JPH0532464B2 - - Google Patents
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- JPH0532464B2 JPH0532464B2 JP63061878A JP6187888A JPH0532464B2 JP H0532464 B2 JPH0532464 B2 JP H0532464B2 JP 63061878 A JP63061878 A JP 63061878A JP 6187888 A JP6187888 A JP 6187888A JP H0532464 B2 JPH0532464 B2 JP H0532464B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/08—Amorphous alloys with aluminium as the major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、硬度および強度が高く、高耐摩耗性
を有し、かつ、高耐熱性に優れたアルミニウム基
合金に関する。 ［従来の技術］ 従来のアルミニウム基合金には、Al−Cu系、
Al−Si系、Al−Mg系、Al−Cu−Si系、Al−Cu
−Mg系、Al−Zn−Mg系等の成分系の合金が知
られており、その材料特性に応じて、例えば、航
空機、車輌、船舶等の部材として、また、建築用
外装材、サツシ、屋根材等として、あるいは海水
機器用部材、原子炉用部材等として広範囲の用途
に供されている。 ［発明が解決しようとする課題］ 従来のアルミニウム基合金は、一般に硬度が低
く、また耐熱性も低い。また、近時はアルミニウ
ム基合金を急冷凝固させることにより、組織を微
細化して強度等の機械的性質や耐食性等の化学的
性質を改善する試みもなされているが、現在まで
に知られている急冷凝固アルミニウム基合金にお
いても強度や耐熱性などの特性が充分ではない。 本発明は上記に鑑み、高硬度および高耐摩耗性
を有し、かつ押出し加工やプレス加工等が可能で
あり、また大きな曲げ加工にも耐える高力かつ耐
熱性に優れた新規なアルミニウム基合金を比較的
安価に提供するものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は一般式：AlaMbCec ［ただし、Ｍ：Ｖ，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，
Cu，Nbから選ばれる一種もしくは二種以上の金
属元素、ａ，ｂ，ｃは原子パーセントで 50≦ａ≦93 0.5≦ｂ≦35 0.5≦ｃ≦25］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で50％
の非晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金
である。 本発明のアルミニウム基合金は、上記組成を有
する合金の溶湯を液体急冷法で急冷凝固すること
により得られることができる。この液体急冷法と
は、溶融した合金を急速に冷却させる方法をい
い、例えば単ロール法、双ロール法、回転液中紡
糸法などが特に有効であり、これらの方法では
104〜106Ｋ／sec程度の冷却速度が得られる。こ
の単ロール法、双ロール法等により薄帯材料を製
造するには、ノズル孔を通して約300〜10000rpm
の範囲の一定速度で回転している直径30〜300mm
の例えば銅あるいは鋼製のロールに溶湯を噴出す
る。これにより幅が約１〜300mmで厚さが約５〜
500μmの各種薄帯材料を容易に得ることができ
る。また、回転液中紡糸法により細線材料を製造
するには、ノズル孔を通じ、アルゴンガス背圧に
て、約50〜500rpmで回転するドラム内に遠心力
により保持された深さ約１〜10cmの溶液冷媒層中
に溶湯を噴出して、細線材料を容易に得ることが
できる。この際のノズルからの噴出溶湯と冷媒面
とのなす角度は、約60〜90度、噴出溶湯と溶液冷
媒面の相対速度比は約0.7〜0.9であることが好ま
しい。 なお、上記方法によらずスパツタリング法によ
つて薄膜を、また高圧ガス噴霧法などの各種アト
マイズ法やスプレー法により急冷粉末を得ること
ができる。 得られた急冷アルミニウム基合金が非晶質であ
るかどうかは通常のＸ線回折法によつて非晶質組
織特有のハローパターンが存在するか否かによつ
て知ることができる。更に、この非晶質組織は加
熱すると特定の温度以上で結晶に分解する（この
温度を結晶化温度と呼ぶ）。 上記一般式で示される本発明のアルミニウム基
合金において、原子％でａを50〜93％の範囲に、
また、ｂを0.5〜35％，Ｃを0.5〜25％の範囲にそ
れぞれ限定したのは、その範囲から外れると非晶
質化しにくくなり、前記液体急冷等を利用した工
業的な急冷手段では、少なくとも50％（体積率）
の非晶質を有する合金を得ることができなくなる
からである。Ｍ元素はＶ，Cr，Mn，Fe，Co，
Ni，Cu，Nbより選ばれる１種または２種以上の
金属元素であり、非晶質形成能を向上させる効果
を持ち、また、特に耐食性を著しく向上させると
ともに硬度と強度を向上させ、併せて結晶化温度
を上昇させて耐熱性を付与する。 本発明のアルミニウム基合金は、結晶化温度近
傍（結晶化温度±100℃）において、超塑性現象
を示すので、容易に押出し加工やプレス加工、熱
間鍛造等の加工を行うことができる。したがつ
て、薄帯、線、板状あるいは粉末の形態で得られ
た本発明のアルミニウム基合金を結晶化温度±
100℃の温度範囲で押出し加工、プレス加工、熱
間鍛造等に付することによりバルク材を製造する
ことができる。さらに、本発明のアルミニウム基
合金は高度の粘さを有し、180°密着曲げ可能なも
のもある。 ［実施例］ 高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶
融合金３をつくり、これを第１図に示す先端に小
孔５（孔径：0.5mm）を有する石英管１に装入し、
加熱溶解した後、その石英管１を銅製ロール２の
直上に設置し、回転数5000rpmの高速回転下、石
英管１内の溶融合金３をアルゴンガスの加圧下
（0.7Kg／cm2）により石英管１の小孔５から噴射
し、ロール２の表面と接触させることにより急冷
凝固させて合金薄帯４を得る。 上記製造条件により表に示す組成（原子％）を
有する22種の合金薄帯（幅：１mm、厚さ：20μm）
を得て、それぞれＸ線回折に付した結果、いずれ
も非晶質金属に特有のハローパターンが確認され
た。 又、各供試薄帯につき、結晶化温度、硬度
（Hv）を測定し、表の右欄に示す結果を得た。硬
度（Hv）は、25g荷重の微小ビツカース硬度計に
よる測定値（DPN）であり、結晶化温度（Tx）
は、40k／minで加熱した走査示差熱曲線におけ
る最初の発熱ピーク開始温度（Ｋ）である。な
お、表中の“Anp”は非晶質であることを示す。
又、“Bri”は脆性を示し、“Duc“は延性を示す。
を有し、かつ、高耐熱性に優れたアルミニウム基
合金に関する。 ［従来の技術］ 従来のアルミニウム基合金には、Al−Cu系、
Al−Si系、Al−Mg系、Al−Cu−Si系、Al−Cu
−Mg系、Al−Zn−Mg系等の成分系の合金が知
られており、その材料特性に応じて、例えば、航
空機、車輌、船舶等の部材として、また、建築用
外装材、サツシ、屋根材等として、あるいは海水
機器用部材、原子炉用部材等として広範囲の用途
に供されている。 ［発明が解決しようとする課題］ 従来のアルミニウム基合金は、一般に硬度が低
く、また耐熱性も低い。また、近時はアルミニウ
ム基合金を急冷凝固させることにより、組織を微
細化して強度等の機械的性質や耐食性等の化学的
性質を改善する試みもなされているが、現在まで
に知られている急冷凝固アルミニウム基合金にお
いても強度や耐熱性などの特性が充分ではない。 本発明は上記に鑑み、高硬度および高耐摩耗性
を有し、かつ押出し加工やプレス加工等が可能で
あり、また大きな曲げ加工にも耐える高力かつ耐
熱性に優れた新規なアルミニウム基合金を比較的
安価に提供するものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は一般式：AlaMbCec ［ただし、Ｍ：Ｖ，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，
Cu，Nbから選ばれる一種もしくは二種以上の金
属元素、ａ，ｂ，ｃは原子パーセントで 50≦ａ≦93 0.5≦ｂ≦35 0.5≦ｃ≦25］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で50％
の非晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合金
である。 本発明のアルミニウム基合金は、上記組成を有
する合金の溶湯を液体急冷法で急冷凝固すること
により得られることができる。この液体急冷法と
は、溶融した合金を急速に冷却させる方法をい
い、例えば単ロール法、双ロール法、回転液中紡
糸法などが特に有効であり、これらの方法では
104〜106Ｋ／sec程度の冷却速度が得られる。こ
の単ロール法、双ロール法等により薄帯材料を製
造するには、ノズル孔を通して約300〜10000rpm
の範囲の一定速度で回転している直径30〜300mm
の例えば銅あるいは鋼製のロールに溶湯を噴出す
る。これにより幅が約１〜300mmで厚さが約５〜
500μmの各種薄帯材料を容易に得ることができ
る。また、回転液中紡糸法により細線材料を製造
するには、ノズル孔を通じ、アルゴンガス背圧に
て、約50〜500rpmで回転するドラム内に遠心力
により保持された深さ約１〜10cmの溶液冷媒層中
に溶湯を噴出して、細線材料を容易に得ることが
できる。この際のノズルからの噴出溶湯と冷媒面
とのなす角度は、約60〜90度、噴出溶湯と溶液冷
媒面の相対速度比は約0.7〜0.9であることが好ま
しい。 なお、上記方法によらずスパツタリング法によ
つて薄膜を、また高圧ガス噴霧法などの各種アト
マイズ法やスプレー法により急冷粉末を得ること
ができる。 得られた急冷アルミニウム基合金が非晶質であ
るかどうかは通常のＸ線回折法によつて非晶質組
織特有のハローパターンが存在するか否かによつ
て知ることができる。更に、この非晶質組織は加
熱すると特定の温度以上で結晶に分解する（この
温度を結晶化温度と呼ぶ）。 上記一般式で示される本発明のアルミニウム基
合金において、原子％でａを50〜93％の範囲に、
また、ｂを0.5〜35％，Ｃを0.5〜25％の範囲にそ
れぞれ限定したのは、その範囲から外れると非晶
質化しにくくなり、前記液体急冷等を利用した工
業的な急冷手段では、少なくとも50％（体積率）
の非晶質を有する合金を得ることができなくなる
からである。Ｍ元素はＶ，Cr，Mn，Fe，Co，
Ni，Cu，Nbより選ばれる１種または２種以上の
金属元素であり、非晶質形成能を向上させる効果
を持ち、また、特に耐食性を著しく向上させると
ともに硬度と強度を向上させ、併せて結晶化温度
を上昇させて耐熱性を付与する。 本発明のアルミニウム基合金は、結晶化温度近
傍（結晶化温度±100℃）において、超塑性現象
を示すので、容易に押出し加工やプレス加工、熱
間鍛造等の加工を行うことができる。したがつ
て、薄帯、線、板状あるいは粉末の形態で得られ
た本発明のアルミニウム基合金を結晶化温度±
100℃の温度範囲で押出し加工、プレス加工、熱
間鍛造等に付することによりバルク材を製造する
ことができる。さらに、本発明のアルミニウム基
合金は高度の粘さを有し、180°密着曲げ可能なも
のもある。 ［実施例］ 高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶
融合金３をつくり、これを第１図に示す先端に小
孔５（孔径：0.5mm）を有する石英管１に装入し、
加熱溶解した後、その石英管１を銅製ロール２の
直上に設置し、回転数5000rpmの高速回転下、石
英管１内の溶融合金３をアルゴンガスの加圧下
（0.7Kg／cm2）により石英管１の小孔５から噴射
し、ロール２の表面と接触させることにより急冷
凝固させて合金薄帯４を得る。 上記製造条件により表に示す組成（原子％）を
有する22種の合金薄帯（幅：１mm、厚さ：20μm）
を得て、それぞれＸ線回折に付した結果、いずれ
も非晶質金属に特有のハローパターンが確認され
た。 又、各供試薄帯につき、結晶化温度、硬度
（Hv）を測定し、表の右欄に示す結果を得た。硬
度（Hv）は、25g荷重の微小ビツカース硬度計に
よる測定値（DPN）であり、結晶化温度（Tx）
は、40k／minで加熱した走査示差熱曲線におけ
る最初の発熱ピーク開始温度（Ｋ）である。な
お、表中の“Anp”は非晶質であることを示す。
又、“Bri”は脆性を示し、“Duc“は延性を示す。
【表】
【表】
表に示すように、本発明のアルミニウム基合金
の硬度は、通常のアルミニウム基合金がHv：50
〜100DPN程度であるのに対し、約200〜
1000DPNと極めて高い硬度を示している。特に
注目すべきは、結晶化温度Txが約440k以上と高
く耐熱性を示すことである。 又、表に示すNo.７合金の強度をインストロン引
張り試験機で測定した結果、引張り強度は約102
Kg／mm2、降伏強度は約95Kg／mm2であつた。
この値は従来の時効硬化型アルミニウム基合金
（Al−Si−Fe）の最高引張り強度約45Kg／mm2、
最高降伏強度約40Kg／mm2の2.2倍であつた。 ［発明の効果］ 本発明のアルミニウム基合金は、高硬度材料、
高強度材料、高電気抵抗材料、耐摩耗材料、ろう
付け材料として有用である。さらに結晶化温度近
傍で超塑性現象を示し、押出し加工やプレス加工
等の加工ができ、高硬度および高引張強度を持つ
ため高力、高耐熱性材料として種々の用途に供す
ることができる。
の硬度は、通常のアルミニウム基合金がHv：50
〜100DPN程度であるのに対し、約200〜
1000DPNと極めて高い硬度を示している。特に
注目すべきは、結晶化温度Txが約440k以上と高
く耐熱性を示すことである。 又、表に示すNo.７合金の強度をインストロン引
張り試験機で測定した結果、引張り強度は約102
Kg／mm2、降伏強度は約95Kg／mm2であつた。
この値は従来の時効硬化型アルミニウム基合金
（Al−Si−Fe）の最高引張り強度約45Kg／mm2、
最高降伏強度約40Kg／mm2の2.2倍であつた。 ［発明の効果］ 本発明のアルミニウム基合金は、高硬度材料、
高強度材料、高電気抵抗材料、耐摩耗材料、ろう
付け材料として有用である。さらに結晶化温度近
傍で超塑性現象を示し、押出し加工やプレス加工
等の加工ができ、高硬度および高引張強度を持つ
ため高力、高耐熱性材料として種々の用途に供す
ることができる。
第１図は本発明合金を急冷凝固して薄帯を作る
時に使用した単ロール装置の説明図である。 １……石英管、２……銅ロール、３……溶融合
金、４……急冷薄帯、５……小孔。
時に使用した単ロール装置の説明図である。 １……石英管、２……銅ロール、３……溶融合
金、４……急冷薄帯、５……小孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式：AlaMbCec ［ただし、Ｍ：Ｖ，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，
Cu，Nbから選ばれる一種もしくは二種以上の金
属元素、ａ，ｂ，ｃは原子パーセントで 50≦ａ≦93 0.5≦ｂ≦35 0.5≦ｃ≦25］ で示される組成を有し、少なくとも体積率で50％
の非晶質を含む高力、耐熱性アルミニウム基合
金。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061878A JPH01240631A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
| CA000593753A CA1337506C (en) | 1988-03-17 | 1989-03-15 | High strength, heat resistant aluminum-based alloys |
| US07/324,049 US4950452A (en) | 1988-03-17 | 1989-03-16 | High strength, heat resistant aluminum-based alloys |
| KR1019890003293A KR930006296B1 (ko) | 1988-03-17 | 1989-03-16 | 높은 강도, 내열성 알루미늄-기재 합금 |
| NO891148A NO174720C (no) | 1988-03-17 | 1989-03-16 | Meget sterke, varmebestandige aluminium-baserte legeringer |
| DE198989104817T DE333216T1 (de) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | Hochfeste, waermebestaendige legierungen aus aluminium-basis. |
| EP89104817A EP0333216B1 (en) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | High strength, heat resistant aluminum-based alloys |
| DE8989104817T DE68904919T2 (de) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | Hochfeste, waermebestaendige legierungen aus aluminium-basis. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061878A JPH01240631A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240631A JPH01240631A (ja) | 1989-09-26 |
| JPH0532464B2 true JPH0532464B2 (ja) | 1993-05-17 |
Family
ID=13183834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061878A Granted JPH01240631A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 高力、耐熱性アルミニウム基合金 |
Country Status (7)
| Country | Link |
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