JPS60238460A - 超塑性アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

超塑性アルミニウム合金の製造方法

Info

Publication number
JPS60238460A
JPS60238460A JP9417684A JP9417684A JPS60238460A JP S60238460 A JPS60238460 A JP S60238460A JP 9417684 A JP9417684 A JP 9417684A JP 9417684 A JP9417684 A JP 9417684A JP S60238460 A JPS60238460 A JP S60238460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
superplastic
aluminum alloy
cold working
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9417684A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH039183B2 (ja
Inventor
Mitsuo Hino
光雄 日野
Takehiko Eto
武比古 江藤
Takashi Watanabe
孝 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP9417684A priority Critical patent/JPS60238460A/ja
Publication of JPS60238460A publication Critical patent/JPS60238460A/ja
Publication of JPH039183B2 publication Critical patent/JPH039183B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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1 本発明は超塑性アルミニウム合金の製造方法に関し、さ
らに詳しくは、Al−Mg系の超塑性アルミニウム合金
の製造方法に関する。
本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法におい
て、超塑性とは、ある外的条件0下で材料がくびれ(n
ecking)なしに数百%〜千%というような巨大な
伸びを生じる現象をいうのであり、そして、恒温変態を
利用した変態超塑性と微細結晶粒材料で見られる微細粒
超塑性(構造超塑性)とに大別される。因に、本発明は
微細結晶粒超塑性アルミニウム合金の製造方法である。
[従来技術1 一般に、微細結晶粒超塑性を起させるためには、その材
料の結晶粒径を微細に制御することが必須でメる。
また、一般にAl−Mg系アルミニウム合金は、鋳造後
鋳塊を400〜550°Cの温度で均質化熱処理を行な
い、次いで、300〜550℃の温度で熱間加工および
冷間加工を行なって、所望の材料を製造するのであるが
、このような通常の工程では結晶粒は30〜100μm
と大きくなってしまい、高温において変形してもアルミ
ニウム合金には目的とする超塑性(伸び)を付与するこ
とはできない。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記に説明したようにA1−Mg系のアルミニ
ウム合金は従来超塑性を得ることが困難であったが、本
発明者の研究の結果、微細結晶組織を有する超塑性アル
ミニウム合金の製造方法を完成したのである。
[問題点を解決するための手段1 本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法は、 (1) M82−7wt% を含有し、さらに、 Mn 0.05−]、5iut%、Cr O,05−0
,5wt%、Zr O,05−0,5wt%、V O,
05−0,5u+L%、Ti0,15u+t%以下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部A1および不純物からなるAl−Mg系
合金鋳塊を、400〜550℃の温度で均質化熱処理を
行ない、次いで、300〜550’Cの温度で熱間加工
後、350〜550℃の温度に加熱保持し、100℃/
Hr以上の冷却速度で冷却した後、少なくとも30%以
上の冷開加工を行なうことを特徴とす超塑性アルミニウ
ム合金の製造方法を第1の発明とし、 (2)Mg2〜71% を含有し、さらに、 Mn 0.05−1.5u+t%、Cr 0.05−0
.5wt%、Zr 0.05−0,5u+t%、V O
,05−0,5ut%、Ti O,15u+t%以下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部A1および不純物からなるAI−MiI
系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で均質化熱処理
を行ない、次いで、300〜550℃の温度で熱間加工
後、350〜550°Cの温度に加熱保持し、100℃
/Hr以上の冷却速度で冷却した後、20〜60%の冷
間加工を行ない、続いて300℃以下の低温軟化焼鈍と
冷間加工を1回以上行なうことを特徴とする超塑性アル
ミニウム合金の製造方法を第2の発明とし、 (3)Mg2〜7u+t% を含有し、さらに、 Mn 0.05−1.5ult%、Cr O,05−0
,5u+t%、Zr O,05−0,5u+t%、V 
O,05−0,5u+L%、Ti 0.15iut%以
下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部A1および不純物からなるAl−Mg系
合金鋳塊を、400〜550°Cの温度で均質化熱処理
を行ない、次いで、300〜550℃の温度で熱間加工
後、350〜550℃の温度に加熱保持し、100℃/
Hr以上の冷却速度で冷却した後、少なくとも30%以
上の冷間加工を行なうか、或いは、20〜60%の冷間
加工を行ない、続いて300℃以下の低温軟化焼鈍と冷
間加工を1回以」1行ない、さらに、100℃/Hr以
上の加熱速度で350〜550°Cの温度に加熱軟化す
ることを特徴とする超塑性アルミニウム合金の製造方法
を第3の発明とする3つの発明よりなるものである。
本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法につい
て以下詳細に説明する。
先ず、本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法
において使用するアルミニウム合金の含有成分および成
分割合について説明する。
Mgは2u+t%未満では充分な強度が得られず、また
、7u+t%を越えて含有されると熱間加工性が著しく
低下する。よって、Mg含有量は2〜7wt%とする。
Mn、Cr5Zr、■は含有量が0.05u+L%未満
では後述するように微細な結晶粒が得られず、また、M
n 1,5wt%、Cr、 Zr1.−V O,5+u
t%およびTiO,15u+t%を越えて含有されると
鋳造時に充分な固溶痴得られず、巨大化合物の発生を招
き充分な伸びが得られない。よって、Mn含有量は0.
05〜1.5u+t%、Cr含有量は0.05−0.5
wt%、Zr O,05〜0.5u+t%、V 000
5〜0,5wt%、Ti含有量、は0.15u+t%以
下とする。
なお、不純物として含有されるFeおよびSiはその含
有量が0.25u+t%を越えると不溶出の晶出物が生
成し、伸びの低下が着しくなるので、FeおよびSiの
含有量は極力抑制する必要がある。
次に、本発明に係る超塑性アルミニウム合萱の製造方法
における熱処理法について説明する。
上記に説明した含有成分および成分割合のアルミニウム
合金を鋳造して得られた鋳塊は、鋳塊内に不均質に分布
する主要元素の均質化および熱間加工性の向上のために
、400〜550°Cの温度で充分な時間均質化熱処理
を行ない、続いて、300〜550°Cの温度における
熱間加工により所定の板厚まで加工され、粗い鋳造組織
は熱間ファイバー組織となると同時に!ll円内Mg等
の析出物およびMn、’ Cr、Zr、V、Ti等の遷
移元素の一部が部分析出する。さらに、熱間加工後、好
ましくは30%以上の冷間加工を行なうとさらに微細粒
となり超塑性伸びが大トくなる。次に、この熱間加工後
に350〜550℃の温度で0.5〜20Hr加熱保持
してか呟 100’C/Hr以上の冷却速度で冷却して
固溶元素の強制固溶を図る。
また、上記の加熱保持を急速冷却、急速加熱が可能な連
続焼鈍炉により、400〜550℃の温度で10sec
〜10m1n間行なっても上7 この加熱保持によりM
gは固溶され、一方、遷移元素のMn、Cr、Zr等は
A1と金属間化合物MnAl−1MnAl−1Cr2、
ZrAl3等を析出して、次の冷開加工後超塑性温度域
への加熱によって、材料中に生成される微細粒組織によ
り超塑性が得られ伸びが大きくなる。また、この加熱保
持により熱間ファイバー組織を形成していた転位の下部
組織は回復、再−結晶により歪エネルギーが低減され、
続く冷開加工により転位が導入され易くなる。この加熱
保持後の冷却速度が100℃/Hr未満では超塑性が得
られず伸びが出にくくなる。
この加熱保持、冷却後の冷間加工は30%以上の加工率
とする必要があり、この冷間加工により組織が微細粒と
なって超塑性が得られ、そして、30%未満の加工率で
は充分微細な結晶粒を得ることができない。
また、この冷間加工は先ず20〜60%の冷間加工を行
ない、引続き300℃以下の低温軟化焼鈍を1回以上行
なってもよく、そして、このように冷開加工後に低温焼
鈍を導入することにより結晶粒はさらに微細化される。
このように、冷間加工された材料には、高い歪エネルギ
ーを有する転位の下部組織が高密度に形成されている。
この材料を引き続外通常0.5TJTmは材料の融点(
絶対温度))以上の超塑性温度域(アルミニウム合金で
は400℃以上)に加熱すると、高密度の転位組織を起
点として新しい結晶粒が形成され、従って、転位組織は
高密度である程微細粒組織が得られ超塑性となり伸びが
大きくなる。しかして、一度再結晶が完了すると結晶粒
界のエネルギーが減少するため転位が移動して結晶粒が
粗大化し、そして、この粗大化した組織が超塑性変形を
阻害゛□ することになる。
従って、本発明に係る熱処理法においては、熱間圧延後
の加熱保持により形成されたMnAl6、Cr2Mg+
AI+a、ZrAl3等の析出物の寸法と分布とを制御
することにより転位の移動を阻止して微細粒組織を保持
しているのである。即ち、析出物寸法が小さ過ぎたり、
析出粒子間隔力伏き過ぎると転位移動阻止効果が得られ
ない。
また、本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法
により製造された材料は、冷間加工したままの状態で超
塑性の加工を行なってもよいが、冷間加工後、100℃
/Hr以上の加熱速度で加熱し、350〜550℃の温
度で軟化して超塑性加工を行なってもよい。
一本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法によ
り製造された微細粒超塑性材料は、適切な温度(通常4
00℃以上)においてくびれ(局所伸び)が発生するこ
となく、500%以上の超塑性加工を行なうことができ
る。
[実施例1 本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法の実施
例を説明する。
実施例I Mg 2.5w+、%、Cr O,15uit%、Zr
 O,15u+t%、Ti 0.02u+t%、残部A
I(合金1)、Mg5.6u+t%、Cr 0.1ul
t%、Mn 0.1u+t%、Ti O,02u+t%
、残部AI(合金2)およびMg 4,5wt%、Zr
 0.2u+t%、Mn 0.1u+t%、V O,0
5iIlt%、Ti O,02wt%、残部AI(合金
3)からなる厚さ400mm鋳塊を通常のDC鋳造法で
鋳造後、510’Cの温度で12Hrの均質化熱処理後
、450〜300℃の温度における熱間圧延により4.
Ommの板に加工し、450’Cで108rの加熱保持
を行ない、約100℃/Hrの冷却速度で冷却し、冷間
圧延で厚さ1.5■の板(冷間加工率63%)の板を製
遺し、550℃にて、歪速度2 X 10−3/see
で変形した。
超塑性変形による伸びについて第1表に示すが、本発明
に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法による材料の
方が、通常法による比較材に比べて、超塑性伸びは2倍
以上と格段に優れていることがわかる。
第1表 実施例2 通常のDC鋳造法で鋳造した実施例10合金3(厚さ4
00mm)を、510℃の温度で12Hrの均質化熱処
理後、450〜300℃の熱間圧延により厚さ7 、5
 mmの板に加工し、450℃の温度で10Hrの加熱
保持を行ない、約100℃/Hrの冷却速度で冷却し、
第2表に示す冷間圧延および低温軟化焼鈍により厚さ1
.5■の材料を作製し、550℃に加熱後、歪速度2 
X 10 ”’/seeで変形した。本発明に係る超塑
性アルミニウム合金の製造方法により製造された材料は
超塑性伸びが、低温軟化焼鈍を行なわないものに比して
格段に優れていることがわかる。
実施例3 通常のDC鋳造法により鋳造した実施例1の合金3(厚
さ400mm)を510℃の温度で128rの均質化処
理後、450〜300℃の温度で熱間圧延を行なって厚
さ4.0闘の板に加工し、450℃の温度で108rの
加熱保持を行なった後、約100℃/Hrの冷却速度で
冷却後、冷開圧延で1.5mm厚の板に加工し、第3表
に示す加熱速度で530℃の温度で加熱軟化処理を行な
い、550°Cの温度で歪速度2X10−’/secで
変形をした。
第3表 本発明に係る超塑性アルミニウム合金の製造方法におけ
る加熱速度が100°C/Hr以下である合金3では超
塑性伸びが約1/2以下となっている。
L発明の効果J 以上説明したように、本発明に係る超塑性アルミニウム
合金の製造方法は上記の構成を有しているものであるか
ら、適切な温度においてくびれ(necking)の局
所伸び等がない、優れた超塑性伸びを有する材料が得ら
れるという効果がある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Mg2〜7田t% を含有し、さらに、 Mn 0.05−1,5u+t%、 Cr O,05’
    −0,5mt%、Zr O,05−0,5+ut%、V
     O,05−0,5u+t%、Ti O,15wt%以
    下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部A1および不純物からなるAl−Mg系
    合金鋳塊を、400〜550°Cの温度で均質化熱処理
    を行ない、次いで、300〜550℃の温度で熱間加工
    後、350〜550℃の温度に加熱保持し、100℃/
    Hr以上の冷却速度で冷却した後、少なくとも30%以
    上の冷間加工を行なうことを特徴とする超塑性アルミニ
    ウム合金の製造方法。
  2. (2)Mg2〜7u+t% を含有し、さらに、 Mn O,05−1,5u+t%、Cr O,05−0
    ,5u+t%、Zr O,05−0,5u+L%、V 
    O,05−0,5+ut%、Ti O,151%以下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部A1および不純物からなるAl−Mg系
    合金鋳塊を、400〜550℃の温度で均質化熱処理を
    行ない、次いで、300〜550°Cの温度で熱間加工
    後、350〜550°Cの温度に加熱保持し、100℃
    /Hr以上の冷却速度で冷却した後、20〜60%の冷
    間加工を行ない、続いて300℃以下の低温軟化焼鈍と
    冷間加工を1回以上行なうことを特徴とする超塑性アル
    ミニウム合金の製造方法。
  3. (3)Mg2〜7iut、% を含有し、さらに、 Mn 0.05−1,5u+t%、Cr O,05−0
    ,5u+t%、Zr O,05〜0.5111t%、V
     O,05−0,5u+t%、Ti O,15u+t%
    以下 の中から選んだ1種または2種以上 を含有し、残部AIおよび不純物からなるA1−Mg系
    合金鋳塊を、400〜550℃の温度で均質化熱処理を
    行ない、次いで、300〜550℃の温度で熱間加工後
    、350〜550℃の温度に加熱保持し、100℃/H
    r以上の冷却速度で冷却した後、少なくとも30%以上
    の冷間加工を行なうか、或いは、20〜60%の冷間加
    工を行ない、続いて300℃以下の低温軟化焼鈍と冷間
    加工を1回以上行ない、さらに、100℃/Hr以上の
    加熱速度で350〜550℃の温度に加熱軟化処理する
    ことを特徴とする超塑性アルミニウム合金の製造方法。
JP9417684A 1984-05-11 1984-05-11 超塑性アルミニウム合金の製造方法 Granted JPS60238460A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9417684A JPS60238460A (ja) 1984-05-11 1984-05-11 超塑性アルミニウム合金の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9417684A JPS60238460A (ja) 1984-05-11 1984-05-11 超塑性アルミニウム合金の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60238460A true JPS60238460A (ja) 1985-11-27
JPH039183B2 JPH039183B2 (ja) 1991-02-07

Family

ID=14103029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9417684A Granted JPS60238460A (ja) 1984-05-11 1984-05-11 超塑性アルミニウム合金の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60238460A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5540791A (en) * 1993-07-12 1996-07-30 Sky Aluminum Co., Ltd. Preformable aluminum-alloy rolled sheet adapted for superplastic forming and method for producing the same
US5573608A (en) * 1993-01-27 1996-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Superplastic aluminum alloy and process for producing same
US6261391B1 (en) 1994-05-11 2001-07-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Aluminum alloy plate for super plastic molding capable of cold pre-molding, and production method for the same
JP2006307285A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Furukawa Sky Kk 高温成形用アルミニウム合金押出材
CN105200285A (zh) * 2015-10-26 2015-12-30 东北轻合金有限责任公司 一种具有超塑性的铝合金板材及其制造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573608A (en) * 1993-01-27 1996-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Superplastic aluminum alloy and process for producing same
US6056835A (en) * 1993-01-27 2000-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Superplastic aluminum alloy and process for producing same
US5540791A (en) * 1993-07-12 1996-07-30 Sky Aluminum Co., Ltd. Preformable aluminum-alloy rolled sheet adapted for superplastic forming and method for producing the same
US6261391B1 (en) 1994-05-11 2001-07-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Aluminum alloy plate for super plastic molding capable of cold pre-molding, and production method for the same
JP2006307285A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Furukawa Sky Kk 高温成形用アルミニウム合金押出材
CN105200285A (zh) * 2015-10-26 2015-12-30 东北轻合金有限责任公司 一种具有超塑性的铝合金板材及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH039183B2 (ja) 1991-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4618382A (en) Superplastic aluminium alloy sheets
JPH07145441A (ja) 超塑性アルミニウム合金およびその製造方法
KR0158723B1 (ko) 성형용 알루미늄 합금판재의 제조방법
JPS623226B2 (ja)
JPH0261025A (ja) 成形性の優れたAl−Si系合金板材とその製造方法
JPS60238460A (ja) 超塑性アルミニウム合金の製造方法
JPS60251260A (ja) 超塑性アルミニウム合金の製造方法
JPS6058298B2 (ja) 均一な成形性を有するAl−Zn−Mg−Cu系合金材の製造法
JPH0959736A (ja) 高速超塑性成形に優れたアルミニウム合金板およびその成形方法
JPS6058299B2 (ja) 成形性の優れたAl−Zn−Mg−Cu系合金材の製造法
JPS601947B2 (ja) アルミニウム合金鍛造品の製造法
JPH07116567B2 (ja) A1−Cu−Li−Zr系超塑性板の製造方法
JPS60238461A (ja) 超塑性アルミニウム合金の製造方法
JPS6157384B2 (ja)
JPH0672295B2 (ja) 微細結晶粒を有するアルミニウム合金材料の製造方法
JPS6157383B2 (ja)
JPS60238459A (ja) 超塑性アルミニウム合金の製造方法
JPS6157386B2 (ja)
JPS62226B2 (ja)
JPH07150282A (ja) 結晶粒制御により成形性及び焼付硬化性に優れたAl−Mg−Si系合金板及びその製造方法
JPH0588302B2 (ja)
JPS6286150A (ja) 超塑性アルミニウム合金の製造方法
JPH01279726A (ja) 超塑性アルミニウム合金及びその製造方法
JPS6318042A (ja) 超塑性アルミニウム合金の製造方法
JPH03130351A (ja) 微細かつ等軸的組識を有するチタン及びチタン合金の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees