JPH07197216A - 疲労強度および耐食性に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法 - Google Patents
疲労強度および耐食性に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法Info
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- JPH07197216A JPH07197216A JP35165793A JP35165793A JPH07197216A JP H07197216 A JPH07197216 A JP H07197216A JP 35165793 A JP35165793 A JP 35165793A JP 35165793 A JP35165793 A JP 35165793A JP H07197216 A JPH07197216 A JP H07197216A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 溶体化処理および焼戻し処理を行いマトリッ
クス中にＭｇ2 Ｓｉ相を析出させたアルミニウム合金鍛
造材において、該鍛造材の表層から１ｍｍ以内の領域に
９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を有する部分が２０
０μｍ以上の幅で存在し、ＪＩＳ Ｗ １１０３に従う
粒界腐食により求められた鍛造材表面から腐食先端まで
の深さが２００μｍ以下である。 【効果】 腐食環境下で繰り返し応力を付加された場合
にも粒界腐食を生じることなく、疲労強度の優れたアル
ミニウム合金鍛造材が提供される。
クス中にＭｇ2 Ｓｉ相を析出させたアルミニウム合金鍛
造材において、該鍛造材の表層から１ｍｍ以内の領域に
９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を有する部分が２０
０μｍ以上の幅で存在し、ＪＩＳ Ｗ １１０３に従う
粒界腐食により求められた鍛造材表面から腐食先端まで
の深さが２００μｍ以下である。 【効果】 腐食環境下で繰り返し応力を付加された場合
にも粒界腐食を生じることなく、疲労強度の優れたアル
ミニウム合金鍛造材が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、疲労強度および耐食性
に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法、
詳しくは、６０００系アルミニウム合金など、溶体化処
理と焼戻処理を行ってマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を
析出させるアルミニウム合金の鍛造材について優れた疲
労強度および耐食性を与えたアルミニウム合金鍛造材お
よびその製造方法に関する。
に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法、
詳しくは、６０００系アルミニウム合金など、溶体化処
理と焼戻処理を行ってマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を
析出させるアルミニウム合金の鍛造材について優れた疲
労強度および耐食性を与えたアルミニウム合金鍛造材お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｍｇ、Ｓｉを主要合金成分として含有
し、溶体化処理、焼戻処理によってマトリックス中にＭ
ｇ2 Ｓｉ相を析出させる６０００系アルミニウム合金
（例えば、アメリカアルミニウム協会 AA6061,6063,606
6,6351,6082 合金など) は、適度の強度と耐食性を兼ね
備える合金であり、鍛造材として自動車その他種々の産
業分野において広く使用されているが、６０００系アル
ミニウム合金鍛造材を腐食環境の下で使用した場合、粒
界腐食を発生することが少なくない。
し、溶体化処理、焼戻処理によってマトリックス中にＭ
ｇ2 Ｓｉ相を析出させる６０００系アルミニウム合金
（例えば、アメリカアルミニウム協会 AA6061,6063,606
6,6351,6082 合金など) は、適度の強度と耐食性を兼ね
備える合金であり、鍛造材として自動車その他種々の産
業分野において広く使用されているが、６０００系アル
ミニウム合金鍛造材を腐食環境の下で使用した場合、粒
界腐食を発生することが少なくない。
【０００３】粒界腐食は、焼戻し処理中にＭｇ2 Ｓｉ相
あるいは過剰Ｓｉが粒界、とくに大傾角粒界に析出する
ことに起因して生じるもので、粒界腐食が進行すると、
例えば、自動車用鍛造ホイールやサスペンションアーム
などとして使用する場合のように、繰り返し応力が付加
される使用環境下においては、腐食部が鋭い切欠きとし
て作用するため、合金の疲労強度が低下することにな
る。疲労強度を向上させる方法として、溶体化処理、焼
戻処理後冷間でショットピーニングなどを行い、材料表
面に圧縮応力を付与する手法が通常用いられているが、
耐粒界腐食性にはほとんど影響を与えることがなく、腐
食環境下における疲労強度の向上策としては効果がな
い。
あるいは過剰Ｓｉが粒界、とくに大傾角粒界に析出する
ことに起因して生じるもので、粒界腐食が進行すると、
例えば、自動車用鍛造ホイールやサスペンションアーム
などとして使用する場合のように、繰り返し応力が付加
される使用環境下においては、腐食部が鋭い切欠きとし
て作用するため、合金の疲労強度が低下することにな
る。疲労強度を向上させる方法として、溶体化処理、焼
戻処理後冷間でショットピーニングなどを行い、材料表
面に圧縮応力を付与する手法が通常用いられているが、
耐粒界腐食性にはほとんど影響を与えることがなく、腐
食環境下における疲労強度の向上策としては効果がな
い。
【０００４】また、６０００系アルミニウム合金の耐粒
界腐食性を改善するために、溶体化処理後加工度数％の
軽度の冷間圧延を行ったのち焼戻し処理する方法も提案
されているが、この方法によっても粒界腐食が避けられ
ない場合も多く、必ずしも確実な改善策とはならず、圧
延加工度が大きくなると引張応力が残留して粒界腐食を
進行させる結果ともなる。
界腐食性を改善するために、溶体化処理後加工度数％の
軽度の冷間圧延を行ったのち焼戻し処理する方法も提案
されているが、この方法によっても粒界腐食が避けられ
ない場合も多く、必ずしも確実な改善策とはならず、圧
延加工度が大きくなると引張応力が残留して粒界腐食を
進行させる結果ともなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｍｇ、Ｓｉ
を主要合金成分として含有し、鍛造加工後溶体化処理お
よび焼戻処理によってマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を
析出させる６０００系アルミニウム合金鍛造材における
従来の問題点を解消するために、上記の溶体化処理後軽
度の冷間圧延を行う方法における合金材中の残留応力と
粒界腐食との関係を詳細に検討した結果、圧縮残留応力
の大きさおよびその分布形態が粒界腐食の進行に密接に
関係することを見出したことに基づいてなされたもので
あり、その目的は、腐食環境下において使用しても粒界
腐食が発生することなく疲労強度に優れたアルミニウム
合金鍛造材およびその製造方法を提供することにある。
を主要合金成分として含有し、鍛造加工後溶体化処理お
よび焼戻処理によってマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を
析出させる６０００系アルミニウム合金鍛造材における
従来の問題点を解消するために、上記の溶体化処理後軽
度の冷間圧延を行う方法における合金材中の残留応力と
粒界腐食との関係を詳細に検討した結果、圧縮残留応力
の大きさおよびその分布形態が粒界腐食の進行に密接に
関係することを見出したことに基づいてなされたもので
あり、その目的は、腐食環境下において使用しても粒界
腐食が発生することなく疲労強度に優れたアルミニウム
合金鍛造材およびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による疲労強度および耐食性に優れたアルミ
ニウム合金鍛造材およびその製造方法は、鍛造加工後溶
体化処理および焼戻処理を行ってマトリックス中にＭｇ
2 Ｓｉ相を析出させたアルミニウム合金鍛造材であっ
て、該鍛造材の所定個所の表層から１ｍｍ以内の領域に
９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を有する部分が平均
２００μｍ以上の幅で存在しており、JISW 1103に規定
する粒界腐食試験によって求められる該アルミニウム合
金鍛造材の表面から腐食先端までの深さが２００μｍ以
下であることを本発明アルミニウム合金鍛造材の構成上
の特徴とする。
めの本発明による疲労強度および耐食性に優れたアルミ
ニウム合金鍛造材およびその製造方法は、鍛造加工後溶
体化処理および焼戻処理を行ってマトリックス中にＭｇ
2 Ｓｉ相を析出させたアルミニウム合金鍛造材であっ
て、該鍛造材の所定個所の表層から１ｍｍ以内の領域に
９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を有する部分が平均
２００μｍ以上の幅で存在しており、JISW 1103に規定
する粒界腐食試験によって求められる該アルミニウム合
金鍛造材の表面から腐食先端までの深さが２００μｍ以
下であることを本発明アルミニウム合金鍛造材の構成上
の特徴とする。
【０００７】また、鍛造加工後溶体化処理および焼戻処
理を行ってマトリックス中にＭｇ2Ｓｉ相を析出させる
アルミニウム合金鍛造材の製造方法において、溶体化処
理後アルミニウム合金鍛造材の所定個所に、該所定個所
の表層から１ｍｍ以内の領域に９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧
縮残留応力を有する部分が平均２００μｍ以上の幅で存
在するよう冷間加工を与えたのち、焼戻処理することを
本発明の製造方法の構成上の特徴とする。
理を行ってマトリックス中にＭｇ2Ｓｉ相を析出させる
アルミニウム合金鍛造材の製造方法において、溶体化処
理後アルミニウム合金鍛造材の所定個所に、該所定個所
の表層から１ｍｍ以内の領域に９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧
縮残留応力を有する部分が平均２００μｍ以上の幅で存
在するよう冷間加工を与えたのち、焼戻処理することを
本発明の製造方法の構成上の特徴とする。
【０００８】本発明の対象となるアルミニウム合金は、
例えば0.2 〜1.5 ％のＭｇ、0.2 〜1.5 ％のＳｉを主要
合金成分として含有し、少量のＣｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔｉその他の元素を使用目的に応じて選択的に添加
し、溶体化処理および焼戻処理によりマトリックス中に
Ｍｇ2 Ｓｉ相を析出させて強度向上を図る６０００系ア
ルミニウム合金である。６０００系アルミニウム合金と
しては、例えば、アメリカアルミニウム協会規格 AA606
1 、AA6063、AA6066、AA6351、AA6082合金などがある。
例えば0.2 〜1.5 ％のＭｇ、0.2 〜1.5 ％のＳｉを主要
合金成分として含有し、少量のＣｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔｉその他の元素を使用目的に応じて選択的に添加
し、溶体化処理および焼戻処理によりマトリックス中に
Ｍｇ2 Ｓｉ相を析出させて強度向上を図る６０００系ア
ルミニウム合金である。６０００系アルミニウム合金と
しては、例えば、アメリカアルミニウム協会規格 AA606
1 、AA6063、AA6066、AA6351、AA6082合金などがある。
【０００９】６０００系アルミニウム合金材において、
粒界腐食は、前記のように、溶体化処理、焼戻処理によ
りＭｇ2 Ｓｉ相が合金マトリックス中の結晶粒界、とく
に大傾角粒界に析出し、腐食環境下でＭｇ2 Ｓｉ相とマ
トリックス間に電位差が生じることに起因するものであ
るから、粒界腐食の発生を抑制するためには、焼戻処理
時にＭｇ2 Ｓｉ相が結晶粒界に析出するのを防止するこ
とが必要となる。本発明において特定された分布形態の
圧縮残留応力を付与することにより、合金組織中に形成
されたひずみ場が析出粒子の核生成サイトとなり、焼戻
し処理時に溶質原子の結晶粒内析出を促進し、Ｍｇ2 Ｓ
ｉ相の粒界析出とくに大傾角粒界での析出を抑制する。
粒界腐食は、前記のように、溶体化処理、焼戻処理によ
りＭｇ2 Ｓｉ相が合金マトリックス中の結晶粒界、とく
に大傾角粒界に析出し、腐食環境下でＭｇ2 Ｓｉ相とマ
トリックス間に電位差が生じることに起因するものであ
るから、粒界腐食の発生を抑制するためには、焼戻処理
時にＭｇ2 Ｓｉ相が結晶粒界に析出するのを防止するこ
とが必要となる。本発明において特定された分布形態の
圧縮残留応力を付与することにより、合金組織中に形成
されたひずみ場が析出粒子の核生成サイトとなり、焼戻
し処理時に溶質原子の結晶粒内析出を促進し、Ｍｇ2 Ｓ
ｉ相の粒界析出とくに大傾角粒界での析出を抑制する。
【００１０】鍛造材の表面に圧縮残留応力を付与する方
法は、表面部へのスピニング加工、ショットピーニング
など公知の表面冷間加工方法が適用できるが、本発明に
おいては、圧縮残留応力を付与すべき所定個所におい
て、表層から１ｍｍ以内の領域に９８Ｎ／ｍｍ2 以上の
圧縮残留応力を有する部分が平均２００μｍ以上の幅で
存在していることが重要な要件となり、当該残留応力の
分布によって、粒界腐食の進行が抑制されて腐食環境下
での疲労強度の低下が抑えられるとともに、圧縮ひずみ
は部材の使用時に付加される繰り返し応力の引張り応力
成分を打ち消し、腐食環境以外の使用環境下での疲労強
度を向上させる。
法は、表面部へのスピニング加工、ショットピーニング
など公知の表面冷間加工方法が適用できるが、本発明に
おいては、圧縮残留応力を付与すべき所定個所におい
て、表層から１ｍｍ以内の領域に９８Ｎ／ｍｍ2 以上の
圧縮残留応力を有する部分が平均２００μｍ以上の幅で
存在していることが重要な要件となり、当該残留応力の
分布によって、粒界腐食の進行が抑制されて腐食環境下
での疲労強度の低下が抑えられるとともに、圧縮ひずみ
は部材の使用時に付加される繰り返し応力の引張り応力
成分を打ち消し、腐食環境以外の使用環境下での疲労強
度を向上させる。
【００１１】圧縮残留応力が９８Ｎ／ｍｍ2 未満では粒
界腐食の抑制効果が十分でなく、とくに厳しい腐食環境
下では粒界腐食が生じる場合がある。表層部に粒界腐食
が生じた場合は疲労亀裂を低下させるに十分な大きさと
なるから、圧縮残留応力は表層から１ｍｍ以内の領域に
付加させることが必要である。圧縮残留応力を有する部
分の幅が平均２００μｍ未満では、残留応力の付加が不
十分な領域からＭｇおよびＳｉが粒界に沿って拡散して
くるために残留応力付加領域においても粒界腐食が発生
するおそれがある。圧縮残留応力の付与は、焼戻処理時
の結晶粒内への析出を促進するために行うものであるか
ら、鍛造材の溶体化処理後、焼戻処理前に行わなければ
ならず、焼戻処理後に行っても効果はない。また、溶体
化処理前に行った場合も、生成したひずみ場が溶体化処
理中における組織の回復により消失するため効果がな
い。
界腐食の抑制効果が十分でなく、とくに厳しい腐食環境
下では粒界腐食が生じる場合がある。表層部に粒界腐食
が生じた場合は疲労亀裂を低下させるに十分な大きさと
なるから、圧縮残留応力は表層から１ｍｍ以内の領域に
付加させることが必要である。圧縮残留応力を有する部
分の幅が平均２００μｍ未満では、残留応力の付加が不
十分な領域からＭｇおよびＳｉが粒界に沿って拡散して
くるために残留応力付加領域においても粒界腐食が発生
するおそれがある。圧縮残留応力の付与は、焼戻処理時
の結晶粒内への析出を促進するために行うものであるか
ら、鍛造材の溶体化処理後、焼戻処理前に行わなければ
ならず、焼戻処理後に行っても効果はない。また、溶体
化処理前に行った場合も、生成したひずみ場が溶体化処
理中における組織の回復により消失するため効果がな
い。
【００１２】アルミニウム合金材の粒界腐食試験の１つ
として、航空機用熱処理型アルミニウム合金の検査にお
いて用いられる JIS W 1103 に規定された粒界腐食試験
がある。本発明においては、鍛造加工後溶体化処理し、
前記のように圧縮残留応力を付与し、焼戻処理した６０
００系アルミニウム合金鍛造材について、上記粒界腐食
試験による腐食形態および腐食深さと、腐食環境、繰り
返し応力の大きさなどとの関係について検討し、JIS W
1103に従って粒界腐食試験を行った場合の腐食深さが材
料表面から２００μｍ以下の材料であれば、実際使用に
おける腐食環境下においても、疲労強度を低下させる切
欠きとなる粒界腐食が発生しないため、疲労強度の低下
が生じないことを明らかにした。
として、航空機用熱処理型アルミニウム合金の検査にお
いて用いられる JIS W 1103 に規定された粒界腐食試験
がある。本発明においては、鍛造加工後溶体化処理し、
前記のように圧縮残留応力を付与し、焼戻処理した６０
００系アルミニウム合金鍛造材について、上記粒界腐食
試験による腐食形態および腐食深さと、腐食環境、繰り
返し応力の大きさなどとの関係について検討し、JIS W
1103に従って粒界腐食試験を行った場合の腐食深さが材
料表面から２００μｍ以下の材料であれば、実際使用に
おける腐食環境下においても、疲労強度を低下させる切
欠きとなる粒界腐食が発生しないため、疲労強度の低下
が生じないことを明らかにした。
【００１３】
【作用】本発明は上記の構成からなり、鍛造加工後溶体
化処理、焼戻処理を行いマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相
を析出させるアルミニウム合金鍛造材において、溶体化
処理後、表層部に特定された分布形態の圧縮残留応力を
付与して結晶粒界に析出粒子の生成サイトを形成し、焼
戻処理により粒界で析出しようとするＭｇ2 Ｓｉ相を結
晶粒内に優先的に析出させることにより、Ｍｇ2 Ｓｉ相
の粒界析出が抑制され、腐食環境下における耐粒界腐食
性が向上するとともに、圧縮ひずみが鍛造材の使用時に
付加される繰り返し応力の引張応力部分を打ち消して、
腐食環境以外の使用環境下での疲労強度を向上させる。
化処理、焼戻処理を行いマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相
を析出させるアルミニウム合金鍛造材において、溶体化
処理後、表層部に特定された分布形態の圧縮残留応力を
付与して結晶粒界に析出粒子の生成サイトを形成し、焼
戻処理により粒界で析出しようとするＭｇ2 Ｓｉ相を結
晶粒内に優先的に析出させることにより、Ｍｇ2 Ｓｉ相
の粒界析出が抑制され、腐食環境下における耐粒界腐食
性が向上するとともに、圧縮ひずみが鍛造材の使用時に
付加される繰り返し応力の引張応力部分を打ち消して、
腐食環境以外の使用環境下での疲労強度を向上させる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１に示す成分組成を有する６０００系アルミニウム合
金を溶解し、直径250mm のビレットを鋳造した。このス
ラブを常法に従って均質化処理した後、ブランクを切り
出し、450 ℃で大型トラック用アルミニウムホイール形
状にプレス鍛造した。この鍛造材を切削加工して形状を
整えた後、530 〜540 ℃の温度で2 時間溶体化処理し、
水焼入れした後、リム部に以下の方法で圧縮残留応力付
加のための冷間加工を加えた。
明する。 実施例１ 表１に示す成分組成を有する６０００系アルミニウム合
金を溶解し、直径250mm のビレットを鋳造した。このス
ラブを常法に従って均質化処理した後、ブランクを切り
出し、450 ℃で大型トラック用アルミニウムホイール形
状にプレス鍛造した。この鍛造材を切削加工して形状を
整えた後、530 〜540 ℃の温度で2 時間溶体化処理し、
水焼入れした後、リム部に以下の方法で圧縮残留応力付
加のための冷間加工を加えた。
【００１５】圧縮残留応力付加方法 Ａ．ロール加工面R5、送りピッチ2mm/rev.、押し込み量
0.5mm のスピニング加工 Ｂ．ロール加工面R10 、送りピッチ2mm/rev.、押し込み
量0.5mm のスピニング加工 Ｃ．鋼球(SB8〜10) を使用するショットピーニング Ｄ．超高圧水（圧力29.4MPa)をリム部に吹き付け Ｅ．超高圧水（圧力49MPa)をリム部に吹き付け Ｆ．リム部の断面形状に合わせたロールによる圧延加工
（押し込み量0.2mm)Ｇ．切削のまま
0.5mm のスピニング加工 Ｂ．ロール加工面R10 、送りピッチ2mm/rev.、押し込み
量0.5mm のスピニング加工 Ｃ．鋼球(SB8〜10) を使用するショットピーニング Ｄ．超高圧水（圧力29.4MPa)をリム部に吹き付け Ｅ．超高圧水（圧力49MPa)をリム部に吹き付け Ｆ．リム部の断面形状に合わせたロールによる圧延加工
（押し込み量0.2mm)Ｇ．切削のまま
【００１６】図１に、上記圧縮残留応力付加方法により
圧縮残留応力を加えた場合における圧縮残留応力の大き
さの鍛造材の表面からの変化を、表１の試験材No.1(606
1 合金) を例として示す。図１にみられるように、圧縮
残留応力付加方法Ａ、ＢおよびＣを適用した場合は、本
発明の条件を満足する残留応力分布が得られるが、圧縮
残留応力付加方法ＤおよびＥを適用した場合は98N/mm2
以上の圧縮残留応力を有する部分の幅が狭く、Ｆおよび
切削のまま（Ｇ）のものは圧縮残留応力の大きさ、98N/
mm2 以上の圧縮残留応力を有する部分の幅ともに不十分
で、いずれも本発明の条件を満足させることができな
い。
圧縮残留応力を加えた場合における圧縮残留応力の大き
さの鍛造材の表面からの変化を、表１の試験材No.1(606
1 合金) を例として示す。図１にみられるように、圧縮
残留応力付加方法Ａ、ＢおよびＣを適用した場合は、本
発明の条件を満足する残留応力分布が得られるが、圧縮
残留応力付加方法ＤおよびＥを適用した場合は98N/mm2
以上の圧縮残留応力を有する部分の幅が狭く、Ｆおよび
切削のまま（Ｇ）のものは圧縮残留応力の大きさ、98N/
mm2 以上の圧縮残留応力を有する部分の幅ともに不十分
で、いずれも本発明の条件を満足させることができな
い。
【００１７】圧縮残留応力を付加した試験材の鍛造ホイ
ールは、焼戻し処理後タイヤを組付け、ドラム上で回転
させ、垂直荷重58.8kN、回転数170rpm、タイヤ内圧980k
Pa、タイヤ内添加水量40ccの条件で疲労試験を行って、
破壊の生じた繰り返し数を測定し、10万km走行に相当す
る回転試験後の腐食状況を観察した。結果を表２に示
す。なお、腐食状況の観察は、リム部より試料を切り出
し試料断面を光学顕微鏡により観察することにより行っ
た。表２に示されるように、本発明に従って製作された
鍛造ホイールは（試料No.1〜9)は、いずれも満足すべき
耐粒界腐食性および疲労強度を示した。
ールは、焼戻し処理後タイヤを組付け、ドラム上で回転
させ、垂直荷重58.8kN、回転数170rpm、タイヤ内圧980k
Pa、タイヤ内添加水量40ccの条件で疲労試験を行って、
破壊の生じた繰り返し数を測定し、10万km走行に相当す
る回転試験後の腐食状況を観察した。結果を表２に示
す。なお、腐食状況の観察は、リム部より試料を切り出
し試料断面を光学顕微鏡により観察することにより行っ
た。表２に示されるように、本発明に従って製作された
鍛造ホイールは（試料No.1〜9)は、いずれも満足すべき
耐粒界腐食性および疲労強度を示した。
【００１８】さらに、焼戻し処理後の鍛造ホイールにつ
いて、航空機用熱処理型アルミニウム合金の検査におい
て用いられる粒界腐食試験（JIS W 1103) に準拠して、
NaCl57gと30％H2O2を水で1lに調整した30℃の試験液に6
時間浸漬した後、光学顕微鏡で断面を観察する粒界腐
食試験を行った。評価は、粒界腐食試験後、試験材から
サンプルを切り出し、研磨後光学顕微鏡で観察を行い、
腐食形態、および腐食先端が鍛造材表面から厚さ方向に
どの程度達しているかを調査した。結果を表２に示す。
表２にみられるように、本発明に従って製作された試験
材の鍛造ホイールはいずれも満足すべき耐粒界腐食性を
示した。
いて、航空機用熱処理型アルミニウム合金の検査におい
て用いられる粒界腐食試験（JIS W 1103) に準拠して、
NaCl57gと30％H2O2を水で1lに調整した30℃の試験液に6
時間浸漬した後、光学顕微鏡で断面を観察する粒界腐
食試験を行った。評価は、粒界腐食試験後、試験材から
サンプルを切り出し、研磨後光学顕微鏡で観察を行い、
腐食形態、および腐食先端が鍛造材表面から厚さ方向に
どの程度達しているかを調査した。結果を表２に示す。
表２にみられるように、本発明に従って製作された試験
材の鍛造ホイールはいずれも満足すべき耐粒界腐食性を
示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】 《表注》腐食形態:P 孔食( ピッティング)
【００２１】比較例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金を溶解し、実施例１
と同一工程に従って処理して大型トラック用アルミニウ
ムホイール形状にプレス鍛造した。この鍛造材を実施例
１と同様530 〜540 ℃で2 時間溶体化処理した後水焼入
れし、リム部に前記残留応力付加方法Ｄ〜Ｇを適用して
冷間加工を加えたのち、175 ℃で8 時間の焼戻し処理を
行い、実施例１と同様の条件で疲労試験を行い、JIS W
1103に従う粒界腐食試験を実施した。試験結果を表３に
示す。
と同一工程に従って処理して大型トラック用アルミニウ
ムホイール形状にプレス鍛造した。この鍛造材を実施例
１と同様530 〜540 ℃で2 時間溶体化処理した後水焼入
れし、リム部に前記残留応力付加方法Ｄ〜Ｇを適用して
冷間加工を加えたのち、175 ℃で8 時間の焼戻し処理を
行い、実施例１と同様の条件で疲労試験を行い、JIS W
1103に従う粒界腐食試験を実施した。試験結果を表３に
示す。
【００２２】
【表３】 《表注》腐食形態：P ＋I 孔食( ピッティング）と粒
界腐食が発生
界腐食が発生
【００２３】表３に示されるように、残留応力付加方法
Ｄ、ＥおよびＦを適用して残留応力を付与した試験材の
鍛造ホイール、ならびに切削のままの鍛造ホイールは、
いずれも圧縮残留応力98N/mm2 以上の部分の表層からの
範囲が200 μm より小さく、これらの鍛造ホイールは、
10万km走行に相当する疲労試験後に粒界腐食が発生し最
大腐食深さはいずれも350 〜800 μm に達した。粒界腐
食試験においても腐食はいずれも孔食と粒界腐食とが混
在した形態を呈し腐食の到達深さも大であった。また疲
労試験においては短時間で破壊が生じた。
Ｄ、ＥおよびＦを適用して残留応力を付与した試験材の
鍛造ホイール、ならびに切削のままの鍛造ホイールは、
いずれも圧縮残留応力98N/mm2 以上の部分の表層からの
範囲が200 μm より小さく、これらの鍛造ホイールは、
10万km走行に相当する疲労試験後に粒界腐食が発生し最
大腐食深さはいずれも350 〜800 μm に達した。粒界腐
食試験においても腐食はいずれも孔食と粒界腐食とが混
在した形態を呈し腐食の到達深さも大であった。また疲
労試験においては短時間で破壊が生じた。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、鍛造加工後に溶体化処
理、焼戻処理を行い、マトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を
析出させる６０００系アルミニウム合金鍛造材におい
て、Ｍｇ2 Ｓｉ相の粒界析出が抑制される結果、腐食環
境下で繰り返し応力を付加された場合にも粒界腐食が生
じることがなく、疲労強度に優れたアルミニウム合金鍛
造材が提供される。
理、焼戻処理を行い、マトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を
析出させる６０００系アルミニウム合金鍛造材におい
て、Ｍｇ2 Ｓｉ相の粒界析出が抑制される結果、腐食環
境下で繰り返し応力を付加された場合にも粒界腐食が生
じることがなく、疲労強度に優れたアルミニウム合金鍛
造材が提供される。
【図１】各種の圧縮残留応力付加方法を適用した場合に
おける６０６１合金鍛造材の表面部の残留応力の分布を
示す図である。
おける６０６１合金鍛造材の表面部の残留応力の分布を
示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 永田 辰夫 大阪市中央区北浜４ー５ー33 住友金属工 業株式会社内 (72)発明者 松田 眞一 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 (72)発明者 吉田 英雄 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 溶体化処理および焼戻処理を行ってマト
リックス中にＭｇ2Ｓｉ相を析出させたアルミニウム合
金鍛造材であって、該鍛造材の所定個所の表層から１ｍ
ｍ以内の領域に９８Ｎ／ｍｍ2 以上の圧縮残留応力を有
する部分が平均２００μｍ以上の幅で存在しており、粒
界腐食試験によって求められる前記鍛造材表面から腐食
先端までの深さが２００μｍ以下であることを特徴とす
る疲労強度および耐食性に優れたアルミニウム合金鍛造
材。但し、粒界腐食試験は JIS W 1103 に従って行う。 - 【請求項２】 鍛造加工後、溶体化処理および焼戻処理
を行ってマトリックス中にＭｇ2 Ｓｉ相を析出させるア
ルミニウム合金鍛造材の製造方法において、溶体化処理
後、該アルミニウム合金鍛造材の所定個所に、該所定個
所の表層から１ｍｍ以内の領域に９８Ｎ／ｍｍ2 以上の
圧縮残留応力を有する部分が平均２００μｍ以上の幅で
存在するよう冷間加工を与えたのち、焼戻処理すること
を特徴とする請求項１記載の疲労強度および耐食性に優
れたアルミニウム合金鍛造材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5351657A JP2813295B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 疲労強度および耐食性に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5351657A JP2813295B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 疲労強度および耐食性に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197216A true JPH07197216A (ja) | 1995-08-01 |
| JP2813295B2 JP2813295B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=18418743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5351657A Expired - Lifetime JP2813295B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 疲労強度および耐食性に優れたアルミニウム合金鍛造材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813295B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7070735B2 (en) | 2002-07-22 | 2006-07-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy material for forging and continuous casting process therefor |
| JP2008502854A (ja) * | 2004-06-15 | 2008-01-31 | ボルホフ・フェルビンダンクシュテヒニーク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテン・ハフツング | マグネシウム合金又はアルミニウム合金製のワイヤ状ねじ筋インサート |
| CN104846302A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-08-19 | 湖南大学 | 一种保持铝合金强度降低淬火残余应力的时效热处理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50144617A (ja) * | 1974-05-13 | 1975-11-20 | ||
| JPH02277751A (ja) * | 1989-04-19 | 1990-11-14 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム粉末合金コンロッドの製造方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5351657A patent/JP2813295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50144617A (ja) * | 1974-05-13 | 1975-11-20 | ||
| JPH02277751A (ja) * | 1989-04-19 | 1990-11-14 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム粉末合金コンロッドの製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7070735B2 (en) | 2002-07-22 | 2006-07-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy material for forging and continuous casting process therefor |
| JP2008502854A (ja) * | 2004-06-15 | 2008-01-31 | ボルホフ・フェルビンダンクシュテヒニーク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテン・ハフツング | マグネシウム合金又はアルミニウム合金製のワイヤ状ねじ筋インサート |
| CN104846302A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-08-19 | 湖南大学 | 一种保持铝合金强度降低淬火残余应力的时效热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2813295B2 (ja) | 1998-10-22 |
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