JPH032345A - ヤング率及び機械的強度の高いアルミニウムベース合金並びに該合金の製造方法 - Google Patents

ヤング率及び機械的強度の高いアルミニウムベース合金並びに該合金の製造方法

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JPH032345A
JPH032345A JP2090035A JP9003590A JPH032345A JP H032345 A JPH032345 A JP H032345A JP 2090035 A JP2090035 A JP 2090035A JP 9003590 A JP9003590 A JP 9003590A JP H032345 A JPH032345 A JP H032345A
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ジヤン―フランソワ・フオウレ
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高いヤング率と高い機械強度及び機械靭性と
を有する、アルミニウム協会（＾＾）用Ｊ集に基づいて
７０００系の＾１ベース合金並びに該合金の製造方法に
関する。
最も強度の高い合金の中で７０００系のアルミニウム合
金は一般に約７０ＧＰａのヤング率Ｅを有するが７２〜
７３ＧＰａは越えない。
しかしながら、特に航空宇宙分野においては、構造体を
軽くするためにヤング率がより高＜（Ｅ≧７４ＧＰａ）
且つ強度の高い（Ｒ０２≧５３０ＭＰａ、長手方向）軽
合金の必要性が認められている。靭性（ＫＩＣ，長手方
向≧２０８　Ｐ　ａ　（ｍ　）又は加圧下での耐蝕性（
３０日での非破壊しきい値は短い横断方向（ｓｅｎｓｔ
ｒａｖｅｒｓ　ｃｏｕｒｔ）及び考察した試験環境下で
２５０ＭＰａ以上）のような使用上の他の特性を著しく
損なうことなく前記の特性が得られねばならない。
確かに、弾性率及び機械的特性の高いＬｉを含有する＾
１ベース合金は知られている。しかしながら、これらの
合金はＬｉの反応性のために複雑な製造上の問題を提起
し、従ってコストの高い特殊な製造・鋳造設備が必要と
なる。本発明の合金は、流通している＾１合金の冶金で
知られている従来設備を使用して製造することができる
。更には、＾１−Ｌｉのｆｉ械強度は一般に７０００系
の合金の強度を下回っている。
遥かに多くの合金要素を加えて粉末冶金で得られる７０
００型の合金は、高い機械的特性と加圧下での良好な耐
蝕性とを有するが、ヤング率は７４ＧＰａ未満である。
従って、本発明は以下の重量組成（％）からなる合金に
関する。
Ｚｎ：　　　　５，５〜８，４５ ８ｇ：　　　　２．０〜３．５ Ｃｕ：　　　　０．５〜２．５ ２ｒ：　　　　０，１〜０．５ Ｃｒ　：　　　　０　、３〜０　、８ Ｍｎ：　　　　０．３〜１．Ｉ Ｆｅ：　　　　　０，５以下 Ｓｉ　：　　　　　０．５以下 他元素　　各々≦０１０５ 合計≦０．１５ 残りは＾１ 好ましい組成は以下の通りである。
Ｚ　ｎ　：　　　　７　、　Ｏ〜８　、４Ｍｇ：　　　
　　　２．０〜２．９ Ｃｕ　：　　　　０．８−２．０ Ｚｒ：　　　　０．１〜０．４ Ｃｒ：　　　　０．３〜０．６ Ｍｎ：　　　　　　　０．３〜０．９ 他は前記組成と同一である。
製造方法は、 １、前述した範囲内にある組成物を有する塊（ｃｏｒｐ
ｓ　ｅ＋ａｓｓｉｆ）を粉砕−沈積（ｄ６ｐ６ｔ）によ
り形成すること、 ２、この塊を３００〜４５０℃で熱間加工する、更には
場合によって冷間加工すること、並びに３、溶体化、焼
入れ及び焼戻しにより、＾＾用語集に基づいてＴ６状態
又は好ましくはＴ７状態で熱処理することからなる。
粉砕−沈積とは、金属を溶融して、高圧ガス噴射により
微細液滴状の微粒子にし、次いでこれらの微粒子を基質
に導いて凝集し、閉口した孔の少ない塊状で凝集性のあ
る沈積物を形成することを意味する。この沈積物はビレ
ット、管又は板状で存在し得、その形状寸法を制御され
る。
この型の技術は英語では’５ｐｒａｙ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ”と呼ばれ、“０ＳＰＲＥＹ法”とも呼ばれる。
０ＳＰＲＥＹ法は主に以下の特許出願（又は特許）：Ｇ
Ｂ−Ｅｌ−１３７９２６１、ＣＢ−Ｉｔ−１４７２９３
９、ＣＢ−Ｂ−１５４８６１６、ＣＢ−８−１５９９３
９２；Ｇｅ１−＾−２１７２８２７．ＥＰ−＾−２２５
０８０，ＥＰ−＾−２２５７３２　；ＷＯ−＾−８７−
０３０１２に記載されている。
熱間加工の段階の前に、４５０〜５２０℃の温度で一般
に２〜５０時間、−段階又は数段階で塊の均質化処理を
行うことができる。
このようにして得られた生成物は前述した特性に適合す
る。
合金の組成の組み合わせ及びその製造方法により得られ
る典型的な相（＾Ｉ、Ｍｎ、Ｃｒ）及び＾ｌ　＝Ｚｒの
微細分散体にこれらの特性が与えられる。この構造によ
り、なかでも特に良好な延性、靭性及び高い弾性限度を
得ることができる。
一般に４５０〜５２０℃で溶体化し、はぼ最大の硬度を
得るのに十分な時間（２〜２５時間）９０〜１５０℃で
Ｔ６型処理を行う。
Ｔ７処理はＴ６型処理に、より高温例えば１５０〜１７
０℃の温度で０．５〜２０時間行う焼戻しを加えたもの
である。
本発明は、作業１の段階で例えば液体流に粉末を注入す
ることによりその素となる本発明の合金に導入される、
酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硼化物等の型の分
散セラミック粒子により硬化する複合材料にも適用され
る。これらの粒子の寸法は１〜５０μ種であり、（金属
に対する）容積分率は３〜１２％である。
以下の試験により本発明はより良く理解されよう０合金
１〜４は本発明に適合する０合金５，６は本発明の範囲
外である。合金７は比較用の従来技術の合金（７０７５
）である。合金７は半連続的に鋳込み、他の合金と同様
に熱間加工及び熱処理を行った。
Ｋ１月 表１に重量組成（％）を示す異なる合金１〜６を溶融し
、粉砕−沈ＷＩ（ＯＳＰＲＥＹ法）によりビレット形態
に製造した。
一鋳込み温度：フ５０℃。
一噴霧器から沈積場所までの距離：　６００ｍｍ、試験
中はほぼ一定に維持する。
一回転運動で作動するステンレス鋼製コレクタ−コレク
ターの回転軸に対しての噴霧器の振動。
−気体流量／金属流量＝２〜３ｍ’／ｋｇ。
〆１４０ｍｍにスケール除去後、ビレットを４６０℃の
温度で８時間均質化する。
次いで、コンテナ直径が１４３１のプレス機械内におい
て、１４．６の押出率で素材を断面が５０　×２２ａｒ
ｍの平面形状に４００℃で熱間押出する。
このようにして得られた平坦部分に以下の条件に基づい
てＴフ型の熱処理を行う。
−４６０〜４８５℃の温度で２時間の溶体化。
−冷水での焼入れ。
一２段階での焼戻し、１２０℃で２４時間＋１５５〜１
７０℃で２０時間。
・得られた機械的性質を表２に示す。
合金１〜４は特許請求の範囲内にあり、ヤング率は７４
ＧＰａ以上で、長手方向での弾性限度は５３０ＭＰａ以
上であり、長手方向（８％以上）及び長い横断方向（６
％以上）での良好な延性と、少なくとも２０ＭＰａ４の
Ｌ’−Ｔ方向の靭性と、加圧下で良好な耐蝕性（＾ＳＴ
Ｍ　Ｇ　３８７３規格に基づいて測定）とを有する。
合金５は、Ｃｒ及びＭｎの含量が多すぎるために本発明
の範囲外である。合金５はヤング率及び弾性限度が高い
けれども、延性が非常に低く、部品製造に使用すること
ができない。
Ｃｒ及びＭｎの含量が少なすぎるために合金６も本発明
の範囲外である。該合金は本発明の合金の利点を有さず
、ヤング率及び弾性限度は低く、従って７０７５のよう
な従来の合金と見分けがつかない。
従来の方法で鋳込み、次いで合金１〜６と同一方法で加
工、熱処理した従来の合金フ０フ５の組成及び特性を比
較用に記載した。
この合金のヤング率及び弾性限度は本発明の合金に比べ
て著しく低いことが認められる。
本発明の合金は主に形鋼又は鍛造若しくは鋳造部品の製
造に使用される。
【図面の簡単な説明】
第１図は試験した合金の機械的特性Ｅ及びＲ０．２を示
す図、第２図はＲ０．２に対する靭性を示す図、第３図
はＲ０．２に対する加圧下での腐食性を示す図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）７．０〜８．４重量％のＺｎと、２〜２．９重量
    ％のＭｇと、０．８〜２重量％のＣｕと、０．５重量％
    までのＦｅと、０．５重量％までのＳｉと、各々が０．
    ０５重量％以下で全体では０．１５重量％までの他の元
    素とを含むアルミニウムベース合金であって、該合金が
    更に０．１〜０．４重量％のＺｒと、０．３〜０．６重
    量％のＣｒと、０．３〜０．９重量％のＭｎとを含むこ
    とを特徴とする合金。
  2. （２）寸法が１〜５０μｍで（金属に対する）容積分率
    が３〜１２％の均質なセラミック粒子分散体を含んでい
    ることを特徴とする請求項１に記載の合金。
  3. （３）ａ）前述した組成物を有する塊を粉砕−沈積によ
    り形成すること、 ｂ）この塊を３００〜４５０℃で加工する、更には場合
    によって冷間加工すること、並びに ｃ）溶体化、焼入れ及び焼戻しにより、この加工品をＴ
    ６状態又はＴ７状態で熱処理することを特徴とする請求
    項１又は２に記載の合金の製造方法。
  4. （４）段階ａとｂとの間で塊を４５０〜５２０℃で２〜
    ５０時間均質化することを特徴とする請求項３に記載の
    方法。
  5. （５）溶体化が４４０〜５２０℃で行われることを特徴
    とする請求項３又は４に記載の方法。
  6. （６）９０〜１５０℃で２〜２５時間焼戻しを行うこと
    を特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
  7. （７）この焼戻しを、１５０〜１７０℃のより高温で０
    ．５〜２０時間２回目の焼戻しにより仕上げることを特
    徴とする請求項６に記載の方法。
  8. （８）以下の機械的性質： Ｅ（ヤング率）≧７４ＧＰａ Ｒ＿０＿．＿２（弾性限度、長手方向）≧５３０ＭＰａ
    ＫＩＣ（長手方向）≧２０ＭＰａ√（ｍ） 短い横断方向での加圧（３０日）下での耐蝕性σ≧２５
    ０ＭＰａ を有することを特徴とする請求項１又は２に適合する組
    成物の熱間加工品。
JP2090035A 1989-04-05 1990-04-04 ヤング率及び機械的強度の高いアルミニウムベース合金並びに該合金の製造方法 Pending JPH032345A (ja)

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