JPS62297444A - アルミ材料の延性向上法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属材料特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
材料の延性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粒界偏析あるい
は粒界析出が考えられる。

（馬場、吉田二日本金属学会会報［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、ＡＩ　−Ｚｎ　　Ｍに］、ＡＩ−Ｍｃ＋−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　＠、同１２
４４３２３号参照）この方法は、一度溶質原子を溶体化
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おる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記従来の方法をさらに発展させ、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せることを特
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工や冷間加工で
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″″
４〜１／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あるいは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御により、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ができる。温間加工の場
合各端り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
粒界が形成される。このようにして得られた粒界は溶質
原子あるいは不純物原子の偏析、析出が少ないために延
性が向上する。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
合がある。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新粒界を形成
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性の向上をはかることができる
。

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熊である。

［実施例］ 実施例１ Ｆｅ：ｏ、２８％、３ｉ：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
の引張試験結果を表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ｒｌｌ湿温度高くなる
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℃
の焼鈍により、第２図（イ〉　（ロ）に示すように不純
物元素のケイ素が輸析する。こうして１５０　℃焼鈍材
では最も伸びが低下する。ざ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、セル境界が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、再結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
ウム板（３，５ｍｍ厚）を９７．１％の加工度で０．１
ｍｍ厚に冷間圧延し、その後１０−２℃／秒、１℃／秒
、１００℃／秒の昇温速度で２００℃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から明らかなとあり、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％、ＭＣＩ：０．５６％、Ｓｉ：０．７
０％を含むアルミニウム合金板を５０％の加工度で１ｍ
ｍ厚に冷間圧延し、その後０．０１℃／秒の昇温速度で
１５０〜３５０°Ｃで１時間加熱冷却後、さらに１０℃
／秒の昇温速度で５５０°Ｃまで加熱して、再結晶焼入
れを行い、焼入後−週間俊の強度と伸びを表３に示す。

表３ 上記表３から明らかなとおり、予裔加熱を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５０９６の冷間圧延を
施し、その後１８０〜３３０　℃まで０．０２℃／秒で
昇温し、各温度で１０時間保持後さらに５０％冷間圧延
し、１ｍｍ仮とした。この冷間圧延（反を１０℃／秒の
昇温速度で５５０°Ｃで１０秒間加熱後敢冷した。

この゛ときの引張試験結果を表４に示す。２３０℃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Ｍｇ２Ｓｉか析出しヤ〕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ｌ！！質材で延性と
強度を兼ね備えたすぐれた材料か製造できる。又、アル
ミニウム合金の溶質原子Ｍｇ、３ｉ、Ｃｕ、７−ｎ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、空温のみならず
、高温ですぐれた超塑［生竹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似を示
す顕微鏡写真、第２図（イ）（ロ）は同１５０°Ｃ焼鈍
材の組餓を示す顕微鏡写真、第３図（イ）（ロ）は同２
００℃焼鈍材の粗層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。