JPH09111386A - 向上した機械特性を有する熔接構造物のためのＡｌＭｇ合金 - Google Patents

向上した機械特性を有する熔接構造物のためのＡｌＭｇ合金

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JPH09111386A
JPH09111386A JP8276425A JP27642596A JPH09111386A JP H09111386 A JPH09111386 A JP H09111386A JP 8276425 A JP8276425 A JP 8276425A JP 27642596 A JP27642596 A JP 27642596A JP H09111386 A JPH09111386 A JP H09111386A
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alloy
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Jean-Luc Hoffmann
ジヤン−リユツク・ホフマン
Guy-Michel Raynaud
ギー−ミシエル・レノー
Martin-Peter Schmidt
マルタン−ペテル・シユミ
Herve Ribes
エルベ・リブ
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伸び率と引張強さとの間の妥協点を改善する
と共に充分な耐腐食性およびできるだけ簡単かつ信頼性
のある製造プログラムを確保すＡｌＭｇ合金を得る。 【解決手段】 最終引張強さＲm ＞２７５ ＭＰａと伸
び率Ａ＞１７．５％と積Ａ×Ｒm ＞６０００とを有し、
組成（重量％）： Ｍｇ：４．２−４．８ Ｍｎ：＜０．５ Ｚｎ：＜０．４ Ｆｅ＜０．４５ Ｓｉ＜０．３０ および必要に応じ Ｃｒ：＜０．１５ Ｃｕ＜０．２５ Ｔｉ＜０．２０ Ｚｒ＜０．２０ を有すると共に、他の元素がそれぞれ＜０．０５および
全体で＜０．１５であり、残部がＡｌであり、式：Ｍｎ
＋Ｚｎ＜０．７を有するＡｌＭｇ合金の熔接構造物のた
めのシートに関するものである。本発明によるシートは
特にレールもしくは道路のタンカー、輸送容器および自
動車ホイールの製造を目的とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静置式もしくは移
動式タンク、特に固体もしくは液体物質のための道路も
しくは鉄道タンカーなど熔接構造物を目的としたＡｌＭ
ｇ型のアルミニウム合金、より詳細には標準ＥＮ ５７
３−３にしたがう５０８３もしくは５０８６合金のシー
トを技術分野とする。
【０００２】
【従来の技術】熔接構造物の機械強度を増大させると共
にその重量を減少させるには、現在用いられている５０
８３もしくは５０８６合金よりも良好な機械特性を有す
ると共にたとえば熔接性、耐腐食性もしくは成形性のよ
うな他の使用特性に悪影響を与えない合金を得ることが
有用である。
【０００３】当業者に熟知された機械構造物の原理にし
たがい、アルミニウム合金構造物の適する可塑特性を確
保するため最適化せねばならない２つの機械特性は破断
点伸び率Ａおよび最終（ultimate）引張強さＲm であ
る。ＡｌＭｇ合金の場合、これら２つの特性は、合金の
組成を改変させると共に各種の使用につき妥協点を見出
さなければ、反対方向に進む傾向を有する。これは、構
造物の挙動をたとえば事故の場合には急速可塑変形の下
で計算するからであり、積Ａ×Ｒm は一般にＡおよびＲ
m がそれぞれ適する最小値を有するのでこれら合金につ
き一般に使用される。
【０００４】したがって本発明の目的は、伸び率と引張
強さとの間の妥協点を改善すると共に充分な耐腐食性お
よびできるだけ簡単かつ信頼性のある生産プログラムを
確保することにある。
【０００５】日本国特許出願ＪＰ ０６−２１２３７３
号は、伸び率と強度との間の良好な妥協点を示すＡｌＭ
ｇＭｎ合金シートの例を示しているが、熱間圧延による
製造は４５０℃の圧延機からの最小供給温度を必要と
し、急速な生産速度および最小の潤滑を要求すると共に
信頼性のある経済的なストリップ製造を可能にしない。
【０００６】日本国特許出願ＪＰ ０６−９３３６５号
も設定目的を満足させる機械特性を持ったＡｌＭｇＭｎ
合金のシートを提供するが、その製造には熱間圧延に続
く中間的アニーリング、中温圧延および最終的アニーリ
ングを含め複雑かつ高価なプログラムを含む。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、機械
特性に関し５０８３および５０８６合金の組成の範囲内
にて狭い組成の範囲により設定目的を達成すると共に信
頼性のある経済的生産プロクラムの使用を可能にするこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による熔接構造物
のためのシートは、次の組成（重量％）を有するＡｌＭ
ｇ合金から製造される： Ｍｇ：４．２−４．８ Ｍｎ：＜０．５ Ｚｎ：＜０．４ Ｆｅ＜０．４５ Ｓｉ＜０．３０ および必要に応じ Ｃｒ：＜０．１５ Ｃｕ＜０．２５ Ｔｉ＜０．２０ Ｚｒ＜０．２０ 他の元素のそれぞれ＜０．０５および全部で０．２０、
残部Ａｌ、さらに式：Ｍｎ＋Ｚｎ＜０．７（好ましくは
＜０．６）。さらに最終引張強さＲm ＞２７５ＭＰａと
伸び率Ａ＞１７．５％と積Ａ×Ｒm ＞６０００、好まし
くは＞６５００（ここでＲm はＭＰａで示され、Ａは％
で示される）とを有する。
【０００９】亜鉛含有量は好ましくは０．０７〜０．２
％である。鉄含有量は好ましくは０．２０〜０．４５％
であって、マンガン含有量の半分より大である。本発明
によるシートは好ましくは最終アニーリングなしに３０
０〜３７０℃（好ましくは３２０〜３６０℃）の圧延機
からの供給温度にて熱間圧延により製造される。
【００１０】引張強さＲm ＞２７５ ＭＰａと伸び率Ａ
＞２２％と積Ａ×Ｒm ＞７０００とを有するシートをも
たらす本発明による合金の特に有利な組成は次の通りで
ある。
【００１１】 Ｍｇ：４．２−４．７ Ｍｎ：０．２０−０．４０ Ｚｎ：０．０７−０．２０ Ｆｅ：０．２０−０．４５ Ｓｉ＜０．２５ Ｃｒ＜０．１５ Ｃｕ＜０．１５ Ｔｉ＜０．１０ Ｚｒ＜０．１０ 他の元素のそれぞれ＜０．０５および全部で＜０．１
５、残部Ａｌ。
【００１２】
【発明の実施の形態】合金用元素としてのマグネシウム
およびマンガンの役割は周知されている。マグネシウム
は高い機械強度を確保するが、過剰の含有量は耐腐食性
を低下させて、この種の合金から製造されるタンクの使
用を制限する。
【００１３】マンガンは引張強さを向上させるが、過剰
の含有量は伸び率を低下させる。さらに亜鉛はマンガン
の存在下で引張強さを向上させることも知られている
が、本出願人は驚くことに選択されたマグネシウムおよ
びマンガンの含有量につき積Ａ×Ｒm がＭｎおよびＺｎ
の個々の含有量でなくＭｎ＋Ｚｎの合計に依存するこ
と、並びに合計Ｍｎ＋Ｚｎが０．７％より低く、好まし
くは０．６％より低ければ前記積が明かに向上すること
を突き止めた。
【００１４】Ｍｇ、ＭｎおよびＺｎにつき使用される組
成の範囲において、０．１５％を越えない限りクロムの
添加は伸び率Ａと耐腐食性との両者を向上させることが
でき、０．２５％未満の銅の添加はＲm を増大させる。
【００１５】鉄含有量は、シートの機械特性の許容しえ
ない劣化を生ぜしめるような一次相の形成を回避するに
は、０．４５％未満とすべきである。しかしながら、元
素Ｍｇ、ＭｎおよびＺｎにつき使用される組成の範囲内
で、本出願人は驚くことに約０．４５％の鉄含有量を選
択するのが有利であることを突き止めた。何故なら、ほ
ぼ全部の鉄が鋳造中にＡｌＭｎＦｅ型の共融沈殿物を形
成するからである。通常の観察とは異なり、大比率のこ
れら共融沈殿物はシートの延性を改善すること、および
この割合を少なくとも０．７％にするのが望ましいこと
も見出された。同時に、高い延性を得るには最終シート
におけるマンガン分散質の割合を低く保たねばならず、
好ましくは共融混合物の割合の１．５倍未満に保つべき
であり、これは式Ｆｅ＞０．５Ｍｎにより示される。
【００１６】共融沈殿物および分散質の容積割合は、金
属組織学の周知方法により顕微鏡写真に基づいて計算さ
れる表面割合によって、たとえば電子顕微鏡を走査する
と共にシート試料の研磨部分にわたる画像の分析によっ
て測定される。
【００１７】低過ぎない鉄含有量を選択するこの可能性
は、純度が低く、したがって大して高価でなく、しかも
良好な機械特性を有するベース金属の選択を可能にす
る。
【００１８】本発明の組成物により、厚さ＞２ｍｍおよ
び最終引張強さＲm ＞２７５ ＭＰａ、伸び率Ａ＞１
７．５％、さらに積Ａ×Ｒm ＞６０００を有するシート
を温度＞２５０℃での最終アニーリングなしに圧延によ
り、一層詳細には熱間圧延により、たとえば＞２２００
ｍｍの大きい幅にて得ることが可能である。工業的信頼
性の理由から、熱間圧延機からの供給温度を４００℃未
満、好ましくは３７０℃未満または３５０℃にすること
が好ましい。
【００１９】本発明によるシートは、たとえば静置式も
しくは移動式タンク（たとえばレールもしくは道路のタ
ンカー）のような熔接構造物につき使用しうるが道路、
レールおよび／または海上輸送の容器、並びに自動車も
しくはトラックの熔接および／または鍛造ホイールにつ
いても使用することができる。これらシートは、この種
の合金につき一般的に使用される任意の方法、特にＭＩ
ＧもしくはＴＩＧ法での突合せ熔接により厚さ約２／３
にわたり４５°の程度のベベル角度にて熔接することが
できる。これら全ての用途につき大きい幅、特に２２０
０ｍｍより大の幅を有するシートを得るのが有利であ
る。
【００２０】危険物質の輸送を目的とした道路タンカー
の場合は、事故に際し適する可塑特性を持たねばならな
い向上した機械特性を有するシートを得るのが特に有益
である。
【００２１】
【実施例】表１に示した組成を有する２４種の合金を、
プレートの半連続鋳造により製造した。５００℃より高
い温度で２０時間にわたり加熱した後、これらプレート
を６ｍｍの最終厚さまで熱間圧延した。圧延機供給温度
は３４０℃とした。
【００２２】合金０〜４は本発明の範囲外の組成（合金
０は５０８３組成を示す）を有し、合金５〜２３は本発
明による組成を有する。
【００２３】引張強さＲm および伸び率Ａをこれらシー
トにつき測定した。共融沈殿物および分散質の表面割合
をも、光学顕微鏡により得られた顕微鏡写真で測定し
た。これらの結果を表１に要約し、常にＲm ＞２７５
ＭＰａ、Ａ＞１７．５％およびその積＞６０００が本発
明の組成物により得られることを示す。
【００２４】さらに、より狭い上記組成、すなわち： Ｍｇ：４．２−４．７ Ｍｎ：０．２０−０．４０ Ｚｎ：０．０７−０．２０ Ｆｅ：０．２０−０．４５ Ｓｉ＜０．２５ Ｃｒ＜０．１５ Ｃｕ＜０．１５ Ｔｉ＜０．１０ Ｚｒ＜０．１０ を用い７０００よりもずっと高い（一般に７４００より
も高い）積Ａ×Ｒm を有するシートが得られることにも
注目される（合金例１４、４６、１８〜２３参照）。
【００２５】厚さの２／３にわたり４５°のベベル角度
にてＭＩＧ突合せ溶接により製造されたＭＩＧ熔接試験
は、通常組成の５０８３および５０８６合金のシートと
同様な熔接性を示した。
【００２６】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルタン−ペテル・シユミ フランス国、38140・ラ・ミユレツト、シ ユマン・ドユ・クラピエ、245 (72)発明者 エルベ・リブ フランス国、63500・イソワール、リユ・ ドウ・ラ・リベルテ、20、レ・プラデ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 最終引張強さＲm ＞２７５ ＭＰａと伸
    び率Ａ＞１７．５％と積Ａ×Ｒm ＞６０００、好ましく
    は＞６５００とを有し、組成（重量％）： Ｍｇ：４．２−４．８ Ｍｎ：＜０．５ Ｚｎ：＜０．４ Ｆｅ＜０．４５ Ｓｉ＜０．３０ および任意に Ｃｒ：＜０．１５ Ｃｕ＜０．２５ Ｔｉ＜０．２０ Ｚｒ＜０．２０ を有すると共に、他の元素がそれぞれ＜０．０５および
    全体で＜０．１５であり、残部がＡｌであり、式：Ｍｎ
    ＋Ｚｎ＜０．７を有することを特徴とするＡｌＭｇ合金
    の熔接構造物のためのシート。
  2. 【請求項２】 Ｍｎ＋Ｚｎ＜０．６である請求項１に記
    載のシート。
  3. 【請求項３】 Ｚｎ：０．０７〜０．２である請求項１
    または２に記載のシート。
  4. 【請求項４】 ０．２０＜Ｆｅ＜０．４５である請求項
    １〜３のいずれか一項に記載のシート。
  5. 【請求項５】 引張強さＲm ＞２７５ ＭＰａと伸び率
    Ａ＞２２％と積Ａ×Ｒm ＞７０００とを有し、組成（重
    量％）： Ｍｇ：４．２−４．７ Ｍｎ：０．２０−０．４０ Ｚｎ：０．０７−０．２０ Ｆｅ：０．２０−０．４５ Ｓｉ＜０．２５ Ｃｒ＜０．１５ Ｃｕ＜０．１５ Ｔｉ＜０．１０ Ｚｒ＜０．１０ を有するとともに、他の元素がそれぞれ＜０．０５およ
    び全体で＜０．１５であり、残部がＡｌである請求項４
    に記載のシート。
  6. 【請求項６】 Ｆｅ％＞０．５Ｍｎ％である請求項１〜
    ５のいずれか一項に記載のシート。
  7. 【請求項７】 共融沈殿物の容積割合が０．７％より高
    い請求項１〜６のいずれか一項に記載のシート。
  8. 【請求項８】 分散質の容積割合が共融混合物の割合の
    １．５倍より低い請求項１〜７のいずれか一項に記載の
    シート。
  9. 【請求項９】 最終アニーリングなしに製造されること
    を特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のシー
    ト。
  10. 【請求項１０】 ３００〜３７０℃の圧延機供給温度に
    て熱間圧延により製造されることを特徴とする請求項９
    に記載のシート。
  11. 【請求項１１】 熱間圧延機供給温度が３２０〜３６０
    ℃であることを特徴とする請求項１０に記載のシート。
  12. 【請求項１２】 幅が２２００ｍｍより大であることを
    特徴とする請求項１０または１１に記載のシート。
  13. 【請求項１３】 道路もしくはレール用タンカーを製造
    するための請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシー
    トの使用。
  14. 【請求項１４】 道路、レールおよび／または海上輸送
    の容器を製造するための請求項１〜１２のいずれか一項
    に記載のシートの使用。
  15. 【請求項１５】 熔接および／または鍛造の自動車もし
    くはトラック ホイールを製造するための請求項１〜１
    ２のいずれか一項に記載のシートの使用。
JP8276425A 1995-10-18 1996-10-18 向上した機械特性を有する熔接構造物のためのＡｌＭｇ合金 Pending JPH09111386A (ja)

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