JPH08143999A - 高温強度および高温延性に優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材 - Google Patents
高温強度および高温延性に優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材Info
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- JPH08143999A JPH08143999A JP6312451A JP31245194A JPH08143999A JP H08143999 A JPH08143999 A JP H08143999A JP 6312451 A JP6312451 A JP 6312451A JP 31245194 A JP31245194 A JP 31245194A JP H08143999 A JPH08143999 A JP H08143999A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた高温強度と高温延性を有するＡｌ合金
粉末熱間鍛造部材を提供する。 【構成】 Ａｌ合金粉末熱間鍛造部材が、重量％で、Ｆ
ｅ：３〜７％，Ｎｉ：３〜１２％，Ｓｉ：１〜７％，Ｃ
ｒ：０．５〜３％を含有し、さらにＭｏ：０．５〜３％
を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並
びに素地に平均粒径：１μｍ以下の金属間化合物が分散
した組織を有する。
粉末熱間鍛造部材を提供する。 【構成】 Ａｌ合金粉末熱間鍛造部材が、重量％で、Ｆ
ｅ：３〜７％，Ｎｉ：３〜１２％，Ｓｉ：１〜７％，Ｃ
ｒ：０．５〜３％を含有し、さらにＭｏ：０．５〜３％
を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並
びに素地に平均粒径：１μｍ以下の金属間化合物が分散
した組織を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、優れた高温強度と高
温延性を有し、例えば内燃機関の構造部材などとしての
適用が可能なＡｌ合金粉末熱間鍛造部材に関するもので
ある。
温延性を有し、例えば内燃機関の構造部材などとしての
適用が可能なＡｌ合金粉末熱間鍛造部材に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に例えば自動車エンジンなど
の内燃機関のコンロッドやタペットなどの構造部材が炭
素鋼や低合金鋼などの鍛造品からなることは良く知られ
るところである。
の内燃機関のコンロッドやタペットなどの構造部材が炭
素鋼や低合金鋼などの鍛造品からなることは良く知られ
るところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の内燃機関
の軽量化に対する要求は強く、これに対応して構造部材
の薄肉化などが検討されているが、これによっても十分
満足な軽量化をはかることができない。また、上記構造
部材を鋼に代ってＡｌ合金製とする試みもなされている
が、Ａｌ合金構造部材は多くの場合、高温特性、特に高
温強度および高温延性に劣るために、未だ実用に供され
ていないのが現状である。
の軽量化に対する要求は強く、これに対応して構造部材
の薄肉化などが検討されているが、これによっても十分
満足な軽量化をはかることができない。また、上記構造
部材を鋼に代ってＡｌ合金製とする試みもなされている
が、Ａｌ合金構造部材は多くの場合、高温特性、特に高
温強度および高温延性に劣るために、未だ実用に供され
ていないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高温特性のすぐれたＡｌ合金構
造部材を開発すべく研究を行なった結果、重量％で（以
下、％は重量％を示す）、Ｆｅ：３〜７％、 Ｎ
ｉ：３〜１２％、Ｓｉ：１〜７％、 Ｃｒ：０．
５〜３％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｍｏ：０．
５〜３％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からな
る組成を有するＡｌ合金溶湯からガスアトマイズ法など
を用いて急冷凝固粉末を形成し、この急冷凝固Ａｌ合金
粉末を用いて熱間鍛造により所定形状の部材を製造する
と、この結果のＡｌ合金粉末熱間鍛造部材においては、
上記のガスアトマイズ法などによる急冷凝固時に形成さ
れた平均粒径で１μｍ以下の金属間化合物が素地に分散
した組織をもつようになり、この微細な金属間化合物に
よって優れた高温強度と高温延性を具備するようになる
という研究結果を得たのである。
上述のような観点から、高温特性のすぐれたＡｌ合金構
造部材を開発すべく研究を行なった結果、重量％で（以
下、％は重量％を示す）、Ｆｅ：３〜７％、 Ｎ
ｉ：３〜１２％、Ｓｉ：１〜７％、 Ｃｒ：０．
５〜３％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｍｏ：０．
５〜３％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からな
る組成を有するＡｌ合金溶湯からガスアトマイズ法など
を用いて急冷凝固粉末を形成し、この急冷凝固Ａｌ合金
粉末を用いて熱間鍛造により所定形状の部材を製造する
と、この結果のＡｌ合金粉末熱間鍛造部材においては、
上記のガスアトマイズ法などによる急冷凝固時に形成さ
れた平均粒径で１μｍ以下の金属間化合物が素地に分散
した組織をもつようになり、この微細な金属間化合物に
よって優れた高温強度と高温延性を具備するようになる
という研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｆｅ：３〜７％、 Ｎ
ｉ：３〜１２％、Ｓｉ：１〜７％、 Ｃｒ：０．
５〜３％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｍｏ：０．
５〜３％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からな
る組成、並びに素地に平均粒径：１μｍ以下の微細な金
属間化合物が分散した組織を有する高温強度と高温延性
の優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材に特徴を有するもの
である。
なされたものであって、Ｆｅ：３〜７％、 Ｎ
ｉ：３〜１２％、Ｓｉ：１〜７％、 Ｃｒ：０．
５〜３％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｍｏ：０．
５〜３％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からな
る組成、並びに素地に平均粒径：１μｍ以下の微細な金
属間化合物が分散した組織を有する高温強度と高温延性
の優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材に特徴を有するもの
である。
【０００６】つぎに、この発明のＡｌ合金粉末熱間鍛造
部材において、成分組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。 （ａ） Ｆｅ Ｆｅ成分には、基本的にＡｌおよびＳｉと結合して金属
間化合物を形成して高温強度を向上させる作用がある
が、その含有量が３％未満では金属間化合物の割合が少
なすぎて所望の高温強度向上効果が得られず、一方その
含有量が７％を越えると、粗大な金属間化合物が形成さ
れるようになり、高温強度および高温延性の急激な低下
が避けられないことから、その含有量を３〜７％、望ま
しくは４〜６％と定めた。
部材において、成分組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。 （ａ） Ｆｅ Ｆｅ成分には、基本的にＡｌおよびＳｉと結合して金属
間化合物を形成して高温強度を向上させる作用がある
が、その含有量が３％未満では金属間化合物の割合が少
なすぎて所望の高温強度向上効果が得られず、一方その
含有量が７％を越えると、粗大な金属間化合物が形成さ
れるようになり、高温強度および高温延性の急激な低下
が避けられないことから、その含有量を３〜７％、望ま
しくは４〜６％と定めた。
【０００７】（ｂ） Ｎｉ Ｎｉ成分には、上記の金属間化合物の構成成分となって
高温強度および高温延性を一段と向上させる作用がある
が、その含有量が３％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が１２％を越えると、金属間
化合物が粗大化し、前記特性に低下傾向が現われるよう
になることから、その含有量を３〜１２％、望ましくは
５〜８％と定めた。
高温強度および高温延性を一段と向上させる作用がある
が、その含有量が３％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が１２％を越えると、金属間
化合物が粗大化し、前記特性に低下傾向が現われるよう
になることから、その含有量を３〜１２％、望ましくは
５〜８％と定めた。
【０００８】（ｃ） Ｓｉ Ｓｉ成分には、上記の通り金属間化合物を形成して高温
強度を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満
では金属間化合物の形成が困難になり、一方その含有量
が７％を越えると、金属間化合物が粗大化するばかりで
なく、初晶Ｓｉおよび共晶Ｓｉが晶出するようになって
高温および常温延性が急激に低下することから、その含
有量を１〜７％、望ましくは４〜６％と定めた。
強度を向上させる作用があるが、その含有量が１％未満
では金属間化合物の形成が困難になり、一方その含有量
が７％を越えると、金属間化合物が粗大化するばかりで
なく、初晶Ｓｉおよび共晶Ｓｉが晶出するようになって
高温および常温延性が急激に低下することから、その含
有量を１〜７％、望ましくは４〜６％と定めた。
【０００９】（ｄ） Ｃｒ Ｃｒ成分には、素地に固溶して高温延性を向上させるほ
か、上記の金属間化合物の構成成分となって、これの球
状化および微細化に寄与し、もって高温強度を一段と向
上させる作用があるが、その含有量が０．５％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が３
％を越えると常温強度および高温強度が低下するように
なることから、その含有量を０．５〜３％、望ましくは
１〜２％と定めた。
か、上記の金属間化合物の構成成分となって、これの球
状化および微細化に寄与し、もって高温強度を一段と向
上させる作用があるが、その含有量が０．５％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が３
％を越えると常温強度および高温強度が低下するように
なることから、その含有量を０．５〜３％、望ましくは
１〜２％と定めた。
【００１０】（ｅ） Ｍｏ Ｍｏ成分にも、上記の金属間化合物の構成成分となっ
て、これの一層の微細化および高温安定化に寄与し、も
って高温強度を一段と向上させる作用があるので必要に
応じて含有されるが、その含有量が０．５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量を３％
を越えて含有させてもより一層の向上効果が現われない
ことから、その含有量を０．５〜３％、望ましくは１〜
２％と定めた。
て、これの一層の微細化および高温安定化に寄与し、も
って高温強度を一段と向上させる作用があるので必要に
応じて含有されるが、その含有量が０．５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量を３％
を越えて含有させてもより一層の向上効果が現われない
ことから、その含有量を０．５〜３％、望ましくは１〜
２％と定めた。
【００１１】また、この発明のＡｌ合金粉末熱間鍛造部
材における金属間化合物の１μｍ以下の平均粒径は、上
記組成のＡｌ合金溶湯をガスアトマイズ法などの急冷凝
固を伴なう、望ましくは１０4 ℃／sec 以上の冷却速度
で冷却する粉末製造法によって粉末とし、この急冷凝固
Ａｌ合金粉末を原料粉末として用いた場合に形成される
ものであり、したがって前記原料粉末を急冷凝固を伴な
わない粉末製造法によって製造した場合、金属間化合物
の平均粒径は１μｍを越えて粗大化したものになること
は当然である。
材における金属間化合物の１μｍ以下の平均粒径は、上
記組成のＡｌ合金溶湯をガスアトマイズ法などの急冷凝
固を伴なう、望ましくは１０4 ℃／sec 以上の冷却速度
で冷却する粉末製造法によって粉末とし、この急冷凝固
Ａｌ合金粉末を原料粉末として用いた場合に形成される
ものであり、したがって前記原料粉末を急冷凝固を伴な
わない粉末製造法によって製造した場合、金属間化合物
の平均粒径は１μｍを越えて粗大化したものになること
は当然である。
【００１２】
【実施例】つぎに、この発明のＡｌ合金粉末熱間鍛造部
材を実施例により具体的に説明する。通常の溶解法にて
表１，２に示される成分組成をもったＡｌ合金溶湯を調
製し、窒素ガスアトマイズ法により１０3 〜１０5 ℃／
sec の範囲内の所定の冷却速度で急冷凝固してＡｌ合金
粉末とし、篩分により粒度を２００メッシュ以下に調整
した前記Ａｌ合金粉末を６ton ／cm2 の圧力で圧粉体に
プレス成形し、４５０℃に加熱した金型を用い、８ton
／cm2 の圧力で熱間鍛造を施すことにより表１，２に示
される組成と実質的に同じ組成および金属間化合物が同
じく表１，２に示される平均粒径を有し、かつ断面：１
０mm×１０mm、長さ：６０mmの寸法をもった本発明Ａｌ
合金粉末熱間鍛造部材（以下、本発明鍛造部材という）
１〜１２および比較Ａｌ合金粉末熱間鍛造部材（以下、
比較鍛造部材という）１〜８をそれぞれ製造した。な
お、比較鍛造部材１〜８は、いずれも構成成分のうちの
いずれかの成分含有量（表２に※印を付す）がこの発明
の範囲から外れた組成をもつものである。ついで、この
結果得られた各種の鍛造部材について、室温および２０
０℃で引張試験を行ない、引張強さおよび伸びを測定
し、この測定結果にもとづいて高温強度と高温延性を評
価した。これらの測定結果を表１，２にそれぞれ示し
た。
材を実施例により具体的に説明する。通常の溶解法にて
表１，２に示される成分組成をもったＡｌ合金溶湯を調
製し、窒素ガスアトマイズ法により１０3 〜１０5 ℃／
sec の範囲内の所定の冷却速度で急冷凝固してＡｌ合金
粉末とし、篩分により粒度を２００メッシュ以下に調整
した前記Ａｌ合金粉末を６ton ／cm2 の圧力で圧粉体に
プレス成形し、４５０℃に加熱した金型を用い、８ton
／cm2 の圧力で熱間鍛造を施すことにより表１，２に示
される組成と実質的に同じ組成および金属間化合物が同
じく表１，２に示される平均粒径を有し、かつ断面：１
０mm×１０mm、長さ：６０mmの寸法をもった本発明Ａｌ
合金粉末熱間鍛造部材（以下、本発明鍛造部材という）
１〜１２および比較Ａｌ合金粉末熱間鍛造部材（以下、
比較鍛造部材という）１〜８をそれぞれ製造した。な
お、比較鍛造部材１〜８は、いずれも構成成分のうちの
いずれかの成分含有量（表２に※印を付す）がこの発明
の範囲から外れた組成をもつものである。ついで、この
結果得られた各種の鍛造部材について、室温および２０
０℃で引張試験を行ない、引張強さおよび伸びを測定
し、この測定結果にもとづいて高温強度と高温延性を評
価した。これらの測定結果を表１，２にそれぞれ示し
た。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明鍛
造部材１〜１２は、いずれも平均粒径：１μｍ以下の微
細な金属間化合物が素地に分散した組織を有し、優れた
高温強度と高温延性をもつのに対して、比較鍛造部材１
〜８に見られるように、構成成分のうちのいずれかの成
分含有量でもこの発明の範囲から外れると、高温強度お
よび高温延性のうちの少なくともいずれかの特性が劣っ
たものになることが明らかである。上述のように、この
発明のＡｌ合金粉末熱間鍛造部材は、優れた高温強度と
高温延性を有するので、これらの特性が要求される、例
えば自動車エンジンの構造部材としての適用が可能とな
り、これによって軽量化がはかれるようになるなど工業
上有用な特性をもつのである。
造部材１〜１２は、いずれも平均粒径：１μｍ以下の微
細な金属間化合物が素地に分散した組織を有し、優れた
高温強度と高温延性をもつのに対して、比較鍛造部材１
〜８に見られるように、構成成分のうちのいずれかの成
分含有量でもこの発明の範囲から外れると、高温強度お
よび高温延性のうちの少なくともいずれかの特性が劣っ
たものになることが明らかである。上述のように、この
発明のＡｌ合金粉末熱間鍛造部材は、優れた高温強度と
高温延性を有するので、これらの特性が要求される、例
えば自動車エンジンの構造部材としての適用が可能とな
り、これによって軽量化がはかれるようになるなど工業
上有用な特性をもつのである。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｆｅ：３〜７％、 Ｎｉ：３〜１２％、 Ｓｉ：１〜７％、 Ｃｒ：０．５〜３％、を含有
し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成、並びに素
地に平均粒径：１μｍ以下の微細な金属間化合物が分散
した組織を有することを特徴とする高温強度および高温
延性に優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｆｅ：３〜７％、 Ｎｉ：３〜１２％、 Ｓｉ：１〜７％、 Ｃｒ：０．５〜３％、を含有
し、さらに、 Ｍｏ：０．５〜３％、を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成、並びに素地に平均粒径：１μｍ以下
の微細な金属間化合物が分散した組織を有することを特
徴とする高温強度および高温延性に優れたＡｌ合金粉末
熱間鍛造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312451A JPH08143999A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 高温強度および高温延性に優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312451A JPH08143999A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 高温強度および高温延性に優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08143999A true JPH08143999A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=18029358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6312451A Pending JPH08143999A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 高温強度および高温延性に優れたＡｌ合金粉末熱間鍛造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08143999A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107739906A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-02-27 | 平果富邑智能板有限公司 | 一种耐高温铝合金及其应用 |
| FR3082764A1 (fr) * | 2018-06-25 | 2019-12-27 | C-Tec Constellium Technology Center | Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium |
| WO2020002813A1 (fr) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | C-Tec Constellium Technology Center | Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP6312451A patent/JPH08143999A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107739906A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-02-27 | 平果富邑智能板有限公司 | 一种耐高温铝合金及其应用 |
| FR3082764A1 (fr) * | 2018-06-25 | 2019-12-27 | C-Tec Constellium Technology Center | Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium |
| WO2020002813A1 (fr) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | C-Tec Constellium Technology Center | Procede de fabrication d'une piece en alliage d'aluminium |
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