JPS58167757A - 耐食性,溶接性および焼入性のすぐれた加工用Al−Mg−Si系合金の製造法 - Google Patents

耐食性,溶接性および焼入性のすぐれた加工用Al−Mg−Si系合金の製造法

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JPS58167757A
JPS58167757A JP4903982A JP4903982A JPS58167757A JP S58167757 A JPS58167757 A JP S58167757A JP 4903982 A JP4903982 A JP 4903982A JP 4903982 A JP4903982 A JP 4903982A JP S58167757 A JPS58167757 A JP S58167757A
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ingot
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weldability
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Tadashi Furuya
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は押出加工等に用いる加工用ムJ−Mg−814
合金の製造法に関する。
J186061合会はT1処理を施こすことによって、
27にp/iuam以上の引張強さと25時/鵡嘗以上
の耐力を有し、また一応$14可能であるので構造材等
に使用される。
しかし乍らこの系の合金は焼入感受性が高く上記したよ
5な^強度を与えるためには熱間加工後の材料を可成り
急速に冷却する必要があり従って水冷などの強度の焼入
をするため焼入後の材料にfiを生ずることがあって好
ましくなかった。
また、6061合金は時効処11によって粒界に析出す
るMg、81が7ノードとして作用するため使用中に粒
界腐食が発生巡行し、材料の耐用年数か低トする欠点や
溶接に際して221割れを発生するなど連接構造材とし
ていまひとり信頼性に乏しい欠点があった。
本発明は耐食性、溶接柱、I@人性ともにすぐれた高強
度、高a性の加工用ムJ−Mg−81系合金t/提供し
ようとするものであって、そのll旨とするところはB
 i O,5〜1.0L Mg O,571,4% 、
 CuO,30〜0.55帽Ti o、ot7−o、z
o*、 Fe 0.15〜0.40%。
Nls O,04〜0.50%、 Cr 0.04〜0
.301およびZr O,04〜0.30S (但し、
  ldg/l −0,7〜2.0,0.3≦W @ 
+Or+Mn+Zr<0.7) を會みfilAjおよ
び不純物からなるム、t−Mg−81系合金−塊を(1
)  200℃/hr以下の弁部適度で加熱し、480
〜575℃の檻度軸−に1時間以上区持する均質化処瑞
工樵 (2)  加熱後の一塊を460℃以上の温度で加工す
る熱閣加エエ樵 (3)  熱間加工後の材料を80℃/分以上の冷却適
度で冷却する焼入工程 (4)  焼入工程を経た集材を130〜220’Cの
温度範囲に0.5〜15時111鍼持する人工時効処雇
工捏を會むAノー81−Mg系合金の製造法である。
このような製造法によって製造されたAn−81−Mg
系合金材は、中強度合龜材としての優れた特性により、
従来の6061&金材での用途は勿論のこと9例えば高
欄や横5II等の道路資材、鉄道車両やトラ、り或いは
海上・陸上コンテナー等のr11接構過構造としての用
途のみならず、従来耐食性の点から6061合金材の使
用に問題があった用途1例えば足場板や船舶用資材にも
広くその4NAか可能である。
本発明において合金中に含まれる81.Mgは本系合金
の主合金元索となるもので焼入後1人工時効処壜な施こ
すことによってMg、81として析出し合金強度の向上
に寄与する。sto、sチ。
Mg o、s%以FではMg、81の析出による強度向
上の効果が少なく、またS11.0チ、 Mg 1.4
優な越えると熱間加工性、殊に押出性が低下する。
Mg/81が゛2.Q以上であると時効成分である61
1g、Stの形成が十分でなく、マた0、7以ドになる
と拉纒に析出する5iIIkが過大となって靭性を低ド
する。
CuはMlと共存することによって合金基質の値化に寄
与するほか2時効に#1して他の合金元素に対する核作
用を生じ、析出物な微細均一に分散させることにより【
最終時1m1強度が高くなり焼入感受性の鈍化に寄与し
、またTIと共に耐m接性を向上する。
0.3悌以Fではこれらの効果に乏しく、また0、55
−を越えると耐食性を低Fする。
Tiは溶接に際してa綾部のIクー剖れな防止する効果
を有する。なお、T1の添加効果を促進させるためにT
Iと共にT1鰍のl/20以丁のBを添加してもよい。
We、、 Cr、 Mn、 Zr  はそれぞれ合金中
に共存Stることによつ℃合金中のAjやst  h結
合して1本発明による製造工程中で倣細な分散相として
合金中Kl出しp+結晶阻止作用ななし。
焼入感受性を減少させ、また合金に高強度と^粗性を附
与し、耐食性、溶接性を向上させる。
それぞれのFli値、叩ちFe O,15−lMn 0
.04%。
Cr 0.04%、 Zr 0.04* 以fでは上記
した効果力を十分性われず、またそれぞれの上限値、1
pちF・0.45% 、 Mn 0.50優、Cr 0
.30%、Zr o、ao−以上では焼入性や熱間加工
性が低ドする。
また、Fe、Cr、MnおよびZrの合計量が0.3慢
以Fでは再結晶阻止効果が不十分となり、また合計量が
0.7−を超えると焼入感受性が高くなり、につ押出性
を阻害するようになるので好ましくない。
その他不純物として含有される金鴫元索の5ちZnはそ
の含有量が0.5チを超えると耐食性をffi害するの
で好ましくない。
本発明は上記した組成の合金元素を會むAj−Mg −
8i系合金の一塊を均質化処J1.熱関加工。
焼入および人工時効部層等の一連の工程を経るに際し、
各工程における熱的条件を適切に制御することによって
合金の強度、#L性、耐食性。
濤接柱、職入性等を改善するものである。
一塊の均質化部層を行うにあたっては鋳塊の昇直魂度を
200℃/h r以下、好ましくは150’C/hr以
Fに制御し、480〜575℃の温度幅圃に少くと41
時間以上の加熱保持を行わねばならない。
均質化部層における昇温速度を200℃/h r以FK
m−することは時魂中に固溶するF・1M賜Crおよび
Zr&’均質化処理工樵および次の熱間加工工程で可及
的に徹細な會−間化合物の分散相としてマトリックス中
に析出させるために必須な条件である。
均質化気層温度を480〜575℃に定めた理由は48
0℃以下では造塊工程中で析出したMg−8i化合物な
十分に^固濤させることかできず、また575℃を超え
ると析出するF @ 、 M n + Cr * Z 
rの化合物粒子が粗大となり、また分布も粗くなって合
結晶阻止効果が低下するからである。
均質化部JIlな終った鋳塊は押出加工などの常法によ
る熱間加工を施こすのであるが、加工終了時の温度t’
 460℃以上に鍬つ必要がある。
460℃以丁では均質化部JIIKM(Mg−81化合
物の^固溶が不十分となりF@後の熱処理による素材強
度が低Fする。
熱間加工後の素材は焼入されるが1本発明合金において
は適切なF・、Mn、CrおよびZr會有量の規制とこ
れらの元素の合計量の規制ならびに均質化処理における
昇d1適度、均質化島層温度および熱間加工温度の規制
が相俟つ【焼入感受性が着しく改善されているので従来
JIB 6061合金で行われているような強度の焼入
を行わなくてもよく2例えば100℃/i程度の冷却適
度(冷却用ファンによる強制空冷などによって遍成し5
る。〉で−ってJIB6061合金材を水冷(約360
0℃/iの冷却速である。)したときとはぼIjll 
*の強度の素材を人工時効気層盪に4ることができる。
人工時効気層ははぼこの系の合金材において通常行われ
ている気層条件、Qち130〜220℃の温度範囲で0
.5〜20時間加熱隊持することによっ(行われる。
なお焼入工程後の素材を人工時効部層を施すuK冷間加
工を加えてもよい。
次にこの発明の実施例を示す。
第1表は実施例に使用した合金の化学組成を示した−の
である。
111! 実施例1 水冷焼入試料の機械的性質 ml!!に示す本発明による合金ビレ、ト(試料/%1
〜3)を、100℃/hrの昇温速度で540℃に加熱
昇温し、llldl度で4時間の均質化部JIKを行っ
た後、520℃で押出加工し、直ちに水冷(冷414度
約3500℃/j )による焼入を行った。また、JI
86061 合金ビレ、ト(試料44)について同様の
条件で均質化部jI11を施した後、500℃で押出加
工し、同様の条件で水冷による焼入を行った。
次いでこれらの試料を180℃に4時間の人工時効気層
を施し、試料の機械的性質を禰定した。
結果を第2表に示す。
第  2  表 実施例2 第1表に示す合金ビレ、ト(試料番号/161〜4)を
100℃/hrの昇温速度で540’Cに加熱昇温し、
Xa度で4時間の均熱処理を行った後。
600〜510℃で押出加工し、直ちに77ンによる強
制空冷(冷却4度110〜120“シ′−)による焼入
を行った。
次いでこれらf)lK料を180℃に4時間の人工時効
気層を施し、試料の機械的性質を浦定した。
′s3表にその結果を示す。
第3表 実施例3  (111m試験) 実施例1および2とti1様の条件で作成した本1発明
による試料(試料属1および42)とJI86061会
金試料(g料金試料)についてシV/レピー傭撃値をI
IA定した。試験結果を第4責に示す。
なお試験片形状は10m111X 1 gm)(55m
と板片KV)、チを付したものである。
第  4  表 上記実施例1〜2に示された様に従来のJI86061
合会より作成合金た試料は空冷によるものは水冷による
ものに較べ看しく強度が低下し【いるのに対し1本発明
合金より作成された試料においては水冷によるものと空
冷によるものと強度がほぼ同等であり、このことは本発
明によるときは従来のものに較べ焼入感受性が低いこと
、言い換えれば焼入性にすぐれていることが判る。
また、実施例3から本発明によって得られた試料(K料
/161および肩2)は従来のJI816061合金か
ら得られた試料(試料ム4)に幀べ水冷試料、空冷試料
共に耐備撃性がすぐれ℃いることが判る。
実施例4 (連接性試験) 実施例2と同様条件で作成した本発明による試料(,4
2−空冷)と実施例1と同様条件で作成したJI860
61合金による試料(A64−水冷)(試料形状4關X
 100騙X100O鵡)なそれぞれ両−lパスの突合
−tm綾(嬉綾粂件250ム。
21V、#績遮度5 Q Q 1117m 、嬉加材A
3356)&・tiないビードを残したものとビードを
除去した−のについて濤績部の機械的性質およびミクー
割れの有無について−ベた。
結果を第S表に示す。機械的性質は−返し5−の平均値
である。
第  5  表 第5!!より本発明による試料は空冷によるものであっ
てもJI86061合金より作られた水冷試料と同等の
溶接強度を示し、且つ4りp割れが全くないことが判る
実施例6 耐食性試験 実施例1および実施例2と同様条件で作成した本発明に
よる試料(,43−水冷および属3−空冷)と実施例1
と同様条件で作成したJI86061 &会より作られ
た試料(ム4−水冷)とを用い5−食塩水に交互浸漬す
る腐食01道試験を1000時間纏続し各試料における
内部方向への粒界腐食の進行状況を調べた。
結果を第6表に示す。
II G 表 第6表の結果より本発明によるときは空冷条件であって
も従来のものに較べ粒界腐食の進行が遍く、嫁に両者が
水冷条件のものにつ−・て&末進行適度が1/2 II
i度になること、即ち耐食性#−看しくすぐれているこ
とが判る。
特許出−人  日本軽会m株式会社 發  明  者    古  谷      忠小  
林  啓  行

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 810.5〜1.0帽Mg 0.5〜1.4優、 Cu
     O,30〜0.55優。 T10.01〜0.209G、 F@ 0.15〜0.
    40飢Mn 0.04〜0.50%、 Cr 0.04
    〜0.30%およびZr O,04〜0.30%(但し
    。 Mg/旧−0,7〜2.0.0.3≦F’@+Cr+M
    n+Zr≦0.7)を含み残IIAjおよび不純物から
    な4 Aj−Mg−81系合金時塊を (1)  200℃/h r以下の昇轟魂度で加熱し、
    480〜575℃の温度颯囲Vc1時間以上保持する均
    質化部層工程 (2)  加熱凌の鋳塊を460℃以上のl111La
    tで加工する熱間加工工程 (3)熱間加工後の材料を80℃/分以上の冷却適度で
    冷却する焼入工程 (4)  冷却後の材料な130〜220℃の星度幅1
    sK0.5〜15時間録持する人工時効処堰工樺を含む
    耐食性、a接性および焼入性のすぐれた加工用AノーM
    g−81系合金の製造法。
JP4903982A 1982-03-29 1982-03-29 耐食性,溶接性および焼入性のすぐれた加工用Al−Mg−Si系合金の製造法 Granted JPS58167757A (ja)

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