JPS6331537B2 - - Google Patents
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- JPS6331537B2 JPS6331537B2 JP9184085A JP9184085A JPS6331537B2 JP S6331537 B2 JPS6331537 B2 JP S6331537B2 JP 9184085 A JP9184085 A JP 9184085A JP 9184085 A JP9184085 A JP 9184085A JP S6331537 B2 JPS6331537 B2 JP S6331537B2
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- alloy
- corrosion cracking
- stress corrosion
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- rare earth
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- Expired
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Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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Description
産業上の利用分野
この発明は、例えばオートバイフレーム、リ
ム、自転車フレーム等の車輌用構造材、その他陸
上構造物等の構造材に使用される耐応力腐食割れ
性に優れた高強度アルミニウム合金、特にAl―
Zn―Mg系合金に関する。 定 義 この明細書において、「％」はいずれも重量％
を示すものである。 従来の技術とその問題点 構造材として使用されるようなアルミニウム合
金に要求される特性としては、高強度であるこ
と、かつ押出し、圧延等の加工性に優れたもので
あることはもとより、耐応力腐食割れ性に優れて
おり、用途によつては更に溶接性に優れているい
ること、等が挙げれる。 従来、この種の構造用高力アルミニウム合金で
薄肉中空押出し用合金としては、A7003合金がよ
く知られている。 しかし、最近溶接構造材の薄肉軽量化の要請は
益々強くなつてきており、このような要請下にお
いて7003合金のようなAl―Zn―Mg系合金におい
ても、押出性等の加工性を低下させることなく強
度の更なる向上を目的として、Zn添加量を増大
させる傾向にある。ところが、Znの添加量を増
やすとこれに伴つて合金の耐応力腐食割れ性が低
下し、実用に耐え得ないものとなつてしまう。一
方この問題に対して、一般に応力腐食割れ感受性
は、Cuの添加によつて鈍くすることができるこ
とは知られている。ところが、Cuの添加は同時
に溶接凝固割れ感受性を高め、溶接性が低下する
のみならず、耐食性、焼入れ性をも低下する。こ
のためCu含有量は概ね0.2％程度以内に制限され、
充分な効果をあげるとができないというのが実情
である。 この発明は、上記のような従来技術の問題点に
鑑み、加工性に優れた高強度合金としてのAl―
高Zn―低Mg合金をベースにしながら、耐応力腐
食割れ性の改善をはかることを目的としてなされ
たものである。 問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的において種々実験と研
究の結果、Al―高Zn―低Mg合金に、Ｙ、La、
Ce、Pr、Nd、Sm等の希土類元素を添加するこ
とにより、耐応力腐食割れ性の顕著な改善効果が
得られると共に、溶接の改善も果たしうることを
見出すことによつて完成し得たものである。 而して、この発明は、Zn；４〜12％、Mg；0.3
〜1.5％含有し、あるいは更にCu；0.05〜2.0％お
よび（または）Mn；0.1〜0.8％、Cr；0.05〜0.30
％、Zr；0.05〜0.25％のうちの１種または２種以
上を含有し、かつ希土類元素のうちの１種または
２種以上を0.5〜10％含有し、残部アルミニウム
及び不可避不純物からなる耐応力腐食割れ性に優
れた高強度アルミニウム合金を要旨とする。 上記各合金成分及びその成分割合の限定理由に
ついて説明すれば次のとおりである。 ZnおよびMgは、既知のとおり主として合金の
強度向上に寄与するものであり、Znが４％未満、
Mgが0.3％未満では、充分な強度を得ることがで
きない。反面Znは12％をこえて含有しても比例
的な強度向上効果は望めず実質的に無意味であ
る。Mgは1.5％を超えて含有すると、押出等の加
工性が低下する傾向を示すことから、この発明に
おいては、1.5％以下の範囲に規定する。 合金に添加される希土類元素は、その種類が特
に限定されるものではないが、具体的には例えば
Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、Sm等を好適物として挙
示しうる。もちろんこれらの元素は必ずしも単体
元素である必要はなく、希土類金属の混合塩化物
を電解して得られるミツシユメタルを用いても良
い。この希土類に属する元素は、主に合金の耐応
力腐食割れ性を改善する効果を有する。この効果
の点から、本発明においては当該希土類元素のす
べてを相互に実質的に均等物として評価しうるも
のである。従つて、その１種または２種以上を任
意に組合わせて用いうるが、合金中における含有
量が総量で0.5％未満では耐応力腐食割れ性の改
善効果に不充分である反面、10％を超えて含有す
ると合金中に粗大な晶出物が多く発生し、強度に
低下を招く。 Cuは、既知のとおり強度の向上に寄与するも
のであるが、含有量が0.05％未満では、その効果
に十分でなく、2.0％をこえると溶接性、耐食性、
焼入れ性が低下する。 任意的含有成分として必要に応じて添加される
Mn、Cr、Zrは、いずれも結晶粒の微細化に役立
つものであり、この作用効果の面で相互に均等物
として評価しうるものである。Mn；0.1％未満、
Cr；0.05％未満、Zr；0.05％未満では上記効果に
乏しく、Mn；0.8％超過、Cr；0.3％超過、Zr；
0.25％超過の場合には、合金中に粗大な晶出物を
生じて合金の強度を低下する。 発明の効果 この発明は、上述したところから既に理解しう
るように、構造材用として従来合金に匹敵する高
強度と良好な押出等の加工性を保有しつつ、しか
も耐応力腐食割れ性に優れた構造用アルミニウム
合金を提供しうるものであり、従来合金による場
合に較べ更に一段と、構造材としての薄肉軽量
化、小型化の要請に好適に対応しうるものであ
る。 実施例 下記の第１表に示す各種化学組成の合金を、３
インチ水冷金型により鋳造し、その後、46℃で12
時間の均質処理を行つた。次いで更に450℃にて
３mm×30mmの平角棒に押出して各種合金試料を得
た。 そして、上記押出し時の限界押出し速度でもつ
て押出性を評価すると共に、耐応力腐食割れ性、
及び引張り強さについて性能測定を行つた。その
結果を第２表に示す。
ム、自転車フレーム等の車輌用構造材、その他陸
上構造物等の構造材に使用される耐応力腐食割れ
性に優れた高強度アルミニウム合金、特にAl―
Zn―Mg系合金に関する。 定 義 この明細書において、「％」はいずれも重量％
を示すものである。 従来の技術とその問題点 構造材として使用されるようなアルミニウム合
金に要求される特性としては、高強度であるこ
と、かつ押出し、圧延等の加工性に優れたもので
あることはもとより、耐応力腐食割れ性に優れて
おり、用途によつては更に溶接性に優れているい
ること、等が挙げれる。 従来、この種の構造用高力アルミニウム合金で
薄肉中空押出し用合金としては、A7003合金がよ
く知られている。 しかし、最近溶接構造材の薄肉軽量化の要請は
益々強くなつてきており、このような要請下にお
いて7003合金のようなAl―Zn―Mg系合金におい
ても、押出性等の加工性を低下させることなく強
度の更なる向上を目的として、Zn添加量を増大
させる傾向にある。ところが、Znの添加量を増
やすとこれに伴つて合金の耐応力腐食割れ性が低
下し、実用に耐え得ないものとなつてしまう。一
方この問題に対して、一般に応力腐食割れ感受性
は、Cuの添加によつて鈍くすることができるこ
とは知られている。ところが、Cuの添加は同時
に溶接凝固割れ感受性を高め、溶接性が低下する
のみならず、耐食性、焼入れ性をも低下する。こ
のためCu含有量は概ね0.2％程度以内に制限され、
充分な効果をあげるとができないというのが実情
である。 この発明は、上記のような従来技術の問題点に
鑑み、加工性に優れた高強度合金としてのAl―
高Zn―低Mg合金をベースにしながら、耐応力腐
食割れ性の改善をはかることを目的としてなされ
たものである。 問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的において種々実験と研
究の結果、Al―高Zn―低Mg合金に、Ｙ、La、
Ce、Pr、Nd、Sm等の希土類元素を添加するこ
とにより、耐応力腐食割れ性の顕著な改善効果が
得られると共に、溶接の改善も果たしうることを
見出すことによつて完成し得たものである。 而して、この発明は、Zn；４〜12％、Mg；0.3
〜1.5％含有し、あるいは更にCu；0.05〜2.0％お
よび（または）Mn；0.1〜0.8％、Cr；0.05〜0.30
％、Zr；0.05〜0.25％のうちの１種または２種以
上を含有し、かつ希土類元素のうちの１種または
２種以上を0.5〜10％含有し、残部アルミニウム
及び不可避不純物からなる耐応力腐食割れ性に優
れた高強度アルミニウム合金を要旨とする。 上記各合金成分及びその成分割合の限定理由に
ついて説明すれば次のとおりである。 ZnおよびMgは、既知のとおり主として合金の
強度向上に寄与するものであり、Znが４％未満、
Mgが0.3％未満では、充分な強度を得ることがで
きない。反面Znは12％をこえて含有しても比例
的な強度向上効果は望めず実質的に無意味であ
る。Mgは1.5％を超えて含有すると、押出等の加
工性が低下する傾向を示すことから、この発明に
おいては、1.5％以下の範囲に規定する。 合金に添加される希土類元素は、その種類が特
に限定されるものではないが、具体的には例えば
Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、Sm等を好適物として挙
示しうる。もちろんこれらの元素は必ずしも単体
元素である必要はなく、希土類金属の混合塩化物
を電解して得られるミツシユメタルを用いても良
い。この希土類に属する元素は、主に合金の耐応
力腐食割れ性を改善する効果を有する。この効果
の点から、本発明においては当該希土類元素のす
べてを相互に実質的に均等物として評価しうるも
のである。従つて、その１種または２種以上を任
意に組合わせて用いうるが、合金中における含有
量が総量で0.5％未満では耐応力腐食割れ性の改
善効果に不充分である反面、10％を超えて含有す
ると合金中に粗大な晶出物が多く発生し、強度に
低下を招く。 Cuは、既知のとおり強度の向上に寄与するも
のであるが、含有量が0.05％未満では、その効果
に十分でなく、2.0％をこえると溶接性、耐食性、
焼入れ性が低下する。 任意的含有成分として必要に応じて添加される
Mn、Cr、Zrは、いずれも結晶粒の微細化に役立
つものであり、この作用効果の面で相互に均等物
として評価しうるものである。Mn；0.1％未満、
Cr；0.05％未満、Zr；0.05％未満では上記効果に
乏しく、Mn；0.8％超過、Cr；0.3％超過、Zr；
0.25％超過の場合には、合金中に粗大な晶出物を
生じて合金の強度を低下する。 発明の効果 この発明は、上述したところから既に理解しう
るように、構造材用として従来合金に匹敵する高
強度と良好な押出等の加工性を保有しつつ、しか
も耐応力腐食割れ性に優れた構造用アルミニウム
合金を提供しうるものであり、従来合金による場
合に較べ更に一段と、構造材としての薄肉軽量
化、小型化の要請に好適に対応しうるものであ
る。 実施例 下記の第１表に示す各種化学組成の合金を、３
インチ水冷金型により鋳造し、その後、46℃で12
時間の均質処理を行つた。次いで更に450℃にて
３mm×30mmの平角棒に押出して各種合金試料を得
た。 そして、上記押出し時の限界押出し速度でもつ
て押出性を評価すると共に、耐応力腐食割れ性、
及び引張り強さについて性能測定を行つた。その
結果を第２表に示す。
【表】
【表】
【表】
上記第２表の結果に見られるように、本発明に
係る合金は、Znを高率に含有し、Mgの含有量を
比較的低く抑えたアルミニウム合金の範囲にあつ
て、その固有の性質としての高強度を保有し、押
出し性も良好なものでありながら、比較例合金に
較べて耐応力腐食割れ性において顕著に優れた性
質を有するものであることがわかる。しかも本発
明による合金は、結晶粒も比較合金に較べて微細
化されたものであり、焼入れ性、溶接性にも優れ
たものであつた。
係る合金は、Znを高率に含有し、Mgの含有量を
比較的低く抑えたアルミニウム合金の範囲にあつ
て、その固有の性質としての高強度を保有し、押
出し性も良好なものでありながら、比較例合金に
較べて耐応力腐食割れ性において顕著に優れた性
質を有するものであることがわかる。しかも本発
明による合金は、結晶粒も比較合金に較べて微細
化されたものであり、焼入れ性、溶接性にも優れ
たものであつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Zn；４〜12％ Mg；0.3〜1.5％ 希土類元素のうちの１種または２種以上 ；0.5〜10％ を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物か
らなる耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニ
ウム合金。 ２ Zn；４〜12％ Mg；0.3〜1.5％ Cu；0.05〜2.0％ 希土類元素のうちの１種または２種以上 ；0.5〜10％ を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物か
らなる耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニ
ウム合金。 ３ Zn；４〜12％ Mg；0.3〜1.5％ 希土類元素のうちの１種または２種以上 ；0.5〜10％ Mn；0.1〜0.8％、Cr；0.05〜0.30％、Zr；
0.05〜0.25％のうちの１種または２種以上 を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物か
らなる耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニ
ウム合金。 ４ Zn；４〜12％ Mg；0.3〜1.5％ Cu；0.05〜2.0％ 希土類元素のうちの１種または２種以上 ；0.5〜10％ Mn；0.1〜0.8％、Cr；0.05〜0.30％、Zr；
0.05〜0.25％のうちの１種または２種以上 を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物か
らなる耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニ
ウム合金。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9184085A JPS61250143A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 |
| US06/854,777 US4713216A (en) | 1985-04-27 | 1986-04-22 | Aluminum alloys having high strength and resistance to stress and corrosion |
| AU56593/86A AU563780B1 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-24 | Al-mg-zn-rare earth alloy |
| DE8686303127T DE3665327D1 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-25 | Aluminium alloy |
| EP86303127A EP0202044B1 (en) | 1985-04-27 | 1986-04-25 | Aluminium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9184085A JPS61250143A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61250143A JPS61250143A (ja) | 1986-11-07 |
| JPS6331537B2 true JPS6331537B2 (ja) | 1988-06-24 |
Family
ID=14037784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9184085A Granted JPS61250143A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61250143A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396241A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Showa Alum Corp | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金 |
| JP2019108579A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 昭和電工株式会社 | アルミニウム合金材およびアルミニウム合金製品の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP9184085A patent/JPS61250143A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61250143A (ja) | 1986-11-07 |
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