JPH0791614B2 - アルミニウム合金製ボンベ - Google Patents
アルミニウム合金製ボンベInfo
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- JPH0791614B2 JPH0791614B2 JP31005586A JP31005586A JPH0791614B2 JP H0791614 B2 JPH0791614 B2 JP H0791614B2 JP 31005586 A JP31005586 A JP 31005586A JP 31005586 A JP31005586 A JP 31005586A JP H0791614 B2 JPH0791614 B2 JP H0791614B2
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- JP
- Japan
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- aluminum alloy
- strength
- elongation
- cylinder
- alloy
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
- F17C1/14—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of aluminium; constructed of non-magnetic steel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
- F17C2203/0636—Metals
- F17C2203/0646—Aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
- F17C2203/0636—Metals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は高圧容器としてのアルミニウム合金製ボン
ベ、とくに最高強度に調質した状態でなおかつ所定の伸
びを確保しうるものとしたアルミニウム合金製ボンベに
関する。
ベ、とくに最高強度に調質した状態でなおかつ所定の伸
びを確保しうるものとしたアルミニウム合金製ボンベに
関する。
従来の技術と問題点 高圧ガス取締法に基づく容器保安規則において、ボンベ
等の圧力容器に使用の認許されるアルミニウム合金とし
て、Ai−Mg−Si系（A6000系）の高強度合金ではA6061、
及びA6151の２種類が規定されているが、いずれも伸び
率が14％以上であることが必要とされている。
等の圧力容器に使用の認許されるアルミニウム合金とし
て、Ai−Mg−Si系（A6000系）の高強度合金ではA6061、
及びA6151の２種類が規定されているが、いずれも伸び
率が14％以上であることが必要とされている。
一方、圧力容器の設計上、材料の強度（設計許容応力）
は高いほうが経済的であることはいうまでもない。しか
るに、一般的にはA6061合金、A6151合金T6の調質処理状
態で最高の強度を得ることができるものであり、該調質
状態で適用することが強度面からは最も得策である。
は高いほうが経済的であることはいうまでもない。しか
るに、一般的にはA6061合金、A6151合金T6の調質処理状
態で最高の強度を得ることができるものであり、該調質
状態で適用することが強度面からは最も得策である。
しかし、JIS H4140の規定でもA6061合金のT6調質材の
伸びは７％以上、A6151合金のT6調質材の伸びは10％以
上とされるものであり、前記容器保安規則上要求される
14％以上の伸びを最高強度調質状態のもとに確保するこ
とは容易なことではない。
伸びは７％以上、A6151合金のT6調質材の伸びは10％以
上とされるものであり、前記容器保安規則上要求される
14％以上の伸びを最高強度調質状態のもとに確保するこ
とは容易なことではない。
もっとも、このような問題点に対して、熱処理時におけ
る焼入れ後の人工時効処理をT6処理条件に対して未時効
や、過時効とすることにより、強度を若干犠牲にして伸
びを改善する方法が一般的に考えられるが、6000系の熱
処理型合金では、加工硬化型（非熱処理型）合金ほどに
は強度の犠牲が伸びの改善につながりにくく、熱処理条
件の調整をもって前記の伸び14％以上の要求に対応する
ことは困難である。
る焼入れ後の人工時効処理をT6処理条件に対して未時効
や、過時効とすることにより、強度を若干犠牲にして伸
びを改善する方法が一般的に考えられるが、6000系の熱
処理型合金では、加工硬化型（非熱処理型）合金ほどに
は強度の犠牲が伸びの改善につながりにくく、熱処理条
件の調整をもって前記の伸び14％以上の要求に対応する
ことは困難である。
この発明は、上記のような技術的背景のもとに、主とし
て合金の組成面での改善から、6000系合金について高強
度と伸び14％以上の要求を同時に満足せしめるものとな
すことを目的としてなされたものである。
て合金の組成面での改善から、6000系合金について高強
度と伸び14％以上の要求を同時に満足せしめるものとな
すことを目的としてなされたものである。
問題点を解決するための手段 而して、この発明に係るアルミニウム合金製ボンベは、 Mg:0.75〜0.85％ Si:0.55〜0.65％ Cu:0.30〜0.50％ Zr:0.05〜0.20％ を必須成分として含有し、かつ Fe:0.2〜0.4％ Cr:0.1〜0.3％ Mn:0.05〜0.20％ のうちいずれか１種または２種以上を含有し、残部アル
ミニウムおよび不可避不純物の組成を有するアルミニウ
ム合金からなり、成形後、溶体化焼入れ及び人工時効処
理によるT6処理が施されて14％以上の伸びを有するもの
となされていることを特徴とするものである。
ミニウムおよび不可避不純物の組成を有するアルミニウ
ム合金からなり、成形後、溶体化焼入れ及び人工時効処
理によるT6処理が施されて14％以上の伸びを有するもの
となされていることを特徴とするものである。
上記アルミニウム合金の各成分の添加意義と組成範囲の
限定理由は次のとおりである。
限定理由は次のとおりである。
Mgは、主として強度向上に役立つものであり、下限値の
0.75％より少ないと所定強度が得られず、上限値の0,85
％をこえると強度は上がるが加工性が低下する。最も好
適には0.78〜0.82％程度の範囲である。
0.75％より少ないと所定強度が得られず、上限値の0,85
％をこえると強度は上がるが加工性が低下する。最も好
適には0.78〜0.82％程度の範囲である。
Siは、これも主として強度向上元素として添加するもの
であり、下限値の0.55％未満では十分な強度が得られ
ず、上限値の0.65％を超えると加工性、靭性が低下し、
伸びも低下する。最も好ましい含有範囲は0.58〜0.62％
程度である。
であり、下限値の0.55％未満では十分な強度が得られ
ず、上限値の0.65％を超えると加工性、靭性が低下し、
伸びも低下する。最も好ましい含有範囲は0.58〜0.62％
程度である。
Cuは、伸びを劣化させずに強度の向上をはかるのに有効
なものであり、下限値の0.3％未満では所要の十分な強
度を得ることができず、上限地の0.5％を超えると加工
性、耐食性が劣化する。
なものであり、下限値の0.3％未満では所要の十分な強
度を得ることができず、上限地の0.5％を超えると加工
性、耐食性が劣化する。
Zrは、組織の安定化のために必須成分とするものであ
り、その含有量が0.05％未満では上記の効果に不充分で
あり、0.20％をこえるときは粗大な晶出物を生成して靭
性が低下する。
り、その含有量が0.05％未満では上記の効果に不充分で
あり、0.20％をこえるときは粗大な晶出物を生成して靭
性が低下する。
Fe、Cr、Mnは合金の加工組織の強化、再結晶粒の微細化
に加えて、伸びの改善に有効なものであって、これらの
作用の面でこの発明においては相互に均等物として評価
しうるものである。いずれもその含有量が下限値未満、
即ちFe:0.2％未満、Cr:0.1％未満、Mn:0.05％未満では
結晶粒の粗大化を招き、また上限値のFe:0.4％、Cr:0.3
％、Mn:0.20％をそれぞれ超えると、粗大晶出物の生成
等によりかえって靭性、強度の低下をもたらす。
に加えて、伸びの改善に有効なものであって、これらの
作用の面でこの発明においては相互に均等物として評価
しうるものである。いずれもその含有量が下限値未満、
即ちFe:0.2％未満、Cr:0.1％未満、Mn:0.05％未満では
結晶粒の粗大化を招き、また上限値のFe:0.4％、Cr:0.3
％、Mn:0.20％をそれぞれ超えると、粗大晶出物の生成
等によりかえって靭性、強度の低下をもたらす。
この発明によるアルミニウム合金製ボンベの製造工程は
常法に従うものである。即ち、上記アルミニウム合金ス
ラグから鍛造法によりボンベ用底付き管を成形し、次い
でその開口側端部を金型成形によりボンベ頭部に成形す
る。そして、しかるのち溶体化焼入れ、および人工時効
処理によるT6調質処理を施し、ボンベ本体のアルミニウ
ム合金を14％以上の伸びを有するものに調質する。
常法に従うものである。即ち、上記アルミニウム合金ス
ラグから鍛造法によりボンベ用底付き管を成形し、次い
でその開口側端部を金型成形によりボンベ頭部に成形す
る。そして、しかるのち溶体化焼入れ、および人工時効
処理によるT6調質処理を施し、ボンベ本体のアルミニウ
ム合金を14％以上の伸びを有するものに調質する。
発明の効果 この発明にかかるアルミニウム合金製ボンベは、前記組
成のアルミニウム合金スラグからボンベに成形したの
ち、溶体化焼入れおよびその後の人工時効処理を施す最
高強度のT6調質状態において、伸び14％以上の条件を容
易に満足せしめることが可能である。従って、ボンベの
肉厚をアルミニウム合金材料の最高強度で設計すること
ができ、ボンベのコストダウン、軽量化を果すことがで
きる。
成のアルミニウム合金スラグからボンベに成形したの
ち、溶体化焼入れおよびその後の人工時効処理を施す最
高強度のT6調質状態において、伸び14％以上の条件を容
易に満足せしめることが可能である。従って、ボンベの
肉厚をアルミニウム合金材料の最高強度で設計すること
ができ、ボンベのコストダウン、軽量化を果すことがで
きる。
実施例 第１表に示す各種組成のアルミニウム合金スラグから、
鍛造法によりそれぞれ直径140mm、長さ910mmのボンベ用
底付管をつくり、その開口側端部を加熱された頭部成形
用金型に強制的に押し込む加工方法によって頭部成形を
行ってホンベ本体に製作した。
鍛造法によりそれぞれ直径140mm、長さ910mmのボンベ用
底付管をつくり、その開口側端部を加熱された頭部成形
用金型に強制的に押し込む加工方法によって頭部成形を
行ってホンベ本体に製作した。
その後、520℃×１時間の溶体化加熱処理を行い、水冷
後、180℃×７時間の人工時効処理を行い、T6調質処理
状態のものとした。
後、180℃×７時間の人工時効処理を行い、T6調質処理
状態のものとした。
上記により得られたボンベ本体の胴部から切出した引張
試験片についてその機械的性質を調べた結果、第２表に
示すとおりである。
試験片についてその機械的性質を調べた結果、第２表に
示すとおりである。
上表に見られるように、この発明によるアルミニウム合
金製ボンベによれば、従来のA6061合金、A6151合金によ
るものに較べ、T6調質による最高強度を保持しながら、
伸びを大幅に改善し、容器保安規則に規定する14％以上
の伸びの条件を充分に満足しうるものであることを確認
し得た。
金製ボンベによれば、従来のA6061合金、A6151合金によ
るものに較べ、T6調質による最高強度を保持しながら、
伸びを大幅に改善し、容器保安規則に規定する14％以上
の伸びの条件を充分に満足しうるものであることを確認
し得た。
Claims (1)
- 【請求項１】Mg:0.75〜0.85％ Si:0.55〜0.65％ Cu:0.30〜0.50％ Zr:0.05〜0.20％ を含有し、かつ Fe:0.2〜0.4％ Cr:0.1〜0.3％ Mn:0.05〜0.20％ のうちのいずれか１種または２種以上を含有し、残部ア
ルミニウムおよび不可避不純物の組成を有するアルミニ
ウム合金からなり、成形後、溶体化焼入れ及び人工時効
処理によるT6処理が施されて14％以上の伸びを有するも
のとなされていることを特徴とするアルミニウム合金製
ボンベ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31005586A JPH0791614B2 (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | アルミニウム合金製ボンベ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31005586A JPH0791614B2 (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | アルミニウム合金製ボンベ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161136A JPS63161136A (ja) | 1988-07-04 |
| JPH0791614B2 true JPH0791614B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=18000620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31005586A Expired - Lifetime JPH0791614B2 (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | アルミニウム合金製ボンベ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791614B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030073988A (ko) * | 2002-03-14 | 2003-09-19 | 현대자동차주식회사 | 내열 및 내피로 특성이 개선된 실린더 헤드용 재료의열처리 방법 |
| JP5159196B2 (ja) * | 2007-07-20 | 2013-03-06 | 古河スカイ株式会社 | 高圧水素ガス貯蔵容器用アルミニウム合金 |
| EP2548984B1 (en) * | 2010-03-18 | 2016-07-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum alloy material for storage container for high-pressure hydrogen gas |
| JP5925667B2 (ja) * | 2012-11-19 | 2016-05-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 高圧水素ガス容器用アルミニウム合金材とその製造方法 |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP31005586A patent/JPH0791614B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63161136A (ja) | 1988-07-04 |
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