JPH07821B2 - 高強度アルミニウム合金 - Google Patents
高強度アルミニウム合金Info
- Publication number
- JPH07821B2 JPH07821B2 JP61051078A JP5107886A JPH07821B2 JP H07821 B2 JPH07821 B2 JP H07821B2 JP 61051078 A JP61051078 A JP 61051078A JP 5107886 A JP5107886 A JP 5107886A JP H07821 B2 JPH07821 B2 JP H07821B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- aluminum alloy
- alloy
- rare earth
- earth elements
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- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、押出材、圧延材、鋳造材として各種機械部
品、構造材等に用いられる高強度アルミニウム合金、特
に耐応力腐食割れ性を改善したAl-Zn-Mg系合金に関す
る。
品、構造材等に用いられる高強度アルミニウム合金、特
に耐応力腐食割れ性を改善したAl-Zn-Mg系合金に関す
る。
なお、本明細書において合金組成に用いる「％」はいず
れも重量基準によるものとする。
れも重量基準によるものとする。
従来の技術と問題点 7000系の高強度アルミニウム合金の代表的なものとし
て、Al-Zn-Mg-Cu系の7075合金が良く知られている。し
かしながら、特にこの系の合金は耐応力腐食割れ感受性
が強いため、最高強度が得られるT6処理よりも更に高い
温度および長時間の焼戻しを行って安定化させたT7調質
状態で実用に供されている。このため最高強度のT6材に
較べると、強度を10〜20％程度犠牲にせざるを得ないと
いう本質的な問題がある。一方、強度を上げるために特
にZn、Mgの含有量を増加することも当然考慮されるが、
これらの元素の含有量を増加すると、耐応力腐食割れ性
が益々劣化し、溶接性も劣化する傾向を示すため、強度
と耐応力腐食割れ性の両面に充分な満足を得ることは甚
だ困難であった。
て、Al-Zn-Mg-Cu系の7075合金が良く知られている。し
かしながら、特にこの系の合金は耐応力腐食割れ感受性
が強いため、最高強度が得られるT6処理よりも更に高い
温度および長時間の焼戻しを行って安定化させたT7調質
状態で実用に供されている。このため最高強度のT6材に
較べると、強度を10〜20％程度犠牲にせざるを得ないと
いう本質的な問題がある。一方、強度を上げるために特
にZn、Mgの含有量を増加することも当然考慮されるが、
これらの元素の含有量を増加すると、耐応力腐食割れ性
が益々劣化し、溶接性も劣化する傾向を示すため、強度
と耐応力腐食割れ性の両面に充分な満足を得ることは甚
だ困難であった。
この発明は上記のような問題点に対し、Al-Zn-Mg系、Al
-Zn-Mg-Cu系等の7000系合金について比較的高率にMgを
含有して高強度を保有せしめつつ、耐応力腐食割れ性の
改善をはかることを目的としてなされたものである。
-Zn-Mg-Cu系等の7000系合金について比較的高率にMgを
含有して高強度を保有せしめつつ、耐応力腐食割れ性の
改善をはかることを目的としてなされたものである。
問題点を解決する為の手段 この発明者は、上記のような目的において、種々実験と
研究の結果、7000系アルミニウム合金の中でも、特にMg
の含有量の多いAl-Zn−高Mg系またはAl-Zn−高Mg-Cu系
合金をベースとして、これにＹ、La、Ce、Pr、Nd、Sm等
の希土類元素を添加することにより、高強度を保有せし
めつつ、耐応力腐食割れ性の改善効果を果しうることを
見出し、本発明を完成した。
研究の結果、7000系アルミニウム合金の中でも、特にMg
の含有量の多いAl-Zn−高Mg系またはAl-Zn−高Mg-Cu系
合金をベースとして、これにＹ、La、Ce、Pr、Nd、Sm等
の希土類元素を添加することにより、高強度を保有せし
めつつ、耐応力腐食割れ性の改善効果を果しうることを
見出し、本発明を完成した。
而して、この発明は、 Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ を含有し、あるいはまた Mn:0.1〜0.8％ Cr:0.05〜0.3％ Zr:0.05〜0.25％ のうちの１種または２種以上を含有し、あるいは更に Ti:0.1％以下 を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる
高強度アルミニウム合金、および必須含有元素として更
に Cu:0.05〜2.0％ を含有することを特徴とする高強度アルミニウム合金を
要旨とする。
高強度アルミニウム合金、および必須含有元素として更
に Cu:0.05〜2.0％ を含有することを特徴とする高強度アルミニウム合金を
要旨とする。
上記各合金成分及びその成分割合の限定理由について説
明すれば次のとおりである。
明すれば次のとおりである。
ZnおよびMgは、既知のとおり主として合金の強度向上に
寄与するものであり、Znが４％未満、Mgが2.5％未満で
は、充分な満足すべき強度を得ることができない。反面
Znは12％をこえて含有しても比例的な強度向上効果は望
めず実質的に無意味である。Mgは５％を超えて含有して
も強度向上にさして有効ではなく、むしろ合金の延性を
低下する弊害を生む。
寄与するものであり、Znが４％未満、Mgが2.5％未満で
は、充分な満足すべき強度を得ることができない。反面
Znは12％をこえて含有しても比例的な強度向上効果は望
めず実質的に無意味である。Mgは５％を超えて含有して
も強度向上にさして有効ではなく、むしろ合金の延性を
低下する弊害を生む。
合金に添加される希土類元素は、特に限定されるもので
はないが、具体的には例えばＹ、La、Ce、Pr、Nd、Sm等
を好適物として挙示しうる。もちろん、これらの元素は
必ずしも単体元素である必要はなく、希土類金属の混合
塩化物を電解して得られるミッシュメタルを用いてもよ
い。この希土類に属する元素は、主に合金の耐応力腐食
割れ性を改善する効果を有する。この効果の点から、本
発明においては当該希土類元素のすべてを相互に実質的
に均等物として評価しうるものである。従って、その１
種または２種以上を任意に組合わせて用いうるが、合金
中における含有量が総量で0.5％未満では耐応力腐食割
れ性の改善効果に不充分である反面、10％を超えて含有
しても耐応力腐食割れ性はあまり向上せず、むしろ合金
中に粗大な晶出物が多く発生し、強度の低下を招く。
はないが、具体的には例えばＹ、La、Ce、Pr、Nd、Sm等
を好適物として挙示しうる。もちろん、これらの元素は
必ずしも単体元素である必要はなく、希土類金属の混合
塩化物を電解して得られるミッシュメタルを用いてもよ
い。この希土類に属する元素は、主に合金の耐応力腐食
割れ性を改善する効果を有する。この効果の点から、本
発明においては当該希土類元素のすべてを相互に実質的
に均等物として評価しうるものである。従って、その１
種または２種以上を任意に組合わせて用いうるが、合金
中における含有量が総量で0.5％未満では耐応力腐食割
れ性の改善効果に不充分である反面、10％を超えて含有
しても耐応力腐食割れ性はあまり向上せず、むしろ合金
中に粗大な晶出物が多く発生し、強度の低下を招く。
Cuは、これも既知のとおり強度の向上に寄与するもので
あるが、含有量が0.05％未満ではその効果に十分でな
く、2.0％をこえるとかえって強度が低下するのみなら
ず、溶接性、耐食性、焼入れ性が低下する。
あるが、含有量が0.05％未満ではその効果に十分でな
く、2.0％をこえるとかえって強度が低下するのみなら
ず、溶接性、耐食性、焼入れ性が低下する。
Mn、Cr、Zrは、いずれも熱間加工時の結晶粒の微細化に
役立つものであり、Mn:0.1未満、Cr:0.05％未満、Zr:0.
05％未満では上記効果に乏しく、Mn:0.8％超過、Cr:0.3
％超過、、Zr:0.25％超過の場合には、合金中に粗大な
晶出物を生じて合金の強度を低下する。
役立つものであり、Mn:0.1未満、Cr:0.05％未満、Zr:0.
05％未満では上記効果に乏しく、Mn:0.8％超過、Cr:0.3
％超過、、Zr:0.25％超過の場合には、合金中に粗大な
晶出物を生じて合金の強度を低下する。
Tiは鋳造時の結晶粒の微細化に効果があり、鋳造割れの
発生防止に有効で、微量の添加は好ましいが、含有量が
0.1％をこえると合金中に粗大な晶出物を生じ強度を低
下するため好ましくない。
発生防止に有効で、微量の添加は好ましいが、含有量が
0.1％をこえると合金中に粗大な晶出物を生じ強度を低
下するため好ましくない。
発明の効果 この発明は、上述したところから既に理解しうるよう
に、Zn:4〜12％、Mg:2.5〜５％、更に要すればCu:0.05
〜２％を含有するAl-Zn-Mg系あるいはAl-Zn-Mg-Cu系の
高強度合金において、従来合金では、応力腐食割れ感受
性が高いために熱処理条件で強度をある程度犠牲にして
使用せざるを得なかったのに対し、希土類元素の添加に
より、本来の最高強度が得られるT6相当の熱処理材をも
って所要の耐応力腐食割れ性を備えたものとなすことが
できる。従って、本発明によれば、熱処理型の7000系合
金について、これを最高強度の調質状態で実用に供する
ことが可能になり、押出材、圧延材、鋳造材等に加工し
て各種機械部品、構造材等の用途において、従来合金よ
り更に一段と高強度化による薄肉軽量化、小型化の要請
に好適に対応しうるアルミニウム合金の提供が可能とな
る。
に、Zn:4〜12％、Mg:2.5〜５％、更に要すればCu:0.05
〜２％を含有するAl-Zn-Mg系あるいはAl-Zn-Mg-Cu系の
高強度合金において、従来合金では、応力腐食割れ感受
性が高いために熱処理条件で強度をある程度犠牲にして
使用せざるを得なかったのに対し、希土類元素の添加に
より、本来の最高強度が得られるT6相当の熱処理材をも
って所要の耐応力腐食割れ性を備えたものとなすことが
できる。従って、本発明によれば、熱処理型の7000系合
金について、これを最高強度の調質状態で実用に供する
ことが可能になり、押出材、圧延材、鋳造材等に加工し
て各種機械部品、構造材等の用途において、従来合金よ
り更に一段と高強度化による薄肉軽量化、小型化の要請
に好適に対応しうるアルミニウム合金の提供が可能とな
る。
実施例 下記の第１表に示す各種化学組成の合金を、６インチビ
レットに金型鋳造した。その後、460℃で16時間の均質
処理を行い、次いで更に450℃にて厚さ20mm、幅50mmの
平角棒に押出した。その後、460℃にて溶体化処理を行
い、水焼入れの後、120℃で24時間の人工時効を行った
ものを試料とした。
レットに金型鋳造した。その後、460℃で16時間の均質
処理を行い、次いで更に450℃にて厚さ20mm、幅50mmの
平角棒に押出した。その後、460℃にて溶体化処理を行
い、水焼入れの後、120℃で24時間の人工時効を行った
ものを試料とした。
そして、上記各試料につき、それらの機械的性質を調べ
ると共に、応力腐食割れ試験を行った。結果を第２表に
示す。
ると共に、応力腐食割れ試験を行った。結果を第２表に
示す。
上記第２表に見られるようにこの発明に係るAl-Zn-Mg
系、またはAl-Zn-Mg-Cu系合金は、その固有の性質とし
ての高強度を保有しつつ、従来の高強度アルミニウム合
金である7001、7078合金に較べて、耐応力腐食割れ性に
おいて、顕著に優れたものであることがわかる。
系、またはAl-Zn-Mg-Cu系合金は、その固有の性質とし
ての高強度を保有しつつ、従来の高強度アルミニウム合
金である7001、7078合金に較べて、耐応力腐食割れ性に
おいて、顕著に優れたものであることがわかる。
Claims (8)
- 【請求項１】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる
高強度アルミニウム合金。 - 【請求項２】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ を含有し、かつ Mn:0.1〜0.8％ Cr:0.05〜0.3％ Zr:0.05〜0.25％ のうちの１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなる高強度アルミニウム合金。 - 【請求項３】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ Ti:0.1％以下 を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる
高強度アルミニウム合金。 - 【請求項４】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ Ti:0.1％以下 を含有し、かつ Mn:0.1〜0.8％ Cr:0.05〜0.3％ Zr:0.05〜0.25％ のうちの１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなる高強度アルミニウム合金。 - 【請求項５】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ Cu:0.05〜2.0％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる
高強度アルミニウム合金。 - 【請求項６】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ Cu:0.05〜2.0％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ を含有し、かつ Mn:0.1〜0.8％ Cr:0.05〜0.3％ Zr:0.05〜0.25％ のうちの１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなる高強度アルミニウム合金。 - 【請求項７】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ Cu:0.05〜2.0％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ Ti:0.1％以下 を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなる
高強度アルミニウム合金。 - 【請求項８】Zn:4〜12％ Mg:2.5〜５％ Cu:0.05〜2.0％ 希土類元素のうち１種または２種以上:0.5〜10％ Ti:0.1％以下 を含有し、かつ Mn:0.1〜0.8％ Cr:0.05〜0.3％ Zr:0.05〜0.25％ のうちの１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなる高強度アルミニウム合金。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051078A JPH07821B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 高強度アルミニウム合金 |
| US06/854,777 US4713216A (en) | 1985-04-27 | 1986-04-22 | Aluminum alloys having high strength and resistance to stress and corrosion |
| AU56593/86A AU563780B1 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-24 | Al-mg-zn-rare earth alloy |
| EP86303127A EP0202044B1 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-25 | Aluminium alloy |
| DE8686303127T DE3665327D1 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-25 | Aluminium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051078A JPH07821B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 高強度アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207842A JPS62207842A (ja) | 1987-09-12 |
| JPH07821B2 true JPH07821B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=12876776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61051078A Expired - Lifetime JPH07821B2 (ja) | 1985-04-27 | 1986-03-07 | 高強度アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07821B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396241A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Showa Alum Corp | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 |
| FR2838136B1 (fr) * | 2002-04-05 | 2005-01-28 | Pechiney Rhenalu | PRODUITS EN ALLIAGE A1-Zn-Mg-Cu A COMPROMIS CARACTERISTIQUES STATISTIQUES/TOLERANCE AUX DOMMAGES AMELIORE |
| CN103131911A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-05 | 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 | 一种高强度耐腐蚀镀层材料 |
| CN105441752A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-03-30 | 台山市金桥铝型材厂有限公司 | 一种新型铝合金 |
| CN107937774B (zh) * | 2017-12-26 | 2019-10-29 | 四川欧亚高强铝业有限公司 | 耐腐蚀超硬铝合金材料以及生产工艺 |
| CN114480931A (zh) * | 2020-11-13 | 2022-05-13 | 烟台南山学院 | 一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金及其制造方法 |
| CN116891965A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-17 | 东莞市东铝铝业有限公司 | 一种高空防坠落铝合金新材料及其制备方法、应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS535815B2 (ja) * | 1971-08-20 | 1978-03-02 | ||
| JPS585979B2 (ja) * | 1975-08-22 | 1983-02-02 | 昭和軽金属株式会社 | チユウゾウヨウコウリキアルミニウムゴウキン |
-
1986
- 1986-03-07 JP JP61051078A patent/JPH07821B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62207842A (ja) | 1987-09-12 |
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