JPH07180004A - ２０００系及び６０００系アルミニウム合金を粒間腐食に対し不感性化するための方法、及びその方法により得られたアルミニウム合金 - Google Patents
２０００系及び６０００系アルミニウム合金を粒間腐食に対し不感性化するための方法、及びその方法により得られたアルミニウム合金Info
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- JPH07180004A JPH07180004A JP6233608A JP23360894A JPH07180004A JP H07180004 A JPH07180004 A JP H07180004A JP 6233608 A JP6233608 A JP 6233608A JP 23360894 A JP23360894 A JP 23360894A JP H07180004 A JPH07180004 A JP H07180004A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、２０００系又は６０００系に属す
るアルミニウム合金を粒間腐食に対して不感性にする方
法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、時効及び／又は最終の人工時効の
前に不完全な溶体化処理を行うものである。この処理を
した合金は、表面導電度及び／又は示差エンタルピー分
析により、特定できる。この処理をした合金は機械工学
産業や輸送産業（鉄道、自動車、航空、海運産業）にお
いて用いられる。
るアルミニウム合金を粒間腐食に対して不感性にする方
法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、時効及び／又は最終の人工時効の
前に不完全な溶体化処理を行うものである。この処理を
した合金は、表面導電度及び／又は示差エンタルピー分
析により、特定できる。この処理をした合金は機械工学
産業や輸送産業（鉄道、自動車、航空、海運産業）にお
いて用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Aluminium Associatio
n の命名法による２０００系及び６０００系アルミニウ
ム合金に属するアルミニウム合金を粒間腐食（ＩＣ）に
対し不感性にするための方法、及びこの方法によって得
られるアルミニウム合金に関する。
n の命名法による２０００系及び６０００系アルミニウ
ム合金に属するアルミニウム合金を粒間腐食（ＩＣ）に
対し不感性にするための方法、及びこの方法によって得
られるアルミニウム合金に関する。
【０００２】本特許出願において、２０００系合金は主
要な元素としてＣｕ又はＣｕとＭｇを含んでおり、６０
００系合金は、ＳｉとＭｇ又はＳｉとＭｇとＣｕを含ん
でおり、微量成分としてＭｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ａ
ｇ、そして製造に際して不可避な不純物として１％迄の
Ｆｅ及び１％迄のＳｉ（２０００系合金の場合）を含ん
でいてもよい。その他の元素（Ｌｉなど）は最大で各々
０．０５％、全体で０．１５％である。（特に断わらな
い限り組成は重量による含有量を表わす。）
要な元素としてＣｕ又はＣｕとＭｇを含んでおり、６０
００系合金は、ＳｉとＭｇ又はＳｉとＭｇとＣｕを含ん
でおり、微量成分としてＭｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ａ
ｇ、そして製造に際して不可避な不純物として１％迄の
Ｆｅ及び１％迄のＳｉ（２０００系合金の場合）を含ん
でいてもよい。その他の元素（Ｌｉなど）は最大で各々
０．０５％、全体で０．１５％である。（特に断わらな
い限り組成は重量による含有量を表わす。）
【０００３】
【発明の背景】アルミニウム合金に、最終的な用途に合
わせて、溶体化処理、焼込れ、及び、必要に応じて適度
な変形による加工硬化、時効及び／又は人工時効を行な
うことは知られている。この状態においては、これらの
合金は粒間腐食に対して敏感であり、このことのため
に、これらの合金の腐食環境下での使用、特に長期間海
洋環境に曝されるような使用は制限されている。
わせて、溶体化処理、焼込れ、及び、必要に応じて適度
な変形による加工硬化、時効及び／又は人工時効を行な
うことは知られている。この状態においては、これらの
合金は粒間腐食に対して敏感であり、このことのため
に、これらの合金の腐食環境下での使用、特に長期間海
洋環境に曝されるような使用は制限されている。
【０００４】６０００系合金、中でも銅を含むもの、特
に０．３％以上の銅を含むものは、粒間腐食に敏感であ
るが、応力腐食に対しては敏感でないことが知られてい
る。ある条件下では、２０００系合金も応力腐食には敏
感ではないものの粒間腐食に対し敏感であり得る。この
ことは、外観の点だけでなく、応力腐食が起こらない場
合であっても、粒間腐食により引き起こされた欠陥によ
り、疲労亀裂の伝播が引き起こされ得る点で、有害であ
る。
に０．３％以上の銅を含むものは、粒間腐食に敏感であ
るが、応力腐食に対しては敏感でないことが知られてい
る。ある条件下では、２０００系合金も応力腐食には敏
感ではないものの粒間腐食に対し敏感であり得る。この
ことは、外観の点だけでなく、応力腐食が起こらない場
合であっても、粒間腐食により引き起こされた欠陥によ
り、疲労亀裂の伝播が引き起こされ得る点で、有害であ
る。
【０００５】
【解決すべき課題】従って、これらの合金の粒間腐食に
対する抵抗性を向上させることが望まれている。
対する抵抗性を向上させることが望まれている。
【０００６】
【課題解決のための手段】本発明の方法は、これらの合
金の熱処理において溶体化処理を、通常の溶体化処理の
温度（Ｓｈｔｔ）より１０〜１００℃低い範囲の温度で
行うというものである。
金の熱処理において溶体化処理を、通常の溶体化処理の
温度（Ｓｈｔｔ）より１０〜１００℃低い範囲の温度で
行うというものである。
【０００７】本発明における溶体化処理の温度は、Ｔ３
ＸＸ、Ｔ４、Ｔ８、又はＴ８ＸＸ状態（処理）で使われ
る２０００系合金の場合は、通常の溶体化処理の温度に
比べ１０〜３０℃低い温度に保持することが好ましい。
ＸＸ、Ｔ４、Ｔ８、又はＴ８ＸＸ状態（処理）で使われ
る２０００系合金の場合は、通常の溶体化処理の温度に
比べ１０〜３０℃低い温度に保持することが好ましい。
【０００８】Ｔ６、Ｔ６ＸＸ状態（処理）で使われる
か、又はＴ３ＸＸ又はＴ４状態（処理）でアンダーエー
ジングされる（ｕｎｄｅｒ−ａｇｅｄ，時効）か若しく
は生産される（ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ）６０００系合金、
特に６０１３系又は６０５０系合金の場合は通常の溶体
化処理の温度よりも１０〜１００℃低い温度に保持する
ことが好ましい。
か、又はＴ３ＸＸ又はＴ４状態（処理）でアンダーエー
ジングされる（ｕｎｄｅｒ−ａｇｅｄ，時効）か若しく
は生産される（ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ）６０００系合金、
特に６０１３系又は６０５０系合金の場合は通常の溶体
化処理の温度よりも１０〜１００℃低い温度に保持する
ことが好ましい。
【０００９】上記の「Ｔ状態（処理）」は、アルミニウ
ム協会（Aluminium Association ）の命名法に従ってい
る。
ム協会（Aluminium Association ）の命名法に従ってい
る。
【００１０】通常の溶体化処理の温度は、当業者には知
られている。
られている。
【００１１】実際には、通常の溶体化処理は、共晶の融
点よりも５〜１０℃低い温度で行われる。溶体化処理の
温度については、「金属ハンドブック」第８版、第２
巻、１９６４年、２７２頁や、「アルミニウム」第３
巻、製造及び仕上げ、Ｋ．Ｒ．Ｖａｎ Ｈｏｒｎ著、Ａ
ＳＭ．１９６７年、などの参考文献に、一般的に述べら
れている。
点よりも５〜１０℃低い温度で行われる。溶体化処理の
温度については、「金属ハンドブック」第８版、第２
巻、１９６４年、２７２頁や、「アルミニウム」第３
巻、製造及び仕上げ、Ｋ．Ｒ．Ｖａｎ Ｈｏｒｎ著、Ａ
ＳＭ．１９６７年、などの参考文献に、一般的に述べら
れている。
【００１２】しかしながら、溶体化処理の温度について
は、種々の温度で溶体化処理して急激に冷却した試料の
金属組織学的分析、或いは示差エンタルピー分析即ちＤ
ＥＡにより定めることができる。この溶体化処理温度
は、合金を硬化させる元素で最も飽和した固溶体の得ら
れる温度に一般的に対応し、合金の化学的組成とも、工
業的な熱処理の実際上の制約とも合致している。
は、種々の温度で溶体化処理して急激に冷却した試料の
金属組織学的分析、或いは示差エンタルピー分析即ちＤ
ＥＡにより定めることができる。この溶体化処理温度
は、合金を硬化させる元素で最も飽和した固溶体の得ら
れる温度に一般的に対応し、合金の化学的組成とも、工
業的な熱処理の実際上の制約とも合致している。
【００１３】本出願人は、粒間腐食に対し不感性化され
た合金は、２種類の物理量の各々あるいは組み合せによ
って特徴づけられることに着目した。これらの２種類の
物理量とは、表面導電度及びＤＥＡ分析である。本発明
の合金の表面導電度は、溶体化処理の温度以外は同じ様
な条件で処理したものである従来技術に従って処理した
合金よりも、０．７ＭＳ／ｍかそれ以上高い。
た合金は、２種類の物理量の各々あるいは組み合せによ
って特徴づけられることに着目した。これらの２種類の
物理量とは、表面導電度及びＤＥＡ分析である。本発明
の合金の表面導電度は、溶体化処理の温度以外は同じ様
な条件で処理したものである従来技術に従って処理した
合金よりも、０．７ＭＳ／ｍかそれ以上高い。
【００１４】下記の条件下で求められた本発明の合金の
共晶の融解に対応するＤＥＡピークのエネルギーは、従
来の合金のそれよりも、絶対値で３Ｊ／ｇかそれ以上高
い。ＤＥＡ温度曲線は、サンプル量約５０ｍｇ、加熱速
度２０℃／分でプロットした。測定装置には、Ｐｅｒｋ
ｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ７を用いた。
共晶の融解に対応するＤＥＡピークのエネルギーは、従
来の合金のそれよりも、絶対値で３Ｊ／ｇかそれ以上高
い。ＤＥＡ温度曲線は、サンプル量約５０ｍｇ、加熱速
度２０℃／分でプロットした。測定装置には、Ｐｅｒｋ
ｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ７を用いた。
【００１５】
【実施例】本発明は、図１〜５に示す以下の実施例によ
り、よりよく理解できる。
り、よりよく理解できる。
【００１６】図１及び図２は、本発明の方法（図１）或
いは従来の方法（図２）で処理した６０１３合金の薄板
の腐食挙動について、薄板の長手方向と直角の方向の断
面の２００倍の顕微鏡写真を示したものである。
いは従来の方法（図２）で処理した６０１３合金の薄板
の腐食挙動について、薄板の長手方向と直角の方向の断
面の２００倍の顕微鏡写真を示したものである。
【００１７】図３〜５は、実施例１の試料０、１、２に
ついて、ＤＥＡ温度曲線を示したものである。
ついて、ＤＥＡ温度曲線を示したものである。
【００１８】尚、腐食挙動は、内部「Ｉｎｔｅｒａｎ
ｏ」試験に従い調べた。この試験は、主に、２ＭのＮａ
ＣｌＯ4 と０．１／３ＭのＡｌＣｌ3 と０．０１ＭのＣ
ｒＯ4 （ＮＨ4 ）2 を含む室温の電解質溶液中で１ｍＡ
／ｃｍ2 の電流密度で６時間、電解腐食を行うことから
なる。
ｏ」試験に従い調べた。この試験は、主に、２ＭのＮａ
ＣｌＯ4 と０．１／３ＭのＡｌＣｌ3 と０．０１ＭのＣ
ｒＯ4 （ＮＨ4 ）2 を含む室温の電解質溶液中で１ｍＡ
／ｃｍ2 の電流密度で６時間、電解腐食を行うことから
なる。
【００１９】［実施例１］２０００×１０００×２６ｍ
ｍ（粗熱間圧延厚）の２０２４系合金の薄板を下記の条
件で溶体化処理した。即ち、４９５℃、４８０℃、又は
４７０℃で１ｈｒ処理し、冷水中で焼入れし、常温で４
８ｈｒ以上時効を行った。最初の温度４９５℃は、当該
合金の通常の溶体化処理の温度に相当する。尚、用いた
合金薄板は、通常の条件下で鋳造し均質化を行った板か
ら得られたものであり、次の化学組成、即ちＳｉが０．
１０７％、Ｆｅが０．１９８％、Ｃｕが４．３９％、Ｍ
ｎが０．６４５％、Ｍｇが１．３９％、Ｔｉが０．０１
４％、Ｚｒが０．０１％、残部Ａｌ、という組成を有し
ている。
ｍ（粗熱間圧延厚）の２０２４系合金の薄板を下記の条
件で溶体化処理した。即ち、４９５℃、４８０℃、又は
４７０℃で１ｈｒ処理し、冷水中で焼入れし、常温で４
８ｈｒ以上時効を行った。最初の温度４９５℃は、当該
合金の通常の溶体化処理の温度に相当する。尚、用いた
合金薄板は、通常の条件下で鋳造し均質化を行った板か
ら得られたものであり、次の化学組成、即ちＳｉが０．
１０７％、Ｆｅが０．１９８％、Ｃｕが４．３９％、Ｍ
ｎが０．６４５％、Ｍｇが１．３９％、Ｔｉが０．０１
４％、Ｚｒが０．０１％、残部Ａｌ、という組成を有し
ている。
【００２０】ＡＳＴＭ規格Ｇ４７に従って浸漬（１０
分）取り出し（５０分）の繰り返しによる３００ＭＰａ
の応力下（長手方向と直角方向（ＴＬ、横手方向））で
の応力腐食に対する抵抗性を調べ、長手−横手（Ｌ−
Ｔ）方向の見かけ上の靱性Ｋｑ（応力は長手方向、破壊
伝播は横手方向）を調べるとともに、横手（ＴＬ）方向
の機械的特性、及びＡＩＲ規格９０４８の条件下での粒
間腐食に対する抵抗性を、この薄板について調べた。
分）取り出し（５０分）の繰り返しによる３００ＭＰａ
の応力下（長手方向と直角方向（ＴＬ、横手方向））で
の応力腐食に対する抵抗性を調べ、長手−横手（Ｌ−
Ｔ）方向の見かけ上の靱性Ｋｑ（応力は長手方向、破壊
伝播は横手方向）を調べるとともに、横手（ＴＬ）方向
の機械的特性、及びＡＩＲ規格９０４８の条件下での粒
間腐食に対する抵抗性を、この薄板について調べた。
【００２１】
【表１】
【００２２】結果を表１に示す。「粒間腐食及び粒間枝
分れを伴った点食から、枝分れ状腐食を伴わない点食へ
の移行」という点で、及び腐食の深さの点の両方からみ
て、本発明の方法に従った処理方法１及び２で処理する
ことにより、粒間腐食に対し抵抗性が増大することが判
る。
分れを伴った点食から、枝分れ状腐食を伴わない点食へ
の移行」という点で、及び腐食の深さの点の両方からみ
て、本発明の方法に従った処理方法１及び２で処理する
ことにより、粒間腐食に対し抵抗性が増大することが判
る。
【００２３】更に、機械強度特性及び靱性は極わずかし
か影響を受けなかった（例えば４８０℃で処理したもの
ではＲ0.2 は３．５％しか低下せずＫｑは３．６％しか
低下しなかった）。
か影響を受けなかった（例えば４８０℃で処理したもの
ではＲ0.2 は３．５％しか低下せずＫｑは３．６％しか
低下しなかった）。
【００２４】又、応力腐食（ＳＣ）に対する抵抗性も大
きく向上することが判った。
きく向上することが判った。
【００２５】［実施例２］以下の化学組成即ちＳｉが
０．８２重量％、Ｆｅが０．２２重量％、Ｃｕが０．９
２重量％、Ｍｇが０．９重量％、Ｍｎが０．６２重量
％、Ｚｎが０．１５重量％、Ｔｉが０．０８重量％以
下、を有している、大きさ２０００×１０００ｍｍ、厚
さ６ｍｍの６０１３合金の板を、表ＩＩに示した条件で
溶体化処理し、水で急冷し、２日間析出硬化を行い、そ
して、Ｔ６型の人工時効（１７５℃、６ｈｒ）を行っ
た。これを、通常の溶体化処理（５５０℃、３０分）を
行い水で急冷し２日間析出硬化を行い、Ｔ６型の人工時
効（１７５℃、６ｈｒ）を行った場合と比較した。
０．８２重量％、Ｆｅが０．２２重量％、Ｃｕが０．９
２重量％、Ｍｇが０．９重量％、Ｍｎが０．６２重量
％、Ｚｎが０．１５重量％、Ｔｉが０．０８重量％以
下、を有している、大きさ２０００×１０００ｍｍ、厚
さ６ｍｍの６０１３合金の板を、表ＩＩに示した条件で
溶体化処理し、水で急冷し、２日間析出硬化を行い、そ
して、Ｔ６型の人工時効（１７５℃、６ｈｒ）を行っ
た。これを、通常の溶体化処理（５５０℃、３０分）を
行い水で急冷し２日間析出硬化を行い、Ｔ６型の人工時
効（１７５℃、６ｈｒ）を行った場合と比較した。
【００２６】本発明の方法で処理した場合と従来の方法
で処理した場合について得られた物性データを表ＩＩに
示す。内部Ｉｎｔｅｒａｎｏ規格に従って粒間腐食試験
を行った後、光学顕微鏡観察により、最大腐食深さ（μ
ｍ）とともに腐食のタイプ（粒間腐食、粒子間点食、或
いは粒間枝分れ状腐食を伴った点食）を評価し、顕微鏡
で観察した表面から求めた腐食した表面の割合も、併せ
示した。
で処理した場合について得られた物性データを表ＩＩに
示す。内部Ｉｎｔｅｒａｎｏ規格に従って粒間腐食試験
を行った後、光学顕微鏡観察により、最大腐食深さ（μ
ｍ）とともに腐食のタイプ（粒間腐食、粒子間点食、或
いは粒間枝分れ状腐食を伴った点食）を評価し、顕微鏡
で観察した表面から求めた腐食した表面の割合も、併せ
示した。
【００２７】
【表２】
【００２８】この結果から、本発明の方法で処理した合
金は従来法で処理した合金よりも、ずっと粒間腐食に抵
抗性であることが判る。
金は従来法で処理した合金よりも、ずっと粒間腐食に抵
抗性であることが判る。
【００２９】本発明の方法で処理した合金は、特に、機
械工学分野や、鉄道車両、自動車、航空、船舶等輸送産
業分野において用いることができる。
械工学分野や、鉄道車両、自動車、航空、船舶等輸送産
業分野において用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法で処理した６０１３合金の表面の
腐食の様子を示す顕微鏡写真（横断面、２００倍）。
腐食の様子を示す顕微鏡写真（横断面、２００倍）。
【図２】従来の方法で処理した６０１３合金の表面の腐
食の様子を示す顕微鏡写真（横断面、２００倍）。
食の様子を示す顕微鏡写真（横断面、２００倍）。
【図３】実施例１の試料０のＤＥＡ温度曲線。
【図４】実施例１の試料１のＤＥＡ温度曲線。
【図５】実施例１の試料２のＤＥＡ温度曲線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テイモテイ・バルネ フランス国、38950・サン・マルタン・ ル・ビヌー、リユ・フエリクス・フオー ル・307
Claims (9)
- 【請求項１】 ２０００系及び６０００系アルミニウム
合金を粒間腐食に対して不感性化するための方法であっ
て、溶体化処理を、当該アルミニウム合金の通常の溶体
化処理の温度よりも１０〜１００℃低い温度で行うこと
を特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の、アルミニウム合金を
粒間腐食に対して不感性化するための方法であって、Ｔ
３、Ｔ３ＸＸ、Ｔ４、Ｔ８又はＴ８ＸＸで用いられる２
０００系アルミニウム合金にあっては通常の溶体化処理
温度より１０〜３０℃低い温度で溶体化処理を行うこと
を特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の、アルミニウム合金を
粒間腐食に対して不感性化するための方法であって、Ｔ
６又はＴ６ＸＸで用いられる６０００系アルミニウム合
金にあっては通常の溶体化処理温度より１０〜１００℃
低い温度で溶体化処理を行うことを特徴とする方法。 - 【請求項４】 粒間腐食に対して抵抗性の２０００系又
は６０００系のアルミニウム合金であって、表面導電度
が、２０００系アルミニウム合金にあってはＴ３、Ｔ３
ＸＸ、Ｔ４、Ｔ８、又はＴ８ＸＸに相当する通常の処理
をしたものよりも、又、６０００系アルミニウム合金に
あってはＴ６又はＴ６ＸＸに相当する通常の処理をした
ものよりも、少くとも０．７ＭＳ／ｍ高いことを特徴と
するアルミニウム合金。 - 【請求項５】 粒間腐食に対して抵抗性の２０００系又
は６０００系アルミニウム合金であって、ＤＥＡ温度曲
線により決定した共晶の融解ピークに伴うエネルギー
が、２０００系アルミニウム合金にあってはＴ３、Ｔ３
ＸＸ、Ｔ４、Ｔ８、又はＴ８ＸＸで通常の処理をしたも
のよりも、又、６０００系アルミニウム合金にあっては
Ｔ６、Ｔ６ＸＸ、アンダーエージング、Ｔ３ＸＸ又はＴ
４で通常の処理をしたものよりも、絶対値で、少くとも
３Ｊ／ｇ高いことを特徴とするアルミニウム合金。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載のアルミニウム合
金。 - 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか１項に記載のア
ルミニウム合金であって、６０００系合金に属し、かつ
０．３％以上の銅を含んでいることを特徴とするアルミ
ニウム合金。 - 【請求項８】 ２０２４系アルミニウム合金であること
を特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のアルミニ
ウム合金。 - 【請求項９】 ６０１３系又は６０５６系アルミニウム
合金であることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに
記載のアルミニウム合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9311861 | 1993-09-28 | ||
| FR9311861A FR2710657B1 (fr) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | Procédé de désensibilisation à la corrosion intercristalline des alliages d'Al séries 2000 et 6000 et produits correspondants. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180004A true JPH07180004A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=9451554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6233608A Pending JPH07180004A (ja) | 1993-09-28 | 1994-09-28 | ２０００系及び６０００系アルミニウム合金を粒間腐食に対し不感性化するための方法、及びその方法により得られたアルミニウム合金 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5643372A (ja) |
| EP (1) | EP0645467A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07180004A (ja) |
| KR (1) | KR950008711A (ja) |
| AU (1) | AU680014B2 (ja) |
| CA (1) | CA2130766A1 (ja) |
| FR (1) | FR2710657B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2726007B1 (fr) * | 1994-10-25 | 1996-12-13 | Pechiney Rhenalu | Procede de fabrication de produits en alliage alsimgcu a resistance amelioree a la corrosion intercristalline |
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