JPS60215735A - Ａｌ基合金及び該合金の熱処理方法 - Google Patents
Ａｌ基合金及び該合金の熱処理方法Info
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- JPS60215735A JPS60215735A JP60051547A JP5154785A JPS60215735A JP S60215735 A JPS60215735 A JP S60215735A JP 60051547 A JP60051547 A JP 60051547A JP 5154785 A JP5154785 A JP 5154785A JP S60215735 A JPS60215735 A JP S60215735A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
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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】
本発明け、主にＬｉ、Ｃｕ及びＭｇを含有しかつ高置ｔ
ｉＩ特性及び高延性を肩するｌ／基合金に係る。
ｉＩ特性及び高延性を肩するｌ／基合金に係る。
リチウム添加により、アルミニウム、合金の密度が減少
し、弾性係数及び機械的抵抗が増加することは冶金業者
に既知である。本願発明者は、これらの合金、より詳細
には他の添加成分として例えばマグネシウム又は鋼を含
Ｍするアルミニウムーリチウム合金を航空機産業に適用
することに関心を持った。しかし乍ら、このような含リ
チウム合金は、必然的に従来の航空機相合Ｃ１例えば、
合金２０２４−Ｔ４又はＴａＳ２．２２１４Ｔ６（５１
）、７１７５−Ｔ７３（５１）又はＴ７６５２及び７１
５０−ＴａＳ２（アルミニウム協会規格による）に少な
くとも等しい延性及び靭性、該合金に等しい機械的抵抗
を備えなければならず、既知の會リチウム合金ではこれ
に静画しない。
し、弾性係数及び機械的抵抗が増加することは冶金業者
に既知である。本願発明者は、これらの合金、より詳細
には他の添加成分として例えばマグネシウム又は鋼を含
Ｍするアルミニウムーリチウム合金を航空機産業に適用
することに関心を持った。しかし乍ら、このような含リ
チウム合金は、必然的に従来の航空機相合Ｃ１例えば、
合金２０２４−Ｔ４又はＴａＳ２．２２１４Ｔ６（５１
）、７１７５−Ｔ７３（５１）又はＴ７６５２及び７１
５０−ＴａＳ２（アルミニウム協会規格による）に少な
くとも等しい延性及び靭性、該合金に等しい機械的抵抗
を備えなければならず、既知の會リチウム合金ではこれ
に静画しない。
最近、冶金業者により低苦度で機械的固有抵抗の大きい
銅及びマグネシウム含有型アルミニウムーリチウム合金
の新規組成が提案されておム特に、公称組成（貨１１が
Ｌｉ＝２．０〜２．８、Ｃｕ＝１、０〜１．５、Ｍｇ＝
０．４〜１、Ｚ ｒ ＝ ０．２、Ｍ ７１〈０．５、
Ｎｌくｏ５、Ｃｒ り０．５の合金を請求しているヨー
ロッパ特許出ｍ第８８５１１号の実験的合金が挙けられ
る。しかし乍ら、Ｔ８状態の薄型薄板及びＴ６５１状態
の原型向板で得られた抵抗及び延びのレベルは、今日知
られているリチウム重量が１．７係よシ高い他のＡＡ！
ＬＩＣｕ及びＡ／Ｔ、ｉＣｕＭｇ系合金、即ち、インゴ
ット冶金法（例えば半連続式鋳造）又は粉末冶金法によ
って得られる製品と同様に、２０００〜７ＯＱＯ系の航
空機用合金よシも更に劣る。
銅及びマグネシウム含有型アルミニウムーリチウム合金
の新規組成が提案されておム特に、公称組成（貨１１が
Ｌｉ＝２．０〜２．８、Ｃｕ＝１、０〜１．５、Ｍｇ＝
０．４〜１、Ｚ ｒ ＝ ０．２、Ｍ ７１〈０．５、
Ｎｌくｏ５、Ｃｒ り０．５の合金を請求しているヨー
ロッパ特許出ｍ第８８５１１号の実験的合金が挙けられ
る。しかし乍ら、Ｔ８状態の薄型薄板及びＴ６５１状態
の原型向板で得られた抵抗及び延びのレベルは、今日知
られているリチウム重量が１．７係よシ高い他のＡＡ！
ＬＩＣｕ及びＡ／Ｔ、ｉＣｕＭｇ系合金、即ち、インゴ
ット冶金法（例えば半連続式鋳造）又は粉末冶金法によ
って得られる製品と同様に、２０００〜７ＯＱＯ系の航
空機用合金よシも更に劣る。
冶金試験の過程で本願発明者は、ＡＩＬＩＣｕ及びＡｌ
ＬＩＭｇ 、１４合金及びＡＩＬＩＣｕＭｇ系公知合金
よシも機械的抵抗及び透性の関係がよりすぐれたｋｌ−
Ｌｉ−１ｖ１ｇ−Ｃｕ （＋Ｃｒ 、 Ｍｎ ＋ Ｚｒ
！ Ｔｉ）系工業用合金の新規組成を発見し、実験に
ょシ確認した。
ＬＩＭｇ 、１４合金及びＡＩＬＩＣｕＭｇ系公知合金
よシも機械的抵抗及び透性の関係がよりすぐれたｋｌ−
Ｌｉ−１ｖ１ｇ−Ｃｕ （＋Ｃｒ 、 Ｍｎ ＋ Ｚｒ
！ Ｔｉ）系工業用合金の新規組成を発見し、実験に
ょシ確認した。
本発明の新規合金の重量組成を以下に示す。
Ｌｌｌ、７〜２．９％、Ｃｕ１．５〜３．４％、Ｍ ｇ
Ｏ，２０１、Ｓｉく０．１２％、ＣｒＯ〜０．３％、Ｍ
ｎ （＋−１，０４、Ｚｒ Ｏ〜０．２％、ＴｉＯ〜０
．１係、ＢｅＯ〜０．０２転他の成分（不純物）各く０
．０５％、全体くｏ、ｉｓ％、残部ニアルミニウム。
Ｏ，２０１、Ｓｉく０．１２％、ＣｒＯ〜０．３％、Ｍ
ｎ （＋−１，０４、Ｚｒ Ｏ〜０．２％、ＴｉＯ〜０
．１係、ＢｅＯ〜０．０２転他の成分（不純物）各く０
．０５％、全体くｏ、ｉｓ％、残部ニアルミニウム。
主成分合量は、好ましくは単独又は組合せによ’） Ｌ
ｉ １．７〜２．５ ％ −、Ｍ ｇ １．２〜２−
２％及びＣｕ１．７〜３．０％とする。ＣＵ値は２〜２
．７優に限定し得る。ｚｒ＠址は好ましくは、０．１０
〜０．１８チである。鉄及びケイ素含量は好ましくは、
それぞれ０．１０及び０．０ｆｉ％未満である−最良の
機械的抵抗、延性の関係を得るためには、更に以下の関
係式： ％式％ 好ましくは９＜Ｋ＜１１ ）を保つべきでめる。
ｉ １．７〜２．５ ％ −、Ｍ ｇ １．２〜２−
２％及びＣｕ１．７〜３．０％とする。ＣＵ値は２〜２
．７優に限定し得る。ｚｒ＠址は好ましくは、０．１０
〜０．１８チである。鉄及びケイ素含量は好ましくは、
それぞれ０．１０及び０．０ｆｉ％未満である−最良の
機械的抵抗、延性の関係を得るためには、更に以下の関
係式： ％式％ 好ましくは９＜Ｋ＜１１ ）を保つべきでめる。
本発明の合金は、焼入れ後の顕微鏡写真式、又は電子あ
るいはイオン微量分析試験（ＳＩＭＳ）時に検出可ｎ’
ｔｓ’ｔＡ ！ｌ Ｃｕ （Ｌ ｉ ＊ Ｍｇ ）相の
金属間化合物が好ましくはＡＪに完全に溶解するか又は
５μｍ未満の寸法を有するに十分な時間の間、少なくと
もθ＝５３５−５ （＊Ｍｇ）のオーダの温度θ（ロ）
範囲で鋳造品を均質化処理し、力ロエされた製品を溶体
化処理（ｍ１ｓｅ ａｎ ５ｏｌｕｔｉｏｎ） した後
に、最適レベルの抵抗及び延性を肩する。均質化は、θ
＋１０（２）乃至θ−２０υの温度範囲で実施され得、
溶体化は好ましくはθ±１０℃で実施される。
るいはイオン微量分析試験（ＳＩＭＳ）時に検出可ｎ’
ｔｓ’ｔＡ ！ｌ Ｃｕ （Ｌ ｉ ＊ Ｍｇ ）相の
金属間化合物が好ましくはＡＪに完全に溶解するか又は
５μｍ未満の寸法を有するに十分な時間の間、少なくと
もθ＝５３５−５ （＊Ｍｇ）のオーダの温度θ（ロ）
範囲で鋳造品を均質化処理し、力ロエされた製品を溶体
化処理（ｍ１ｓｅ ａｎ ５ｏｌｕｔｉｏｎ） した後
に、最適レベルの抵抗及び延性を肩する。均質化は、θ
＋１０（２）乃至θ−２０υの温度範囲で実施され得、
溶体化は好ましくはθ±１０℃で実施される。
Ｋ＞１１．５では合金の延性が不十分であシ、Ｋ（８，
５では合金の機械的抵抗が不十分であることが確認され
た。
５では合金の機械的抵抗が不十分であることが確認され
た。
＠度θにおける最適均質化熱処理時間は、急速同化（噴
霧化、スプラット式冷却又は他の全手段）によフ賦形さ
れた合金の場合、０．５〜８時間、半連続鋳造による成
形又は賦形製品の場合、１２〜７２時間である。
霧化、スプラット式冷却又は他の全手段）によフ賦形さ
れた合金の場合、０．５〜８時間、半連続鋳造による成
形又は賦形製品の場合、１２〜７２時間である。
誼合金は、温度１７０乃至２２０℃（好ましくは１８０
乃至２００℃）で８〜４８時間焼戻し後に最適の機械的
特性を有しておシ、好ましくは適当な形状（薄板、）９
−、ジートノ々−）の製品を焼入れと焼戻しとの間で１
〜５％（好ましくは２〜４％）塑性変形するように冷延
し、その結果、延性を低下することなく製品の機械的特
性を更に改良することができる。
乃至２００℃）で８〜４８時間焼戻し後に最適の機械的
特性を有しておシ、好ましくは適当な形状（薄板、）９
−、ジートノ々−）の製品を焼入れと焼戻しとの間で１
〜５％（好ましくは２〜４％）塑性変形するように冷延
し、その結果、延性を低下することなく製品の機械的特
性を更に改良することができる。
従って、本発明の合金は公知の合金Ａ／ＬｉＭｇＭｎ０
１４２０ （ＡＪ−５９６Ｍｇ−２９６Ｌｉ−０，６％
Ｍｎ）よシも機械的抵抗及び延性がすぐれておシ、既知
のＡ！ＬｉＣｕＭｇ合金（マグネシウム含量が小さい）
よりも機械的抵抗と延性との関係がすぐれ°Ｃいる。
１４２０ （ＡＪ−５９６Ｍｇ−２９６Ｌｉ−０，６％
Ｍｎ）よシも機械的抵抗及び延性がすぐれておシ、既知
のＡ！ＬｉＣｕＭｇ合金（マグネシウム含量が小さい）
よりも機械的抵抗と延性との関係がすぐれ°Ｃいる。
更に、本発明の合金は薄層腐蝕に対する抵抗がすぐれて
いる。
いる。
従つ°Ｃ１該合金は成形又は加工（半連続鋳造、噴岐化
又はスプラット式冷却による）された製品、例えば引抜
、圧延、鍛造又は型鍛造製品の製造Ｋ特に有利である。
又はスプラット式冷却による）された製品、例えば引抜
、圧延、鍛造又は型鍛造製品の製造Ｋ特に有利である。
本発明は、添付図面及び以下の実施例によシよ〈理解さ
れよう。
れよう。
実施例１
第１表（ａ）に従ってダ２００朋のビレットを半連続式
に鋳造した。特に指示がない限り、使用された鋳造物の
Ｆｅ及びＳｔ宮社はそれぞれ０．０４％及び０．０３チ
未満である。この合量は、従来合金（Ｃ＃Ｄ）、既知の
含リチウム合金（Ｅ）、本発明（Ａ、Ｆ）又は本発明の
範囲外（Ｂ）の合金に対応する。該ビレットを均質化し
、≠１００Ｘ１３廓ｍ条件でシートパーを溶体化、水焼
入れ及び焼戻しした。長手方向及び長手横断方向に得ら
れた機械的引張特性の結果を、方向（Ｌ、 Ｔ、）のフ
エラシテ（Ｆｏｒａｃｉｔｅ）値（Ｋｌａ係数）と共に
第１表（ｃ）に示した。
に鋳造した。特に指示がない限り、使用された鋳造物の
Ｆｅ及びＳｔ宮社はそれぞれ０．０４％及び０．０３チ
未満である。この合量は、従来合金（Ｃ＃Ｄ）、既知の
含リチウム合金（Ｅ）、本発明（Ａ、Ｆ）又は本発明の
範囲外（Ｂ）の合金に対応する。該ビレットを均質化し
、≠１００Ｘ１３廓ｍ条件でシートパーを溶体化、水焼
入れ及び焼戻しした。長手方向及び長手横断方向に得ら
れた機械的引張特性の結果を、方向（Ｌ、 Ｔ、）のフ
エラシテ（Ｆｏｒａｃｉｔｅ）値（Ｋｌａ係数）と共に
第１表（ｃ）に示した。
本発明の合金（Ａ及びＦ）の伸び及び靭性は、Ａ性限度
が等しい既知の含Ｌ１合金（ト）よりもすぐ１ていた。
が等しい既知の含Ｌ１合金（ト）よりもすぐ１ていた。
又、合金Ａ及びＦで得られた機械的引張→性は、従来の
合金に近かった。
合金に近かった。
実施例２
第２表（ａ）に示した化学的組成を有するダ２００ｍつ
ビレットを半連続式に鋳造し、均質化後、引抜及び型鍛
造により第１図の形状の精密金型状に表彰した。該金型
は、２個の長手方向縁部と１個の置所方向縁部とを有す
る４８９Ｘ７０Ｘ３ｍの寸法の長方形平担底部１と、該
底部に垂直でＴｏ〕高さ４０〜６０朋及び厚さ３〜５龍
の３個の縁部２とから構成されており、長手方向縁部は
厚さ１．５目の３ ｍ’の七パν一夕３により分離され
ている。第２表（ｂ）は熱処理の条件を示し、第２表（
０）は長手方向及び長手横断方向に得られた機械的特性
の結果本実施例の結果、本発明の合金（Ａ及びＦ）の精
密金型（焼入れ及び焼戻し間の冷延を伴わない）位、同
種の製品に一般に使用されている高警度の７１７５＠合
金に少なくとも等しいレベルの機械的抵抗及び延性を示
した。
ビレットを半連続式に鋳造し、均質化後、引抜及び型鍛
造により第１図の形状の精密金型状に表彰した。該金型
は、２個の長手方向縁部と１個の置所方向縁部とを有す
る４８９Ｘ７０Ｘ３ｍの寸法の長方形平担底部１と、該
底部に垂直でＴｏ〕高さ４０〜６０朋及び厚さ３〜５龍
の３個の縁部２とから構成されており、長手方向縁部は
厚さ１．５目の３ ｍ’の七パν一夕３により分離され
ている。第２表（ｂ）は熱処理の条件を示し、第２表（
０）は長手方向及び長手横断方向に得られた機械的特性
の結果本実施例の結果、本発明の合金（Ａ及びＦ）の精
密金型（焼入れ及び焼戻し間の冷延を伴わない）位、同
種の製品に一般に使用されている高警度の７１７５＠合
金に少なくとも等しいレベルの機械的抵抗及び延性を示
した。
図は実施例２で使用した型鍛造部品の斜視図である。
１・・・・・・ａｍ、２・・・川縁部、３・・・用セノ
ぞレータ。 手続ネ山ｄ−′ｊ’？ 昭和６０イ１．３月２Ｑ日 ３、補ｉＥをする者 事件との関係 特Ｆｌ出願人 名 称 セジニ（、デニ（−ル・ソシ■−ラ・ドウ・］
・ランスフオルマシＡン・ドウ・ ラリコミニウｌトベシネ ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容 （１） 明１１１円中、第５頁第８行目にｒｚｒ＝０．
２、ＭｎＪとあるをｒｚｒ≦０．２、ＭｎＪと補正する
。 （２） 明ＩＩｌ書中、第１０頁第４行目に「（ＫｉＣ
係数）」とあるをｒ（ＫＩＣ係数）」と補正する。
ぞレータ。 手続ネ山ｄ−′ｊ’？ 昭和６０イ１．３月２Ｑ日 ３、補ｉＥをする者 事件との関係 特Ｆｌ出願人 名 称 セジニ（、デニ（−ル・ソシ■−ラ・ドウ・］
・ランスフオルマシＡン・ドウ・ ラリコミニウｌトベシネ ６、補正により増加する発明の数 ８、補正の内容 （１） 明１１１円中、第５頁第８行目にｒｚｒ＝０．
２、ＭｎＪとあるをｒｚｒ≦０．２、ＭｎＪと補正する
。 （２） 明ＩＩｌ書中、第１０頁第４行目に「（ＫｉＣ
係数）」とあるをｒ（ＫＩＣ係数）」と補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１Ｌ ｉ １．７〜２．９２．９重量％ｕ １．５
〜３．４重量係、Ｍｇ１．２〜２．７重量％、（但しｏ
、ｓ＜Ｍｌ−＜ｏ、ｓ ）、Ｃｕ Ｆ ｅ＜０．２０ＭＬ＊％、Ｓ ｉ ＜０．１２組ｔ％
、ＣｒＯ〜Ｏ，ａ重量％、Ｍｎ Ｏ〜１．Ｏｉｉ％、Ｚ
ｒ Ｏ〜０．２重量％、ＴｉＯ〜０．１重量％、Ｂａ
（１〜０．０２重量％、他の成分（不純物）各＜０．０
５ｍｆｔ９６かつ全体く０．１５重量％、残部アルミニ
ウムを含有していることを特徴とする高抵抗高延性ＡＪ
基合金。 （２１１，７〜２．５係のＬｉを言Ｍしていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の合金。 （３１１，７〜３％のＣｕｔ含有していることを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は必２項に記載の合金。 （４）２〜２．７％のＣｕを含有していることを特徴と
する特許請求の範囲第３項に記載の合金。 （５） １．２〜２．２％のＭｇｅ謬有していることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
に記載の合金。 （６）最大０．１０％のＦｅと最大０．０６１のｓｉと
を含有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第５項のいずれかに記載の合金。 （力 ％Ｌｉ（％Ｃｕ＋２）十％Ｍｇ＝Ｋ（但し、８．
５＜、にく１１．５）であることを特徴とする特Ｗｆｄ
肯求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の合金。 （８） ９くＫく１１であることを特徴とする特許請求
の範囲第７項に記載の合貧。 （９）少なくとも１回の均質化、溶体化、焼入れ及び焼
戻しを含む特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか
に記載の合金の熱処理方法において、合金をθ冨５３５
−ｓ（％Ｍｇ）のオ−ダの温度（６）で均質化及び溶体
化することを特徴とする方法。 〜５μｍ （前記値を言む）となるように十分長いこと
を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の方法。 ＯＤ θ＋１０（ロ）乃至θ−２０（りに限定された温
度範囲で均質化することを特徴とする特許請求の範囲第
９項又は第１０項に記載の方法。 （１２１θ＋１０（６）乃至θ−１０（Ｏに限定された
温度範囲で溶体化することを特徴とする特許請求の範囲
第９項又は第１０項に記載の方法。 Ｑ３１１７０〜２２０℃で８〜４８時間の間焼戻しする
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１２項の
いずれかに記載の方法。 ■ １８０〜２００℃で焼戻しすることを特徴とする特
許請求の範囲第１３項に記載の方法。 （１５）焼入れと焼戻しとの間で処理された製品に１〜
５チ、好贅しくは２〜４劣の塑性変形を刃口えることを
特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１４項のいずれ
かに記載の方法。
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| JPH0440418B2 JPH0440418B2 (ja) | 1992-07-02 |
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