JPS6196051A - 急速固化したアルミニウム−遷移金属−ケイ素合金 - Google Patents

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】 本発明はシリカおよび金属酸化物（たとえば鉄またはチ
タンの酸化物〕を含有するアルミナ質鉱石のカーボサー
ミック（ｃａｒｂｏｔｈｅｒｍｉｃ）リダクションによ
り製造きれるアルミニウムー遷移金ａ−ケイ素合金に関
する。よシ詳細には本発明は溶融物から急速固化され、
熱的機械的に加工されて高い延性（靭性）および高い引
張強さを合わせもつ構造部材にされた、カーボサーミッ
クリダクションされたアルミニウムー鉄−ケイ素合金に
関する。

ピー・７７／・モクリックらは”急速固化したアルミニ
ウムーケイ素合金における析出に関して”と題する雑文
（ジャーナル・オプ・マテリアルズ・サイエンス１８　
（１９８３）、２７０６−２７２０頁）中で急速固化し
たＡｌｌ　−Ｓｉ合金中におけるＳｚの析出；てついて
論じている。これらの合金は選ばれた比率の実質的に純
粋なＭおよび５Ｌｔ−混合し、次いで溶融合金組成物を
ｌＯ６〜１０７に汚の、急冷速度で溶融スピニングする
ことによ！ｌｌ製造された（特にその２７０７頁に論じ
られている）。

７−ル・オー・スズキ、ワイ・コマツ、ケー・エフ・コ
バヤシ、ピー・エッチ・７ノ；ｆ−（Ｕ−Ｆａ　−Ｓｉ
合金”、ジャーナル・オブ・マテリアルズ・ｆイｘ　ｙ
ｘ、　Ｖｏｌ、　１８．１９８３．　１）９５−１２０
１頁）はガン法および一本ロール急冷により製造される
非晶質Ａｌ−Ｆ’５−８ｉ　合金について研究している
。

詳細には、β−Ａ６．Ｆ’５２Ｓｉ２金鴎間化合物（Ａ
Ｊ　−１３重−１４Ｆ’＄−１７，４重ｆ１％　Ｓｉ　
）　ｉｃ近近似スル組成物全冷却速度１０５〜ｌｏ６に
／９’で急冷して非晶質状態となしうる唯一のアルミニ
ウムー鉄−ケイ素組成物であった。この雑文で論じられ
たこれらの合金に関する圧縮（ｃｏｎｓｏｌｉａａｔｉ
ｏｎ）データまたは機械的特性は報告されていない。

ボーキサイトからのアルミナの抽出およびアルミナの電
解による散体アルミニウムの製造に関するバイエルおよ
びホール−ニル−法がアルミニウムを製造するための主
要な商業的方法であった。

アルミノケイ酸塩鉱のカーボサーミックリダクション、
および精練された塩化アルミニウムの電解を採用した代
替製造法について主要なアルミニウム企業によシ広範な
研究が行われてきた。両方法とも広く研究され、多数の
特許、たとえば下記のものが交付されている。

１、米国特許第３，６６１，５６１号、。アルミニウム
ーケイ素合金の製法”、エフ・ダブリュー・フレイら。

２、米国特許第３，６６１，５６２号、。アルミニウム
ーケイ素合金製造用反応器および方法”、（ケーク−９
セツら。

３、米国特許第３，７５８，２８９号、“予イ１リダク
ショノ法“、ジエイ・ダブリュー・ウッド。

４、米国特許第３，７５８，２９０号、”アルミニウム
のカーボサーミック製造法”、アール・二！、・キルビ
イ。

５、米国特許第４，０４６，５５８号、′アルミニウム
ーケイ素合金の製法”、ニス・ケー・ダス分よびアール
・ニー　ミリトら。

６、米国特許第４，０５３，３０３号、１アルミニウム
一ケイ素合金のカーボサーミック製法”、シー・エヌ舎
コクランら。

アルミニウムの商業的カーボサーミック溶融に対する努
力はピー　ティー・ストラクタが１９６４年、ＡＩＭＥ
金属学会会報、２３０巻、３５６−３７２頁に概説して
いる。

入手できる最高のアルミナ含量をもつボーキサイト（５
０４Ａｌ２Ｏ３、”５　’　Ｆ′ｔ　２０３．２　％　
Ｓ　Ｌ　０２　）から、一般によシ高いシリカおよび酸
化鉄含量ならびによシ低いアルミナ含量をもつ各種のク
レーならびに長石群分解風化生成物にわたる各種鉱石か
ら純粋なアルミナを製造することについては系統的な研
究がある。一般に純アルミニウムへのりダクショ／が最
も困難なカーボサーミック反応であり、アルミニウムー
ケイ素合金へのりダクショ／はより興味ある反応速度を
もつ。たとえば１９６０年代にレイノルズ・アルミナム
は２５％Ａｅ２０３．５０　％　Ｓ’０２．２憾ＦＣ２
０３ｔ−含有するネフエリン鉱のカーボサーミックリダ
クションによシアルミニウム−ケイ素合金を製造する２
ＭＷノ２イロットプラントを稼動させた。カーボサーミ
ックリダクションは、それに伴う直接的反応を理解する
のはストラクタによれば若干思弁的ではあるが、ケイ素
が存在すると若干低い温度で進行すると一般に考えられ
ている。

最初の鉱石に酸化鉄が存在すると最終合金に鉄が存在す
る。ダスおよびミリト（米国特許第４．０４６，５５８
号明細書）により論じられたように、鉄が存在するとア
ルミニウムに富む反応生成物の揮発性が低下することに
より生成物の収率が高まる。ダスらは天然のラテライト
鉱、ち・よび多ｆｆｆｌ多様な化学的特性をもつ合成の
鉱石混合物（１５−４８重重量部ｌ２Ｏ３，２−６８重
を幅ＳＬＯ□、および３．８−６０重ｉ％Ｆｅ２ｏ３）
のカーボサーミックリダクション法について論じている
。得られるアルミナ−ケイ素合金は不特定量の鉄を含有
する。

フジシゲら（ジャーナル・ジャパニーズ・インスト。メ
タ、　（Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｊａｐａｎｅ＋ｓｅ　工ｎｓ
ｔ、　Ｍｅｔ、）１９８３年１２月、４７　（１２）、
１０４７　１０５４頁）は高温の一酸化炭素を用いるア
ルミナ５ｖ、石のカーボサーミックリダクションについ
て述べ、鉄含量の高いボーキサイト鉱が噴射炉（ｂｌａ
ｓｔ　ｆｕｒｎａｃθ）におけるカーボサーミックリダ
クションに最も好ましい原料でおると結論した。

クワハラは米国特許第４．３９４，１６７号明細書にア
ルミナ、シリカおよび酸化物保有材料を石炭と混合する
ことによる金属アルミナの製法を示している。この混合
物を加熱してアルミナ含有コークスブリケットを製造す
る。次いでこのコークスズリケラトを２，０００〜２，
１００℃の温度となし、アルミニウム、ケイ素および鉄
を含有する合金を製造する。この合金を合金形成直後に
溶融鉛吹付は番でよシ洗い下とし、鉛−アルミニウム合
金に変換する。

アルミニウムは鉛から液化により分離ちれ、分留により
精製される。

バイエルおよびホール−エル−法によシ製造される通常
の商業上有用なアルミニウム合金の場合、鉄およびケイ
素の含量はいずれも約０．１重量部を越えない。商業的
に競争しうるためには、直接的なカーボサーミックリダ
クション法によシ製造される合金は等しい水準の鉄およ
びケイ素を含有すべきである。しかしアルミニウムーケ
イ素系鋳物合金市場向けの合金の場合、ケイ素含量は１
２Ｍ量係１達する可能性があり、鉄含ｌは１重量部でち
ろう。これよりも実質的に高い量の鉄を含有する合金の
場合、１０２Ｋ／秒以下の冷却速度；Ｃおける一般の固
化により著しいミクロ偏析が生じ、これにより１０〜１
００　ｔｔｍの大きさのｋｌ−Ｆｔ−８ｉ金金属化合物
が合金を不都合に脆化させる。その結果、アルミニウム
合金はカーボサーミックリダクションした場合約０．１
重量部以上の鉄を含有し、この合金はさらにたとえば溶
融船中に溶解することによシ精錬され、一般の鋳造およ
び加工処理に商業上有用な、十分に延性の合金が得られ
る。この付加的処理によシアルミニウムおよびこれから
加工される製品の原価が高くなる。

本発明は、アルミニウムーケイ素共融系；′ニー基づく
一般の鋳物用合金の場合よりも実質的に高い量の鉄およ
びケイ素を含有するアルミニウムー遷移金属−ケイ素合
金を提供する。−散に本発明の合金は本質的に式Ａｌ　
６ｃＬｚ　ＴＡｌ、Ｉ　Ｓ　ｔ　、　（式中”ＴＭ”は
Ｆｇ。

Ｃｏ、ＴＬ、　Ｖ、　Ｎｉ、Ｚｒ、　ＣＩＬ、　ＭＪｉ
’およびＭｎよりなる群から選ばれる少なくとも１種の
元素であり、”ｄ”は約２〜２０重量係であり、−１は
約２１〜２０重量係であり、残部はアルミニウムおよび
付随する不純物でらる）よりなる。これらの合金は個個
の合金化学に応じてミクロ共晶組織からミクロセル組織
まで変動するミクロ組織をもつ。本発明の合金の場合、
ミクロ組織の少なくとも約５０％がミクロ共晶組織およ
び／またはミクロセル組織からなる。

本発明はさらに目的とする水準の延性、靭性および引張
強ｇｔもつ商業上有用なアルミニウム合金を製造する方
法を提供する。本方法にふ・いては。

Ａｌ、遷移金属１ＭｌおよびＳｉの酸化物を含有するア
ルミナ質材料をカーボサーミックリダクションして、本
質的に式ＡｌｂａｌＴＭｄ”’ｔ　（式中″ＴＭ”はＦ
ｅ、　Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、　Ｎｉ、　Ｚｒ、　Ｃｕ、　Ｍ
／ｉおよびＭｎよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の元素であり、ｄ”は約２〜２０重量％であり、ｎＣ”
は約２．１〜２０重量％であり、残部はアルミニウムお
よび付随する不純物でらる）よりなる合金を製造する。

この合金を溶融状態となし、少なくとも約１０に／Ｓの
急冷速度で急速固化して、そのミグ０祖餓の少なくとも
約５０％がミクロ共晶組織および／′マたはミクロセル
フ組織よりなる急速固化した合金を製造する。

得られる急速固化した合金は室温（約２９７Ｋ）で破断
点伸び少なくとも約５係の延性をもち、少なくとも約３
５０ＭＰａの極限引張強さをもつ。その結果、本発明に
より製造した急速固化した合金を用いて押出物その他の
有用な構造部材を製造することができる。さらに、本質
約６・てｋｌ　−ＴＭ−３ｉよりなるカーボサーミツク
リダクショ／生成物に、この種の構造用に十分な延性、
靭性および引張強さをもつＡＪ金合金製造するために経
済的：Ｃ有利にかつ有効に使用できる。

本発明は以下の本発明の好ましい実施態様に関する詳細
な記述および添付の図面を参照することによって、より
十分に理解され、他の利点も明らかになるであろう。

第１図は本発明の合金を鋳造するだめに用いられる鋳造
装置の概略図を示す。

第２図は本発明の合金を製造するために用いられる装置
の透明図を示す。

第３図は第２図に示す装置の反対側の透視図を示す。

第４図はミクロ共晶組織をもつ合金の代表的な透過型電
子顕微鏡写真を示す。

第５図はミクロ共晶組織およびミクロ叱ル組織の混合物
である合金の代表的な透過型電子ま微鏡写真を示す。

第６図はミクロセル組織をもつ合金の代表的な透過型電
子顕微鏡写真を示す。

アルミニウムのカーボサーミックリダクションに伴う化
学反応についてはピー・ティー・ストラツプの”アルミ
ニウムのカーボサーミック溶融°゛（ＡＩＭＥ金瞑学会
報、２３０巻、１９６４年４月、３５６−３７２頁）に
詳論されており、これをここに参考として引用する。特
に３５９〜３６４頁の考察を参照されたい。

目的とするカーボサーミックリダクションを最適なもの
としかつ目的とする合金組成を得るためにカーボサーミ
ソクリグクショ／処理用のアルミナ質原料を選び、混和
する。たとえ（ハドレライトの風化作用によるラテライ
ト鉱は酸化チタンを含む。従って、カーボサーミックリ
ダクションされた合金もチタンを含有するであろう。

他の例として、約５０重量憾°マでのアルミニウムを含
有する化合物、たとえばＡｌＦｔ３またはＭ２Ｏ３を焼
成ボーキサイトに添加して、カーボサーミンクリダクシ
ョン処理用のアルミナ質原８＋ヲ得ることができる。

他の例として、約０．１５〜１）の選ばれた比率のンリ
カ：アルミナ、および約０．５〜３０重量％の退ばれた
量の酸化鉄を、米国特許第４．０５３．３０３号明細＠
Ｃコクラノら）および米国特許第４，０４６，５５８号
明細書（ダスら）に教示てれる様式で混和する。

酸化鉄により鉄が合金甲に存在し、これにより合金の揮
発性が低下し、生成物の収率が高まる。

得られるカーボサーミックリダクションされた合金は一
般ＶＣｋｔｌ　−ＴＭ　−Ｓｉ組成物よりなる。成分元
素の厳密な量はアルミナ質原料混合物の組成、およびカ
ーボサーミックリダクション処理の反応速度に依存する
でろろう。

最適な効率および経済性のために、アルミナ質原料混合
物およびカーボサーミックリダクションのパラメーター
を、本質的に式ＡＪｌｂｃＬＩＴＡｌ、ＩＳｔ、　（式
中″ＴＭ’はＦ’ｇ％Ｃｔ、Ｔｉ、　Ｖ、Ｎｉ、Ｚｒ、
　ＣｔＬ、　ＭｙおよびＭｎよりなる群から選ばれる少
なくとも１種の元素であり、ｄ”は約２〜２０重量幅で
あり、−１は約２．１〜２０重量係で量係、残部はアル
ミニウムおよび付随する不純物である）よりなる生成合
金組成を与えるべく調整する。本発明の他の観点は、”
ｄ”が約３〜１６重量係であり、−１が約２．５〜１６
重量係で量係場合に得られる。　本発明の特別に有利な
実施態様においては、リダクションされた合金は本質的
にＡｌｂｃＬＩＦｅａＳｉｈＴｃ（式中”Ｔ”はＮＬ、
　Ｃｏ、　Ｔｉ％Ｖ、　Ｚｒ％Ｃｕ、およびＭｎよりな
る群から選ばれる１個または２個以上の元素であり、”
ｂ”は約２．１〜２０重量係で量係、”Ｃ”は約０．２
〜１０重量係で量係、残部はアルミニウムおよび付随す
る不純物である）よりなる。

しかしカーボサーミツクリダク７ヨ／処理が最適状態で
ない場合、ＡＪ、　Ｆｔ、　ＳＬおよびＴＮの元素を適
宜添加することにより、リダク７ヨ／された合金を改変
し、成分元素の組成を目的とする範囲内にすることがで
きる。リダクションされた合金はカーボサーミックリダ
クション処理から、後続の処理のために所望によシ溶融
状態または固化した状態で採取することができる。

商業−ヒ有用な用途に必要な目的水準の延性、靭性およ
び強度を得るために、リダクションされた合金を急速固
化処理し、これにより合金のミクロ組織を改変する。急
速固化処理には一般に、合金を溶融状態となし、次いで
少なくとも約１０５〜ｂートとなす溶融スピンが採用さ
れる。この過程には、移動している鋳造面と共に運ばれ
る空気境界層による燃焼、過度の酸化、および物理的妨
害から溶融物を保護するための設備が含まれなければな
らない。たとえばこの保護は保護ガス（たとえば空気も
しくはＣＯ２とＳＦ６の混合物、還元性ガス（たとえば
ＣＯ）または不活性ガスをノズルの周囲に内包する包囲
装置によシ与えることができる。

嘔らにこの包囲装置は溶融物たまシを乱す可能性のある
異質の気流を除く。

第１図は本発明合金の急速固化に用いられる代表的装置
の部分的な側部断面図を示す。第１図に示すように、目
的組成の溶融金属２が第１）Ｊツブ３および第２リツプ
４により定められるスロット付ノズルを経て加圧下に冷
却体１０表面上に押出され、リボ１５を形成する。６は
溶融金属とリボンの境界面である。冷却体はノズルに近
接して保持され、矢印で示される方向に移動する。スク
レーパ７ｔ−含む掻取り手段を冷却用支持体と接触させ
、不活性または還元性ガスをガス供給手段によりガス導
入管８を経て導入する。

鋳造面１は少なくとも約１２００〜２７５０ｍ／分の速
度できわめて急速に移動するので、鋳造面は付着したガ
ス境界層を随伴し、鋳造面に隣接した大気中に速度勾配
を生じる。鋳造面付近では境界層は鋳造面とほぼ同じ速
度で移動し、鋳造面から離れた位置ではガスの速度は徐
々に低下する。この移動する境界層がるつぼ（１０，１
７）から出る溶融金属流に衝突し、これを不安定にする
可能性がある。

著しい場合には境界層が溶融金属流を吹きとばし、目的
とする溶融金属の急冷を妨げる。さらに、境界層のガス
が鋳造面と溶融金属の間に挿入されて、適切な急冷速度
を妨げる断熱層を与える可能性もある。この境界層を断
つために、本装置はるつぼ（１０，１７）の上流に、鋳
造面の運動方向と逆の方向に位置するコ／デイショニ／
グ手段を採用すム図示された本装置の形態の場合、この
コンディショニング手段はスクレーパ手段および不活性
もしくは還元性のガスの供給部よりなる。

第２図および第３図は２つの異なる角度からみた簡略化
した透視図である。特に第３図（第２図）はサイトシー
ルド１８α３が支持体スクレー・ξ１９０ｚおよびガス
導入管２００υと連結してノズル２１の周りに半密閉室
を提供する様式を示す。これらの図にはるつぼの加熱コ
イル９，１６、冷却体１４　、２３、鋳造場れたリボ７
１５　、２２が示嘔れている。

好ましい保護ガスは一酸化炭素でろるが、他のガス、た
とえばヘリウム、窒素またはアルゴンも使用できる。Ｃ
Ｏを用いる利点は、これがノズルの周囲に存在する酸素
と結合して燃焼し、高温のＣｏ２を生成することである
。この過程で合金Ｃ酸化に筐われる酸素が減少し、ノズ
ルを高温に保ち、かつ空気よりも密度の低いガスを生成
する。

スクレーパおよびサイドジールビの存在によりＣＯ炎の
有効性が著しく改善される。スクレーパがない場合、Ｃ
Ｏはノズルの下流でのみ燃焼する傾向を示す。その結果
、溶融物／支持体の接触が乏しく、リボンはたとえ形成
されたとしても薄く、孔が多い。スクレーパがあると、
炎はノズルおよびガス導入管の上流で燃焼する。スクレ
ーパは境界部の空気層を効果的に除き、保護ガスで満た
された低圧領域を作シ出す。しかしサイトシールドがな
い場合、移動している支持体アセンブリーによシ発生す
る異質の気流がガス流を乱し、そのためこれがノズルお
よび溶融物たまシに均一に衝突しない。これらの条件下
ではリボンは不均質に形成ざｎる可能性がある。特にリ
ボ／の一端または両端が不規則になる可能性がある。し
かしスクレーＡプレードおよび保護ガスと共にサイドシ
ールドヲ採用すると、ガス流パターンが均一かつ定常に
なシ、信頼性をもってリボンを鋳造することができる。

掻取り手段、ガス供給手段およびシールド手段の厳密な
寸法および位置は決定的で：まないが、幾つかの一般的
概念を保守すべきでりる。鋳造装置の掻取シ手段、ガス
供給部およびシールド部、すなわちサイトシールド１、
スクレー７５プレードおよびガス導入管は、均一なガス
流パターンを保証しかつ維持すべく選ばれた位置になけ
ればならない。

一般にガス導入管の開口はノズルから２〜４インチ（約
５．１〜１０．２　ｃｍ　）以内に位置すべきである。

スクレーパは、保護ガス流が後方の低圧部へ流入し、周
囲の大気中へ流入しないことを保証するために実現可能
な限りガス導入管に近く配置すべきでＪ’）、サイトシ
ールドはスクレーパからノズルｘｏｙトの後方約２〜３
インチ（約５．１　〜７．６　ｃｍ　）の地点まで伸び
る位置になければならない。これらのシールドは、これ
らが底部では支持体アセンブリーに近接または接触し，
頂部ではノズルまたはノズル支持体の下面に近接または
接触するのに十分な高さでなければならない。ノズルま
たはノズル支持体はこれが鋳造位置にある場合にスクレ
ーパ、サイトシールドおよびノズル支持体の下面がノア
ニルスロットの周りに半密閉室と形成し、これにより第
２図および第３図に代表例を示すように不活性ガスまた
は保護ガスの効果が最大限となるものでなければならな
い。

合金元素、たとえばケイ素、鉄、コノ；ルト、チタンお
よびバナジウムはアルミニウム中における溶解度が限ら
れている。急速固化処理に際してこれらの合金元素は金
属間化合物相、たとえば合金組成に応じてＡｅ１□Ｆｅ
３Ｓｉおよびｋｌ　５Ｆ　ｅ　Ｓ　ｉの微細な均一な分
散物を形成する。これらの微細に分散した金属間化合物
相は合金の強度を高め、また高い温度での粉末の圧縮に
際して粒子境界をピンニングすることにより微細な粒径
を維持するのに役立つ。合金元素であるケイ素およびジ
ルコニウムの添加はマトリックス固溶体強化によシ、ま
た特定の準安定三元化合物および安定な二元Ａ７？３Ｚ
ｒ金寓間化合物の形成によシ、強度に寄与する。

本発明の急速固化した合金は特色あるミクロ組織を含む
。第４〜６図に代表例を示すように、少なくとも約５０
容量％の合金は，　ミクロ共融組織／ミクａセル状組織
からなるミクロ組織から構成される。ミクロ組織の残部
は、本質的シて約１μｍの二次元デ／ドライドアーム間
隔またはセル間隔をもつアルミニウムデンドライトまた
はセル（図中に示されない）から構成される。高含量の
Ｆｅならびに低含量のＴｉおよびＺｒｆ含有する本発明
合金は、ミクロ共融組織を含むでろろう。低含量のＦｔ
ならびに高含量のＴｉおよびＺｒを含有する合金はミク
ロセル状構造を含むであろう。これら両極端の中間にあ
る合金はこれらの組織の混合物を含むであろう。

第４図において大きなコントラストをなす暗領域および
明領域は電子回折効果により生じるものであり、“ａ合
金（Ｍ−８Ｆｅ−’；ｚＺｒ−ＩＭｏ−ｉ、３ｓｚ）の
固有の構造の差には無関係である。第４図の右上象限に
おける大きな淡色帯領域について述べると。

ミクロ共融ミクロ組織が過飽和アルミニウム固溶体マ）
　ＩＪノクス中における複合体金属間化合物の実質的に
均一な繊維質網状組織から構成される実質的ＶＣ２相の
組織として認められる。マトリックス内にある、より暗
色のａ維質金属間化合物相は、きわめて微細な繊維様の
準安定金属間化合物のきわめて安定な析出物からなる。

これらの金属間化合物はそれらの狭い幅の寸法（繊維直
径）約１０〜１００　ｎｍの大きさをもち、アルミニウ
ムおよび他の金属元素から構成される。金属間相はミク
ロ共融組織内に実質的に均一に分散しており、共融様の
固化によシ生じるアルミニウム固溶体相と密に混和して
いる。

ミクロセル状組織（第６図）においては、合金元素の少
なくとも約９０係が過飽和アルミニウム固溶体中に存在
する。残シの址の溶質元素は微細な。

結晶学的に複雑な準安定金属間化合物としてミクロセル
状境界領域中に分散している。代表例を第６図に示すよ
うに、代表的合金（ｋｌ　−３ＳＬ−１０Ｚｒ）におけ
るミクロセル状のセルは直径約０．１〜０５μｍの寸法
をもち、この図の平面に対しほぼ垂直な共通の成長方向
をもつ。

代表例を第５図に示すように、本発明の特定の合金（た
とえばＡｌ　−ｓ、５ｓＬ−９，５Ｔｉ　）はミクロ共
融組織およびミクロセル状組織の混合物から構成される
ミクロ組織をもつ可能性がある。

本発明の他の観点は、ミクロ組織の少なくとも約９０係
がミクロ共融組織および／またはミクロセル状組織であ
る合金である。よシいっそう有利なものは、はぼ１００
チがミクロ共融組織および／またはミクロセル状組織で
あるミクロ組織をもつ合金である。

この特色あるミクロ共融／ミクロセル状ミクロ組織は、
合金粒子が互いに圧縮嘔れて目的とする加工品を形成し
た場合、少なくとも破断点伸び約５係の延性を与え、か
つ少なくとも約３５０ＭＰａの極限引張強さを与えるこ
とができる（いずれも室温（約２９７Ｋ）で測定）。本
発明の急速固化した合金は一般的手法（たとえば熱押出
）により処理して構造部材となすことができる。これら
の構造部材にはたとえば建築用形材が含まれ、約２００
℃（４７３Ｋ）以下の普通の温度で有用である。

本発明をより十分に理解するために下記の例を提示する
。本発明の原理および実際を説明するために示した特定
の技術、条件、材料、割合、および報告されたデータは
一例であり、本発明の範囲を限定するものと解すべきで
はない。合金の化学組成は呼称組成として表わす。

例　　　１〜１） 下記の急速固化した合金を製造した。量は重量％で表わ
す。

１、　　Ａｌ　　ｌＯＦ’ｇ　−２，５Ｓｚ２、　　ｋ
ｌ　　ｌＯＦｇ−５８ｉ ３、　　ｋｌ　　１６Ｆｇ−３８ｉ−１ｃ。

４、　１’−１−１０ＴＬ−１６Ｓ番−３■５、　　ｋ
ｌ　　ｔｏ’ｒｉ　−８，５ＳＬ６、　　Ａ１８．５Ｔ
Ｌ−３，５ＳＬ ７、　　ｋｌ　−１０ＴＬ−８，５Ｓｉ　−３Ｖ８、　
　Ａｌ　−２，８８ｉ−１５，１Ｚｒ９、　　Ｍ−１０
Ｔｉ−１ｓｓｉ−３ｖ１０、　　ｋｌ　−５，８８ｉ　
−９，８Ｔｉ１）、　　Ａｌ　−３Ｓｉ　−ＩＱＺｒ例
　　１２〜２０ 本発明の急速固化した合金を熱間圧縮および押出によシ
圧縮態物品に圧縮した。これらの物品は下記の表裏に示
す機械的特性をもつ。

表裏 ４４９　２７８　８．１ 以上、本発明をかなり詳細に記述したが、これらの詳述
に固執する必要はなく、当業者には種々の変更および修
正が自明でラシ、これらはすべて、特許請求の範囲によ
り定められる本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の合金を鋳造するために用いられる鋳造
装置の概略図を示す。 第２図は本発明の合金を製造するために用いられる装置
の透視図を示す。 第３図は第２図に示す装置の反対側の透視図を示す。 第４図はミクロ共晶組織をもつ合金の組織の代表的な透
過型電子顕微鏡写真？示す。 第５図はミクロ共晶組織およびミクロセル組織の混合物
である合金の組織の代表的な透過型電子顕微鏡写真を示
す。 第６図はミクロセル組ｍをもつ合金の組織の代表的な透
過型電子顕微鏡写真を示す。 これらの図面において各記号は下記のものを表わす。 ｌ：冷却体；　　　　２：溶融金属 ３：ノズルのＫｌリップ；４：ノズルの第２リップ５：
テープ°　　　　６：２と５の境界面７：スクレーパ；
　　８：ガス導入管；９．１６：加熱コイル；ｌｏ、１
７：ルツぼ１）．２０：ガス導入管：　　１２，１９：
スクレーノぐ１３　、１８　：サイドシールビ；１４．
２３ニ冷却体１５．２２：リボン°　　２１：ノズル（
外５名） ＦＩ　Ｃ７，４ Ｆ、　＋　Ｇ　、　弓

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）本質的に式Ａｌ＿ｂ＿ａ＿ｌＴＭ＿ｄＳｉ＿ｅ（
   式中“ＴＭ”はＦｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃ
   ｕ、Ｍｇ及びＭｎよりなる群から選ばれる少なくとも１
   種の元素であり、“ｄ”は約２〜２０重量％であり、“
   ｅ”は約２．１〜２０重量％であり、残部はアルミニウ
   ムおよび付随する不純物である）よりなり、少なくとも
   約５０％がミクロ共晶組織および／またはミクロセル組
   織から構成されるミクロ組織をもつアルミニウム合金。
2. （２）合金が本質的に式Ａｌ＿ｂ＿ａ＿ｌＦｅ＿ａＳｉ
   ＿ｂＴ＿ｃ（式中“Ｔ”はＮｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ
   、ＣｕおよびＭｎよりなる群から選ばれる１種または２
   種以上の元素であり、“ａ”は約２〜２０重量％、“ｂ
   ”は約２．１〜２０重量％、“ｃ”は約０．２〜１０重
   量％であり、残部はアルミニウムおよび付随する不純物
   である）よりなる、特許請求の範囲第１項に記載の合金
   。
3. （３）合金の粒子を互いに圧縮して製品を形成した場合
   に該合金が破断点伸び少なくとも約５％の延性、および
   少なくとも約３５０ＭＰａの引張強さを与えることがで
   きる、特許請求の範囲第２項に記載の合金。
4. （４）（ａ）Ａｌ、Ｓｉおよび遷移金属の酸化物を含有
   するアルミナ質材料をカーボサーミツクリダクシヨンし
   てリダクションされた材料を製造し； （ｂ）このリダクションされた材料から本質的に式Ａｌ
   ＿ｂ＿ａ＿ｌＴＭ＿ｄＳｉ＿ｅ（式中“ＴＭ”はＦｅ、
   Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｕ、ＭｇおよびＭｎよ
   りなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、“
   ｄ”は約２〜２０重量％であり、“ｅ”は約２．１〜２
   ０重量％であり、残部はアルミニウムおよび付随する不
   純物である）よりなる合金を製造し； （ｃ）この合金を溶融状態となし；そして （ｄ）この合金を少なくとも約１０＾６Ｋ／秒の急冷速
   度で急速固化して、そのミクロ組織の少なくとも約５０
   ％がミクロ共晶組織および／またはミクロセル組織であ
   る急速固化した合金を製造する 工程からなる、アルミニウム合金の製法。
5. （５）合金が選ばれた量のＡｌ、ＳｉおよびＴＭ群元素
   をカーボサーミツクリダクシヨンされた材料に添加する
   ことにより製造される、特許請求の範囲第４項に記載の
   方法。
6. （６）合金が式Ａｌ＿ｂ＿ａ＿ｌＦｅ＿ａＳｉ＿ｂＴ＿
   ｃ（式中“Ｔ”はＮｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃｕお
   よびＭｎよりなる群から選ばれる１種または２種以上の
   元素であり、“ａ”は約２〜２０重量％であり、“ｂ”
   は約２．１〜２０重量％であり、“ｃ”は約０．２〜１
   ０重量％であり、残部はアルミニウムおよび付随する不
   純物である）よりなる、特許請求の範囲第４項に記載の
   方法。
7. （７）合金が選ばれた量のＡｌ、Ｆｅ、ＳｉおよびＴ群
   元素をカーボサーミツクリダクシヨンされた材料に添加
   することにより製造される、特許請求の範囲第６項に記
   載の方法。
8. （８）アルミナ質材料がボーキサイトである、特許請求
   の範囲第４項に記載の方法。