JPH05504996A - Spray casting aluminum/lithium alloy - Google Patents

Spray casting aluminum/lithium alloy

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JPH05504996A
JPH05504996A JP3505416A JP50541691A JPH05504996A JP H05504996 A JPH05504996 A JP H05504996A JP 3505416 A JP3505416 A JP 3505416A JP 50541691 A JP50541691 A JP 50541691A JP H05504996 A JPH05504996 A JP H05504996A
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alloy
spray
lithium
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aluminum
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JP3505416A
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ホワイト,ジョン
パーマー,イアン・グラハム
ウィリス,トレーブ・コートネイ
ジョーダン,リチャード・マイケル
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アルカン・インターナショナル・リミテッド
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 噴霧鋳造アルミニウム・リチウム合金 本発明はナトリウム及び水素両者の低い含量を有し、そして噴霧析出により製造 されるアルミニウム・リチウム合金に間する。[Detailed description of the invention] Spray casting aluminum/lithium alloy The present invention has a low content of both sodium and hydrogen and is produced by spray precipitation. between aluminum and lithium alloys.

アルミニウム・リチウム基合金は、低重量で高剛性を必要とする応用、殊に航空 宇宙応用のために非常に興味がある。しかしAl−Li合金は、雑種断方向にお いて比較的低い延性、破壊靭性及び応力腐食亀裂生長抵抗性を有することが見出 されている。Aluminum-lithium-based alloys are used in applications that require low weight and high stiffness, especially in aviation. It is of great interest for space applications. However, Al-Li alloy has a hybrid cutting direction. found to have relatively low ductility, fracture toughness and stress corrosion crack growth resistance. has been done.

コジマ等は唄!鋳造アルミニウム・リチウム8090合金の鋳放し状態及び熱間 壽圧圧縮後の両方の機械的性質を試験している(A I −L i合金に関する 第5回w’s、AIME、p85.1989>、 彼等は、文献に報告さレタD Cfs造8090合金についての数値と対比された唄g鋳造合金の機械的性質の 見掛けの改善を報告しているけれども、直接比較はなされていない、改善された 機械的性質は噴霧鋳造合金において認められるより微細な結晶粒組織に起因する ものである。Kojima and others sing! As-cast and hot cast aluminum lithium 8090 alloy The mechanical properties of both after compression are tested (for A-I-L i alloys). 5th w’s, AIME, p85.1989>, they reported the letter D in the literature. Mechanical properties of Uta-g cast alloy compared to values for Cfs-cast 8090 alloy reported an apparent improvement, but no direct comparison was made; Mechanical properties are due to the finer grain structure found in spray cast alloys It is something.

ファガー(Fager)等は、AI −Li合金における襞間亀裂を報告してい る(Scripta Metallurgica Vol、20.pH59゜1 986)、ナトリウムは、カリウム及びチタンと一緒に、可能性のある脆化側と して間接的に同定されている。Fager et al. reported interfold cracking in AI-Li alloy. (Scripta Metallurgica Vol. 20. pH 59゜1 986), sodium, along with potassium and titanium, has a potential embrittling side. It has been indirectly identified as

ミラー(Miller>等は、i開亀裂がAl−Li合金に限定されないことを 報告している(Scripta Metallurgica Vol 21゜p 663.1987)、AI ・Lf金合金ナトリウム含量が約10ppm以下で あるならば、その合金は!!開亀裂を示さないことが観察された。W開は、結晶 粒界及び粒子マトリックス界面へ偏析しているナトリウムによるもと信じられた 。Miller et al. showed that i-open cracks are not limited to Al-Li alloys. Reported (Scripta Metalurgica Vol. 21゜p. 663.1987), AI/Lf gold alloy with sodium content of approximately 10 ppm or less If so, what is that alloy? ! No open cracks were observed. W open is crystal It was believed that this was due to sodium segregated to grain boundaries and grain matrix interfaces. .

AI・Li合金の機械的性質に対する水素含量の作用は定量化されていないが、 しかつ機械加工後に予想外に良好な雑種断方向機械的性質を示すアルミニウム合 金が噴霧析出により製造されうろことを!外にも発見した。従って、−態様にお いて本発明は、揮発性不純物を含む溶融アルミニウム合金を鳴W鋳造するアルミ ニウム合金の揮発性物質含量低減法を提供する。Although the effect of hydrogen content on the mechanical properties of AI-Li alloys has not been quantified, Moreover, the aluminum alloy exhibits unexpectedly good cross-section mechanical properties after machining. Gold is produced by spray precipitation and the scales! I also found it outside. Therefore, - in a manner Therefore, the present invention is an aluminum casting process in which a molten aluminum alloy containing volatile impurities is subjected to sound-W casting. Provided is a method for reducing the volatile substance content of aluminum alloys.

ここで使用される用語「揮発性物質Jは、気状または高蒸気圧の不純物、例えば 水素丈たはアルカリ金17XMを包含する。The term “volatile substance J” as used herein refers to gaseous or high vapor pressure impurities, e.g. Includes hydrogen or alkali gold 17XM.

好ましくは、溶融物は凝集性析出物を形成するように噴g鋳造される。本方法は 、殊にNa及びH2不純物の除去に応用されうる。Preferably, the melt is jet cast to form a cohesive deposit. This method is , especially for the removal of Na and H2 impurities.

本発明は、いずれのアルミニウム合金のナトリウム及び/または水素含量の低減 にも応用されうる。本方法は、アルミニウム合金のナトリウム含量と、その他の 合金成分の平衡を著しく変えることなく、低減しうるようにする。噴霧析出物は 、低ナトリウムアルミニウム原料を与えるために再溶融されてもよくあるいは形 成された噴霧析出物は、直接に使用されても、または使用前にさらに加工されて もよい。The present invention provides a method for reducing the sodium and/or hydrogen content of any aluminum alloy. It can also be applied to This method is used to determine the sodium content of aluminum alloys and other To be able to reduce the balance of alloy components without significantly changing their balance. Spray deposits are , which may be remelted or shaped to give a low sodium aluminum feedstock. The formed spray deposit can be used directly or further processed before use. Good too.

本発明のアルミニウム・リチウム基合金に対して殊に応用することができ、本発 明のもう一つの態様によれば、2.5ppmまたはそれ以下のナトリウム及び1 .0ppmまたはそれ以下の水素を含む噴霧鋳造のアルミニウム・リチウム基合 金が提供される。It is particularly applicable to the aluminum-lithium based alloy of the present invention. According to another embodiment of the invention, 2.5 ppm or less sodium and 1 .. Spray-cast aluminum-lithium based composites containing 0 ppm or less hydrogen money is provided.

本発明のアルミニウム・リチウム基合金は、典型的には0.5ないし7%のリチ ウム、好ましくは2ないし6%のリチウムを含む0本発明の合金を作り出すため の出発材料は、従来法でDC鋳遺されたアルミニウム・リチウム合金、あるいは 別の方法で作られた合金、であってよい、そのようなりC鋳造合金のナトリウム 含量は、一般に10ρp、m付近、典型的には5ppm付近であるが、3ppm のように低くてもよい。好ましくは、出発合金のナトリウム含量は、10ppm またはそれ以下であろう。The aluminum-lithium based alloys of the present invention typically contain 0.5 to 7% lithium. 2 to 6% of lithium, preferably 2 to 6%. The starting material is an aluminum-lithium alloy cast in a conventional DC method, or The alloy may be made by another method, such as C casting alloy sodium The content is generally around 10 p, m, typically around 5 ppm, but 3 ppm It can be as low as . Preferably the sodium content of the starting alloy is 10 ppm Or maybe less.

Al−Li合金のナトリウム含量は、望ましくは襞間型欠陥が観察される含量、 典型的には約toppmよりも低くあるべきであることが認識されるが、本発明 者等は、低減された水素含量と組合せて、ナトリウムのレベルをナトリウム偏析 が生じるレベルよりも著しく低減することにより、合金が、殊に複槽断方向にお いて、予想外に改善された性質を示すことを発見した。延性及び引張り強度は、 長横断及び雑種断の両方向において増大される。破壊靭性も複槽断方向において 改善される。応力腐食亀裂生長及び綬亀裂生長に対する抵抗は、実質的に増大さ れる。若干の領域、例えば長手方向における機械的性質はわずかに低減されるこ とがあるが、本発明の合金は、全体として改善された性質を示す。The sodium content of the Al-Li alloy is preferably a content at which interfold defects are observed; Although it is recognized that typically it should be less than about top per million, the present invention In combination with the reduced hydrogen content, the sodium levels can be reduced by sodium segregation. This significantly reduces the level at which found that it exhibited unexpectedly improved properties. Ductility and tensile strength are Increased in both long-cross and cross-cut directions. Fracture toughness is also determined in the cross section direction Improved. Resistance to stress corrosion crack growth and ribbon crack growth is substantially increased. It will be done. The mechanical properties in some areas, e.g. in the longitudinal direction, may be slightly reduced. However, the alloys of the present invention exhibit improved properties overall.

本発明のアルミニウム・リチウム基合金は、2.5ppmまたはそれ以下のNa 及び好ましくはIPPmまたはそれ以下のH2を含む。The aluminum-lithium based alloy of the present invention has a Na content of 2.5 ppm or less. and preferably H2 of IPPm or less.

DC4i造Al−Li合金の水素含量は、典型的には、0.5〜0.8ppmの 範囲内にあるが、Q、3pPmのような低いこともある。高リチウム合金におい ては、典型的には4%またはそれ以上のリチウム含量を有する合金においては、 水素含量が増加することが知られているけれども、この理由は解明されていない 。The hydrogen content of DC4i Al-Li alloys is typically between 0.5 and 0.8 ppm. within range, but can be as low as 3 pPm. High lithium alloy odor In alloys that typically have a lithium content of 4% or more, Although it is known that hydrogen content increases, the reason for this is not understood. .

3%またはそれ以下のLi含量を有する合金については、H2含量は好ましくは 0.3PPm以下であり、好ましくは約0.lppmまたはそれ以下であるが、 3%よりも大きなリチウム含量の合金については、H2含量はlppmまでであ りうるが、好ましくはo、8ppmまたはそれ以下である。For alloys with a Li content of 3% or less, the H2 content is preferably 0.3PPm or less, preferably about 0.3PPm or less. lppm or less, but For alloys with a lithium content greater than 3%, the H2 content may be up to lppm. However, it is preferably 8 ppm or less.

本発明による合金は、その他の元素(Na及びH2は除外)を、それらがA1− Li合金において慣用的に存在する割合で含んでいてよい、好ましい合金は、8 090.8091系会金を包含する6本発明は、噴霧鋳造状態の合金と、圧延、 押出、鍛造、熱間等圧圧縮または任意のその他の形態の加工によって得られた製 品と、の両方をその範囲とする。精製合金は、また、低不純物材料源として再溶 融されても、または再鋳造されてもよい。The alloy according to the invention can contain other elements (excluding Na and H2) if they are A1- A preferred alloy may contain 8 090.8091 series alloy 6 The present invention includes an alloy in a spray cast state, rolling, Manufactured by extrusion, forging, hot isostatic pressing or any other form of processing. Its scope includes both products and. Refined alloys can also be remelted as a source of low impurity materials. It may be melted or recast.

噴霧析出法における多くの因子が、噴霧されたインゴットの最終のナトリウム及 び水素の含量に影響を与えうる。Many factors in the spray precipitation process affect the final sodium content of the sprayed ingot. and hydrogen content.

最終のナトリウム及び水素の含量に影響を与える一因子は、溶融物を作るルツボ であろう、ルツボは好ましくは気体透過性であるべきでない、ルツボの透過性は 、外側雰囲気(空気)と溶融物との間の著しい相互作用を許容し、かくして増大 した水素レベルをもたらすことがありうる。好ましいルツボ材料は、樹脂結合炭 化けい素または結合グラファイトルツボのような不透過性または半透過性材料を 包含する。その他のルツボ材料は、アルミナ、融合シリカ、マグネシア及びサイ アロン(syalon)ならびに耐火物内張り鋼ルツボを包含する。あるタイプ のアルミナのような不純耐火物は、溶融物と反応してナトリウム及び水素のレベ ルを増加することがある。この問題を低減するために、ルツボは窒化はう素のよ うなコーティングで処理して、溶融物とルツボとの間の反応を抑制し、そしてジ ルコニアのようなコーティングで処理して透過性を低減しうる。その他の適当な コーティングは当業者に知られているところであろう。One factor that influences the final sodium and hydrogen content is the crucible in which the melt is made. The crucible should preferably not be gas permeable, the permeability of the crucible should be , allowing significant interaction between the outside atmosphere (air) and the melt, thus increasing This can result in high hydrogen levels. The preferred crucible material is resin-bonded carbon. Opaque or semi-permeable materials such as silicon carbide or bonded graphite crucibles include. Other crucible materials include alumina, fused silica, magnesia and silica. Includes syalon as well as refractory lined steel crucibles. a certain type Impure refractories such as alumina react with the melt to reduce sodium and hydrogen levels. may be increased. To reduce this problem, the crucible is made of a material such as boron nitride. treatment with a similar coating to suppress the reaction between the melt and the crucible and It may be treated with a coating such as Luconia to reduce permeability. other appropriate Coatings will be known to those skilled in the art.

全体の溶融物の表面積対容積の比は、雰囲気との相互作用の程度を低減するため に可及的に低く(典型的には0.015、好ましくは0.038以下)維持すべ きである。雰囲気は可及的に乾燥状態に(典型的には<110PP、好ましくは <6ppmの水分)そして水素レベルを可及的に低く(典型的にはtoppm、 好ましくは<ippm)維持すべきであり、なんとなれば水蒸気は溶融物中の水 素レベルの主たる原因であると信じられるからである。好ましくはまた雰囲気は 酸化を低減するために不活性であるべきである。真空溶融は必要ではないことが 判明した。The surface area to volume ratio of the entire melt reduces the degree of interaction with the atmosphere should be kept as low as possible (typically 0.015, preferably 0.038 or less). It is possible. The atmosphere is as dry as possible (typically <110 PP, preferably <6 ppm moisture) and hydrogen levels as low as possible (typically toppm, Preferably <ippm) should be maintained so that the water vapor is This is because it is believed to be the main cause at the elementary level. Preferably the atmosphere is Should be inert to reduce oxidation. Vacuum melting may not be necessary found.

揮発性または気状の不純物の除去は、小さな粒子(典型的には一80μm、好ま しくはく200μm)を生成させるように噴霧することにより促進されよう。Removal of volatile or gaseous impurities is performed using small particles (typically -80 μm, preferably 200 μm).

しかし、粒子寸法を減少させるにつれて飛行時間が短縮され、かくして除去が生 じるための短い時間がもたらされよう。これらの二つの因子は、析出物中に最低 のナトリウム及び水素のレベルを生じさせるように条件を最適化するように変動 されうる。However, as particle size decreases, flight time decreases and thus removal occurs. There will be a short period of time for you to learn. These two factors are the lowest in the precipitate. Vary to optimize conditions to yield sodium and hydrogen levels of It can be done.

粒子が高密度の境となるように析出されないならば、低減した気体不純物レベル は固体状態において保持されえないであろう。Reduced gaseous impurity levels if particles are not precipitated into dense boundaries would not be able to be retained in the solid state.

また脱気は、噴霧の際にインゴットの高温表面からも生じる。この固体または半 固体状態脱ガスは、より大きな熱質量をもつ析出物において増大されよう、なん となれば熱がより長時間にわたり保持されるからである。Degassing also occurs from the hot surfaces of the ingot during atomization. This solid or semi Solid-state degassing will be enhanced in precipitates with larger thermal mass; This is because heat is retained for a longer period of time.

以下の実施例において、−次ガス圧は1.2〜3バール、二次ガス圧は55〜9 バール、そして移送ガス圧は3〜5バールであった。−次ガス流量は0.25な いし0.45m’/分であった。二次ガス流量は6.0ないし9.2m’77分 であった。金属流量は5ないし14 k g/分であった。溶融温度は700″ ないし800℃であった0条件は、衝突時に液体または半液体状であり、そして 200μmよりも小さい直径を有する金属粒子を生成させるように、上記の範囲 内で調節した。上記の範囲は、ある機械と別の機械とでは若干程度変動させうる が、そのような粒子を製造するのに適当な範囲は容易に決定しうる。In the following examples, the secondary gas pressure is 1.2-3 bar and the secondary gas pressure is 55-9 bar. bar, and the transfer gas pressure was 3-5 bar. -The next gas flow rate is 0.25. The speed was 0.45 m'/min. Secondary gas flow rate is 6.0 to 9.2m’77min Met. The metal flow rate was 5 to 14 kg/min. Melting temperature is 700″ The 0 condition, which was between 800°C and 800°C, was liquid or semi-liquid at the time of collision, and The above range so as to produce metal particles with a diameter smaller than 200 μm. Adjusted within. The above range may vary slightly from one machine to another. However, suitable ranges for producing such particles can be readily determined.

上記範囲内に調節することにより、粒子寸法及び粒子の飛行時間は、揮発性不純 物!物の最大除去を達成するように最適化しうる。By adjusting within the above range, the particle size and flight time of the particles can be controlled by volatile impurities. thing! can be optimized to achieve maximum removal of material.

実施鍔1 噴霧鋳造設備はアルカン・インターナショナル・リミテッドによって設計指定さ れ、西ドイツノマンネゼマン・デマク(Mannesemann Demag) 及びオスプレイ・メタルス(Osprey Metals)、ニーズ(Ne a  th)によって構築され、そしてアルカン・インターナショナル・リミテッド のバンバリイ・ラボラドリースにおいてさらに開発された。噴霧されるべき合金 は、モーガン(Morgan)rサラマンダー・エクセル(Salamande rExc e I ) 」ルツボ[レジン接合SiC;40%SiC及び30% 炭素] (ルツボはグラファイト/クレイ基の洗液で洗浄され、そして窒化ホウ 素で被覆〉中で誘導加熱により溶融された。この設備は、オーバー圧力を用いて 突出される金属流を通過させるための耐火物ノズルを含んでいる。そのノズルの 周囲を、溶融表面を囲みそして含むようにその金属流に平行にかつ金属流を取り 囲むように一次支持ガス流を指向させるような開口を有する一次ガスノズルが取 巻いている。Implementation Tsuba 1 The spray casting equipment was designed and specified by Alcan International Limited. Mannesemann Demag, West Germany and Osprey Metals, Nea th) and Alcan International Limited It was further developed in the Banbury Laboratories Lease. Alloy to be sprayed The Morgan Salamander Excel rExc e I    Crucible [Resin bonded SiC; 40% SiC and 30% Carbon] (The crucible was cleaned with a graphite/clay-based wash and then washed with boronitride. The material was melted by induction heating in the material coated with the material. This equipment uses overpressure Includes a refractory nozzle for passing the ejected metal stream. of that nozzle surrounding the molten surface and taking the metal flow parallel to and including the molten surface. A primary gas nozzle is installed having an aperture to direct the primary support gas flow in a circumferential manner. It's wrapped.

その−次ガスノズルの周囲を、溶融金属流に向けて二次噴霧用ガス流を指向させ る噴口を備えた二次ガスノズルが取巻いている。二次ガス流は、ノズルの下流側 からのある距離のところで溶融金g流に接触し、そしてそれと噴霧して、金属粒 子のスプレーとする。A secondary atomizing gas stream is directed around the secondary gas nozzle toward the molten metal stream. It is surrounded by a secondary gas nozzle with an orifice. The secondary gas flow is downstream of the nozzle. contacting the flow of molten gold at a certain distance from and spraying with it, the metal particles Let it be a child spray.

二次噴霧用ガス流動は、金Ji流からのジェットの距離に等しい高さ及び半径の 円錐形を規定している。The secondary atomizing gas flow has a height and radius equal to the distance of the jet from the gold stream. It defines a conical shape.

溶融金属は回転式アルミニウム合金捕集器上に噴霧された。使用された噴霧用ガ ス及び移送ガスは窒素であった。溶融物温度は710”Cであり、溶融及び保持 合計時間は3時m50分であった。流量は10.9kg/分であり、8分11秒 の噴霧時間は76.3kgの重さの噴霧析出物を生じさせた。The molten metal was sprayed onto a rotating aluminum alloy collector. The spray gas used The gas and transfer gas were nitrogen. Melt temperature is 710”C, melting and holding The total time was 3 hours and 50 minutes. The flow rate is 10.9 kg/min and the time is 8 minutes 11 seconds. The spray time produced a spray deposit weighing 76.3 kg.

噴霧された合金は、DC鋳造出発原料からのモノリス8090アルミニウム・リ チウム基合金であった。噴霧された事前成形物(プレフォーム)から作られた押 出物の性質は、DC鋼造出発ビレットから作られた押出物の性質と比較された。The sprayed alloy is a monolithic 8090 aluminum rim from a DC casting starting material. It was a lithium-based alloy. Presses made from sprayed preforms The properties of the extrudates were compared to the properties of extrudates made from DC steel starting billets.

その事前成形物は、550℃で24時間にわたりDC鋳造対照体と共に均質化さ れた。噴霧された事前成形物及びDC釧造ビレットを機械加工して210mmの 直径とし、そして下記のパラメーターを用いて押し出し2.5インチ×1インチ の矩形断面棒とした。The preform was homogenized with a DC casting control at 550°C for 24 hours. It was. The sprayed preform and DC Senzo billet were machined into a 210 mm diameter and extrude 2.5 inches x 1 inch using the parameters below. A bar with a rectangular cross section was used.

ビレ/ト温度 出口速度 J江11コニ上−色〕−レセJ」7分し フロント  ベヱl噴霧 435/440 0.76 405 390DC鋳造 435/4 40 0.84 415 385押出比は両方のインゴットについて201であ った。評価のために各押出物のフロント(前端側)及びバック(後端側)から適 当な長さ部分を採取した。これらの押出物についての化学分析値は下記の通りで あった。Fillet/Temperature Exit speed J 11 top - color] - Reset J" 7 minutes Front Bel spray 435/440 0.76 405 390DC casting 435/4 40 0.84 415 385 The extrusion ratio is 201 for both ingots. It was. For evaluation, the front (front end side) and back (back end side) of each extrudate were measured. A portion of appropriate length was taken. The chemical analysis values for these extrudates are as follows: there were.

Li Cu Hg Zr Si Fe Ti Ha H2−−−−−一−−−− −〜−−−−−(wH)−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−p H1l−DCfs造 2,39 1,20 0,83 0,13 0,04 0 .04 0.031 +2 1.20噴Wi 2.30 1.10 0.80  0,13 0,03 0.04 0.049 (10,19次いで押出物のフロ ント(前端(!@)部分片を540℃で172時間時間比処理し、冷水急冷し、 そして2%引張りした。Li Cu Hg Zr Si Fe Ti Ha H2-----1---- -~-------(wH)--------------------------p H1l-DCfs construction 2,39 1,20 0,83 0,13 0,04 0 .. 04 0.031 +2 1.20 injection Wi 2.30 1.10 0.80 0,13 0,03 0.04 0.049 (10,19 Then the extrudate flow The front end (!@) piece was treated at 540°C for 172 hours, quenched with cold water, Then, it was pulled 2%.

長平方向、長横断方向及び層積断方向の引張り、ならびに5T−L靭性試験片を 次いで170℃で48時間時効然埋した。噴霧加工及びDC鋳造8090につい ての三つの配向すべてにおける引張り特性は下記の方に与えられている。Tensile test pieces in the longitudinal direction, longitudinal transverse direction, and laminar cross-sectional direction, as well as 5T-L toughness test pieces. Then, it was aged and buried at 170°C for 48 hours. About spray processing and DC casting 8090 The tensile properties in all three orientations are given below.

以Q猪4 噴ヨ 長手方向−0,2! PS (MPa) 537 512TS(MPa> 57 2 550 伸率(%) 4.7 5.1 長横断方向−0,2Z PS (MPa) 409 390TS (MPa>  443 487 伸率(%’) 0.7 8.5 短横断方向−0,2Z PS (MPa ) 344 350TS (MPa>  356 485 伸率(%) 0.4 8.4 噴霧加工8090からの長手方向部分から採った結晶粒寸法は155ミフロン× 25ミクロンのオーダーであり、DC鋳造8090は300ミフロン×1〜mm であった1等方性唱霧加工状君結晶粒寸法は70ミクロンであった。下記の表は 、10mm厚コンパクト張力5T−L試験片からのDCg造及び噴言加工8゜9 0の破壊靭性を与えている。IQ Boar 4 Spout Longitudinal direction -0,2! PS (MPa) 537 512TS (MPa>57 2 550 Elongation rate (%) 4.7 5.1 Long transverse direction -0,2Z PS (MPa) 409 390TS (MPa> 443 487 Elongation rate (%’) 0.7 8.5 Short transverse direction -0,2Z PS (MPa) 344 350TS (MPa> 356 485 Elongation rate (%) 0.4 8.4 The grain size taken from the longitudinal part of spray processing 8090 is 155 microfron× It is on the order of 25 microns, and DC casting 8090 is 300 microns x 1 ~ mm. The grain size of the isotropically processed material was 70 microns. The table below is , DCg construction and blow processing from 10mm thick compact tensile strength 5T-L test piece 8゜9 It gives a fracture toughness of 0.

1、D 条件 K1c Pa m DC鋳造 24/170℃ 1421 DC鋳造 48/170℃ 14.38噴H24/170℃ 25.25塞 OJi!霧 48/170℃ 17.18* 不充分な厚さのために無効な試験 :従ってkg値を引用しである。1.D Condition K1c Pa m DC casting 24/170℃ 1421 DC casting 48/170℃ 14.38 injection H24/170℃ 25.25 OJi! Fog 48/170℃ 17.18* Invalid test due to insufficient thickness : Therefore, the kg value is quoted.

応力腐食亀裂生長速度及び綬亀裂生長速度は第1及び2図にそれぞれ示されてい る。The stress corrosion crack growth rate and ribbon crack growth rate are shown in Figures 1 and 2, respectively. Ru.

この改善された組合せl!械的性質は、DC鋳造製品と比較してのlII霧鋳造 製品の低減されたNa及びH2の含有がら全体的ないし主としてもたらされる。This improved combination! Mechanical properties of II mist casting compared to DC casting products This results entirely or primarily from the reduced Na and H2 content of the product.

大施3ユ fi械的性質に対するナトリウム及び水素含量の作用を屓るために、種々のナト リウム及び水素含量の8090合金事前成形物(プレフォーム)を作った。装置 は前記のものと実質的に同じであった。ルツボは半透過性アルミナ/シリカ繊維 タイプのものであり、これはジルコニア及び窒化ホウ素で被覆された。溶融物温 度は71f)℃であっfS。Oshi 3yu In order to understand the effect of sodium and hydrogen content on the mechanical properties, various sodium An 8090 alloy preform with lithium and hydrogen content was made. Device was substantially the same as above. Crucible is semi-permeable alumina/silica fiber type, which was coated with zirconia and boron nitride. Melt temperature The temperature is 71f)°C.

ナトリウム含量は、出発インゴット中のナトリウム含量を変えることにより変動 された。水素含量は、噴霧用ガスと水蒸気でドーピングすることにより変動され た。Sodium content can be varied by changing the sodium content in the starting ingot It was done. The hydrogen content is varied by doping with atomizing gas and water vapor. Ta.

実施例1に記載の装置を用いてもう一つの事前成形物(プレフォーム)を作った 。溶融温度は、9.3kg、/分の流量でもって710”Cであった。Another preform was made using the equipment described in Example 1. . The melt temperature was 710''C with a flow rate of 9.3 kg/min.

事前成形物(プレフォーム)とa!!械加工して28mm厚の圧延用ブロックと なし、540℃で24時間均質化処理した。試料を厚さ25mmに圧延し、その 際に各パスの間で再加熱した。530℃で溶体化処理し、170’Cで24時間 時効処理し、そして層積断方向で試験した。圧延板の化学組成を、雑種断方向伸 率及び破壊靭性の値と共に次表に示す。Preform and a! ! Machined into a 28mm thick rolling block. None, homogenization treatment was performed at 540°C for 24 hours. The sample was rolled to a thickness of 25 mm, and Reheat between each pass. Solution treatment at 530°C and 24 hours at 170’C It was aged and tested in the cross section direction. The chemical composition of the rolled plate was determined by cross-sectional elongation. The ratio and fracture toughness values are shown in the table below.

Li Ha H2 一=wtl−−−−−ppa+−−−−伸率?6 破壊靭性kg(MPa、sl /2) 試料 1 2.31 5 0.57 0.62 19.62 2.34 22 0.3 3 1.00 17.83 2.5+ 13 0.44 0.87 17.44  2.31 6 0.41 1.82 23.05 2.24 1 0.28  6.14 27.2伸率及び靭性は、比較試料1〜4と比較して、本発明により 作られた試料5において著しく増大している。Li Ha H2 1=wtl−−−−−ppa+−−−−elongation rate? 6 Fracture toughness kg (MPa, sl /2) sample 1 2.31 5 0.57 0.62 19.62 2.34 22 0.3 3 1.00 17.83 2.5 + 13 0.44 0.87 17.44 2.31 6 0.41 1.82 23.05 2.24 1 0.28 6.14 27.2 Elongation and toughness according to the present invention compared to comparative samples 1 to 4 There is a significant increase in the produced sample 5.

夾施円ユ 実施例に実質的に記載されfSiXIき条件下で8090合金の事前成形物(プ しフオーム)を唄Ws造した。唄W前の合金及び噴霧加工した事前成形物(プレ フォーム)の化学組成を下に示す。Kyoenyu 8090 alloy preforms under fSiXI conditions substantially as described in the Examples. I wrote the song Ws. Alloys and spray-processed pre-formed products before Uta W The chemical composition of foam) is shown below.

Si Fe Cu Mg B Zr Ha Li鳴霧前 −pps− 10,060,051,370,9430,12602,65Z O,060, 041,330,8730,121002,48噴霧後 1 0.06 0.05 1.24 0.88 3 0.12 13 2.51 2 0.07 0.04 1.32 0.83 3 0.12 22 2.34 すべての値はNa−ppmを除きwt%で与えられている。Si Fe Cu Mg B Zr Ha Li Naragiri -pps- 10,060,051,370,9430,12602,65Z O,060, 041,330,8730,121002,48 after spraying 1 0.06 0.05 1.24 0.88 3 0.12 13 2.51 2 0.07 0.04 1.32 0.83 3 0.12 22 2.34 All values are given in wt% except Na-ppm.

!施円A 溶融及び保持時間= 2時間50分 流量 : 8.85kg/分 実施時間 : 22分42秒 鳴霧成形物重量 : 152.7kg 85mm厚のブロックを噴霧成形物を水平に横断して切り出し、550’Cで2 4時間均質化させた。これを切断して130mm長X90mm巾X85mm厚の 圧延用ブロックとしな、材料を85mmから28mm厚まで540”Cにおいて 5回バスでロール圧下した。! Giving A Melting and holding time = 2 hours 50 minutes Flow rate: 8.85kg/min Implementation time: 22 minutes 42 seconds Narugiri molded product weight: 152.7kg An 85 mm thick block was cut horizontally across the spray molding and heated at 550'C for 2 Homogenized for 4 hours. Cut this to 130mm length x 90mm width x 85mm thickness. As a rolling block, the material is rolled at 540"C from 85mm to 28mm thick. It was rolled down in a bath 5 times.

星威 出発原料−8091合金 口 立 皐 聾 裏 Δ ■ 践亡引ト■畦2.70 1.90 0,85 0 .10 0.04 0.06 0.41 22 0.95圧延された状態の板の 中心部がら材料を切り出し、そしてST引張りのためのブランクを545℃で1 時間S、H,T処理し、油急冷した。これらを次いで、未引張状態で170℃で 48時間時効処理した。Seiwei Starting material - 8091 alloy Mouth Standing Deaf Back Δ ■ Practice Death ■ 2.70 1.90 0,85 0 .. 10 0.04 0.06 0.41 22 0.95 of the rolled plate Cut out the material from the center and prepare a blank for ST tensioning at 545°C. It was treated with S, H, and T for hours and quenched with oil. These were then heated at 170°C in an untensioned state. It was aged for 48 hours.

引張特性は以下の通りであった。The tensile properties were as follows.

実施例5 7000系アルミニウム会金における水製低減を示す結果。Example 5 Results showing water production reduction in 7000 series aluminum alloy.

合金は非標準品であったが、5.0〜70%の亜鉛及び2,0〜2.5%のマグ ネシウムを有した。三つの噴霧実験を実施した。The alloy was a non-standard product, but contained 5.0-70% zinc and 2.0-2.5% mag. Contains nesium. Three spray experiments were conducted.

実験1−出発金属は0.29%のH2を有し、そして噴霧後これが0.09°5 に降下した。Experiment 1 - The starting metal had 0.29% H2 and after spraying this was 0.09°5 descended to

実$2−82レベルは0.46%から0.20%へ降下した。The actual $2-82 level fell from 0.46% to 0.20%.

実$3−82レベルは0.32%から0.17%へ降下した。The actual $3-82 level fell from 0.32% to 0.17%.

すべての場合に噴霧条件は、アルミニウム・リチウム合金実施例についてのもの と実質的に同一であった。In all cases spray conditions are for the aluminum-lithium alloy example. was substantially the same.

亀裂生長速度(rr+/s) 亀裂長さ (mm) 要約書 不純物、殊に水素及びナトリウムの低レベルを有し、そして改善された機械的性 質を示すアルミニウム リチウム合金。Crack growth rate (rr+/s) Crack length (mm) abstract Has low levels of impurities, especially hydrogen and sodium, and improved mechanical properties Aluminum lithium alloy showing quality.

国際調査報告 申^瞳r+lll9e−−1^o−1−cl−’、PCフ:/GIジ91100 381国際調査報告 GB 9100381 SA 45325international search report Shin^Hitomi r+llll9e--1^o-1-cl-', PCfu:/GIji91100 381 international search report GB 9100381 SA 45325

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.2.5ppmまたはそれ以下のナトリウム及び1.0ppmまたはそれ以下 の水素を含む噴霧鋳造アルミニウム・リチウム合金。1.2.5ppm or less sodium and 1.0ppm or less Spray-cast aluminum-lithium alloy containing hydrogen. 2.リチウム含量が0.5ないし7%である請求の範囲1の噴霧鋳造アルミニウ ム・リチウム合金。2. Spray cast aluminum according to claim 1, wherein the lithium content is from 0.5 to 7%. Mu-lithium alloy. 3.リチウム含量が2ないし4%である請求の範囲2の噴霧鋳造アルミニウム・ リチウム合金。3. Spray cast aluminum according to claim 2, having a lithium content of 2 to 4%. Lithium alloy. 4.水素が0.3ppmまたはそれ以下である請求の範囲1ないし3のいずれか 一つの噴霧鋳造アルミニウム・リチウム合金。4. Any one of claims 1 to 3, wherein the hydrogen content is 0.3 ppm or less. One spray cast aluminum lithium alloy. 5.合金が8090または8091系合金である請求の範囲1ないし4のいずれ か一つの噴霧鋳造アルミニウム・リチウム合金。5. Any one of claims 1 to 4, wherein the alloy is an 8090 or 8091 series alloy. or one spray-cast aluminum-lithium alloy. 6.低含量の揮発性不純物を有するアルミニウム合金を噴霧鋳造する方法であっ て、揮発性不純物を含むアルミニウム合金を、200μmより小さい直径を有し かつ衝撃のときに液体または半液体状である粒子を生じさせるような条件下で噴 霧鋳造することを特徴とする方法ツ。6. A method of spray casting aluminum alloys with low content of volatile impurities. The aluminum alloy containing volatile impurities has a diameter smaller than 200 μm. and ejected under conditions that produce particles that are liquid or semi-liquid upon impact. A method characterized by mist casting. 7.一次ガス圧が1.2ないし3バールであり、二次ガス圧が5.5ないし9バ ールであり、そして移送ガス圧が3ないし5バールである請求の範囲6の方法。7. The primary gas pressure is 1.2 to 3 bar and the secondary gas pressure is 5.5 to 9 bar. 7. The method of claim 6, wherein the gas pressure is between 3 and 5 bar. 8.一次ガス流量が0.25ないし0.45m3/分であり、二次ガス流量が6 ないし9.2m3/分であり、そして金属流量が5ないし14kg/分である請 求の範囲6の方法。8. The primary gas flow rate is 0.25 to 0.45 m3/min, and the secondary gas flow rate is 6 m3/min. to 9.2 m3/min and the metal flow rate is 5 to 14 kg/min. Method for scope 6 of the request. 9.揮発性物質が水素である請求の範囲8の方法。9. 9. The method of claim 8, wherein the volatile substance is hydrogen. 10.揮発性物質がアルカリ金属である請求の範囲6ないし8の方法。10. 9. A method according to claims 6 to 8, wherein the volatile substance is an alkali metal. 11.アルカリ金属がナトリウムである請求の範囲10の方法。11. 11. The method of claim 10, wherein the alkali metal is sodium.
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