JPS60121249A - 耐応力腐食用アルミニウム基合金 - 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】 産業上の利用分野 本発明はアルミニウムリチウム合金に関する。

従来の技術 アルミニウムリチウム系に基づく合金は剛性と重量減に
関して利点を与えることが知られている。

従来のアルミニウムリチウム合金は例えば２．１４Ｌｉ
と５．５％Ｍｇ′ｔ−含むＭ−鴇−Ｌ１系（Ｕ、に、特
許第１１７２７３６号１９６９年１２月３日）に基づく
か粉末冶金による従来の合金に比較的高レベルのリチウ
ムの添加（例えばに、に、　５ａｎｋａｒａｎ　＊ＭＩ
Ｔ論文１９７８年６月）に基づくものであった。

最近では、例えばリチウム２−３％、ｍｉ、ｏ−２，４
％、マグネシウム（１，０％のマグネシウムと銅の添加
が提案された（例えば０．４ないし１．０重量％のマグ
ネシウム量を開示するＵ、に、特許出願第２１１５’８
３６Ａ）６．１％の密度減少の現代の目標は、例えば２
０１４及び７０７５の２０００及び７０００シリーズと
比較して市販用に開発されたアルミニウムリチウム合金
の出現によってしばしば引用されている。

発明が解決しようとする問題点 Ａｔ−Ｍｇ　−Ｌｉ系に基づく合金は加工が困難で耐力
が低く、破壊靭性が低い点で欠陥があるが良好な腐食性
を有する。今日迄に開発されＡｌ　−Ｌｉ−Ｃｕ−々系
に基づく合金は改良された加工性、強度及び靭性を有す
るが比較的耐食性が低い。

問題点を解決するための手段 我々は続いて、Ａｔ−Ｌｉ　−Ｃｕ　−Ｍｇ系の主要合
金元素（Ｌｉ＋　Ｃｕ　ｒ　Ｍｇ　）の濃度を変えるこ
とによって、その系内に存するために知られた加工容易
性、強度及び破壊靭性特性と、今日迄開発されたＡｔ−
Ｍｇ　−Ｌｉの耐食性とを組合せることが可能である。

従って重量％で リチウム−２，１〜２．９ マグネシウム−３，０〜５．５ 銅−０，２〜０．７の 範囲の成分と、 ジルコニウム−０，０５〜０．２５ ハフニウム−０，１０〜０．５０ ニオビウム−０，０５〜０．３０の ジルコニウム、ハフニウム及びニオビウムからなる群か
ら選択された１種又はそれ以上の成分と、残部アルミニ
ウムと、不純物とからなることを特徴とする耐応力腐食
用アルミニウム基合金が提供される。

前記不純物が重量％で 亜鉛−２，０以下 チタン−０，５以下 マンガン−〇、５以下 ニッケルー０．５以下 クロム−０，５以下 ダルマニウム−０，２以下 の群から選択された少なくとも１種の成分と他の駆除元
素とからなることが好ましい。

該合金がジルコニウムを含む場合、好ましい範囲は０．
１ないし０．１５重量％であシそのジルコニウムは１．
０ないしＳ、　ＯＸ量チハフニウムを通常含むことが理
解される。Ｔｉ　ｒ　Ｎｌ　＋　Ｍｎ　＊　Ｃｒ及びＧ
ｅの任意添加は再結晶での粒界と粒成長に影響又はコン
トロールのために用いてもよく、亜鉛の任意添加は該材
料の靭性を改良し且つ強度をも与える。

Ａｔ−Ｍｇ−Ｌｉ−Ｃｕ系の合金は典型的には２．４９
ｇ／−の密度を有する。第１表に中間及び高強度Ａｔ−
Ｌｉ　−Ｃｕ　−Ｍｇ合金と中間強度のＡｔ−Ｍｇ　−
Ｌｉ　−Ｃｕ合金の計算密度値の比較を示す。

２０００及び７０００シリ一ズ合金を中間強度Ａｔ−Ｍ
ｇ−Ｌｉ−Ｃｕ合金で置き換えることによって得られる
と予想される。

実施例 本発明に係る合金の実施例を以下に示す。第２表の成分
を有する合金ビレットを、従来のチル鋳造法を用いなが
ら８０ＩＩＩＩＩ＋直径押出しインク９ツトに鋳造した
。該ビレットを均質化し、次に光面欠陥を剥離した。次
に該ビレットを４６０℃に予熱し２５ｍ＋直径のパーに
押し出した。その押し出しノ々−を次に熱処理しピーク
時効条件にし想定した材料の引張り特性、破壊靭性、応
力腐食と腐食特性にした。

上記の８０１ｍ径の押し出しインゴットに加えて、２５
０ｍ＋の径のビレットも鋳造した。押し出し前８坪し に均質化し２１０の径に皮削シした。

４４０℃への予熱に続いてビレ、）を標準製造設備を用
いて断面１００■×２５蝉の千ノ々−に押し出した。

該８０簡径インゴツトから作られた合金の引張シ特性を
第３表に示す。その０．２チ耐力と引張シ強度は従来の
２０１４−Ｔ６５１合金とＡＡ−Ｌｉ−Ｃｕ　−Ｍｇの
それに匹敵しＡｔ−Ｌｉ−Ｍｇ合金系と比較して強度が
２５％向上する。短かい横−長さ方向の該合金の破壊靭
性は１６−２０　ＭＰａ／ｍで上記合金に同様に匹敵す
る。

該２１０簡径のビレットから作られた押し出し材の引張
９特性、破壊靭性、腐食及び応力腐食特性を５３０℃１
時間の溶解処理及び２チストレツチングの後、種々の時
効条件で調査した。

この合金の引張シ特性を第４光に示す。

この合金の化学成分なＮ５表に示す。該ＡＬ−Ｍｇ　−
Ｌｉ　−Ｃｕ合金の典型的な特定強度をアルミニウムリ
チウム合金の早期の値と共に第６表に示すＯ 中間粒腐食、剥離腐食及び応力腐食に対する該合金の抵
抗を今のＡＳＴＭ規準に従って決定した。

ｌてのテストにおいて、該合金は中間及び高強度ＡＬ−
Ｌｉ−Ｃｕ　−Ｍｇ合金と比較すると性能において重要
な改良を示した。

ＡＳＴＭＧ４４−７５とＡＳＴＭＧ４７−７９に詳述さ
れたテスト法による３　５　＆／ｌ塩化ナトリウム溶液
中で応力腐食テストを実施した。

Ａｔ−Ｍｇ−Ｌｉ　−Ｃｕ合金は新しいＡｔ−Ｌｉ−Ｃ
ｕ　−Ｍｇ合金よシも応力腐食割れに対してより大きな
抵抗を示す。応力腐食性能での改良はもしも銅のレベル
が例えば０．２−０．３重量％の低範囲に維持されるな
らば達成し得る。しかしながら、このレベルに銅含量を
減らすことは約７−１０％の引張シ強度の減少をもたら
す。ＡＬ　−Ｍｇ　−Ｌｉ　−ＣｕとＡｔ−Ｌｉ　−Ｃ
ｕ−Ｍｇ合金の応力腐食寿命の比較を第７表に示す。こ
れらのデータは粒子流に対して横方向で約３５０　ＭＰ
ａの応力レベルでのテストに関する。

剥離腐食に対する感受性をＡＳＴＭ　Ｇ　３４−７９に
詳述された方法、″’ＥＸＣＯ″テストによシ評価した
。

９６時間の露出時間の後、Ａｔ−Ｍｇ−Ｌｉ　−Ｃｕ合
金を、該ピーク時効テンパーでの成層剥離攻撃のみを示
すために評価した。これによって、中間強度のＡｔ−Ｌ
ｉ　−Ｃｕ　−Ｍｇ合金に対して中間ないしシビアな割
合及び高強度Ａｔ−Ｌｉ　−Ｃｕ−Ｍｇ合金に対しては
シビアないし非常にシビアな割合と比較する。

試験片断面の顕微鏡試験ではＡｔ−Ｍｇ　−Ｌｉ　−Ｃ
ｕ合金によって示された腐食攻撃の深さは中間及び高強
度Ａｔ−Ｌｉ　−Ｃｕ　−Ｍｇ合金と比較してそれぞれ
３０及び６０％減少した。該Ａｔ−Ｍｇ−Ｌｉ−Ｃｕ合
金を圧延インゴットの形に鋳造し、且つ従来の熱間及び
冷間圧延技術によシ板製品に加工した。

Ｎ２表において合金の種々の加工性をリチウム。

マグネシウム及びジルコニウムの添加の合金添加で銅が
入らぬ合金と０．９％鋼含有の同合金とを比較した。

本発明によれば材料の最終降伏を比較合金と比べて少な
くとも５０％増大するような著るしい加工性の改良を示
した。

以下余白 第１表　密度比較 第２表　２つの合金実施例の比較 第３表　２つの合金実施例の引張シ特性機械的特性 （１）１９０℃で４時間の不十分な時効テンパー後、室
温で測定された特性 （２）１９０℃で１６時間のピーク時効テンパー後、室
温で測定された特性 第３表にあるようにＴＳは引張強度である。

ｐｓは０．２％耐力である。

以下余白 第６表　Ａｔ−Ｍｇ−Ｌｉ　−Ｃｕ合金と比較されたア
ルミニウムーリチウム合金の典型的 な特定強度 第７表　応力腐食寿命の比較

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量％で リチウム−２，１〜２．９ マグネシウム−３，０〜５．５ 銅−０，２〜０．７の 範囲の成分と、 ジルコニウム−０，０５〜０．２５ 八フニウム−０，１０〜０．５０ ニオビウム−０，０５〜０．３ｏの ジルコニウム、ハフニウム及びニオビウムかうなる群か
   ら選択された１種又はそれ以上の成分と、残部アルミニ
   ウムと、不＃ｌｌ物とからなることを特徴とする耐応力
   腐食用アルミニウム基合金。 ２、前記不純物が重量％で 亜鉛−２，０以下 チタン−０，５以下 マンガン−〇、５以下 ニッケルー０．５以下 クロム−０，５以下 ダルマニウム−０，２以下 の群から選択された少なくとも１種の成分と他の附随元
   素とからなる特許請求の範囲第１項記載の合金。 ３、　０．１ないし０．１５重量−のジルコニウムを含
   む特許請求の範囲第１項記載の合金。 ４、２．４ないし２．６重量−のリチウムを含む特許請
   求の範囲第１項記載の合金。 ５、　３．８ないし４．２重量％マグネシウムを含む特
   許請求の範囲第４項記載の合金。 ６、　０．４ないし０．６重量％銅を含む特許請求の範
   囲第５項記載の合金。