JPH02138445A - 合金の健全な表面状態を維持するためのリチウム含有アルミニウム合金の熱処理方法 - Google Patents
合金の健全な表面状態を維持するためのリチウム含有アルミニウム合金の熱処理方法Info
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- JPH02138445A JPH02138445A JP8854742A JP5474288A JPH02138445A JP H02138445 A JPH02138445 A JP H02138445A JP 8854742 A JP8854742 A JP 8854742A JP 5474288 A JP5474288 A JP 5474288A JP H02138445 A JPH02138445 A JP H02138445A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
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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】
近年開発されたAi!−Li−X合金は、航空産業で使
用されている2000系列及び7000系列の従来の合
金の代替物として使用できる好ましい特性をいく一つも
併せて有しておりしがも従来のき金よりも約8〜12%
軽量化されティる(特に、P、MEYER,B、[1U
BO5TrProductioh of atumin
ium−1itliium alloys withb
igh 5peciric properLi1!s4
:Proceedings of thethird
Al−Li Conference:0xford 1
985−The In5titute o「Metal
s又はG、 Lc ROY:rl、eg alliag
es^1uminium−Lit、hium」:Mat
eriaUx&Tecl+n1qqes No、56
.1986−nu+++cro 5pecial参照)
。
用されている2000系列及び7000系列の従来の合
金の代替物として使用できる好ましい特性をいく一つも
併せて有しておりしがも従来のき金よりも約8〜12%
軽量化されティる(特に、P、MEYER,B、[1U
BO5TrProductioh of atumin
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:Proceedings of thethird
Al−Li Conference:0xford 1
985−The In5titute o「Metal
s又はG、 Lc ROY:rl、eg alliag
es^1uminium−Lit、hium」:Mat
eriaUx&Tecl+n1qqes No、56
.1986−nu+++cro 5pecial参照)
。
しかしながら^j−Li−X合金の加工には、アルミニ
ウム合金では普通生じない難点がある。持に、工業用空
気炉内の高温熱処理中にリチウム含有合金はかなりのビ
ンボールを生じ易い。これに1′1一つてしばしばリチ
ウム欠乏ゾーンの近傍特に該ゾーンの内部縁端に多孔質
層が発生する。このリチウム欠乏ゾーンはアルミニウム
リチウム合金においてよく知られている。このリチウム
欠乏ゾーンが表面全体の均一な酸化によって生じた場合
には、このゾーン自体はアルミニウムリチウム合金半製
品の製造に不利な影響を与えない、しかしながら、多孔
質特に開口ビンホールが高温処理中に発生したときは、
製造された工業製品は不合格品になり易い。
ウム合金では普通生じない難点がある。持に、工業用空
気炉内の高温熱処理中にリチウム含有合金はかなりのビ
ンボールを生じ易い。これに1′1一つてしばしばリチ
ウム欠乏ゾーンの近傍特に該ゾーンの内部縁端に多孔質
層が発生する。このリチウム欠乏ゾーンはアルミニウム
リチウム合金においてよく知られている。このリチウム
欠乏ゾーンが表面全体の均一な酸化によって生じた場合
には、このゾーン自体はアルミニウムリチウム合金半製
品の製造に不利な影響を与えない、しかしながら、多孔
質特に開口ビンホールが高温処理中に発生したときは、
製造された工業製品は不合格品になり易い。
フランス特許公開第123453号によれば、1%以下
の酸素及び窒素を含有する湿潤CO□雰囲気がリチウム
含有アルミニウム合金を高温′酸化から保護し得ること
、及び、この制約は窒素が極めて有害(第1図9照)で
ある事実によって証明されることが教示されている。従
って、窒素を含まない0□+アルゴンの合成雰囲気下で
試験が行なわれた0本発明は該特許の教示とは異なる方
向でこの問題を解決することを目的とする。
の酸素及び窒素を含有する湿潤CO□雰囲気がリチウム
含有アルミニウム合金を高温′酸化から保護し得ること
、及び、この制約は窒素が極めて有害(第1図9照)で
ある事実によって証明されることが教示されている。従
って、窒素を含まない0□+アルゴンの合成雰囲気下で
試験が行なわれた0本発明は該特許の教示とは異なる方
向でこの問題を解決することを目的とする。
出願人は組成の変更(リチウム含量の低減又はベリリウ
ムの添加)によって問題の解決を図ったがこの方向では
充分に成功せず、依然としてかなりの表面ピンホールが
生じた。
ムの添加)によって問題の解決を図ったがこの方向では
充分に成功せず、依然としてかなりの表面ピンホールが
生じた。
塩浴中で処理すると有効な結果が得られた。しかしなが
ら、この処理は、必ずしもすべての製造業者及び利用者
がその工場に備えることができないような付帯設備を必
要とする。
ら、この処理は、必ずしもすべての製造業者及び利用者
がその工場に備えることができないような付帯設備を必
要とする。
出願人は、熱処理に使用される空気炉の雰囲気をコント
ロールすることによってこの問題の解決を図った。
ロールすることによってこの問題の解決を図った。
本発明方法では、5〜98容量%のCO□と2容量%以
上で95容足%以下の乾燥空気とを含み残りがI20か
ら成る雰囲気中で均質化加熱及び/又は溶体化のごとき
高温熱処理(特に300 ’Cを上回る温度)を行なう
。
上で95容足%以下の乾燥空気とを含み残りがI20か
ら成る雰囲気中で均質化加熱及び/又は溶体化のごとき
高温熱処理(特に300 ’Cを上回る温度)を行なう
。
好ましくは雰囲気が、5〜95容量%のCO□と5容量
%以上で95容量%以下の(乾燥)空気とを含み残りが
1120から成る。
%以上で95容量%以下の(乾燥)空気とを含み残りが
1120から成る。
CO□濃度は10〜60(好ましくは12〜50)容I
%でよく、乾燥空気は40〜90(好ましくは50〜8
8)容量%で残りが水から成る。
%でよく、乾燥空気は40〜90(好ましくは50〜8
8)容量%で残りが水から成る。
CO2が5%未満では有効な表面保護が得られないこと
が判明した。
が判明した。
C02が98%又は95%を上回ると、従来の空気炉で
の工業的実用化が難しいという問題がある。その場合に
は、充分に密閉された炉を使用する必要があり及び/又
は装入又は排出のときに炉に侵入する空気をできるだけ
完全に排気する必要がある。
の工業的実用化が難しいという問題がある。その場合に
は、充分に密閉された炉を使用する必要があり及び/又
は装入又は排出のときに炉に侵入する空気をできるだけ
完全に排気する必要がある。
経済的な理由からCO□の上限は50〜60%が好まし
い、また保護効果の観点からCO2の下限は10〜12
%が好ましい、この下限はまた、処理される合金の実効
組成に左右される。
い、また保護効果の観点からCO2の下限は10〜12
%が好ましい、この下限はまた、処理される合金の実効
組成に左右される。
本発明処理は固体状態で行なわれ、また、液相線と固相
線との間でも行なわれる。本発明方法によって、一方で
は半製品のピンホール形成が阻止され、他方ではリチウ
ム欠乏ゾーンに通常は存在する多孔質層が除去される。
線との間でも行なわれる。本発明方法によって、一方で
は半製品のピンホール形成が阻止され、他方ではリチウ
ム欠乏ゾーンに通常は存在する多孔質層が除去される。
また、リチウム欠乏ゾーンが浅くなる。この理由はまだ
解明されていないが、リチウム含有合金が一般に空気中
で以下の酸化を行なうことはわかっている。
解明されていないが、リチウム含有合金が一般に空気中
で以下の酸化を行なうことはわかっている。
■、特にLizOの形成を伴う酸化、
2、酸化物と空気中の水分との反応によるLi011の
形成、及び、 3、水酸化物Li011と空気中の炭酸ガスとの反応に
よるLizCOiの形成、これが反応の最終生成物であ
る(これに関しては、Fr1dlyander:rOx
ydation ofan^N−My−Li syst
em with Be additive」^Iyum
Splavy、1988.5参照)。
形成、及び、 3、水酸化物Li011と空気中の炭酸ガスとの反応に
よるLizCOiの形成、これが反応の最終生成物であ
る(これに関しては、Fr1dlyander:rOx
ydation ofan^N−My−Li syst
em with Be additive」^Iyum
Splavy、1988.5参照)。
従来の試験の結果と逆に本発明によれば、CO□とlI
20とを含有する雰囲気が反応の進行を促進する。
20とを含有する雰囲気が反応の進行を促進する。
本発明の雰囲気は、例えば結露点に関しても又はニフッ
化アンモニウムもしくはフッ化ホウ素酸ナトリウムのタ
イプの乾燥剤の存在に関しても特別な制約を与えずに空
気炉の標準雰囲気下で使用され得る。
化アンモニウムもしくはフッ化ホウ素酸ナトリウムのタ
イプの乾燥剤の存在に関しても特別な制約を与えずに空
気炉の標準雰囲気下で使用され得る。
第1図及び第2図に基づく以下の記載より本発明がより
充分に理解されよう。
充分に理解されよう。
第1図の上部は、ニフッ化アンモニウムを添加した通常
の空気炉で処理した後の材料(実施PAlの試@B)の
Li及び89の含量を材料表面に垂直な深さの関数とし
て示す曲線である。Li欠乏ゾーン(Li濃度−材料8
部のLi濃度の90%)の深さ(Z)は150pである
。第1図の下部はクロム侵食後の材料の表面ゾーンの長
手方向側面断面の200倍順微鏡写真である。
の空気炉で処理した後の材料(実施PAlの試@B)の
Li及び89の含量を材料表面に垂直な深さの関数とし
て示す曲線である。Li欠乏ゾーン(Li濃度−材料8
部のLi濃度の90%)の深さ(Z)は150pである
。第1図の下部はクロム侵食後の材料の表面ゾーンの長
手方向側面断面の200倍順微鏡写真である。
第2図は002下に処理した材料(実施例1の試験D)
の第1図同様の図である。Li欠乏ゾーンの深さ(z)
は657Jである。
の第1図同様の図である。Li欠乏ゾーンの深さ(z)
は657Jである。
火施10−
2.55%の]、iと1.3%のCuと1.0%のHg
と0.12%のZrと0.06%のFeと0.05%の
Siとを含有する8090タイプの合金を直径200m
mのビレット材に鋳造し、535℃で24時間均質化加
熱し、黒皮ムキし、430℃の誘導炉で再加熱し、この
温度で断面110X4n+m2の平坦棒材に熱押出する
。
と0.12%のZrと0.06%のFeと0.05%の
Siとを含有する8090タイプの合金を直径200m
mのビレット材に鋳造し、535℃で24時間均質化加
熱し、黒皮ムキし、430℃の誘導炉で再加熱し、この
温度で断面110X4n+m2の平坦棒材に熱押出する
。
次にこの平坦棒材を空気炉で溶体化する。以下の処理条
件を用いる。
件を用いる。
一高温炉に装入、
一露点:25℃±3℃、
一533℃に1時間維持。
材料の一部を特別にコントロールしない雰囲気下の空気
炉で処理する(試験^:本発明非使用)。
炉で処理する(試験^:本発明非使用)。
平坦棒材の別の一部を7g/Ia’の二フッ化アンモニ
ウムを添加(処理開始のときに炉に導入)した空気炉で
処理する(試験C:本発明使用)。
ウムを添加(処理開始のときに炉に導入)した空気炉で
処理する(試験C:本発明使用)。
材料の別の一部を15容旦%のCO□を添加した空気炉
で処理する(試験C:本発明使用)。
で処理する(試験C:本発明使用)。
平坦棒材の最後の一部を処理開始のときに炉に導入する
7g7m3の二フッ化アンモニウムと15容量%のCO
□とを添加して溶体(ヒする(試験C:本発明使用)。
7g7m3の二フッ化アンモニウムと15容量%のCO
□とを添加して溶体(ヒする(試験C:本発明使用)。
溶体化及び空冷後の金属組織に関する結果を以下の表に
まとめる(顕wl鏡観察): また、第1図と第2図との比較によって、本発明処理が
リチウム欠乏ゾーンを縮小させることが理解されよう。
まとめる(顕wl鏡観察): また、第1図と第2図との比較によって、本発明処理が
リチウム欠乏ゾーンを縮小させることが理解されよう。
幻!2
2.5%のLiと3.0%のCuと0.3%のHgと0
.12%のZrと0204%のFeと0.03%のSi
とを含む重置組成の合金を直径450mmのビレッ)〜
材に鋳造し、515°Cで12時間均質化加熱し、25
℃7時で538℃に加熱し、538°Cに12時間t、
I持し、430℃で再加熱し、直径180mmの棒材に
押出し、この温度で押出比27の11形材に熱押出する
。
.12%のZrと0204%のFeと0.03%のSi
とを含む重置組成の合金を直径450mmのビレッ)〜
材に鋳造し、515°Cで12時間均質化加熱し、25
℃7時で538℃に加熱し、538°Cに12時間t、
I持し、430℃で再加熱し、直径180mmの棒材に
押出し、この温度で押出比27の11形材に熱押出する
。
この形材を種々の長さに成形17、以下のごとき条件の
空気炉で種々の溶体化処理を行なう。
空気炉で種々の溶体化処理を行なう。
詮呈旦(本発明非使用):
430℃の炉に装入し、20分間で538°Cに加熱し
、この温度に1時間維持、 露点:S℃土3℃、 ニフッ化アンモニウム存在(処理開始のときに7g/l
l13で導入)。
、この温度に1時間維持、 露点:S℃土3℃、 ニフッ化アンモニウム存在(処理開始のときに7g/l
l13で導入)。
芙蛍ヱ(本発明非使用):
538℃の炉に装入し、この温度に1時間維持、露点:
5°C±3℃、 ニフッ化アンモニウム存在(処理開始のときに7g7m
1で導入)。
5°C±3℃、 ニフッ化アンモニウム存在(処理開始のときに7g7m
1で導入)。
筬を工〈本発明非使用):
538℃の炉に装入し、この温度に1時間維持、露点:
5℃±3°C0 試11(本発明使用): 538℃の炉に装入し、この温度に1時間維持、露点:
5℃±3℃、 炉内部に65容1%のCo2存在。
5℃±3°C0 試11(本発明使用): 538℃の炉に装入し、この温度に1時間維持、露点:
5℃±3℃、 炉内部に65容1%のCo2存在。
いずれの場合にも溶体化後に冷水焼入れする6溶体化し
た各試験材料の下端及び上端から採取した試料と光学顕
微鏡で観察する。
た各試験材料の下端及び上端から採取した試料と光学顕
微鏡で観察する。
結果:
2.1%のLiと2,3%のCuと1.2%の82と0
.12%のZ「と0.10%のFeと0.07%のSi
とを含む重量組成の2091タイプ合金を断面800
X 300mm 2の板材に鋳造し、532°Cで12
時間均質化加熱し、皮ムキし、490℃〜400℃で1
2mmまで熱間圧延した。このようにして得られた薄板
材を成形し、以下のごとく溶体化処理する。
.12%のZ「と0.10%のFeと0.07%のSi
とを含む重量組成の2091タイプ合金を断面800
X 300mm 2の板材に鋳造し、532°Cで12
時間均質化加熱し、皮ムキし、490℃〜400℃で1
2mmまで熱間圧延した。このようにして得られた薄板
材を成形し、以下のごとく溶体化処理する。
試1U−(本発明非使用):
535℃の炉に装入し、2時間維持、
露点ニー20℃±5℃、
CO□含量:2容量%。
成像」(本発明使用):
CO□濃度を8容量%にして同様に処理。
本発明を使用しない試験では、薄板材にいくつかのピン
ホールが局在した0本発明を使用した処理ではピンホー
ルが発生しなかった。
ホールが局在した0本発明を使用した処理ではピンホー
ルが発生しなかった。
第1図の上部は、ニフッ化アンモニウムを添加した通常
の空気炉で処理した後の材料(実施例1の試@B)のL
l及びM、の含量を材料表面に垂直な深さの関数として
示す曲線、第1図の下部はクロム侵食後の材料の表面ゾ
ーンの長手方向側面断面の200倍顕微鏡写真、第2図
はCO□下に処理した(実施例1の試験D)材料の第1
図同様の図である。 手わ°5ネ市正書(方式) 昭和63年9月9日 3、補正をりる者 事nとの関係
の空気炉で処理した後の材料(実施例1の試@B)のL
l及びM、の含量を材料表面に垂直な深さの関数として
示す曲線、第1図の下部はクロム侵食後の材料の表面ゾ
ーンの長手方向側面断面の200倍顕微鏡写真、第2図
はCO□下に処理した(実施例1の試験D)材料の第1
図同様の図である。 手わ°5ネ市正書(方式) 昭和63年9月9日 3、補正をりる者 事nとの関係
Claims (4)
- (1)5〜98容量%のCO_2と2容量%以上で95
容量%以下の(乾燥)空気とを含み残りがH_2Oから
成る雰囲気中で300℃以上で加熱することを特徴とす
る健全な表面を維持するためのリチウム含有アルミニウ
ム合金の熱処理方法。 - (2)雰囲気が、5〜95容量%のCO_2と5容量%
以上の(乾燥)空気とを含み残りがH_2Oから成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 - (3)CO_2濃度が10〜60%、空気濃度が40〜
90%であり、残りがH_2Oから成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。 - (4)CO_2濃度が12〜50%、空気濃度が50〜
88%であり、残りがH_2Oから成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR8703581 | 1987-03-09 | ||
| FR8703581A FR2612201B1 (fr) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | Procede de traitement thermique des alliages d'al contenant du li, en vue de preserver leur sante superficielle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02138445A true JPH02138445A (ja) | 1990-05-28 |
Family
ID=9349015
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|---|---|---|---|
| JP8854742A Pending JPH02138445A (ja) | 1987-03-09 | 1988-03-08 | 合金の健全な表面状態を維持するためのリチウム含有アルミニウム合金の熱処理方法 |
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| JP (1) | JPH02138445A (ja) |
| DE (1) | DE3866565D1 (ja) |
| ES (1) | ES2027408T3 (ja) |
| FR (1) | FR2612201B1 (ja) |
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