JPH0995750A - Aluminum alloy excellent in heat resistance - Google Patents

Aluminum alloy excellent in heat resistance

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JPH0995750A
JPH0995750A JP27664095A JP27664095A JPH0995750A JP H0995750 A JPH0995750 A JP H0995750A JP 27664095 A JP27664095 A JP 27664095A JP 27664095 A JP27664095 A JP 27664095A JP H0995750 A JPH0995750 A JP H0995750A
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JP
Japan
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alloy
heat resistance
dispersed particles
size
aluminum alloy
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JP27664095A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Nakai
学 中井
Takehiko Eto
武比古 江藤
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce an aluminum alloy having heat resistance on an extremely high level by adding Zr and Sc and specifying the size of the dispersed grains of Al-Zr series and Al-Sc series and the distance therebetween. SOLUTION: This aluminum alloy contains either or both of, by weight, 0.05 to 0.50% Zr and 0.05 to 1.0% Sc and has a microstructure satisfying at least either of the following (a) and (b): (a) the size of Al-Zr series dispersed grains is regulated to 35 to 450Å, and the distance therebetween is regulated to 0.005 to 0.6μ and (b) the size of Al-Sc series dispersed grains is regulated to 35 to 450Å, and the distance therebetween is regulated to 0.005 to 0.6μ. Moreover, in addition to the above Zr and Sc, Al may be incorporated with 1 to 8% Cu or, furthermore, with one or more kinds among <=1.5% Fe, 0.8 to 2.4% Ni, 0.05 to 0.15% V, 0.05 to 1.5% Mn and 0.15 to 0.30% Cr or 0.1 to 2.5% Mg as well.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温下においても
高強度を有する耐熱性アルミニウム合金に関し、航空
機、鉄道車両、船舶、自動車等の輸送機器、建築材及び
一般機械部品等の用途に、板材、形材、鋳造材、鍛造材
等として使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-resistant aluminum alloy having high strength even at high temperatures, and is used as a plate material for use in transportation equipment such as aircraft, railway vehicles, ships, automobiles, construction materials and general machine parts. It is used as a profile, casting, forging, etc.

【0002】[0002]

【従来の技術】代表的な耐熱性アルミニウム合金として
2X18および2X19が実用化されている。2X18
はAl−Cu−Mg−Ni系アルミニウム合金であり、
代表的な合金としては2218(Al-4.0Cu-1.5Mg-2Ni)
及び2618(Al-2.3Cu-1.5Mg-1.1Fe-1.2Ni)がある。
特に2618はFeとNiとが同原子数で添加されるた
め、Al9(Fe−Ni)を形成し、このため高温で長
時間保持した後でも強度低下が小さく、超音速機コンコ
ルドの外板材や、ピストン、過給機の扇車、ゴム金型、
一般の耐熱部品等に使用されている。
2. Description of the Related Art 2X18 and 2X19 have been put into practical use as typical heat resistant aluminum alloys. 2X18
Is an Al-Cu-Mg-Ni-based aluminum alloy,
As a typical alloy, 2218 (Al-4.0Cu-1.5Mg-2Ni)
And 2618 (Al-2.3Cu-1.5Mg-1.1Fe-1.2Ni).
In particular, in the case of 2618, since Fe and Ni are added in the same number of atoms, Al 9 (Fe-Ni) is formed, and therefore, the strength decrease is small even after holding at high temperature for a long time, and the outer plate material of the supersonic Concorde. , Piston, supercharger fan, rubber mold,
Used for general heat resistant parts.

【0003】一方、2X19はAl−Cu−Mn−Zr
−V系アルミニウム合金である。代表的な合金としては
2219(Al-6.1Cu-0.3Mn-0.15Zr-0.1V)があり、溶接
性にも優れるためロケットなどの宇宙機器のタンクなど
に使用されている。また、本出願人はさらに高温特性を
向上させたアルミニウム合金として、「耐熱性アルミニ
ウム合金」(特開平2−213443号公報参照)及び
「耐熱アルミニウム合金材の製造方法」(特開平3−2
94439号公報参照)を出願している。上記「耐熱ア
ルミニウム合金」は、Al−Cu−Mg系合金において
Mn、Zr、VさらにはAgの添加量を最適化すること
で、耐熱性を得るものである。一方、上記「耐熱性アル
ミニウム合金材の製造方法」は、Al−Ni系合金の耐
熱性を維持しつつ室温強度を向上させるため、Al−N
i系合金において、溶解鋳造時の固液界面における液相
中の温度勾配を5℃/以上とすることでNiAl3を成
長させ、またMg2Si量およびCu量を最適化するこ
とで室温〜高温での強度を向上させたものである。さら
に、米国特許第3619181号明細書には、アルミニ
ウム合金にスカンジウム(Sc)を添加することにより
耐熱性の向上が認められている。
On the other hand, 2X19 is Al-Cu-Mn-Zr.
-V type aluminum alloy. A typical alloy is 2219 (Al-6.1Cu-0.3Mn-0.15Zr-0.1V), which has excellent weldability and is used for tanks of space equipment such as rockets. Further, the applicant of the present invention, as an aluminum alloy having further improved high-temperature characteristics, is a "heat-resistant aluminum alloy" (see JP-A-2-213443) and a "method for producing a heat-resistant aluminum alloy material" (JP-A-3-2).
Japanese Patent Application No. 94439). The "heat resistant aluminum alloy" is to obtain heat resistance by optimizing the addition amounts of Mn, Zr, V, and Ag in the Al-Cu-Mg alloy. On the other hand, in the above-mentioned “method for producing a heat resistant aluminum alloy material”, the room temperature strength is improved while maintaining the heat resistance of the Al—Ni based alloy.
In the i-based alloy, NiAl 3 is grown by setting the temperature gradient in the liquid phase at the solid-liquid interface at the time of melt casting to 5 ° C./or more, and the Mg 2 Si content and the Cu content are optimized at room temperature to It has improved strength at high temperatures. Further, in US Pat. No. 3,619,181, improvement of heat resistance is recognized by adding scandium (Sc) to an aluminum alloy.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、代表的な実用
合金2618又は2219にしても、150℃を越える
高温では強度の低下が著しい。このため、特に構造用材
料としてこれらアルミニウム合金を使用する場合には、
150℃以下で使用されることが多い。例えば、超音速
機コンコルドでは、巡航速度マッハ2.2での外板温度
は120℃程度であり、このため2618が外板材とし
て使用が可能となっている。現状、150℃を越えるよ
うな環境下において、軽量部材が必要とされる場合に
は、チタン合金が多用されている。しかしながら、チタ
ン合金は難加工性材料であり、製品は高価なものとな
る。また、同じアルミニウム合金においても、Al−F
e−Ce系の急冷凝固粉末冶金材(PM材)で耐熱性の
向上が図られている。しかしながら、鋳造冶金材(IM
材)に比べて非常に高価であり、使用範囲は限定され
る。前記特開平2−213443号公報又は特開平3−
294439号公報においても、耐熱温度は高々150
℃、200℃であり高温で長時間保持すると強度の低下
は著しい。さらに、米国特許第3619181号明細書
においても、Sc添加による耐熱性向上効果は小さい。
これはミクロ組織と高温特性との関係が明確化されてい
ないためであり、耐熱性を大きく向上させる最適なミク
ロ組織は不明である。このため現実に耐熱性を向上させ
た製品を作ることは困難である。
However, even with a typical practical alloy 2618 or 2219, the strength is remarkably lowered at a high temperature exceeding 150 ° C. Therefore, especially when using these aluminum alloys as structural materials,
Often used below 150 ° C. For example, in a supersonic Concorde, the outer plate temperature at a cruise speed of Mach 2.2 is about 120 ° C., and therefore, 2618 can be used as the outer plate material. At present, titanium alloys are often used when lightweight members are required in an environment exceeding 150 ° C. However, the titanium alloy is a difficult-to-process material, and the product becomes expensive. Even in the same aluminum alloy, Al-F
The e-Ce-based rapidly solidified powder metallurgy material (PM material) has been improved in heat resistance. However, casting metallurgy materials (IM
It is much more expensive than the material and its range of use is limited. JP-A-2-213443 or JP-A-3-21343
Also in the 294439 publication, the heat resistance temperature is at most 150.
C. and 200.degree. C., and the strength is remarkably reduced when kept at a high temperature for a long time. Further, also in US Pat. No. 3619181, the effect of improving the heat resistance by adding Sc is small.
This is because the relationship between the microstructure and high temperature characteristics has not been clarified, and the optimum microstructure that greatly improves heat resistance is unknown. Therefore, it is difficult to actually manufacture a product with improved heat resistance.

【0005】近年、航空機では高速化が、エンジン等で
は燃費の向上が求められている。さらに、高温環境下に
おいてチタン合金が使用されてきた製品では低コスト化
要求より、また鉄等が使用されてきた製品では軽量化要
求より、これらの材料からアルミニウム合金への転換が
求められている。このため、アルミニウム合金のさらな
る耐熱性の向上が望まれている。本発明が解決しようと
する課題は、アルミニウム合金の材料特性として特に耐
熱性が要求される部材部品等において、鋳造冶金材(I
M材)で耐熱性を向上させたアルミニウム合金を提供す
ることである。
In recent years, there has been a demand for higher speeds for aircraft and improved fuel economy for engines and the like. Furthermore, conversion from these materials to aluminum alloys is required due to cost reduction requirements for products that have used titanium alloys in high temperature environments and weight reduction requirements for products that have used iron and the like. . Therefore, further improvement in heat resistance of the aluminum alloy is desired. The problem to be solved by the present invention is to use casting metallurgy materials (I
(M material) to provide an aluminum alloy having improved heat resistance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の耐熱性に優れた
アルミニウム合金は、Zr:0.05〜0.50%とS
c:0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を
含み、下記(a)、(b)の少なくともいずれかを満足
するミクロ組織を有することを特徴とする。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
The aluminum alloy excellent in heat resistance of the present invention is Zr: 0.05 to 0.50% and S
c: It has a microstructure containing either or both of 0.05 to 1.0% and satisfying at least one of the following (a) and (b). (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.

【0007】本発明は、具体的にはAl−Cu又はAl
−Cu−Mg系(請求項2〜4)、Al−Mg−Si系
(請求項5、6)、Al−Zn−Mg系(請求項7、
8)、純Al系(請求項9)、Al−Mn−Mg系(請
求項10、11)、Al−Mg系(請求項12、13)
及びAl−Si系(請求項14、15)のアルミニウム
又はアルミニウム合金に対し適用され、Al−Zr系分
散粒子及び/又はAl−Sc系分散粒子の分散した上記
ミクロ組織によりそれぞれの耐熱性のレベルを向上させ
ることができる。
The present invention specifically relates to Al--Cu or Al.
-Cu-Mg system (claims 2 to 4), Al-Mg-Si system (claims 5 and 6), Al-Zn-Mg system (claim 7,
8), pure Al-based (claim 9), Al-Mn-Mg-based (claims 10 and 11), Al-Mg-based (claims 12 and 13).
And Al-Si-based (claims 14 and 15) applied to aluminum or an aluminum alloy, and the respective heat resistance levels due to the above-mentioned microstructure in which Al-Zr-based dispersed particles and / or Al-Sc-based dispersed particles are dispersed. Can be improved.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】AlにCu、Mg、Zn等を添加
すると高温での固溶量が増大するため、耐熱性が向上す
る。しかしながら、例えばAl−Cu系合金、Al−M
g−Si系合金又はAl−Zn−Mg系合金を200〜
300℃で長時間放置するとそれぞれθ相(CuAl2)、
β相(Mg2Si)及びη相(MgZn2)、T相(Al2Mg3Zn3
が粗大化し強度は大幅に低下する。このように、高温で
長時間放置すると、最終的には状態図中で示される成分
と温度との点の平衡状態に達してしまう。このため、C
u、Mg、Zn等の成分の調整だけでは耐熱性の向上に
は限界がある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When Cu, Mg, Zn or the like is added to Al, the amount of solid solution at high temperature increases, so that heat resistance is improved. However, for example, Al-Cu alloy, Al-M
g-Si system alloy or Al-Zn-Mg system alloy 200-
When left at 300 ℃ for a long time, θ phase (CuAl 2 ),
β phase (Mg 2 Si) and η phase (MgZn 2 ), T phase (Al 2 Mg 3 Zn 3 )
However, it becomes coarse and the strength is significantly reduced. Thus, when left at a high temperature for a long time, the equilibrium state of the point of the component and the temperature shown in the phase diagram is finally reached. Therefore, C
There is a limit to the improvement of heat resistance only by adjusting the components such as u, Mg and Zn.

【0009】一方、Mn、Cr、Zr及びSc等の遷移
元素は溶解鋳造後、適当な均質化熱処理を施すとそれぞ
れAl−Mn系、Al−Cr系、Al−Zr系及びAl
−Sc系分散粒子としてAlマトリックス中に析出す
る。これら、分散粒子の析出温度は均質化熱処理温度域
であるため、約200〜300℃程度の温度域では極め
て安定であり、特に高温で長時間放置あるいは使用した
場合でも高い強度を維持することが期待できる。本発明
者らはこの安定な分散粒子と高温特性との関係につき鋭
意研究を進めた結果、分散粒子のサイズおよび間隔をそ
れぞれ35〜450オングストローム(以下、Aで代
用)及び0.005〜0.6μmに組織制御することに
よりアルミニウム又はアルミニウム合金の耐熱性を向上
でき、またそれぞれを80〜300A及び0.1〜0.
4μmの範囲内としたとき耐熱性の向上に特に効果的で
あることを見い出した。
On the other hand, transition elements such as Mn, Cr, Zr and Sc are subjected to appropriate homogenization heat treatment after melt casting, and Al-Mn type, Al-Cr type, Al-Zr type and Al are respectively applied.
-Sc-based dispersed particles are precipitated in the Al matrix. Since the precipitation temperature of these dispersed particles is in the homogenizing heat treatment temperature range, it is extremely stable in the temperature range of about 200 to 300 ° C., and particularly high strength can be maintained even when left at a high temperature for a long time or used. Can be expected. As a result of intensive studies on the relationship between the stable dispersed particles and the high temperature characteristics, the present inventors have found that the dispersed particles have a size and a spacing of 35 to 450 angstroms (hereinafter, A is used as a substitute) and 0.005 to 0. By controlling the structure to 6 μm, the heat resistance of aluminum or aluminum alloy can be improved, and 80 to 300 A and 0.1 to 0.
It has been found that when it is within the range of 4 μm, it is particularly effective in improving the heat resistance.

【0010】但し、通常の均質化熱処理条件では、Al
−Mn系分散粒子は数千Aに、またAl−Cr系分散粒
子は千A程度まで成長するため、これら分散粒子には大
きな効果は期待できないことが分かった。しかし、本発
明者らは、Al−Zr系及びAl−Sc系分散粒子は、
ZrとScの添加量及び均質化熱処理条件を最適化する
ことで、サイズおよび間隔をそれぞれ35〜450A望
ましくは80〜300A、及び0.005〜0.6μm
望ましくは0.1〜0.4μmに組織制御することがで
きることを見い出した。
However, under normal homogenizing heat treatment conditions, Al
Since the -Mn-based dispersed particles grow to several thousand A and the Al-Cr-based dispersed particles grow to about 1000 A, it has been found that a great effect cannot be expected for these dispersed particles. However, the present inventors have found that Al-Zr-based and Al-Sc-based dispersed particles are
By optimizing the added amounts of Zr and Sc and the homogenization heat treatment conditions, the size and the interval are 35 to 450 A, preferably 80 to 300 A, and 0.005 to 0.6 μm, respectively.
It has been found that it is possible to control the texture to desirably 0.1 to 0.4 μm.

【0011】Al−Zr系、Al−Sc系分散粒子のサ
イズおよび間隔をそれぞれ35〜450A及び0.00
5〜0.6μmに組織制御することにより、高温変形中
にこれらの分散粒子が転位の運動に対して抵抗となり、
耐熱性は大幅に向上する。しかし、分散粒子サイズが3
5A未満では分散粒子の強度は小さく、運動転位に分散
粒子が切断されてしまい、強度の大幅な向上は期待でき
ず、また450Aを越えるような分散粒子になると運動
転位は分散粒子をバイパスしてしまい、やはり強度の大
幅な向上は期待できない。一方、分散粒子サイズが35
A以上でも粒子間の間隔が0.6μmを超えるほどに粗
に分布する場合は、運動転位は分散粒子をバイパスして
しまい、強度の大幅な向上は期待できない。また、粒子
間の間隔が0.005μm未満では、強度が高くなりす
ぎ加工が困難となる場合がある。従って、分散粒子のサ
イズおよび間隔はそれぞれ35〜450A望ましくは8
0〜300A、及び0.005〜0.6μm望ましくは
0.1〜0.4μmに組織制御することが必要となる。
The sizes and intervals of Al-Zr-based and Al-Sc-based dispersed particles are 35 to 450 A and 0.00, respectively.
By controlling the texture to 5 to 0.6 μm, these dispersed particles become resistant to the movement of dislocations during high temperature deformation,
The heat resistance is greatly improved. However, the dispersed particle size is 3
If it is less than 5 A, the strength of the dispersed particles is small, and the dispersed particles are cut by the moving dislocations, so that the strength cannot be expected to be greatly improved, and if the dispersed particles exceed 450 A, the moving dislocations bypass the dispersed particles. After all, the strength cannot be expected to be greatly improved. On the other hand, the dispersed particle size is 35
If the distance between the particles is A or more and the distance between the particles is so coarse as to exceed 0.6 μm, the moving dislocations bypass the dispersed particles, and a significant improvement in strength cannot be expected. Further, if the spacing between particles is less than 0.005 μm, the strength may be too high and processing may be difficult. Therefore, the size and spacing of the dispersed particles should be 35 to 450 A, preferably 8
It is necessary to control the texture to 0 to 300 A, and 0.005 to 0.6 μm, preferably 0.1 to 0.4 μm.

【0012】各成分の作用 Zr、Scは均質化熱処理時にそれぞれZrAl3及び
ScAl3等の分散粒子を生成する。これら分散粒子は
高温変形時に抵抗となり、耐熱性を向上させる。また再
結晶後の粒界移動を妨げる作用があるため微細結晶粒の
作製には効果的である。本発明においては、分散粒子の
サイズ及び間隔をそれぞれ35〜450Aと0.005
〜0.6μmに組織制御する必要があり、このためには
それぞれの添加量は0.05wt%以上が望ましい。し
かしながら過剰な添加は溶解鋳造時に粗大な不溶性金属
間化合物を生成しやすく成形不良原因となり、また特に
Zrの過剰添加はミクロ組織をファイバー状にしやすく
特定方向の破壊靱性および疲労特性さらには成形性を劣
化させる。このためZrの添加量は0.5wt%、Sc
の添加量は1.0wt%以下に規制されることが望まし
い。ZrとScの一方又は両方を上記範囲内で添加する
ことでアルミニウム合金の耐熱性が向上するが、特にZ
rとScの両方を添加するとき耐熱性の向上効果が大き
くなる。
The action of each component Zr and Sc form dispersed particles such as ZrAl 3 and ScAl 3 during the homogenizing heat treatment. These dispersed particles become resistant when deformed at high temperature and improve heat resistance. Further, it has an effect of hindering the movement of grain boundaries after recrystallization, which is effective for producing fine crystal grains. In the present invention, the size and spacing of the dispersed particles are 35 to 450 A and 0.005, respectively.
It is necessary to control the texture to ˜0.6 μm, and for this purpose, the addition amount of each is preferably 0.05 wt% or more. However, excessive addition easily forms a coarse insoluble intermetallic compound during melt casting, which is a cause of molding failure. In particular, excessive addition of Zr tends to make the microstructure into a fiber-like shape, which results in fracture toughness in specific directions and fatigue properties as well as formability. Deteriorate. Therefore, the added amount of Zr is 0.5 wt%, Sc
It is desirable that the addition amount of is regulated to 1.0 wt% or less. The heat resistance of the aluminum alloy is improved by adding one or both of Zr and Sc within the above range.
When both r and Sc are added, the effect of improving heat resistance becomes large.

【0013】V、Mn、Crは均質加熱処理時にそれぞ
れAl20Cu2Mn3及びAl12Mg2Cr等の分散粒子
を生成する。これら分散粒子は再結晶後の粒界移動を妨
げる作用があるため微細結晶粒の作製には効果的であ
る。これらの効果を得るにはV、Mn、Crそれぞれの
添加量は0.05%、0.05%、0.15%以上であ
ることが望ましい。しかしながら過剰な添加は溶解鋳造
時に粗大な不溶性金属間化合物を生成しやすく成形不良
原因となる、このためV、Mn、Crそれぞれの添加量
は0.15%、1.5%、0.30%以下に規制される
ことが望ましい。
V, Mn and Cr form dispersed particles of Al 20 Cu 2 Mn 3 and Al 12 Mg 2 Cr, etc., respectively, during the homogeneous heat treatment. These dispersed particles have an effect of hindering the movement of grain boundaries after recrystallization, and are effective for producing fine crystal grains. In order to obtain these effects, the amounts of V, Mn, and Cr added are preferably 0.05%, 0.05%, and 0.15% or more. However, excessive addition easily causes a coarse insoluble intermetallic compound during melt casting, which causes defective molding. Therefore, the addition amounts of V, Mn, and Cr are 0.15%, 1.5%, and 0.30%, respectively. The following restrictions are desirable.

【0014】NiはAl中には殆ど固溶せず、凝固時に
Alとの共晶反応によってマトリックス中に硬い繊維状
のNiAl3として晶出する。このNiAl3は高温での
強度低下が少なく、耐熱性を向上させる作用を有する。
しかしながら、Niの添加量が0.8%未満であるとそ
の繊維強化作用が十分ではない。また、過剰な添加は粗
大なNiAl3を晶出させ、成形不良の原因となる。こ
のため2.4%以下に規制されることが望ましい。Fe
はAl中には殆ど固溶せず晶出物等を形成する。これら
は破壊の起点となるため、Feの添加量は0.5%以
下、望ましくは0.25%以下に規制されることが望ま
しいが、特にNiと同時に添加するとAl9(Fe−N
i)を形成し、耐熱性は著しく向上する。ただし、1.
5%を越えると不溶性金属間化合物を生成しやすい。こ
のため、1.5%以下に規制されるのが望ましい。
Ni hardly forms a solid solution in Al and is crystallized as hard fibrous NiAl 3 in the matrix by a eutectic reaction with Al during solidification. This NiAl 3 has a small decrease in strength at high temperatures and has an effect of improving heat resistance.
However, if the added amount of Ni is less than 0.8%, the fiber reinforcing effect is not sufficient. Further, excessive addition causes coarse NiAl 3 to crystallize, which causes defective molding. For this reason, it is desirable to regulate it to 2.4% or less. Fe
Hardly forms a solid solution in Al and forms a crystallized substance or the like. Because they become starting points of fracture, the amount of Fe 0.5% below, preferably when it is desired to be restricted to 0.25% or less, especially Ni simultaneously adding Al 9 (Fe-N
i) is formed and the heat resistance is significantly improved. However, 1.
If it exceeds 5%, an insoluble intermetallic compound is likely to be formed. For this reason, it is desirable to be regulated to 1.5% or less.

【0015】Cu、Mg、Zn及びSiは固溶強化及び
析出強化によりアルミニウム合金の常温及び高温強度を
向上させる元素である。これらは固溶強化及び析出強化
の双方の作用によりアルミニウム合金の強度を向上させ
る。
Cu, Mg, Zn and Si are elements that improve the room temperature and high temperature strength of the aluminum alloy by solid solution strengthening and precipitation strengthening. These improve the strength of the aluminum alloy by the effects of both solid solution strengthening and precipitation strengthening.

【0016】さて、請求項2の合金は2000系に相当
するもので、ZrとScのほか基本的にCu:1〜8%
と必要に応じMg:0.1〜2.5%を含む。必要があ
ればさらにFe、Ni、V、Mn、Crのうち1種又は
2種以上を添加し、耐熱性を向上させることができる。
この系の合金において、Cuの添加量が1%未満では固
溶、析出硬化の程度が小さく、十分な強度を得ることが
できない。一方、8%を越えるとCuAl2の組成を有
する晶出物が発生するため、押出性や鍛造性等、及び常
温での成形加工性が低下する。このため、Cuの添加量
は1〜8%、望ましくは1.5〜6.8%とする。Mg
の添加量は0.1%未満では、固溶、析出硬化の程度が
小さく、十分な強度を得ることができない。一方、2.
5%を越えると、常温強度が高くなりすぎ成形性が低下
する。このため、Mgの添加量は0.1〜2.5%、望
ましくは0.5〜1・8%とする。
Now, the alloy according to claim 2 corresponds to 2000 series, and in addition to Zr and Sc, basically Cu: 1 to 8%.
And if necessary, Mg: 0.1-2.5% is included. If necessary, one or more of Fe, Ni, V, Mn, and Cr may be added to improve heat resistance.
In this type of alloy, if the amount of Cu added is less than 1%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small, and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 8%, crystallized substances having a composition of CuAl 2 are generated, so that extrudability, forgeability, etc., and moldability at room temperature deteriorate. Therefore, the addition amount of Cu is set to 1 to 8%, preferably 1.5 to 6.8%. Mg
If the addition amount of is less than 0.1%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. Meanwhile, 2.
If it exceeds 5%, the room temperature strength becomes too high and the formability is lowered. Therefore, the addition amount of Mg is 0.1 to 2.5%, preferably 0.5 to 1.8%.

【0017】請求項5の合金は6000系に相当するも
ので、ZrとScのほか基本的にSi:0.1〜1.5
%とMg:0.2〜2%を含む。必要があればさらにC
u、Fe、Ni、V、Mn、Crのうち1種又は2種以
上を添加し耐熱性を向上させることができる。この系の
合金において、Siの添加量が0.1%未満では析出硬
化の程度が小さく、十分な強度を得ることができない。
一方、1.5%を越えるとMg2Siの組成を有する巨
大晶出物が発生しやすくなる。このため、押出性、鍛造
性等、及び常温での成形加工性が低下する。このため、
Siの添加量は0.1〜1.5%、望ましくは0.2〜
1.2%とする。Mgの添加量は0.2%未満では、固
溶、析出硬化の程度が小さく、十分な強度を得ることが
できない。一方、2%を越えると、常温強度が高くなり
すぎ成形性が低下する。このため、Mgの添加量は0.
2〜2%、望ましくは0.35〜1.5%とする。ま
た、この系の合金にCuを添加するとMg2Siが微細
析出するため強度が増大する。しかし、添加量が0.0
5%未満では効果が小さく、1%を越えると常温強度が
高くなりすぎ成形性が低下し、同時に耐食性も低下す
る。このため、Cuの添加量は0.05〜1.0%とす
る。
The alloy of claim 5 corresponds to the 6000 series, and in addition to Zr and Sc, basically Si: 0.1 to 1.5.
% And Mg: 0.2 to 2%. Further C if necessary
The heat resistance can be improved by adding one or more of u, Fe, Ni, V, Mn, and Cr. In this type of alloy, if the amount of Si added is less than 0.1%, the degree of precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained.
On the other hand, if it exceeds 1.5%, large crystallized substances having a composition of Mg 2 Si are likely to occur. Therefore, extrudability, forgeability, etc., and moldability at room temperature are deteriorated. For this reason,
The amount of Si added is 0.1 to 1.5%, preferably 0.2 to
1.2%. If the added amount of Mg is less than 0.2%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 2%, the strength at room temperature becomes too high and the formability deteriorates. Therefore, the added amount of Mg is 0.
2 to 2%, preferably 0.35 to 1.5%. In addition, when Cu is added to this type of alloy, strength is increased because Mg 2 Si is finely precipitated. However, the addition amount is 0.0
If it is less than 5%, the effect is small, and if it exceeds 1%, the ordinary temperature strength becomes too high and the formability is lowered, and at the same time, the corrosion resistance is also lowered. Therefore, the addition amount of Cu is set to 0.05 to 1.0%.

【0018】請求項7の合金は7000系に相当するも
ので、ZrとScのほか基本的にZn:0.1〜10%
とMg:0.1〜3.5%を含む。必要があればさらに
Cu、Fe、Ni、V、Mn、Crのうち1種又は2種
以上を添加し、耐熱性を向上させることができる。この
系の合金において、Znの添加量が0.1%未満では固
溶、析出硬化の程度が小さく十分な強度を得ることがで
きない。一方、10%を越えると熱間加工性が低下し、
圧延割れ等が発生し易くなる。このため、Znの添加量
は0.1〜10%、望ましくは0.8〜6.7%とす
る。Mgの添加量は0.1%未満では、固溶、析出硬化
の程度が小さく十分な強度を得ることができない。一
方、3.5%を越えると、常温強度が高くなりすぎ成形
性が低下する。このため、Mgの添加量は0.1〜3.
5%、望ましくは0.1〜2.9%とする。また、Cu
の添加で時効硬化性が向上する。しかし、0.1%未満
では効果が小さく、3%を越えると常温強度が高くなり
すぎ成形性が低下し、同時に耐食性も低下する。このた
め、この系におけるCuの添加量は0.1〜3%、望ま
しくは0.1〜2.6%とする。
The alloy of claim 7 corresponds to the 7000 series, and in addition to Zr and Sc, basically Zn: 0.1 to 10%.
And Mg: 0.1-3.5%. If necessary, one or more of Cu, Fe, Ni, V, Mn and Cr may be added to improve heat resistance. In this type of alloy, if the amount of Zn added is less than 0.1%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10%, the hot workability deteriorates,
Rolling cracks are likely to occur. Therefore, the amount of Zn added is 0.1 to 10%, preferably 0.8 to 6.7%. If the addition amount of Mg is less than 0.1%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 3.5%, the ordinary temperature strength becomes too high and the formability is deteriorated. Therefore, the added amount of Mg is 0.1-3.
5%, preferably 0.1-2.9%. Also, Cu
Addition of improves the age hardenability. However, if it is less than 0.1%, the effect is small, and if it exceeds 3%, the ordinary temperature strength becomes too high and the formability is lowered, and at the same time, the corrosion resistance is also lowered. Therefore, the addition amount of Cu in this system is 0.1 to 3%, preferably 0.1 to 2.6%.

【0019】請求項9の合金は1000系に相当し、Z
rとScのほか、Fe、Ni、V、Mn、Cr、Cuの
うち1種又は2種以上を添加し耐熱性を向上させたもの
である。
The alloy of claim 9 corresponds to 1000 series, and Z
In addition to r and Sc, one or more of Fe, Ni, V, Mn, Cr and Cu are added to improve heat resistance.

【0020】請求項10の合金は3000系に相当する
もので、ZrとScのほか基本的にMn:0.05〜
1.5%とMg:0.05〜1.5%を含む。必要があ
ればCu、Fe、Ni、V、Crのうち1種又は2種以
上を添加し、耐熱性を向上させることができる。この系
の合金において、Mgの添加量が0.05%未満では固
溶硬化の程度が小さく十分な強度を得ることができな
い。一方、1.5%を越えると、常温強度が高くなりす
ぎ成形性が低下する。このため、Mgの添加量は0.0
5〜1.5%、望ましくは0.2〜1.3%とする。な
お、Mnの添加量は先に述べた通りであるが、この系の
合金では望ましくは0.3〜1.3%である。また、C
uの添加で時効硬化性が生じる。しかし、0.05%未
満では効果は小さい。また、0.4%を越えると、耐食
性が低下する。このため、この系においてCuの添加量
は0.05〜0.4%、望ましくは0.05〜0.25
%とする。
The alloy according to claim 10 corresponds to the 3000 series, and in addition to Zr and Sc, basically Mn: 0.05-.
Includes 1.5% and Mg: 0.05 to 1.5%. If necessary, one or more of Cu, Fe, Ni, V and Cr can be added to improve heat resistance. In this type of alloy, if the amount of addition of Mg is less than 0.05%, the degree of solution hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the normal temperature strength becomes too high and the moldability deteriorates. Therefore, the addition amount of Mg is 0.0
5 to 1.5%, preferably 0.2 to 1.3%. The amount of Mn added is as described above, but it is preferably 0.3 to 1.3% in this type of alloy. Also, C
Addition of u causes age hardening. However, if less than 0.05%, the effect is small. Further, if it exceeds 0.4%, the corrosion resistance decreases. Therefore, the amount of Cu added in this system is 0.05 to 0.4%, preferably 0.05 to 0.25.
%.

【0021】請求項12の合金は5000系に相当する
もので、ZrとScのほか基本的にMg:0.05〜7
%を含む。必要があればCu、Fe、Ni、V、Mn、
Crのうち1種又は2種以上を添加し、耐熱性を向上さ
せることができる。この系の合金において、Mgの添加
量が0.05%未満では固溶硬化の程度が小さく、十分
な強度を得ることができない。一方、7%を越えると、
常温強度が高くなりすぎ成形性が低下し、また熱間加工
性が低下し、圧延割れが生じやすくなる。さらに、応力
腐食割れが調質の種類に係わらず発生しやすくなる。こ
のため、Mgの添加量は0.05〜7%、望ましくは
0.5〜5.6%とする。
The alloy according to claim 12 corresponds to 5000 series, and basically Mg: 0.05 to 7 in addition to Zr and Sc.
%including. If necessary, Cu, Fe, Ni, V, Mn,
Heat resistance can be improved by adding one or more of Cr. In this type of alloy, if the addition amount of Mg is less than 0.05%, the degree of solution hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 7%,
The normal temperature strength becomes too high, the formability is lowered, the hot workability is lowered, and rolling cracks are likely to occur. Furthermore, stress corrosion cracking is likely to occur regardless of the type of tempering. Therefore, the addition amount of Mg is 0.05 to 7%, preferably 0.5 to 5.6%.

【0022】請求項14の合金は4000系に相当する
もので、ZrとScのほか基本的にSi:0.2〜22
%を含む。必要があればMg、Cu、Fe、Ni、V、
Mn、Crのうち1種又は2種以上を添加し、耐熱性を
向上させることができる。この系の合金において、Si
の添加量が0.2%未満では固溶、析出硬化の程度が小
さく、十分な強度を得ることができない。一方、22%
を越えると鋳造割れが生じやすくなる。このため、Si
の添加量は0.2〜22%、望ましくは0.2〜18%
とする。Mgの添加量が0.05%未満では固溶、析出
硬化の程度が小さく、十分な強度を得ることができな
い。また、1.5%を越えると時効硬化による強度増分
は小さくなる。このため、Mgの添加量は0.05〜
1.5%、望ましくは0.05〜1.3%とする。ま
た、Cuの添加で時効硬化性が生じる。しかし、0.0
5%未満では効果は小さく、1.5%を超えると耐食性
が低下する。このため、この系ではCuの添加量は0.
05〜1.5%、望ましくは0.05〜1.3%とす
る。
The alloy according to claim 14 corresponds to the 4000 series, and in addition to Zr and Sc, basically Si: 0.2 to 22.
%including. If necessary, Mg, Cu, Fe, Ni, V,
The heat resistance can be improved by adding one or more of Mn and Cr. In this type of alloy, Si
If the addition amount of is less than 0.2%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, 22%
If it exceeds, casting cracks are likely to occur. For this reason, Si
Addition amount of 0.2 to 22%, desirably 0.2 to 18%
And If the addition amount of Mg is less than 0.05%, the degree of solid solution and precipitation hardening is small and sufficient strength cannot be obtained. If it exceeds 1.5%, the increase in strength due to age hardening becomes small. Therefore, the addition amount of Mg is 0.05 to
It is set to 1.5%, preferably 0.05 to 1.3%. In addition, addition of Cu causes age hardening. But 0.0
If it is less than 5%, the effect is small, and if it exceeds 1.5%, the corrosion resistance decreases. Therefore, in this system, the added amount of Cu is 0.
05 to 1.5%, preferably 0.05 to 1.3%.

【0023】本発明合金による製品は板材、形材、鍛造
材、鋳造材のいずれの形態でも可能であり、板材の場合
では、例えば、溶解鋳造により鋳塊にした後、均質化熱
処理、熱間圧延を行い、さらには必要に応じ、冷間圧
延、溶体化処理水焼入れ、引張矯正、時効処理等を順次
行うことにより提供できる。以下にさらに詳細に述べ
る。
The product of the alloy of the present invention may be in the form of a plate, a profile, a forged material, or a cast material. In the case of the plate, for example, after ingoting by melting casting, homogenization heat treatment, hot working It can be provided by rolling, and if necessary, cold rolling, solution heat treatment water quenching, tension straightening, aging treatment, and the like. Further details will be given below.

【0024】溶解鋳造では鋳造に先立ち脱ガス処理によ
り溶湯中の水素濃度を規制することが望ましい。溶湯中
に含まれる水素はアルミニウム合金中への固溶度が極端
に低いため鋳造時にミクロポロシティを形成し、最終製
品中に小さな空洞として残存する。この空洞は破壊の起
点となりやすく製品の破壊靱性および疲労特性を低下さ
せる原因となる。特に、溶解鋳造後の圧延率、鍛錬度等
の加工度が低い製品においてはミクロポロシティが破壊
されず空洞として残存しやすい。このため溶湯中の水素
ガス濃度は0.05cc/100mlAl以下、望まし
くは0.02cc/100mlAlに規制されることが
望ましい。
In melt casting, it is desirable to regulate the hydrogen concentration in the molten metal by degassing before casting. Hydrogen contained in the molten metal has extremely low solid solubility in the aluminum alloy, so that it forms microporosity during casting and remains as small voids in the final product. These cavities tend to be the starting points of fracture and cause the fracture toughness and fatigue properties of the product to deteriorate. In particular, in products with low workability such as rolling ratio and wrought degree after melting and casting, microporosity is not destroyed and tends to remain as cavities. For this reason, it is desirable that the hydrogen gas concentration in the molten metal be regulated to 0.05 cc / 100 ml Al or less, preferably 0.02 cc / 100 ml Al.

【0025】均質化熱処理は破壊靱性および疲労特性に
有害な晶出物を再固溶させるためと、特にAl−Zr系
及びAl−Sc系分散粒子のサイズを35〜450A、
望ましくは80〜300Aとし、その間隔を0.005
〜0.6μm、望ましくは0.1〜0.4μmに組織制
御するために行う。最適な均質化熱処理条件は350℃
以上、望ましくは380℃以上で2hr以上である。3
50℃未満では晶出物を再固溶させるには低温すぎ、ま
た470℃を超える温度では分散粒子が粗大化し耐熱性
の向上に必要な分散粒子サイズを得ることが困難とな
る。このため均質化熱処理は350〜470℃で2hr
以上が望ましく、さらに望ましくは380〜470℃で
2hr以上である。
The homogenizing heat treatment is for re-dissolving crystallized substances harmful to fracture toughness and fatigue properties, and in particular, the size of Al-Zr-based and Al-Sc-based dispersed particles is 35 to 450 A,
Desirably 80 to 300 A, the interval is 0.005
˜0.6 μm, preferably 0.1 to 0.4 μm in order to control the texture. Optimum homogenization heat treatment condition is 350 ℃
As described above, it is preferably 2 hours or more at 380 ° C. or more. Three
If the temperature is lower than 50 ° C., the temperature is too low to re-dissolve the crystallized substance, and if the temperature exceeds 470 ° C., the dispersed particles become coarse and it becomes difficult to obtain the dispersed particle size necessary for improving the heat resistance. For this reason, the homogenization heat treatment is performed at 350 to 470 ° C. for 2 hours.
The above is desirable, and more desirably, it is 2 hours or more at 380 to 470 ° C.

【0026】なお、この均質化熱処理条件にて晶出物の
再固溶が不十分な場合は、必要温度まで急速に再加熱後
直ちに熱間圧延を開始してもよい。このとき、インダク
ションヒーター等で急速加熱できればなおよく、また、
350℃〜再加熱温度内において階段状に温度を上げて
いってもよい。一方、晶出物の主な成分であるFe、S
i等の添加量が少なく、成分的に晶出物が生じにくい場
合には、均質化熱処理温度を350℃未満の低温で行う
こともできる。また、晶出物を原因とする靱性の低下、
疲労き裂伝播速度の増大等を問題にしない用途に本発明
合金を使用する場合においても、均質化熱処理温度を3
50℃未満の低温で行ってよい。最適な均熱条件(温
度、時間)は溶解鋳造時の凝固速度及び均熱時の加熱速
度等により当然変化してくるものであり、要するに、最
終製品の段階で本発明に規定するミクロ組織が得られれ
ばよいのであって、先に示した350℃〜470℃、望
ましくは380℃〜470℃で2hr以上の条件は代表
的均質化熱処理条件である。また、本発明に規定するミ
クロ組織が得られれば耐熱性は向上することより、請求
項2〜15で定める合金系以外のアルミニウム合金にお
いても効果が期待できるのは当然のことである。
If re-dissolution of the crystallized product is insufficient under the homogenizing heat treatment conditions, hot rolling may be started immediately after reheating rapidly to the required temperature. At this time, it is better if it can be rapidly heated with an induction heater, etc.
The temperature may be raised stepwise within the range of 350 ° C to the reheating temperature. On the other hand, the main components of the crystallized substances are Fe and S
When the added amount of i or the like is small and crystallized substances are less likely to be generated componentally, the homogenizing heat treatment temperature can be performed at a low temperature of less than 350 ° C. In addition, deterioration of toughness due to crystallized substances,
Even when the alloy of the present invention is used for applications where the increase in fatigue crack propagation rate does not matter, the homogenizing heat treatment temperature is set to 3
It may be performed at a low temperature of less than 50 ° C. The optimum soaking conditions (temperature, time) naturally change depending on the solidification rate during melting and casting, the heating rate during soaking, etc. In short, the microstructure defined in the present invention is the final product stage. It is only necessary to obtain the above, and the above-mentioned conditions of 350 ° C. to 470 ° C., preferably 380 ° C. to 470 ° C. for 2 hours or more are typical homogenizing heat treatment conditions. Further, since the heat resistance is improved if the microstructure defined in the present invention is obtained, it is natural that the effect can be expected in the aluminum alloys other than the alloy system defined in claims 2 to 15.

【0027】本発明合金を心材とし、純アルミニウム合
金あるいは7072合金を皮材とする合わせ材を製造す
る場合は、Cu、Mg、Zn等の心材成分の皮材中への
拡散を低減し耐食性の低下を防止するため、望ましくは
心材および皮材を別々に均質化熱処理後、心材の両側あ
るいは片側を皮材で被覆し、次の熱間圧延で圧着し合わ
せ材とすることが望ましい。
When the alloy of the present invention is used as the core material and a laminated material having the pure aluminum alloy or the 7072 alloy as the skin material is manufactured, the diffusion of the core material components such as Cu, Mg, and Zn into the skin material is reduced and corrosion resistance is improved. In order to prevent the deterioration, it is desirable that the core material and the skin material are separately homogenized and heat-treated, then both sides or one side of the core material are covered with the skin material, and the core material and the skin material are pressure-bonded by the following hot rolling to form a combined material.

【0028】熱間圧延および冷間圧延は常法に則り行う
ものであるが、最終製品での結晶粒を微細化する必要が
ある場合には熱間圧延入側、出側温度をともに低温化
し、圧延時に導入される加工硬化量を大きくすることが
望ましく、特に熱間圧延後の冷間圧延を省略するような
製品においては必要である。結晶粒の微細化により破壊
靱性および疲労特性が向上し、さらには成形加工性をも
向上できる。熱間圧延は均質化熱処理終了後、鋳塊を炉
から取り出し後410℃以下から開始することが望まし
い。410℃を越える温度から熱間圧延を開始すると圧
延中の回復量が大きく加工硬化量が激減する。また、熱
間圧延出側温度は250℃を超えると再結晶が完了して
しまい冷却中に粒成長が生じ易く、特に次製造工程にお
いて冷間圧延が省略され溶体化処理等の熱処理が行われ
る製品においては熱処理中にも粒成長が生じ易い。さら
に熱間圧延出側温度が210℃未満では圧延面に顕著な
圧延キズが生じ易くなる。このため、熱間圧延出側温度
は210℃以上250℃以下が望ましい。
Hot rolling and cold rolling are carried out in accordance with ordinary methods. However, when it is necessary to refine the crystal grains in the final product, the hot rolling inlet and outlet temperatures are both lowered. It is desirable to increase the amount of work hardening introduced at the time of rolling, and it is particularly necessary for products in which cold rolling after hot rolling is omitted. The refinement of crystal grains improves fracture toughness and fatigue characteristics, and further improves moldability. Hot rolling is preferably started at 410 ° C. or lower after taking out the ingot from the furnace after the homogenization heat treatment is completed. When hot rolling is started from a temperature exceeding 410 ° C, the recovery amount during rolling is large and the work hardening amount is drastically reduced. Further, when the hot rolling outlet temperature exceeds 250 ° C., recrystallization is completed and grain growth is likely to occur during cooling, and in particular, cold rolling is omitted and heat treatment such as solution treatment is performed in the next manufacturing process. In products, grain growth easily occurs during heat treatment. Further, if the hot rolling outlet temperature is less than 210 ° C., remarkable rolling scratches are likely to occur on the rolled surface. Therefore, the hot rolling outlet temperature is preferably 210 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

【0029】熱間圧延を終了した圧延板は必要に応じて
冷間圧延を行い、さらに必要に応じて溶体化処理および
焼入れを行う。熱処理炉はバッチ炉、連続焼炉、溶融塩
浴炉のいずれを用いてもよく、また焼き入れは水浸漬、
水噴射、空気噴射のいずれを用いてもよい。溶体化処理
および焼き入れは可溶性金属間化合物を再固溶しかつ冷
却中の再析出を十分に抑制するためJIS−W−110
3、MIL−H−6088Fに規定された条件内にて行
うことが望ましい。なお溶体化処理温度までの昇温中に
生じる結晶粒の粗大化を防止し破壊靱性および疲労特性
に優れる微細再結晶を得るには昇温速度は5℃/分以上
に保つことが望ましい。
The rolled sheet after the hot rolling is subjected to cold rolling if necessary, and further subjected to solution treatment and quenching as necessary. The heat treatment furnace may be a batch furnace, a continuous baking furnace, or a molten salt bath furnace.
Either water injection or air injection may be used. Solution treatment and quenching re-dissolve the soluble intermetallic compound and sufficiently suppress reprecipitation during cooling. Therefore, JIS-W-110 is used.
3. It is desirable to carry out under the conditions specified in MIL-H-6088F. The temperature rising rate is preferably kept at 5 ° C./min or more in order to prevent the coarsening of crystal grains which occurs during the temperature rise to the solution treatment temperature and to obtain fine recrystallization excellent in fracture toughness and fatigue properties.

【0030】なお、Al−Zr系及びAl−Si系分散
粒子の粗大化を防止するためにも、均質化処理後のあら
ゆる熱処理(溶体化処理を含む)はできるだけ低温でか
つ短時間で完了することが望ましいことは当然である。
焼入れ材は焼き入れ時の歪み矯正および最終製品の耐力
値を増大させることを目的として、冷間圧延機およびス
トレッチャー等を用いて伸び換算値で最大10%までの
冷間加工を必要に応じて行う。さらに、室温時効あるい
は人工時効により製品強度を増大させてもよい。
In order to prevent coarsening of Al-Zr-based and Al-Si-based dispersed particles, all heat treatments (including solution treatment) after the homogenization treatment are completed at the lowest possible temperature and in the shortest time. Of course, it is desirable.
Hardened materials may be subjected to cold working up to 10% in terms of elongation as necessary using a cold rolling mill or stretcher for the purpose of straightening strain during hardening and increasing the proof stress value of the final product. Do it. Further, the product strength may be increased by room temperature aging or artificial aging.

【0031】本発明において、分散粒子のサイズの決定
は、最終熱処理後の試料を用いてTEM写真(×10万
倍)で行った。分散粒子のサイズは各粒子(200個以
上)の最大長の平均として求めたものである。また、間
隔はラインインターセプト法(ライン長さ20μm以
上)で算出したものである。なお、合わせ材の場合は、
心材の板厚1/4の部位を観察する。
In the present invention, the size of dispersed particles was determined by a TEM photograph (× 100,000 times) using the sample after the final heat treatment. The size of the dispersed particles is obtained by averaging the maximum length of each particle (200 or more). Further, the interval is calculated by the line intercept method (line length 20 μm or more). In the case of a laminated material,
Observe the 1/4 thick plate of the heartwood.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳述す
る。 (実施例1・・・Al−Cu系)下記表1の脚注に示す
化学成分(1)、(2)のアルミニウム合金を各々溶解
鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊の両面の面削(片面
2.5mm、両面で5mm)した。次に、表1に示す条
件で均質化加熱処理後、直ちに3mm厚まで熱間圧延を
行い、続けて冷間圧延を行い2.5mm厚の板とした。
冷間圧延材を530℃で35分間溶体化処理後直ちに水
焼入れし、次に、188℃で36hrの熱処理を行いT
6材とした。このT6材につき、TEMによるミクロ組
織の観察及び引張試験を行った。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. (Example 1 ... Al-Cu system) The aluminum alloys having the chemical components (1) and (2) shown in the footnotes of Table 1 below were each melt-cast to form a 30 mm thick ingot, and both sides of the ingot were chamfered. (2.5 mm on one side and 5 mm on both sides). Next, after homogenizing heat treatment under the conditions shown in Table 1, immediately hot rolling was performed to a thickness of 3 mm, followed by cold rolling to obtain a plate having a thickness of 2.5 mm.
The cold-rolled material was solution quenched at 530 ° C for 35 minutes and then immediately water-quenched, and then heat-treated at 188 ° C for 36 hours.
6 materials were used. The T6 material was observed by TEM for microstructure and subjected to a tensile test.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】ミクロ組織(分散粒子サイズ、間隔)は先
に述べた方法で測定し、引張特性(耐力、伸び)は圧延
方向と直角方向に採取したJIS13号B試験片を用
い、引張速度0.3mm/分で引張試験を行って求め
た。なお、150℃以上の各温度では30分該温度に保
持した後引張を開始した。表1にその結果を示す。ここ
に示すように、本発明例1〜3は、Scを含まない比較
例1と比較すると、高温域(〜250℃)においても高
い強度を有する。これに対し、分散粒子サイズと粒子間
の間隔が本発明の規定を越える比較例2は比較例1と殆
ど変わらず、伸びも本発明例より劣っている。また、分
散粒子サイズが本発明の規定に満たない比較例3は、高
温域での強度アップが頭打ちとなるほか、均質化処理温
度が低く晶出物が残存するためもあってか、伸びが本発
明例より劣っている。
The microstructure (dispersed particle size, spacing) was measured by the method described above, and the tensile properties (proof stress, elongation) were measured using JIS No. 13B test pieces taken in the direction perpendicular to the rolling direction, and the tensile speed was 0. It was determined by conducting a tensile test at 3 mm / min. In addition, at each temperature of 150 ° C. or higher, tensile was started after holding the temperature for 30 minutes. The results are shown in Table 1. As shown here, Examples 1 to 3 of the present invention have high strength even in a high temperature range (up to 250 ° C) as compared with Comparative Example 1 not containing Sc. On the other hand, Comparative Example 2 in which the dispersed particle size and the spacing between particles exceed the specifications of the present invention is almost the same as Comparative Example 1, and the elongation is also inferior to the inventive example. Further, in Comparative Example 3 in which the dispersed particle size does not meet the requirements of the present invention, the increase in strength in the high temperature region peaks, and the homogenization treatment temperature is low, and the crystallized substance remains, so that the elongation is high. It is inferior to the inventive examples.

【0035】(実施例2・・・Al−Cu−Mg系)下
記表2の脚注に示す化学成分(1)〜(4)のアルミニ
ウム合金を各々溶解鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊
の両面を面削(片面2.5mm、両面で5mm)した。
次に、400℃で8hrの均質化熱処理後、直ちに3m
m厚まで熱間圧延を行い、続けて冷間圧延を行い2.5
mm厚の板とした。冷間圧延材を520℃で35分間溶
体化処理後直ちに水焼入れし、次に、200℃で20h
rの熱処理を行いT6材とした。実施例1と同じく、こ
のT6材につき、TEMによるミクロ組織の観察及び引
張試験を行った。
(Example 2 ... Al-Cu-Mg system) The aluminum alloys of chemical components (1) to (4) shown in the footnotes of Table 2 below were each melt-cast and made into a 30 mm thick ingot. Both surfaces were chamfered (one side 2.5 mm, both sides 5 mm).
Then, after homogenizing heat treatment for 8 hours at 400 ° C, immediately after 3 m
hot rolling to m thickness, followed by cold rolling to 2.5
A plate having a thickness of mm was used. The cold rolled material was solution quenched at 520 ° C for 35 minutes immediately followed by water quenching, then at 200 ° C for 20 hours.
Heat treatment of r was performed to obtain T6 material. As in Example 1, the T6 material was observed for microstructure by TEM and subjected to a tensile test.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】表2にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、測定方法は実施例と同じであり、引
張試験方法は150℃以上の各温度で30分又は100
hr該温度に保持した後引張を開始した点を除いて実施
例1と同じとした。表2に示すように、Sc、Zrを含
む本発明例4、5は、これらを含まない比較例4と比較
すると、高温域(〜250℃)においても高い強度を有
する。ZrとScの両方を含む本発明例6はさらに強度
が高い。
Table 2 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The measuring method is the same as that of the example, and the tensile test method is 30 minutes or 100 at each temperature of 150 ° C. or higher.
hr The same as Example 1 except that tension was started after the temperature was maintained. As shown in Table 2, Examples 4 and 5 of the present invention containing Sc and Zr have high strength even in a high temperature range (up to 250 ° C) as compared with Comparative Example 4 not containing these. Inventive Example 6 containing both Zr and Sc has higher strength.

【0038】(実施例3・・・Al−Mg−Si系)下
記表2の脚注に示す化学成分(1)〜(3)のアルミニ
ウム合金を各々溶解鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊
の両面を面削(片面2.5mm、両面で5mm)した。
次に、450℃で6hrの均質化熱処理後、直ちに3m
m厚まで熱間圧延を行い、続けて冷間圧延を行い2.5
mm厚の板とした。冷間圧延材を520℃で30分間溶
体化処理後直ちに水焼入れし、次に、160℃で18h
rの熱処理を行いT6材とした。実施例1と同じく、こ
のT6材につき、TEMによるミクロ組織の観察及び引
張試験を行った。
(Example 3 ... Al-Mg-Si system) Aluminum alloys having chemical components (1) to (3) shown in the footnotes of Table 2 below were each melt-cast to form a 30 mm thick ingot, and the ingot was formed. Both surfaces were chamfered (one side 2.5 mm, both sides 5 mm).
Next, after homogenizing heat treatment for 6 hours at 450 ° C, immediately after 3m
hot rolling to m thickness, followed by cold rolling to 2.5
A plate having a thickness of mm was used. The cold rolled material was solution quenched at 520 ° C. for 30 minutes and immediately water quenched, then at 160 ° C. for 18 h.
Heat treatment of r was performed to obtain T6 material. As in Example 1, the T6 material was observed for microstructure by TEM and subjected to a tensile test.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】表3にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、測定方法及び試験方法は実施例1と
同じである。表3に示すように、Scを含む本発明例7
は、Scを含まない比較例5と比較すると、高温域(〜
250℃)においても高い強度を有する。ZrとScの
両方を含む本発明例8はさらに強度が高い。
Table 3 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The measuring method and the test method are the same as in Example 1. As shown in Table 3, Example 7 of the present invention containing Sc
Is higher than the high temperature range (~
It has high strength even at 250 ° C. Inventive Example 8 containing both Zr and Sc has higher strength.

【0041】(実施例4・・・Al−Zn−Mg系)下
記表4の脚注に示す化学成分(1)〜(3)のアルミニ
ウム合金を各々溶解鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊
の両面を面削(片面2.5mm、両面で5mm)した。
次に、430℃で12hrの均質化熱処理後、直ちに3
mm厚まで熱間圧延を行い、続けて冷間圧延を行い2.
5mm厚の板とした。冷間圧延材を480℃で35分間
溶体化処理後直ちに水焼入れし、次に、120℃で24
hrの熱処理を行いT6材とした。実施例1と同じく、
このT6材につき、TEMによるミクロ組織の観察及び
引張試験を行った。
(Example 4 ... Al-Zn-Mg system) Aluminum alloys having chemical components (1) to (3) shown in the footnotes of Table 4 below were each melt-cast to form a 30 mm thick ingot, and the ingot was formed. Both surfaces were chamfered (one side 2.5 mm, both sides 5 mm).
Then, after homogenizing heat treatment at 430 ° C. for 12 hours, immediately perform 3
1. Hot rolling is performed to a thickness of mm, and then cold rolling is performed.
The plate was 5 mm thick. The cold rolled material was solution quenched at 480 ° C for 35 minutes immediately after water quenching and then at 120 ° C for 24 hours.
Heat treatment was performed for hr to obtain T6 material. As in Example 1,
The T6 material was observed by TEM for microstructure and subjected to a tensile test.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】表4にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、測定方法及び試験方法は実施例1と
同じである。表4に示すように、Scを含む本発明例9
は、Scを含まない比較例6と比較すると、高温域(〜
250℃)においても高い強度を有する。ZrとScの
両方を含む本発明例10はさらに強度が高い。
Table 4 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The measuring method and the test method are the same as in Example 1. As shown in Table 4, Example 9 of the present invention containing Sc
Compared with Comparative Example 6 that does not contain Sc, is a high temperature range (~
It has high strength even at 250 ° C. Inventive Example 10 containing both Zr and Sc has higher strength.

【0044】(実施例5・・・Al−Mg系)下記表5
の脚注に示す化学成分(1)〜(3)のアルミニウム合
金を各々溶解鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊の両面
を面削(片面2.5mm、両面で5mm)した。次に、
460℃で4hrの均質化熱処理後、直ちに3mm厚ま
で熱間圧延を行い、続けて冷間圧延を行い2.5mm厚
の板とした。冷間圧延材を345℃で2hr焼鈍しO材
とした。実施例1と同じく、このO材につき、TEMに
よるミクロ組織の観察及び引張試験を行った。
Example 5: Al-Mg system Table 5 below
Each of the aluminum alloys having the chemical components (1) to (3) shown in the footnote of 1. was melt-cast to form a 30 mm thick ingot, and both surfaces of the ingot were chamfered (one side 2.5 mm, both sides 5 mm). next,
After the homogenizing heat treatment at 460 ° C. for 4 hours, hot rolling was immediately performed to a thickness of 3 mm, and then cold rolling was performed to obtain a plate having a thickness of 2.5 mm. The cold rolled material was annealed at 345 ° C. for 2 hours to obtain an O material. As in Example 1, the O material was observed for a microstructure by TEM and subjected to a tensile test.

【0045】[0045]

【表5】 [Table 5]

【0046】表5にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、測定方法及び試験方法は実施例1と
同じである。表5に示すように、Scを含む本発明例1
1は、Scを含まない比較例7と比較すると、高温域
(〜250℃)においても高い強度を有する。ZrとS
cの両方を含む本発明例12はさらに強度が高い。
Table 5 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The measuring method and the test method are the same as in Example 1. As shown in Table 5, Example 1 of the present invention containing Sc
1 has high strength even in a high temperature range (up to 250 ° C.) as compared with Comparative Example 7 that does not contain Sc. Zr and S
Inventive Example 12 containing both of c has higher strength.

【0047】(実施例6・・・純Al系)下記表6の脚
注に示す化学成分(1)〜(3)のアルミニウム合金を
各々溶解鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊の両面を面
削(片面2.5mm、両面で5mm)した。次に、46
0℃で8hrの均質化熱処理後、直ちに3mm厚まで熱
間圧延を行い、続けて冷間圧延を行い2.5mm厚の板
とした。冷間圧延材を345℃で2hr焼鈍しO材とし
た。実施例1と同じく、このO材につき、TEMによる
ミクロ組織の観察及び引張試験を行った。
Example 6 Pure Al System Aluminum alloys of chemical components (1) to (3) shown in the footnotes of Table 6 below were each melt-cast to form a 30 mm thick ingot, and both surfaces of the ingot were The surface was ground (2.5 mm on one side and 5 mm on both sides). Then 46
After the homogenizing heat treatment at 0 ° C. for 8 hours, it was immediately hot-rolled to a thickness of 3 mm and then cold-rolled to obtain a plate having a thickness of 2.5 mm. The cold rolled material was annealed at 345 ° C. for 2 hours to obtain an O material. As in Example 1, the O material was observed for a microstructure by TEM and subjected to a tensile test.

【0048】[0048]

【表6】 [Table 6]

【0049】表6にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、測定方法及び試験方法は実施例1と
同じである。表6に示すように、Scを含む本発明例1
3は、Scを含まない比較例8と比較すると、高温域
(〜250℃)においても高い強度を有する。ZrとS
cの両方を含む本発明例14はさらに強度が高い。
Table 6 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The measuring method and the test method are the same as in Example 1. As shown in Table 6, Example 1 of the present invention containing Sc
3 has high strength even in a high temperature range (up to 250 ° C.) as compared with Comparative Example 8 that does not contain Sc. Zr and S
Inventive Example 14 containing both c has higher strength.

【0050】(実施例7・・・Al−Mn−Mg系)下
記表7の脚注に示す化学成分(1)〜(3)のアルミニ
ウム合金を各々溶解鋳造し30mm厚の鋳塊とし、鋳塊
の両面を面削(片面2.5mm、両面で5mm)した。
次に、440℃で4hrの均質化熱処理後、直ちに3m
m厚まで熱間圧延を行い、続けて冷間圧延を行い2.5
mm厚の板とした。冷間圧延材を345℃で2hr焼鈍
しO材とした。実施例1と同じく、このO材につき、T
EMによるミクロ組織の観察及び引張試験を行った。
(Example 7 ... Al-Mn-Mg system) Aluminum alloys having chemical components (1) to (3) shown in the footnotes of Table 7 below were each melt-cast to form a 30 mm thick ingot, and the ingot was formed. Both surfaces were chamfered (one side 2.5 mm, both sides 5 mm).
Next, after homogenizing heat treatment for 4 hours at 440 ° C, immediately after 3 m
hot rolling to m thickness, followed by cold rolling to 2.5
A plate having a thickness of mm was used. The cold rolled material was annealed at 345 ° C. for 2 hours to obtain an O material. As with Example 1, this O material had T
Observation of the microstructure by EM and a tensile test were performed.

【0051】[0051]

【表7】 [Table 7]

【0052】表7にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、測定方法及び試験方法は実施例1と
同じである。表7に示すように、Scを含む本発明例1
5は、Scを含まない比較例9と比較すると、高温域
(〜250℃)においても高い強度を有する。ZrとS
cの両方を含む本発明例16はさらに強度が高い。
Table 7 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The measuring method and the test method are the same as in Example 1. As shown in Table 7, Example 1 of the present invention containing Sc
5 has high strength even in a high temperature range (up to 250 ° C.) as compared with Comparative Example 9 containing no Sc. Zr and S
Inventive Example 16 containing both c is even stronger.

【0053】(実施例8・・・Al−Si系)下記表8
の脚注に示す化学成分(1)〜(3)のアルミニウム合
金を各々溶解鋳造しφ150mmの鋳塊とし、鋳塊の表
面を面削(2.5mm)した。次に、470℃で6hr
の均質化熱処理後、直ちに20mm厚×120mm幅に
押し出した。押出材を505℃で45分間溶体化処理後
直ちに水焼入れし、次に、170℃で10hrの熱処理
を行いT6材とした。
(Example 8 ... Al-Si system) Table 8 below
Each of the aluminum alloys of chemical components (1) to (3) shown in the footnote of 1. was melt-cast and made into a φ150 mm ingot, and the surface of the ingot was chamfered (2.5 mm). Next, at 470 ° C for 6 hours
Immediately after the homogenization heat treatment of (2), it was extruded into a 20 mm thick x 120 mm wide. The extruded material was water-quenched immediately after the solution treatment at 505 ° C. for 45 minutes, and then heat-treated at 170 ° C. for 10 hours to obtain a T6 material.

【0054】[0054]

【表8】 [Table 8]

【0055】表8にミクロ組織の測定結果及び引張試験
結果を示す。なお、ミクロ組織の測定方法は実施例1と
同じであり、引張試験方法は150℃以上の各温度で1
0000時間保持後に引っ張りを開始した点を除いて実
施例1と同じである。表8に示すように、Scを含む本
発明例17は、Scを含まない比較例10と比較する
と、高温域(〜250℃)においても高い強度を有す
る。ZrとScの両方を含む本発明例18はさらに強度
が高い。
Table 8 shows the measurement results of the microstructure and the tensile test results. The method for measuring the microstructure is the same as in Example 1, and the tensile test method is 1 at each temperature of 150 ° C. or higher.
Same as Example 1 except that pulling was started after holding for 0000 hours. As shown in Table 8, Inventive Example 17 containing Sc has higher strength in a high temperature range (up to 250 ° C) as compared with Comparative Example 10 containing no Sc. Inventive Example 18 containing both Zr and Sc has higher strength.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム又はアル
ミニウム合金にAl−Zr系又はAl−Sc系分散粒子
の一方又は両方が所定のサイズ及び間隔で分散するよう
に組織制御することで、アルミニウム又はアルミニウム
合金のそれぞれの耐熱性のレベルを向上させることがで
きる。特に従来より耐熱性用途に使用されている200
0系アルミニウム合金に対し本発明を適用することで、
極めて高いレベルの耐熱性を有するアルミニウム合金を
得ることができ、従来チタン合金やFe等が使用されて
いた分野にでもアルミニウム合金を適用することが可能
となる。
According to the present invention, by controlling the structure such that one or both of Al-Zr-based or Al-Sc-based dispersed particles are dispersed in aluminum or an aluminum alloy at a predetermined size and a predetermined interval, The heat resistance level of each of the aluminum alloys can be improved. 200 which has been used for heat resistance
By applying the present invention to a 0 series aluminum alloy,
It is possible to obtain an aluminum alloy having an extremely high level of heat resistance, and it is possible to apply the aluminum alloy even in the fields where titanium alloys, Fe and the like have been conventionally used.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Zr:0.05〜0.50%(重量%、
以下同じ)とSc:0.05〜1.0%のうちいずれか
一方又は両方を含み、下記(a)、(b)の少なくとも
いずれかを満足するミクロ組織を有することを特徴とす
る耐熱性に優れたアルミニウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
1. Zr: 0.05 to 0.50% (% by weight,
The same shall apply hereinafter) and Sc: 0.05 to 1.0%, or both, and has a microstructure satisfying at least one of the following (a) and (b). Excellent aluminum alloy. (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項2】 Zr:0.005〜0.50%とSc:
0.005〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにCu:1〜8%を含むAl−Cu系合金にお
いて、下記(a)、(b)の少なくともいずれかを満足
するミクロ組織を有することを特徴とする耐熱性に優れ
たアルミニウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
2. Zr: 0.005 to 0.50% and Sc:
An Al-Cu alloy containing 0.005 to 1.0% of one or both of them and further containing Cu: 1 to 8%, which satisfies at least one of the following (a) and (b): An aluminum alloy having excellent heat resistance characterized by having a structure. (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項3】 上記Al−Cu系合金が、Zr:0.0
5〜0.50%とSc:0.05〜1.0%のうちいず
れか一方又は両方を含み、Cu:1〜8%を含み、さら
に、Fe:≦1.5%、Ni:0.8〜2.4%、V:
0.05〜0.15%、Mn:0.05〜1.5%、C
r:0.15〜0.30%のうち1種又は2種以上を含
み、残部Al及び不純物からなることを特徴とする請求
項2に記載された耐熱性に優れたアルミニウム合金。
3. The Al—Cu based alloy is Zr: 0.0.
5 to 0.50% and Sc: 0.05 to 1.0%, one or both of them, Cu: 1 to 8%, further Fe: ≤ 1.5%, Ni: 0. 8-2.4%, V:
0.05-0.15%, Mn: 0.05-1.5%, C
The aluminum alloy having excellent heat resistance according to claim 2, characterized in that r: 0.15 to 0.30% of one type or two or more types, and the balance is Al and impurities.
【請求項4】 さらにMg:0.1〜2.5%を含むこ
とを特徴とする請求項2又は3に記載された耐熱性に優
れたアルミニウム合金。
4. The aluminum alloy having excellent heat resistance according to claim 2 or 3, further containing Mg: 0.1 to 2.5%.
【請求項5】 Zr:0.05〜0.50%とSc:
0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにMg:0.2〜2%、Si:0.1〜1.5
%を含むAl−Mg−Si系合金において、下記
(a)、(b)の少なくともいずれかを満足するミクロ
組織を有することを特徴とする耐熱性に優れたアルミニ
ウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
5. Zr: 0.05 to 0.50% and Sc:
One or both of 0.05 to 1.0% is included, and further, Mg: 0.2 to 2%, Si: 0.1 to 1.5.
% Al-Mg-Si alloy, which has a microstructure satisfying at least one of the following (a) and (b): (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項6】 上記Al−Mg−Si系合金が、Zr:
0.05〜0.50%とSc:0.05〜1.0%のう
ちいずれか一方又は両方を含み、Mg:0.2〜2%、
Si:0.1〜1.5%を含み、さらに、Cu:0.0
5〜1.0%、Fe:≦1.5%、Ni:0.8〜2.
4%、V:0.05〜0.15%、Mn:0.05〜
1.5%、Cr:0.15〜0.30%のうち1種又は
2種以上を含み、残部Al及び不純物からなることを特
徴とする請求項5に記載された耐熱性に優れたアルミニ
ウム合金。
6. The Al—Mg—Si alloy is Zr:
One or both of 0.05 to 0.50% and Sc: 0.05 to 1.0%, and Mg: 0.2 to 2%,
Si: 0.1 to 1.5% included, and further Cu: 0.0
5 to 1.0%, Fe: ≤1.5%, Ni: 0.8 to 2.
4%, V: 0.05 to 0.15%, Mn: 0.05 to
Aluminum having excellent heat resistance according to claim 5, characterized in that it contains one or more of 1.5% and Cr: 0.15 to 0.30%, and the balance is Al and impurities. alloy.
【請求項7】 Zr:0.05〜0.50%とSc:
0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにZn:0.1〜10%、Mg:0.1〜3.
5%を含むAl−Zn−Mg系合金において、下記
(a)、(b)の少なくともいずれかを満足するミクロ
組織を有することを特徴とする耐熱性に優れたアルミニ
ウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
7. Zr: 0.05 to 0.50% and Sc:
One or both of 0.05 to 1.0% is contained, and Zn: 0.1 to 10%, Mg: 0.1 to 3%.
An Al-Zn-Mg-based alloy containing 5%, which has a microstructure satisfying at least one of the following (a) and (b), and is an aluminum alloy excellent in heat resistance. (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項8】 上記Al−Zn−Mg系合金が、Zr:
0.05〜0.50%とSc:0.05〜1.0%のう
ちいずれか一方又は両方を含み、Zn:0.1〜10
%、Mg:0.1〜3.5%を含み、さらに、Cu:
0.1〜3.0%、Fe:≦1.5%、Ni:0.8〜
2.4%、V:0.05〜0.15%、Mn:0.05
〜1.5%、Cr:0.15〜0.30%のうち1種又
は2種以上を含み、残部Al及び不純物からなることを
特徴とする請求項7に記載された耐熱性に優れたアルミ
ニウム合金。
8. The Al—Zn—Mg-based alloy is Zr:
One or both of 0.05 to 0.50% and Sc: 0.05 to 1.0%, and Zn: 0.1 to 10
%, Mg: 0.1 to 3.5%, and further Cu:
0.1-3.0%, Fe: ≤1.5%, Ni: 0.8-
2.4%, V: 0.05 to 0.15%, Mn: 0.05
To 1.5%, Cr: 0.15 to 0.30%, and one or more of them are contained, and the balance is Al and impurities, and the heat resistance is excellent according to claim 7. Aluminum alloy.
【請求項9】 Zr:0.05〜0.50%とSc:
0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにFe:≦1.5%、Ni:0.8〜2.4
%、V:0.05〜0.15%、Mn:0.05〜1.
5%、Cr:0.15〜0.30%、Cu:≦0.15
%のうちいずれか1種又は2種以上を含み、残部Al及
び不純物からなること特徴とする請求項1に記載された
耐熱性に優れたアルミニウム合金。
9. Zr: 0.05 to 0.50% and Sc:
It contains either or both of 0.05 to 1.0%, and Fe: ≤1.5%, Ni: 0.8 to 2.4.
%, V: 0.05 to 0.15%, Mn: 0.05 to 1.
5%, Cr: 0.15 to 0.30%, Cu: ≤0.15
%, And the balance comprises Al and impurities, and the aluminum alloy with excellent heat resistance according to claim 1.
【請求項10】 Zr:0.05〜0.50%とSc:
0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにMn:0.05〜1.5%、Mg:0.05
〜1.5%を含むAl−Mn−Mg系合金において、下
記(a)、(b)の少なくともいずれかを満足するミク
ロ組織を有することを特徴とする耐熱性に優れたアルミ
ニウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
10. Zr: 0.05 to 0.50% and Sc:
Either or both of 0.05 to 1.0% are included, and Mn: 0.05 to 1.5% and Mg: 0.05.
In an Al-Mn-Mg-based alloy containing 0.5 to 1.5%, an aluminum alloy having excellent heat resistance, which has a microstructure satisfying at least one of the following (a) and (b). (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項11】 上記Al−Mn−Mg系合金が、Z
r:0.05〜0.50%とSc:0.05〜1.0%
のうちいずれか一方又は両方を含み、Mn:0.05〜
1.5%、Mg:0.05〜1.5%を含み、さらに、
Cu:0.05〜0.4%、Fe:≦1.5%、Ni:
0.8〜2.4%、V:0.05〜0.15%、Cr:
0.15〜0.30%のうち1種又は2種以上を含み、
残部Al及び不純物からなることを特徴とする請求項1
0に記載された耐熱性に優れたAl合金。
11. The Al-Mn-Mg-based alloy is Z
r: 0.05 to 0.50% and Sc: 0.05 to 1.0%
One or both of them are included, and Mn: 0.05 to
1.5%, including Mg: 0.05 to 1.5%, and
Cu: 0.05-0.4%, Fe: ≤1.5%, Ni:
0.8-2.4%, V: 0.05-0.15%, Cr:
0.15 to 0.30% out of one or more,
The balance comprises Al and impurities.
Al alloy with excellent heat resistance described in No. 0.
【請求項12】 Zr:0.05〜0.50%とSc:
0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにMg:0.05〜7%を含むAl−Mg系合
金において、下記(a)、(b)の少なくともいずれか
を満足するミクロ組織を有することを特徴とする耐熱性
に優れたアルミニウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
12. Zr: 0.05 to 0.50% and Sc:
An Al-Mg-based alloy containing either or both of 0.05 to 1.0% and further containing Mg: 0.05 to 7% satisfies at least one of the following (a) and (b): An aluminum alloy having excellent heat resistance, which has a microstructure that (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項13】 上記Al−Mg系合金が、Zr:0.
05〜0.50%とSc:0.05〜1.0%のうちい
ずれか一方又は両方を含み、Mg:0.05〜7%を含
み、さらに、Cu:0.05〜0.3%、Fe:≦1.
5%、Ni:0.8〜2.4%、V:0.05〜0.1
5%、Mn:0.05〜1.5%、Cr:0.15〜
0.30%のうち1種又は2種以上を含み、残部Al及
び不純物からなることを特徴とする請求項12に記載さ
れた耐熱性に優れたAl合金。
13. The Al—Mg alloy is Zr: 0.
One or both of 05: 0.50% and Sc: 0.05-1.0%, Mg: 0.05-7%, and Cu: 0.05-0.3% , Fe: ≤1.
5%, Ni: 0.8 to 2.4%, V: 0.05 to 0.1
5%, Mn: 0.05 to 1.5%, Cr: 0.15
The Al alloy having excellent heat resistance according to claim 12, wherein one or more of 0.30% is contained and the balance is Al and impurities.
【請求項14】 Zr:0.05〜0.50%とSc:
0.05〜1.0%のうちいずれか一方又は両方を含
み、さらにSi:0.2〜22%を含むAl−Si系合
金において、下記(a)、(b)の少なくともいずれか
を満足するミクロ組織を有することを特徴とする耐熱性
に優れたアルミニウム合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが35〜450オ
ングストローム、間隔が0.005〜0.6μmであ
る。
14. Zr: 0.05 to 0.50% and Sc:
At least one of the following (a) and (b) is satisfied in an Al-Si-based alloy containing one or both of 0.05 to 1.0% and further containing Si: 0.2 to 22%. An aluminum alloy having excellent heat resistance, which has a microstructure that (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and an interval of 0.005 to 0.6 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 35 to 450 angstroms and a spacing of 0.005 to 0.6 μm.
【請求項15】 Al−Si系合金が、Zr:0.05
〜0.50%とSc:0.05〜1.0%のうちいずれ
か一方又は両方を含み、Si:0.2〜22%を含み、
さらに、Mg:0.05〜1.5%、Cu:0.05〜
1.5%、Fe:≦1.5%、Ni:0.8〜2.4
%、V:0.05〜0.15%、Mn:0.05〜1.
5%、Cr:0.15〜0.30%のうち1種又は2種
以上を含み、残部Al及び不純物からなることを特徴と
する請求項14に記載された耐熱性に優れたAl合金。
15. The Al—Si alloy has a Zr: 0.05.
˜0.50% and Sc: 0.05 to 1.0%, either or both, and Si: 0.2 to 22%,
Furthermore, Mg: 0.05-1.5%, Cu: 0.05-
1.5%, Fe: ≤1.5%, Ni: 0.8 to 2.4
%, V: 0.05 to 0.15%, Mn: 0.05 to 1.
The Al alloy having excellent heat resistance according to claim 14, characterized in that it contains one or two or more of 5% and Cr: 0.15 to 0.30%, and the balance is Al and impurities.
【請求項16】 下記(a)、(b)の少なくともいず
れかを満足するミクロ組織を有することを特徴とする請
求項1〜15に記載された耐熱性に優れたアルミニウム
合金。 (a)Al−Zr系分散粒子のサイズが80〜300オ
ングストローム、間隔が0.1〜0.4μmである。 (b)Al−Sc系分散粒子のサイズが80〜300オ
ングストローム、間隔が0.1〜0.4μmである。
16. The aluminum alloy having excellent heat resistance according to claim 1, which has a microstructure satisfying at least one of the following (a) and (b). (A) The Al-Zr-based dispersed particles have a size of 80 to 300 angstroms and an interval of 0.1 to 0.4 μm. (B) The Al-Sc-based dispersed particles have a size of 80 to 300 angstroms and an interval of 0.1 to 0.4 μm.
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