JPH0665694A - Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法 - Google Patents
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法Info
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- JPH0665694A JPH0665694A JP24005492A JP24005492A JPH0665694A JP H0665694 A JPH0665694 A JP H0665694A JP 24005492 A JP24005492 A JP 24005492A JP 24005492 A JP24005492 A JP 24005492A JP H0665694 A JPH0665694 A JP H0665694A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出材の強度を高め
る熱処理法を提供する。 【構成】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材
を溶体化処理後、横軸に時間、縦軸に温度を示した図１
における、第一点（３０分、６０℃）、第二点（１分、
２５０℃）、第三点（１００分、２５０℃）、第四点
（３０００分、６０℃）の４点で囲まれた四角形内の温
度に焼入れして、その温度で同四角形内の時間予備時効
処理することを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金押出材の熱処理法。
る熱処理法を提供する。 【構成】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材
を溶体化処理後、横軸に時間、縦軸に温度を示した図１
における、第一点（３０分、６０℃）、第二点（１分、
２５０℃）、第三点（１００分、２５０℃）、第四点
（３０００分、６０℃）の４点で囲まれた四角形内の温
度に焼入れして、その温度で同四角形内の時間予備時効
処理することを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金押出材の熱処理法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系ア
ルミニウム合金押出材の熱処理法に関するものである。
ルミニウム合金押出材の熱処理法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金は
溶体化処理後自然時効処理（Ｔ４）した状態または人工
時効処理（Ｔ６）した状態で使用される。Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金は自然時効処理（Ｔ４）した
後、人工時効処理の加熱時に時効硬化を得ることができ
るなど、熱処理により特性を制御することがいろいろと
可能である。これらの利点を活かしてＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金は家電、建築用材、自動車の部材、
航空機の部材などへ使用されてきた。
溶体化処理後自然時効処理（Ｔ４）した状態または人工
時効処理（Ｔ６）した状態で使用される。Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金は自然時効処理（Ｔ４）した
後、人工時効処理の加熱時に時効硬化を得ることができ
るなど、熱処理により特性を制御することがいろいろと
可能である。これらの利点を活かしてＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金は家電、建築用材、自動車の部材、
航空機の部材などへ使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、金属材料の
強度と成形性を両立させることは困難である。特にアル
ミニウム合金の場合、その現象は顕著であることが知ら
れている。例えば、自動車のボディーシート、バンパ
ー、フレーム等の部材をＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金にて製作する場合に一つの問題となるのは成形性
の低さである。そのためＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金をこのような用途に使う場合には成形前に軟化さ
せた自然時効処理（Ｔ４）の状態とするのが一般的であ
る。更に最近では製造工程のコスト・ダウンのために、
低温短時間の人工時効処理によって高い強度が得られる
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金が望まれている。
しかしこのようなＴ４状態のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金は低温で短時間人工時効処理しても、高い強
度を得ることは困難である。
強度と成形性を両立させることは困難である。特にアル
ミニウム合金の場合、その現象は顕著であることが知ら
れている。例えば、自動車のボディーシート、バンパ
ー、フレーム等の部材をＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金にて製作する場合に一つの問題となるのは成形性
の低さである。そのためＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウ
ム合金をこのような用途に使う場合には成形前に軟化さ
せた自然時効処理（Ｔ４）の状態とするのが一般的であ
る。更に最近では製造工程のコスト・ダウンのために、
低温短時間の人工時効処理によって高い強度が得られる
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金が望まれている。
しかしこのようなＴ４状態のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金は低温で短時間人工時効処理しても、高い強
度を得ることは困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況に鑑み種々検討の結果、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金の強度を向上させることができるＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法を開発したも
のである。
況に鑑み種々検討の結果、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニ
ウム合金の強度を向上させることができるＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法を開発したも
のである。
【０００５】即ち本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金押出材を溶体化処理後、横軸に時間、縦軸に
温度を示した図１における、第一点（３０分、６０
℃）、第二点（１分、２５０℃）、第三点（１００分、
２５０℃）、第四点（３０００分、６０℃）の４点で囲
まれた四角形内の温度に焼入れして、その温度で同四角
形内の時間予備時効処理するか、または溶体化処理後、
５０℃以下の温度に焼入れして１０時間以内に、上記４
点で囲まれた四角形内の温度、時間で予備時効処理する
ことを特徴とするものである。
ニウム合金押出材を溶体化処理後、横軸に時間、縦軸に
温度を示した図１における、第一点（３０分、６０
℃）、第二点（１分、２５０℃）、第三点（１００分、
２５０℃）、第四点（３０００分、６０℃）の４点で囲
まれた四角形内の温度に焼入れして、その温度で同四角
形内の時間予備時効処理するか、または溶体化処理後、
５０℃以下の温度に焼入れして１０時間以内に、上記４
点で囲まれた四角形内の温度、時間で予備時効処理する
ことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明で対象とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金押出材としては、例えば表１に示すようなＪ
ＩＳ６０００系アルミニウム合金が挙げられる。
ニウム合金押出材としては、例えば表１に示すようなＪ
ＩＳ６０００系アルミニウム合金が挙げられる。
【０００７】
【表１】
【０００８】上記のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金は時効硬化型合金であり、時効処理するときに硬化析
出相を生じることにより合金の強度が高くなる。Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の時効析出過程について
は次に示すような時効析出過程となっている。 過飽和固溶体→Ｇ．Ｐ．ゾーン→中間相→安定相 合金を溶体化・焼入れした後、室温で自然時効処理（Ｔ
４処理）すると、溶質原子のＭｇやＳｉと焼入れされた
過剰空孔とが結合したＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、合金の
強度はやや高くなる。その後、人工時効処理することに
より、合金の強度に最も寄与する硬化析出相である中間
相が析出し、製品になる合金の強度が得られるとされて
いる。しかし自然時効処理の際、大部分の空孔がＧ．
Ｐ．ゾーンに含まれるため、その後に人工時効処理をし
ても中間相の析出が妨げられ、合金の最も高い強度が得
られない。また自然時効処理した合金が成形される場
合、Ｇ．Ｐ．ゾーンが母相（Ａｌ）と整合であるため変
形の際にＧ．Ｐ．ゾーンが転位に切断されやすく、最終
的に応力が粒界に集中して合金の成形性が低下する。
金は時効硬化型合金であり、時効処理するときに硬化析
出相を生じることにより合金の強度が高くなる。Ａｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金の時効析出過程について
は次に示すような時効析出過程となっている。 過飽和固溶体→Ｇ．Ｐ．ゾーン→中間相→安定相 合金を溶体化・焼入れした後、室温で自然時効処理（Ｔ
４処理）すると、溶質原子のＭｇやＳｉと焼入れされた
過剰空孔とが結合したＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、合金の
強度はやや高くなる。その後、人工時効処理することに
より、合金の強度に最も寄与する硬化析出相である中間
相が析出し、製品になる合金の強度が得られるとされて
いる。しかし自然時効処理の際、大部分の空孔がＧ．
Ｐ．ゾーンに含まれるため、その後に人工時効処理をし
ても中間相の析出が妨げられ、合金の最も高い強度が得
られない。また自然時効処理した合金が成形される場
合、Ｇ．Ｐ．ゾーンが母相（Ａｌ）と整合であるため変
形の際にＧ．Ｐ．ゾーンが転位に切断されやすく、最終
的に応力が粒界に集中して合金の成形性が低下する。
【０００９】以上の知見に基づいて、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系アルミニウム合金押出材を対象に工業的に操作しやす
い熱処理法を用いて、合金の強度、成形性を向上させる
目的で本発明熱処理法を開発したものである。
系アルミニウム合金押出材を対象に工業的に操作しやす
い熱処理法を用いて、合金の強度、成形性を向上させる
目的で本発明熱処理法を開発したものである。
【００１０】本発明の対象になるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系ア
ルミニウム合金においては、Ｍｇ０．２wt％以上、Ｓｉ
０．２wt％以上を含有することが望ましい。Ｍｇ０．２
wt％未満、Ｓｉ０．２wt％未満では上記時効析出が十分
に生じず、強度が低くなる。通常の含有範囲はＭｇ、Ｓ
ｉ共に０．２〜２．５wt％である。また、合金の強度を
向上させるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、はそれぞれ２wt％以下、
組織を微細化する効果を有するＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂは
それぞれ０．５wt％以下であれば本発明熱処理法による
効果を妨げない。本発明が対象とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金における主な不純物はＦｅであるが、Ｆｅは２wt
％以下であれば本発明熱処理法による効果を妨げない。
上記以外の元素は０．５wt％以下であれば本発明熱処理
法による効果を妨げない。
ルミニウム合金においては、Ｍｇ０．２wt％以上、Ｓｉ
０．２wt％以上を含有することが望ましい。Ｍｇ０．２
wt％未満、Ｓｉ０．２wt％未満では上記時効析出が十分
に生じず、強度が低くなる。通常の含有範囲はＭｇ、Ｓ
ｉ共に０．２〜２．５wt％である。また、合金の強度を
向上させるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、はそれぞれ２wt％以下、
組織を微細化する効果を有するＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂは
それぞれ０．５wt％以下であれば本発明熱処理法による
効果を妨げない。本発明が対象とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金における主な不純物はＦｅであるが、Ｆｅは２wt
％以下であれば本発明熱処理法による効果を妨げない。
上記以外の元素は０．５wt％以下であれば本発明熱処理
法による効果を妨げない。
【００１１】本発明において、溶体化処理後、直接に図
１における上記４点で囲まれた四角形内の温度に焼入れ
し、その温度で同四角形内の時間予備時効処理するの
は、合金中にＧ．Ｐ．ゾーンを生成させることなく中間
相を核生成・析出させるためであり、６０℃未満では
Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成し、また２５０℃を超えると安定
相が析出することにより、合金の強度、成形性が低下す
るとなるためである。また６０℃で予備時効処理時間が
３０分未満、または２５０℃で予備時効処理時間が１分
未満では中間相の析出が不十分であり、その後室温に於
いてＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、６０℃で予備時効処理時
間が３０００分、または２５０℃で予備時効処理時間が
１００分を超えると中間相が多量に析出するためや安定
相が析出するため、合金の成形性が低下するからであ
る。
１における上記４点で囲まれた四角形内の温度に焼入れ
し、その温度で同四角形内の時間予備時効処理するの
は、合金中にＧ．Ｐ．ゾーンを生成させることなく中間
相を核生成・析出させるためであり、６０℃未満では
Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成し、また２５０℃を超えると安定
相が析出することにより、合金の強度、成形性が低下す
るとなるためである。また６０℃で予備時効処理時間が
３０分未満、または２５０℃で予備時効処理時間が１分
未満では中間相の析出が不十分であり、その後室温に於
いてＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、６０℃で予備時効処理時
間が３０００分、または２５０℃で予備時効処理時間が
１００分を超えると中間相が多量に析出するためや安定
相が析出するため、合金の成形性が低下するからであ
る。
【００１２】また溶体化処理後、５０℃以下の温度に焼
入れして、１０時間以内に、図１における上記４点で囲
まれた四角形内の温度、時間で予備時効処理するのは、
Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成しないうちに、中間相を析出さ
せ、合金の強度、成形性を向上させるためであり、焼入
れ後１０時間を超えて放置すると、自然時効処理による
Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成しやすく、合金の強度、成形性が
低下するからであり、予備時効処理温度が６０℃未満で
はＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、また２５０℃を超えると安
定相が析出することにより、合金の強度が低下するから
である。また６０℃で予備時効処理時間が３０分未満、
または２５０℃で予備時効処理時間が１分未満では中間
相の析出が不十分であり、その後室温に於いてＧ．Ｐ．
ゾーンが生成し、６０℃で予備時効処理時間が３０００
分、または２５０℃で予備時効処理時間が１００分を超
えると中間相が多量に析出するためや安定相が析出する
ため、合金の成形性が低下するからである。
入れして、１０時間以内に、図１における上記４点で囲
まれた四角形内の温度、時間で予備時効処理するのは、
Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成しないうちに、中間相を析出さ
せ、合金の強度、成形性を向上させるためであり、焼入
れ後１０時間を超えて放置すると、自然時効処理による
Ｇ．Ｐ．ゾーンが生成しやすく、合金の強度、成形性が
低下するからであり、予備時効処理温度が６０℃未満で
はＧ．Ｐ．ゾーンが生成し、また２５０℃を超えると安
定相が析出することにより、合金の強度が低下するから
である。また６０℃で予備時効処理時間が３０分未満、
または２５０℃で予備時効処理時間が１分未満では中間
相の析出が不十分であり、その後室温に於いてＧ．Ｐ．
ゾーンが生成し、６０℃で予備時効処理時間が３０００
分、または２５０℃で予備時効処理時間が１００分を超
えると中間相が多量に析出するためや安定相が析出する
ため、合金の成形性が低下するからである。
【００１３】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。 〔実施例１〕表２に示す合金組成の４種類のアルミニウ
ム合金を、通常の方法で溶解鋳造して、厚さ１５２mm、
幅３８０mmの鋳塊とし、この鋳塊を５２０℃２４時間均
質化処理した後４００℃で１５mmφの棒材に押出した。
この棒材について、表３に示す各種熱処理を施して、引
張試験を行った結果を表４、５に示す。
る。 〔実施例１〕表２に示す合金組成の４種類のアルミニウ
ム合金を、通常の方法で溶解鋳造して、厚さ１５２mm、
幅３８０mmの鋳塊とし、この鋳塊を５２０℃２４時間均
質化処理した後４００℃で１５mmφの棒材に押出した。
この棒材について、表３に示す各種熱処理を施して、引
張試験を行った結果を表４、５に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
【表５】
【００１８】表４、５から明らかなように本発明例では
自然時効処理をした従来例に比較して伸びがほぼ同等で
あるにも拘らず強度が著しく向上している。これに対し
熱処理条件が本発明の範囲を外れる比較例は伸びも強度
も従来例よりやや劣っていることが判る。
自然時効処理をした従来例に比較して伸びがほぼ同等で
あるにも拘らず強度が著しく向上している。これに対し
熱処理条件が本発明の範囲を外れる比較例は伸びも強度
も従来例よりやや劣っていることが判る。
【００１９】〔実施例２〕表２に示す合金組成のアルミ
ニウム合金を通常の方法で溶解鋳造して実施例１と同様
の方法で同様の棒材を得た。この棒材を表６に示す各種
熱処理を施して、引張試験を行った結果を表７、８、９
に示す。
ニウム合金を通常の方法で溶解鋳造して実施例１と同様
の方法で同様の棒材を得た。この棒材を表６に示す各種
熱処理を施して、引張試験を行った結果を表７、８、９
に示す。
【００２０】
【表６】
【００２１】
【表７】
【００２２】
【表８】
【００２３】
【表９】
【００２４】表７、８、９から明らかなように本発明例
は実施例１で示した従来例に比較して伸びはほぼ同等で
あり、強度が著しく向上している。これに対し、熱処理
法が本発明の範囲を外れる比較例は伸びはほぼ同等であ
るが強度があまり改善されていないことが判る。
は実施例１で示した従来例に比較して伸びはほぼ同等で
あり、強度が著しく向上している。これに対し、熱処理
法が本発明の範囲を外れる比較例は伸びはほぼ同等であ
るが強度があまり改善されていないことが判る。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の熱処理法で熱処理した合金と比較して特に強度が顕著
に向上するなど、航空機、自動車などの部材の熱処理法
として最適のものであり、その材料の成形性及び強度の
向上に貢献するところが大きい等顕著な効果を奏する。
の熱処理法で熱処理した合金と比較して特に強度が顕著
に向上するなど、航空機、自動車などの部材の熱処理法
として最適のものであり、その材料の成形性及び強度の
向上に貢献するところが大きい等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の熱処理の温度、時間を示す説明図。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押
出材を溶体化処理後、横軸に時間、縦軸に温度を示した
図１における、第一点（３０分、６０℃）、第二点（１
分、２５０℃）、第三点（１００分、２５０℃）、第四
点（３０００分、６０℃）の４点で囲まれた四角形内の
温度に焼入れして、その温度で同四角形内の時間予備時
効処理することを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミ
ニウム合金押出材の熱処理法。 - 【請求項２】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押
出材を溶体化処理後、５０℃以下の温度に焼入れして１
０時間以内に、横軸に時間、縦軸に温度を示した図１に
おける、第一点（３０分、６０℃）、第二点（１分、２
５０℃）、第三点（１００分、２５０℃）、第四点（３
０００分、６０℃）の４点で囲まれた四角形内の温度、
時間で予備時効処理することを特徴とするＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24005492A JPH0665694A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24005492A JPH0665694A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665694A true JPH0665694A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=17053798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24005492A Pending JPH0665694A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665694A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536552A (ja) * | 1999-02-12 | 2002-10-29 | ノルスク・ヒドロ・アーエスアー | マグネシウムおよびケイ素を含有するアルミニウム合金 |
| JP2009149991A (ja) * | 2009-01-09 | 2009-07-09 | Norsk Hydro Asa | アルミニウム及びケイ素を含有するアルミニウム合金の処理方法 |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP24005492A patent/JPH0665694A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536552A (ja) * | 1999-02-12 | 2002-10-29 | ノルスク・ヒドロ・アーエスアー | マグネシウムおよびケイ素を含有するアルミニウム合金 |
| JP2009149991A (ja) * | 2009-01-09 | 2009-07-09 | Norsk Hydro Asa | アルミニウム及びケイ素を含有するアルミニウム合金の処理方法 |
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