JPS61227157A - 展伸用Al−Li系合金の製造方法 - Google Patents
展伸用Al−Li系合金の製造方法Info
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- JPS61227157A JPS61227157A JP6769885A JP6769885A JPS61227157A JP S61227157 A JPS61227157 A JP S61227157A JP 6769885 A JP6769885 A JP 6769885A JP 6769885 A JP6769885 A JP 6769885A JP S61227157 A JPS61227157 A JP S61227157A
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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】
[産業上の利用分野1
本発明は展伸用Al−Li系合金の製造方法に関し、さ
らに詳しくは、延性および靭性に優れた高剛性・低密度
の展伸用Al Li系合金の製造方法に関する。
らに詳しくは、延性および靭性に優れた高剛性・低密度
の展伸用Al Li系合金の製造方法に関する。
[従来技術]
一般に、AlにLiを含有させると、密度が約3%低く
なって、弾性率が約6%も増加するので、Al−Li合
金は従来のAl合金に比べて軽量化が可能となり、現在
、Liを2〜3wt%含有させたAl合金が主として軽
量化効果の大きい航空機等の構造用材料としての実用化
が検討されている。
なって、弾性率が約6%も増加するので、Al−Li合
金は従来のAl合金に比べて軽量化が可能となり、現在
、Liを2〜3wt%含有させたAl合金が主として軽
量化効果の大きい航空機等の構造用材料としての実用化
が検討されている。
また、Al Li系合金の上記説明した特性を利用し
て、リニアー・モーターカーの構造材、テニスのラケッ
ト等の各種のスポーツ用具、スピーカー振動板等にも幅
広い用途についてもその実用化が検討されている。
て、リニアー・モーターカーの構造材、テニスのラケッ
ト等の各種のスポーツ用具、スピーカー振動板等にも幅
広い用途についてもその実用化が検討されている。
そして、このように、Al−Li経金合金広く利用され
ていくためには、より大きな低密度、高弾性化を計り、
強度および靭性等の材料特性について、従来のAl合金
と同等以上の性能を持たせることが必要不可欠である。
ていくためには、より大きな低密度、高弾性化を計り、
強度および靭性等の材料特性について、従来のAl合金
と同等以上の性能を持たせることが必要不可欠である。
しかして、Al−Li系合金の密度および弾性率は物理
的性質であるので、製造方法には影響されるところが少
なく、Alに含有されるLi含有量によって大きく左右
され、従って、Al−Li経金合金低密度、高弾性化は
主として、含有されるLi量に上り略決定される。
的性質であるので、製造方法には影響されるところが少
なく、Alに含有されるLi含有量によって大きく左右
され、従って、Al−Li経金合金低密度、高弾性化は
主として、含有されるLi量に上り略決定される。
しかしながら、Liの含有量には自ら限界があり、Li
の含有量が多過ぎると強度が飽和し、伸び等の延性が著
しく低くなり、伸びは1%以下となって実用には適さな
くなる。
の含有量が多過ぎると強度が飽和し、伸び等の延性が著
しく低くなり、伸びは1%以下となって実用には適さな
くなる。
そのため、Al−Li系合金において重要なことは、L
iをできるだけ多量に含有させて低密度、高弾性を計り
、かつ、優れた材料特性を得ることであるが、Al−L
i系合金の特性において最も大きな問題は、得られる強
度の割には延性お上”び靭性が劣るということである。
iをできるだけ多量に含有させて低密度、高弾性を計り
、かつ、優れた材料特性を得ることであるが、Al−L
i系合金の特性において最も大きな問題は、得られる強
度の割には延性お上”び靭性が劣るということである。
[発明が解決しようとする問題点1
本発明は上記に説明したようなAl Li系合金にお
ける特性に対する研究およびその結果の知見に基いてな
されたものであり、即ち、低密度、高弾性率を有し、か
つ、優れた強度、延性および靭性等の機械的性質を有す
る高剛性・低密度のAl−Li系合金の製造方法を提供
するものである。
ける特性に対する研究およびその結果の知見に基いてな
されたものであり、即ち、低密度、高弾性率を有し、か
つ、優れた強度、延性および靭性等の機械的性質を有す
る高剛性・低密度のAl−Li系合金の製造方法を提供
するものである。
E問題点を解決するための手段1
本発明に係る展伸用Al−Li系合金の製造方法は、
(1) Li ’1.0〜5.0wt%を含有し、か
つ、 Zr 0.05〜0.05〜0.3wt%、Cr 0.
05−0.3wL%、Mn 0.05〜1.5wt%、
V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.
1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al Li1合金の製
造方法を第1の発明とし、(2)Li 1.0〜5.0
wt%を 含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.05〜0.3wt%、Cr 0.
05〜0.3wt%、Mn 0.05〜l、5iut%
、V 0105〜0.3wt%、Ti 0.005〜0
.1tut% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金11i塊を、400〜550℃の温度で2〜
50時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上
の温度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない
、さらに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とす
る展伸用Al−Li系合金の製造方法を第2の発明とし
、 (3) Li 1.0−3.0wt%、Cu 0.5
〜4.0wt%を含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0.05〜0.
3wt%、Mn 0.05−1.5wt%、V Q、0
5〜0.3wt%、Ti0.005〜0.1ust% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法を第3の発明とし、(4) Li 1.5−3,
0wt%、Cu Q、5−4,0wt%を含有し、かつ
、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0.05〜0.
05〜0.3wt%、Mn 0.05〜1.5wt%、
V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.
1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
LiM合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法を第4の発明とし、 (5) Li 1.0−5.0wt%、Mg 0.5
〜5.0wt%を含有し、かつ、 Zr 0.050.05〜0.3wt%、Cr 0.0
5〜0.05〜0.3wt%、Mn 0.05〜1.5
wt%、V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.00
5〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜5
0時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の
温度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処
理を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製
造方法を第5の発明とし、(6) Li 1.0〜5
.0wt%、Mg 0.5〜5.Ou+L%を含有し、
かつ、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0905〜0.
3wt%、Mn 0.05〜1.5wt%、V 0.0
5〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法を第6の発明とし、 (7) Li 1.0〜4.0wt%、Mg 005
−5.0wt%、Si0.2〜3.0LIIt% を含有し、かつ、 Zr 0905−0.:3uL%、Cr 0.05〜0
.3IIIt%、Mn 0.05〜1.5wt%、V
0005〜0.3uL%、Ti 0.005〜0.1w
t% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al Li系合金の製
造方法を第7の発明とし、(8) Li 1.0−4
,0wt%、Mg 0.5〜5.Out%、Si0.2
〜3.0wt% を含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.3IIIt%、Cr 0.05〜
0.3i1t%、Mn 0.05−1.5iut%、V
0.05〜0.3+st%、T i 0.0050.
1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次t1で、冷間加工を行ない、
さらに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする
展伸用Al−Li系合金の製造方法を第8の発明とし、 (9) Li 1.0〜3.5wt%、Zn 1.0
〜6.0wt%、Mg 0.5−3,0wt%、Cu
0.5−3,0wt%を含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0.05〜0.
3wt%、Mn 0.05〜1.5wt%、V 0.0
5〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜5SO’Cの温度で2〜5
0時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の
温度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処
理を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製
造方法を第9の発明とし、(to) Li 1.0−
3.5wt%、Zn 1.0B、0i1t%、Mg 0
.5−3,0wt%、Cu 0.5〜3.0wt%を含
有し、かつ、 Zr 0.05〜0.05〜0.3wt%、Cr 0.
05〜0.3IIlt%、Mn 0.05〜1.5wt
%、V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.005〜
0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法を第10の発明とする
10の発明よりなるものである。
つ、 Zr 0.05〜0.05〜0.3wt%、Cr 0.
05−0.3wL%、Mn 0.05〜1.5wt%、
V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.
1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al Li1合金の製
造方法を第1の発明とし、(2)Li 1.0〜5.0
wt%を 含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.05〜0.3wt%、Cr 0.
05〜0.3wt%、Mn 0.05〜l、5iut%
、V 0105〜0.3wt%、Ti 0.005〜0
.1tut% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金11i塊を、400〜550℃の温度で2〜
50時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上
の温度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない
、さらに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とす
る展伸用Al−Li系合金の製造方法を第2の発明とし
、 (3) Li 1.0−3.0wt%、Cu 0.5
〜4.0wt%を含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0.05〜0.
3wt%、Mn 0.05−1.5wt%、V Q、0
5〜0.3wt%、Ti0.005〜0.1ust% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法を第3の発明とし、(4) Li 1.5−3,
0wt%、Cu Q、5−4,0wt%を含有し、かつ
、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0.05〜0.
05〜0.3wt%、Mn 0.05〜1.5wt%、
V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.
1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
LiM合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法を第4の発明とし、 (5) Li 1.0−5.0wt%、Mg 0.5
〜5.0wt%を含有し、かつ、 Zr 0.050.05〜0.3wt%、Cr 0.0
5〜0.05〜0.3wt%、Mn 0.05〜1.5
wt%、V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.00
5〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜5
0時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の
温度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処
理を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製
造方法を第5の発明とし、(6) Li 1.0〜5
.0wt%、Mg 0.5〜5.Ou+L%を含有し、
かつ、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0905〜0.
3wt%、Mn 0.05〜1.5wt%、V 0.0
5〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法を第6の発明とし、 (7) Li 1.0〜4.0wt%、Mg 005
−5.0wt%、Si0.2〜3.0LIIt% を含有し、かつ、 Zr 0905−0.:3uL%、Cr 0.05〜0
.3IIIt%、Mn 0.05〜1.5wt%、V
0005〜0.3uL%、Ti 0.005〜0.1w
t% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al Li系合金の製
造方法を第7の発明とし、(8) Li 1.0−4
,0wt%、Mg 0.5〜5.Out%、Si0.2
〜3.0wt% を含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.3IIIt%、Cr 0.05〜
0.3i1t%、Mn 0.05−1.5iut%、V
0.05〜0.3+st%、T i 0.0050.
1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次t1で、冷間加工を行ない、
さらに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする
展伸用Al−Li系合金の製造方法を第8の発明とし、 (9) Li 1.0〜3.5wt%、Zn 1.0
〜6.0wt%、Mg 0.5−3,0wt%、Cu
0.5−3,0wt%を含有し、かつ、 Zr 0.05〜0.3wt%、Cr 0.05〜0.
3wt%、Mn 0.05〜1.5wt%、V 0.0
5〜0.3wt%、Ti 0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜5SO’Cの温度で2〜5
0時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の
温度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処
理を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製
造方法を第9の発明とし、(to) Li 1.0−
3.5wt%、Zn 1.0B、0i1t%、Mg 0
.5−3,0wt%、Cu 0.5〜3.0wt%を含
有し、かつ、 Zr 0.05〜0.05〜0.3wt%、Cr 0.
05〜0.3IIlt%、Mn 0.05〜1.5wt
%、V 0.05〜0.3wt%、Ti 0.005〜
0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法を第10の発明とする
10の発明よりなるものである。
そして、冷間加工は70%以下の冷間加工率で行なうの
がよく、また、ミクロ組織のサブグレインを除く伸長粒
の形状比(長さ1/幅w)を20以上とすることがよい
のである。
がよく、また、ミクロ組織のサブグレインを除く伸長粒
の形状比(長さ1/幅w)を20以上とすることがよい
のである。
本発明に係る展伸用Al−Li系合金の製造方法につい
て以下詳細に説明する。
て以下詳細に説明する。
先ず、本発明に系る展伸用Al−Li系合金の製造方法
において使用するAl Li系合金の含有成分および
成分割合について説明する。
において使用するAl Li系合金の含有成分および
成分割合について説明する。
Liは強度を向上させ、かつ、低密度および高弾性化に
は不可欠の元素であり、含有量が1.0wt%未満では
低密度、高弾性化率が小さ過ぎ、また、5.0wt%を
越えて含有されると強度は飽和し、さらに、延性、靭性
が著しく低下するようになる。
は不可欠の元素であり、含有量が1.0wt%未満では
低密度、高弾性化率が小さ過ぎ、また、5.0wt%を
越えて含有されると強度は飽和し、さらに、延性、靭性
が著しく低下するようになる。
よって、Li含有量は1.0〜5.0wt%とする。
ただし、他の強化元素のCu、 Mg、 Si、 Zけ
n等を必須の元素として含有する場合には、適宜Liの
含有量を調整する必要がある。即ち、AlLi−Cu系
合金の場合は、Li含有量は1.0−3.0wt%、C
u含有量は0.5〜4.0IIL%であり、Al−Li
−Mg系合金の場合は、Li含有量は1.0−5,0w
t%、Mg含有量は0.5−5.0であり、Al−Li
−Mg−Si系合金の場合は、Li 1.0〜4.0w
t%、Mg含有量は0.5〜5.0wt%、Si含有量
は0.2−3.0wt%であり、Al−Li−Zn−M
g−Cu系合金の場合は、Li含有量は1.0〜3,5
wt%、Zn含有量は1.0−6.Ou+L%、Mg含
有量は0.5〜3.0wt%、Cu含有量は0.5−3
.0ut%である。
n等を必須の元素として含有する場合には、適宜Liの
含有量を調整する必要がある。即ち、AlLi−Cu系
合金の場合は、Li含有量は1.0−3.0wt%、C
u含有量は0.5〜4.0IIL%であり、Al−Li
−Mg系合金の場合は、Li含有量は1.0−5,0w
t%、Mg含有量は0.5−5.0であり、Al−Li
−Mg−Si系合金の場合は、Li 1.0〜4.0w
t%、Mg含有量は0.5〜5.0wt%、Si含有量
は0.2−3.0wt%であり、Al−Li−Zn−M
g−Cu系合金の場合は、Li含有量は1.0〜3,5
wt%、Zn含有量は1.0−6.Ou+L%、Mg含
有量は0.5〜3.0wt%、Cu含有量は0.5−3
.0ut%である。
Zr%Mll、Cr、Vは最終熱処理後のミクロ組織に
おいて、I/u+ (lは圧延方向の伸長粒の長さ、す
は板厚方向の伸長粒の厚さ)を20以上とするために必
要な元素であり、Zr、 Mn、 Cr、■の含有量が
0.05wt%未満では最終熱処理においてミクロ組織
が大きく再結晶化が始まり(1く1/w<20となり、
また、Zr 0.05〜0.3wt%、Mn1.5wt
%、Cr 0.3wt%、V 083wt%を夫々越え
て含有されると効果が飽和し、それ以上の含有は無駄で
ある。よって、Zr含有量0.05−0.3wt%、M
n含有量は0.05〜1.5wt%、Cr含有量は0.
05〜0.3wt%、■含有量は0.05〜0.3wt
%とする。
おいて、I/u+ (lは圧延方向の伸長粒の長さ、す
は板厚方向の伸長粒の厚さ)を20以上とするために必
要な元素であり、Zr、 Mn、 Cr、■の含有量が
0.05wt%未満では最終熱処理においてミクロ組織
が大きく再結晶化が始まり(1く1/w<20となり、
また、Zr 0.05〜0.3wt%、Mn1.5wt
%、Cr 0.3wt%、V 083wt%を夫々越え
て含有されると効果が飽和し、それ以上の含有は無駄で
ある。よって、Zr含有量0.05−0.3wt%、M
n含有量は0.05〜1.5wt%、Cr含有量は0.
05〜0.3wt%、■含有量は0.05〜0.3wt
%とする。
Tiは鋳塊のマクロ組織を微細にするために不可欠の元
素であり、含有量が0.005wt%未満ではこのよう
な効果を達成することができず、また、0、1wt%を
越えて含有されると晶出物が増加して延性および靭性を
劣化させる。よって、Ti含有量は0.005〜0.1
wt%とする。なお、Tiは単独でもTiとBとを共存
させてもよい。
素であり、含有量が0.005wt%未満ではこのよう
な効果を達成することができず、また、0、1wt%を
越えて含有されると晶出物が増加して延性および靭性を
劣化させる。よって、Ti含有量は0.005〜0.1
wt%とする。なお、Tiは単独でもTiとBとを共存
させてもよい。
さらに、鋳塊中に不純物として含有されるFeの含有量
が0.25+IIt%を越えると、Al−Fe系晶出物
が増加し、最終製品の延性、靭性および疲労特性が着し
く低下する。よって、Feの含有量は0.25wt%以
下とする必要がある。
が0.25+IIt%を越えると、Al−Fe系晶出物
が増加し、最終製品の延性、靭性および疲労特性が着し
く低下する。よって、Feの含有量は0.25wt%以
下とする必要がある。
次に、本発明に係る展伸用Al−Li系合金の製造方法
について説明する。
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Al−Li系
合金II塊を、その鋳塊の結晶粒径をできるだけ微細に
、例えば、3關以下となるように造塊する。このamの
結晶粒径が3111111以上になると粒界に存在する
Cu2FeAl、、Cu5Li2ALs(TIS相)、
CuLiAl2(T、相)、Cu L i 3 A I
s (T 2相)等の晶出物のサイズおよび分布が粗
大不均一となるため、最終製品における伸びおよび靭性
を劣化させるようになる。
合金II塊を、その鋳塊の結晶粒径をできるだけ微細に
、例えば、3關以下となるように造塊する。このamの
結晶粒径が3111111以上になると粒界に存在する
Cu2FeAl、、Cu5Li2ALs(TIS相)、
CuLiAl2(T、相)、Cu L i 3 A I
s (T 2相)等の晶出物のサイズおよび分布が粗
大不均一となるため、最終製品における伸びおよび靭性
を劣化させるようになる。
次に、鋳塊を400〜550℃の温度において2〜50
時間の均質化熱処理を施すのであるが、この均質化熱処
理は、(1)Li、Cu、Mg等の不均一に分布した元
素は母相中に固溶し、上記した晶出物は部分的に固溶し
てサイズを小さくし、また、(2)Zr、Cr、Mn、
■の遷移元素はAl、MgとZrAl、、Cr2Mg、
Al+s、MnAl−1VAl6等の金属開化合物の析
出物(dispersoids)を形成させる。この(
1)(2)が均質化熱処理の目的であり、均質化熱処理
温度が400℃未満、均質化熱処理時間が2時間未満で
は上記(1)(2)の目的を達成することがでトず、ま
た、均質化熱処理温度が550℃、均質化熱処理時間が
50時間を夫々越えると上記(2)の金属間化合物の析
出状態が粗大不均一となり、最終製品に目的とする未再
結晶組織或いは微細な伸長粒を形成することができない
。よって、均質化熱処理は400〜550℃の温度にお
いて2〜50時間行なうのである。また、この均質化熱
処理を析出物(dispersoids)の析出状態を
微細均一にするために、前半を400〜480℃の低温
度とし、後半を均質化および晶出物の固溶のために48
0〜550℃の高温度において実施して処理時間を短縮
し、性能の向上を図ってもよい。
時間の均質化熱処理を施すのであるが、この均質化熱処
理は、(1)Li、Cu、Mg等の不均一に分布した元
素は母相中に固溶し、上記した晶出物は部分的に固溶し
てサイズを小さくし、また、(2)Zr、Cr、Mn、
■の遷移元素はAl、MgとZrAl、、Cr2Mg、
Al+s、MnAl−1VAl6等の金属開化合物の析
出物(dispersoids)を形成させる。この(
1)(2)が均質化熱処理の目的であり、均質化熱処理
温度が400℃未満、均質化熱処理時間が2時間未満で
は上記(1)(2)の目的を達成することがでトず、ま
た、均質化熱処理温度が550℃、均質化熱処理時間が
50時間を夫々越えると上記(2)の金属間化合物の析
出状態が粗大不均一となり、最終製品に目的とする未再
結晶組織或いは微細な伸長粒を形成することができない
。よって、均質化熱処理は400〜550℃の温度にお
いて2〜50時間行なうのである。また、この均質化熱
処理を析出物(dispersoids)の析出状態を
微細均一にするために、前半を400〜480℃の低温
度とし、後半を均質化および晶出物の固溶のために48
0〜550℃の高温度において実施して処理時間を短縮
し、性能の向上を図ってもよい。
この均質化熱処理後に、300℃の温度で圧延し、押出
し或いは鍛造により熱間加工を行なうのであるが、30
0℃未満の温度では製品の最終熱処理(例えば、T6調
質)を行なうと、ミクロ組織のサブグレンを除く伸長粒
の形状比l/w<20となって延性が低下するようにな
り、また、この熱間加工中の割れ等の発生を無くすため
には、熱間加工の開始温度を400℃以上とするのがよ
い。
し或いは鍛造により熱間加工を行なうのであるが、30
0℃未満の温度では製品の最終熱処理(例えば、T6調
質)を行なうと、ミクロ組織のサブグレンを除く伸長粒
の形状比l/w<20となって延性が低下するようにな
り、また、この熱間加工中の割れ等の発生を無くすため
には、熱間加工の開始温度を400℃以上とするのがよ
い。
最終製品の板厚が概略3mm以上の板材、押出材および
鍛造材については、上記の工程で溶体化処理前の加工を
終了する。
鍛造材については、上記の工程で溶体化処理前の加工を
終了する。
しかして、最終製品の板厚が3關以下のものについては
、冷間圧延等の冷間加工を行なうのである。
、冷間圧延等の冷間加工を行なうのである。
この冷間加工においては、最終冷間加工率を70%以下
とし、この冷間加工率が70%より高くなると、最終熱
処理後のミクロM織の伸長粒の形状比I/w<20とな
り好ましくなく、この冷間加工率は、灼熱処理条件、熱
間加工温度が上記説明した本発明に係る展伸用Al
Li合金の製造方法における範囲を外れると、40〜5
0%以下としなければならず、冷間加工率を大トくする
ことができず製造上不利であり、即も、冷間加工率70
%は均熱処理条件、熱間加工温度を上記説明したような
限定された条件によって初めて達成されるものである。
とし、この冷間加工率が70%より高くなると、最終熱
処理後のミクロM織の伸長粒の形状比I/w<20とな
り好ましくなく、この冷間加工率は、灼熱処理条件、熱
間加工温度が上記説明した本発明に係る展伸用Al
Li合金の製造方法における範囲を外れると、40〜5
0%以下としなければならず、冷間加工率を大トくする
ことができず製造上不利であり、即も、冷間加工率70
%は均熱処理条件、熱間加工温度を上記説明したような
限定された条件によって初めて達成されるものである。
以上の熱間加工或いは冷間加工により製造された製品は
所定の強度を付与するために、溶体化処理後焼入れされ
、必要に応じて冷間加工を施した後時効処理を行なう。
所定の強度を付与するために、溶体化処理後焼入れされ
、必要に応じて冷間加工を施した後時効処理を行なう。
また、上記説明においてミクロ組織のサブグレンを除く
伸長粒の形状比1/u+ (lは圧延方向の伸長粒の長
さ、彎は板厚方向の伸長粒の厚さ)を20以上とする理
由が示されているが、さらに説明すると、Al−Li系
合金は極めて粒界破壊を起し易い合金であり、これが延
性および靭性な低下させる最大の原因であり、いま、ミ
クロ組織のサブグレンを除く伸長粒の形状比がl7w<
20とあまり伸長されていない場合は、クラックは粒界
を容易に通過し易くなり、はぼ全面的な粒界破壊が生じ
、延性および靭性が低下することになるが、しかし、ミ
クロ組織のサブグレンを除く伸長粒の形状比がl7w>
20と細長く伸長されているとクラックの伝播経路が長
くなるのと、伝播経路が長くなり過ぎると粒内を進行し
た方が有利となり、粒界破壊の割合が減少することにな
り、延性および靭性が向上する。
伸長粒の形状比1/u+ (lは圧延方向の伸長粒の長
さ、彎は板厚方向の伸長粒の厚さ)を20以上とする理
由が示されているが、さらに説明すると、Al−Li系
合金は極めて粒界破壊を起し易い合金であり、これが延
性および靭性な低下させる最大の原因であり、いま、ミ
クロ組織のサブグレンを除く伸長粒の形状比がl7w<
20とあまり伸長されていない場合は、クラックは粒界
を容易に通過し易くなり、はぼ全面的な粒界破壊が生じ
、延性および靭性が低下することになるが、しかし、ミ
クロ組織のサブグレンを除く伸長粒の形状比がl7w>
20と細長く伸長されているとクラックの伝播経路が長
くなるのと、伝播経路が長くなり過ぎると粒内を進行し
た方が有利となり、粒界破壊の割合が減少することにな
り、延性および靭性が向上する。
[実施例1
本発明に係る展伸用Al Li系合金の製造方法の実
施例を説明する。
施例を説明する。
実施例1
第1表に示す含有成分および成分割合のアルミニウム合
金*tiを溶製した。
金*tiを溶製した。
次いで、第2表に示す製造加工条件で均質化熱処理→熱
間圧延→中間焼鈍→冷間圧延を行ない、1 、5 ao
s、 3 a++++の圧延材を製作した(なお、中間
焼鈍は400℃×2時間で行なった。)。
間圧延→中間焼鈍→冷間圧延を行ない、1 、5 ao
s、 3 a++++の圧延材を製作した(なお、中間
焼鈍は400℃×2時間で行なった。)。
これらの圧延材を520℃×30分の溶体化処理を行な
い、直ちに常温の水に焼入れし、次いで、焼入れ歪を除
去するために2%の引張矯正を行ない、190℃で16
時間の時効処理を行った。
い、直ちに常温の水に焼入れし、次いで、焼入れ歪を除
去するために2%の引張矯正を行ない、190℃で16
時間の時効処理を行った。
その結晶粒形状を第2表に、材料特性を第3表に示す。
この第2表および第3表から明らかなように、本発明に
係る展伸用Al−Li系合金の製造方法は、比較方法に
比して、優れた材料m織および機械的性質を有している
ことがわかる。
係る展伸用Al−Li系合金の製造方法は、比較方法に
比して、優れた材料m織および機械的性質を有している
ことがわかる。
[発明の効果1
以上説明したように、本発明に係る展伸用Al−Li系
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、高剛性化、低密度化を図ることができ、さらに、強
度が良好で、延性および靭性に優れた展伸用Al−Li
系合金を効果的に製造することができるという効果を有
するものである。
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、高剛性化、低密度化を図ることができ、さらに、強
度が良好で、延性および靭性に優れた展伸用Al−Li
系合金を効果的に製造することができるという効果を有
するものである。
Claims (12)
- (1)Li1.0〜5.0wt% を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法。 - (2)Li1.0〜5.0wt% を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法。 - (3)Li1.0〜3.0wt%、Cu0.5〜4.0
wt%を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法。 - (4)Li1.5〜3.0wt%、Cu0.5〜4.0
wt%を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法。 - (5)Li1.0〜5.0wt%、Mg0.5〜5.0
wt%を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法。 - (6)Li1.0〜5.0wt%、Mg0.5〜5.0
wt%を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法。 - (7)Li1.0〜4.0wt%、Mg0.5〜5.0
wt%、Si0.2〜3.0wt% を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法。 - (8)Li1.0〜4.0wt%、Mg0.5〜5.0
wt%、Si0.2〜3.0wt% を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法。 - (9)Li1.0〜3.5wt%、Zn1.0〜6.0
wt%、Mg0.5〜3.0wt%、Cu0.5〜3.
0wt%を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、溶体化処理、時効処理
を施すことを特徴とする展伸用Al−Li系合金の製造
方法。 - (10)Li1.0〜3.5wt%、Zn1.0〜6.
0wt%、Mg0.5〜3.0wt%、Cu0.5〜3
.0wt%を含有し、かつ、 Zr0.05〜0.3wt%、Cr0.05〜0.3w
t%、Mn0.05〜1.5wt%、V0.05〜0.
3wt%、Ti0.005〜0.1wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなるAl−
Li系合金鋳塊を、400〜550℃の温度で2〜50
時間の均質化熱処理を施し、その後、300℃以上の温
度で熱間加工を行ない、次いで、冷間加工を行ない、さ
らに、溶体化処理、時効処理を施すことを特徴とする展
伸用Al−Li系合金の製造方法。 - (11)冷間加工を70%以下の冷間加工率で行なうこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第10項記載の
展伸用Al−Li系合金の製造方法。 - (12)ミクロ組織のサブグレインを除く伸長粒の形状
比(長さl/幅w)を20以上とすることを特徴とする
特許請求の範囲第1項〜第11項記載の展伸用Al−L
i系合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6769885A JPS61227157A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 展伸用Al−Li系合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6769885A JPS61227157A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 展伸用Al−Li系合金の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61227157A true JPS61227157A (ja) | 1986-10-09 |
Family
ID=13352431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6769885A Pending JPS61227157A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 展伸用Al−Li系合金の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61227157A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02258958A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 超塑性成形用高力Al―Li系合金の製造方法 |
JPH02259050A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 異方性の少ないAl―Li―Cu系超塑性板の製造方法 |
JPH02259051A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 異方性の少ないAl―Li―Mg系超塑性板の製造方法 |
JPH02259049A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 異方性の少ないAl―Li―Cu―Mg系超塑性板の製造方法 |
WO2000037696A1 (en) * | 1998-12-18 | 2000-06-29 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Method for the manufacturing of an aluminium-magnesium-lithium alloy product |
CN114058912A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-02-18 | 北京理工大学 | 一种高比强度、比刚度铝锂合金厚壁环形件及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58181852A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-24 | アルカン・インタ−ナシヨナル・リミテツド | アルミニウム合金の熱処理による均質化方法 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP6769885A patent/JPS61227157A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58181852A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-24 | アルカン・インタ−ナシヨナル・リミテツド | アルミニウム合金の熱処理による均質化方法 |
Cited By (8)
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US6551424B1 (en) | 1998-12-18 | 2003-04-22 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Method for the manufacturing of an aluminium-magnesium-lithium alloy product |
CN114058912A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-02-18 | 北京理工大学 | 一种高比强度、比刚度铝锂合金厚壁环形件及其制备方法 |
CN114058912B (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-08 | 北京理工大学 | 一种高比强度、比刚度铝锂合金厚壁环形件及其制备方法 |
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