JPS5941434A - 段付の航空機ストリンガ−およびその製造法 - 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】 本発明は結晶粒の微細な航空機のストリンガ−用材料お
よびその製造法についてである。

航空１ｍにお（プるストリンガ−とは第１図に示ずにう
に航空機の胴体１の内部に使用される長手方向および円
周方向の補強１．ｆｌ　２および３のことであって、そ
の断面形状は第２図に示す（ａ　）ハツト型、（ｂ）７
型あるいは（ｃ）Ｊ型のものである。

このストリンガ−の代表的な製造法はつぎのとおりであ
る。

ＪＩＳ７０７５合金を約り６０℃×約１６時間の均質化
熱処理し、約４００℃で厚さ６ｍｍ程度に熱間圧延し、
約４１０℃Ｘ約１時間の中間焼鈍をしたのち炉冷し、厚
さ３〜４ｍｍ板に冷間圧延したのち、８〜１２時間の昇
温時間で約４１０℃に昇温し、その温１ｇで約１時間加
熱軟化したのち、１時間当り２５℃の冷却速度で冷却し
て７０７５合金ｏ合金１板とし、さらに加工度θ〜９０
％の段付冷間圧延をし、溶体化処理してストリンガ−用
材料を製造していた。上記中段付冷間加■は例えば、第
３図に示すような形態にすなわち、長さ方向で圧延加工
度を変え、加工度０の部分Ａ、比較的低加工度の部分Ｂ
１中間の加工度の部分ｃ１高加工度の部分りなどを有す
る形態に加工する。

これは強度を要しない部分の肉厚を薄くすることにより
航空機全体の重量を軽減するためのものである。このよ
うにして製造されたストリンガ−用材料をセクションロ
ール成形により、例えば第２図に示すハツト型に成形し
、ついでＴ６テンパー処理を施すことによりストリンガ
−とするものである。

上記のような工程でストリンガ−を製造する場合にはつ
ぎのような点が問題となる。

すなわち、従来法によりストリンガ−素材として製造さ
れた７０７５合金Ｏ合金は結晶粒が１５０〜２５０μ程
度であり、この素材を１０〜３０％程度の低加工度の冷
間加工（テーパー圧延）後に溶体化処理を行なう場合に
は素材の結晶粒よりざらに結晶粒が粗大化し、約２０％
の加工度の部分が経験上量も粗大化している。勿論この
ような素材を使用する場合でも５０％以上の冷間加工を
行なった後に溶体化処理を行なう部分では結晶粒径５０
μ程度の微細結晶粒が得られるが、１本のストリンガ−
内には冷間加工度Ｏから最大９０％までの種々の加工度
の部分が存在するため、ストリンガ−の全長的１０ｍ全
体にわたって結晶粒を１００μ以下にすることは極めて
難しい。

第４図には既存のストリンガ−素Ｉを種々の加工度で冷
間加工後に溶体化処理した場合の加工度（上段）と結晶
粒径（下段）との関係の１例を示す。加工度の大きいり
、Ｆ、Ｇ等の部分では結晶粒は微細であるが、加工度の
小さいλ。

Ｂ、Ｃ，ｌｘ等の部分では結晶粒は非常に大きい。

Δ、Ｂ、Ｃ，Ｅ等の結晶粒が１００μ以上の部分につい
ては機械的性質、伸び、破壊靭性値、ケミカルミーリン
グ性、疲労強度等が低下すると共にセクションロール成
形時に肌荒が生じたり、割れが発生ずるため、ストリン
ガ−の製造が極めて難しいばかりでなく、その機能も低
下する。

本発明は上記のような問題点を解決せんとするもので、
最大９０％までの冷間加工後に溶体化処理を行なって結
晶粒径が　１００μ以下のストリンガ−用材料およびそ
の製造法を提供するものである。

すなわち、本発明の第１発明は、７ｎ５．１〜８．１％
、Ｍｇ１．８〜３．４％、Ｇｏ　１．２〜２．６％、Ｔ
ｉ　Ｏ，２％以下、さらにＺ　ｒｏ、０５〜０．２５％
を含み、残りＡ１と不純物より構成される組成を有し、
段付冷間加工され、かつ溶体化された材料であって、結
晶粒が１００μｍ以下であることを特徴とする結晶粒の
微細な航空機ストリンガ−用材料である。

本発明ストリンガ−用材料の合金成分の限定理由を以下
に示す。

Ｚｎ・・・５．１％未満の場合にはＴ６処理後の合金の
強度が低く、８．１％を越えると靭性が低下したり、応
力腐食割れの危険がある。

Ｍ（＋・・・１．８％未満の場合にはＴ６処理後の合金
の強度が低く、３．４％を越えると、軟質材の冷間加工
性が悪く、また下６処理後の合金の靭性が低下り−る。

Ｃｕ・・・１．２％未満の場合には下６処理後の合金の
強度が低く、２．６％を越えると合金の靭性が低下する
。

Ｔｉ・・・０．２０％以下の添加は鋳造組織の微細化、
鋳造時の綺塊割れの防止に有効であるが、０．２０％を
越えると巨大な金属間化合物が晶出する。

Ｚｒ・・・０．０５〜０．２５％の添加は応力腐食割れ
の防止とさらに結晶粒の微細化に有効であるが、０．０
５％未満の場合にはその効果が少なく、０．２５％をこ
えると巨大な金属間化合物が晶出するので好ましくない
。

なお、不純物元素としでのＦｅ　、　Ｓｉ　、　Ｍｎは
以下のように規制する必要がある。

Ｆｅ・・・Ｆｅは結晶粒微細化に効果があるが、０．５
０％を越えると合金中の不溶性化合物の量が増加するた
め合金の靭性が低下する。

３ｉ・・・３ｉは結晶粒の微細化に効果があるが、０．
４０％を越えると合金中の不溶性化合物の量が増加する
ため合金の靭性が低下する。

Ｍｎ・・・Ｍｎは応力腐食割れの防止に効果があるが、
０．７０％を越えると焼入性や靭性が低下する。

本発明材料を使用して航空機ストリンガ−を製造する場
合には、全長にわたって結晶粒が１００μ以下と微細な
ため、セクションロール成形時に肌荒や割れが全く生じ
ないばかりでなく、機械的性質、伸び、破壊靭性値、ケ
ミカルミーリング性、疲労強度等にすぐれたストリンガ
−を得ることが可能となる。

本発明の第２発明は上記第１発明における航空機ストリ
ンガ−用材料の製造法であって、上記限定のアルミニウ
ム合金を常法にしたがって均質化処理、熱間圧延および
冷間圧延して所定の厚さとした材料を３２０〜５００℃
の温度に平均昇温速度が１１℃／分にり大きい速度で急
速に加熱することにより軟化し、最大９０％までの冷間
加工を行ない、溶体化処理を行なうことを特徴とする方
法である。

本第２発明は上記限定のアルミニウム合金を常法にした
がって均質化処理するが、この均質化処理はアルミニウ
ム合金鋳塊を４００〜４９０℃で２〜４８時間十分に加
熱し、ｌｎ　、Ｍｇ。

ＣＵＷの元素を十分に固溶させると共にＺｒを微細な金
属間化合物として析出させるものである。温度が低いか
時間が短いかして均質化処理が不十分な場合には、アル
ミニウム合金鋳塊の熱間加工性が悪く、耐応力腐食割れ
性が低下したり、結晶粒が粗大化したりする。また、均
質化処理温度が４９０℃よりも高いど共晶融解を生じる
ので好ましくない。

均質化処理に続く熱間圧延は、３５０〜４７０℃の温度
で開始することが望ましい。３５０℃未満の場合には変
形抵抗が大きいので圧延加工性が悪＜、４７０℃を越え
ると脆化するので加工割れが生ずるようになり好ましく
ない。

熱間圧延終了後、必要に応じて軟化を行なう。

軟化は３００〜４６０℃の温度に保持後に１時間当り３
０℃以下の冷却速度で２６０℃程度まで冷却する必要が
ある。この軟化工程はつぎの冷間圧延の加工度を高くと
る場合に特に必要である。

冷間圧延における加工度は２０％以上が望ましく、加工
度が低い場合にはストリンガ−用材料の結晶粒が１００
μ以上に粗大化する。

冷間圧延した材料は３２０〜５００℃の温度に平均昇温
速度が１１℃／分より大きい速度で急速加熱することに
よる軟化が行なわれるが、この工程は高品質のストリン
ガ−用材料を得る上で特に重要である。

従来から７０７５合金の軟化の方法は４１３〜４５４℃
に加熱し、この温度で２時間保持し、空気中で冷却し、
２３２℃に再加熱し、この温度に６時間保持し、それか
ら室温まで冷却することによって行なわれている。この
方法は、米国防省のＭＩＬ−ト１６０８８　Ｅ軍用規格
中５．　２．　７．　２項で推奨する方法であり、航空
機用７０７５合金の軟化方法はすべて上記方法に準拠し
ており、当業者の常識となっている。本発明における上
記軟化工程はかかる当業者の常識を打破ったものである
。

この軟化工程において加熱温度が５００℃を越えると材
料が溶融したり、異常結晶粒成長が起こり再結晶粒が著
しく粗大化するので好ましくない。

加熱温度が３２０℃より低い場合には材料が完全に軟化
、再結晶しないため、ストリンガ−を製造する際の段付
き冷間圧延加工（テーパーロール加工）で割れが生ずる
問題がある。

結局３２０〜５００℃の温度で加熱軟化りる場合にのみ
１００μ以下の微細な再結晶粒を有するストリンガ−合
金の製造が可能となる。

上記温度への昇温速度については、平均１１℃／分より
大きい速度での急速加熱を行なうことが必須で、この場
合には加熱途上におけるＭｇ−Ｚｎ系化合物の析出が少
なく、冷間圧延により導入された転位組織は急速加熱に
よる軟化を行なうことにより均一微細なセル組織に変化
する。このような組織を有する材料を弱加工度のテーパ
ーロール加工（１０〜３０％）を行なった後に溶体化処
理を行なう場合には均一微細なセル組織を核として再結
晶が進行するため均一微細な再結晶粒が得られる。昇温
速度が１１℃／分より小さい場合には所定の軟化温度へ
の加熱中にＭＱ−Ｚｎ系の化合物が不均一析出すると共
に転位組織も完全に消滅するがあるいは粗大な不均一な
サイズのセル組織が残留する。このような材料を弱加工
のテーパーロール加工後に溶体化処理を行なう場合には
前記のような均一微細な再結晶粒は得られず、結晶粒は
著しく粗大化する。

急速加熱による軟化後の冷却速度については、冷却速度
が１時間当り３０’Ｃ未満の場合には完全なＯ材が得ら
れるので、素材の冷間加工性は良好であり、１度に９０
％程度のテーパーロール圧延が可能である。

これに対し急速加熱による軟化後の冷却速度が速い場合
には焼きが入り時効硬化するため、通常の一般Ｏ月より
は強度の高い材料が得られるが、この場合には比較的加
工度の低いストリンガ−材料としては適用が可能である
が、高加工度を必要とするストリンガ−への適用には加
工性の点で問題がある。

本発明の第３発明はその対策のためのもので、第２発明
において軟化の際の冷却速度が１時間当り３０℃以上の
時には、２００〜５００℃に再加熱して、とりわけ再加
熱温度が２００〜３５０℃未満の場合には空冷するか、
１時間当り３０℃以下の速度で冷即し、再加熱温度が３
５０〜５００℃の場合には１時間当り３０℃以下の速度
で冷却することを特徴とする方法である。

すなわち、再加熱後の冷却速度は再び焼きが入らないよ
うにするため再加熱温度が比較的低温の２００〜３５０
℃未満の場合には空冷するか、冷却速度が１時間当り３
０℃以下の冷却速度で冷却し再加熱温度が比較的高温の
３５０・〜５００’Ｃの場合には、冷却速度が１時間当
り３０℃以下の冷却速度で冷却する。このようにするこ
とによって、急速加熱後の冷却速度が速い場合でも高加
工度が可能となる。

また、再加熱温度は得られた素材の引張強さおよび素材
を段付きテーパーロール加工した後、溶体化処理した材
料（以下Ｗ材と呼ぶことがある。）の結晶粒径に影響す
ることが実験により分った。この関係の一例を第５図に
示づ一０第５図は急速加熱による軟化を行なった材料を
各温度で再加熱したＯ材の引張強さ及びこの０材を２０
％冷間加工後４７０℃×４０分溶体化処理した後、水焼
入したＶｌの結晶粒径と再加熱温度との関係を示す。

即ち、急速加熱による軟化後空冷し、室温に放置した材
料は焼きが入っているから、引張強さは高く、再加熱す
ることにより引張強さは再加熱温度の上昇とともに低く
なっている。また、再加熱後２０％の冷間加工を施した
後に溶体化処埋した材料の結晶粒径は、再加熱温度によ
り異なり、再加熱温度２００〜３５０℃未満のときの結
晶粒径は約２５〜３５μｍで比較的小さく、再加熱温度
３５０〜４４０℃未満のときの結晶粒径は３５〜５０μ
ＩＩＩと大きくなり、再加熱温度４４０〜５００℃のと
きの結晶粒径は３０〜３５μｍと再び小さくなる。

実施例４ 表１ 表１に示した合金Ｎｏ、１および４を下記本発明法と従
来法により３ＩｌｌＩｌｌ厚のストリンガ−材料に製造
した。

本発明法： 均質化処１！ｌ　（４６０℃Ｘ１６　ｈｒ　）　）　−
＋熱間圧延（４００℃で３００１より６１１１Ｉ１１に
圧延）→冷間圧延（６→３ｍｍ）−＋急速加熱（４５０
℃に昇温速度２１５℃／分で加熱し３分保持）→冷却（
５℃／分で冷却）　→３００℃Ｘ　１　ｈｒ加熱軟化−
＋２０℃／１１ｒの冷却速度で２（１０℃まで冷却→冷
間加工（加工度０〜９０％、表２に表示）→溶体化処理
（４７０℃×４０分、ソルトバス使用）→水焼入れ従　
　来　　法　： 均質化処理（４６０℃ｘ１６　ｈｒ　）→熱間圧延（４
００℃で３００−＋　６　ｍｍに圧延）　→４２０”Ｏ
ｘ　１　ｈｒ加熱後３り℃／１）ｒの冷却速度で冷却→
冷間圧延（６→３ｍｍ）→軟化（０，５〜ｂ 温速度で４２０℃に加熱して２ｈｒ保持→２５℃／ｈｒ
の冷却速度で冷却→２３５℃に６ｈｒ保持→空冷）→冷
間加工（加工度０〜９０％、表２に表示）→溶体化処３
！ｒ！（４７０℃で４０分保持、ソルトバス使用）→水
焼入れ 上記の方法で製造した材料（Ｗ材という）の諸性能を結
晶粒、溶体化処理前の冷間加工度とともに表２に示す。

本発明材は０〜９０％の全加工度にわたってＷ材の結晶
粒径が１００μ以下と微細な／＝め、Ｗ材の曲げ性、−
「６材の伸び、破壊靭性値等が従来材に比べてずぐれて
いる。

また、本発明材は結晶粒が微細なためケミカルミーリン
グ後の面粗さが従来材より小さく、ケミカルミーリング
後の疲労強度にすぐれている特徴がある。

実施例２　（急速加熱の昇温速度の影響）表１に示す合
金Ｎ　ｏ、　１を４７０℃で２４時間の均質化処理後４
４０℃より熱間圧延を開始し、３５０ｍＩＩｌより６ｍ
ｍ厚の板に圧延した。熱間圧延の終了温度は３４０℃で
あった。ついで６ｍｍ厚板を３ｍｍ厚まで冷間圧延し、
これを表３に示す種々の昇温速度で４５０℃に加熱し、
３分間保持した後に１時間当り２５℃の冷却速痘で冷却
し、３１１１ｍ０材とした。この板を種々の加工度で冷
間加工後にソルトバスを使用して４７０”ＣＸ　４０分
の溶体化処理後に水焼入した。これらの材料の結晶粒度
と４５０℃への昇温速度の関係を表３に示す。

表　３　　　合金１ ※　　従来法による昇温時間に相当 衣３に示されるように、４５０℃への平均昇温速度が平
均１１℃／分より大きい場合には合金の結晶粒および冷
間加工後溶体化処理した材料の結晶粒は１００μ以下の
均一微細粒であるが、平均昇温速度が１１℃／分以下の
場合には結晶粒は著しく粗大化する。ついで族３中の昇
温速度が８６℃／分、２１℃／分、１４℃／分、１１℃
／分、０．９℃／分のものを代表的に選んでＷ材および
焼入後に　１２０℃で２４時間時効したＴ６Ｕの諸性能
を表４に示す。平均昇温速度が１１℃／分より大きい材
料はストリンガ−材料として良好な性能を有している。

平均昇温速度　　　冷間加工度　　　溶体化処理後０　
　　　　　２７ １０　　　　　　３５ ８６　　　　　　２０　　　　　　　３５３３　　　　
　　３５ ５０　　　　　　３０ ８０　　　　　　２７ ０　　　　　　　３５ １０　　　　　　４０ ２１　　　　　　２０　　　　　　　４０３３　　　　
　　４０ ５０　　　　　　　３０ ８０　　　　　　２５ ０　　　　　　　６５ １０　　　　　　７５ １４　　　　　　２０　　　　　　　９０３３　　　　
　　６０ ５０　　　　　　３５ ８０　　　　　　３５ ４　合金１ Ｗ材の曲げ試験結果　※　　　　　　　Ｔ６材の機械的
性質外　　観　　　割れの　　　　　耐　　力　　　引
張強さ　　伸　　び有無　　（ｋｇ／ｍｔｎ２）　　（
ｋｇ／ｍ’ｔｎ２）　　（％）肌荒なし　　　な　　し
　　　　５２．７　　　５８．４　　　１６５３．５　
　　５８．９　　　１４ ５３．１　　　５９．６　　　１４ ５３．６　　　５９．３　　　１５ ５３．１　　　５８．４　　　１６ ５２．７　　　５８．２　　　１６ ５２．８　　　５８．１　　　１５ ５３．１　　　５８．４　　　１４ ５３．２　　　５８．７　　　１４ ５２．５　　　５８．４　　　１５ ５２．６　　　５８．０　　　１７ ５２．６．　　．５８．０　　１７ ５２．４　　　５８．１　　　１６ ５２．５　　　５８．２　　　１４ ５２．５　　　５８．３　　　１３ り１．８　　　５８．０　　　１３ ５２．３　　　５８．０　　　１５ ５２．０　　　５８．０　　　１６ ０　　　　　　１０５　　　　　　ｔ ｌｏ　　　　　　　１３０ １１　　　　　　　２０　　　　　　　”１７０３３　
　　　　　　１４０ ５０　　　　　　４０ ８０　　　　　　　４０ ０　　　　　　２２０　　　　　　ｆｌｌｌｌｏ　　　
　　　　２５０ ０．９　　　　２０　　　　　　　２８０３３　　　　
　　　２２０ ５０　　　　　　　４５　　　　　　ｌｌ８０　　　　
　　４０ ※９０°曲げ、曲げ半径１，５ｔ　　（ｔ　：板厚）焼
入後４時間後に曲げ試験臥１　　荒　　　微少割れ　　
　　５１．７　　　５７．４　　　１４５１．９　　　
５７．６　　　１２ ５２．０　　　５７．９　　　１２ ！　　荒　　　割　　れ　　　　５１．５　　　５７．
５　　　１２５１．９　　　５８．２　　　１０ ５２．０　　　５８．１　　　１０ ５１．８　　　５７．８　　　１１ １荒なし　　　な　　し　　　　　５１．５　　　　５
７．３　　　１４５１．６　　　５７．３　　　１４ ：旅。

実施例３（加熱温度の影響） 表１に示した合金Ｎ　ｏ、　２を実施例２と全く同じ方
法で３ｍｍの冷間圧延上り板に圧延した。この板を３２
０〜５２０℃間の各温度に、種々の昇温速度で加熱し、
その後１分当り５℃の冷却速度で冷却し、ついで３００
℃で１時間加熱し、１時間当り２０℃の冷却速度で冷却
し３ｍｍ　Ｏ材どした。

上記３ｍｍ　Ｑ材を冷間加工後に、ソルトバスを使用し
て４７０℃で４０分の溶体化処理後に水焼入したＷ材の
結晶粒度と昇温時間２分で昇温させた加熱温度の関係を
表５に示す。弱加工後に溶体化処理を行なった場合でも
結晶粒の微細な材料の得られるのは、冷間圧延上りの板
を３２０〜５００°Ｃの１１１に急速加熱して軟化した
材料のみであり、加熱温度がこの範囲外の場合には弱加
工後に溶体化処理しても結晶粒の微細な材料は得られな
い。

表５に示しｔｃ条件で軟化した３ｍｍ厚Ｏ材のうちの３
例につき、最大８０％の冷間圧延をし、４７０℃で４０
分の溶１本化処理をしてから水焼入れしたＷ材および焼
入れ後に１２２℃で２５時間時効したＴ６材についての
試験をした。その結果を表６に示すが、各側ともストリ
ンガ−材料として十分な性能を有していた。

表６ 平均昇温速度　　　加熱温度　　　冷間加工度　　　Ｗ
材の結晶粒（℃／分）　　　　　　（’Ｃ）　　　　　
　（％）　　　　　　　（μｍ）０　　　　　２７ １０　　　　　３５ ２３０　　　　　　４８０　　　　２０　　　　　　３
５３０　　　　　２５ ６０　　　　　３０ ８０　　　　　２７ ０　　　　　　３０ １１　　　　　３８ ２０５　　　　　　４３０　　　　２０　　　　　　３
８２８　　　　　３３ ５３　　　　　３０ ７５　　　　　３０ ０　　　　　３７ ９　　　　　４０ １Ｆ３８　　　　　　３９５　　　　２２　　　　　　
４５３０　　　　　４０ ４５　　　　　３５ ８０　　　　　３０ ※　　９０°曲げ、曲げ半径１．５ｔ　　（を−板厚）
、焼入後・肌荒なし　　　な　　し　　　　５２．１　
　　５８．３　　　１５５２．５　　　５８．９　　　
１５ ５２．８　　　５９．４　　　１４ ５２．６　　　５８．６　　　１６ ５１．９　　　５８．３　　　１６ ５１．７　　　５８．０　　　１７ ５２．６　　　５８．７　　　１５ ５３．０　　　５９．１　　　１７１ ５３．３　　　５９．４　　　１４ ５２．８　　　５８．８　　　１６ ５２．５　　　５Ｂ、８　　　１５ ５２．６　　　５８．３　　　１６ ５２．０　　　５８．９　　　１７ ５２．９　　　５９．４　　　１３ ５２．７　　　５９．８　　　１４ ５２．６　　　５９．４．　　　１７ ５２．４　　　５８．８　　　１６ ５２．１　　　５９．０　　　１７ １時間後に曲げ試験実施。

実施例４（加熱保持時間の影響） 表１に示す合金Ｎｏ、３を実施例２と全（同じ方法で釦
ｍ厚の冷間圧延上り板に圧延した。この板を表７に示す
昇温速度で各温度に加熱し、各時間保持したのち、１分
当り５℃の冷却速度で冷却し、ついで３００℃Ｘ１ｈｒ
の加熱後空冷し３ｍｍ　Ｏ材どした。

この３ｍｍ　Ｏ材を最も結晶粒の粗大化傾向の大きい２
０％の冷間圧延後にンルトバスを使用して４７０℃で４
０分の溶体化処理後に水焼入れしたＷ材の結晶粒度と加
熱温度と保持時間の関係を表７に示す。

この表７から判るとおり、各保持時間にねＩＣって結晶
粒の微細な材料が得られることは明らかである。

上記の３ｍｍ　Ｏ材板を０〜９０％冷間圧延したのちに
、溶体化処理して水焼入れしたＷ材の結晶粒は全て１０
０μ以下であり、１，５ｔ　　（ｔ　＝板厚）の曲げ半
径で　９０°曲げを行なった場合にも肌荒れや割れは全
く生ぜず、ストリンガ−用材料として好適なものであっ
た。

表　７　　合金４ 実施例５（製造条件の影Ｗ） 表１に示した合金Ｎ　ｏ、　１の４００ｍｍ厚訪塊を表
８に示す製造条件の下で２〜５ｍ１Ｉ厚の０材板とした
。

表８ ソーキング　　　　　　　熱間圧延条件Ｎｏ、　　　条
　　　件　　　開始温度　終了温度　板　厚　　※　軟
化条件（℃）　　　　（’Ｃ）　　　（ｍｍ）１４７０
°Ｃｘ３０ｈｒ　　　　４３０　　３３０　　　６　　
　　な　　し２　　　　　　　　　　　　４００　　３
００　　　　ＩＩ　　３７０℃ｘ１ｈｒ３４６５℃ｘ１
６１１ｒ　　　　４２５　　３１０　　　　ｎ　　　　
な　　し４４７５℃ｘ２４ｈｒ　　　　　　　　　　　
　　　　ｎ　　　３９０℃ｘｌｈｒ５Ｉｌ〃４００℃Ｘ
１ｈｒ ７４７０℃ｘ２４ｈｒ　　　　４４０　　２８０　　　
８　　　　な　　し８　　　　　　　　　　　４００　
２６０　　　〃９　　　　　　　　　　　　４４０　　
３３０　　　５１０　　　　　　　　　　　　　〃　　
　３６０　　　／１１１　　　４７０℃ｘ１６ｈｒ　　
　　４３５　　３２５　　　　ｎｌ　２　　　４７５℃
×２４１１ｒ４１５３４５〃３５０℃Ｘ１１１ｒ１３　
　　　　　　　　　　　　１１　　　２９０　　　９　
　４００℃Ｘ１ｈｒ１４　　　　　　〃　　　　　　〃
　　　３２０　　８１５　　　　４７０℃ｘ２４ｂｒ　
　　　４２０　　　　　Ｆ＋　　　　　１０　　　　な
　　し１６　　　　　　　　　　　　　　ＪＩ３３５　
　　８　　４００℃Ｘ１１１ｒ１７　　　　　　　　　
　　　　　　　　　ＩＩ　　　１５※　軟化終了後１時
間当り２５℃の冷却速度で冷却。

合金１ に か ３３　　４　　　　１４０　　４５０℃×１分　　５℃
／分　　　３００℃Ｘ市ｒ２１　　４５０℃×２分　　
　　〃 ５０　　３　　　　２３０　　４７０℃×３分１７４８
０℃×３０分 ６６　　２　　　　４５０　　４７０℃×２分　　１０
℃／分　　　２３０℃ｘ３ｈｒ３８４００℃×３５分　
　　　〃　　　※　　〃５０　　４　　　　２３０　　
４８０℃×１分　　　ＩＩ　　　※４７０℃ｘ１ｈｒ２
４　　３８０℃×４０分　　　　〃　　　※　　〃４０
３５７４３０℃×２０分　　２０℃／１１ｒ　　　　　
な　　し１４０　　４５５℃×２分 ５０　２．５　　１３００　　４７０℃×３分７１０　
　４００℃Ｘ５０分　　２５°Ｃ／ｈｒ６６　　３　　
　　９００　　４６０℃×４分６３　　　Ｎ　　、　　
　　１．５０　　４４０℃×１０分８０　　３　　　　
２２０　　４５０℃×２分　　３０℃／ｈｒ表８におけ
るＮ　０．１〜１７の製造条件で製造したＯ材板を最も
結晶粒の粗大化傾向の大きい２０％冷間圧延したのちに
ソルトバスを使用して４７０℃で４０分の溶体化処理後
に水焼入れし、１２０℃で２４時間時効したＴ６材の諸
性能の試験結果とを表９に示す。

表　９　　合金１ ※　９０°曲げ、曲げ半径１．５ｔ　　（ｔ　：板厚）
で焼入後４時間後に曲げ試験実施。

表９より明らかなように本発明の条件により製造したス
トリンガ−材料の結晶粒径は１００μ以下であり、冷間
加工後に焼入れした材料についても結晶粒径は１００μ
以下と粗大化せず、またＷ材、Ｔ６材共にストリンガ−
材料として良好な性能を示している。

なお、表９には加工度２０％の場合の結果のみ示したが
、０〜８０％の冷間加工を行なう場合についても溶体化
処理後の結晶粒径は全て１００μ以下であり、Ｗ材、Ｔ
６材共にストリンガ−用材料として十分な性能を有して
いた。

実施例６（合金組成の影Ｗ） 表１に示しｔｃ合金Ｎ０１１〜４の４００ｎｖ厚鋳塊を
４７０℃で２５時間均質化処理したのち、４００℃より
熱間圧延を開始し、６ｍｍ厚の板に圧延した。

熱間圧延終了温度は３００℃であった。ついで、６ｍｍ
厚板を釦ｍ厚まで冷間圧延し、平均昇温速度２２０℃／
分で４６０℃に加熱し、５分間その温度に保持したのち
、１分当り１０℃の冷却速度で冷却し、その後３００℃
で１時間加熱後空冷し３ｍｍＱ材とした。

比較のため表１に示した合金１’Ｊｏ、５並びにＮ００
６のものも同じ方法で０材板とした。

これらの０材板のストリンガ−材料としての性能をみる
ため、各０材板を０〜７５％冷間圧延したのち、４７０
℃で４０分溶体化処理し水焼入れしたＷ材および焼入れ
後に　１２０℃で２４時間時効したＴ６材についての試
験をした。その諸性能を表１０に示す。

各合金共に結晶粒は全加工度にわ°たって１００μ以下
である。

表１１には最も結晶粒径の粗大化傾向が大きい２０％加
工の場合について、冷間加工後にソルトバスを使用して
４７０℃Ｘ４０分の溶体化処理後に焼入れした材料の諸
性能を示す。

表１０ 合金ＮＯ３１〜４はストリンガ−材として良好な性能を
有しているが、Ｎ０１５合金は強度が低く、Ｎ００６合
金は応力腐食割れの危険があるためストリンガ−材とし
ての使用には問題がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は航空機胴体内部の一部斜視図、第２図はストリ
ンガ−の断面形状の例、第３図はストリンガ−素材の加
工状態を示す斜視図、第４図は加工度と結晶粒径との関
係の１例を示す説明図、第５図は素材の引張強さとＷ材
の結晶粒径と再加熱温度との関係を示すグラフである。 １・・・・・・・・・胴体 ２．３・・・補強材（ストリンガ−、ストリンガ−フレ
ーム） 特許出願人　住友軽金属工業株式会社 代理人　　弁理士　　小　松　秀　岳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１１Ｚｎ５．１−、８．１％、Ｍｇ１．８〜３．４％
   、Ｃｕｌ、２〜２．６％、ＴｉＯ，２％以下、Ｚ　ｒＯ
   ００５〜０．２５％を含み、残りＡＩと不純物より構成
   される組成を有し、段付冷間加工されかつ溶体化された
   材料であって、結晶粒が１００μｍ以下であることを特
   徴とする結晶粒の微細な航空機ストリンガ−用材料。 （２１Ｚ　ｎ５．１〜８．１％、Ｍｇ１．８〜３．４％
   、Ｃｕｌ、２〜２．６％、Ｔｉ０．２％以下、Ｚ　ｒＯ
   ，０５〜０．２５％を含み、残りＡ１と不純物より構成
   される合金を常法にしたがって均質化処理、熱間圧延お
   よび冷間圧延して所定の厚さとした材料を、３２０〜５
   ００℃温度に平均１１℃／分より大きい昇温速度で急速
   に加熱することにより軟化し、０〜９０％の異なる加工
   度で冷間段付加■をした後、溶体化処理を行なうことを
   特徴とする結晶粒の微細な航空機ストリンガ−用材料の
   製造法。 ｒ３１　　Ｚｎ５．１〜８．１％、Ｍｇ１．８〜３．４
   ％、ＣＬｌｌ、２〜２．６％、Ｔｉ０．２％以下、Ｚｒ
   Ｏ，０５〜０．２５％を含み、残りＡ１と不純物より構
   成される合金を常法にしたがって均質化処理、熱間圧延
   および冷間圧延して所定の厚さとした材料を、３２０〜
   ５００℃温度に平均１１℃／分より大きい昇温速度で急
   速に加熱することにより軟化し、この軟化の際の冷却速
   度が１時間当り３０℃以上のときに２００〜５００℃に
   再加熱して、再加熱温度が２００〜３５０℃未満の場合
   には空冷又は１時間当り３０℃以下の速度で冷却し、又
   再加熱温度が３５０〜５００℃の場合には１時間当り３
   ０℃以下の速度で冷却し、０〜９０％の異なる加工度で
   冷間段付加工をした後、溶体化処理を行なうことを特徴
   とする結晶粒の微細な航空機ストリンガ−用材料の製造
   法。