JPH06258314A - Strength-characteristic index diagram of aluminum alloy and alloy-component setting method of aluminum alloy by using it - Google Patents

Strength-characteristic index diagram of aluminum alloy and alloy-component setting method of aluminum alloy by using it

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JPH06258314A
JPH06258314A JP3130328A JP13032891A JPH06258314A JP H06258314 A JPH06258314 A JP H06258314A JP 3130328 A JP3130328 A JP 3130328A JP 13032891 A JP13032891 A JP 13032891A JP H06258314 A JPH06258314 A JP H06258314A
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strength
alloy
aluminum alloy
characteristic index
δmk
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JP3130328A
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Japanese (ja)
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Masahiko Morinaga
正彦 森永
Natsuo Yugawa
夏夫 湯川
Shigeharu Kamatsuchi
重晴 鎌土
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YUGAWA CHIEKO
Original Assignee
YUGAWA CHIEKO
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Abstract

PURPOSE:To estimate the strength characteristic of an aluminm alloy and to set kinds and amounts to be added of chemical elements for the aluminum alloy so as to obtain a desired characteristic by using a strength-characteristic index diagram which indicates the relationship between the strength characteristic of the aluminum alloy as a parameter for a <MK> and the <MK>. CONSTITUTION:For example, the relationship between the tensile strength in an annealed state of a non-heat-treatment-type aluminum alloy for rolling and an <MK> is indicated according to it, a quantitative relationship is recognized between the <MK> and the tensile strength irrespective of an alloy system, and, the larger the <MK> of the alloy is, the larger a strength characteristic is. The quantitative relationship is expressed by a function formula of strength characteristic=(a)+(b)X<MK>, where (a) and (b) are constants. This indicates that the <MK> is an important parameter to evaluate the strength characteristic of the non-heat-treatment-type aluminum alloy. When such a strength-characteristic index diagram is used, the strength characteristic can be estimated on the basis of the composition of an alloy without making a complicated experiment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金の合金
諸特性の評価、品質管理に用いられる合金の強度特性指
標図に関し、さらに本発明は前記強度特性指標図を用い
てアルミニウム合金を開発・製造する場合の、合金用添
加元素の成分及び配合量を決定し、合金成分を設定する
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alloy strength characteristic index chart used for evaluation of various alloy characteristics and quality control of an aluminum alloy. Further, the present invention develops and manufactures an aluminum alloy using the strength characteristic index chart. In this case, the present invention relates to a method of determining the composition and amount of the additive element for alloy and setting the alloy composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニウムは、比強度が大きく、耐食
性が優れる等の特徴を有することから、航空機あるいは
自動車用等の構造部材として多用されている。その場
合、諸特性の兼ね合わせにより、必要とされる合金元素
の種類及び添加量の決定がなされる。そのため従来か
ら、アルミニウムに種々の合金元素を添加することによ
り、所望の特性を持つアルミニウム合金の開発が行われ
てきた。この従来のアルミニウム合金の開発ならびに諸
特性の管理については、当該アルミニウム合金の単数な
いし複数の性質に及ぼす合金元素の影響を実験から求
め、これらのデータに基づいて最適合金組成を決定する
という、いわゆる試行錯誤的な方法が常用的に行われて
いる。
2. Description of the Related Art Aluminum is widely used as a structural member for aircraft or automobiles because it has characteristics such as high specific strength and excellent corrosion resistance. In that case, the kind and addition amount of the required alloying element are determined by combining various characteristics. Therefore, conventionally, an aluminum alloy having desired characteristics has been developed by adding various alloy elements to aluminum. Regarding the development of this conventional aluminum alloy and the management of various properties, the effect of alloying elements on the property or properties of the aluminum alloy is determined from experiments and the optimum alloy composition is determined based on these data. Trial and error methods are routinely practiced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の試行錯誤的手法によれば、諸特性を兼備する合金の
開発には、多大な費用と時間を要し、極めて非能率的で
あり、特に使用実績のない多元系の合金についてこのよ
うな方法を実施するのは極めて困難である。さらに、こ
の試行錯誤的手法による場合は、その評価も不正確であ
るため、材料の信頼性の向上や高性能化を図る点で大き
な問題となっている。
However, according to the conventional trial-and-error method, the development of an alloy having various properties requires a great deal of cost and time, is extremely inefficient, and is particularly inefficient. It is extremely difficult to carry out such a method for an unproven multi-component alloy. Further, in the case of this trial-and-error method, the evaluation is also inaccurate, which is a big problem in terms of improving the reliability of the material and improving the performance.

【0004】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、まず強度特性指標図を求め、これ
に基づいて合金の強度特性を予測し、次いで限定された
範囲での合金についてのみ実験することにより、強度及
びその他の特性を兼備したアルミニウム合金の開発を可
能にし、研究開発のための投資を大幅に軽減できるアル
ミニウム合金の強度特性指標図及び合金成分設定方法を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. First, a strength characteristic index chart is obtained, the strength characteristics of the alloy are predicted based on this, and then the alloy in a limited range. To provide an aluminum alloy strength characteristic index diagram and alloy component setting method that enables development of an aluminum alloy having both strength and other characteristics, and greatly reduces investment for research and development, by conducting experiments only on It is an object.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決すべく種々研究の結果、アルミニウム合金の諸特
性を評価するため、 アルミニウム合金の電子構造を分
子軌道法 [DiscreteVariational(DV)−Xαクラス
ター法]によって求めた。この計算から求められたパラ
メータである母金属アルミニウムの中の合金元素Mのs
軌道エネルギー準位(以下Mkと表す)を用いることに
より、アルミニウム合金の強度特性指標図が得られ、こ
れによりアルミニウム合金の諸特性を評価し得ることを
知見した。
[Means for Solving the Problems] As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors have evaluated the various properties of aluminum alloys by analyzing the electronic structure of aluminum alloys by the molecular orbital method [Discrete Variation (DV)]. -Xα cluster method]. S of the alloying element M in the mother metal aluminum, which is the parameter obtained from this calculation
By using the orbital energy level (hereinafter referred to as Mk), it has been found that a strength characteristic index diagram of the aluminum alloy can be obtained, and various characteristics of the aluminum alloy can be evaluated by this.

【0006】本発明は、上記知見に基づくもので、Mk
について、数1または数2により合金の<Mk>あるい
は<ΔMk>を求め、このように定義した<Mk>ある
いは<ΔMk>をパラメータとして、アルミニウム合金
の強度特性と<Mk>または<ΔMk>との関係を示し
たことを特徴とするアルミニウム合金の強度特性指標図
に関するものである。
The present invention is based on the above findings,
<Mk> or <ΔMk> of the alloy is calculated by Equation 1 or Equation 2, and the strength characteristics of the aluminum alloy and <Mk> or <ΔMk> are defined with <Mk> or <ΔMk> thus defined as a parameter. The present invention relates to a strength characteristic index diagram of an aluminum alloy characterized by showing the relationship of

【0007】[0007]

【数1】<Mk>=ΣXi(Mk)i 但し: Xiは元素iの合金中の原子分率; (Mk)iは元素iのMk値.## EQU1 ## <Mk> = ΣX i (Mk) i where: X i is the atomic fraction in the alloy of element i; (Mk) i is the Mk value of element i.

【0008】[0008]

【数2】<ΔMk>=ΣXi|(ΔMk)i| 但し: Xiは元素iの合金中の原子分率; (ΔMk)i=(Mk)i−(Mk)Al; (Mk)iは元素iのMk値; (Mk)Alは純アルミニウムのMk値.<ΔMk> = ΣX i | (ΔMk) i | where: X i is the atomic fraction of the alloy of element i; (ΔMk) i = (Mk) i − (Mk) Al ; (Mk) i Is the Mk value of element i; (Mk) Al is the Mk value of pure aluminum.

【0009】本発明はまた上記アルミニウム合金の強度
特性指標図を用い、所望の特性となるように合金用元素
の種類及び添加量を定めたことを特徴とするアルミニウ
ム合金の成分設定方法に関するものである。
The present invention also relates to a method for setting the composition of an aluminum alloy, characterized in that the kind and addition amount of the alloying element are determined so as to obtain desired characteristics by using the strength characteristic index diagram of the aluminum alloy. is there.

【0010】なお、前記DV−Xαクラスター法は、数
個〜数十個からなる原子の集合体(クラスター)模型を
用いて行う分子軌道計算法である。本計算法について
は、例えば足立裕彦著『量子材料化学入門』(三共出
版、1991年)に詳しく説明されている。
The DV-Xα cluster method is a molecular orbital calculation method which is carried out by using an aggregate model of several to several tens of atoms. This calculation method is described in detail in, for example, "Introduction to Quantum Material Chemistry" by Hirohiko Adachi (Sankyo Publishing, 1991).

【0011】図1は、本発明者等が上記計算に使用した
MAl18クラスター模型である。但し、図中○はアルミ
ニウム(Al)、●は合金元素(M)である。上記図1
において、格子定数から原子間距離を設定し、クラスタ
ー(分子)の電子構造をスレーター(Slater)の提案し
たXαポテンシャルを用いて、セルフコンシステントに
解く。但し、通常の方法と異なり永年方程式を解くと
き、空間にランダムに選んだサンプル点でハミルトニア
ンと重なり積分の行列要素を計算し、電子のエネルギー
固有値と固有関数を求める(詳細は、上記『量子材料化
学入門』を参照)。
FIG. 1 shows the MAl 18 cluster model used by the present inventors in the above calculation. However, in the figure, ○ indicates aluminum (Al), and ● indicates alloying element (M). Figure 1 above
At, the interatomic distance is set from the lattice constant, and the electronic structure of the cluster (molecule) is solved self-consistently using the Xα potential proposed by Slater. However, unlike the usual method, when solving the secular equation, the Hamiltonian and the matrix element of the overlap integral are calculated at randomly selected sample points in the space, and the energy eigenvalues and eigenfunctions of the electrons are calculated (for details, see "Quantum Material" above). See "Introduction to Chemistry").

【0012】このクラスター法はバンド計算法とは異な
り、局所電子状態を調べるのに適している。図1のクラ
スター模型を用いて合金元素のまわりの電子状態を調べ
ることにより、合金効果を表すパラメータ、すなわちM
kを求めることができる。アルミニウム合金中のs軌道
は広いエネルギー範囲に広がっているが、それらの中で
もs軌道の占有率の比較的高いa1gのエネルギー準位を
Mkとして表す。表1は図1のクラスター模型MAl18
を用いて行った計算の結果得られた、各合金元素Mに対
するパラメータMkを示す(単位はeVである。ただし簡
単のため、以下単位は省略する)。そして多元合金にお
いては、Mkの平均値及び合金元素MのMkと純アルミ
ニウムのMkの差の絶対値の平均値を、それぞれ既出の
数1及び既出の数2のように、組成平均で示す。
Unlike the band calculation method, this cluster method is suitable for examining local electronic states. By investigating the electronic states around the alloy elements using the cluster model of FIG. 1, a parameter expressing the alloy effect, that is, M
k can be obtained. The s orbit in the aluminum alloy is spread over a wide energy range, and among them, the energy level of a 1g at which the s orbital occupation ratio is relatively high is represented as Mk. Table 1 shows the cluster model MAl 18 of FIG.
The parameter Mk for each alloying element M obtained as a result of the calculation using is shown (unit is eV. However, for simplicity, the following unit is omitted). In the multi-component alloy, the average value of Mk and the average value of the absolute values of the differences between the Mk of the alloy element M and the Mk of pure aluminum are shown by the composition averages as in the above-mentioned Formula 1 and Formula 2 respectively.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 〔実施例1〕 非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の
強度特性の、<Mk>による評価。 本実施例では非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の強
度特性と<Mk>との関係を調査した。なお、既知合金
の強度特性及び合金組成はMetals Handbook(ASM発
行、9th edition,Vol.2)及びアルミニウムハンドブ
ック(軽金属協会発行、第3版)の標準的機械的性質及
び合金規格組成より抜粋した。また<Mk>を計算する
ための合金元素量は、規格組成範囲内において合金用元
素については中間値を、不純物元素については上限値を
用いた。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below. [Example 1] Evaluation of strength characteristics of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy by <Mk>. In this example, the relationship between the strength characteristics of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy and <Mk> was investigated. The strength properties and alloy compositions of known alloys are extracted from the standard mechanical properties and alloy standard compositions of Metals Handbook (ASM, 9th edition, Vol. 2) and Aluminum Handbook (Light Metal Institute, 3rd edition). In addition, the amount of alloying element for calculating <Mk> used an intermediate value for the alloying element and an upper limit value for the impurity element within the standard composition range.

【0015】図2及び図3は、それぞれ非熱処理型の展
伸用アルミニウム合金の焼なまし状態の引張強さ及び
0.2%耐力と<Mk>との関係を示す。図2及び図3
から明らかなように、合金系には関係なく、<Mk>と
引張強さ及び0.2%耐力との間には定量的関係が認め
られ、<Mk>が大きい合金ほど、両強度特性とも大き
いことがわかった。また図4及び図5は、JIS規格に
基づいて冷間加工を施した非熱処理型の展伸用アルミニ
ウム合金(Hn4材ならびにHn8材)の引張強さ及び
0.2%耐力と<Mk>との関係を示す。図4及び図5
より、冷間加工材においても焼なまし材(O材)と同様
に、合金系に関係なく、<Mk>と引張強さ及び0.2
%耐力との間には定量的関係が認められ、<Mk>が大
きくなるほど、両強度特性とも向上することが明らかに
なった。
FIGS. 2 and 3 show the relationship between <Mk> and the tensile strength and 0.2% proof stress in the annealed state of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy. 2 and 3
As is clear from the above, a quantitative relationship was observed between <Mk> and tensile strength and 0.2% proof stress regardless of the alloy system. I found it big. 4 and 5 show tensile strength, 0.2% proof stress and <Mk> of the non-heat treatment type wrought aluminum alloy (Hn4 material and Hn8 material) which has been cold worked according to JIS standard. Shows the relationship. 4 and 5
Therefore, in the cold-worked material as well as the annealed material (O material), regardless of the alloy system, <Mk>, tensile strength and 0.2
A quantitative relationship was found between the% yield strength, and it became clear that the larger <Mk> is, the better both strength characteristics are.

【0016】上記のような、<Mk>と非熱処理型の展
伸用アルミニウム合金の強度特性との定量的関係は、図
6,図7及び図8に示すように、それぞれブリネルかた
さ、せん断強さ及び疲れ強さとの間にも成り立つことが
わかった。
The quantitative relationship between <Mk> and the strength characteristics of the non-heat treatment type wrought aluminum alloy as described above is as shown in FIG. 6, FIG. 7 and FIG. It was also found to be true between the strength and the fatigue strength.

【0017】さらに、低温(77K)における引張強さ
及び0.2%耐力と<Mk>との間にも、それぞれ図9
及び図10に示すように、上記と同じ定量的関係が成り
立っている。
Furthermore, the tensile strength at low temperature (77K) and the 0.2% proof stress and <Mk> are also shown in FIG.
And, as shown in FIG. 10, the same quantitative relationship as above is established.

【0018】それらの定量的関係は、数3のような関数
式で表される。但し、a及びbは定数である。表2に
は、最小二乗法により求めた非熱処理型アルミニウム合
金の代表的な強度特性に対する定数a及びb,ならびに
各種強度特性と<Mk>との間の相関係数を示す。これ
らのことから、<Mk>が非熱処理型アルミニウム合金
の強度特性を評価するのに重要なパラメータであること
がわかる。さらにこのような強度特性指標図を用いるこ
とにより、煩雑な実験を行うことなく、合金組成から強
度特性を予測することが可能である。
The quantitative relationship between them is expressed by a functional expression such as equation (3). However, a and b are constants. Table 2 shows constants a and b with respect to typical strength characteristics of the non-heat treatment type aluminum alloy obtained by the least square method, and the correlation coefficient between various strength characteristics and <Mk>. From these, it can be seen that <Mk> is an important parameter for evaluating the strength characteristics of the non-heat treatment type aluminum alloy. Furthermore, by using such a strength characteristic index chart, it is possible to predict the strength characteristics from the alloy composition without performing a complicated experiment.

【0019】[0019]

【数3】強度特性 = a + b × <Mk>## EQU3 ## Strength characteristic = a + b × <Mk>

【0020】[0020]

【表2】 質別記号Oは焼なまししたもの、H8は75%の冷間加
工を施したもの、H4はOとH8の中間の引張強さとな
るように冷間加工したものを示す。
[Table 2] The symbol O is annealed, H8 is 75% cold-worked, and H4 is cold-worked to have an intermediate tensile strength between O and H8.

【0021】〔実施例2〕 熱処理型の展伸用アルミニ
ウム合金の強度特性の、<ΔMk>による評価。 本実施例では、熱処理型の展伸用アルミニウム合金の、
熱処理状態における強度特性と<ΔMk>との関係を調
査した。なお、既知合金の強度特性及び合金組成はMeta
ls Handbook(ASM発行、9th edition,Vol.2)及
びアルミニウムハンドブック(軽金属協会発行、第3
版)の標準的機械的性質及び規格組成より抜粋した。ま
た<ΔMk>を計算するための合金元素量は、規格組成
範囲内において合金用元素については中間値を、不純物
元素については上限値を用いた。
Example 2 Evaluation of strength characteristics of a heat treatment type wrought aluminum alloy by <ΔMk>. In this embodiment, a heat treatment type wrought aluminum alloy,
The relationship between the strength characteristics in the heat treatment state and <ΔMk> was investigated. The strength characteristics and alloy composition of known alloys are
ls Handbook (published by ASM, 9th edition, Vol.2) and Aluminum Handbook (published by Japan Institute of Light Metals, No. 3)
It is extracted from the standard mechanical properties and standard composition of the edition). The amount of alloying elements used to calculate <ΔMk> was an intermediate value for alloying elements and an upper limit value for impurity elements within the standard composition range.

【0022】図11及び図12は、それぞれJIS規格
に基づいて焼入れ後自然時効した熱処理型アルミニウム
合金(以下T4と表す)、及び焼入れ後人工時効した熱
処理型アルミニウム合金(以下T6と表す)の引張強さ
と<ΔMk>との関係を示す。図11及び図12より明
らかなように、<ΔMk>と引張強さとの間には定量的
関係が認められ、<ΔMk>が大きい合金ほど、引張強
さが大きいことがわかった。さらに本発明者等は、図1
3,図14,図15,図16,図17及び図18に示す
ように、熱処理型の展伸用アルミニウム合金のその他の
強度特性(0.2%耐力、ブリネルかたさ、せん断強
さ、疲れ強さならびに77Kにおける引張強さ及び0.
2%耐力)と<ΔMk>との間にも上記と同様な定量的
関係があることを確かめている。それらの関係は数4の
ような関数式で表される。但し、a及びbは定数であ
る。表3には、最小二乗法により求めた熱処理型アルミ
ニウム合金の各種強度特性に対する定数a及びb,なら
びに各種強度特性と<ΔMk>との間の相関係数を示
す。
FIG. 11 and FIG. 12 are tensile tests of a heat-treatable aluminum alloy that is naturally aged after quenching (hereinafter referred to as T4) and a heat-treatable aluminum alloy that is artificially aged after quenching (hereinafter referred to as T6) based on JIS standards. The relationship between strength and <ΔMk> is shown. As is clear from FIGS. 11 and 12, a quantitative relationship was observed between <ΔMk> and tensile strength, and it was found that the alloy having a larger <ΔMk> has a larger tensile strength. Furthermore, the present inventors
3, As shown in FIG. 14, FIG. 15, FIG. 16, FIG. 17, and FIG. 18, other strength characteristics of the heat-treatment type wrought aluminum alloy (0.2% proof stress, Brinell hardness, shear strength, fatigue strength) And tensile strength at 77K and 0.
It has been confirmed that there is a similar quantitative relationship between the above (2% proof stress) and <ΔMk>. The relationship between them is represented by a functional expression such as Equation 4. However, a and b are constants. Table 3 shows the constants a and b for various strength characteristics of the heat treatment type aluminum alloy obtained by the least square method, and the correlation coefficient between the various strength characteristics and <ΔMk>.

【0023】[0023]

【数4】強度特性 = a + b × <ΔMk>## EQU4 ## Strength characteristic = a + b × <ΔMk>

【0024】[0024]

【表3】 質別記号T4は溶体化処理後自然時効させたもの、T6
は溶体化処理後人工時効させたものを示す。
[Table 3] Temporal symbol T4 is T6 after natural aging after solution treatment
Indicates the one that was artificially aged after the solution treatment.

【0025】これらのことから、<ΔMk>が熱処理型
アルミニウム合金の強度特性を評価するのに重要なパラ
メータであることがわかる。さらに、このような強度特
性指標図を用いることにより、合金組成から、煩雑な実
験を行うことなく、強度特性を予測することが可能であ
る。
From the above, it can be seen that <ΔMk> is an important parameter for evaluating the strength characteristics of the heat treatment type aluminum alloy. Furthermore, by using such a strength characteristic index chart, it is possible to predict the strength characteristics from the alloy composition without conducting a complicated experiment.

【0026】〔実施例3〕 Al−Mg−Si系合金の
初期押出し荷重の、<Mk>による評価。 図19は、Al−0.52%Mg−0.46%Si−0.
15%Fe合金を基本組成とし、Cr,Mn及びCuを
それぞれ0%,0.1%及び0.3%添加した合計7種の
Al−Mg−Si系合金の初期押出し荷重と<Mk>と
の関係を示す。ここでいう初期押出し荷重とは、押出し
に必要な全荷重から金型と材料間の摩擦により生じる荷
重を引いた荷重、すなわち材料固有の変形抵抗に起因す
る荷重である。図19から明らかなように、微量添加元
素の種類に関係なく、<Mk>と初期押出し荷重との間
には定量的関係が認められ、<Mk>が大きくなるにつ
れて、初期押出し荷重もまた大きくなることがわかっ
た。
Example 3 Evaluation of initial extrusion load of Al-Mg-Si alloy by <Mk>. FIG. 19 shows Al-0.52% Mg-0.46% Si-0.
The initial extrusion load and <Mk> of a total of 7 kinds of Al-Mg-Si based alloys having a basic composition of 15% Fe alloy and added with 0%, 0.1% and 0.3% of Cr, Mn and Cu, respectively. Shows the relationship. The initial extrusion load here is a load obtained by subtracting the load generated by friction between the die and the material from the total load required for extrusion, that is, the load caused by the deformation resistance peculiar to the material. As is clear from FIG. 19, there is a quantitative relationship between <Mk> and the initial extrusion load regardless of the type of the trace addition element, and as <Mk> increases, the initial extrusion load also increases. I found out.

【0027】このことは、<Mk>が展伸用アルミニウ
ム合金の加工特性を評価するのに、重要なパラメータで
あることを示唆している。さらに、このような強度特性
指標図を用いることにより、加工に必要な荷重を求めた
り、金型の材料選択、あるいは設計等に応用したりでき
るものと考えられる。
This suggests that <Mk> is an important parameter for evaluating the processing characteristics of the wrought aluminum alloy. Furthermore, by using such a strength characteristic index chart, it is considered that the load necessary for processing can be obtained, the material of the mold can be selected, or the design can be applied.

【0028】〔実施例4〕 Al−Li系合金の熱処理
材の強度特性の、<ΔMk>による評価。 図20及び図21は、それぞれT6処理したAl−Li
系合金の引張強さ及び0.2%耐力と<ΔMk>との関
係を示す。○及び△で示したZr無添加合金ならびに
●,▽,□及び◇で示したZr添加合金の引張強さ及び
0.2%耐力とも、<ΔMk>が大きくなるにつれて増
大するが、同じ<ΔMk>では後者の合金群の方が15
0〜200MPa高くなる。このことは、Al−Li系合
金ではZrを添加することにより、Al3Zrが先行す
る析出粒子となり、その周囲にAl3Liが析出した複
合析出物の形態になるという、実験事実により説明でき
るものと考えられる。
[Example 4] Evaluation of strength characteristics of a heat-treated material of an Al-Li alloy by <ΔMk>. 20 and 21 show Al-Li treated with T6, respectively.
The relationship between <ΔMk> and the tensile strength and 0.2% proof stress of the system alloys is shown. The tensile strength and the 0.2% proof stress of the Zr-free alloys indicated by ○ and △ and the Zr-added alloys indicated by ●, ▽, □, and ◇ increase as <ΔMk> increases, but the same <ΔMk>>, The latter alloy group has 15
0 to 200 MPa higher. This can be explained by the experimental fact that in an Al-Li-based alloy, by adding Zr, Al 3 Zr becomes a preceding precipitation particle, and a form of a composite precipitate in which Al 3 Li is precipitated is formed. It is considered to be a thing.

【0029】これらのことは、Al−Li系合金の強度
特性もまた、<ΔMk>で評価し得ることを示唆してい
る。さらに、強度特性指標図より、析出物の種類に応じ
た強度特性の変化も評価できることを示唆している。
These facts suggest that the strength characteristics of Al-Li alloys can also be evaluated by <ΔMk>. Furthermore, it is suggested from the strength characteristic index diagram that changes in strength characteristics depending on the type of precipitate can be evaluated.

【0030】〔実施例5〕 鋳造用アルミニウム合金の
強度特性の、<Mk>及び<ΔMk>による評価。 鋳造用アルミニウム合金の主要添加元素であるSiは、
あまり多くはアルミニウム固溶体中には固溶せず、共晶
シリコンとして晶出する。さらにFe及びNiも固溶体
中には固溶せず、化合物を形成する。そのため鋳造用ア
ルミニウム合金では、固溶体中における<Mk>あるい
は<ΔMk>を求めるときには、各合金ともSi量が1
%を越える場合は固溶Si量を1%とした。またFe及
びNiの含有量はそれぞれ二元系状態図における最大固
溶限である 0.052%及び0.05%とした。 Siを
1%以上合金元素として含む合金系では、Si含有量に
応じた共晶シリコンが晶出し、これが強度に寄与する。
この寄与分をAl−Si二元系合金のSi含有量と強度
の関係より求めた。そしてその量を各合金の標準的強度
値から差し引いたものを合金系の強度とした。すなわち
このようにして求めた強度は、ほぼアルミニウム固溶体
の強度を表しているものとみなせる。
Example 5 Evaluation of strength characteristics of aluminum alloy for casting by <Mk> and <ΔMk>. Si, which is the main additive element of aluminum alloys for casting,
Too much does not form a solid solution in the aluminum solid solution and crystallizes as eutectic silicon. Further, Fe and Ni do not form a solid solution in the solid solution and form a compound. Therefore, in casting aluminum alloys, when determining <Mk> or <ΔMk> in the solid solution, the amount of Si in each alloy is 1
If the content exceeds%, the amount of solid solution Si is set to 1%. The contents of Fe and Ni were set to 0.052% and 0.05%, which are the maximum solid solubility limits in the binary system phase diagram, respectively. In an alloy system containing 1% or more of Si as an alloy element, eutectic silicon is crystallized according to the Si content, which contributes to the strength.
This contribution was obtained from the relationship between the Si content and the strength of the Al-Si binary alloy. The strength of the alloy system was determined by subtracting the amount from the standard strength value of each alloy. That is, the strength thus obtained can be regarded as almost representing the strength of the aluminum solid solution.

【0031】図22及び図23は、それぞれ鋳込んだま
まの鋳造用アルミニウム合金の引張強さ及び0.2%耐
力と、<Mk>との関係を示す。図22及び図23より
明らかなように、Al−Mg合金系の7A及びSi含有
量の多い8A等を除き、合金系に関係なく、<Mk>と
引張強さ及び0.2%耐力との間には相関が認められ、
<Mk>が大きい合金ほど、両強度特性とも大きいこと
がわかった。
22 and 23 show the relationship between <Mk> and the tensile strength and 0.2% proof stress of the as-cast aluminum alloy for casting. As is clear from FIGS. 22 and 23, except for Al-Mg alloy system 7A and Si-rich 8A, etc., <Mk> and tensile strength and 0.2% proof stress are irrespective of the alloy system. There is a correlation between
It was found that the alloy having a larger <Mk> has a larger both strength characteristics.

【0032】図24及び図25は、それぞれ溶体化処理
後人工時効した鋳造用アルミニウム合金の引張強さ及び
0.2%耐力と、<ΔMk>との関係を示す。図24及
び図25より明らかなように、Al−Zn−Mg系合金
の771,Al−Cu−Mg系合金の1BならびにMg
を含まないAl−Si系合金の4B及び2B合金を除
き、合金系に関係なく、<ΔMk>と引張強さ及び0.
2%耐力との間には相関が認められ、<ΔMk>が大き
い合金ほど、両強度特性とも大きいことがわかった。
FIGS. 24 and 25 show the relationship between <ΔMk> and the tensile strength and 0.2% proof stress of the casting aluminum alloy artificially aged after solution treatment. As is clear from FIGS. 24 and 25, Al—Zn—Mg-based alloy 771, Al—Cu—Mg-based alloy 1B and Mg
<ΔMk> and tensile strength and 0.
A correlation was found between the 2% proof stress, and it was found that the alloy having a larger <ΔMk> has a larger strength characteristic.

【0033】これらのことから、鋳造用アルミニウム合
金においても、<Mk>が鋳込んだままの鋳造用アルミ
ニウム合金の強度特性を、<ΔMk>が熱処理したアル
ミニウム合金の強度特性を評価するのに重要なパラメー
タであることがわかる。さらに、このような強度特性指
標図を用いることにより、合金組成から、煩雑な実験を
行うことなく、強度特性を予測することが可能である。
From these facts, also in the casting aluminum alloy, <Mk> is important for evaluating the strength characteristics of the as-cast aluminum alloy for casting and <ΔMk> for evaluating the strength characteristics of the heat-treated aluminum alloy. It turns out that it is a parameter. Furthermore, by using such a strength characteristic index chart, it is possible to predict the strength characteristics from the alloy composition without conducting a complicated experiment.

【0034】〔実施例6〕 非熱処理型Al合金の合金
成分設定例。 自動車のアルミニウム化、すなわち軽量化が燃費、走行
特性等の向上を目的として積極的に進められている。な
かでもボディパネル材は足回り部品やラジエータととも
に、冷延鋼板の代替材として、最もアルミニウム化が期
待される分野の一つである。このボディパネル材の特性
として、主に強度と成形性が要求される。それら両者を
満足させ得る合金系として、非熱処理型のAl−Mg系
及び熱処理型のAl−Cu系ならびにAl−Mg−Si
系が候補材として挙げられ、開発競争が繰り広げられて
いる。その場合の強度及び成形性の開発目標としては、
引張強さ及び伸びの値に換算して、それぞれ30Kgf/
mm2及び30%が掲げられている。
Example 6 An example of setting the alloy composition of a non-heat treatment type Al alloy. The use of aluminum in automobiles, that is, weight reduction, is being actively promoted with the aim of improving fuel efficiency and driving characteristics. Among them, body panel materials, along with suspension parts and radiators, are one of the fields where aluminum is expected to be the most promising as a substitute material for cold-rolled steel sheets. The main characteristics of this body panel material are strength and formability. As an alloy system that can satisfy both of them, a non-heat treatment type Al-Mg system, a heat treatment type Al-Cu system, and an Al-Mg-Si system.
The system is listed as a candidate material, and the development competition is unfolding. In that case, the development goals of strength and formability are:
Converted to tensile strength and elongation values, 30 kgf /
mm 2 and 30% are listed.

【0035】本実施例では、候補材の一つである非熱処
理型Al−Mg系合金を取り挙げ、引張強さと伸びを兼
備した合金の開発のための成分設定方法について述べる
とともに、成分決定した合金の引張試験結果を示す。
In this example, a non-heat treatment type Al-Mg type alloy, which is one of the candidate materials, is taken up, a method of setting the components for the development of an alloy having both tensile strength and elongation is described, and the components are determined. The tensile test result of an alloy is shown.

【0036】図26は、横軸を本合金系の主要合金元素
であるMg添加量、縦軸をMn当量(Al及びMg以外
の合金元素の強度に及ぼす影響を、Mnの影響として換
算した値)とし、既出の関数式数3で示されるような引
張強さと<Mk>との関係式に基づいて、等引張強さと
なる組成位置を求めたものである。なお、図中にはAl
−Mg系実用合金の組成位置を●印で示し、その上に引
張強さ、その横の括弧内に伸びも併示した。ボディパネ
ル材に必要とされる引張強さ30Kgf/mm2(294MP
a)は、点線で示した合金組成位置で得られる。
In FIG. 26, the horizontal axis represents the amount of Mg added, which is the main alloying element of the present alloy system, and the vertical axis represents the Mn equivalent (the effect of Al and alloying elements other than Mg on the strength is converted as the effect of Mn). ) Is calculated based on the relational expression between the tensile strength and <Mk> as shown by the above-mentioned functional equation 3, In the figure, Al
-The composition position of the Mg-based practical alloy is shown by a black circle, the tensile strength is shown on it, and the elongation is shown in parentheses next to it. Tensile strength required for body panel material 30 kgf / mm 2 (294MP
(a) is obtained at the alloy composition position shown by the dotted line.

【0037】伸びの向上には晶出化合物の抑制が有効で
あることから、合金元素量は最小限に抑える必要があ
る。そこで少量で再結晶温度を高め、強度及び耐応力腐
食割れ性の改善にも有効なMnを添加した。また本合金
系へのMnの添加は、0.2%までは伸びも大きくする
ことが実験的に確かめられていることから、Mnの添加
量は0.2%とした。さらにアルミニウム合金の溶解時
の酸素による汚染あるいは合金中への水素吸収量を少な
くすることにより、高温脆化を抑制し、熱間圧延性を向
上させる希土類元素(以下REと表す)あるいはYを
0.05%添加した。Zrも水素との親和力が大きく、
結晶粒微細化に有効であることから、0.05%添加し
た。これらの元素の添加量は微量であり、<Mk>への
影響は無視し得るため、図26において0.2%Mn当
量と30Kgf/mm2の等強度線の交点からMg量は5.3
%となる。このようにして合金成分を設定したAl−
5.3%Mg−0.2%Mn−0.05%RE(あるいは
Y)−0.05%Zr合金を溶製し、引張試験した結果
を、既存合金の引張特性とともに、表4に示す。本成分
設定合金は、強度及び伸びとも、ボディパネル材の候補
合金である既存合金を上回る結果が得られた。
Since the suppression of the crystallization compound is effective for improving the elongation, it is necessary to minimize the amount of alloying elements. Therefore, Mn was added to increase the recrystallization temperature with a small amount and to improve strength and stress corrosion cracking resistance. It has been experimentally confirmed that the addition of Mn to the present alloy system increases the elongation up to 0.2%, so the amount of Mn added was set to 0.2%. Furthermore, by contaminating the aluminum alloy with oxygen during melting or reducing the amount of hydrogen absorbed in the alloy, high temperature embrittlement is suppressed, and a rare earth element (hereinafter referred to as RE) or Y for improving hot rolling property is 0. 0.05% was added. Zr also has a large affinity with hydrogen,
Since it is effective for refining crystal grains, 0.05% was added. Since the addition amounts of these elements are very small and the influence on <Mk> can be neglected, the Mg amount is 5.3 from the intersection of the 0.2% Mn equivalent and the 30 Kgf / mm 2 isointensity line in FIG.
%. In this way, Al-
Table 4 shows the results of a tensile test in which 5.3% Mg-0.2% Mn-0.05% RE (or Y) -0.05% Zr alloy was melted and the tensile test was performed together with the tensile properties of the existing alloy. . Both the strength and the elongation of this component-setting alloy were higher than those of existing alloys, which are candidate alloys for body panel materials.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】〔実施例7〕 熱処理型Al合金の合金成
分設定例。 本実施例では、実施例6で述べた自動車用ボディパネル
材の、もう一つの候補材である、Al−Mg−Si系合
金の合金成分設定例及び、引張試験の結果を示す。
[Embodiment 7] An example of alloy composition setting of a heat treatment type Al alloy. This example shows an example of alloy component setting of an Al-Mg-Si based alloy, which is another candidate material for the vehicle body panel material described in Example 6, and the result of the tensile test.

【0040】図27は、横軸を本合金系の主要合金元素
であるSi添加量、縦軸をMg当量(Al及びSi以外
の合金元素の強度に及ぼす影響をMgの影響として換算
した値)とし、既出の関数式数4で示されるような引張
強さと<ΔMk>との関係式に基づいて、等引張強さと
なる組成位置を求めたものである。なお、図中にはAl
−Mg−Si系実用合金の組成位置を●印で示し、その
上に引張強さ、その横の括弧内に伸びも併示した。ま
た、Al−Mg−Si系及びAl−Si−Cu系の最大
溶解度限も斜線で示した。ボディパネル材に必要とされ
る引張強さ30Kgf/mm2(294MPa)は点線で示した
合金組成位置で得られるが、Al−Si−Cu系の最大
固溶限以上の組成位置となっている。晶出化合物が多く
なると伸びの低下を招くため、Al−Si−Cu系の最
大固溶限が30Kgf/mm2の等強度線に最も近い□の合
金組成、Al−1.1%Si−1.7%Mg当量を選択
し、Mg当量中のCu含有量を従来より多くするように
した。さらに酸素及び水素と親和力の大きいREあるい
はY,及びZrをそれぞれ0.05%添加した。その一
例として、Al−1.1%Si−0.8%Mg−1.0%
Cu−0.05%RE(あるいはY)−0.05%Zr合
金を溶製し、引張試験を行った。その結果を既存合金の
引張特性とともに、表5に示す。本成分設定合金は、強
度及び伸びとともにボディパネル材の候補合金である既
存合金を上回る結果が得られた。
In FIG. 27, the horizontal axis represents the amount of Si added, which is the main alloying element of this alloy system, and the vertical axis represents the Mg equivalent (values obtained by converting the effect of alloying elements other than Al and Si on the strength as the effect of Mg). Then, the composition position at which the equal tensile strength is obtained is obtained based on the relational expression between the tensile strength and <ΔMk> as shown by the above-mentioned function formula 4. In the figure, Al
The position of the composition of the --Mg--Si based practical alloy is indicated by a black circle, the tensile strength is shown on it, and the elongation is also shown in parentheses next to it. Further, the maximum solubility limits of the Al-Mg-Si system and the Al-Si-Cu system are also shown by diagonal lines. The tensile strength of 30 kgf / mm 2 (294 MPa) required for the body panel material can be obtained at the alloy composition position shown by the dotted line, but the composition position is above the maximum solid solution limit of the Al-Si-Cu system. . Since an increase in the amount of crystallized compounds causes a decrease in elongation, an Al-Si-Cu-based alloy composition having a maximum solid solubility limit of 30 Kgf / mm 2 closest to the isointensity line, Al-1.1% Si-1. A 0.7% Mg equivalent was selected so that the Cu content in the Mg equivalent was higher than in the past. Further, RE, Y, and Zr, each having a large affinity with oxygen and hydrogen, were added in an amount of 0.05%. As an example, Al-1.1% Si-0.8% Mg-1.0%
A Cu-0.05% RE (or Y) -0.05% Zr alloy was melted and subjected to a tensile test. The results are shown in Table 5 together with the tensile properties of existing alloys. The composition-designed alloys have higher strength and elongation than the existing alloys that are candidate alloys for body panel materials.

【0041】[0041]

【表5】 [Table 5]

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の強度
特性指標図によって、アルミニウム合金の強度特性を正
確に表すことができる。従来、アルミニウム合金の開発
や品質、諸特性の管理においては、これらの単ないし複
数の性質に及ぼす合金元素の影響を測定により求め、そ
れらのデータより最適合金組成を決定したりする手法が
常用的に行われている。これらは多大の経費、労力及び
時間を要し、極めて非能率的であり、特に多元系の合金
についてはこのようなことを実施することは極めて困難
である。また、従来あまり実験例のない元素を添加して
合金を開発しようとするときは、より膨大な研究開発投
資を必要とする。このような場合でも、当該添加元素に
ついて予め前記パラメータを計算により求め、強度特性
指標図を用いて強度特性を予測し、限定された範囲の合
金について実験を行うことによって従来より大幅に費
用、労力及び時間を軽減することができる。
As described above, the strength characteristic of the aluminum alloy can be accurately represented by the strength characteristic index chart of the present invention. Conventionally, in the development, quality, and control of various properties of aluminum alloys, it has been customary to obtain the effect of alloying elements on these single or multiple properties by measurement and determine the optimum alloy composition from those data. Has been done in. These are very expensive, labor and time consuming and very inefficient, especially for multi-component alloys it is very difficult to do so. Further, when trying to develop an alloy by adding an element for which there are few experimental examples in the past, a huge amount of R & D investment is required. Even in such a case, the above-mentioned parameters are calculated in advance for the additional element, the strength characteristics are predicted using the strength characteristics index diagram, and the experiments are conducted on the alloy in a limited range, thereby significantly increasing the cost and labor. And time can be reduced.

【0043】アルミニウム合金は一般に、規格によって
成分元素の上限と下限が定められている。しかし、材料
の製造や使用に際して、規格で規定された元素量をどの
程度の値にするべきか、また規格で規定されていない元
素(不純物など)の値をどの程度まで許容しうるかとい
うことは、実用上極めて重要である。これらについても
所望の強度特性に応じて、各元素の種類及び量を前記パ
ラメータを用いた指標図により総合的に決めることがで
きる。これから一定の基準を設け、品質を管理すること
も可能となる。
In general, the upper limit and the lower limit of the constituent elements of aluminum alloys are defined by standards. However, when manufacturing or using a material, what is the value of the amount of elements specified in the standard, and how much can the value of elements (impurities, etc.) not specified in the standard be tolerated? , Is extremely important for practical use. Also for these, the kind and amount of each element can be comprehensively determined by an index diagram using the above parameters according to desired strength characteristics. From now on, it becomes possible to set a certain standard and control the quality.

【0044】また、希少金属や高価な金属を他の金属に
代替した、新しいアルミニウム合金を製造する場合も、
本発明の指標図を用いて、在来合金と同等な諸特性を保
持するような成分金属を調整する等の措置により最適組
成を決定しうるため、単に研究開発のための経費、労力
及び時間の軽減のみならず、総合的に安価なものを製造
できて、経済的効果のみならず、省資源の効果も大き
い。
Also, in the case of producing a new aluminum alloy in which a rare metal or an expensive metal is replaced with another metal,
Using the index diagram of the present invention, the optimum composition can be determined by such measures as adjusting the component metals that maintain various properties equivalent to those of conventional alloys. Not only is it possible to reduce the cost, but it is also possible to manufacture inexpensive products comprehensively, and not only the economic effect but also the resource saving effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】クラスター模型の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a cluster model.

【図2】展伸用アルミニウム合金の焼なまし材の引張強
さに関する強度特性指標図である。
FIG. 2 is a strength characteristic index diagram relating to the tensile strength of an annealed material of an wrought aluminum alloy.

【図3】展伸用アルミニウム合金の焼なまし材の0.2
%耐力に関する強度特性指標図である。
Figure 3: 0.2 of annealed aluminum alloy for wrought
It is a strength characteristic index figure regarding% yield strength.

【図4】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間加
工後の引張強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 4 is a strength characteristic index diagram relating to the tensile strength of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy after cold working.

【図5】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間加
工後の0.2%耐力に関する強度特性指標図である。
FIG. 5 is a strength characteristic index diagram regarding 0.2% proof stress after cold working of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy.

【図6】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間加
工後のブリネルかたさに関する強度特性指標図である。
FIG. 6 is a strength characteristic index diagram regarding Brinell hardness after cold working of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy.

【図7】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間加
工後のせん断強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 7 is a strength characteristic index diagram regarding a shear strength of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy after cold working.

【図8】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間加
工後の疲れ強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 8 is a strength characteristic index diagram regarding the fatigue strength of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy after cold working.

【図9】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間加
工後の77Kにおける引張強さに関する強度特性指標図
である。
FIG. 9 is a strength characteristic index diagram relating to the tensile strength at 77K after cold working of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy.

【図10】非熱処理型の展伸用アルミニウム合金の冷間
加工後の77Kにおける0.2%耐力に関する強度特性
指標図である。
FIG. 10 is a strength characteristic index diagram regarding a 0.2% proof stress at 77K after cold working of a non-heat treatment type wrought aluminum alloy.

【図11】焼入れ後自然時効した熱処理型アルミニウム
合金の引張強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 11 is a strength characteristic index diagram regarding the tensile strength of a heat-treatable aluminum alloy that is naturally aged after quenching.

【図12】焼入れ後人工時効した熱処理型アルミニウム
合金の引張強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 12 is a strength characteristic index diagram relating to the tensile strength of a heat-treatable aluminum alloy that has been artificially aged after quenching.

【図13】焼入れ後自然時効あるいは人工時効した熱処
理型アルミニウム合金の0.2%耐力に関する強度特性
指標図である。
FIG. 13 is a strength characteristic index diagram regarding a 0.2% proof stress of a heat-treated aluminum alloy that is naturally aged or artificially aged after quenching.

【図14】焼入れ後自然時効あるいは人工時効した熱処
理型アルミニウム合金のブリネルかたさに関する強度特
性指標図である。
FIG. 14 is a strength characteristic index diagram relating to the Brinell hardness of a heat-treated aluminum alloy that is naturally aged or artificially aged after quenching.

【図15】焼入れ後自然時効あるいは人工時効した熱処
理型アルミニウム合金のせん断強さに関する強度特性指
標図である。
FIG. 15 is a strength characteristic index diagram relating to shear strength of a heat-treated aluminum alloy that is naturally aged or artificially aged after quenching.

【図16】焼入れ後自然時効あるいは人工時効した熱処
理型アルミニウム合金の疲れ強さに関する強度特性指標
図である。
FIG. 16 is a strength characteristic index diagram relating to fatigue strength of a heat-treated aluminum alloy that has been naturally aged or artificially aged after quenching.

【図17】焼入れ後人工時効した熱処理型アルミニウム
合金の77Kにおける引張強さに関する強度特性指標図
である。
FIG. 17 is a strength characteristic index diagram relating to the tensile strength at 77K of the heat-treatable aluminum alloy that has been artificially aged after quenching.

【図18】焼入れ後人工時効した熱処理型アルミニウム
合金の77Kにおける0.2%耐力に関する強度特性指
標図である。
FIG. 18 is a strength characteristic index diagram regarding 0.2% proof stress at 77K of the heat-treatable aluminum alloy artificially aged after quenching.

【図19】Al−Mg−Si系合金の初期押出し荷重に
関する強度特性指標図である。
FIG. 19 is a strength characteristic index diagram regarding an initial extrusion load of an Al—Mg—Si alloy.

【図20】焼入れ後人工時効したAl−Li系合金の引
張強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 20 is a strength characteristic index diagram relating to the tensile strength of an Al—Li based alloy that has been artificially aged after quenching.

【図21】焼入れ後人工時効したAl−Li系合金の
0.2%耐力に関する強度特性指標図である。
FIG. 21 is a strength characteristic index diagram regarding the 0.2% proof stress of the artificially aged Al—Li alloy after quenching.

【図22】鋳込んだままの鋳造用アルミニウム合金の引
張強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 22 is a strength characteristic index diagram regarding tensile strength of an as-cast aluminum alloy for casting.

【図23】鋳込んだままの鋳造用アルミニウム合金の
0.2%耐力に関する強度特性指標図である。
FIG. 23 is a strength characteristic index diagram regarding 0.2% proof stress of an as-cast aluminum alloy for casting.

【図24】焼入れ後人工時効した鋳造用アルミニウム合
金の引張強さに関する強度特性指標図である。
FIG. 24 is a strength characteristic index diagram regarding tensile strength of an aluminum alloy for casting that is artificially aged after quenching.

【図25】焼入れ後人工時効した鋳造用アルミニウム合
金の0.2%耐力に関する強度特性指標図である。
FIG. 25 is a strength characteristic index diagram regarding 0.2% proof stress of an aluminum alloy for casting that is artificially aged after quenching.

【図26】Al−Mg−X(Xは他の合金元素)系合金
の等強度線を示す強度特性指標図である。
FIG. 26 is a strength characteristic index diagram showing isointensity lines of an Al—Mg—X (X is another alloy element) alloy.

【図27】Al−Si−X(Xは他の合金元素)系合金
の等強度線を示す強度特性指標図である。
FIG. 27 is a strength characteristic index diagram showing isointensity lines of an Al—Si—X (X is another alloying element) alloy.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 合金の構成元素iのs軌道電子エネルギ
ー準位(Mk)iに対して、構成元素の原子分率に関する
平均値<Mk>を求め、このように定義した<Mk>を
パラメータとして、非熱処理型の展伸用アルミニウム合
金及び鋳造したままの鋳造用アルミニウム合金の強度特
性と<Mk>との関係を示したことを特徴とするアルミ
ニウム合金の強度特性指標図。
1. An average value <Mk> relating to the atomic fraction of the constituent element is calculated for the s-orbital electron energy level (Mk) i of the constituent element i of the alloy, and <Mk> defined in this way is used as a parameter. As a result, the strength characteristic index diagram of the aluminum alloy, which shows the relationship between the strength characteristics of the non-heat treatment type wrought aluminum alloy and the as-cast aluminum alloy for casting and <Mk>.
【請求項2】 純アルミニウムのs軌道電子エネルギー
準位(Mk)Alとアルミニウム合金を構成する元素iのs
軌道電子エネルギー準位(Mk)iとの差(ΔMk)iの絶対
値|(ΔMk)i|に対して、アルミニウム合金構成元素
の原子分率に関する平均値<ΔMk>を求め、このよう
に定義した<ΔMk>をパラメータとして、熱処理型の
展伸用アルミニウム合金及び鋳造後熱処理した鋳造用ア
ルミニウム合金の強度特性と<ΔMk>との関係を示し
たことを特徴とするアルミニウム合金の強度特性指標
図。
2. The s orbital electron energy level (Mk) Al of pure aluminum and the s of the element i constituting the aluminum alloy.
For the absolute value | (ΔMk) i | of the difference (ΔMk) i from the orbital electron energy level (Mk) i , the average value <ΔMk> regarding the atomic fraction of the aluminum alloy constituent elements was calculated, and defined as The strength characteristic index diagram of the aluminum alloy showing the relationship between <ΔMk> and the strength characteristics of the heat-treatable wrought aluminum alloy and the cast aluminum alloy which has been heat treated after casting, using <ΔMk> as a parameter. .
【請求項3】 請求項1及び2記載のアルミニウム合金
の強度特性指標図を用い、所望の特性となるように合金
用元素の種類及び添加量を定め、これらを配合溶製する
ことを特徴とするアルミニウム合金の成分設定方法。
3. The type and addition amount of the alloying element are determined so as to obtain desired characteristics by using the strength characteristic index diagram of the aluminum alloy according to claim 1 and 2, and these are compounded and melted. Aluminum alloy composition setting method.
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