JPS62270742A - アルミニウム合金およびその製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金およびその製造方法Info
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- JPS62270742A JPS62270742A JP11301786A JP11301786A JPS62270742A JP S62270742 A JPS62270742 A JP S62270742A JP 11301786 A JP11301786 A JP 11301786A JP 11301786 A JP11301786 A JP 11301786A JP S62270742 A JPS62270742 A JP S62270742A
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- Powder Metallurgy (AREA)
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】
３、発明の詳細な説明
［産業上の利用分野］
この発明は、高い電気抵抗と高温における高強度を有す
るアルミニウム合金およびその製造方法に関するもので
ある。
るアルミニウム合金およびその製造方法に関するもので
ある。
［従来の技術］
アルミニウム合金は、鉄鋼材料に次ぎ大きな需要のある
金属材料であり、軽分でかつ熱伝導性、耐蝕性、ｓ電性
、加工性等に優れているため、航空機、自動車、Ｗｉ線
等から日用品に至るまでの広い分野で利用されている。
金属材料であり、軽分でかつ熱伝導性、耐蝕性、ｓ電性
、加工性等に優れているため、航空機、自動車、Ｗｉ線
等から日用品に至るまでの広い分野で利用されている。
また、最近では鉄鋼材料よりも製造工程での不純物制御
がよいことから、超高真空容器用材料としても注目され
ている。さらに、低放射化材料という観点からは、高エ
ネルギ物理学の分野において加速器等の材料としても使
用されつつある。また、低放射化材料としてのアルミニ
ウム合金は、核融合炉材等の放射能汚染環境下での使用
も検討されつつある。
がよいことから、超高真空容器用材料としても注目され
ている。さらに、低放射化材料という観点からは、高エ
ネルギ物理学の分野において加速器等の材料としても使
用されつつある。また、低放射化材料としてのアルミニ
ウム合金は、核融合炉材等の放射能汚染環境下での使用
も検討されつつある。
特に核融合を伴なうプラズマ装置として有望な磁場閉込
め式のト・カマク型は、その構造が？！雑であるため炉
の遮蔽を完全にすれば保守作業が不可能になるので、低
放射化または残留放射能が少ない構造用材料を必要とし
ている。このような構造用材料としては、多量の使用に
も耐え得る工業基盤の確立したアルミニウム合金が適当
であると考えられるが、従来これらの用途に対するアル
ミニウム台金の研究はほとんどなされていない。
め式のト・カマク型は、その構造が？！雑であるため炉
の遮蔽を完全にすれば保守作業が不可能になるので、低
放射化または残留放射能が少ない構造用材料を必要とし
ている。このような構造用材料としては、多量の使用に
も耐え得る工業基盤の確立したアルミニウム合金が適当
であると考えられるが、従来これらの用途に対するアル
ミニウム台金の研究はほとんどなされていない。
［発明が解決しようとする問題点］
トカマク型のような大きな電磁場の作用する装置におい
ては、金属材料に誘導電流が発生し、強い外部磁場中で
この誘導電流は大きな力を受ける。
ては、金属材料に誘導電流が発生し、強い外部磁場中で
この誘導電流は大きな力を受ける。
したがって、この力を小さくするためには、金属材料の
電気抵抗を高め、発生する誘導電流を小ざくする必要が
ある。また、この力は高温にさらされた金属材料に働く
ため、金属材料には高温での機械的強度が要求される。
電気抵抗を高め、発生する誘導電流を小ざくする必要が
ある。また、この力は高温にさらされた金属材料に働く
ため、金属材料には高温での機械的強度が要求される。
従来のアルミニウム合金は、通常、電気抵抗が低く、ま
た高温での強度も低いものであるため、従来のアルミニ
ウム合金をそのままこのような用途に用いることはでき
なかった。
た高温での強度も低いものであるため、従来のアルミニ
ウム合金をそのままこのような用途に用いることはでき
なかった。
それゆえに、この発明の目的は、電気抵抗が高く、かつ
高温における機械的強度の高いアルミニウム合金を提供
することにあり、さらにはその製造方法を提供すること
にある。
高温における機械的強度の高いアルミニウム合金を提供
することにあり、さらにはその製造方法を提供すること
にある。
［問題点を解決するための手段および作用］この発明の
アルミニウム合金では、合金元素としてＯ１５〜６．０
重量％のＬｌおよび０．５〜６．０１ｉａ％の炭素を含
んでいる。ｌ−ｉは、アルミニウム合金の電気抵抗を高
め、機械的強度を向上する作用を示す。Ｌｉの含有量が
０．５重量％より少ないとかかる作用が十分に発揮され
ず、また６、０重量％を越えると製造の際の酸化反応が
激しく起こり、得られたアルミニウム合金の靭性が著し
く低下する。合金元素としての炭素は、八〇、＊Ｃｓな
どの形態の化合物を形成し、主に高温における機械的強
度を向上する作用を示す。炭素はアルミニウムに固溶し
ないため、たとえば、メカニカルアロイング処理により
機械的合金化を行ない、アルミニウム中にＡＱ、Ｃ，等
の形態で分散させる。メカニカルアロイング処理は、ボ
ールミルやアトライタ等の粉砕装置で行なうことができ
る。
アルミニウム合金では、合金元素としてＯ１５〜６．０
重量％のＬｌおよび０．５〜６．０１ｉａ％の炭素を含
んでいる。ｌ−ｉは、アルミニウム合金の電気抵抗を高
め、機械的強度を向上する作用を示す。Ｌｉの含有量が
０．５重量％より少ないとかかる作用が十分に発揮され
ず、また６、０重量％を越えると製造の際の酸化反応が
激しく起こり、得られたアルミニウム合金の靭性が著し
く低下する。合金元素としての炭素は、八〇、＊Ｃｓな
どの形態の化合物を形成し、主に高温における機械的強
度を向上する作用を示す。炭素はアルミニウムに固溶し
ないため、たとえば、メカニカルアロイング処理により
機械的合金化を行ない、アルミニウム中にＡＱ、Ｃ，等
の形態で分散させる。メカニカルアロイング処理は、ボ
ールミルやアトライタ等の粉砕装置で行なうことができ
る。
ざらに、この発明のアルミニウム合金には、好ましくは
合金元素としてＳ ｉ 、 Ｃｕ −Ｍｇ、Ｔ ｉ、ｖ
、ｚｒ 、ｗおよびＢｅ等の金属が含まれる。
合金元素としてＳ ｉ 、 Ｃｕ −Ｍｇ、Ｔ ｉ、ｖ
、ｚｒ 、ｗおよびＢｅ等の金属が含まれる。
合金元素としての８１は、アルミニウム合金の熱膨張率
を下げ、高温における機械的強度を向上させるａＳｉの
含有量としては、１．０〜２０重２％が好ましく、１．
０重層％未満で番よ効果が十分に発揮されず、２０重量
％を越えると製造の際の加工性が低下する。
を下げ、高温における機械的強度を向上させるａＳｉの
含有量としては、１．０〜２０重２％が好ましく、１．
０重層％未満で番よ効果が十分に発揮されず、２０重量
％を越えると製造の際の加工性が低下する。
合金元素としてのＱｕおよびＭｇは、Ｉｊ１械的強度を
向上させ、電気抵抗を高める作用を示す。ＣＵの含有量
としては０．０１〜６．０重量％が好ましく、Ｍ＋＋の
含有量としては０．１〜５．０重量％が好ましい。それ
ぞれ、規定の範囲よりも含有量が低いと効果が十分に発
揮されず、また規定の範囲よりも含有量が高いと塑性加
工性が低下する。
向上させ、電気抵抗を高める作用を示す。ＣＵの含有量
としては０．０１〜６．０重量％が好ましく、Ｍ＋＋の
含有量としては０．１〜５．０重量％が好ましい。それ
ぞれ、規定の範囲よりも含有量が低いと効果が十分に発
揮されず、また規定の範囲よりも含有量が高いと塑性加
工性が低下する。
ｆｔオ、Ｃｕは、低放射化元素でないので、強度をあま
り高くする必要のない場合には、含有Ｏを少なくするこ
とが好ましい。
り高くする必要のない場合には、含有Ｏを少なくするこ
とが好ましい。
合金元素としてのＴＩ 、Ｖ、ＺｒおよびＷは、それぞ
れ電気抵抗を高めるとともに、結晶粒の微細化により合
金材料の特性の安定化を促進させる作用を示す。Ｔｉの
含有量としては０．０５〜０．２ｅ重ｆｆｉ％、Ｖの含
有ｆｌｌＬ、Ｔは０．０５〜０．３５重邑％、Ｚｒの含
有量としては０．０５〜０．３０重量％、Ｗの含有量と
しては０．０５〜０．３０重量％がそれぞれ好ましい。
れ電気抵抗を高めるとともに、結晶粒の微細化により合
金材料の特性の安定化を促進させる作用を示す。Ｔｉの
含有量としては０．０５〜０．２ｅ重ｆｆｉ％、Ｖの含
有ｆｌｌＬ、Ｔは０．０５〜０．３５重邑％、Ｚｒの含
有量としては０．０５〜０．３０重量％、Ｗの含有量と
しては０．０５〜０．３０重量％がそれぞれ好ましい。
各元素ともに、規定の範囲よりも含０ｆｆｌが少ないと
所望の効果が発揮されず、また規定の範囲よりも含有量
が多いと金属間化合物を形成し合金材料の特性を劣化さ
せる。
所望の効果が発揮されず、また規定の範囲よりも含有量
が多いと金属間化合物を形成し合金材料の特性を劣化さ
せる。
合金元素としてのＢｅは、電気抵抗を高める作用を示す
が、特にｆｖｌとともに用いた場合には、Ｍ（＋の酸化
を防止する動きも有する。Ｂｅの含有量としては、０．
００１〜０．０２重塁％が好ましい。Ｏ，ＯＯ１重ｆｆ
ｉ％未満の場合には所望の効果が発揮されず、０．０２
重母層を越えると合金の材料特性が低下する。
が、特にｆｖｌとともに用いた場合には、Ｍ（＋の酸化
を防止する動きも有する。Ｂｅの含有量としては、０．
００１〜０．０２重塁％が好ましい。Ｏ，ＯＯ１重ｆｆ
ｉ％未満の場合には所望の効果が発揮されず、０．０２
重母層を越えると合金の材料特性が低下する。
この発明のアルミニウム合金を製造するには、炭素以外
の合金元素を含む原料アルミニウム合金粉末と炭素粉末
とをメカニカルアロイング処理して、所定量の合金元素
を含むアルミニウム合金粉末とし、該アルミニウム合金
粉末を熱間塑性加工して製造することができる。
の合金元素を含む原料アルミニウム合金粉末と炭素粉末
とをメカニカルアロイング処理して、所定量の合金元素
を含むアルミニウム合金粉末とし、該アルミニウム合金
粉末を熱間塑性加工して製造することができる。
Ｌｌおよび炭素以外の合金元素を含有させる場合には、
原料アルミニウム合金粉末として、ｌｉのみを含む合金
粉末とＬｉ以外の合金元素を含む合金粉末を混合して用
いる方法と、ＬｌおよびＬｉ以外の合金元素の双方を含
む合金粉末を原料アルミニウム合金粉末として用いる方
法がある。
原料アルミニウム合金粉末として、ｌｉのみを含む合金
粉末とＬｉ以外の合金元素を含む合金粉末を混合して用
いる方法と、ＬｌおよびＬｉ以外の合金元素の双方を含
む合金粉末を原料アルミニウム合金粉末として用いる方
法がある。
メカニカルアロイング処理は、上述したようにボールミ
ルやアトライタ等の粉砕装置を用いて行なうことができ
る。
ルやアトライタ等の粉砕装置を用いて行なうことができ
る。
［実施例〕
以下、この発明を実施例により説明する。
大１目Ｌ工二一り
第１表に示す組成の割合で、炭素以外の合金元素を含む
原料アルミニウム合金粉末と、炭素粉末とをアトライタ
によりメカニカルアロイング処理して、アルミニウム合
金粉末とした。得られたアルミニウム合金粉末を、熱間
押出により押出して試験片を作成した。得られた試験片
を用いて引張強さ、電気抵抗および放射化性の各試験を
行なった。試験結果を第１表に併せて示す。
原料アルミニウム合金粉末と、炭素粉末とをアトライタ
によりメカニカルアロイング処理して、アルミニウム合
金粉末とした。得られたアルミニウム合金粉末を、熱間
押出により押出して試験片を作成した。得られた試験片
を用いて引張強さ、電気抵抗および放射化性の各試験を
行なった。試験結果を第１表に併せて示す。
放射化性の試験は、Ｄ−Ｔ反応後１か月紅過したときの
残留放射能レベルを測定して行なった。
残留放射能レベルを測定して行なった。
残留放射能レベルが１０−２１１１ｒｅＩ！ｌ／ｈｒ未
満のものを０．１０−２罹ｒｅ１１／ｈｒ以上のものを
×として評価した。
満のものを０．１０−２罹ｒｅ１１／ｈｒ以上のものを
×として評価した。
比較例１〜４
比較として、第１表に示す組成の割合で、合金元素とし
て炭素を含有しないアルミニウム合金粉末を製造し、実
施例１〜４と同様に熱間押出により押出して試験片を作
成し評価した。試験結果を第１表に併せて示す。
て炭素を含有しないアルミニウム合金粉末を製造し、実
施例１〜４と同様に熱間押出により押出して試験片を作
成し評価した。試験結果を第１表に併せて示す。
第１表から明らかなように、炭素を合金元素として含有
するこの発明のアルミニウム合金は、炭素を含有しない
比較例のものに比べ、３００℃における引張強さが高く
ζ高温における機械的強度の改善されたことが確認され
た。また、炭素を含有させることにより、電気的抵抗や
放射化性が低下しないことも同時に確認された。
するこの発明のアルミニウム合金は、炭素を含有しない
比較例のものに比べ、３００℃における引張強さが高く
ζ高温における機械的強度の改善されたことが確認され
た。また、炭素を含有させることにより、電気的抵抗や
放射化性が低下しないことも同時に確認された。
（以下余白）
［発明の効果］
以上説明したように、この発明のアルミニウム合金は、
高温における機械的強度が著しく改善されている。また
、合金元素として、主に低放射化性元素を含有するため
、低放射化であり、かつ電気抵抗が高い。
高温における機械的強度が著しく改善されている。また
、合金元素として、主に低放射化性元素を含有するため
、低放射化であり、かつ電気抵抗が高い。
したがって、核融合炉等の大きな磁場が発生し、高温で
かつ放射能汚染のおそれの生じる環境下で使用する構造
用材料として有効に利用され得るものである。
かつ放射能汚染のおそれの生じる環境下で使用する構造
用材料として有効に利用され得るものである。
Claims (5)
- （１）合金元素として０．５〜６．０重量％のＬｉおよ
び０．５〜６．０重量％の炭素を含むことを特徴とする
、アルミニウム合金。 - （２）さらに合金元素として、１．０〜２０重量％のＳ
ｉ、０．１〜５．０重量％のＭｇ、０．０１〜６．０重
量％のＣｕ、０．０５〜０．２０重量％のＴｉ、０．０
５〜０．３５重量％のＶ、０．０５〜０．３０重量％の
Ｗ、０．０５〜０．３０重量％のＺｒおよび０．００１
〜０．０２重量％のＢｅからなる群より選ばれた１種以
上の金属を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載のアルミニウム合金。 - （３）炭素以外の合金元素を含む原料アルミニウム合金
粉末と炭素粉末とをメカニカルアロイング処理して、０
．５〜６．０重量％のＬｉおよび０．５〜６．０重量％
の炭素を合金元素として含むアルミニウム合金粉末とし
、該アルミニウム合金粉末を熱間塑性加工して合金材と
することを特徴とする、アルミニウム合金の製造方法。 - （４）前記アルミニウム合金粉末が、合金元素としてさ
らに、１．０〜２０重量％のＳｉ、０．１〜５．０重量
％のＭｇ、０．０１〜６．０重量％のＣｕ、０．０５〜
０．２０重量％のＴｉ、０．０５〜０．３５重量％のＶ
、０．０５〜０．３０重量％のＷ、０．０５〜０．３０
重量％のＺｒおよび０．００１〜０．０２重量％のＢｅ
からなる群より選ばれた１種以上の金属を含むことを特
徴とする、特許請求の範囲第３項記載のアルミニウム合
金の製造方法。 - （５）前記原料アルミニウム合金粉末として、Ｌｉを含
む原料アルミニウム合金粉末とＬｉ以外の合金元素を含
む原料アルミニウム合金粉末とを混合して用いることを
特徴とする、特許請求の範囲第４項記載のアルミニウム
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11301786A JPS62270742A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | アルミニウム合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11301786A JPS62270742A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | アルミニウム合金およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62270742A true JPS62270742A (ja) | 1987-11-25 |
Family
ID=14601348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11301786A Pending JPS62270742A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | アルミニウム合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62270742A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369937A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-30 | インコ、アロイス、インタ−ナショナル インコ−ポレ−テッド | 分散強化アルミニウム合金 |
| JPS63274734A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Univ Nagoya | 電気抵抗の高い低放射化アルミ合金 |
| CN105063439A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-18 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种核反应堆用铝合金空心锭及其制造方法 |
| CN110453123A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-15 | 天津大学 | 制备铝锂合金的方法 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP11301786A patent/JPS62270742A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369937A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-30 | インコ、アロイス、インタ−ナショナル インコ−ポレ−テッド | 分散強化アルミニウム合金 |
| JPS63274734A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Univ Nagoya | 電気抵抗の高い低放射化アルミ合金 |
| CN105063439A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-18 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种核反应堆用铝合金空心锭及其制造方法 |
| CN110453123A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-15 | 天津大学 | 制备铝锂合金的方法 |
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