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
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- 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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