JPS6173855A - 耐熱アルミニウム合金 - Google Patents
耐熱アルミニウム合金Info
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- JPS6173855A JPS6173855A JP19597284A JP19597284A JPS6173855A JP S6173855 A JPS6173855 A JP S6173855A JP 19597284 A JP19597284 A JP 19597284A JP 19597284 A JP19597284 A JP 19597284A JP S6173855 A JPS6173855 A JP S6173855A
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- JP
- Japan
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- alloy
- strength
- heat resisting
- amount
- room temperature
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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〉
この発明は、常温のみならず、高温においても高強度を
有し、例えばエンジン部品のように常温および高温にお
いて高強度が要求される部品の素材として利用すること
ができる耐熱アルミニウム合金に関するものである。
有し、例えばエンジン部品のように常温および高温にお
いて高強度が要求される部品の素材として利用すること
ができる耐熱アルミニウム合金に関するものである。
〈従来技術〉
近年とくに自動車の燃料経済性向上が強く求められるよ
うになってきており、このための１つの手段として自動
車の軽量化が進められている。このような自動車部品の
軽量化に伴ってアルミニウム合金の用途も拡大されてき
ているが、例えばエンジン部品の中でも特に常温から２
５０Ｃ程度までの広い温度域で高強度をもつことが要求
されている部品については従来のアルミニウム合金材を
適用することは困難であった。
うになってきており、このための１つの手段として自動
車の軽量化が進められている。このような自動車部品の
軽量化に伴ってアルミニウム合金の用途も拡大されてき
ているが、例えばエンジン部品の中でも特に常温から２
５０Ｃ程度までの広い温度域で高強度をもつことが要求
されている部品については従来のアルミニウム合金材を
適用することは困難であった。
すなわち、ＡＡ規格７０７５材のような高力アルミニウ
ム合金では、常温においては比較的良好な強度特注全盲
しているが、常温から２００ＣＫ至るまでの間で強度が
急激例低下するという欠点があるため、この点でエンジ
ン部品の素材として不十分であシ、またＡ、Ａ規格２２
１８材のような耐熱アルミニウム合金では耐熱性は優れ
てｂるものの常温での強度が低いとめう欠点があるため
、これもまたニンジン部品の素材としては不十分であっ
た。
ム合金では、常温においては比較的良好な強度特注全盲
しているが、常温から２００ＣＫ至るまでの間で強度が
急激例低下するという欠点があるため、この点でエンジ
ン部品の素材として不十分であシ、またＡ、Ａ規格２２
１８材のような耐熱アルミニウム合金では耐熱性は優れ
てｂるものの常温での強度が低いとめう欠点があるため
、これもまたニンジン部品の素材としては不十分であっ
た。
そこで、本発明者らの一部は上記問題点に着目し、先［
ｆｆＴｈ％でＭｎ：６〜８ ％ 、 Ｆｅ：０．５〜２
％。
ｆｆＴｈ％でＭｎ：６〜８ ％ 、 Ｆｅ：０．５〜２
％。
Ｚｒ ： ０．０３〜０．５ ％ 、 Ｃｕ ： ２〜
５％を含み、残部Ａｌおよび不純物よりなる耐熱アルミ
ニウム合金を提案した（特願昭５８−１４９１６１号）
。
５％を含み、残部Ａｌおよび不純物よりなる耐熱アルミ
ニウム合金を提案した（特願昭５８−１４９１６１号）
。
ところで、上記合金は、μｍＭＪＩ系の強制固溶体ある
いは微細な準安定相の熱に対する安定度が陥いというこ
とから、共晶組成以上のＭｎヲ含むアルミニウム合金に
着目して開発されたものである。
いは微細な準安定相の熱に対する安定度が陥いというこ
とから、共晶組成以上のＭｎヲ含むアルミニウム合金に
着目して開発されたものである。
なお共晶組成以上のＭｎおよびＦｅを偏析させることな
く ｌｔ中に強制固溶あるいは金属間化合物の形で微細
分散ちせるに際しては、急冷法により製造した合金粉末
音用いることによって可能となるが上０ピ合金における
％ｉｎ 、 ｌ；’ｅの含有量であれば量産技術が確立
さｉしたアトマイズ法によって製造した粉末でもＭｎ化
合物の粗大化や偏析は抑制される。
く ｌｔ中に強制固溶あるいは金属間化合物の形で微細
分散ちせるに際しては、急冷法により製造した合金粉末
音用いることによって可能となるが上０ピ合金における
％ｉｎ 、 ｌ；’ｅの含有量であれば量産技術が確立
さｉしたアトマイズ法によって製造した粉末でもＭｎ化
合物の粗大化や偏析は抑制される。
すなわち現時点では製造上の問題があると共に後工程も
煩雑となるスプラットクーリング法などの急冷凝固法を
必ずしも用いる必要がないということも上記合金の大き
な効果である。
煩雑となるスプラットクーリング法などの急冷凝固法を
必ずしも用いる必要がないということも上記合金の大き
な効果である。
また上記合金はＭｎ化合物に何ら影響を与えることなく
常温から２５０Ｃ程度までの広い温度域における強度を
補う元素としてＣｕｔ含有させることを特徴とするもの
である。
常温から２５０Ｃ程度までの広い温度域における強度を
補う元素としてＣｕｔ含有させることを特徴とするもの
である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら上記含塵には以下に示すような問題点が残
っていることがわかった。
っていることがわかった。
すなわち各合金元素の含有量が比較的多い場合アトマイ
ズ前Ｑ浴湯中において重力偏析？起こしやすいため、一
度に大量の粉末全製造する際は、粉末間に成分、組成の
ばらつきが生じるということである。そのために、成形
棒金量産する際もその強度がばらつくことがあった。
ズ前Ｑ浴湯中において重力偏析？起こしやすいため、一
度に大量の粉末全製造する際は、粉末間に成分、組成の
ばらつきが生じるということである。そのために、成形
棒金量産する際もその強度がばらつくことがあった。
なお、上記問題は特にＣｕ量が多い時に顕著であった。
〈問題点を解決するための手段〉
そこで本発明者らは、上記の問題点に着目し、Ｃｕよシ
重力閤析奮起こしにくいと思われるＭｇの添加について
再度実験全行った。
重力閤析奮起こしにくいと思われるＭｇの添加について
再度実験全行った。
すなわち、ａｙＨｓ＋と結合して時効硬化によってアル
ミニウム合金の常温強度を向上させることカ広く知うレ
テイルカ、３ｉはｃＥ−Ａｌ（Ｆｅ 、Ｍｎ）Ｓｉ相の
彫金と９やすいため、前記特許（特願昭５８−１４９１
６１号明細書）においてに、Ｍ）の添加によるＭり２Ｓ
１相の析出による強度上昇はＣｕの添加に比べて少ない
と述べたが、本発明者らは、その後の実験においてＡＩ
−Ｍｎ −Ｆｅ系合金にＳｉを添加せず？４２のみ添
加し、ＩＶＩ”＆ＡＪ中に固溶させることにより５薫化
した場合には、Ｃｕを添加した場合と同様の強度が得ら
れることを確認した。
ミニウム合金の常温強度を向上させることカ広く知うレ
テイルカ、３ｉはｃＥ−Ａｌ（Ｆｅ 、Ｍｎ）Ｓｉ相の
彫金と９やすいため、前記特許（特願昭５８−１４９１
６１号明細書）においてに、Ｍ）の添加によるＭり２Ｓ
１相の析出による強度上昇はＣｕの添加に比べて少ない
と述べたが、本発明者らは、その後の実験においてＡＩ
−Ｍｎ −Ｆｅ系合金にＳｉを添加せず？４２のみ添
加し、ＩＶＩ”＆ＡＪ中に固溶させることにより５薫化
した場合には、Ｃｕを添加した場合と同様の強度が得ら
れることを確認した。
この発明による耐熱アルミニウム合金は、重量％でＭｎ
： ６−３．５％＋ Ｆｅ：０．５〜２ ％ ＋ Ｚ
ｒ：０．０３〜０５声、 ＭＳ’ ： １．５〜４チ金
言み、残部Ｍおよび不可避の不純物からなることを特徴
としており、アトマイズ法によって製造された粉末でも
冷化合′吻の粗大化や偏析が抑制されるように耐熱性に
好与する元素であるＭｎ 、 Ｆｅの添加毎゛を限定す
る一方、ｈｉｎ化合物に何ら影響を与えることなく常沢
から２５０℃貫での広い温度域しておける強度を補う元
素として市を添加することにより後工程も煩雑となるス
プラットクーリング法なとの急乍凝固法を用いることな
く常温および高温において高強度を有する酊熱つ′ルミ
合金を製造することを可能にしたものである。
： ６−３．５％＋ Ｆｅ：０．５〜２ ％ ＋ Ｚ
ｒ：０．０３〜０５声、 ＭＳ’ ： １．５〜４チ金
言み、残部Ｍおよび不可避の不純物からなることを特徴
としており、アトマイズ法によって製造された粉末でも
冷化合′吻の粗大化や偏析が抑制されるように耐熱性に
好与する元素であるＭｎ 、 Ｆｅの添加毎゛を限定す
る一方、ｈｉｎ化合物に何ら影響を与えることなく常沢
から２５０℃貫での広い温度域しておける強度を補う元
素として市を添加することにより後工程も煩雑となるス
プラットクーリング法なとの急乍凝固法を用いることな
く常温および高温において高強度を有する酊熱つ′ルミ
合金を製造することを可能にしたものである。
次にこの祐明による耐熱アルミニウム台金を横取する各
合金元素および七ｉｔらの含櫓蓋（重量％）の限定理由
について説明する。
合金元素および七ｉｔらの含櫓蓋（重量％）の限定理由
について説明する。
Ｍｎ ： ６〜８．５％
Ｍｎはアルミニウム合金の耐熱性および耐摩耗性を向上
させるのに有効な元素であるが、６％未満の場合には十
分満足しうる耐熱強度を得ることがでさす、８．５％を
超えるとアトマイズ法で得られる冷却速度では［ｎ化合
物の粗犬相の晶出や偏析音生ずるので６〜８．５チの範
囲とした。
させるのに有効な元素であるが、６％未満の場合には十
分満足しうる耐熱強度を得ることがでさす、８．５％を
超えるとアトマイズ法で得られる冷却速度では［ｎ化合
物の粗犬相の晶出や偏析音生ずるので６〜８．５チの範
囲とした。
Ｆ’ｅ ： ０．５〜２％
ＦｅはＡＩ、 −Ｍｎ合金の強制固溶体および微細なＡ
ｌ−Ｍｎ系金属間化合物の高温安定性全向上させるのに
有効な元素であるが、０．５％Ｌ５少ないとそのような
効果を得ることができず、２％を超えるとアトマイズ法
ではｋｔ−Ｍｎ−Ｆｅ糸あるいはＡｌ−Ｆｅ糸の脆い相
が晶出するので０．５〜２％の範囲とした。
ｌ−Ｍｎ系金属間化合物の高温安定性全向上させるのに
有効な元素であるが、０．５％Ｌ５少ないとそのような
効果を得ることができず、２％を超えるとアトマイズ法
ではｋｔ−Ｍｎ−Ｆｅ糸あるいはＡｌ−Ｆｅ糸の脆い相
が晶出するので０．５〜２％の範囲とした。
Ｚｒ ： ０．０３〜０．５％
７、ｒはＡ７−Ｍｎ合金の強制固溶体および微糺なＡＩ
−Ｍｎ系金属間化合物の高温安定性全向上させると共に
、結晶粒の微昶１化にも有効な元素であるが０．０３％
よシ少ないとそのような効果金得ることができず、０．
５％を超えるとＡＬ −Ｚｒ相の粗大化が生ずるので０
０３〜０．５％の範囲とした。
−Ｍｎ系金属間化合物の高温安定性全向上させると共に
、結晶粒の微昶１化にも有効な元素であるが０．０３％
よシ少ないとそのような効果金得ることができず、０．
５％を超えるとＡＬ −Ｚｒ相の粗大化が生ずるので０
０３〜０．５％の範囲とした。
へ・ｉｒ ： ｉ、 ｓ ’〜４％
Ｍ２はアルミニウム合金の常温強度を向上させるのに有
効な元素でおり、この発明においてはもつとも％敵のあ
る元素である０すなわち本発明では、アトマイズ法によ
って製造した粉末中のＭｎ化合物の粗大化や偏析を抑制
するためにＭｎ 、 Ｆｅ添加量を限定した分、Ｍｇ全
添加することによって、常温から２５０Ｃ−１での広い
温度域においてＭｎ化合物に何ら影響を与えることなく
強肝ヲ上げるようというものである。また一度に大量の
粉末を製造する場合でも、他元素に比べてＡｌ合金中で
の偏析の傾向が小さいため、粉末間に合金成分元素の含
有ん、のばらつきが生じないこともＭ１添加の特徴であ
る。七の際１，５裂よりも少ないと強度向上の効果がｍ
Ｊ待できず、４チを超え心とＡｌ−Ｍｎ合金の強制固溶
体Ｃ高温安定性を低下させるので１．５〜４％の範囲と
した。
効な元素でおり、この発明においてはもつとも％敵のあ
る元素である０すなわち本発明では、アトマイズ法によ
って製造した粉末中のＭｎ化合物の粗大化や偏析を抑制
するためにＭｎ 、 Ｆｅ添加量を限定した分、Ｍｇ全
添加することによって、常温から２５０Ｃ−１での広い
温度域においてＭｎ化合物に何ら影響を与えることなく
強肝ヲ上げるようというものである。また一度に大量の
粉末を製造する場合でも、他元素に比べてＡｌ合金中で
の偏析の傾向が小さいため、粉末間に合金成分元素の含
有ん、のばらつきが生じないこともＭ１添加の特徴であ
る。七の際１，５裂よりも少ないと強度向上の効果がｍ
Ｊ待できず、４チを超え心とＡｌ−Ｍｎ合金の強制固溶
体Ｃ高温安定性を低下させるので１．５〜４％の範囲と
した。
〈実施例〉
以下、実施例について説明する。
本冥施例ではＪ １表に示す化学成分のアルミニウム合
金について実施した。
金について実施した。
第１表に示す＆１〜４の本発明合金および煮５〜９の比
較合金金ｉＡ造するに際しては、まずＡｌとＡｌ以外の
各成分との２元合金鋳塊およびＡｌ崎塊全秤量、浴解踵
第−表に示す化学成分の母合金を溶製した。矢に、アト
マイズ粉末製造装置の溶解炉にて前記母合金を溶解し、
融点よυ１５０Ｃ過熱した状態で溶湯上噴射することに
よってアトマイズ粉全得た。なおアトマイズ粉の粒径が
１２０メツシユ以下のものを使用した。続いて前記アト
マイズ粉ｆ ３．５ ｔｏｎ ｆ／ｃｄで円柱形状に圧
粉成形し、この成形体音４００ Ｃ以下の温度で１２；
１の押出し比で押出加工した後、所定の試験片形状に切
り出した。
較合金金ｉＡ造するに際しては、まずＡｌとＡｌ以外の
各成分との２元合金鋳塊およびＡｌ崎塊全秤量、浴解踵
第−表に示す化学成分の母合金を溶製した。矢に、アト
マイズ粉末製造装置の溶解炉にて前記母合金を溶解し、
融点よυ１５０Ｃ過熱した状態で溶湯上噴射することに
よってアトマイズ粉全得た。なおアトマイズ粉の粒径が
１２０メツシユ以下のものを使用した。続いて前記アト
マイズ粉ｆ ３．５ ｔｏｎ ｆ／ｃｄで円柱形状に圧
粉成形し、この成形体音４００ Ｃ以下の温度で１２；
１の押出し比で押出加工した後、所定の試験片形状に切
り出した。
一方、比較合金ＡＩＯはＡＡ規格２２１８付、煮１１は
ＡＡ規格７０７５材であるが、これらについては当該成
分の溶湯から圧延用鋳塊とした後熱間第１表 圧延し、２２１８材については５１０ Ｃにおいて４時
間の溶体化処理および１７５Ｃで１２時間の人工時効処
理を施し、また７０７５材については、４６０℃におい
て４時間の溶体化処理、および１２０Ｃで２４時間の人
工時効処理ｔＭし、その後前記と同一の−試験片形状に
切９出した。
ＡＡ規格７０７５材であるが、これらについては当該成
分の溶湯から圧延用鋳塊とした後熱間第１表 圧延し、２２１８材については５１０ Ｃにおいて４時
間の溶体化処理および１７５Ｃで１２時間の人工時効処
理を施し、また７０７５材については、４６０℃におい
て４時間の溶体化処理、および１２０Ｃで２４時間の人
工時効処理ｔＭし、その後前記と同一の−試験片形状に
切９出した。
次に上記各試験片に対し、常温および２００Ｃでの引張
試験を行なった。なおこの際の高温引張試験では各試験
片を１時間加熱保持した後測定した。
試験を行なった。なおこの際の高温引張試験では各試験
片を１時間加熱保持した後測定した。
その結果′ｆｃ第２表に示す０
第 ２ 表
第２表に示すように本発明合金・≦１〜４はいずれも常
温および２００℃において耐熱アルミニウム合金である
ＡＡＡ格２２１８材（比較合金ｉＦｉ Ｌ Ｏ）よｐも
かな９茜い引張強度全示し、特に常温における強度は高
力アルミニウム合金であるＡＡ規規格７０ジ５ ないという非常に優れた結果が得られた。
温および２００℃において耐熱アルミニウム合金である
ＡＡＡ格２２１８材（比較合金ｉＦｉ Ｌ Ｏ）よｐも
かな９茜い引張強度全示し、特に常温における強度は高
力アルミニウム合金であるＡＡ規規格７０ジ５ ないという非常に優れた結果が得られた。
また、Ｍｌの代わ９にＣｕ ｋ添加した合金（比較合金
１５ ５〜７）と同等の強度を示しておシ、とくに合金
元素の含有量が多いときは本発明合金Ａ２と比較合金属
６，及び本発明合金１６ ４と比較合金１ｉ ７の強度
金比べるとわかるようにＣｕ添加の場合より高い強度を
示している。
１５ ５〜７）と同等の強度を示しておシ、とくに合金
元素の含有量が多いときは本発明合金Ａ２と比較合金属
６，及び本発明合金１６ ４と比較合金１ｉ ７の強度
金比べるとわかるようにＣｕ添加の場合より高い強度を
示している。
またＭｎ 、 Ｆｅ添加量が本発明合金の範囲よシも少
ない比較合金属８では強度が低（ Ｍｎ 、 Ｆ″ｅ添
加量全本発明合金の範囲よりも多くした比較合金煮９は
アトマイズ法で得られる冷却速度ではＭｎ化合物の粗大
化や偏析を生じてしまうため強度はかえって低下してい
るという結果となシ、共に本発明合金よシ劣っているこ
とが確認された。
ない比較合金属８では強度が低（ Ｍｎ 、 Ｆ″ｅ添
加量全本発明合金の範囲よりも多くした比較合金煮９は
アトマイズ法で得られる冷却速度ではＭｎ化合物の粗大
化や偏析を生じてしまうため強度はかえって低下してい
るという結果となシ、共に本発明合金よシ劣っているこ
とが確認された。
く発明の効果）
以上説明してきたように、この発明による耐熱アルミニ
ウム合金は重量幅でＭｎ ： ６〜８． ５ ％ 、
Ｆｅ１ ０、 ５ 〜２％ｌＺｒ：０．０３ー０。５％
，Ｍｙ：１．５ 〜４％を含み、残部実質的にｌｔおよ
び不可避的不純物よりなる組成？有するものであるから
、従来以上ン〔常温および高温において強度の優れた軽
合金材料でおり、例えば二／ジン部品のように耐熱性の
みならず、常温においても高強度全要求される部品に対
して広く適用することができ、部品および製品の軽量化
全促進することができるという効果が得られ、しかも、
この発明による耐熱アルミニウム合金は、アトマイズ法
によって製造された粉末粒子から形成することが可能で
あり、現時点では製造上の問題があると共に後工程も煩
雑となるスプラットクーリング法などの急冷凝固法を必
ずしも用いる必要がないという効果が得られる。また粉
末子一度に大量生産した場合でも合金元素の偏析が少な
く、粉末間に合金元素の含有量のほらつきが、１−しな
いといり効果も得られる。
ウム合金は重量幅でＭｎ ： ６〜８． ５ ％ 、
Ｆｅ１ ０、 ５ 〜２％ｌＺｒ：０．０３ー０。５％
，Ｍｙ：１．５ 〜４％を含み、残部実質的にｌｔおよ
び不可避的不純物よりなる組成？有するものであるから
、従来以上ン〔常温および高温において強度の優れた軽
合金材料でおり、例えば二／ジン部品のように耐熱性の
みならず、常温においても高強度全要求される部品に対
して広く適用することができ、部品および製品の軽量化
全促進することができるという効果が得られ、しかも、
この発明による耐熱アルミニウム合金は、アトマイズ法
によって製造された粉末粒子から形成することが可能で
あり、現時点では製造上の問題があると共に後工程も煩
雑となるスプラットクーリング法などの急冷凝固法を必
ずしも用いる必要がないという効果が得られる。また粉
末子一度に大量生産した場合でも合金元素の偏析が少な
く、粉末間に合金元素の含有量のほらつきが、１−しな
いといり効果も得られる。
Claims (1)
- 重量％でＭｎ：６〜８．５％、Ｆｅ：０．５〜２％、Ｚ
ｒ：０．０３〜０．５％、Ｍｇ：１．５〜４％を含み、
残部Ａｌおよび不可避的不純物よりなることを特徴とす
る耐熱アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19597284A JPS6173855A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 耐熱アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19597284A JPS6173855A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 耐熱アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173855A true JPS6173855A (ja) | 1986-04-16 |
Family
ID=16350059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19597284A Pending JPS6173855A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 耐熱アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6173855A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01294839A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 高強度、且つ、鍛造性に優れたアルミニウム合金部材 |
| WO2008109898A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Capital Technology Beteiligungs Gmbh | Fahrzeugkomponente |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP19597284A patent/JPS6173855A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01294839A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 高強度、且つ、鍛造性に優れたアルミニウム合金部材 |
| WO2008109898A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Capital Technology Beteiligungs Gmbh | Fahrzeugkomponente |
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