JPS62260045A - アルミニウムの延性向上法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属側料待にはアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金の溶質原子あるいは不純物原子を制御して、該
材料の延斗向上をはかる方法に関する。

［従来の技術］ 金属材料特にアルミニウム材料の延性を低下させる原因
の一つに溶質原子あるいは不純物原子の拉界痛析あるい
は粒界析出か考えられる。

（馬場、吉田二日本金屈学会会報［１９８３］Ｐ、１１
５など参照） そしてすでに粒界破壊を防止し、延性を向上させる方法
として、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ、ＡＩ−ＭＱ−３ｉ系合金な
どの析出型アルミニウム合金の場合、焼入れ後、冷間加
工して焼戻しする加工熱処理法が提案されている。（馬
場、宇野；特許第１０６４９５３号、同１２４４３２３
　＠参照）この方法は、一度）ｄ貿原子を溶体化させた
後焼入れし、冷間加工で転位組織を形成させ、この転位
組織上に析出させることにより、粒界析出を防止して延
性を向上させる方法である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記従来の方法をざらに発展させ、転位組織
上の析出物を凝集化させ、回復、再結晶を促進させ、新
たな粒界を形成させることにより延性の向上をはかるも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明、金属材料を温間または冷間加工することにより
転位セルまたは亜粒界を形成し、この形成された転位セ
ルの境界または亜粒界に溶質原子または不純物原子を析
出させ、その後、回復温度またはそれ以上で加工あるい
は保持して、セル境界または亜粒界を消滅あるいは移動
させることにより、粒内に析出物を残存さＵることを特
徴とする金属材料の延性向上法である。

すなわち、金属材料特にアルミニウム材料は、鋳物を除
いて熱間、温間あるいは冷間加工して製造されている。

再結晶温度以下で回復温度域での温間加エヤ冷間加工で
は、一般に加工により転位セルあるいは亜粒界上に、又
、冷間加工では焼鈍することにより溶質原子あるいは不
純物原子が析出してくる。

アルミニウム又はアルミニウム合金の場合は温間加工を
２００〜４５０℃で行ない、かつ、ひずみ速度１０″〜
１／秒で加工されるならばその析出が促進されてくる。

アルミニウム又はアルミニウム合金の冷間加工材では、
一定の温度で保持するかめるいは１０−３〜１０−１℃
／秒の昇温速度で除熱することにより、昇温中に転位セ
ルあるいは亜粒界上に析出してくる。そして保持時間あ
るいは焼鈍温度の制す１１により、セル境界あるいは亜
粒界上の析出物を凝集化させることかできる。温間加工
の場合はくり返しの加工により、冷間加工の場合には長
時間の加熱あるいはより高い焼鈍温度に加熱することに
より、このセル境界、亜流界を消滅または移動させるこ
とができる。こうして、析出物を粒内に残存させたまま
新粒界か形成される。このようにして得られた粒界は）
ｄ質原子あるいは不純物原子の偏析、析出が少ないため
に延性か向上する。しかしながら、凝集化させた後、ざ
らに高温に焼鈍させる場合には、溶質原子あるいは不純
物原子が再固溶して、新粒界に拡散して延性を低下させ
る場合かめる。この場合、溶質原子、不純物原子を凝集
化させたまま、１℃／秒以上の急速加熱により析粒界を
形成させ、上記の析出物が再固溶しない温度、時間内に
回復、再結晶を終了させて延［生の向上をはかることか
できる。

本発明は上記例示のアルミニウム材料のみならず、他の
金属材料にも適用可能で必る。

［実施例〕 実施例１ Ｆｅ：ｏ、２８％、５ｉ：０．１１％を含む純アルミニ
ウム板（４，８ｍｍ厚）を９７．６％の加工度で０．１
１５ｍｍ厚□に冷間圧延し、その後１０゛２℃／秒の昇
温速度で１５０〜３５０℃で各１時間焼鈍した。このと
きの引張試貌結果を表１に示す。

表１ 上記表１から明らかなとおり、１５０℃で一度伸びは低
下してから２００．２２５°Ｃで焼鈍温度が高くなるに
つれて伸びは上昇する。そして２７５°Ｃで最高を示し
た後に低下する。これは第１図（イ）　（ロ）に示すよ
うに、冷間加工で形成された転位セル境界上に１５０’
Ｃの焼鈍により、第２図（イ）（ロ）に示すように不純
物元素のケイ素が偏析する。こうして１５０℃焼鈍材で
は最も伸びか低下する。さらに高温に加熱した２００°
Ｃ焼鈍材では第３図（イ）（ロ）に示すように凝集化が
促進されて、セル境界か消滅ないしは移動して粒内に析
出物が残存した状態になる。

この段階で伸びが上昇し始める。２７５°Ｃではこの粒
内析出量が最大となる。さらに高温になると溶入化が始
まり、再芋古晶した粒界に不純物元素が拡散して伸びが
低下すると考えられる。

実施例２ Ｆｅ：０．３１％、３ｉ：０．１２％を含む純アルミニ
ウム仮（３，５＋ｎｍ厚）を９７．１％の加工度で０．
１ｍｍ厚に冷間圧延し、その後１０−２℃／秒、１℃／
秒、１００’Ｃ／秒の昇温速度で２００’Ｃまで加熱し
、１時間保持後空冷した。このときの引張試験結果を表
２に示す。

表２ 上記表２から明らかなとおり、昇温速度が大きくなると
伸びが低下する。これは昇温中あるいは保持中に析出の
前に転位セルが消滅するために伸びの低下をもたらして
いるものと考えられる。

実施例３ Ｆｅ：０．３５％、Ｍｇ：０．５６％、３ｉ：０．７０
％を含むアルミニウム合金板を５０％の加工度で１ｍｍ
厚に冷間圧延し、その後ｏ、’ｏｉ℃／秒の昇温速度で
１５０〜３５０℃で１時間加熱冷却後、ざらに１０’Ｃ
，／秒の昇温速度で５５０℃まで加熱して、再結晶焼入
れを行い、焼入後−週間後の強度と伸びを表３に示す。

表３ 上記表３から明らかなとおり、予備加熱を２５０’Ｃで
実施した資料が最も高い伸びを示している。

実施例４ Ｆｅ：０．２８％、ＭＣＩ：０．６３％、３ｉ：０．５
５％を含むアルミニウム合金板に５０％の冷間圧延を施
し、その後１８０〜３３０　’Ｃまで０．０２℃／秒で
昇温し、各温度で１０時間保持後ざらに５０％冷間圧延
し、１ｍｍ板とした。この冷間圧延板を１０℃／秒の昇
温速度で５５０℃で１０秒間加熱後放冷した。

このときの引張試験結果を表４に示す。２３０’Ｃの中
間焼鈍温度で最も高い伸びを示す。この温度は再結晶温
度以下でＭＱ２Ｓｉが析出しゃすく、またその結果転位
セル境界が最も消滅あるいは移動しやすい。

表４ ［発明の効果］ 本発明によれば金属材料の延性を向上させることができ
る。特に純アルミニウムの場合、半硬質材で延性と強度
を並ね備えたすぐれた材料が製造できる。又、アルミニ
ウム合金の溶質原子ＭＱ、　Ｓ　ｉ　、　ＣＬＩ、　Ｚ
ｒｌなどを制御することにより、高強度、高延性合金と
することができる。温間加工により析出と回復を繰返す
ことにより、微細な結晶粒をつくることができ、至温の
みならず、高温ですぐれた超塑性特性を示す合金の製造
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は圧延のままの金属材料の組織を示
す顕微鏡写真、第２図（イ）（ロ）は同１５０°Ｃ焼鈍
材の組織を示す顕微鏡写真、第３図（イ）（ロ）は同２
００’Ｃ焼鈍材の組織を示す顕微鏡写真をそれぞれ示す
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属材料を温間または冷間加工することにより転
   位セルまたは亜粒界を形成し、この形成された転位セル
   の境界または亜粒界に溶質原子または不純物原子を析出
   させ、その後、回復温度またはそれ以上で加工あるいは
   保持して、セル境界または亜粒界を消滅あるいは移動さ
   せることにより、粒内に析出物を残存させることを特徴
   とする金属材料の延性向上法。
2. （２）金属材料としてアルミニウムまたはアルミニウム
   合金を用い、２００〜４５０℃でかつひずみ速度１０＾
   −＾４〜１／秒で加工あるいは冷間加工することにより
   転位セルあるいは亜粒界を形成する特許請求の範囲第（
   １）項記載の金属材料の延性向上法。
3. （３）冷間加工後、回復温度まで１０＾−＾３〜１０＾
   −＾１℃／秒の昇温速度で徐熱し、加熱中に冷間加工に
   よって形成された転位セルの境界または亜粒界に溶質原
   子または不純物原子を析出させる特許請求の範囲第（２
   ）項記載の金属材料の延性向上法。
4. （４）１℃／秒以上の急速加熱により回復あるいは再結
   晶温度まで加熱してセル境界または亜粒界を消滅あるい
   は移動させる特許請求の範囲第（２）または（３）項記
   載の金属材料の延性向上法。