JPS6247464A - 高強度アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents
高強度アルミニウム合金の製造方法Info
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- JPS6247464A JPS6247464A JP18659885A JP18659885A JPS6247464A JP S6247464 A JPS6247464 A JP S6247464A JP 18659885 A JP18659885 A JP 18659885A JP 18659885 A JP18659885 A JP 18659885A JP S6247464 A JPS6247464 A JP S6247464A
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- aluminum alloy
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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）
本発明は強度に優れたアルミニウム合金の製造方法に関
するものである。
するものである。
（従来の技術）
近年軽敬化を目的として、構造用材料としてアルミニウ
ム合金はさまざまな分野で使用されている０例えば航空
機用材料としても多数の構造用材料として用いられてお
り、飛行機の構造重量を減少させ、燃料効率を増大させ
るために現行の合金より高強度の材料の開発は常に望ま
れている。
ム合金はさまざまな分野で使用されている０例えば航空
機用材料としても多数の構造用材料として用いられてお
り、飛行機の構造重量を減少させ、燃料効率を増大させ
るために現行の合金より高強度の材料の開発は常に望ま
れている。
このようなアルミニウム合金の高強度化のために、各種
の添加元素を用いたり、加工熱処理が行なわれている。
の添加元素を用いたり、加工熱処理が行なわれている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、このような従来法では高強度化に用いられ添加
元素は一般に高価であり、また、加工熱処理の工程が煩
雑になりがちであるという欠点があった。
元素は一般に高価であり、また、加工熱処理の工程が煩
雑になりがちであるという欠点があった。
したがって本発明の目的は、従来設備を利用し、高価な
添加元素を用いることなく、アルミニウム合金の強度の
向上を計る方法を提供することにある。
添加元素を用いることなく、アルミニウム合金の強度の
向上を計る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）
本発明者らは上記目的を達成するため種々研究を重ねた
結果、所定量のＣｕ、Ｍｇ及びＭｎを含むアルミニウム
合金鋳塊を後述する如く第１図に示した温度と時間の条
件下（領域Ｅ）で均質化処理したのち、４５０℃以下で
の加工、溶体化及び焼入処理を行うことによりその目的
を満足しうることを見い出し、この知見に基づき本発明
を完成するに至った。
結果、所定量のＣｕ、Ｍｇ及びＭｎを含むアルミニウム
合金鋳塊を後述する如く第１図に示した温度と時間の条
件下（領域Ｅ）で均質化処理したのち、４５０℃以下で
の加工、溶体化及び焼入処理を行うことによりその目的
を満足しうることを見い出し、この知見に基づき本発明
を完成するに至った。
すなわち本発明は、Ｃｕ３．５〜５．０重量％、Ｍｇ
０．２〜１．９重量％、Ｍｎ ０．５〜１．８重量％を
含有するアルミニウム合金鋳塊を、下記式４式％（１） で規定される温度と時間の条件下で均質化処理し、次い
で温度４５０℃以下で加工を行ったのち、溶体化、焼入
処理を行うことを特徴とする高強度アルミニウム合金の
製造方法を提供するものである。
０．２〜１．９重量％、Ｍｎ ０．５〜１．８重量％を
含有するアルミニウム合金鋳塊を、下記式４式％（１） で規定される温度と時間の条件下で均質化処理し、次い
で温度４５０℃以下で加工を行ったのち、溶体化、焼入
処理を行うことを特徴とする高強度アルミニウム合金の
製造方法を提供するものである。
以下に本発明に用いられるアルミニウム合金の組成及び
その加工処理条件をさらに詳細に説明する。
その加工処理条件をさらに詳細に説明する。
まず、本発明に用いられるアルミニウム合金においてＣ
ｕ及びＭｇは溶体化、焼入処理を行い自然持効をさせる
時にアルミニウム板の機械的性質を向上させる作用があ
り高力アルミニウム合金に不可欠な元素である。Ｃｕ量
が３．５％未満では強度向−Ｌ効果が少なく、５．０％
を越えると素材の靭性が低下する。Ｍｇ量が０．２％未
満では、強度向上効果が少なく、 １．８％を越えると
冷間加工性及び靭性が低下する。
ｕ及びＭｇは溶体化、焼入処理を行い自然持効をさせる
時にアルミニウム板の機械的性質を向上させる作用があ
り高力アルミニウム合金に不可欠な元素である。Ｃｕ量
が３．５％未満では強度向−Ｌ効果が少なく、５．０％
を越えると素材の靭性が低下する。Ｍｇ量が０．２％未
満では、強度向上効果が少なく、 １．８％を越えると
冷間加工性及び靭性が低下する。
Ｍｎは本発明に用いられる合金において不可欠な元素で
あり、合金中にＴ相ＣＡＩ、。Ｃｕ２Ｍｎ３）として均
一微細に分散することで強度向上させる。またＴ相は既
知の通り溶体化処理時に不溶性であり、結晶粒の粗大化
を防止する。Ｍｎは結晶粒の粗大化防止のためだけであ
れば、 ０．２％程度添加すれば効果はあるが、本発明
のごと〈Ｔ相として合金中に分散させ強度向上の効果を
持たせるには、 ０．５％以上の添加が必要である。ま
た、合金の加工性を考慮すると、 １．８％以内の添加
が適当である。
あり、合金中にＴ相ＣＡＩ、。Ｃｕ２Ｍｎ３）として均
一微細に分散することで強度向上させる。またＴ相は既
知の通り溶体化処理時に不溶性であり、結晶粒の粗大化
を防止する。Ｍｎは結晶粒の粗大化防止のためだけであ
れば、 ０．２％程度添加すれば効果はあるが、本発明
のごと〈Ｔ相として合金中に分散させ強度向上の効果を
持たせるには、 ０．５％以上の添加が必要である。ま
た、合金の加工性を考慮すると、 １．８％以内の添加
が適当である。
本発明においては、使用されるアルミニウム合金は、Ｌ
記のように所定量のＣｕ、Ｍｇ及びＭｎを主添加元素と
するものであり、Ｔ相による強度向上という本発明の目
的を妨害しない限り、他の元素を任意に添加できる。例
えば、ＴｉおよびＢを鋳塊組織を微細化するために添加
したり、再結晶防止効果のためにＺｒを添加しても差支
えない。
記のように所定量のＣｕ、Ｍｇ及びＭｎを主添加元素と
するものであり、Ｔ相による強度向上という本発明の目
的を妨害しない限り、他の元素を任意に添加できる。例
えば、ＴｉおよびＢを鋳塊組織を微細化するために添加
したり、再結晶防止効果のためにＺｒを添加しても差支
えない。
次に、このアルミニウム合金の処理工程について述べる
。
。
本発明方法において製造工程の主眼は、Ｔ相を均一微細
に分散した合金を得ることにある。第２図および第３図
にＡ Ｍ−４，５％Ｃｕ−１，５％Ｍ ｇ −１，１％
Ｍｎ合金板のＴＥＭ像を示すが、第２図は従来法による
もの、第３図は本発明法による例である。従来法では、
均質化処理によりＴ相を析出させるが、Ｔ相は粗大化し
ており、溶体化時の結晶粒微細化には効果があるが、強
度向上にはほとんど効果をもたない。本発明のごとく、
微細に分散させることが強度向上には必要である。
に分散した合金を得ることにある。第２図および第３図
にＡ Ｍ−４，５％Ｃｕ−１，５％Ｍ ｇ −１，１％
Ｍｎ合金板のＴＥＭ像を示すが、第２図は従来法による
もの、第３図は本発明法による例である。従来法では、
均質化処理によりＴ相を析出させるが、Ｔ相は粗大化し
ており、溶体化時の結晶粒微細化には効果があるが、強
度向上にはほとんど効果をもたない。本発明のごとく、
微細に分散させることが強度向上には必要である。
本発明方法によれば、Ｍｎを固溶した鋳塊において、Ｍ
ｎを溶体化処理時の結晶粒微細化に必要な量のみ均質化
処理によりＴ相として析出させ、加工により分散させた
後、残りのＭｎを加工後の溶体化処理時にＴ相として析
出させて強度向上をはかるものである。
ｎを溶体化処理時の結晶粒微細化に必要な量のみ均質化
処理によりＴ相として析出させ、加工により分散させた
後、残りのＭｎを加工後の溶体化処理時にＴ相として析
出させて強度向上をはかるものである。
まず、アルミニウム合金鋳塊は、半連続水冷鋳造法や金
型による鋳造で製造したものを用いれば、Ｍｎは固溶し
ており、特殊な鋳造法の必要はない。
型による鋳造で製造したものを用いれば、Ｍｎは固溶し
ており、特殊な鋳造法の必要はない。
本発明における均質化処理は前記式（１）、（２）及び
（３）で規定される条件下で行われる。第１図において
この式（１）、（２）及び（３）で規定される条件は領
域Ｅで示される。
（３）で規定される条件下で行われる。第１図において
この式（１）、（２）及び（３）で規定される条件は領
域Ｅで示される。
本発明方法において均質化処理の目的は、合金鋳塊の鋳
造組織中の偏析を均質化するためと、溶体化処理時の結
晶粒の粗大化を防止するのに必要な量のＴ相を析出させ
るためである。処理温度を４２０℃以上としたのは、４
２０℃未満の温度（′：ＰＪｔ図の領域Ｃ）では処理に
時間がかかり、経済的に不適当なためである。また、５
００℃を越えると（第１図の領域Ａ）材料が溶融する危
険がある。この温度範囲内で、均質化処理条件の下限を
’ｒ （温度：’Ｏ：） ≧４６５−５０Ｊｌｏｇｔ
（０間：ｈｒ）としたのは、第１図の領域Ｂに示した条
件では、前述の均質化とＴ相の析出が不十分だからであ
る。また上限をＴ≦５１０−５０ｕｏｇｔとしたのは、
これを越えると（第１図の領域Ｄ）、第２図のようにＭ
ｎの大部分が均質化処理時に析出しかつ粗大化して、溶
体化処理時に強度に寄与するＴ相を生じないためである
。
造組織中の偏析を均質化するためと、溶体化処理時の結
晶粒の粗大化を防止するのに必要な量のＴ相を析出させ
るためである。処理温度を４２０℃以上としたのは、４
２０℃未満の温度（′：ＰＪｔ図の領域Ｃ）では処理に
時間がかかり、経済的に不適当なためである。また、５
００℃を越えると（第１図の領域Ａ）材料が溶融する危
険がある。この温度範囲内で、均質化処理条件の下限を
’ｒ （温度：’Ｏ：） ≧４６５−５０Ｊｌｏｇｔ
（０間：ｈｒ）としたのは、第１図の領域Ｂに示した条
件では、前述の均質化とＴ相の析出が不十分だからであ
る。また上限をＴ≦５１０−５０ｕｏｇｔとしたのは、
これを越えると（第１図の領域Ｄ）、第２図のようにＭ
ｎの大部分が均質化処理時に析出しかつ粗大化して、溶
体化処理時に強度に寄与するＴ相を生じないためである
。
本発明方法において、均質化処理後、加工を行う。この
加工は、圧延、鋳造、押出等であるが、加工により均質
化処理時に生じたＴ相は破断され組織中に分散される。
加工は、圧延、鋳造、押出等であるが、加工により均質
化処理時に生じたＴ相は破断され組織中に分散される。
加工温度を４５０℃以下とするのは、加Ｔ途中でのＭｎ
の析出をおさえるためである。また、加工の前後または
途中で焼鈍を行うことは４００℃以下の温度であればＴ
相をほとんど生じないのでかまわない。
の析出をおさえるためである。また、加工の前後または
途中で焼鈍を行うことは４００℃以下の温度であればＴ
相をほとんど生じないのでかまわない。
溶体化、焼入処理は各種規格に定められている通常の条
件通りでよい、均質化時に析出しないで母相に残ったＭ
ｎは溶体化処理時にＴ相として微細に析出する。また、
この処理はＣｕ、Ｍｇを母相に固溶させるためにも必要
な処理である。
件通りでよい、均質化時に析出しないで母相に残ったＭ
ｎは溶体化処理時にＴ相として微細に析出する。また、
この処理はＣｕ、Ｍｇを母相に固溶させるためにも必要
な処理である。
（実施例）
次に本発明を実施例及び比較例に基づきさらに詳細に説
明する。
明する。
第１表記載の組成のアルミニウム合金Ｎｏ、１〜４の鋳
塊を第２表記載の（イ）〜（ト）の各条件で均質化処理
を行い４５０℃以下の温度で熱間圧延、３５０’ＣＸ２
ｈｒの焼鈍後冷間圧延、溶体化、焼入処理を行ってアル
ミニウム合金板を得た０次いでＴ４状態で引張試験をＬ
方向で行なった。なお、鋳塊中でＭｎは固溶していた。
塊を第２表記載の（イ）〜（ト）の各条件で均質化処理
を行い４５０℃以下の温度で熱間圧延、３５０’ＣＸ２
ｈｒの焼鈍後冷間圧延、溶体化、焼入処理を行ってアル
ミニウム合金板を得た０次いでＴ４状態で引張試験をＬ
方向で行なった。なお、鋳塊中でＭｎは固溶していた。
第３表に引張試験結果を示す。合金Ｎ０１４はＭｎを添
加していない比較例であるが、本発明の製造条件を適用
してもＭｎが存在しないため、Ｔ相は析出されず強化は
されない００合金Ｎｏ、１〜３においても、Ｍｎが添加
量の少ない合金Ｎｏ、１よりもＮｏ、２．３の方が本発
明の影響は顕著である。
加していない比較例であるが、本発明の製造条件を適用
してもＭｎが存在しないため、Ｔ相は析出されず強化は
されない００合金Ｎｏ、１〜３においても、Ｍｎが添加
量の少ない合金Ｎｏ、１よりもＮｏ、２．３の方が本発
明の影響は顕著である。
第３表の引張強さと伸びの関係を示したのが第４図であ
る。
る。
合金Ｎｏ、１〜３で均質化処理条件（イ）〜（ニ）が本
発明の実施例であり、比較例の条件（ホ）、（へ）、（
ト）より優れた強度と伸びを示していることがわかる。
発明の実施例であり、比較例の条件（ホ）、（へ）、（
ト）より優れた強度と伸びを示していることがわかる。
これは条件（ホ）では、Ｔ相は均一微細に分布している
が、均質化処理が不十分であるのと、溶体化処理時に結
晶粒の粗大化を防止するＴ相が存在していなかったため
条件（へ）、（ト）では均質化処理にＭｎをほとんど析
出してしまい、第２図に示したような組織となっている
ためであると考えられる。
が、均質化処理が不十分であるのと、溶体化処理時に結
晶粒の粗大化を防止するＴ相が存在していなかったため
条件（へ）、（ト）では均質化処理にＭｎをほとんど析
出してしまい、第２図に示したような組織となっている
ためであると考えられる。
（発明の効果）
本発明方法によれば格別高価な添加元素を用いたり、加
工熱処理工程を煩雑にすることなく、高強度のアルミニ
ウム合金を製造することができる０本発明方法によれば
、Ｍｎを含んだ２０００系合金の強度を容易に向上させ
ることができる。
工熱処理工程を煩雑にすることなく、高強度のアルミニ
ウム合金を製造することができる０本発明方法によれば
、Ｍｎを含んだ２０００系合金の強度を容易に向上させ
ることができる。
第１図は本発明における均質化処理の温度と時間の条件
を示したものである。 第２図はＡ ｌ −４，４Ｃｕ −１，５Ｍ ｇ −１
，１Ｍ ｎ合金を従来法により加工したものの結晶粒子
を示すＴＥＭ像（ＸＩｏ、０００）である。 第３図はＡ ｌ −４，４Ｃｕ −１，５Ｍｇ −１，
１Ｍ ｎ合金を本発明法を用いて加工したものの結晶粒
子を示すＴＥＭ像（ＸＩｏ、０００）である。 第４図は第３表の合金Ｎｏ、１〜３の引張強さと伸びと
の関係を示したものである。 第１図 ０．１ １ １０ １００ １０００時間
ｔ時間ｒ） 第 ２ トイゴ 第：３図
を示したものである。 第２図はＡ ｌ −４，４Ｃｕ −１，５Ｍ ｇ −１
，１Ｍ ｎ合金を従来法により加工したものの結晶粒子
を示すＴＥＭ像（ＸＩｏ、０００）である。 第３図はＡ ｌ −４，４Ｃｕ −１，５Ｍｇ −１，
１Ｍ ｎ合金を本発明法を用いて加工したものの結晶粒
子を示すＴＥＭ像（ＸＩｏ、０００）である。 第４図は第３表の合金Ｎｏ、１〜３の引張強さと伸びと
の関係を示したものである。 第１図 ０．１ １ １０ １００ １０００時間
ｔ時間ｒ） 第 ２ トイゴ 第：３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃｕ３．５〜５．０重量％、Ｍｇ０．２〜１．９重
量％、Ｍｎ０．５〜１．８重量％を含有するアルミニウ
ムの合金鋳塊を、下記式 ４２０≦Ｔ≦５００・・・（１） Ｔ≧４６５−５０ｌｏｇｔ・・・（２） Ｔ≦５１０−５０ｌｏｇｔ・・・（３） （ただし、Ｔ：均質化処理濃度（℃） ｔ：均質化処理時間（ｈｒ）） で規定される温度と時間の条件下で均質化処理し、次い
で温度４５０℃以下で加工を行ったのち、溶体化、焼入
処理を行うことを特徴とする高強度アルミニウム合金の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18659885A JPS6247464A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18659885A JPS6247464A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247464A true JPS6247464A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16191357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18659885A Pending JPS6247464A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 高強度アルミニウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109136697A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 一种高强度铝铜系铝合金 |
| CN115679170A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-02-03 | 湖南中创空天新材料股份有限公司 | 一种高品质大规格7085铝合金铸锭制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54107817A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Sumitomo Light Metal Ind | Production of high strength aluminum alloy having excellent mechanical strength in wall thickness direction |
| JPS5547371A (en) * | 1978-10-02 | 1980-04-03 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Manufacture of high strength aluminum alloy having excellent mechanical property in direction of wall thickness |
| JPS5669348A (en) * | 1979-11-07 | 1981-06-10 | Showa Alum Ind Kk | Aluminum alloy for working and its manufacture |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP18659885A patent/JPS6247464A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54107817A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Sumitomo Light Metal Ind | Production of high strength aluminum alloy having excellent mechanical strength in wall thickness direction |
| JPS5547371A (en) * | 1978-10-02 | 1980-04-03 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Manufacture of high strength aluminum alloy having excellent mechanical property in direction of wall thickness |
| JPS5669348A (en) * | 1979-11-07 | 1981-06-10 | Showa Alum Ind Kk | Aluminum alloy for working and its manufacture |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109136697A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 一种高强度铝铜系铝合金 |
| CN115679170A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-02-03 | 湖南中创空天新材料股份有限公司 | 一种高品质大规格7085铝合金铸锭制备方法 |
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