JPH0665695A - Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の熱処理法 - Google Patents
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の熱処理法Info
- Publication number
- JPH0665695A JPH0665695A JP24005592A JP24005592A JPH0665695A JP H0665695 A JPH0665695 A JP H0665695A JP 24005592 A JP24005592 A JP 24005592A JP 24005592 A JP24005592 A JP 24005592A JP H0665695 A JPH0665695 A JP H0665695A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 航空機、自動車等の部材として好適な、高強
度のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材を得る
ことのできる熱処理法を提供する。 【構成】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材
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
処理した後、人工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鍛造材の熱処理法。
度のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材を得る
ことのできる熱処理法を提供する。 【構成】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材
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
処理した後、人工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鍛造材の熱処理法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系ア
ルミニウム合金鍛造材の熱処理法に関するものである。
ルミニウム合金鍛造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】航空機用部材、建築用
材、自動車部材等をＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金により製作する場合に一つの問題となるのは強度の低
さである。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。しかし普通溶体化処理後自然時効処理した（Ｔ
４）状態のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金をその
後人工時効処理しても、高い強度を得ることは困難であ
る。
材、自動車部材等をＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金により製作する場合に一つの問題となるのは強度の低
さである。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。しかし普通溶体化処理後自然時効処理した（Ｔ
４）状態のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金をその
後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鍛造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鍛造材の熱処理法を開発したも
のである。
【０００５】即ち第１発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アル
ミニウム合金鍛造材を溶体化処理後、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した後、人工時効処理すること
を特徴とし、第２発明は、上記鍛造材を溶体化処理後５
０℃以下の温度に焼入れして１０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、２５０℃）、第三点（１
００分、２５０℃）、第四点（３０００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し
た後、人工時効処理することを特徴とするものである。
ミニウム合金鍛造材を溶体化処理後、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した後、人工時効処理すること
を特徴とし、第２発明は、上記鍛造材を溶体化処理後５
０℃以下の温度に焼入れして１０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、２５０℃）、第三点（１
００分、２５０℃）、第四点（３０００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し
た後、人工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
ニウム合金鍛造材としては、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。
ニウム合金鍛造材としては、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 合金を溶体化処理・焼入れした後、室温で自然時効処理
（Ｔ４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。以上の知見に基づいて、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系アルミニウム合金鍛造材を対象にして工業的に操作
しやすい熱処理法を用いて、合金の強度を向上させる目
的で本発明熱処理法を開発したものである。
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 合金を溶体化処理・焼入れした後、室温で自然時効処理
（Ｔ４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。以上の知見に基づいて、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系アルミニウム合金鍛造材を対象にして工業的に操作
しやすい熱処理法を用いて、合金の強度を向上させる目
的で本発明熱処理法を開発したものである。
【０００９】本発明の対象になるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系ア
ルミニウム合金鍛造材においては、Ｍｇ０．２wt％以
上、Ｓｉ０．２wt％以上を含有することが望ましい。Ｍ
ｇ０．２wt％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、Ｓｉ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、Ｔ
ｉ、Ｂはそれぞれ１wt％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。
ルミニウム合金鍛造材においては、Ｍｇ０．２wt％以
上、Ｓｉ０．２wt％以上を含有することが望ましい。Ｍ
ｇ０．２wt％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、Ｓｉ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、Ｔ
ｉ、Ｂはそれぞれ１wt％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。
【００１０】第１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
れして、その温度で同四角形内の時間予備時効処理する
のは、Ｇ．Ｐ．ゾーンを生成させることなく合金中に中
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、最終的に合金の強度が低下す
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１０
０分を超えると中間相が粗大化したり安定相が析出する
ため、最終的に合金の成形性が低下するからである。ま
た第２発明において溶体化処理後、５０℃以下の温度に
焼入れし、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、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、最終的に合金の強度が低下する。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、６
０℃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分を超えると安定相が析出
するため、最終的に合金の強度が低下する。
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
れして、その温度で同四角形内の時間予備時効処理する
のは、Ｇ．Ｐ．ゾーンを生成させることなく合金中に中
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、最終的に合金の強度が低下す
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１０
０分を超えると中間相が粗大化したり安定相が析出する
ため、最終的に合金の成形性が低下するからである。ま
た第２発明において溶体化処理後、５０℃以下の温度に
焼入れし、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、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、最終的に合金の強度が低下する。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、６
０℃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分を超えると安定相が析出
するため、最終的に合金の強度が低下する。
【００１１】本発明において上記予備時効処理を施した
後、人工時効処理をするのは強度を更に高めるためであ
る。人工時効処理の条件は通常行われている条件でよく
特に限定しない。
後、人工時効処理をするのは強度を更に高めるためであ
る。人工時効処理の条件は通常行われている条件でよく
特に限定しない。
【００１２】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。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、厚さ３０５mm、幅８８０
mm、長さ１２００mmの鋳塊とし、５６０℃で１２時間の
均質化処理をした後、４００℃で鍛造して、厚さ２００
mm、幅２２５mm、長さ９２８mmの鍛造品とした。この鍛
造品から厚さ５mm、幅２０mm、 長さ３０mmの試験片を
切り出し、表３に示す各種熱処理を施した後、引張試験
を行った。その結果を表４〜６に示す。
る。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、厚さ３０５mm、幅８８０
mm、長さ１２００mmの鋳塊とし、５６０℃で１２時間の
均質化処理をした後、４００℃で鍛造して、厚さ２００
mm、幅２２５mm、長さ９２８mmの鍛造品とした。この鍛
造品から厚さ５mm、幅２０mm、 長さ３０mmの試験片を
切り出し、表３に示す各種熱処理を施した後、引張試験
を行った。その結果を表４〜６に示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】
【表４】
【００１６】
【表５】
【００１７】
【表６】
【００１８】表４〜６から明らかなように本発明例は従
来例に比較して伸びが劣らないにも拘らず、強度が著し
く向上している。これに対し熱処理法が本発明の範囲を
外れた比較例は強度が向上していないことが判る。
来例に比較して伸びが劣らないにも拘らず、強度が著し
く向上している。これに対し熱処理法が本発明の範囲を
外れた比較例は強度が向上していないことが判る。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明熱処理法によれ
ばＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の強度を
従来の熱処理法によるものより著しく向上させることが
できるものであり、航空機、自動車などの部材の熱処理
法として最適であり、工業上顕著な効果を奏する。
ばＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の強度を
従来の熱処理法によるものより著しく向上させることが
できるものであり、航空機、自動車などの部材の熱処理
法として最適であり、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の熱処理法の範囲を示す説明図。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛
造材を溶体化処理後、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
効処理した後、人工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鍛造材の熱処理法。 - 【請求項２】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛
造材を溶体化処理後、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した後、人工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鍛造材の
熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24005592A JPH0665695A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24005592A JPH0665695A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665695A true JPH0665695A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=17053815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24005592A Pending JPH0665695A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金鍛造材の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665695A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119229A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-05-30 | モンテデイソン・エツセ・ピ・ア | 中性官能末端基を有する分子量調節されたペルフルオロポリエ−テルの製造方法 |
| US5718780A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-17 | Reynolds Metals Company | Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP24005592A patent/JPH0665695A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119229A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-05-30 | モンテデイソン・エツセ・ピ・ア | 中性官能末端基を有する分子量調節されたペルフルオロポリエ−テルの製造方法 |
| US5718780A (en) * | 1995-12-18 | 1998-02-17 | Reynolds Metals Company | Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom |
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