WO2021246267A1 - アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤 - Google Patents

アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤 Download PDF

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less
aluminum alloy
alloy material
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裕之 戸田
一行 清水
正剛 山口
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国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
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    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy material and a hydrogen embrittlement inhibitor for an aluminum alloy material.
  • Patent Document 1 in terms of mass%, Zn: 4.0 to 6.7%, Mg: 0.75 to 2.9%, Cu: 0.001 to 2.6%, Si: 0.05 to It contains 0.40%, Ti: 0.005 to 0.20%, Fe: 0.01 to 0.5%, respectively, and further, Mn: 0.01 to 0.7%, Cr: 0.02 to 0. After satisfying the relationship of 1.0% ⁇ Fe + Mn + Cr + Zr + V ⁇ 0.1% with one or more kinds of 3.3%, Zr: 0.01 to 0.25%, V: 0.01 to 0.10%.
  • It has an aluminum alloy composition in which the balance is composed of Al and unavoidable impurities, and the conductivity (% IACS) is the conductivity (%) in relation to the total content of Fe, Mn, Cr, Zr, and V. Described is an aluminum alloy material for a high-pressure gas container that satisfies the relationship of ⁇ -4.9 ⁇ (Fe + Mn + Cr + Zr + V) + 40.0, has a 0.2% resistance of 275 MPa or more, and has excellent hydrogen brittle resistance. There is.
  • Patent Document 2 contains Zn 5.0 to 7.0%, Mg 1.0 to 3.0%, Cu 1.0 to 3.0%, and Cr 0.05 to 0.3%, Zr 0.05 to. One or more selected from 0.25%, Mn 0.05 to 0.40%, Sc 0.05 to 0.35% within the range of 0.05 to 0.5% in total.
  • the average cooling rate up to at least 400 ° C. is increased to 100 ° C./hr or more.
  • hot rolling is performed at a temperature within the range of 300 to 440 ° C to a plate thickness of 50 mm or more, and then solution heat treatment, quenching and artificial aging treatment are performed, and the metal-to-metal compound having a diameter equivalent to a circle exceeding 5 ⁇ m.
  • a method for manufacturing an aluminum alloy thick plate having excellent strength and ductility, which obtains a thick plate having a total area ratio of 2% or less, is described.
  • Patent Document 3 contains Zn4.5 to 8.5 wt%, Mg1.5 to 3.5 wt%, Cu0.8 to 2.6 wt%, and further contains at least 1 Mn, Cr, Zr, V, and Ti.
  • the Fe content in the alloy is restricted to 0.15 wt% or less, which makes it resistant to corrosion cracking.
  • a method for producing an excellent high-strength Al—Zn—Mg-based aluminum alloy forged material is described.
  • Patent Document 4 Zn 5 to 8% by weight, Mg 1.2 to 4.0% by weight, Cu 1.5% by weight and 4.0% by weight or less, Ag 0.03 to 1.0% by weight, Fe 0.01 to Contains 1.0% by weight, Ti 0.005 to 0.2% by weight, V0.01 to 0.2% by weight, and Mn0.01 to 1.5% by weight, Cr0.01 to 0.6% by weight. , Zr 0.01 to 0.25% by weight, B0.0001 to 0.08% by weight, Mo 0.03 to 0.5% by weight, containing at least one or two or more, and consisting of the remaining aluminum and unavoidable impurities.
  • a high-strength aluminum alloy for welded structural materials having excellent stress-resistant corrosion cracking resistance is described.
  • An object to be solved by the present invention is to provide an aluminum alloy material capable of effectively preventing or suppressing hydrogen embrittlement and an agent for preventing hydrogen embrittlement of the aluminum alloy material.
  • the present invention it has been found that hydrogen embrittlement can be effectively prevented or suppressed by an aluminum alloy material having a specific alloy composition or a hydrogen embrittlement inhibitor of an aluminum alloy material composed of specific second phase particles.
  • Such alloys are novel alloys.
  • the Fe amount is higher than the specified amount in the alloy number 7050 of JIS H 4100: 2014 "Aluminum and Aluminum Alloy Plates and Strips", but all of them are outside the range of the aluminum alloy material of the present invention. be.
  • the composition of Invention Example 6 in Table 1 of Patent Document 1 is Si: 0.21% by mass, Fe: 0.28% by mass, etc.
  • the composition of the alloy A in Table 1 on page 11 of Patent Document 2 is Si.
  • composition of sample 4 in Table 1 on page 4 of Patent Document 3 is Si: 0.10% by mass, Fe: 0.19% by mass, etc.
  • the composition of the comparative alloy 10 in Table 1 on page 4 of Patent Document 4 is Si: 0.10% by mass, Fe: 0.20% by mass, etc., both of which are the aluminum alloys of the present invention. It is out of the range of the material.
  • the configuration of the present invention which is a specific means for solving the above problems, and the preferred configuration of the present invention are described below.
  • Aluminum alloy material having an aluminum alloy composition of any of the following aluminum alloy compositions (1) to (7).
  • Aluminum alloy composition (1) Si: 0.30% by mass or less, Fe: more than 0.35% by mass, Cu: 0.20% by mass or less, Mn: 0.20 to 0.70% by mass, Mg: 1.0 to 2.0% by mass , Cr: 0.30% by mass or less, Zn: 4.0 to 5.0% by mass, V: 0.10% by mass or less, Zr: 0.25% by mass or less, Ti: 0.20% by mass or less. , Further containing Al.
  • the aluminum alloy material according to [1], wherein the aluminum alloy composition is the aluminum alloy composition (3).
  • the aluminum alloy material according to [1] or [2] which contains second-phase particles having a hydrogen trap energy higher than that of the semi-matched precipitate interface.
  • the aluminum alloy material according to [3], wherein the second phase particles are Al 7 Cu 2 Fe particles.
  • [5] Hydrogen embrittlement of aluminum alloy material can be prevented, An inhibitor of hydrogen embrittlement of an aluminum alloy material composed of Al 7 Cu 2 Fe particles.
  • an aluminum alloy material capable of effectively preventing or suppressing hydrogen embrittlement and a hydrogen embrittlement inhibitor for the aluminum alloy material.
  • FIG. 1 is a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the microstructure of the aluminum alloy material (High Fe) of Example 1.
  • FIG. 2 is a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the fracture surface of the aluminum alloy material (High Fe) of Example 1.
  • FIG. 3 is a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the aluminum alloy material (Low Fe) of Reference Example 2.
  • FIG. 4 is a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the fracture surface of the aluminum alloy material (Low Fe) of Reference Example 2.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of separation of the ⁇ / Al interface by a hydrogen trap.
  • FIG. 6 is a number line diagram of the hydrogen trap energy of each microstructure in the aluminum alloy material.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the crystal structure (space group P4 / mnc) of Al 7 Cu 2 Fe particles.
  • FIG. 8 is a bar graph of the amount of hydrogen trapped at each site in the aluminum alloy material of Example 1 (High Fe) and Reference Example 2 (Low Fe).
  • FIG. 9 shows hydrogen distribution to IMC (Al 7 Cu 2 Fe) particles (Hat IMC), hydrogen distribution to the semi-matched precipitate interface (Hat ⁇ 2 ), and hydrogen embrittlement (pseudocleavage fracture) area. It is a graph which showed the relationship of rate QCF and the like.
  • the aluminum alloy material of the present invention has an aluminum alloy composition of any of the following aluminum alloy compositions (1) to (7).
  • Aluminum alloy composition (1) Si: 0.30% by mass or less, Fe: more than 0.35% by mass, Cu: 0.20% by mass or less, Mn: 0.20 to 0.70% by mass, Mg: 1.0 to 2.0% by mass , Cr: 0.30% by mass or less, Zn: 4.0 to 5.0% by mass, V: 0.10% by mass or less, Zr: 0.25% by mass or less, Ti: 0.20% by mass or less. , Further containing Al.
  • the aluminum alloy material of the present invention can effectively prevent or suppress hydrogen embrittlement.
  • hydrogen embrittlement can be sufficiently and effectively prevented or suppressed at the level required for the aircraft and space industries.
  • the hydrogen embrittlement inhibitor of the aluminum alloy material of the present invention which will be described later, is composed of Al 7 Cu 2 Fe particles having the above-mentioned hydrogen trap sites.
  • the hydrogen embrittlement cracks include grain boundary cracks and pseudo-cleavage cracks, and in the present invention, pseudo-cleavage cracks can be effectively prevented or suppressed.
  • the aluminum alloy material of the present invention has an aluminum alloy composition of the above-mentioned aluminum alloy compositions (1) to (7).
  • the aluminum alloy composition is preferably the above-mentioned aluminum alloy composition (3).
  • the aluminum alloy material of the present invention preferably has an Fe content of more than 0.12% by mass, more preferably more than 0.15% by mass, and more than 0.25% by mass with respect to the entire aluminum alloy material. It is particularly preferable that the amount is 0.30% by mass or more, and more preferably 0.30% by mass or more.
  • the volume ratio of the second phase particles (preferably Al 7 Cu 2 Fe particles), the number density of the second phase particles, and the particle diameter of the second phase particles can also be increased.
  • the upper limit of the Fe amount is not particularly limited.
  • the amount of Fe with respect to the whole aluminum alloy material can be, for example, 1.0% by mass or less, 0.8% by mass or less, and 0.6% by mass or less. ..
  • the amount of Fe is less than these upper limit values, the volume fraction, number density, and particle size of the second phase particles are reduced to some extent to suppress the deterioration of material properties due to the aggregation and localization of the second phase particles. It's easy to do.
  • the aluminum alloy material of the present invention contains aluminum as a main component, and preferably contains 0.50% by mass or more of aluminum. A more preferable range of the aluminum alloy composition will be described in order.
  • the aluminum alloy composition (1) is as follows. Si: 0.30% by mass or less, Fe: more than 0.35% by mass, Cu: 0.20% by mass or less, Mn: 0.20 to 0.70% by mass, Mg: 1.0 to 2.0% by mass , Cr: 0.30% by mass or less, Zn: 4.0 to 5.0% by mass, V: 0.10% by mass or less, Zr: 0.25% by mass or less, Ti: 0.20% by mass or less. , Further containing Al. In the aluminum alloy composition (1), Fe: preferably more than 0.35% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.35% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the aluminum alloy composition (2) is as follows. Si: 0.12% by mass or less, Fe: more than 0.15% by mass, Cu: 1.5 to 2.0% by mass, Mn: 0.10% by mass or less, Mg: 2.1 to 2.6% by mass , Cr: 0.05% by mass or less, Zn: 5.7 to 6.7% by mass, Ni: 0.05% by mass or less, Zr: 0.10 to 0.16% by mass, Ti: 0.06% by mass It is as follows, and further contains Al. In the aluminum alloy composition (2), Fe: preferably more than 0.15% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.15% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the aluminum alloy composition (3) is as follows. Si: 0.12% by mass or less, Fe: more than 0.25% by mass, Cu: 2.0 to 2.6% by mass, Mn: 0.10% by mass or less, Mg: 1.9 to 2.6% by mass , Cr: 0.04% by mass or less, Zn: 5.7 to 6.7% by mass, Zr: 0.08 to 0.15% by mass, Ti: 0.06% by mass or less, and further contains Al.
  • Fe is preferably more than 0.25% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.25% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the aluminum alloy composition (4) is as follows. Si: 0.40% by mass or less, Fe: more than 0.50% by mass, Cu: 1.2 to 2.0% by mass, Mn: 0.30% by mass or less, Mg: 2.1 to 2.9% by mass , Cr: 0.18 to 0.26% by mass, Zn: 5.1 to 6.1% by mass, Ti: 0.20% by mass or less, and further contains Al.
  • Fe is preferably more than 0.55% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.55% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the aluminum alloy composition (5) is as follows. 0.7% by mass ⁇ Si + Fe, Cu: 0.10% by mass or less, Mn: 0.10% by mass or less, Mg: 0.10% by mass or less, Zn: 0.8 to 1.3% by mass, and further. Contains Al.
  • Fe preferably more than 0.35% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.35% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the aluminum alloy composition (6) is as follows. Si: 0.12% by mass or less, Fe: more than 0.12% by mass, Cu: 2.0 to 2.6% by mass, Mn: 0.06% by mass or less, Mg: 1.9 to 2.6% by mass , Cr: 0.04% by mass or less, Zn: 5.7 to 6.7% by mass, Zr: 0.08 to 0.15% by mass, Ti: 0.05% by mass or less, and further contains Al.
  • Fe preferably more than 0.12% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.12% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the aluminum alloy composition (7) is as follows. Si: 0.40% by mass or less, Fe: more than 0.50% by mass, Cu: 1.6 to 2.4% by mass, Mn: 0.30% by mass or less, Mg: 2.4 to 3.1% by mass , Cr: 0.18 to 0.28% by mass, Zn: 6.3 to 7.3% by mass, Ti: 0.20% by mass or less, and further contains Al.
  • Fe is preferably more than 0.50% by mass and 1.0% by mass or less, and more preferably more than 0.50% by mass and 0.6% by mass or less.
  • the shape of the aluminum alloy material of the present invention is not particularly limited.
  • the aluminum alloy material may be in the form of lumps or particles, and is preferably in the form of lumps.
  • the aluminum alloy material of the present invention preferably contains second phase particles having a higher hydrogen trapping energy than the semi-matched precipitate interface.
  • the second phase particles refer to particles having a composition different from the component composition of the parent phase.
  • the second phase particles of the aluminum alloy material are particles having a composition different from that of Al or the aluminum alloy material.
  • First-principles calculations can be used to determine second-phase particles with higher hydrogen trap energy than the semi-matched precipitate interface. First-principles calculation is to theoretically represent an electronic state by mathematically solving the Schrodinger equation (without using experimental data or empirical parameters).
  • the distribution of hydrogen at each trap site can be calculated from the density of other hydrogen trap sites such as grain boundaries, precipitates, and interstitial spaces, and the binding energy with hydrogen.
  • the second phase particles dispersed in a large number in the aluminum alloy material can be traced and the internal plastic strain distribution can be determined. 3D mapping is possible. From the 3D strain distribution, geometrically required dislocations, statistically required dislocations, and concentration distributions of atomic vacancies can be calculated.
  • the second phase particles having a hydrogen trap energy higher than that of the semi-matched precipitate interface are Al 7 Cu 2 Fe particles.
  • the shape of the second phase particles includes various shapes such as a spherical shape, an ellipsoidal shape, a square cylinder shape, a cylindrical shape, a cube shape, a rectangular parallelepiped shape, and a scaly shape, and is preferably a spherical shape or an ellipsoidal shape.
  • the volume fraction of the second phase particles is preferably 0.05 to 10.0%, more preferably 0.1 to 5.0%, and particularly preferably 0.5 to 2.0%. preferable.
  • the volume ratio of the second phase particles can be calculated as the volume of the second phase particles with respect to the volume of the aluminum alloy material, for example, by 3D analysis by X-ray tomography (CT).
  • the number density of the second phase particles is preferably 6.5 ⁇ 10 12 / m 3 to 100 ⁇ 10 12 / m 3 and preferably 10 ⁇ 10 12 / m 3 to 50 ⁇ 10 12 / m 3. More preferably, it is 20 ⁇ 10 12 / m 3 to 40 ⁇ 10 12 / m 3 .
  • the number density of the second phase particles can be calculated, for example, by 3D analysis by high-resolution X-ray tomography (CT) having a spatial resolution of up to 1 ⁇ m.
  • CT high-resolution X-ray tomography
  • the average particle size of the second phase particles is preferably 0.5 to 20 ⁇ m.
  • the upper limit of the average particle size of the second phase particles is more preferably 10 ⁇ m or less, and particularly preferably 5.0 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the second phase particles can be calculated as an arithmetic mean by, for example, 3D analysis by X-ray tomography (CT).
  • the manufacturing method of the aluminum alloy material is not particularly limited.
  • the hydrogen brittle inhibitor of the aluminum alloy material composed of Al 7 Cu 2 Fe particles may be added to the raw material aluminum alloy material, or Fe may be added at the time of production to form Al 7 Cu 2 Fe particles, and finally the Al 7 Cu 2 Fe particles are hydrogenated. It may be used as an anti-brittle agent.
  • the raw material aluminum alloy material may be a raw material mixture before each metal such as Al or a metal compound is alloyed.
  • the aluminum alloy material can be produced by a known process such as heat treatment, rolling, forging and / or casting of the raw material aluminum alloy material (which may be a raw material mixture).
  • Al 7 Cu 2 Fe particles are positively added to the raw material mixture before each metal or metal compound is alloyed by adding more Fe at the time of casting than in the case of producing a conventional aluminum alloy material. It is preferable to form it.
  • heat treatment, rolling, and forging may not be performed.
  • the methods described in [0034] to [0042] of JP-A-2009-221556 can be diverted, and the contents of this publication are incorporated herein by reference.
  • the hydrogen embrittlement inhibitor of the aluminum alloy material of the present invention can prevent hydrogen embrittlement of the aluminum alloy material and is composed of Al 7 Cu 2 Fe particles.
  • Al 7 Cu 2 Fe particles may be contained in the existing aluminum alloy material, but it was not known to be a hydrogen embrittlement inhibitor of the aluminum alloy material.
  • the aluminum alloy material as a raw material for preventing hydrogen embrittlement may be the aluminum alloy material of the present invention or an existing aluminum alloy material.
  • the hydrogen brittle inhibitor of the aluminum alloy material of the present invention can prevent hydrogen brittle of the aluminum alloy material having the following aluminum alloy composition (A).
  • the hydrogen brittle inhibitor of the aluminum alloy material of the present invention has the above-mentioned aluminum alloy compositions (1) to (7). ), It is preferable that the aluminum alloy material can be prevented from becoming brittle with hydrogen.
  • the hydrogen brittle inhibitor of the aluminum alloy material of the present invention has the following aluminum alloy compositions (A1) to (A7). It is preferable to be able to prevent hydrogen brittleness of any of the aluminum alloy materials.
  • the particle size of the second phase particles is smaller and dispersed than before to prevent hydrogen embrittlement. It is preferable to make it easy to do.
  • the aluminum alloy compositions (A1) to (A7) are summarized in Table 1 below.
  • the alloy number in Table 1 means the alloy number of JIS H 4100: 2014 "Aluminum and aluminum alloy plates and strips”.
  • Example 1 As an aluminum alloy material satisfying the aluminum alloy composition (3), the aluminum alloy material (High Fe) of Example 1 having Fe of 0.30% by mass was prepared by the following method. This aluminum alloy material is also an Al—Zn—Cu alloy containing 50% by mass or more of Al as a main component, then Zn, and then Cu. Fe is further added to the melting column for the composition of alloy number 7050 of JIS H 4100: 2014 "Aluminum and Aluminum Alloy Plates and Strips", that is, the material for casting an aluminum alloy material satisfying the aluminum alloy composition (A3). Then, Al 7 Cu 2 Fe particles were formed inside the material as second phase particles.
  • FIG. 1 shows a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the microstructure of the aluminum alloy material (High Fe) of Example 1.
  • FIG. 2 shows a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the fracture surface of the aluminum alloy material (High Fe) of Example 1.
  • QCF means a quasi-cleavage creak.
  • FIG. 3 shows a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the aluminum alloy material (Low Fe) of Reference Example 2.
  • FIG. 4 shows a virtual cross section of a tomographic tomographic image of the fracture surface of the aluminum alloy material (Low Fe) of Reference Example 2.
  • Reference example 1 is not shown.
  • FIG. 9 shows hydrogen distribution to IMC (Al 7 Cu 2 Fe) particles (Hat IMC), hydrogen distribution to the semi-matched precipitate interface (Hat ⁇ 2 ), and hydrogen embrittlement (pseudocleavage fracture) area. It is a graph which showed the relationship of rate QCF and the like.
  • the horizontal axis represents the amount of Fe in the aluminum alloy materials of Example 1, Reference Example 1 and Reference Example 2.
  • Table 1 it was found that the volume ratio of the Al 7 Cu 2 Fe particles increases as the amount of Fe in the aluminum alloy material increases. From the results in Table 1 and FIG.

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Abstract

アルミニウム合金組成が、下記アルミニウム合金組成（１）である、アルミニウム合金材。アルミニウム合金組成（１）Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。

Description

アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤
　本発明は、アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤に関する。
　広範な用途を有するアルミニウム合金材は、水素脆化割れが生じる問題があり、この問題を解消することが提案されてきている（特許文献１～４参照）。
　特許文献１には、質量％にて、Ｚｎ：４．０～６．７％、Ｍｇ：０．７５～２．９％、Ｃｕ：０．００１～２．６％、Ｓｉ：０．０５～０．４０％、Ｔｉ：０．００５～０．２０％、Ｆｅ：０．０１～０．５％を各々含み、更に、Ｍｎ：０．０１～０．７％、Ｃｒ：０．０２～０．３％、Ｚｒ：０．０１～０．２５％、Ｖ：０．０１～０．１０％の一種または二種以上を、１．０％≧Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｖ≧０．１％の関係を満足した上で含み、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金組成を有するとともに、導電率（％ＩＡＣＳ）が、前記Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖの合計含有量との関係で、導電率（％）≧－４．９×（Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｚｒ＋Ｖ）＋４０．０の関係を満足し、かつ、０．２％耐力が２７５ＭＰａ以上である、耐水素脆化特性に優れた高圧ガス容器用アルミニウム合金材が記載されている。
　特許文献２には、Ｚｎ５．０～７．０％、Ｍｇ１．０～３．０％、Ｃｕ１．０～３．０％を含有し、かつＣｒ０．０５～０．３％、Ｚｒ０．０５～０．２５％、Ｍｎ０．０５～０．４０％、Ｓｃ０．０５～０．３５％のうちから選ばれた１種もしくは２種以上を合計量が０．０５～０．５％の範囲内で含有し、さらに不純物としてＳｉを０．２５％以下、Ｆｅを０．２５％以下に規制し、残部がＡｌおよびその他の不可避的不純物としたＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系アルミニウム合金を用い、その鋳塊に、４５０～５２０℃の範囲内の温度で１時間以上保持する均質化処理を行なった後、鋳塊を冷却する過程において、少なくとも４００℃までの平均冷却速度を１００℃／ｈｒ以上に規制し、その後３００～４４０℃の範囲内の温度で５０ｍｍ以上の板厚まで熱間圧延を行なった後、溶体化処理・焼入れおよび人工時効処理を施し、円相当径で５μｍを越える金属間化合物の総面積率を２％以下とした厚板を得る、強度および延性に優れたアルミニウム合金厚板の製造方法が記載されている。
　特許文献３には、Ｚｎ４．５～８．５ｗｔ％、Ｍｇ１．５～３．５ｗｔ％、Ｃｕ０．８～２．６ｗｔ％を含有し、さらに、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔｉを少なくとも１種類含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金を鍛造によりＨセクションを有する鍛造材に成型するに際し、合金中のＦｅ含有量を０．１５ｗｔ％以下に規制するなどする、対応力腐食割れ性に優れた高強度Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系アルミニウム合金鍛造材の製造方法が記載されている。
　特許文献４には、Ｚｎ５～８重量％、Ｍｇ１．２～４．０重量％、Ｃｕ１．５重量％を越え４．０重量％以下、Ａｇ０．０３～１．０重量％、Ｆｅ０．０１～１．０重量％、Ｔｉ０．００５～０．２重量％、Ｖ０．０１～０．２重量％を含有し、かつ、Ｍｎ０．０１～１．５重量％、Ｃｒ０．０１～０．６重量％、Ｚｒ０．０１～０．２５重量％、Ｂ０．０００１～０．０８重量％、Ｍｏ０．０３～０．５重量％のうちの少なくとも１種または２種以上を含み、残り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溶接構造材用高力アルミニウム合金が記載されている。
特開２００９－２２１５６６号公報 特開２０１１－０５８０４７号公報 特公平１－０２５３８６号公報 特許第２９１５４８７号
　しかしながら、航空機や宇宙産業に求められるレベルで水素脆化を十分に効果的に防止ないし抑制できるアルミニウム合金材は知られていなかった。
　本発明が解決しようとする課題は、水素脆化を効果的に防止ないし抑制できるアルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤を提供することである。
　本発明によれば、特定の合金組成を有するアルミニウム合金材、または特定の第二相粒子からなるアルミニウム合金材の水素脆化防止剤により、水素脆化を効果的に防止ないし抑制できることを見出し、上記課題を解決した。
　このような合金は、新規な合金である。特許文献１～４には、ＪＩＳ　Ｈ　４１００：２０１４「アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」の合金番号７０５０においてＦｅ量が規定量よりも高いが、いずれも本発明のアルミニウム合金材の範囲外である。
例えば、特許文献１の表１の発明例６の組成はＳｉ：０．２１質量％、Ｆｅ：０．２８質量％などであり、許文献２の第１１頁表１の合金Ａの組成はＳｉ：０．２１質量％、Ｆｅ：０．２８質量％などであり、特許文献３の第４頁第１表の試料４の組成はＳｉ：０．１０質量％、Ｆｅ：０．１９質量％などであり、特許文献４の第４頁第１表の比較合金１０の組成は、Ｓｉ：０．１０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％などであるが、これらはいずれも本発明のアルミニウム合金材の範囲外である。
　上記課題を解決するための具体的な手段である本発明の構成と、本発明の好ましい構成を以下に記載する。
［１］　アルミニウム合金組成が、下記アルミニウム合金組成（１）～（７）のいずれかである、アルミニウム合金材。
アルミニウム合金組成（１）
　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（２）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％超、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（３）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（４）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（５）
　０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（６）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（７）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
［２］　アルミニウム合金組成が、アルミニウム合金組成（３）である、［１］に記載のアルミニウム合金材。
［３］　半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子を含む、［１］または［２］に記載のアルミニウム合金材。
［４］　第二相粒子がＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子である、［３］に記載のアルミニウム合金材。
［５］　アルミニウム合金材の水素脆化を防止でき、
　Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子からなる、アルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
［６］　下記アルミニウム合金組成（Ａ）であるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できる、［５］に記載のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
アルミニウム合金組成（Ａ）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：２．６質量％以下、Ｍｎ：０．７０質量％以下、Ｍｇ：３．１質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：７．３質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＦｅおよびＡｌを含む。
［７］　下記アルミニウム合金組成（１）～（７）のいずれかであるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できる、［５］または［６］に記載のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
アルミニウム合金組成（１）
　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（２）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％超、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（３）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（４）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（５）
　０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（６）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（７）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
［８］　下記アルミニウム合金組成（Ａ１）～（Ａ７）のいずれかであるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できる、［５］または［６］に記載のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
アルミニウム合金組成（Ａ１）
　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ２）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％以下、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ３）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％以下、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ４）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ５）
　Ｓｉ＋Ｆｅ≦０．７質量％、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ６）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％以下、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ７）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　本発明によれば、水素脆化を効果的に防止ないし抑制できるアルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤を提供することができる。
図１は、実施例１のアルミニウム合金材（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）のミクロ組織のトモグラフィー断層像の仮想断面である。 図２は、実施例１のアルミニウム合金材（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）の破面のトモグラフィー断層像の仮想断面である。 図３は、参考例２のアルミニウム合金材（Ｌｏｗ　Ｆｅ）のトモグラフィー断層像の仮想断面である。 図４は、参考例２のアルミニウム合金材（Ｌｏｗ　Ｆｅ）の破面のトモグラフィー断層像の仮想断面である。 図５は、水素トラップによるη／Ａｌ界面の分離の模式図である。 図６は、アルミニウム合金材の中の各ミクロ組織の水素トラップエネルギーの数直線の図である。 図７は、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子の結晶構造（空間群Ｐ４／ｍｎｃ）の模式図である。 図８は、実施例１（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）および参考例２（Ｌｏｗ　Ｆｅ）のアルミニウム合金材の中の各サイトにトラップされた水素量の棒グラフである。 図９は、ＩＭＣ（Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ）粒子への水素分配（Ｈ　ａｔ　ＩＭＣ）と、半整合析出物界面への水素分配（Ｈ　ａｔ　η２）と、水素脆化（擬へき開破壊）面積率ＱＣＦの関係などを示したグラフである。
　以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は「～」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
［アルミニウム合金材］
　本発明のアルミニウム合金材は、アルミニウム合金組成が、下記アルミニウム合金組成（１）～（７）のいずれかである。
アルミニウム合金組成（１）
　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（２）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％超、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（３）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（４）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（５）
　０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（６）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（７）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　この構成により、本発明のアルミニウム合金材は、水素脆化を効果的に防止ないし抑制できる。特に、航空機や宇宙産業に求められるレベルで水素脆化を十分に効果的に防止ないし抑制できる。
　従来、金属組織と水素脆化との関係について、さまざまな議論があった。水素脆化を防止する手法として、（ｉ）粒界上析出物の分布を低密および粗大とする、（ｉｉ）粒界傾角（ねじれ角）を小さくする（非再結晶組織とする）、（ｉｉｉ）結晶粒を微細化する、の３通りの組織制御法が提案されていた（例えば、伊藤吾郎、江藤武比古、宮木美光、菅野幹宏、「Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金」、軽金属、３８（１９８８）、ｐ８１８～８３９参照。なお、ｐ８２２の表に、安定相としてＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ正方晶の記載あり）。しかし、これらの手法の有効性は不明であり、具体的な機構も不明であった。有効性は不十分であるが、水素脆化の防止法として実際に行われているジルコニウムやクロムなどの合金元素の添加は、上記（ｉｉ）または（ｉｉｉ）に基づくものであった。
　これに対し、本発明では、アルミニウム合金材の中の局所的な水素の分配挙動と集積挙動が、水素脆化割れを支配することに注目した。特に、水素脆化をもたらしている支配因子は、析出物にトラップされた水素であることに注目した（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　２１６　（２０１９）　１０６５０３参照）。そして、アルミニウムの各ミクロ組織と水素との間の結合エネルギーを求め、アルミニウム合金材の中の水素分配を計算することにより、水素脆化をもたらす水素トラップサイトの水素量を定量的に把握した。その上で、水素を強力にトラップできるサイトへ水素集中させることにより、アルミニウム合金の水素脆化を効果的に防止ないし抑制できる、特定の合金組成のアルミニウム合金材を見出した。また、その水素トラップサイトとして、半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子を用いることを見出した。
　また、後述する本発明のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤は、上記の水素トラップサイトを有する、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子からなる。
　なお、水素脆化割れには、粒界割れおよび擬へき開割れがあり、本発明では特に擬へき開割れを効果的に防止ないし抑制できる。
　以下、本発明の好ましい態様を説明する。
＜アルミニウム合金組成＞
　本発明のアルミニウム合金材は、アルミニウム合金組成が、前述のアルミニウム合金組成（１）～（７）である。
　これらのアルミニウム合金組成の中でも、本発明では、アルミニウム合金組成が、前述のアルミニウム合金組成（３）であることが好ましい。
　本発明のアルミニウム合金材は、アルミニウム合金材の全体に対する、Ｆｅ量が０．１２質量％超であることが好ましく、０．１５質量％超であることがより好ましく、０．２５質量％超であることが特に好ましく、０．３０質量％以上であることがより特に好ましい。Ｆｅ量の増加に伴い、第二相粒子（好ましくはＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子）の体積率、第二相粒子の数密度および第二相粒子の粒子径も増加させることができる。
　一方、Ｆｅ量の上限値は特に制限はない。例えば、アルミニウム合金材の全体に対する、Ｆｅ量は、例えば、１．０質量％以下とすることができ、０．８質量％以下とすることができ、０．６質量％以下とすることができる。Ｆｅ量がこれらの上限値よりも少ない場合、第二相粒子の体積率、数密度および粒子径をある程度小さくして、第二相粒子が凝集して局在することによる材料特性の低下を抑制しやすい。
　なお、本発明のアルミニウム合金材は、アルミニウムを主成分とするものであり、アルミニウムを０．５０質量％以上含むことが好ましい。
　アルミニウム合金組成のさらに好ましい範囲を順に説明する。
　アルミニウム合金組成（１）は以下のとおりである。
　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（１）では、Ｆｅ：０．３５質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．３５質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
　アルミニウム合金組成（２）は以下のとおりである。
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％超、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（２）では、Ｆｅ：０．１５質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．１５質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
　アルミニウム合金組成（３）は以下のとおりである。
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（３）では、Ｆｅ：０．２５質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．２５質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
　アルミニウム合金組成（４）は以下のとおりである。
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（４）では、Ｆｅ：０．５５質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．５５質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
　アルミニウム合金組成（５）は以下のとおりである。
　０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（５）では、０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ≦１．０質量％であることが好ましい。また、Ｆｅ：０．３５質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．３５質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
　アルミニウム合金組成（６）は以下のとおりである。
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（６）では、Ｆｅ：０．１２質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．１２質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
　アルミニウム合金組成（７）は以下のとおりである。
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（７）では、Ｆｅ：０．５０質量％超１．０質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％超０．６質量％以下であることがより好ましい。
＜合金材の形状＞
　本発明のアルミニウム合金材の形状は、特に限定されない。アルミニウム合金材は、塊状であっても粒子状であってもよく、塊状であることが好ましい。
＜第二相粒子＞
　本発明のアルミニウム合金材は、半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子を含むことが好ましい。
　第二相粒子とは、母相の成分組成とは異なる組成の粒子のことを言う。アルミニウム合金材の第二相粒子は、Ａｌまたはそのアルミニウム合金材とは異なる組成の粒子である。
　半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子としては特に制限はない。第一原理計算により、半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子を求めることができる。第一原理計算とは、シュレディンガー方程式を（実験データや経験パラメータを用いずに）数学的に解くことによって、理論的に電子状態を表すことをいう。結晶粒界や析出物、格子間など、その他の水素トラップサイトの密度や水素との結合エネルギーから、各トラップサイトにある水素の分布を計算することができる。なお、放射光トモグラフィーでアルミニウム合金材の変形過程の観察を行い、３Ｄまたは４Ｄ画像処理をすることにより、アルミニウム合金材の中に多数分散する第二相粒子を追跡して内部の塑性歪み分布を３Ｄマッピングできる。３Ｄ歪み分布から幾何学的に必要な転位および統計的に必要な転位、原子空孔の濃度分布を計算できる。
　本発明では、半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子がＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子であることが好ましい。なお、Ａｌ：Ｃｕ：Ｆｅの原子比が７：２：１の化学量論組成から３０％程度ずれた粒子（例えばＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ０．７粒子）でも同様な効果が期待できる。なお、アルミニウム合金材の中の各ミクロ組織の水素トラップエネルギーのうち、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子は０．５６ｅＶである。ただし、半整合析出物界面の０．５５ｅＶよりも高い水素トラップエネルギーを有する、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子以外の好ましい第二相粒子またはミクロ組織はまだ知られていない。
　第二相粒子の形状は、球状、楕円体状、角筒状、円筒状、立方体、直方体、鱗片状などの種々の形状が挙げられ、好ましくは球状または楕円体状である。
　第二相粒子の体積率は０．０５～１０．０％であることが好ましく、０．１～５．０％であることがより好ましく、０．５～２．０％であることが特に好ましい。第二相粒子の体積率は、例えばＸ線トモグラフィー（ＣＴ）による３Ｄ解析により、アルミニウム合金材の体積に対する第二相粒子の体積として算出することができる。
　第二相粒子の数密度は６．５×１０１２／ｍ３～１００×１０１２／ｍ３であることが好ましく、１０×１０１２／ｍ３～５０×１０１２／ｍ３であることがより好ましく、２０×１０１２／ｍ３～４０×１０１２／ｍ３であることが特に好ましい。第二相粒子の数密度は、例えば空間分解能が１μｍまでの高分解能Ｘ線トモグラフィー（ＣＴ）による３Ｄ解析により算出することができる。
　第二相粒子の平均粒子径は０．５～２０μｍであることが好ましい。第二相粒子の平均粒子径の上限値は１０μｍ以下であることがより好ましく、５．０μｍ以下であることが特に好ましい。第二相粒子の平均粒子径は、例えばＸ線トモグラフィー（ＣＴ）による３Ｄ解析により算術平均として算出することができる。
＜アルミニウム合金材の製造方法＞
　アルミニウム合金材の製造方法は特に制限はない。
　原料のアルミニウム合金材に対して、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子からなるアルミニウム合金材の水素脆化防止剤を材料内部で形成させることで、アルミニウム合金材の水素脆化を防止できる。
　原料のアルミニウム合金材に対して、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を添加してもよく、製造時にＦｅを添加してＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を形成させて最終的にＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を水素脆化防止剤として用いてもよい。
　原料のアルミニウム合金材は、Ａｌをはじめとする各金属または金属化合物が合金化される前の原料混合物であってもよい。
　原料のアルミニウム合金材（原料混合物であってもよい）を、熱処理、圧延、鍛造および／または鋳造するなど公知の工程により、アルミニウム合金材を製造することができる。本発明では、原料のアルミニウム合金材を、鋳造して、アルミニウム合金材を製造することが、析出物への水素トラップの抑制、すなわち擬へき開破壊の抑制の観点から好ましい。特に、各金属または金属化合物が合金化される前の原料混合物に対して、鋳造時にＦｅを従来のアルミニウム合金材を製造する場合よりも多く添加して、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を積極的に形成させることが好ましい。また、熱処理、圧延、鍛造を行わなくてもよい。
　その他の製造方法については、特開２００９－２２１５５６号公報の［００３４］～［００４２］に記載の方法を流用することができ、この公報の内容は参照して本明細書に組み込まれる。
［アルミニウム合金材の水素脆化防止剤］
　本発明のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤は、アルミニウム合金材の水素脆化を防止でき、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子からなる。
　Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子は、既存のアルミニウム合金材にも含まれていることがあるが、アルミニウム合金材の水素脆化防止剤であることは知られていなかった。
＜原料のアルミニウム合金材＞
　水素脆化を防止する対象となる原料のアルミニウム合金材は、本発明のアルミニウム合金材であっても、既存のアルミニウム合金材であってもよい。
　本発明のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤は、下記アルミニウム合金組成（Ａ）であるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できることが好ましい。
アルミニウム合金組成（Ａ）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：２．６質量％以下、Ｍｎ：０．７０質量％以下、Ｍｇ：３．１質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：７．３質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＦｅおよびＡｌを含む。
　水素脆化を防止する対象となる原料のアルミニウム合金材が本発明のアルミニウム合金材である場合、本発明のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤は、前述のアルミニウム合金組成（１）～（７）のいずれかであるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できることが好ましい。
　水素脆化を防止する対象となる原料のアルミニウム合金材が既存のアルミニウム合金材である場合、本発明のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤は、下記アルミニウム合金組成（Ａ１）～（Ａ７）のいずれかであるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できることが好ましい。ただし、水素脆化を防止する対象となる原料のアルミニウム合金材が既存のアルミニウム合金材である場合、従来よりも第二相粒子の粒子径を小さくし、かつ分散させて、水素脆化を防止しやすくすることが好ましい。
アルミニウム合金組成（Ａ１）
　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ２）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％以下、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ３）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％以下、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ４）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ５）
　Ｓｉ＋Ｆｅ≦０．７質量％、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ６）
　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％以下、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
アルミニウム合金組成（Ａ７）
　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
　アルミニウム合金組成（Ａ１）～（Ａ７）を下記表１にまとめる。なお、表１中の合金番号は、ＪＩＳ　Ｈ　４１００：２０１４「アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」の合金番号を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以下に実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
［実施例１］
　アルミニウム合金組成（３）を満たすアルミニウム合金材として、Ｆｅが０．３０質量％の実施例１のアルミニウム合金材（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）を以下の方法で準備した。このアルミニウム合金材は、Ａｌを主成分として５０質量％以上含み、その次にＺｎ、さらにその次にＣｕを多く含む、Ａｌ－Ｚｎ－Ｃｕ合金でもある。
　ＪＩＳ　Ｈ　４１００：２０１４「アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」の合金番号７０５０の組成、すなわちアルミニウム合金組成（Ａ３）を満たすアルミニウム合金材を鋳造するための材料に対し、さらに溶塔にＦｅを添加して、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を第二相粒子として材料内部で形成させた。
［参考例１および２］
　ＪＩＳ　Ｈ　４１００：２０１４「アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」の合金番号７０５０の組成、すなわちアルミニウム合金組成（Ａ３）を満たすアルミニウム合金材として、Ｆｅが０．０５質量％の参考例１のアルミニウム合金材（Ｍｉｄ　Ｆｅ）およびＦｅが０．０１質量％の参考例２のアルミニウム合金材（Ｌｏｗ　Ｆｅ）を準備した。
［評価］
＜３Ｄ解析＞
　実施例１、参考例１および２のアルミニウム合金材をＸ線トモグラフィーにより３Ｄ解析した。得られた結果を下記表２に示した。下記表２中、粒子とは、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表２より、Ｆｅ量の増加に伴い、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子の体積率も増加することがわかった。
＜トモグラフィー断層像＞
　次に、実施例１、参考例１および２のアルミニウム合金材のトモグラフィー断層像を撮影した。
　実施例１のアルミニウム合金材（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）のミクロ組織のトモグラフィー断層像の仮想断面を図１に示した。また、実施例１のアルミニウム合金材（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）の破面のトモグラフィー断層像の仮想断面を図２に示した。図２および図４中、ＱＣＦは、擬へき開破壊面積率（Ａｒｅａ　ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｑｕａｓｉ－ｃｌｅａｖａｇｅ　ｃｒｅａｋ）を意味する。
　参考例２のアルミニウム合金材（Ｌｏｗ　Ｆｅ）のトモグラフィー断層像の仮想断面を図３に示した。また、参考例２のアルミニウム合金材（Ｌｏｗ　Ｆｅ）の破面のトモグラフィー断層像の仮想断面を図４に示した。
　なお、参考例１については図示を省略する。
　図１より、実施例１のアルミニウム合金材（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）では、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子という第二相粒子が材料内部で形成されていることがわかった。また、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子は、ミクロンオーダーで、高密度に、かつ分散して、存在していることがわかった。
　一方、図３に示した参考例２のアルミニウム合金材（Ｌｏｗ　Ｆｅ）では第二相粒子が材料内部でほとんど形成されていないことがわかった。
　さらに図２および図４、ならびに不図示の参考例１の結果より、実施例１（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）、参考例１（Ｍｉｄ　Ｆｅ）および参考例２（Ｌｏｗ　Ｆｅ）における破面における擬へき開破壊（Ｑｕａｓｉ－ｃｌｅａｖａｇｅ　ｃｒｅａｋ）の面積率ＱＣＦを求めた。得られた結果を下記表３に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記表３より、水素脆化を低減できる。Ｆｅ量が０．０１質量％から０．３質量％に増加することにより、擬へき開破壊の面積率ＱＣＦは、２２．４％から８．１％に減少することがわかった。擬へき開破壊の面積率ＱＣＦは、水素脆化破面率に相当することから、既存のアルミニウム合金材よりもＦｅ量を増加させて、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子を第二相粒子として材料内部で形成させて、ミクロンオーダーで、高密度、かつ分散させると、水素脆化を低減できることがわかった。また、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子はアルミニウム合金材の擬へき開破壊を効果的に防止ないし抑制でき、アルミニウム合金材の水素脆化防止剤として極めて有効であることがわかった。
＜水素の分配状態の解析＞
　実施例１、参考例１および参考例２のアルミニウム合金材について、ミクロ組織の水素量Ｈ　ａｔ　ＩＭＣと、半整合析出物（η２、ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）の水素量（Ｈ　ａｔ　η２）の水素量を、計算プロセスにより求めた。
（１）半整合析出物界面の水素による半自発的剥離
　第一原理計算により、水素トラップによるη／Ａｌ界面の分離を計算した。得られた結果を図５に示した。
　図５より、半整合析出物界面（η２、ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）に水素が濃化すると、界面が半自発的に剥離し、これが水素脆化の起点になることがわかった。なお、この結果は、アルミニウム合金材の中の水素脆化の新規メカニズムである。
（２）ミクロ組織の水素トラップエネルギー
　第一原理計算により、アルミニウム合金材中の各ミクロ組織の水素トラップエネルギーを計算した。得られた結果を図６に示した。図６中、紙面左から順に、らせん転位（Ｓｃｒｅｗ　ｄｉｓｌ．）、溶質Ｍｇ原子（Ｓｏｌｕｔｅ　Ｍｇ）、刃状転位（Ｅｄｇｅ　ｄｉｓｌ．）、粒界（ＧＢ）、空孔（Ｖａｃ．）、整合析出物界面（η１、ｃｏｈｅｒｅｎｔ）、半整合析出物界面（η２、ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子（ＩＭＣｐ）、ポア表面（Ｐｏｒｅ（ｓｕｒｆａｃｅ　Ｈ））、ポア内分子状水素（Ｐｏｒｅ（Ｈ２））を表す。
　図６より、水素脆性の制御において熱処理や圧延による組織制御が、析出物への水素トラップの抑制、すなわち擬へき開破壊の抑制に効果的ではないことがわかった。析出物と水素の結合エネルギーは、ポアに次いで高く、水素のトラップサイト密度も高いことがわかった。水素分配制御に基づく擬へき開破壊の抑制のためには、水素との結合エネルギーが析出物よりも高く、トラップサイト密度も十分に高いサイトを材料中に設ける必要があることがわかった。図６より、各ミクロ組織の水素トラップエネルギーのうち、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子は０．５６ｅＶであり、整合析出物界面（η１、ｃｏｈｅｒｅｎｔ）の０．３５ｅＶおよび半整合析出物界面（η２、ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）の０．５５ｅＶよりも高いことがわかった。すなわち、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子は、水素脆化の防止に効果的である、半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する。　Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子の結晶構造（空間群Ｐ４／ｍｎｃ）を図７に示す（Ｂｏｗｎ　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｃｔａ　Ｃｒｙｓｔ．，　９　（１９５６），　９１１参照）。図７より、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子内部には、Ｈを強くトラップできる水素トラップサイトがあることが確認できる。
（３）水素の分配状態の計算
　アルミニウム合金材中の水素の分配状態を解析した。
　下記の関係の式１～式３に基づき、第一原理計算で求めた水素トラップエネルギーを用いて、熱平衡状態下の水素の分配状態を計算した。具体的な計算は、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　２１６　（２０１９）　１０６５０３に準じた方法で行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　得られた結果を図８に示した。図８中、紙面左から順に、格子間（Ｌａｔｔｉｃｅ）、溶質Ｍｇ原子（Ｍｇ）、空孔（Ｖ）、粒界（⊥）、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子（ＩＭＣｐ）、整合析出物界面（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）、半整合析出物界面（ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）、ポア（Ｐｏｒｅ）のミクロ組織にそれぞれトラップされた水素量を表す。各ミクロ組織における２本の棒グラフは、紙面左側が実施例１に相当するＦｅ量が０．３０質量％（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）の場合、紙面右側が参考例２に相当するＦｅ量が０．０１質量％（Ｌｏｗ　Ｆｅ）の場合を表す。なお、参考例１に相当するＦｅ量が０．０５質量％（Ｍｉｄ　Ｆｅ）の場合の結果は図８では省略した。
　図８に示したとおり、アルミニウム合金材の中の水素は、トラップエネルギーに応じて、各ミクロ組織に分配されることがわかる。
　Ｆｅ量が０．０１質量％（Ｌｏｗ　Ｆｅ）と低い参考例１と同程度のアルミニウム合金材では、半整合析出物（η２、ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）界面に、最も強く水素が分配される。これが、水素脆化の起点となる（前述の図５参照）。
　一方、Ｆｅ量が０．３０質量％（Ｈｉｇｈ　Ｆｅ）と高い実施例１と同程度のアルミニウム合金では、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子（ＩＭＣｐ）に最も強く水素が分配される。これにより、半整合析出物（η２、ｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ）界面などの析出物界面の水素濃度が低減され、水素脆化を防止できたことがわかった。
　以上の評価結果を図９にまとめた。図９は、ＩＭＣ（Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ）粒子への水素分配（Ｈ　ａｔ　ＩＭＣ）と、半整合析出物界面への水素分配（Ｈ　ａｔ　η２）と、水素脆化（擬へき開破壊）面積率ＱＣＦの関係などを示したグラフである。横軸は、実施例１、参考例１および参考例２のアルミニウム合金材におけるＦｅ量を表す。
　ここで、前述の表１より、アルミニウム合金材中のＦｅ量増加に伴い、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子の体積率も増加することがわかった。
　表１の結果および図９より、アルミニウム合金材中のＦｅ量増加に伴い、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子が水素をトラップする量が増えて（破線；Ｈ　ａｔ　ＩＭＣ）、析出物の水素量が減少し（Ｈ　ａｔ　η２）、水素脆化（擬へき開破壊）を効果的に防止ないし抑制できることがわかった（ＱＣＦ）。
　また、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子は、ＪＩＳ　Ｈ　４１００：２０１４で規定される従来公知の組成のアルミニウム合金材を鋳造するための材料を用いた場合にも、第二相粒子として材料内部に形成させたことにより、アルミニウム合金材の水素脆化防止剤としての機能を効果的に奏することがわかった。

Claims (8)

  1. 　アルミニウム合金組成が、下記アルミニウム合金組成（１）～（７）のいずれかである、アルミニウム合金材。
    アルミニウム合金組成（１）
    　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（２）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％超、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（３）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（４）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（５）
    　０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（６）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（７）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
  2. 　前記アルミニウム合金組成が、前記アルミニウム合金組成（３）である、請求項１に記載のアルミニウム合金材。
  3. 　半整合析出物界面よりも高い水素トラップエネルギーを有する第二相粒子を含む、請求項１または２に記載のアルミニウム合金材。
  4. 　前記第二相粒子がＡｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子である、請求項３に記載のアルミニウム合金材。
  5. 　アルミニウム合金材の水素脆化を防止でき、
    　Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子からなる、アルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
  6. 　下記アルミニウム合金組成（Ａ）であるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できる、請求項５に記載のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
    アルミニウム合金組成（Ａ）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｃｕ：２．６質量％以下、Ｍｎ：０．７０質量％以下、Ｍｇ：３．１質量％以下、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：７．３質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＦｅおよびＡｌを含む。
  7. 　下記アルミニウム合金組成（１）～（７）のいずれかであるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できる、請求項５または６に記載のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
    アルミニウム合金組成（１）
    　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％超、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（２）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％超、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（３）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．２５質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（４）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（５）
    　０．７質量％＜Ｓｉ＋Ｆｅ、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（６）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％超、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（７）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％超、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
  8. 　下記アルミニウム合金組成（Ａ１）～（Ａ７）のいずれかであるアルミニウム合金材の水素脆化を防止できる、請求項５または６に記載のアルミニウム合金材の水素脆化防止剤。
    アルミニウム合金組成（Ａ１）
    　Ｓｉ：０．３０質量％以下、Ｆｅ：０．３５質量％以下、Ｃｕ：０．２０質量％以下、Ｍｎ：０．２０～０．７０質量％、Ｍｇ：１．０～２．０質量％、Ｃｒ：０．３０質量％以下、Ｚｎ：４．０～５．０質量％、Ｖ：０．１０質量％以下、Ｚｒ：０．２５質量％以下、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（Ａ２）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％以下、Ｃｕ：１．５～２．０質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．６質量％、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．１０～０．１６質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（Ａ３）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１５質量％以下、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０６質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（Ａ４）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．２～２．０質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．１～２．９質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２６質量％、Ｚｎ：５．１～６．１質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（Ａ５）
    　Ｓｉ＋Ｆｅ≦０．７質量％、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以下、Ｍｇ：０．１０質量％以下、Ｚｎ：０．８～１．３質量％であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（Ａ６）
    　Ｓｉ：０．１２質量％以下、Ｆｅ：０．１２質量％以下、Ｃｕ：２．０～２．６質量％、Ｍｎ：０．０６質量％以下、Ｍｇ：１．９～２．６質量％、Ｃｒ：０．０４質量％以下、Ｚｎ：５．７～６．７質量％、Ｚｒ：０．０８～０．１５質量％、Ｔｉ：０．０５質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
    アルミニウム合金組成（Ａ７）
    　Ｓｉ：０．４０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｃｕ：１．６～２．４質量％、Ｍｎ：０．３０質量％以下、Ｍｇ：２．４～３．１質量％、Ｃｒ：０．１８～０．２８質量％、Ｚｎ：６．３～７．３質量％、Ｔｉ：０．２０質量％以下であり、さらにＡｌを含む。
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