JPS59143040A - 溶接構造用Al合金 - Google Patents
溶接構造用Al合金Info
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- JPS59143040A JPS59143040A JP1721883A JP1721883A JPS59143040A JP S59143040 A JPS59143040 A JP S59143040A JP 1721883 A JP1721883 A JP 1721883A JP 1721883 A JP1721883 A JP 1721883A JP S59143040 A JPS59143040 A JP S59143040A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶接構造用A1合金に関し、さらに詳しくは、
溶接部の耐応力腐蝕割れ性及び耐層状腐蝕性に優れた高
強度l容接構造用A1合金に関する。
溶接部の耐応力腐蝕割れ性及び耐層状腐蝕性に優れた高
強度l容接構造用A1合金に関する。
従来よ’)AI−Zll−Mg系合金は、機械的性質お
よび溶接性が優れていることから、陸」二構造物に広く
多量に使用されている。
よび溶接性が優れていることから、陸」二構造物に広く
多量に使用されている。
このAl−Zn−Mg系合金は溶接構造用A1合金の中
では、最も強度か高い合金であるか、池の高力A1合金
と同様に強度か高くなると、耐応力腐蝕割れ性か劣化す
る傾向を有している。そのため、いままでにも含有成分
及び成分割合や製造条もの改良か行なわれて、材料の平
行(L)方向及び直角(LT)方向の応力腐蝕割れか発
生することがなくなる状態にまで改良された。
では、最も強度か高い合金であるか、池の高力A1合金
と同様に強度か高くなると、耐応力腐蝕割れ性か劣化す
る傾向を有している。そのため、いままでにも含有成分
及び成分割合や製造条もの改良か行なわれて、材料の平
行(L)方向及び直角(LT)方向の応力腐蝕割れか発
生することがなくなる状態にまで改良された。
しかしなから、溶接構造用側斜として使用する場合、溶
接部の近傍は溶接時の熱影響(二上って、再結晶による
結晶粒の粒状化、粒界への優先411出などの金属組織
の変化か起り、結晶粒形状及びゃ↑出状態に強く影響を
受ける応力腐蝕割れ及び調質の変化により発生する電位
差或いは溶オ゛f金属とfiJ材との電位差による層状
腐蝕力憚生し易くなる。
接部の近傍は溶接時の熱影響(二上って、再結晶による
結晶粒の粒状化、粒界への優先411出などの金属組織
の変化か起り、結晶粒形状及びゃ↑出状態に強く影響を
受ける応力腐蝕割れ及び調質の変化により発生する電位
差或いは溶オ゛f金属とfiJ材との電位差による層状
腐蝕力憚生し易くなる。
即ち、Al−Zn−Mg系合金は溶接描造用祠料として
使用する場合には、熱処理型合金であるために、溶接部
においては溶接熱の影響によって、再結晶による結晶粒
の粒状化及び再;容体化・急冷によl)固溶元素の析出
状態等の組織の変化が起る。
使用する場合には、熱処理型合金であるために、溶接部
においては溶接熱の影響によって、再結晶による結晶粒
の粒状化及び再;容体化・急冷によl)固溶元素の析出
状態等の組織の変化が起る。
この場合、溶接条件及び使用条件によっては、溶接止端
部に応力腐蝕割れが発生する可能性かあり、また、溶着
金属と母相との電位差、或いは、は材の中における溶接
熱影響部と非熱影響部との電位差を原因とする層状腐蝕
が発生する可能性があり、これらは何れも使用雰囲気と
の接触によりq生、進展するものである。これを第1図
により説明すると、従来における溶接部においては、母
材()\1−Zn Mg系合金)1を溶接して溶着金
属2を形成すると、上記に説明した理由により溶接止端
部3近傍には、熱影響部4か存在するので、このため、
止端部3イ・1近に応力腐蝕割れや層状病II!l!5
か発生する。
部に応力腐蝕割れが発生する可能性かあり、また、溶着
金属と母相との電位差、或いは、は材の中における溶接
熱影響部と非熱影響部との電位差を原因とする層状腐蝕
が発生する可能性があり、これらは何れも使用雰囲気と
の接触によりq生、進展するものである。これを第1図
により説明すると、従来における溶接部においては、母
材()\1−Zn Mg系合金)1を溶接して溶着金
属2を形成すると、上記に説明した理由により溶接止端
部3近傍には、熱影響部4か存在するので、このため、
止端部3イ・1近に応力腐蝕割れや層状病II!l!5
か発生する。
本発明は上記説明したように、優れた性質を有するAI
−Zn−h旬系合金の溶接部における種々の問題点を解
消したものであって、即ち、溶接部の耐応力腐蝕割れ性
及び耐層状腐蝕性を向上させた高強度溶接構造用A1合
金を提供することにある。
−Zn−h旬系合金の溶接部における種々の問題点を解
消したものであって、即ち、溶接部の耐応力腐蝕割れ性
及び耐層状腐蝕性を向上させた高強度溶接構造用A1合
金を提供することにある。
本発明に係る溶接構造用A1合金の特徴とするところは
、Zn3−8uit%、八りg 0.3−3w1%、T
i0.005〜0.2田L%、B O,0005〜0.
051%を含み、更に、Cu O,03−0,5uuL
%、AgO,03−0,5LII1%、N10.03〜
0.51%、SiO,2〜Q、7u+t%のうちから選
んだ1種又は2種以上、及び、Mn O,05〜0.4
御1%、Cr O,05−0,4u+L%、Zr 0.
05−0,25u+L%のうちから選んだ1種又は2種
以上を含み、残部ノ\1及び不純物からなるA1合金を
芯材とし、該芯材の表1Iirに芯材よI)も;容融点
の高いAl或いはA1合金をクランドしたことにある。
、Zn3−8uit%、八りg 0.3−3w1%、T
i0.005〜0.2田L%、B O,0005〜0.
051%を含み、更に、Cu O,03−0,5uuL
%、AgO,03−0,5LII1%、N10.03〜
0.51%、SiO,2〜Q、7u+t%のうちから選
んだ1種又は2種以上、及び、Mn O,05〜0.4
御1%、Cr O,05−0,4u+L%、Zr 0.
05−0,25u+L%のうちから選んだ1種又は2種
以上を含み、残部ノ\1及び不純物からなるA1合金を
芯材とし、該芯材の表1Iirに芯材よI)も;容融点
の高いAl或いはA1合金をクランドしたことにある。
本発明に係る溶接構造用A1合金は、1、テ定の含有成
分及び成分割合の芯材表面(芯材の両面)に芯材より溶
融点の高いA1或いはA1合金をクラ/)りし、かつ、
溶接する際に溶接部における溶着金属の止端部かクラ・
/ド材の」−にくるようにする溶接継手を形成させるこ
とにより、熱影響部を外気雰囲気と遮断することによっ
て、溶接部の耐応力腐蝕割れ性及び耐層状腐蝕性を向上
させた材料であって、芯材より溶融点の高いA1或いは
A1合金をクラッドすることによって、溶接部裏面の溶
は落ちを防ぎ溶接部外観の美麗な溶接継手を作ることが
でき、また、腐蝕条件が厳しい環境においては、芯材よ
り低電位の合金をクランド゛することにより芯材を保護
し、この場合、低電位の元素を含有させると効果が大き
くなる。これを12図で説明すると、母相(本発明に係
る溶接構造用A1合金の芯材)1の両面に、この芯材1
より溶融点の高いAl或い1よA1合金のクラ/ド層6
を設け、溶接を行なってその溶着金属2の止端部7がク
ラッド層−6の上にくるようにすることにより、熱影響
部4が外気雰囲気と遮断されるので、上記した効果が期
イ寺できる。
分及び成分割合の芯材表面(芯材の両面)に芯材より溶
融点の高いA1或いはA1合金をクラ/)りし、かつ、
溶接する際に溶接部における溶着金属の止端部かクラ・
/ド材の」−にくるようにする溶接継手を形成させるこ
とにより、熱影響部を外気雰囲気と遮断することによっ
て、溶接部の耐応力腐蝕割れ性及び耐層状腐蝕性を向上
させた材料であって、芯材より溶融点の高いA1或いは
A1合金をクラッドすることによって、溶接部裏面の溶
は落ちを防ぎ溶接部外観の美麗な溶接継手を作ることが
でき、また、腐蝕条件が厳しい環境においては、芯材よ
り低電位の合金をクランド゛することにより芯材を保護
し、この場合、低電位の元素を含有させると効果が大き
くなる。これを12図で説明すると、母相(本発明に係
る溶接構造用A1合金の芯材)1の両面に、この芯材1
より溶融点の高いAl或い1よA1合金のクラ/ド層6
を設け、溶接を行なってその溶着金属2の止端部7がク
ラッド層−6の上にくるようにすることにより、熱影響
部4が外気雰囲気と遮断されるので、上記した効果が期
イ寺できる。
本発明に係る溶接構造用A1合金について、含有成分及
び成分割合について説明する。
び成分割合について説明する。
Znは強度を向上させる最も重要な元素であり、含有量
が3u+t%未満では充分な強度が得られず、81%を
越えて含有されると応力腐蝕割れが発生し易くなる。よ
って、Zn含有量は3・〜8u+L%とする。
が3u+t%未満では充分な強度が得られず、81%を
越えて含有されると応力腐蝕割れが発生し易くなる。よ
って、Zn含有量は3・〜8u+L%とする。
MgはZnと同様に強度向」二に重要な元素であヮ1、
含有量か0.3+ut%未満では光分な強度が得られず
、また、3wt%を越えて含有さJ”Lると応力腐蝕割
れが起り易くなる。よって、へη8含有量は0.3〜3
1%とする。
含有量か0.3+ut%未満では光分な強度が得られず
、また、3wt%を越えて含有さJ”Lると応力腐蝕割
れが起り易くなる。よって、へη8含有量は0.3〜3
1%とする。
Ti、Bは何れも製品の組織微細化のために重要な元素
であり、含有量かTi 0.005LIIL%未澗1及
びB 0.0005未満では組織の微細化が充分て゛な
く、後工程におけるM凪Cr、Zrの幼果を充分1こ発
J軍て゛きず、また、Ti 0.2u+L%及びB O
,05u+1%を越えて含有されると巨大化合物か発生
する61能性がある。よって、Ti含有量は0.005
〜0.2u+I%及びB含有量は0.0005〜0.0
5+ut%とする。
であり、含有量かTi 0.005LIIL%未澗1及
びB 0.0005未満では組織の微細化が充分て゛な
く、後工程におけるM凪Cr、Zrの幼果を充分1こ発
J軍て゛きず、また、Ti 0.2u+L%及びB O
,05u+1%を越えて含有されると巨大化合物か発生
する61能性がある。よって、Ti含有量は0.005
〜0.2u+I%及びB含有量は0.0005〜0.0
5+ut%とする。
C11,A B、Ni、Siは耐応力腐蝕割れ・iイ1
を着しく向上させる元素て゛あり、これら元素を1種又
は2種以上含有させるものであり、含有量が0(璽)、
03WL%未満、A、H0,03u+t%未満、Ni0
.03uし%未満、Si0.2…t%未満ではこの効果
がなく、また、CLI0.51%、 Ag O,5u
+L%、 Ni O,5!IIL%、 Si
O,7u+L%を越えて含有されると効果が飽和する。
を着しく向上させる元素て゛あり、これら元素を1種又
は2種以上含有させるものであり、含有量が0(璽)、
03WL%未満、A、H0,03u+t%未満、Ni0
.03uし%未満、Si0.2…t%未満ではこの効果
がなく、また、CLI0.51%、 Ag O,5u
+L%、 Ni O,5!IIL%、 Si
O,7u+L%を越えて含有されると効果が飽和する。
よって、Cu含有量は0.03−0.511It%、A
g含有量は 0.03−Q、5u+L%、Ni含有量は
0.03−0.5wL%、Si含有量は0.2〜Q、7
u+L%とする。
g含有量は 0.03−Q、5u+L%、Ni含有量は
0.03−0.5wL%、Si含有量は0.2〜Q、7
u+L%とする。
Mn、Cr、Zrは何れも組織安定のため必要な元素で
あり、均質化処理、熱間圧延の組合せによって結晶粒を
微細に制御するが、含有量がMu O,05u+t%未
満、Cr O,05u+t%未満、Zr 0.05u+
t%未満ではこの効果か少なく、また、Mn0.4田L
%、CrO,4u+t%、Zr O,25u+L%を越
えて含有されると、巨大化合物か発生する可能性がある
。よって、N411含有量は0.050.4u+L%、
Cr含有量は0.05−0,4u+t%、Zr O,0
5−0,2!1ouL%とする。
あり、均質化処理、熱間圧延の組合せによって結晶粒を
微細に制御するが、含有量がMu O,05u+t%未
満、Cr O,05u+t%未満、Zr 0.05u+
t%未満ではこの効果か少なく、また、Mn0.4田L
%、CrO,4u+t%、Zr O,25u+L%を越
えて含有されると、巨大化合物か発生する可能性がある
。よって、N411含有量は0.050.4u+L%、
Cr含有量は0.05−0,4u+t%、Zr O,0
5−0,2!1ouL%とする。
クラッドする材料は上記した芯材となるA1合金の(約
580〜630°C)より高い溶融点を有するAI或い
はA1計金とし、例えば、1100.1230.600
3.6053.7072等の実用合金が適用され、これ
らを総称すると、Zn≦5.Ou+t%、Mg≦1.5
wL%、Fe≦1.0す4%、Si≦3.(blIL%
、Ti≦0−15wt%、B≦0.10+lIt%、C
u≦0.2(lu’t%のうちから選んだ1種又は2種
以上を含むA、l或いはA1合金であって、芯材の含有
成分及び使用雰囲気により決定する。
580〜630°C)より高い溶融点を有するAI或い
はA1計金とし、例えば、1100.1230.600
3.6053.7072等の実用合金が適用され、これ
らを総称すると、Zn≦5.Ou+t%、Mg≦1.5
wL%、Fe≦1.0す4%、Si≦3.(blIL%
、Ti≦0−15wt%、B≦0.10+lIt%、C
u≦0.2(lu’t%のうちから選んだ1種又は2種
以上を含むA、l或いはA1合金であって、芯材の含有
成分及び使用雰囲気により決定する。
そして、これらの含有成分か上記含有量を越える場合に
は加工性が劣化し、かつ、クラ・ンドすることが困難と
なる。また、場合によっては、電位調整のためこの外の
低電位の元素を含んでもよい。
は加工性が劣化し、かつ、クラ・ンドすることが困難と
なる。また、場合によっては、電位調整のためこの外の
低電位の元素を含んでもよい。
芯材にクラツド材をクランドする方法はいがなる方法に
よってもよく、また、クランド層のIgさは片面の厚さ
か芯材の厚さの10%以内とするのがよく、望ましい厚
さとしては、1〜5%とする。
よってもよく、また、クランド層のIgさは片面の厚さ
か芯材の厚さの10%以内とするのがよく、望ましい厚
さとしては、1〜5%とする。
そして、クラッド層が薄過ぎると溶接時にクランド層が
溶融してしまい芯材が露出する可能性があり、逆にクラ
ンド層が厚過ぎると強度低下が著しく、クランド層に溶
接割れが発生し易くなる。従って、クラッド層の溶接割
れ防止には、Ti、Bを含有させて、結晶粒を微細化さ
せることが望ましνゝ。
溶融してしまい芯材が露出する可能性があり、逆にクラ
ンド層が厚過ぎると強度低下が著しく、クランド層に溶
接割れが発生し易くなる。従って、クラッド層の溶接割
れ防止には、Ti、Bを含有させて、結晶粒を微細化さ
せることが望ましνゝ。
次に、本発明に係る溶接構造用A1合金の実施例を説明
する。
する。
実施例
第1表に示す含有成分、成分割合となるように、通常の
溶製法により溶製して鋳造して鋳塊を製造し、450°
CX24時間のソーキングを行ない、冷却後クランド用
鋳塊を両面に重ねて、400〜450°Cで熱間圧延を
行ない、クラツド率3%で厚さ12m+nLの板材を製
作した。この板材を450°CX30分の溶体化処理後
水冷し、120°CX24時間の時効処理を行なって供
試材とした。
溶製法により溶製して鋳造して鋳塊を製造し、450°
CX24時間のソーキングを行ない、冷却後クランド用
鋳塊を両面に重ねて、400〜450°Cで熱間圧延を
行ない、クラツド率3%で厚さ12m+nLの板材を製
作した。この板材を450°CX30分の溶体化処理後
水冷し、120°CX24時間の時効処理を行なって供
試材とした。
第2表に、溶接条件が、開先角度60”、クランド率3
%(芯拐厚さ12mm、クラッド層Q 、 4 man
)の板材を、電流280A、電圧30VでMIG溶接
を行ない、溶加材として5356合金を使用した場合の
、溶接部の性能を示す。
%(芯拐厚さ12mm、クラッド層Q 、 4 man
)の板材を、電流280A、電圧30VでMIG溶接
を行ない、溶加材として5356合金を使用した場合の
、溶接部の性能を示す。
第2表から明らかであるが、本発明に係る溶接構造用A
1合金は比較材に比して、耐応力腐蝕割れ性及び耐層状
腐蝕性が著しく優れており、また、クラツド率か大き過
ぎると強度低下が着しいことがわかる。
1合金は比較材に比して、耐応力腐蝕割れ性及び耐層状
腐蝕性が著しく優れており、また、クラツド率か大き過
ぎると強度低下が着しいことがわかる。
以上説明したように、本発明に係る溶接構造用l\1合
金は上記の構成を有しているから、溶接部の耐応力腐蝕
割れ性や耐層状腐蝕性が比較合金に比して格段に優れて
いるという効果を奏するものである。
金は上記の構成を有しているから、溶接部の耐応力腐蝕
割れ性や耐層状腐蝕性が比較合金に比して格段に優れて
いるという効果を奏するものである。
第1図は従来材料の溶接部の概略図、第2図は本発明に
係る溶接構造用A1合金の溶接部の概略図である。 1〜母祠、2〜溶着金属、3.7〜止端部、11〜熱影
響部、5へ・応力腐蝕割れ及び層状腐蝕発生域、6〜ク
ランド層、8〜遮断部。 予1 図
係る溶接構造用A1合金の溶接部の概略図である。 1〜母祠、2〜溶着金属、3.7〜止端部、11〜熱影
響部、5へ・応力腐蝕割れ及び層状腐蝕発生域、6〜ク
ランド層、8〜遮断部。 予1 図
Claims (1)
- Zn 3−8ut%、MB 003−3wt%、Ti
0.005−0.21%、B O,0005−0,05
u+L%を含み、更に、CuO,03−(1,5u+t
%、AB O,03−0,5wL%、Ni O,03−
0,5u+L%、Si 0.2−0.7wL%のうちが
ら選んた1種又は2種以」払及び、Mu 0.05−0
,4u+L%、CrO,05−0,4u+L%、Zr
0.05−0.25u+t%ノウチかう選んだ1種又は
2桶以」二を含み、残部AI及び不純物からなるA1合
金を芯材とし、該芯祠の表面に芯材よりも溶融点の高い
A1或いはA1合金をクラッドしたことを特徴とする溶
接部の耐応カ塵、蝕割れ性及び膚j)vi状腐蝕性を向
上させた高強度溶接構造JI A 1合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1721883A JPS59143040A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 溶接構造用Al合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1721883A JPS59143040A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 溶接構造用Al合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59143040A true JPS59143040A (ja) | 1984-08-16 |
JPH0250186B2 JPH0250186B2 (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=11937798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1721883A Granted JPS59143040A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 溶接構造用Al合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59143040A (ja) |
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-
1983
- 1983-02-04 JP JP1721883A patent/JPS59143040A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0250186B2 (ja) | 1990-11-01 |
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