JPH0413838A - 耐応力腐食割れ性に優れた溶接用高力アルミニウム合金 - Google Patents

耐応力腐食割れ性に優れた溶接用高力アルミニウム合金

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JPH0413838A
JPH0413838A JP11601090A JP11601090A JPH0413838A JP H0413838 A JPH0413838 A JP H0413838A JP 11601090 A JP11601090 A JP 11601090A JP 11601090 A JP11601090 A JP 11601090A JP H0413838 A JPH0413838 A JP H0413838A
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JP
Japan
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weight
stress corrosion
strength
cracking resistance
aluminum alloy
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Pending
Application number
JP11601090A
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English (en)
Inventor
Tomiharu Okita
富晴 沖田
Ken Matsuoka
松岡 建
Kazumi Kato
和美 加藤
Fujio Murata
村田 富士夫
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、圧延材、押出材、鍛造材として溶接構造材に
用いられる高力アルミニウム合金に関しさらに詳しくは
、耐応力腐食割れ性に優れた溶接用AI −Zn−Mg
系高力アルミニウム合金に関する。
(従来の技術とその課題) 近年、建築、車両、船舶、航空機等においては益々薄肉
軽量化が進み、溶接可能な高力アルミニウム合金の要求
が高まって来ている。従来、これらの用途に対するアル
ミニウム合金としては、AI −Zn−Mg系合金やA
 I −Zn−Mg−Cu合金が考えられてきた。この
種の高力アルミニウム合金は、Zn、Mg量を増加する
に従って高強度になるが、それに伴って応力腐食れ感受
性や溶接割れ感受性が高くなる傾向があり、又、圧延押
出、鍛造等の熱間加工性も劣化してくる。
圧延、押出、鍛造等の成形が可能で、構造材に用いられ
る高力アルミニウム合金として代表的なものにA707
5合金がある。該合金の強度はアルミニウム合金の中で
も最高に属するが、Cuを含むため溶接性が著しく劣り
、接合はボルト締めリヘソト等の機械的接合によらなけ
ればならない。
また3該合金は応力腐食割れ感受性が高いため。
従来は本来最高強度が得られる熱処理であるT6処理で
は、応力腐食割れが起こる危険があるため。
それよりさらに高い温度又は長い時間の焼き戻しを行い
組織を安定化させたT7処理で使用することが多い。
7000系アルミニウム合金の中で、圧延、押出、鍛造
等の成形が可能で、しかも溶接性、耐応力腐食割れ性に
優れたアルミニウム合金としてはA7NO1が良く知ら
れている。また、押出性の良好なA7003も溶接性、
耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金である。し
かしながらこれらの合金では強度が比較的低いため、更
に強度を要する用途には適さなかった。上記のごと〈従
来の技術では強度、耐応力腐食割れ性、溶接性の全ての
面で満足が得られ、しかも押出、圧延、鍛造等の成形性
にも優れたアルミニウム合金を得ることは甚だ困難であ
った。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、従来の技術では解決できなかった。
強度、耐応力腐食割れ性、溶接性の全ての面で満足が得
られ、しかも、押出、圧延、鍛造等の成形性にも優れた
材料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) 本発明者らは、前述の様な事情に着目し、上記したごと
き2強度、耐応力腐食割れ性、溶接性の全ての面で満足
が得られ、しかも、押出、圧延。
鍛造等の成形性にも優れたアルミニウム合金の開発を期
して1合金成分の種類、含有率を変えて種々検討した。
その結果、下記のごとく合金成分の種類、含有率を特定
してやれば上記の目的を達成できることを見出し1本発
明の完成をみた。
即ち1本発明に係る耐応力腐食割れに優れる溶接用高力
アルミニウム合金の構成とは、Zn5〜8重量%、重量
g1.2〜4.0重量%、Cu1.5〜4.0重量%、
 Au 0.03〜1.O重量%、Fe0.01〜1.
0重量%、 T i0.005〜0.2重量%、 V0
.01〜0.2重量%を含有し、かつ、 M n 0.
01〜1.5重量%、  Cr O,01〜0.6重量
%、  Z r O,01〜0.25重1%、 B0.
0001〜0.08重量%、 M o 0.03〜0.
5重量%のうちの少なくとも1種または2種以上を含み
残りアルミニウム及び不可避不純物からなるところが要
旨である。
すなわち本発明は、Aj!−Zn−Mg−Cu系合金に
AuとVを添加することにより耐応力腐食割れ性及び強
度を向上させたものである。
(作用) 本発明に係る上記アルミニウム合金の成分の種類と含有
率の限定理由について説明すると次のとおりである。
Znは5硬化要素として合金の強度の増大のために不可
欠の元素であり、含有量が5重量%未満ではその効果が
少なく、8重量%を越えると耐応力腐食割れ性、溶接性
、加工性が劣化する。Znの最も好ましい含有量は5〜
8重量重量ある。
Mgは、これもZnと同様に強度向上に不可欠な元素で
あり、含有量が1.2重量%未満では充分な強度が得ら
れず、4.0重量%を越えて含有されると耐応力腐食割
れ性、溶接性、加工性が劣化する。よって1Mgの最も
好ましい含有量は1,2〜4.0重量%である。
Cuは、これもZnと同様に強度向上に不可欠な元素で
あり、含有量が1.5重量%未満では充分な強度が得ら
れず、4.0重量%を越えて含有されると耐応力腐食割
れ性、?9接性、加工性が劣化する。よって、Cuの最
も好ましい含有量は1.5〜4.0重量%である。
Auは、耐応力腐食割れ性及び強度を向上させる元素で
あり、含有量が0.03重量蛯未満ではその効果が少な
く、1.0重量%を越えて含有させると溶接性が劣化す
る。よってAuの最も好ましい含有量は0.03〜1.
0重量%である。
Feは、溶接性を向上させる元素であり、含有量が0.
01重量%未満ではその効果が少なく、1.0重量%を
越えて含有させると靭性、加工性が劣化する。よって、
Feの最も好ましい含有量は0.01〜1.0重量%で
ある。
Tiは2組織を微細化し、溶接性を向上させる元素であ
るが、含有量が0.005重量重量満ではその効果が少
なく、0.2重量%を越えて含有させると巨大化合物が
発生し靭性、加工性が劣化する危陰性がある。よって、
Tiの最も好ましい含有量は0.005〜0.2重量%
である。
■は、耐応力腐食割れ性を向上させる元素であり、含有
量が0.01重量%未満ではその効果が少なく0.2重
量%を越えて含有させると靭性を劣化させる。よって■
の最も好ましい含有量は0.01〜0.2重量%である
Mn  Cr  Zr  B  Moは それぞれ組織
安定化のために含有させる元素であり、1種または2種
以」:添加するものであるが、含有量がMn0.01重
量%未満、Cr0.01重量%未満、Zr0.01重量
%未満、 BO,0OO1重量%未満、 Mo 0.0
3重重量未満では結晶粒微細化の効果が少なくなり。
また、Mn3.0重量%、Cr0.6重量%、Zr01
25重量%、  80.08重重量、Mo0.5重量%
を越えて含有されると巨大化合物が発生し、靭性、加工
性を劣化させる危険がある。
尚本発明合金において、Si、Niは、不純物として、
Si0.2重量%未満、Ni0.03重量%未満に制限
することが必要である。それぞれ制限値を越えて含有さ
れると溶接性を低下させる。
(実施例) 以下に本発明の一実施例について説明する。
第1表に示す本発明合金、比較材、及び従来合金の組成
の合金を半連続水冷鋳造装置を用いて押出用鋳塊(9イ
ンチ径)に鋳造した。この9インチ径の棒状鋳塊を47
0°Cで12時間均質化処理した後、430°Cに加熱
して押出機によって、それぞれ厚さ5mm、幅100m
mの平角材に押出した。押出加工するに際して、前記平
角材が表面欠陥や割れ発生が無く押出し得る最高押出速
度をもって、各合金の押出性の良否を評価した。その結
果を第2表に示す。各々の材料は押出後、460°Cで
1時間の溶体化処理後焼入し、120°Cで24時間の
焼戻し処理を行った。
このようにして製造した材料について、引張試験、応力
腐食割れ試験、及び溶接割れ試験を行った結果を第2表
に併記した。なお、試験方法を下記に示す。
〔試験方法〕
(1)加工性(押出性) (a)押出条件 :鋳塊サイズー−−−−−−−9イン
チ径(219n+mφ) 押出温度−、−−−−−、430°C (b)押出サイズ: 5mmX 100mm(c)評価
方法 :押出速度がA7075と同等か否かにより判定
した。
O−A7075の限界押出 速度以上 X−A 7075の限界押出 速度未満 (2)弓張試験 (a)試験片  + JIS Z 2201の5号試験
片(b)試験方法 :アムスラー万能試験機。
JTS Z 2241に基づき試験する。
:引張強さ、耐力、伸びを測 定し9次の基準で判定する。
○  引張強さ55 kgf/mm2以上△−引張強さ
50 kgf/mm” 以上55kgf/mm2未満 (c)測定値 × −引張強さ50 kgf/mm2 未満 (3)応力腐食割れ試験 (a)試験片  : JIS I+ 8711の1号試
験片(b)試験方法 : JIS H8711に基づく
応力負荷 −1号試験片用ジグ を用いて耐力の75%を負荷 試験液、浸漬−3,5χNaC]液 交互浸漬(周期10分浸漬 50分乾燥)30日間 (C)評価   :応力腐食割れ発生の有無観察×  
割れ発生 〇−割れ発生せず (4)溶接割れ試験 (a)試験片  :第1図に示す ボーン形試験片 (b)溶接条件 :溶接方法−一−−−,T I G溶
加材 −−一使用せず 電極−−−−−一トリウム入り タングステン捧、3.2mmφ フィッシュ (c)割れ評価 溶接電流−−−−−−180A アーク電圧−19V 溶接速度−−−−−−−−30cm/minアルゴンガ
ス流量−40j2/min :割れ長さ測定し1次の基準 で判定する。
〇−割れ長さ30mm未満 八−割れ長さ30mm以上 50mm未満 ×−割れ長さ50mm以上 第2表 表の結果より1本発明例によるものはいずれも。
押出加工性1強度、耐応力腐食割れ性、溶接性の全てに
おいて優れていたのに対し、比較合金、特にAuと■が
本発明範囲外のもの及び従来合金はいずれかの特性で劣
っていた。
(発明の効果) 本発明においては、上述したところから既に理解しうる
ように、溶接構造用アルミニウム合金として、従来合金
を凌く高強度を有し、かつ耐応力腐食割れ性に優れてお
り、しかも押出加工、圧延加工、鍛造加工等の熱間加工
性を保有した溶接構造用アルミニウム合金を提供しうる
ものであり従来合金による場合に比べ、更に溶接構造材
としての薄肉軽量化の要請に好適に対応しうるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はフィッシュポーン形割れ試験片を示す平面図で
ある。 1− フィッシュボーン形割れ試験片 1a −溶接ビート 1b 溶接割れ C 割れ長さ d ?容接力向

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Zn5〜8重量%、Mg1.2〜4.0重量%、Cu1
    .5〜4.0重量%、Au0.03〜1.0重量%、F
    e0.01〜1.0重量%、Ti0.005〜0.2重
    量%、V0.01〜0.2重量%を含有し、かつ、Mn
    0.01〜1.5重量%、Cr0.01〜0.6重量%
    、Zr0.01〜0.25重量%、B0.0001〜0
    .08重量%、Mo0.03〜0.5重量%のうちの少
    なくとも1種または2種以上を含み、残りアルミニウム
    及び不可避不純物からなることを特徴とする耐応力腐食
    割れ性に優れた溶接用高力アルミニウム合金。
JP11601090A 1990-05-02 1990-05-02 耐応力腐食割れ性に優れた溶接用高力アルミニウム合金 Pending JPH0413838A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247565B1 (en) * 1996-07-23 2001-06-19 Commissariat A L'energie Atomique Composition and process for the reactive brazing of ceramic materials containing alumina
CN104711465A (zh) * 2015-04-09 2015-06-17 东南大学 一种Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金材料及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247565B1 (en) * 1996-07-23 2001-06-19 Commissariat A L'energie Atomique Composition and process for the reactive brazing of ceramic materials containing alumina
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