JP2000514138A - ６ｘｘｘ系アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＭｇおよびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合金が開示される。この６ｘｘｘ系アルミニウム合金は、ＭｇＳｉ析出物を形成するのに利用できるＭｇおよびＳｉが、Ｍｇ：Ｓｉ比が原子重量に基づいて０．８：１〜１．２：１の範囲となるような量で存在していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 ６ｘｘｘ系アルミニウム合金 本発明は６ｘｘｘ系アルミニウム合金、その合金の処理方法、およびその合金 の設計方法に関する。 ６ｘｘｘ系アルミニウム合金は、マグネシウム（Ｍｇ）およびけい素（Ｓｉ） を含み、ＭｇおよびＳｉがそれぞれ一般に０．２〜１．５重量％の範囲で存在す るアルミニウム基合金である。 ６ｘｘｘ系アルミニウム合金は、中間的な強度で良好な成形性、溶接性および 押出し性を要求する用途に広く使用される。それらの用途には、建築分野／構造 分野／電気分野での用途が広い範囲で含まれる。典型的には、６ｘｘｘ系アルミ ニウム合金はビレットとして鋳造された後、小径の丸棒または他の形状を形成す るように押し出されるか、または大きな部材に鍛造される（押出し部材またはビ レットから）。 ６ｘｘｘ系アルミニウム合金における析出硬化の従来の理論は、次の手順、す なわち、 ｉ） 時効前の遅延（delay）の間にＳｉ原子クラスタが形成される、 ｉｉ） 時効温度までの加熱の間にＧＰＩゾーンが形成される、 ｉｉｉ） ＧＰＩＩゾーンが形成される − β”Ｍｇ₂Ｓｉが析出する、 ｉｖ） β”からの変態を経てβ’析出物が形成されて成長され、β’量は 温度および時間に依存する、および、 ｖ） 過時効が生じた場合に、βＭｇ₂ Ｓｉ析出物が形成される、 という手順にしたがってＭｇ₂Ｓｉの析出および成長を経て硬化が起こるとされ ている。 ＭｇおよびＳｉに関して「釣り合いのとれた」合金を製造するために、 ６ｘｘｘ系アルミニウム合金に形成される析出物のＳｉに対するＭｇの比は約２ （原子重量に基づく）であるとする従来理論の結果として、その合金が２：１の Ｍｇ：Ｓｉの原子重量比を含んで成るように６ｘｘｘ系アルミニウム合金に添加 すべきＭｇおよびＳｉの相対的な量を計算することが、標準的な実際例であった 。 ある例においては、釣り合いのとれた合金を形成する代わりに、過剰Ｓｉを含 有させて強度を増大するように６ｘｘｘ系アルミニウム合金を設計することが知 られている。この例では、Ｍｇ₂Ｓｉとして析出しない、または金属間化合物（i ntermetallics）を形成しないいずれのＳｉも、付加されて強化効果を有する他 の元素との析出物のような他の相を自由に形成できる。過剰Ｓｉのレベルは望ま れる強化効果を発揮するために変化されるのであり、Ｓｉ添加量の限界はしばし ば押出し加工性に対するＳｉ添加効果のような因子によって決定されている。 他の合金元素の添加および６ｘｘｘ系アルミニウム合金の熱処理手順もまた、 Ｍｇ₂Ｓｉの析出に基づいている。例えばマンガン（Ｍｎ）は、不均一核生成の 場（site）として作用し、β’Ｍｇ₂Ｓｉロッドが形成されるチャンスを増大す るようなＭｎ分配を生じるために合金に添加されることができる。これは押出し 加工に関して流動応力をかなり増大させるが、粒界のピンニング（pinning）の レベルを高め、したがって再結晶化を減少させ、または阻止し、粒子バンドの形 成（grain band formation）を引き起こす。 最終的な押出し製品または鍛造製品を製造するために、６ｘｘｘ系アルミニウ ム合金の鋳造ビレットを処理することに関して広い範囲で異なる選択ができる。 例として、鋳放しビレットにおける粒界に金属間化合物として存在するＭｇお よびＳｉの最大可能量を溶解させるために、６ｘｘｘ系アルミニウム合金ビレッ トを均質化して、過飽和固溶体を形成することが知られており、この固溶体は冷 却することで金属間化合物およびＭｇ₂Ｓｉの一様な析出を生じる。これはまた 鋳造組織を壊し、ＡｌＦｅＳｉの金属間化合物に変態する。これは押出しの流動 応力および最終特性の著しい一様性をもたらし、完全な機械的特性の開発を可能 にする。典型的には、１００〜２００°Ｃ／時間のような遅い冷却速度が使用さ れる。 さらに、押出しの前にビレットを必要とされる温度にまで素早く加熱するため に誘導加熱を使用することは知られている。典型的には、ビレットを約３００° Ｃの温度にするためにガス加熱が使用され、誘導加熱はビレットを押出し温度に まで完全に加熱するのに使用される。誘導加熱による素早い加熱速度は、 β’Ｍｇ₂Ｓｉ析出物が成長する十分な時間を与えず、したがって押出し加工に 関して優れた分散を与える。したがって流動応力はかなり減少される。同様に、 かなり低いビレット温度を使用して同じ特性を保持することが可能になり、また 急速な押出し速度を使用できるようにする。 さらに、押出し加工される合金に応じて押出し後の急冷速度の変化されること が知られている。合金の望ましい特徴は、急冷に対する感度が小さい、すなわち ゆっくりした冷却で十分な特性を得ることができるということである。この利益 は、歪みが最小限に抑えられ、特性がより一様となり、また急冷設備が不要なこ とである。 合金の選択、均質化、ビレットの加熱および急冷に関して知られた実際の範囲 があり、またそれらは一般に使用される合金系の境界内における大いに経験的な 最適化である。例として、段階的な冷却、徐冷、および急冷などの実施が均質化 の後に推奨される。 典型的な合金の明細は幾つかの６ｘｘｘ系アルミニウム合金に関して表１に与 えられている。 表１：６ｘｘｘ系アルミニウム合金の幾つかに関する合金明細である。オースト ラリア国のアルミニウム会議による「アルミニウム規格、データ、および 精錬製品設計」から 上述の表で範囲が述べられていなければ、記載量は最大濃度を示す。 最近になって６ｘｘｘ系アルミニウム合金の時効は、工業界でこれまで認めら れていたＭｇ₂Ｓｉの析出によって起きるのではなく、ＭｇＳｉの析出を経て生 じることが発見された。 発見されたＭｇＳｉ析出メカニズムはβ’ＭｇＳｉ析出物の核生成および成長 を伴い、Ｍｇ：Ｓｉの比は１（原子重量に基づく）で、これまで考えられていた ように２ではなく、次の手順、すなわち、 ｉ） ＭｇおよびＳｉ原子の別々のクラスタの形成、 ｉｉ） 低温時効の間にＭｇ：Ｓｉ比が増大し、最終的に１に近づく状態の ＭｇおよびＳｉ原子の共クラスタ化（co-clustering）、 ｉｉｉ） Ｍｇ：Ｓｉ比が１に近い末知組織の小径析出物の形成、 ｉｖ） これらの析出物の比が１であるβ”ＭｇＳｉへの変態、 ｖ） 次の時効の段階でのＭｇおよびＳｉの比が１であるβ’およびＢ’ の形成、 を含む。 上述の発見の１つの結果は、ＭｇおよびＳｉに関して釣り合いがとられ、すな わちＭｇおよびＳｉがＭｇ₂Ｓｉとして析出するということに基づく従来理論に したがって製造された現在購入できる６ｘｘｘ系アルミニウム合金は、実際は釣 り合わされていないということである。 さらに、重大なことに、出願人は今理解されたようにＭｇおよびＳｉに関して 釣り合いのとれた６ｘｘｘ系アルミニウム合金で一層優れた特性の得られること を見出した。関心を持たれる特性には、例として押出し性、鍛造性、導電性、強 度および加工性が含まれる。 本発明によれば、ＭｇおよびＳｉを含有し、ＭｇＳｉ析出物を形成できるＭｇ およびＳｉが原子重量に基づいてＭｇ：Ｓｉ比で０．８：１１〜１．２：１の範 囲となるような量で存在する６ｘｘｘ系アルミニウム合金を提供する。 いずれかの与えられた６ｘｘｘ系アルミニウム合金に関して、Ｍｇ／Ｓｉ析出 物を形成するのに利用できるＭｇおよびＳｉの量は、この合金組成に添加された それらの元素の全量より少ないことは理解される。この理由は、常にＭｇおよび Ｓｉの一部（典型的には比較的少量）が溶体（solution）に残され、およびＭｇ およびＳｉの一部がこの合金に添加された鉄（Ｆｅ）および銅（Ｃｕ）のような 他の元素と析出するからである。 本明細書ではＭｇＳｉの比が０．８：１〜１．２：１の範囲となるような量で ＭｇＳｉ析出物を形成するのに使用できるＭｇおよびＳｉを含有する６ｘｘｘ系 アルミニウム合金がＭｇおよびＳｉに関して「釣り合いがとれている」とみなさ れ、これは発見したＭｇＳｉの析出メカニズムによるものであることもまた理解 される。 Ｍｇ：Ｓｉの比は０．９：１〜１．１：１の範囲であるのが好ましい。 Ｍｇ：Ｓｉの比は１：１であるのが特に好ましい。 本発明によれば、次の段階、すなわち ｉ） 上述のようにＭｇおよびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合 金のビレットを鋳造し、 ｉｉ） そのビレットから最終製品形状となるように押出し加工し、 ｉｉｉ） 押出し加工された製品形状をＭｇＳｉを析出するように熱処理する 、段階を含む６ｘｘｘ系アルミニウム合金から押出し加工された製品を製造する 方法も提供される。 熱処理段階はいずれかの適当な熱処理とされることができる。 本発明によれば、次の段階、すなわち ｉ） 上述のようにＭｇおよびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合 金のビレットを鋳造し、 ｉｉ） そのビレットから最終製品形状となるように鍛造加工し、 ｉｉｉ） ＭｇＳｉを析出するように合金を熱処理する、 段階を含む６ｘｘｘ系アルミニウム合金から鍛造された製品を製造する方法も提 供される。 熱処理段階はいずれかの適当な熱処理とされることができる。 前段で説明した方法は、ビレットから中間製品形状に押出し加工した後、最終 製品形状に鍛造することも含む。 本発明を調べるために、出願人は表２および表３に記載された８つの６ｘｘｘ 系アルミニウム合金と、他の３つの６ｘｘｘ系アルミニウム合金Ｉ、Ｊ、Ｋとに おいて一連の実験およびコンピュータモデリングを実施し、合金Ｉ、Ｊ、Ｋの基 準Ｍｇ濃度は０．４８重量％、Ｓｉ濃度はそれぞれ０．8、１．０、１．２重量 ％、他の元素の濃度は表２に記載された濃度である。 表２：合金組成 表３は合金の処理状態およびその後の熱処理の概要である。 表３：処理状態 実験に基づく作業は、ＭｇＳｉ量が増大するにつれて特性が全体的に向上され ることを確証した。これは、実験作業から導き出されたＭｇＳｉ重量％に対する 引っ張り強度のグラフである図１に示されている。降伏折りとＭｇＳｉ重量％と の間の関係も同様な傾向に乗っている。 実験的作業はまた、最適特性が発見したＭｇＳｉ析出メカニズムにしたがって 「釣り合いのとれた」合金を形成するように合金組成を選択することで得られる ことを確証した。これは、上述した合金Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｉ、Ｊ、Ｋに対する実験的 作業から導き出されたＳｉ濃度に対する引張り特性のグラフである図２に示され ており、これらの合金の全ては０．４８重量％程度のＭｇ濃度を有している。合 金試料はＴ４、Ｔ５、Ｔ６熱処理を受け、合金の引張り特性はＳｉ濃度に対して 測定されてプロットされた。 図２は、各熱処理に関して、試験された合金組成において発見したＭｇＳｉ析 出メカニズムにしたがって釣り合いのとれた合金に対応するＳｉ濃度が０．５〜 ０．６重量％程度に達するまでは、Ｓｉ濃度の増大につれて引張り強度がかなり 増大したことを示しており、またＳｉ濃度が更に増大すると、引張り特性の限界 的な向上しか得られないことを示している。換言すれば、実験的作業は釣り合い のとれた合金の形成が引張り強度に大きな寄与をなし、過剰Ｓｉは引張り特性の 向上を生じるが、大きな効果を有さないことを確証した。これはかなりの成果で ある。何故なら、多くの適用例において、釣り合いのとれた合金で得られる引張 り特性はかなりのもので、それ故に過剰Ｓｉは必要でなく、Ｓｉが高いレベルの 押出し加工困難な合金が回避されるからである。 一般的に、実験的な作業は多くの例において、発見されたＭｇＳｉ析出メカニ ズムが合金の特性を低下させることなく、また多くの例ではその特性を向上させ て、これまで行われていたレベルよりも合金元素の添加を減少可能にしたことを 確証した。後の点に関しては、押出し性および導電性は合金元素の添加が増大す るにつれて一般に減少するとすれば、合金元素の添加を最小限に抑えるというか なりの利点があることになる。 他の実験的作業において、出願人は発見した析出メカニズムにしたがって釣り 合いのとられた合金は、濃度の過剰なＳｉ合金よりも平均的温度および高温度に 対する良好な抵抗力を与える。 本発明は広い範囲の適用性を有しており、それには限定ではなく以下の適用例 が含まれる。 １） 一般用途の合金 表４は、発見したＭｇＳｉ析出メカニズムに基づいた一般用途の６ｘｘｘ系ア ルミニウム合金に関する本発明によるＭｇおよびＳｉ含有量を示している。 表４：発見したＭｇＳｉ析出メカニズムに基づいた一般用とのアルミニウム合金 に関する提示されたＭｇおよびＳｉレベル したがって、さらに他の概念において、本発明は次の合金組成、すなわち、 Ｍｇ ： 0.37〜0.44 Ｓｉ ： 0.56〜0.63 Ｆｅ ： 最大0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.1 Ｃｒ ： 最大0.05 Ｚｎ ： 最大0.15 Ｔｉ ： 最大0.1 残部 ： アルミニウムおよび不可避 的不純物 を含む合金組成を提供する。 他の概念において、本発明は次の合金組成、すなわち、 Ｍｇ ： 0.53〜0.64 Ｓｉ ： 0.75〜0.84 Ｆｅ ： 最大0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.1 Ｃｒ ： 最大0.05 Ｚｎ ： 最大0.15 Ｔｉ ： 最大0.1 残部 ： アルミニウムおよび不可避 的不純物 を含む合金組成を提供する。 他の概念において、本発明は次の合金組成、すなわち、 Ｍｇ ： 0.70〜0.83 Ｓｉ ： 0.92〜1.07 Ｆｅ ： 最大0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.1 Ｃｒ ： 最大0.05 Ｚｎ ： 最大0.15 Ｔｉ ： 最大0.1 残部 ： アルミニウムおよび不可避 的不純物 を含む合金組成を提供する。 他の概念において、本発明は次の合金組成、すなわち、 Ｍｇ ： 0.86〜1.00 Ｓｉ ： 1.10〜1.20 Ｆｅ ： 最大0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.1 Ｃｒ ： 最大0.05 Ｚｎ ： 最大0.15 Ｔｉ ： 最大0.1 残部 ： アルミニウムおよび不可避 的不純物 を含む合金組成を提供する。 ２）導電性合金 これらの合金は、全てのＭｇおよびＳｉがβＭｇ₂Ｓｉとしてマトリックスか ら析出されることを保証するために、伝統的に過時効とされている。これはマト リックスにより導電性を最大限に高める。しかしながら、過時効のための特性の 損失を保証するために、強度を保持するように大きな断面が必要とされる。 時効硬化処理のこれまでの理解に基づいては、半干渉性β’（非干渉性βと同 様な体積部分を占める）によるピーク時効状態が過時効状態と同じ程度に低い抵 抗性を有さない理由は理解されない。発見したＭｇＳｉのメカニズムを用いれば 、Ｍｇ₂Ｓｉの「釣り合いのとれた」合金は過剰のＭｇを有し、このＭｇはピー クの時効状態ではマトリックス内に保持され、これが導電性を低下させることは 明白となる。 発見したＭｇＳｉ析出のメカニズムにしたがって適当に釣り合いのとれた合金 によれば、全てのＭｇおよびＳｉが溶体から失われるのを保証するために過時効 化する必要は全くなく、この条件はピーク時効状態が満たす。この状態により与 えられる強度増大によって、小さな部分が使用でき、例えば僅かなポストまたは 小さな地下ダクトを必要とする軽量ケーブルを使用できる。 このようにして、他の概念によれば、本発明は以下の合金組成を提供する。す なわち、 ｉ） Ｍｇ／Ｓｉ座標線図上で次の座標を直線で連結して境界される面積内の ＭｇおよびＳｉ濃度、 Ｍｇ Ｓｉ 0.35 0.48 0.35 0.58 0.44 0.7 0.58 0.7、および、 ｉｉ）以下の元素、 Ｆｅ ：0.1〜0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.03 Ｃｒ ： 最大0.03 Ｚｎ ： 最大0.10 Ｂ ： 最大0.06 残部 ： アルミニウムおよび不可避的不純物（各々最大0.05、総合 で最大0.10） を含んでなる合金組成が提供される。 ３）機械加工容易な合金（free machining alloy） 合金６２６２は機械加工性を向上させるためにＰｂおよびＢｉ添加剤によって Ｍｇ₂Ｓｉの「釣り合いのとれた」合金として設計されている。これらの添加剤 の効果はＢｉが硬いＢｉ₂Ｍｇ₃粒子になって失われることで低下される。この合 金はＭｇ₂ Ｓｉで釣り合わされると考えられるので、有害なＢｉ₂Ｍｇ₃の形成は 免れがたいと考えられる。 しかしながら、発見したＭｇＳｉ析出メカニズムに基づけば、過剰Ｍｇがこの 合金に実際に存在する。それ故に、Ｍｇ含有量を低下することで、Ｂｉ₂Ｍｇ₃の 形成は回避でき、これにより機械加工性が向上される。さらにまた、少量のＰｂ ／Ｂｉ添加剤が同じ機械加工性のために使用でき、これは環境に一層優しく、リ サイクルを容易にする。 ４）Ｃｕ添加剤を含有する高強度合金 Ｃｕ添加剤は６ｘｘｘ系アルミニウム合金の強度の増大を生じることで知られ ている。 Ｃｕは、侵食の問題のためにＭｇ₂Ｓｉの過剰Ｓｉ合金（６３５１、６０８２ ）に０．１重量％を越える量で添加されない。しかしながら、これらの合金は実 際にＭｇＳｉの釣り合いをとられた状態に近いので、ＡｌＣｕＭｇの強化効果 は実現されない。その代わりに、Ｃｕのは恐らく粗い析出物を形成し、この析出 物は耐腐食性を低下させる。それ故に、より多くのＭｇを添加することで、より 多くのＣｕが添加され、腐食性を悪化させることなく強度を高めることができる 。 本発明のさらにＣｕ添加剤を含む高強度合金に対する適用例を調べるために、 出願人は一連の実験を３つの６０６１合金組成に対して実施した。これらの組成 は表５に示されている。 表５：６０６１合金 この合金は、合金Ａから合金Ｃへ減少しているＭｇＳｉとしての析出に利用で きるＭｇおよびＳｉの原子重量に基づく比率を有している。 合金ＡおよびＢは購入できる合金である。合金Ｃは、発見したＭｇＳｉメカニ ズムに基づいて釣り合いのとられた合金として選定された。 この合金の引張り強度および硬さ特性はＴ６処理後に測定された。表６はその 結果の要約である。 表６：６０６１合金の特性 表６の結果は、発見したＭｇＳｉメカニズムにしたがって釣り合いのとられた 合金Ｃの引張り強度および硬さ特性が従来の合金ＡおよびＢの特性よりも良好で あることを示している。 上述したように、本発明はまた６ｘｘｘ系アルミニウム合金を処理する方法も 提供する。処理における変化の生じ易さは、Ｍｇ：Ｓｉ比を適当に選定し、続く 処理に対する感応を最低限の状態で材料を供給することにより、最小限におさえ ることができる。これを十分に実現するために、また発明したＭｇＳｉ析出メカ ニズムの他の利点を得るために、以下の合金処理の概略の少なくとも１つが使用 されるべきである。すなわち、 １． 均質化後の急冷速度。急冷速度は（すなわち４００°Ｃ／時間より速 い）ＭｇＳｉ析出物があまりに大きく成長するのを防止するために必要 である。これは押出し加工前および押出し加工中の、ビレットの加熱時 におけるＭｇＳｉの再溶解を本質的に可能にする。これが生じなければ ＭｇおよびＳｉの最大可能量は時効で強化析出ＭｇＳｉを形成するのに 使用できず、またＭｇＳｉの釣り合いが変化し、この釣り合いによる利 点を十分に実現することができない。 ２． ビレットの予熱技術。急速加熱（すなわち誘導加熱による）の速度は、 均質化後のＭｇ₂Ｓｉ析出物が押出し加工時に再溶解できないところま で粗大化するのを防止するために必要である。 ３． 改良した押出し性および押出し速度の利点を得る１つの可能な技術はビ レットをＭｇ₂ＳｉおよびＭｇＳｉの溶解温度より高い温度まで（すな わち５００°Ｃまで）加熱することであり、これにより存在する ＭｇＳｉを全て溶解して、要求される押出し加工温度にまでビレットを 冷却することである。 これらの少なくとも１つが使用されるべきである。 上述した処理は本発明によれば全ての６ｘｘｘ系アルミニウム合金に適用でき る。 したがって、本発明はまた以下の方法も提供する。すなわち、 ａ） 均質化熱処理に続いて、均質化温度から４００°Ｃ／時間以上の冷却速 度を使用した急速冷却が好ましいとされる急冷を行うことを含む６ｘｘ ｘ系アルミニウム合金の処理方法、 ｂ） 均質化後の原料でＭｇ₂Ｓｉの析出を防止するために原料を急速加熱し 、また前記原料を押出し加工することを含む６ｘｘｘ系アルミニウム合 金を含んで成る押出し原料の押出し方法、および ｃ） Ｍｇ₂ＳｉおよびＭｇＳｉの溶解温度より高い温度に前記合金を加熱し 、またその原料を押出し温度にまで冷却して前記原料で押出し加工する ことを含むＭｇおよびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合金を含 む押出し原料の押出し方法、 を提供する。 上述の（ｂ）および（ｃ）の原料はビレットであるのが好ましい。 本発明はまた、以下の段階、すなわち、 ａ） さまざまな量のＭｇおよびＳｉを含有する合金の複数の試験試料を準備 する段階、 ｂ） 末端使用者の熱処理プロトコールにしたがって前記試験試料を熱処理す る段階、 ｃ） 含まれるＭｇ₂ＳｉおよびＭｇＳｉのレベルを決定するために前記試験 試料を分析する段階、 ｄ） 前記試験試料の１以上の機械的特性を決定するために前記試験試料に試 験を行う段階、 ｅ） 上述の段階（ｃ）および（ｄ）で得た結果を分析し、段階（ｃ）および （ｄ）の結果の分析およびＭｇＳｉの析出を含む析出手順に基づいて、 ６ｘｘｘ系アルミニウム合金のＭｇおよびＳｉ含有量および熱処理パラ メータのモデルを展開して、熱処理方法によって処理された与えられた ６ｘｘｘ系アルミニウム合金に展開するマイクロ組織を予測する段階、 を含む６ｘｘｘ系アルミニウム合金のＭｇおよびＳｉの最適含有量を決定する方 法も提供する。 この方法はこれに代えて、モデルから合金中に要求されるＭｇおよびＳｉのレ ベルを決定するために、特定の適用例に要求される機械的特性を使用して、モデ ルを展開する段階を含むことができる。 特定の合金の最適ＭｇおよびＳｉを計算するための手順は、析出強化のために ＭｇおよびＳｉの利用できるレベルを決定するために適用できる数多くの技術を 含む。これらは、ＴＥＭ顕微鏡法、ＤＳＣまたはＤＴＡ分析、導電性または硬さ である。この情報は、その後において適当な合金組成を選択することにより、特 性および押出し性を最大限に高めるために使用される。 押出し試料およびその関連する熱（処理）履歴の分析に基づいて、合金の明細 を得ることも可能である。ＴＥＭ作業（原子プローブ・フィールド・イオン・マ イクロスコピー（ＡＰＦＩＭ）法の結果と関連する）は、Ｍｇ₂ ＳｉおよびＭｇ Ｓｉのレベルを決定するのに使用される。ＤＳＣ／ＤＴＡはそれらの析出物の識 別を助成する。マトリックス内のＭｇ（またはＳｉ）のレベルは導電性試験 を経て同定される。この情報は、その合金および処理に関する析出およびマイク ロ組織の「青写真（ブループリント）」を展開するのに使用される。その後、押 出し性および作用に関する機械的特性を最適化するために、認識を持って合金に 対する改良が行われるのであり、この認識において合金および処理の変形態様の 原因となる最終組織を予想するために青写真が使用できる。 ＡＰＦＩＭ法は必然的に関連付けされる。何故なら、ＴＥＭはそれ自体が Ｍｇ₂ＳｉおよびＭｇＳｉを識別することができず、すなわちＴＥＭ結果の分析 はＡＰＦＩＭによる結果に基づいて解釈することを要求する。 またＴＥＭ、ＤＳＣ／ＤＴＡ、導電性および硬さの試験の結果の解釈は簡単で ない。ＭｇＳｉ析出メカニズムに基づき、また処理がこれにどのように影響する かに基づいて、押出し加工の分析を「変換」して合金の明細に戻すことは可能で ある。 これらの点から、アルミニウムの熱履歴およびマイクロ組織を鍛造処理に最適 となるように調整することで、さまざまな好ましい合金を鍛造用途に開発できる ことが期待される。 本明細書に記載された本発明はこれらの特に説明した変形例および変更例以外 に変形および変更をなし得ることは認識されよう。本発明は本質的にその精神お よび範囲に含まれる全ての変形例および変更例を包含することが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ＭｇおよびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合金であって、Ｍｇ Ｓｉ析出物を形成するのに使用できるＭｇおよびＳｉが、原子重量に基づくＭ ｇ：Ｓｉ比が０．８：１〜１．２：１の範囲となる量で存在していることを特徴 とする６ｘｘｘ系アルミニウム合金。 ２． 請求項１に記載された合金であって、Ｍｇ：Ｓｉ比が０．９：１〜 １．１：１であることを特徴とする６ｘｘｘ系アルミニウム合金。 ３． 請求項２に記載された合金であって、Ｍｇ：Ｓｉ比が１：１であること を特徴とする６ｘｘｘ系アルミニウム合金。 ４． 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された合金であって、 組成が、 Ｍｇ ： 0.37〜0.44 Ｓｉ ： 0.56〜0.63 Ｆｅ ： 最大0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.1 Ｃｒ ： 最大0.05 Ｚｎ ： 最大0.15 Ｔｉ ： 最大0.1 残部 ： アルミニウムおよび不可避 的不純物 を含むことを特徴とする６ｘｘｘ系アルミニウム合金。 ５． 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された合金であって、 組成が、 Ｍｇ ： 0.53〜0.64 Ｓｉ ： 0.75〜0.84 Ｆｅ ： 最大0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.1 Ｃｒ ： 最大0.05 Ｚｎ ： 最大0.15 Ｔｉ ： 最大0.1 残部 ： アルミニウムおよび不可避 的不純物 を含むことを特徴とする６ｘｘｘ系アルミニウム合金。 ６． 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された合金であって、 組成が、 ｉ） Ｍｇ／Ｓｉ座標線図上で次の座標を直線で連結して境界される面積内の ＭｇおよびＳｉ濃度、 Ｍｇ Ｓｉ 0.35 0.48 0.35 0.58 0.44 0.7 0.58 0.7、 および、 ｉｉ）以下の元素、 Ｆｅ ： 0.1〜0.2 Ｃｕ ： 最大0.1 Ｍｎ ： 最大0.03 Ｃｒ ： 最大0.03 Ｚｎ ： 最大0.10 Ｂ ： 最大0.06 残部 ： アルミニウムおよび不可避的不純物（各々最大0.05、総合 で最大0.10） を含んでなることを特徴とする６ｘｘｘ系アルミニウム合金。 ７． ６ｘｘｘ系アルミニウム合金から押出し加工製品を製造する方法であっ て、 ｉ） 請求項１〜請求項６までのいずれか一項に記載されたようにＭｇお よびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合金のビレットを鋳造 する段階、 ｉｉ） そのビレットから最終製品形状となるように押出し加工する段階、 ｉｉｉ） 押出し加工された製品形状をＭｇＳｉが析出するように熱処理する 段階、 を含む製品の製造方法。 ８． ６ｘｘｘ系アルミニウム合金から押出し加工製品を製造する方法であっ て、 ｉ） 請求項１〜請求項６までのいずれか一項に記載されたようにＭｇお よびＳｉを含有する６ｘｘｘ系アルミニウム合金のビレットを鋳造 する段階、 ｉｉ） そのビレットから最終製品形状となるように鍛造加工する段階、 ｉｉｉ） ＭｇＳｉが析出するように合金を熱処理する段階、 を含む製品の製造方法。 ９． 請求の範囲第１項に記載された８に記載された方法であって、ビレット から中間製品を押出し加工する段階の後、最終製品形状となるように鍛造する段 階をさらに含む製品の製造方法。