JPH05255823A - 高力アルミニウム合金の熱処理法 - Google Patents
高力アルミニウム合金の熱処理法Info
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- JPH05255823A JPH05255823A JP4084992A JP8499292A JPH05255823A JP H05255823 A JPH05255823 A JP H05255823A JP 4084992 A JP4084992 A JP 4084992A JP 8499292 A JP8499292 A JP 8499292A JP H05255823 A JPH05255823 A JP H05255823A
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- heat treatment
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- strength aluminum
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２×××系）及
びＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系）高力
アルミニウム合金の熱処理法に関し、特に高い強度と優
れた耐ＳＣＣ性を付与する。 【構成】 Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２×××系、但
しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含
有する）高力アルミニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−
Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、
Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力アルミニウ
ム合金の溶体化処理後の熱処理において、溶体化処理
(1) 後、２〜１００℃/minの冷却速度で冷却(2) し、そ
の後Ｔ６時効処理(3) を施す。
びＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系）高力
アルミニウム合金の熱処理法に関し、特に高い強度と優
れた耐ＳＣＣ性を付与する。 【構成】 Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２×××系、但
しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含
有する）高力アルミニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−
Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、
Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力アルミニウ
ム合金の溶体化処理後の熱処理において、溶体化処理
(1) 後、２〜１００℃/minの冷却速度で冷却(2) し、そ
の後Ｔ６時効処理(3) を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系
（ＪＩＳ２×××系）及びＡｌ−Ｚｎ−Ｃｕ系（ＪＩＳ
７×××系）高力アルミニウム合金の熱処理法に関し、
特に高い強度と優れた耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）
を付与するものである。
（ＪＩＳ２×××系）及びＡｌ−Ｚｎ−Ｃｕ系（ＪＩＳ
７×××系）高力アルミニウム合金の熱処理法に関し、
特に高い強度と優れた耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）
を付与するものである。
【０００２】時効硬化型アルミニウム合金、例えばＪＩ
Ｓ２×××系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金やＪＩＳ７×
××系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系）合金は時効処理に
よって高い強度を得ることができるが、高強度の状態で
は応力腐食割れ（ＳＣＣ）を起こしやすくなる。そこで
耐ＳＣＣ性の改善を目的に実用的には、溶体化処理後過
時効処理（Ｔ７３処理）を施して使われていることが多
いが、この場合には１０〜１５％の強度低下が避けられ
ないものとなる。
Ｓ２×××系（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系）合金やＪＩＳ７×
××系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系）合金は時効処理に
よって高い強度を得ることができるが、高強度の状態で
は応力腐食割れ（ＳＣＣ）を起こしやすくなる。そこで
耐ＳＣＣ性の改善を目的に実用的には、溶体化処理後過
時効処理（Ｔ７３処理）を施して使われていることが多
いが、この場合には１０〜１５％の強度低下が避けられ
ないものとなる。
【０００３】このため高い強度と優れた耐ＳＣＣ性を合
せ持つ合金の開発が様々な角度が数多く行われている。
そしてその一つに熱処理の工夫によってこれを実現しよ
うとするものがあり、このなかに復元再時効処理（ＲＲ
Ａ処理）がある。この処理は一旦溶体化処理後人工時効
処理（Ｔ６処理）したものを高温で短時間の復元処理を
施し、その後再度低温で再時効するものである。
せ持つ合金の開発が様々な角度が数多く行われている。
そしてその一つに熱処理の工夫によってこれを実現しよ
うとするものがあり、このなかに復元再時効処理（ＲＲ
Ａ処理）がある。この処理は一旦溶体化処理後人工時効
処理（Ｔ６処理）したものを高温で短時間の復元処理を
施し、その後再度低温で再時効するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらＲＲＡ法
は工業的に実施することはきわめて困難であるため、Ｔ
６処理の強度とＴ７３処理の耐ＳＣＣ性を両立させ得る
新しい熱処理法の開発が望まれ、従ってＪＩＳ２×××
系やＪＩＳ７×××系の高力アルミニウム合金を実用材
料として用いる際、強度を犠牲にすることなく耐ＳＣＣ
性を改善する処理法が望まれている。
は工業的に実施することはきわめて困難であるため、Ｔ
６処理の強度とＴ７３処理の耐ＳＣＣ性を両立させ得る
新しい熱処理法の開発が望まれ、従ってＪＩＳ２×××
系やＪＩＳ７×××系の高力アルミニウム合金を実用材
料として用いる際、強度を犠牲にすることなく耐ＳＣＣ
性を改善する処理法が望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、高い強度を保ちながら、耐ＳＣＣ性に優れ
た高力アルミニウム合金の熱処理法を開発したものであ
る。即ち本発明は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２××
×系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５
wt％を含有する）高力アルミニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ
−Ｍｎ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系、但しＣｒ、Ｍｎは
含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力ア
ルミニウム合金の溶体化処理後の熱処理において、溶体
化処理後２〜１００℃/minの速度で冷却し、その後Ｔ６
時効処理することを特徴とするものである。
検討の結果、高い強度を保ちながら、耐ＳＣＣ性に優れ
た高力アルミニウム合金の熱処理法を開発したものであ
る。即ち本発明は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２××
×系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５
wt％を含有する）高力アルミニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ
−Ｍｎ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系、但しＣｒ、Ｍｎは
含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力ア
ルミニウム合金の溶体化処理後の熱処理において、溶体
化処理後２〜１００℃/minの速度で冷却し、その後Ｔ６
時効処理することを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】ＪＩＳ２×××系及びＪＩＳ７×××系の高力
アルミニウム合金では、再結晶を抑制するため、Ｍｎ，
Ｃｒ，Ｚｒ等の遷移元素が添加され、合金の延性、靭性
が改善される。これらの遷移元素は合金の鋳塊の均質化
処理時に分散相として析出し、その後の溶体化処理の温
度でも溶けないため、普通不溶性化合物と呼ばれてい
る。
アルミニウム合金では、再結晶を抑制するため、Ｍｎ，
Ｃｒ，Ｚｒ等の遷移元素が添加され、合金の延性、靭性
が改善される。これらの遷移元素は合金の鋳塊の均質化
処理時に分散相として析出し、その後の溶体化処理の温
度でも溶けないため、普通不溶性化合物と呼ばれてい
る。
【０００７】ＭｎやＣｒを添加した高力アルミニウム合
金では、合金の溶体化処理後、焼入れ速度が遅い場合、
焼入れ中にＭｎ系不溶性化合物やＣｒ系不溶性化合物上
に粗大な析出相が優先的に不均一析出するため、最終的
に合金の高い強度が得られない。即ちこれ等の合金の焼
入れ感受性が高く実用上問題がある。これに対してＺｒ
添加合金では鋳塊の均質化処理時に生じるＺｒ系不溶性
化合物が母相と整合であり、溶体化処理後の焼入れ速度
が遅い場合でも焼入れ中に母相と非整合な粗大な析出相
の不均一析出核生成サイトとして作用せずに合金の高い
強度が得られ、合金の焼入れ感受性が低いことが明らか
になった。
金では、合金の溶体化処理後、焼入れ速度が遅い場合、
焼入れ中にＭｎ系不溶性化合物やＣｒ系不溶性化合物上
に粗大な析出相が優先的に不均一析出するため、最終的
に合金の高い強度が得られない。即ちこれ等の合金の焼
入れ感受性が高く実用上問題がある。これに対してＺｒ
添加合金では鋳塊の均質化処理時に生じるＺｒ系不溶性
化合物が母相と整合であり、溶体化処理後の焼入れ速度
が遅い場合でも焼入れ中に母相と非整合な粗大な析出相
の不均一析出核生成サイトとして作用せずに合金の高い
強度が得られ、合金の焼入れ感受性が低いことが明らか
になった。
【０００８】また合金を溶体化処理した後、焼入れ速度
が遅くなると、合金中の粒界や亜粒界上に粗大な析出相
が析出し、ＰＦＺ（無析出相ゾーン）を生じ、合金の耐
ＳＣＣ性が向上することがわかった。
が遅くなると、合金中の粒界や亜粒界上に粗大な析出相
が析出し、ＰＦＺ（無析出相ゾーン）を生じ、合金の耐
ＳＣＣ性が向上することがわかった。
【０００９】以上の知見に基づいて、Ｚｒを添加した高
力アルミニウム合金を対象に、工業的に操作可能な熱処
理法を用いて、合金の速度を保ちながら、耐ＳＣＣ性を
向上させる目的で本発明熱処理法を開発したものであ
る。即ち本発明熱処理法は、通常の方法によりＡｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２×××系、但しＣｒ、Ｍｎは含ま
ず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力アルミ
ニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×
××系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２
５wt％を含有する）高力アルミニウム合金を溶解鋳造、
均質化処理、押出し加工や圧延加工を行った後、図１に
示すように溶体化処理(1) 後、２〜１００℃/minの速度
で冷却(2) し、その後Ｔ６時効処理(3) するものであ
る。尚本発明において通常ＪＩＳ２×××系とは表１に
示すようにＪＩＳ２０１４，２２１４，２２１９，２３
１９，２４１９，２０２１，２０２４，２１２４，２０
２５，２０３６，２０４８等であり、ＪＩＳ７×××系
とは同表のように７０４９，７０５０，７０７５，７１
７５，７４７５等である。
力アルミニウム合金を対象に、工業的に操作可能な熱処
理法を用いて、合金の速度を保ちながら、耐ＳＣＣ性を
向上させる目的で本発明熱処理法を開発したものであ
る。即ち本発明熱処理法は、通常の方法によりＡｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２×××系、但しＣｒ、Ｍｎは含ま
ず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力アルミ
ニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×
××系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２
５wt％を含有する）高力アルミニウム合金を溶解鋳造、
均質化処理、押出し加工や圧延加工を行った後、図１に
示すように溶体化処理(1) 後、２〜１００℃/minの速度
で冷却(2) し、その後Ｔ６時効処理(3) するものであ
る。尚本発明において通常ＪＩＳ２×××系とは表１に
示すようにＪＩＳ２０１４，２２１４，２２１９，２３
１９，２４１９，２０２１，２０２４，２１２４，２０
２５，２０３６，２０４８等であり、ＪＩＳ７×××系
とは同表のように７０４９，７０５０，７０７５，７１
７５，７４７５等である。
【００１０】
【表１】
【００１１】しかして本発明において、合金に含有させ
るＺｒの量を０．１〜０．２５wt％としたのは、０．１
wt％未満では再結晶の抑制効果は小さく、一方０．２５
wt％を超えると巨大晶出相が発生して強度が低下するか
らである。
るＺｒの量を０．１〜０．２５wt％としたのは、０．１
wt％未満では再結晶の抑制効果は小さく、一方０．２５
wt％を超えると巨大晶出相が発生して強度が低下するか
らである。
【００１２】また溶体化処理後２〜１００℃/minの速度
で冷却するのは、合金中の粒界や亜粒界上に析出相を析
出させ、ＰＦＺを形成させることにより、耐ＳＣＣ性を
向上させるためである。しかして冷却速度が２℃/min未
満では粒界上析出相が粗大化し、合金の延性、靭性が低
下し、また１００℃/minを越える冷却速度では粒界や亜
粒界上に析出相を析出させにくく、耐ＳＣＣ性の向上が
期待できないためである。
で冷却するのは、合金中の粒界や亜粒界上に析出相を析
出させ、ＰＦＺを形成させることにより、耐ＳＣＣ性を
向上させるためである。しかして冷却速度が２℃/min未
満では粒界上析出相が粗大化し、合金の延性、靭性が低
下し、また１００℃/minを越える冷却速度では粒界や亜
粒界上に析出相を析出させにくく、耐ＳＣＣ性の向上が
期待できないためである。
【００１３】そしてこのように２〜１００℃/minの速度
で冷却した後、Ｔ６時効処理を施すのは合金の強度を向
上させるためである。
で冷却した後、Ｔ６時効処理を施すのは合金の強度を向
上させるためである。
【００１４】
【実施例】以下本発明を実施例について説明する。表２
に示す化学成分（wt％）を有する三種類の高力アルミニ
ウム合金を通常の方法により溶解鋳造した後、所定の均
質化処理を行い、４００℃で熱間圧延後、冷間圧延によ
り厚さ１mmの板材とした。これを４７０℃で１時間溶体
化処理し、その後表３に示す本発明熱処理を行った。即
ち溶体化熱処理後、１０℃/min、５０℃/min、１００℃
/minの速度で冷却し、これにＴ６処理（１２１℃×２４
時間）を施した。また比較のため従来の方法により溶体
化処理後、急冷（６００℃/minの速度）で焼入れし、そ
の後Ｔ６処理（１２１℃×２４時間）やＴ７３処理（１
２１℃×６時間＋１７７℃×９時間）を行った。
に示す化学成分（wt％）を有する三種類の高力アルミニ
ウム合金を通常の方法により溶解鋳造した後、所定の均
質化処理を行い、４００℃で熱間圧延後、冷間圧延によ
り厚さ１mmの板材とした。これを４７０℃で１時間溶体
化処理し、その後表３に示す本発明熱処理を行った。即
ち溶体化熱処理後、１０℃/min、５０℃/min、１００℃
/minの速度で冷却し、これにＴ６処理（１２１℃×２４
時間）を施した。また比較のため従来の方法により溶体
化処理後、急冷（６００℃/minの速度）で焼入れし、そ
の後Ｔ６処理（１２１℃×２４時間）やＴ７３処理（１
２１℃×６時間＋１７７℃×９時間）を行った。
【００１５】このようにして作製した板材について、強
度を測定すると共にＳＣＣ試験を行った。その結果を表
３に併記した。ＳＣＣ試験は、３０℃の３．５％ＮａＣ
ｌ水溶液中での静置浸漬試験により、０．２％耐力の９
５％単軸引張負荷、１ｍＡ/cm 2 の促進アノード電流負
荷により行った。
度を測定すると共にＳＣＣ試験を行った。その結果を表
３に併記した。ＳＣＣ試験は、３０℃の３．５％ＮａＣ
ｌ水溶液中での静置浸漬試験により、０．２％耐力の９
５％単軸引張負荷、１ｍＡ/cm 2 の促進アノード電流負
荷により行った。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】表３により明らかなように、本発明の熱処
理法で熱処理した本発明例によるものは、従来の急冷後
Ｔ６処理した従来例によるものと比較し、強度が大きく
低下しないにもかかわらず、伸びが高くＳＣＣ寿命が非
常に長くなっていることが判る。また従来の急冷後Ｔ７
３処理した従来例によるものと比較し、本発明の熱処理
法で熱処理した本発明例によるものは、強度、ＳＣＣ寿
命のいずれも優れていることが判る。
理法で熱処理した本発明例によるものは、従来の急冷後
Ｔ６処理した従来例によるものと比較し、強度が大きく
低下しないにもかかわらず、伸びが高くＳＣＣ寿命が非
常に長くなっていることが判る。また従来の急冷後Ｔ７
３処理した従来例によるものと比較し、本発明の熱処理
法で熱処理した本発明例によるものは、強度、ＳＣＣ寿
命のいずれも優れていることが判る。
【００１９】
【発明の効果】このように本発明熱処理法によれば、従
来の焼入れ後Ｔ６処理やＴ７３処理で熱処理する従来熱
処理法と比較し、特に耐ＳＣＣ性に優れており、また強
度においても遜色がなく、航空機などの部材の熱処理法
として最適のものであり、その材料の安全性の向上に貢
献することができる等工業上顕著な効果を奏する。
来の焼入れ後Ｔ６処理やＴ７３処理で熱処理する従来熱
処理法と比較し、特に耐ＳＣＣ性に優れており、また強
度においても遜色がなく、航空機などの部材の熱処理法
として最適のものであり、その材料の安全性の向上に貢
献することができる等工業上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明熱処理法の熱処理工程を示す説明図であ
る。
る。
１．溶体化処理 ２．２〜１００℃/minの冷却速度での冷却 ３．Ｔ６処理
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ＪＩＳ２×××
系、但しＣｒ、Ｍｎは含まず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt
％を含有する）高力アルミニウム合金又はＡｌ−Ｚｎ−
Ｍｎ−Ｃｕ系（ＪＩＳ７×××系、但しＣｒ、Ｍｎは含
まず、Ｚｒ０．１〜０．２５wt％を含有する）高力アル
ミニウム合金の溶体化処理後の熱処理において、溶体化
処理後、２〜１００℃/minの速度で冷却し、その後Ｔ６
時効処理することを特徴とする高力アルミニウム合金の
熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084992A JPH05255823A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 高力アルミニウム合金の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4084992A JPH05255823A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 高力アルミニウム合金の熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05255823A true JPH05255823A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13846132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4084992A Pending JPH05255823A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 高力アルミニウム合金の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05255823A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100494429C (zh) | 2005-05-20 | 2009-06-03 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种超硬铝合金的制造方法 |
| JP2020125524A (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | アイシン軽金属株式会社 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| EP4214346B1 (en) | 2020-09-17 | 2025-01-29 | Novelis, Inc. | Method of making high strength and low quench sensitive 7xxx series aluminum alloys |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP4084992A patent/JPH05255823A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100494429C (zh) | 2005-05-20 | 2009-06-03 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种超硬铝合金的制造方法 |
| JP2020125524A (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | アイシン軽金属株式会社 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| EP4214346B1 (en) | 2020-09-17 | 2025-01-29 | Novelis, Inc. | Method of making high strength and low quench sensitive 7xxx series aluminum alloys |
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