら、3.0%をこえて含
有しても強度の向上効果に較べて、溶接凝固割れ感受性
を高め、溶接性が悪(なると共に、耐食性、焼入れ性も
低下してくる弊害に強くなるため、この発明においてC
uの含有量は3.0%を上限として規定するものである
この発明においてその他の添加元素であるMn、SCr
、Zrは、いずれも熱間加工時の結晶粒の微細化に役立
つものであり、Mn:0.1未満、Cr:0.05%未
満、Zr:0.05%未満では上記効果に乏しく、Mn
:1.0%超過、Cr:0.3%超過、Zr:0.25
%超過の場合には、合金中に粗大な晶出物を生じて合金
の強度を低下する。また鋳造時の結晶粒の微細化、鋳造
割れの発生防止のために従来から必要に応じて一般的に
添加されることのあるTiは、本発明においても微量の
添加が許容されるが、その含有量は0.1%をこえると
合金中に粗大な晶出物を生じ強度を低下するためそれ以
下の範囲とすべきである。
発明の効果 この発明に係るアルミニウム合金は、後掲の実施例から
理解されるように、Al−Zn−Mg−Cu系の合金で
あって、従来の高強度合金として知られる7N01合金
、7075合金にも匹敵しあるいはそれらのを超える高
強度を保有するものでありながら、従来合金に較べて押
出性、圧延性等の加工性に優れ、しかも顕著に耐応力腐
食割れ性に優れたものである。従って、押出材、圧延材
、鍛造材等の展伸材として使用される各種の用途におい
て、従来合金より一段とその成形加工性を向上しながら
薄肉軽量化をおしすすめることが可能となる。殊に、従
来の7075合金に対し、Mgの含有量において相対的
に少なく、Cuの含有量において多いものとなされてい
ること、そして更に希土類元素の含有によって耐応力腐
食割れ性の改善がはかられていることにより、最高強度
を帯有させうるT6の熱処理材として実用に供すること
が可能となる。加えて、押出し性、圧延性等の加工性の
向上により従来合金より一段と生産性を上げることがで
きる利点もある。
実施例 実施例 1 下記の第1表に示されるNo、1〜11までの各種組成
のアルミニウム合金を、水冷金型を用いて直径3インチ
のビレットに鋳造した。次に、このビレットに対し、4
60℃で12時間の均質化処理を施したのち、押出し機
のコンテナに装填し、温度450℃にて断面の大きさが
3IIr1r&×30rf!Mの平たい棒状物に押出し
加工を行った。
〔以下余白〕
そして、上記の押出し加工時の限界押出し速度でもって
、各合金の押出性の良否を評価した。
また、上記の各押出材を、温度460°Cで2時間加熱
して溶体化処理した後、水冷して焼入れし、更に120
℃で24時間の人工時効処理を施してT6材に製作した
。これによって得た各T6材を試料として、それらの耐
応力腐食割れ性及び機械的性質の1つとして引張り強さ
を調べた。それらの結果を第2表に示す。
なお、第2表中の合金番号は、第1表の合金番号と同じ
ものが用いられている。押出し性の評価として示されて
いる数値は、代表的な押出し合金として知られているA
6063アルミニウム合金と較べて、該6063合金の
限界押出し速度を100とした場合の相対評価値をあら
れしている。また、耐応力腐食割れ性の試験結果は、3
.5%NacΩ水溶液中にて、該試験片の圧延又は押出
し方向に20 Kl f /−の応力を負荷し、割れが
発生するまでの日数を測定して示したものである。
第 表 上記第2表の結果に見られるように、本発明に係る合金
は、Znを高率に含有し、Mgの含有量を比較的低く押
え、Cuの含有量を増大したアルミニウム合金の範囲に
あって、その固有の性質としての高強度を保有したもの
でありながら、希土類元素を含有しない比較合金に較べ
て一段と優れた押出性を有しつつ、耐応力腐食割れ性に
おいて顕著に優れた性質を有するものであることがわか
る。
実施例2 前掲第1表に示す合金No、1〜9、及びN。
11〜]3の12種類の合金につき、それらを水冷金型
で厚さ50M1幅150msの大きさに鋳造した。次い
でこれを450℃にて3wvRの厚さになるまで熱間圧
延した。
そして、この厚さ50mmから3mmまでの熱間圧延の
所要パス回数で圧延性を評価し、第3表にその結果を示
した。同表中の合金番号は第1表の番号に対応する。
また、上記によって得られた各圧延板につき、実施例1
の場合と同じく熱処理を施してT6材としたのち、これ
らを供試材として前記実施例1の場合と同様にして応力
腐食割れ寿命及び弓張り強さを調べた。
その結果を第3表に示す。
〔以下余白〕
第 3 表 第3表に示される結果から容易に理解されるように、こ
の発明に従うアルミニウム合金は、圧延材に製造した場
合にあっても、比較合金と同等ないしそれ以上の高強度
を有しつ\、耐応力腐食割れ性に優れたものであり、し
かも圧延性に一段と優れたものであった。
以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Zn:3〜12% Mg:0.3〜1.5% Cu:2.0%をこえ3.0%以下 希土類元素のうち1種または2種以上:0.5〜10% を含有し、残部Al及び不可避不純物から なる高強度アルミニウム合金。
  2. (2)Zn:3〜12% Mg:0.3〜1.5% Cu:2.0%をこえ3.0%以下 希土類元素のうち1種または2種以上:0.5〜10% を含有し、かつ Mn:0.1〜1.0% Cr:0.05〜0.3% Zr:0.05〜0.25% のうちの1種または2種以上を含有し、残部Al及び不
    可避不純物からなる高強度アルミニウム合金。
JP12986990A 1990-05-18 1990-05-18 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 Expired - Lifetime JPH0794698B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12986990A JPH0794698B2 (ja) 1990-05-18 1990-05-18 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12986990A JPH0794698B2 (ja) 1990-05-18 1990-05-18 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24086586A Division JPS6396241A (ja) 1986-10-09 1986-10-09 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03111533A true JPH03111533A (ja) 1991-05-13
JPH0794698B2 JPH0794698B2 (ja) 1995-10-11

Family

ID=15020310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12986990A Expired - Lifetime JPH0794698B2 (ja) 1990-05-18 1990-05-18 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0794698B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7584778B2 (en) 2005-09-21 2009-09-08 United Technologies Corporation Method of producing a castable high temperature aluminum alloy by controlled solidification
US9410445B2 (en) 2002-02-01 2016-08-09 United Technologies Corporation Castable high temperature aluminum alloy
CN105838947A (zh) * 2016-06-02 2016-08-10 薛元良 一种超高强度抗耐磨铝合金材料及其生产工艺
CN110699578A (zh) * 2019-11-22 2020-01-17 江西理工大学 一种耐腐蚀性能优异的高锌、低铜铝合金及其制备方法
CN114855029A (zh) * 2022-04-08 2022-08-05 贵州大学 一种耐腐蚀的铸态Zn-5Al镀层材料及其制备方法
CN114959384A (zh) * 2022-05-12 2022-08-30 黑龙江科技大学 一种超高强Al-Zn-Mg-Cu基合金棒材及其制备方法
CN115558826A (zh) * 2022-10-20 2023-01-03 吕梁学院 一种含稀土元素的高强高导铝合金材料
CN115679168A (zh) * 2022-10-10 2023-02-03 台山市金桥铝型材厂有限公司 一种高强高抗应力腐蚀性能Al-Zn-Mg铝合金及制备方法与应用

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108478819A (zh) * 2018-04-04 2018-09-04 刘春英 一种护理科用蒸汽灭菌器
CN109161743A (zh) * 2018-09-28 2019-01-08 武汉理工大学 一种耐腐蚀稀土微合金化铝合金及其制备方法
CN109266921A (zh) * 2018-11-07 2019-01-25 天津圣金特汽车配件有限公司 一种高导热、耐磨、耐腐蚀铝合金发动机支架的制造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9410445B2 (en) 2002-02-01 2016-08-09 United Technologies Corporation Castable high temperature aluminum alloy
US7584778B2 (en) 2005-09-21 2009-09-08 United Technologies Corporation Method of producing a castable high temperature aluminum alloy by controlled solidification
US7854252B2 (en) 2005-09-21 2010-12-21 United Technologies Corporation Method of producing a castable high temperature aluminum alloy by controlled solidification
CN105838947A (zh) * 2016-06-02 2016-08-10 薛元良 一种超高强度抗耐磨铝合金材料及其生产工艺
CN110699578A (zh) * 2019-11-22 2020-01-17 江西理工大学 一种耐腐蚀性能优异的高锌、低铜铝合金及其制备方法
CN114855029A (zh) * 2022-04-08 2022-08-05 贵州大学 一种耐腐蚀的铸态Zn-5Al镀层材料及其制备方法
CN114959384A (zh) * 2022-05-12 2022-08-30 黑龙江科技大学 一种超高强Al-Zn-Mg-Cu基合金棒材及其制备方法
CN115679168A (zh) * 2022-10-10 2023-02-03 台山市金桥铝型材厂有限公司 一种高强高抗应力腐蚀性能Al-Zn-Mg铝合金及制备方法与应用
CN115558826A (zh) * 2022-10-20 2023-01-03 吕梁学院 一种含稀土元素的高强高导铝合金材料

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0794698B2 (ja) 1995-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0202044B1 (en) Aluminium alloy
US5593516A (en) High strength, high toughness aluminum-copper-magnesium-type aluminum alloy
JPS63157831A (ja) 耐熱性アルミニウム合金
CA2135790C (en) Low density, high strength al-li alloy having high toughness at elevated temperatures
KR20090055028A (ko) 마그네슘 가돌리늄 합금
JPH0559477A (ja) 鍛造用アルミニウム合金
JPH03111533A (ja) 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金
JPS59159961A (ja) 超塑性Al合金
US3146096A (en) Weldable high strength magnesium base alloy
JPS61163233A (ja) 非熱処理型快削アルミニウム合金
JPS61250138A (ja) 冷間塑性加工性に優れたチタン合金
JP2663078B2 (ja) 安定な人工時効性を有するt6処理用アルミニウム合金
US4231817A (en) Extruded corrosion resistant structural aluminum alloy
JPS62207842A (ja) 高強度アルミニウム合金
JPH055146A (ja) 耐摩耗性及び熱伝導性に優れたアルミニウム合金
JP2726929B2 (ja) 粉末冶金用アルミニウム合金粉末及びアルミニウム合金材料
JPH055147A (ja) 耐摩耗性に優れた低熱膨張アルミニウム合金
JPS6135262B2 (ja)
JPS6396241A (ja) 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金
JPS5932538B2 (ja) 靭性およびプレス焼入性のすぐれた押出用中力ai合金
JPS6244548A (ja) 冷間加工性に優れた耐摩耗性アルミニウム合金
JPH01290738A (ja) 耐熱性に優れたアルミニウム合金
CN109252080B (zh) 一种耐高温稀土-镁合金材料及其制备方法
JPH07197163A (ja) 冷間鍛造用アルミニウム合金
JP3078874B2 (ja) 耐SCC性が優れた高強度Al−Li系合金の製造方法