JPS6055585B2 - 構造用Al−Mg基合金板及びその製造法 - Google Patents
構造用Al−Mg基合金板及びその製造法Info
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- JPS6055585B2 JPS6055585B2 JP57219000A JP21900082A JPS6055585B2 JP S6055585 B2 JPS6055585 B2 JP S6055585B2 JP 57219000 A JP57219000 A JP 57219000A JP 21900082 A JP21900082 A JP 21900082A JP S6055585 B2 JPS6055585 B2 JP S6055585B2
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は構造用Al−Mg基合金板及びその製造法に
関する。
関する。
Al−M嗟合金は低温靭性、強度、溶接性、耐蝕性等
に優れているため、低温用溶接構造用材料として広く使
用されている。
に優れているため、低温用溶接構造用材料として広く使
用されている。
例えば、5庚B合金は低温容器をはじめ各種低温用途に
使用され、最近は液化天然ガスの陸上貯蔵タンク及びタ
ンカー用タンク等の大型溶接構造材として使用されてい
る。 この5叱袷金等のAl−Mg基合金が低温用溶接
構造材として広く使用されるのは、−196℃の極低温
になつても不安定破壊を示さず充分な靭性を有すること
にある。
使用され、最近は液化天然ガスの陸上貯蔵タンク及びタ
ンカー用タンク等の大型溶接構造材として使用されてい
る。 この5叱袷金等のAl−Mg基合金が低温用溶接
構造材として広く使用されるのは、−196℃の極低温
になつても不安定破壊を示さず充分な靭性を有すること
にある。
しカルて、Al−M嗟合金を低温で破壊させると、通
常第3図に示すような層状破面を呈する。
常第3図に示すような層状破面を呈する。
この層状破壊は材料の性質にもよるが、−100℃位か
ら現われ始め、−196℃ではかなり現われる。この第
3図に示す層状破面は、第2図の矢印方向に圧延された
板からシヤルピー衝撃試験片2(板厚の1ハの厚さ)を
採取し、−196℃における試験時に現われたものであ
る。 この破壊現象は、低温における結晶粒界の脆化に
よる圧延方向に平行な粒界破壊であり、従つて、層状破
壊が低温における靭性に影響していることが推察され、
事実、大略的には層状破壊の程度がひどい程靭性が劣る
。
ら現われ始め、−196℃ではかなり現われる。この第
3図に示す層状破面は、第2図の矢印方向に圧延された
板からシヤルピー衝撃試験片2(板厚の1ハの厚さ)を
採取し、−196℃における試験時に現われたものであ
る。 この破壊現象は、低温における結晶粒界の脆化に
よる圧延方向に平行な粒界破壊であり、従つて、層状破
壊が低温における靭性に影響していることが推察され、
事実、大略的には層状破壊の程度がひどい程靭性が劣る
。
しカルながら、層状破壊の程度と靭性との関係を一義的
には決め難く、靭性が同一であつても結晶粒形状により
層状破壊の程度に可成りの差があることも事実である。
そして、5083合金においても、低温靭性が優れ、か
つ、層状破壊の程度の軽微なものが要求されている。ま
た、層状破壊は、主として結晶粒界にMgの含有量にも
よるが200〜25CfC以下の温度で析出するβ相(
Al3Mg2)が多い程、かつ、結晶粒形状が偏平な程
層状破壊が大きくなるものであり、従つて、層状破壊の
程度を軽減するにはβ相の粒界析出を減少させ、そして
、結晶粒の偏平度を小さくする必要のあることを知見し
た。
には決め難く、靭性が同一であつても結晶粒形状により
層状破壊の程度に可成りの差があることも事実である。
そして、5083合金においても、低温靭性が優れ、か
つ、層状破壊の程度の軽微なものが要求されている。ま
た、層状破壊は、主として結晶粒界にMgの含有量にも
よるが200〜25CfC以下の温度で析出するβ相(
Al3Mg2)が多い程、かつ、結晶粒形状が偏平な程
層状破壊が大きくなるものであり、従つて、層状破壊の
程度を軽減するにはβ相の粒界析出を減少させ、そして
、結晶粒の偏平度を小さくする必要のあることを知見し
た。
本発明は上記に説明した従来における、例えば、503
8合金等の層状破壊という問題点、および、本発明者の
研究開発による知見に鑑みなされたものであり、A1−
M謀合金における層状破壊の程度を、含有成分および成
分割合と均熱条件、熱処理条件、組織を制御することに
より抑制することのできる構造用Al−Mg基合金板及
びその製造法を提供するものである。
8合金等の層状破壊という問題点、および、本発明者の
研究開発による知見に鑑みなされたものであり、A1−
M謀合金における層状破壊の程度を、含有成分および成
分割合と均熱条件、熱処理条件、組織を制御することに
より抑制することのできる構造用Al−Mg基合金板及
びその製造法を提供するものである。
本発明に係る構造用A1−Mg基合金板及びその製造法
は、(1)Mg3.6wt%、SiO.2〜0.6Wt
%、TlO.Ol〜0.2wt%、を含み、更に、Mn
O.O5〜1.5Wt%、CrO.O5〜0.3Wt%
、ZrO.O5〜0.3W′t%、VO.O5〜0.2
Wt%、MOO.O5〜0.2Wt%のうちから選んだ
1種以上を含み、残部N及び不純物からなるAl合金で
あつて、ミクロ結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方向の
長さTとの比L/Tが40以下であることを特徴とする
低温での層状破壊を軽減した構造用N−Mg基合金板を
第1の発明とし、(2)Mg3〜6wt%、SlO.2
〜0.6wt%、TiO.Ol〜0.2W′T.%を含
み、更に、MnO.O5〜1.5Wt%、CrO.O5
〜0.3wt%、ZrO.O5〜0.3Wt%、■0.
05〜0.2Wt%、MOO.O5〜0.2Wt%のう
ちから選んだ1種以上を含み、残部に及び不純物からな
るに合金鋳塊を、500〜54(代)にて均質化処理し
た後、熱間圧延を行一ない、熱間圧延終了後の250〜
50′Cの冷却速度、或いはその後の最終焼鈍後の25
0〜50Cの冷却速度を5℃/Hrとして冷却すること
を特徴とするミクロ結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方
向の長さTとの比L/Tが40以下である低温での層状
破一壊を軽減したに−M媒合金の製造法を第2の発明と
する2つの発明よりなるものである。
は、(1)Mg3.6wt%、SiO.2〜0.6Wt
%、TlO.Ol〜0.2wt%、を含み、更に、Mn
O.O5〜1.5Wt%、CrO.O5〜0.3Wt%
、ZrO.O5〜0.3W′t%、VO.O5〜0.2
Wt%、MOO.O5〜0.2Wt%のうちから選んだ
1種以上を含み、残部N及び不純物からなるAl合金で
あつて、ミクロ結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方向の
長さTとの比L/Tが40以下であることを特徴とする
低温での層状破壊を軽減した構造用N−Mg基合金板を
第1の発明とし、(2)Mg3〜6wt%、SlO.2
〜0.6wt%、TiO.Ol〜0.2W′T.%を含
み、更に、MnO.O5〜1.5Wt%、CrO.O5
〜0.3wt%、ZrO.O5〜0.3Wt%、■0.
05〜0.2Wt%、MOO.O5〜0.2Wt%のう
ちから選んだ1種以上を含み、残部に及び不純物からな
るに合金鋳塊を、500〜54(代)にて均質化処理し
た後、熱間圧延を行一ない、熱間圧延終了後の250〜
50′Cの冷却速度、或いはその後の最終焼鈍後の25
0〜50Cの冷却速度を5℃/Hrとして冷却すること
を特徴とするミクロ結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方
向の長さTとの比L/Tが40以下である低温での層状
破一壊を軽減したに−M媒合金の製造法を第2の発明と
する2つの発明よりなるものである。
本発明に係る構造用Al−Mg基合金及びその製造法は
以下に説明することが基礎となつてる。
以下に説明することが基礎となつてる。
即ち、層状破壊に非常な悪影響を与える結晶粒界に析出
するβ相は、Mg含有量が多い程多くなるが、Siを含
有させることにより、SiはMgとMg2Siの化合物
を作るため、A]3Mg2のβ相としてのMgの析出を
抑制して層状破壊の程度が軽減すること、また、β相の
析出は最終の温度履歴における約200〜250′C以
下の冷却速度が遅い程、粒界析出が多くなる傾向があり
、例えば、0材ならば焼鈍後の冷却速度、Hll坩なら
ば熱間圧延後のa冷却速度が大きく関係しすること、結
晶粒形状は均熱条件を高温、長時間行なうと偏平度が小
さくなつて層状破壊の程度が軽減すること、さらに、T
iまたはTiとBを含有させることより鋳塊の結晶粒を
微細化し、圧延材の未再結晶粒の結晶粒を小さくするた
め、粒界破壊による層状破壊の程度を軽減することがで
きることである。次に、本発明に係る構造用A1−Mg
基合金及びその製造法について説明する。
するβ相は、Mg含有量が多い程多くなるが、Siを含
有させることにより、SiはMgとMg2Siの化合物
を作るため、A]3Mg2のβ相としてのMgの析出を
抑制して層状破壊の程度が軽減すること、また、β相の
析出は最終の温度履歴における約200〜250′C以
下の冷却速度が遅い程、粒界析出が多くなる傾向があり
、例えば、0材ならば焼鈍後の冷却速度、Hll坩なら
ば熱間圧延後のa冷却速度が大きく関係しすること、結
晶粒形状は均熱条件を高温、長時間行なうと偏平度が小
さくなつて層状破壊の程度が軽減すること、さらに、T
iまたはTiとBを含有させることより鋳塊の結晶粒を
微細化し、圧延材の未再結晶粒の結晶粒を小さくするた
め、粒界破壊による層状破壊の程度を軽減することがで
きることである。次に、本発明に係る構造用A1−Mg
基合金及びその製造法について説明する。
先ず、Al−Mg基合金の含有成分及び成分割合につい
て説明する。
て説明する。
Mgは含有量がa%未満では強度が不充分であり、層状
破壊を起すことがなく、また、6Wt%を越えて含有さ
れると応力腐食割れが発生し易くなる。
破壊を起すことがなく、また、6Wt%を越えて含有さ
れると応力腐食割れが発生し易くなる。
よつて、Mg含有量は3〜6W′t%とする。Siは含
有量が0.2wt%未満では層状破壊の程度が大きくな
り、また、0.6Wt%を越えて含有されると強度が低
下し、耐蝕性が低下する。よつて、Si含有量は0.2
〜0.6W′t%とする。Tiは含有量が0.01Wt
%未満では鋳塊の微細化が達成されず、厚板になるほど
鋳塊の組織、未再結晶組織の残存が多くなるため、ミク
ロ組織が粗くなり、層状破壊程度が大きくなり、0.2
Wt%を越える含有量では不溶性化合物が多量に晶出し
、靭性が低下する。よつて、Ti含有量は0.01〜0
.2Wt%とする。このTiはAI−Ti母合金或いは
AI一Ti−B母合金の形で添加され、後者の場合、B
≦0.0IWt%の範囲で残留することがある。■、C
r.zrl■、MOの遷移元素は層状破壊を阻止する効
果、即ち、β相の粒界析出を阻止する効果があり、かつ
、再結晶化を阻止する効果があるので強度が確保され、
また、応力腐蝕割れを阻止する効果があるが、含有量夫
々0.05Wt%未満ではこのような効果がなく、また
、r!4r11.5Wt%、CrO.3wt%、ZrO
.3wt%、VO.2Wt%、MOO.2Wt%を夫々
越えて含有されると金属間化合物が多くなり、場合によ
つては巨大な金属間化合物が発生して健全な鋳塊が得ら
れず、圧延材の靭性を著しく低下させる。よつて、Mn
含有量は0.05〜1.5Wt%、Cr含有量0.05
〜0.3Wt%、Zr含有量0.05〜0.3wt%、
V含有量0.05〜0.2Wt%、MO含有量0.05
〜0.2Wt%とする。ミクロ結晶粒の圧延方向の長さ
Lと板厚方向の長さTとの比L/Tを40以下とするの
は次の理由による。
有量が0.2wt%未満では層状破壊の程度が大きくな
り、また、0.6Wt%を越えて含有されると強度が低
下し、耐蝕性が低下する。よつて、Si含有量は0.2
〜0.6W′t%とする。Tiは含有量が0.01Wt
%未満では鋳塊の微細化が達成されず、厚板になるほど
鋳塊の組織、未再結晶組織の残存が多くなるため、ミク
ロ組織が粗くなり、層状破壊程度が大きくなり、0.2
Wt%を越える含有量では不溶性化合物が多量に晶出し
、靭性が低下する。よつて、Ti含有量は0.01〜0
.2Wt%とする。このTiはAI−Ti母合金或いは
AI一Ti−B母合金の形で添加され、後者の場合、B
≦0.0IWt%の範囲で残留することがある。■、C
r.zrl■、MOの遷移元素は層状破壊を阻止する効
果、即ち、β相の粒界析出を阻止する効果があり、かつ
、再結晶化を阻止する効果があるので強度が確保され、
また、応力腐蝕割れを阻止する効果があるが、含有量夫
々0.05Wt%未満ではこのような効果がなく、また
、r!4r11.5Wt%、CrO.3wt%、ZrO
.3wt%、VO.2Wt%、MOO.2Wt%を夫々
越えて含有されると金属間化合物が多くなり、場合によ
つては巨大な金属間化合物が発生して健全な鋳塊が得ら
れず、圧延材の靭性を著しく低下させる。よつて、Mn
含有量は0.05〜1.5Wt%、Cr含有量0.05
〜0.3Wt%、Zr含有量0.05〜0.3wt%、
V含有量0.05〜0.2Wt%、MO含有量0.05
〜0.2Wt%とする。ミクロ結晶粒の圧延方向の長さ
Lと板厚方向の長さTとの比L/Tを40以下とするの
は次の理由による。
即ち、L/Tの偏平度は組織の形状を表わしたものであ
り、ミクロ組織の結晶粒の偏平度(L/T)が40を越
えると層状破壊の程度が大きくなり、鋳壊の結晶粒が破
壊される圧延比ど圧延材の組織の最結晶化に影響され、
圧延比(鋳塊厚さ/板厚)が小さい程、再結晶化が進む
程、偏平度(L/T)は小さいものであるから、再結晶
化を制御することが重要てある。しかして、本発明にお
いては、均熱条件が540しC×24Hr以上のように
高温、長時間では再結晶化は進み偏平度(L/T)は小
さくなるが強度の低下が著しくなり、また、均熱条件が
500℃×4Hr以下のように低温、短時間では強度は
高くなるがL/Tが強度は高くなるが、L/Tが40以
上を確保することができなくなる。従つて、L/Tを4
0以下とするのである。
÷1次に熱処理条件を説明する。
均質化処理温度が500C未満では層状破壊が大きくな
り、また陳九を越えると板材の強度の低下が著しくなる
ので均質化処理温度は500〜聞冗とし、また、均質化
処理時間は大体において、4〜2.4Hrとするのが好
適である。
り、ミクロ組織の結晶粒の偏平度(L/T)が40を越
えると層状破壊の程度が大きくなり、鋳壊の結晶粒が破
壊される圧延比ど圧延材の組織の最結晶化に影響され、
圧延比(鋳塊厚さ/板厚)が小さい程、再結晶化が進む
程、偏平度(L/T)は小さいものであるから、再結晶
化を制御することが重要てある。しかして、本発明にお
いては、均熱条件が540しC×24Hr以上のように
高温、長時間では再結晶化は進み偏平度(L/T)は小
さくなるが強度の低下が著しくなり、また、均熱条件が
500℃×4Hr以下のように低温、短時間では強度は
高くなるがL/Tが強度は高くなるが、L/Tが40以
上を確保することができなくなる。従つて、L/Tを4
0以下とするのである。
÷1次に熱処理条件を説明する。
均質化処理温度が500C未満では層状破壊が大きくな
り、また陳九を越えると板材の強度の低下が著しくなる
ので均質化処理温度は500〜聞冗とし、また、均質化
処理時間は大体において、4〜2.4Hrとするのが好
適である。
また、板材の最終温度履歴における冷却速度、即ち、熱
間圧延終了後の250〜50℃間の冷却速度、或いは、
その後の最終焼鈍後の250〜5(代)間の冷却速度が
5℃IHr未満においてはβ相の粒界析出が多くなつて
層状破壊が大きくなるので冷却速度は5℃1Hr以上と
するのである。
間圧延終了後の250〜50℃間の冷却速度、或いは、
その後の最終焼鈍後の250〜5(代)間の冷却速度が
5℃IHr未満においてはβ相の粒界析出が多くなつて
層状破壊が大きくなるので冷却速度は5℃1Hr以上と
するのである。
本発明に係る構造用Al−Mg基合金板及びその製造法
の実施例ど比較例と共に説明する。
の実施例ど比較例と共に説明する。
実施例1
第1表に示す含有成分及び成分割合となるように通常の
溶製法により溶製後、厚さ500mf)A]合金鋳塊を
製造し、第2表に示す均質化処理条件で均質化した後、
熱間圧延を行なつて板厚40Wr11I,の板”材とし
た。
溶製法により溶製後、厚さ500mf)A]合金鋳塊を
製造し、第2表に示す均質化処理条件で均質化した後、
熱間圧延を行なつて板厚40Wr11I,の板”材とし
た。
その後、350℃×2Hrの焼鈍を行ない、焼鈍後の冷
却速度(250〜5(代)間)を第2表に示す条件で行
なつた。そして、これらの板材の結晶粒の偏平度及び層
状破壊の程度を第2表に示す。
却速度(250〜5(代)間)を第2表に示す条件で行
なつた。そして、これらの板材の結晶粒の偏平度及び層
状破壊の程度を第2表に示す。
実施例2
第1表のNO.l、NO.6、NO.6−1、NO.6
−2、NO.6−3、NO.ll、NO.l2の合金を
実施例1と同様にして、厚さ50CMの合金鋳塊を製造
し、第3に示す均質化処理条件で均熱を行なつた後、熱
間*圧延により板厚40Tnの板材にし、第3表に示す
熱間圧延後の冷却速度て冷却して川12f4とした。
−2、NO.6−3、NO.ll、NO.l2の合金を
実施例1と同様にして、厚さ50CMの合金鋳塊を製造
し、第3に示す均質化処理条件で均熱を行なつた後、熱
間*圧延により板厚40Tnの板材にし、第3表に示す
熱間圧延後の冷却速度て冷却して川12f4とした。
これらの板材の結晶粒の偏平度及び層状破壊の程度を第
3表に示す。これらの実施例1及び2から明らかなよう
に本発明に係る構造用Al−Mg基合金は、結晶粒偏平
度及び層状破壊の程度が比較的に比して非常に小さく、
極めて優れた効果を示すことがわかる。
3表に示す。これらの実施例1及び2から明らかなよう
に本発明に係る構造用Al−Mg基合金は、結晶粒偏平
度及び層状破壊の程度が比較的に比して非常に小さく、
極めて優れた効果を示すことがわかる。
第1図は結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方向の長さT
を示す概略図、第2図は層状破壊試験片採取位置を示す
斜視図、第3図は層状破壊による層状破面を示す概略図
である。
を示す概略図、第2図は層状破壊試験片採取位置を示す
斜視図、第3図は層状破壊による層状破面を示す概略図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Mg3〜6wt%、Si0.2〜0.6wt%、T
i0.01〜0.2wt%を含み、更に、Mn0.05
〜1.5wt%、Cr0.05〜0.3wt%、Zr0
.05〜0.3wt%、V0.05〜0.2wt%、M
o0.05〜0.2wt%のうちから選んだ1種以上を
含み、残部Al及び不純物からなるAl合金であつて、
ミクロ結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方向の長さTと
の比L/Tが40以下であることを特徴とする低温での
層状破壊を軽減した構造用Al−Mg基合金板。 2 Mg3〜6wt%、Si0.2〜0.6wt%、T
i0.01〜0.2wt%を含み、更に、Mn0.05
〜1.5wt%、Cr0.05〜0.3wt%、Zr0
.05〜0.3wt%、V0.05〜0.2wt%、M
o0.05〜0.2wt%のうちから選んだ1種以上を
含み、残部Al及び不純物からなるAl合金鋳塊を、5
00〜540℃にて均質化処理した後、熱間圧延を行な
い、熱間圧延終了後の250〜50℃の冷却速度、或い
は、その後の最終焼鈍後の250〜50℃の冷却速度を
5℃/Hr以上として冷却することを特徴とするミクロ
結晶粒の圧延方向の長さLと板厚方向の長さTとの比L
/Tが40以下である低温での層状破壊を軽減したAl
−Mg基合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57219000A JPS6055585B2 (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 構造用Al−Mg基合金板及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57219000A JPS6055585B2 (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 構造用Al−Mg基合金板及びその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59110759A JPS59110759A (ja) | 1984-06-26 |
JPS6055585B2 true JPS6055585B2 (ja) | 1985-12-05 |
Family
ID=16728691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57219000A Expired JPS6055585B2 (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 構造用Al−Mg基合金板及びその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6055585B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05339668A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Kobe Steel Ltd | 極低温成形加工用Al−Mg系合金圧延板 |
US7998402B2 (en) * | 2005-08-16 | 2011-08-16 | Aleris Aluminum Koblenz, GmbH | High strength weldable Al-Mg alloy |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5534860A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-11 | Hitachi Ltd | Controller of electric car |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP57219000A patent/JPS6055585B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5534860A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-11 | Hitachi Ltd | Controller of electric car |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59110759A (ja) | 1984-06-26 |
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