JPS59215453A - 溶接性にすぐれたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金押出材 - Google Patents

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、土木建築、輸送機器などに使用される押出材
特に溶接される用途に使用されるのに適したＡｌ−Ｍ、
−８ｉ系合金押出材に関するもの用したものが多いが、
最近押出材を多用し組立を合理化した構造物が製作され
る傾向がある。

しかしながら在来のＪＩＳ６０６１．６０６３等のＡｊ
？−Ｍｇ　　Ｓｉ系合金押出材では、複数の押出形材を
巾方向に並べ、となりあう形材を長手方向（押出方向）
に溶接した場合、第１図の如く形材の肉厚断面の溶接部
（２）近傍（母拐部（１））にしばしば高温割れ（３）
を生じることがあり、割れの発生し難い材料の開発が強
く望まれていた。

本発明は種々検討の結果、母材の溶接にともなう割れが
主として材料の金属組織に起因することを見出し、更に
材料の組織が材料の合金成分と密接な関係があることを
見出した。本発明は在来のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金にＭ
ｎとＣｒを添加すること、Ｆｅをや〜多く添加すること
等の合金成分を調整し、かかる組成のアルミニウム合金
鋳塊を均熱処理し、続いて押出加工して所定の押出組織
とすることによって、母相の溶接高温割れを軽減せしめ
ることを知見し、溶接性にすぐれたＡ１Ｍｇ　　Ｓｉ系
合金押出拐を開発したものである。即ち本発明はＭｇ　
Ｏ，，４〜１．５重量％（以下単に％は、重量％を意味
する）、ＳｉＯ，２〜１．３％、Ｍｎ０．０５〜０．４
％、Ｃｕ　ｏ、　ｏ　１〜ｏ、　ｓ％、Ｃｒｏ、ｏ１〜
０．３％、ｐｃｏ、　０５〜０．８　％、ＴｉとＢの合
計でｏ、　ｏ　ｏ　ｏ　ｉ〜０．３％を含み残Ａｌより
なるＡ１合金押出材であって、押出材の肉厚断面におけ
る組織が繊維組織又は押出方向と直角方向における結晶
粒径が２００μ以下の組織であることを特徴とする溶接
性のすぐれたＡｌ−Ｍｇ　　Ｓｉ系合金押出材である。

本発明はＭにＭｇとＳｉを添加することによってＡ１合
金を硬化し隨とＣｒを添加することによって靭性ならび
に耐食性を向上させるとともに押出材の結晶粒を微細化
し、溶接にともなう割れの発生を軽減せしめる。またＣ
ｕはＭｇと結びついてＡ１合金を硬化し、Ｆｅは押出材
の結晶粒微細化に寄与し、溶接にともなう結晶粒界割れ
を軽減せしめる。またＴｉとＢは鋳塊の結晶粒を微細化
しひいては押出材の結晶粒微細化に寄与し、結晶粒界割
れを軽減せしめる。なおＴｉとＢは、Ｔ１単独でも、Ｔ
ｉとＢの同時添加でも同様の効果を有する。Ｍｇを０，
４〜１．５％に限定した理由は、０．４％未満では押出
材の硬化に対する効果が少なく、１．５％を越えると押
出性を阻害するとともに合金の焼入性を低下させ十分な
強度が得られないためである。Ｓｉは０．２％未満では
押出材の硬化に対して効果がなく１．３％を越えると押
出材の焼入性を低下させ十分な強度が得られない。Ｍｎ
とＣｒは、夫々０．０５％未満、０．０１％未満では靭
性及び耐食性の向上ならびに結晶粒の微細化に効果が少
な（従って母材の溶接高温割れの防止に効果が少なく、
夫々０．４％、０．３％を越えると押出材の焼入性を低
下させ十分な強度が得られない。Ｆｅは押出材の結晶粒
を微細化し、溶接にともなう母材の結晶粒界割れの低減
に効果があるが、０．０５％未満ではその効果が少なく
、０．８％を越えると靭性を劣化させる。さらにＴＩと
Ｂの合計が０．０００１％未満では結晶粒微細化に対す
る効果が少な（、溶接割れ感受性を増大させ、０．３％
を越えると押出性を阻害する。

又押出材の肉厚断面における母材の組織について、繊維
組織（未再結晶組織）又は押出方向と直角方向の結晶粒
径を２００μ以下の組織（再結晶組織）とするのは、結
晶粒径が２００μを越えると溶接の際母材に溶接割れを
生ずるためである。

押出材組織を繊維組織とする場合、又は結晶粒径を２０
０μ以下とする場合は、溶接の際割れは殆んど生じない
。

なお押出材の肉厚断面における組織の形態としては、（
１）押出材の全断面が繊維組織（未再結晶組織）の場合
（第２図・Ａ　）　、（ｉＤ押出材の断面の表層部のみ
が再結晶の粒組織で中央部が繊維組織の場合（第２図・
Ｂ）、曲）押、吊材の全断面が再結晶粒組織の場合（第
２図・Ｃ）とがある。母材の溶接割れを防止するために
は、上記（１）の繊維組織とするか又は上記（１１）θ
１１）の組織において、押出方向と直角方向の再結晶組
織の結晶粒径を２００μ以下とする必要がある。本発明
押出材を製造するには、上述の組成の合金鋳塊を４５０
〜６００℃で１〜４８時間加熱して均質化処理を行い、
Ａｌｌ　　Ｍｎ−Ｆｅ糸の化合物を微細かつ均一に析出
させる。均質化処理後４００〜５５０℃で押出加工を行
うことによって押出材の肉厚断面における組織が、繊維
組織又は押出方向と直角方向の結晶粒径（再結晶粒径）
を２００μ以下の組織に調整できる。

均質化処理温度が４５と満であるとＡｌ−Ｍｎ　　Ｆｅ
糸の化合物の析出が十分性われず、かつ均一化しない。

６００℃を越えると上記化合物が粗大化し、かつ分散状
態が均一化しないことならびにかかる合金鋳塊が局部溶
融するおそれがあるため６００℃を越える温度での加熱
は好ましくない。

また押出温度が４００°Ｃ未満であると押出加工性が低
下する。５５０℃を越えると上記化合物が凝集し、押出
材の結晶粒微細化効果が低下し、母材の溶接にともなう
割れの防止が計れない０ なおかくして押出された押出材は、室温まで冷却され、
その後焼戻（２００℃前後の温度で１〜２０時間加熱）
されて本発明押出材が得られる。

次に本発明の実施例について述べる。

第１表に示す本発明押出材に係る合金及び比較材、従来
のＪＩＳ６０６３　　合金組成の９イン千グ鋳塊を５０
０°Ｃで４時間均質化処理した後、４５０〜５００℃に
加熱しその温度で押出加工した。押出材の形状は厚さ”
ｍｍｓ巾１５０ｍｍの平角断面の形材である。押出材は
、押出加工後強制冷却した後、１８０℃で８時間焼戻処
理した。

なお従来のＪＩ３６０６１合金押出材については、合金
鋳塊を５００°Ｃで４時間均質化、処理したのち、５０
０℃に加熱し、その温度で同様の形状に押出加工した。

押出加工後、強度確保のため５３０℃で１時間溶体化処
理後強制冷却し、その後１８０℃で８時間焼戻処理して
押出材を作成した。

このようにして得られた押出材の肉厚断面における組織
の形態と押出方向と直角方向の結晶粒（再結晶粒）の大
きさを第１表に併記１−だ。

これらの押出材について引張試験と溶接割れ試験を実施
した。溶接による母材の割れ試験は、第３図に示す形状
に加工した２枚の試料を突き合せ溶接して行った。溶接
条件は敢えて母材割れを生じやすくするために溶接電流
２４０Ａ、溶接電圧２４Ｖ、溶接速度３ｏｃｍ／分、す
なわち単位板厚換算して２３０４０」７０ｍの入熱で突
き合せ溶接し、第３図に示す破線部の位置の肉厚横断面
部におけるミクロ組織観察により溶接部近傍の母材割れ
の有無を検査した。

これらの試験結果を第２表に記した。

第　　２　　表 第１表、第２表から明らかなように本発明押出材は、比
較押出材、従来押出材に比して、溶接による母相割れ長
さが短かい。又本発明押出材は、比較押出材より強度が
高く中強度用人１−Ｍｇ　　Ｓｉ糸合金押押出としての
十分な引張性能を有し、従来の６０６１−Ｔ６６押出刷
近い性能が得られることがわかる。以上のように本発明
押出材によれば、今後需要分野がさらに拡大するとみら
れる押出刷を多用した溶接構造物の信頼性を向上し、か
つ構造物の軽量化に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、押出材を溶接した場合、その肉厚断面の溶接
部近傍の母相に発生する高温割れの状況を示す。 第２図は、押出材の押出方向と直角方向の肉厚断面の組
織の形態を示し、Ａは全断面が繊維組織の場合、Ｂは表
面層が再結晶組織で中央部が繊維組織の揚台、Ｃは全断
面がμｊ結晶組織の場合。 第３図は溶接による押出刷の割れ試験の実施図である。 第４図は、第３図の溶接試験試料のａ、−ａ断面である
。 図中主要符号の説明 １は押出材（母材）、２は溶接部（溶接金属部）、３は
母材の溶接高温割れである。 特ａ’ｌ’出願人　　古河アルミニウム工業株式会社代
　理　人　　弁理士　　若　林　広　志二本も［η／’
１ 特許庁長官　殿 １　事件の表示　　特願昭５８−９０５３６号２　発明
の名称　　溶接性にすぐれたＡＱ　−Ｍｇ　−Ｓｉ系合
金押出材 う　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４　補正命令の日付　　昭和５８年８月３０日５　補正
の対象　　　　明細書全文

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｍｇ　０．４〜１．５重量％、ＳｉＯ，２〜１．３重量
   ％、Ｍｎ　ｏ、　０５〜０．４重量％、Ｃｕ　ｏ、　０
   １〜０．５重量％、Ｃｒ　ｏ、　Ｏｌ〜０．３重量％、
   Ｆｅ０８０５〜０．８重量％、ＴｉとＢの合計で０．０
   ００１〜０，３重量％を含み残部ＡｌからなるＡｌ＠ｌ
   押金材であって、押出利の肉厚断面における組織が、繊
   維組織又は押出方向と直角方向における結晶粒径が２０
   ０μ以下の組織であることを特徴とする溶接性にス＜”
   　ｔ’Ｌ　タＡｌ−Ｍｇ　−Ｓ　ｉ　　系合金押出材、
   。