JPH0575815B2 - - Google Patents

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JPH0575815B2
JPH0575815B2 JP61242853A JP24285386A JPH0575815B2 JP H0575815 B2 JPH0575815 B2 JP H0575815B2 JP 61242853 A JP61242853 A JP 61242853A JP 24285386 A JP24285386 A JP 24285386A JP H0575815 B2 JPH0575815 B2 JP H0575815B2
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weight
test
hollow bodies
corrosion
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METARUURUJIKU DO JERUZA SOC
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、主合金成分としてZn、Cu及びMgを
含有しており（Aluminium Associationの命名
法による7000系）、特に加圧ガス用金属ボンベの
製造に使用される加圧中空体用Al合金に係る。 従来の既知の高強度Al合金のうちで、前記用
途に要求される次の厳しい技術的要件、即ち −機械的特性（長手方向）：Rp0.2≧370MPa Rm≧460MPa Ａ％≧12％ −ASTM規格Ｇ−38−73（1984年再認可）により
規定された条件下でＣ字形の試験片を保証され
たR0.2の75％、即ち280MPaの応力下におき、
室温で3.5％NaCl水溶液中に交互に10分／50分
ずつ浸漬及び浮出させた場合、応力亀裂腐食に
対する抵抗が30日間を越えること、 −水を使用する水圧破裂試験の結果形成される円
筒形中空体の延性の裂け目（split）が、 −その主要部分が長手方向であり（母線に平行）、 −分枝構造でなく、 −裂け目の主要部分の両側に90゜を越えて広がる
ことなく、 −中空体の中間部で測定した最大厚さの1.5倍を
越えるような厚さの中空体部分に広がらないこ
と、 といつた技術的用件を確実且つ再現良く満足し得
る合金は見出されていない。 この水圧試験は以下の要領で実施される。 試験の実施条件： この試験は、中空体が破裂するまで圧力を規則
的に増加させ且つ時間の関数としての圧力変化曲
線を記録する装置を用いて２つの連続ステツプで
実施しなければならない。この試験は室温で実施
しなければならない。 第１ステツプでは、塑性変形の開始に対応する
圧力値まで一定の速度で圧力を増加しなければな
らない。前記速度は５バール／秒を超えてはなら
ない。 塑性変形の開始以後は（第２ステツプ）、ポン
ブの流量を第１ステツプの流量の２倍以下にしな
ければならず、中空体が破裂する瞬間まで一定に
維持しなければならない。 試験の解釈： この試験を解釈するには、 −破裂圧力を決定するために圧力−時間線を調
べ、 −裂け目と裂け目のふちの形態とを調べ、 −底部が凹面である中空体の場合には、中空体の
底部がひつくり返つていないかどうかを確認す
る。 ここで、 Rn：引張り強さ Rp0.2：0.2％の永久歪みが起こるところの最小応
力 Ａ％：引張り伸び（引張り試験において、試験片
の平行部にある最初の評定間距離ｌと、ある力
がかかつて伸びたときのその距離l′との差を、
原距離のｌで除した値をパーセントで表わした
もの。） これらの機械的強度の諸特性は、フランス規格
NPA 03−251（1971年11月）に基づき試験して得
られたものである。 7475型（Aluminium Associationの命名法に
従う）の合金を使用することにより上記問題を解
決する試みが為されているが、該合金はT73状態
で非常に高レベルの靭性、良好な機械的強度及び
応力亀裂腐食に対する顕著な抵抗を備えているに
も拘わらず、拡張した工業的試験の結果、有効な
提案ではないことがわかつた（FR−Ａ−2510231
参照）。 この困難な問題は、本発明に従つて以下の組成
（重量％で表す）：6.75≦Zn≦8.0、1.2≦Mg≦
1.95、1.7≦Cu≦2.8及び0.15≦Cr≦0.28、並びに
不純物として、Fe≦0.12、Fe＋Si≦0.25、Mn≦
0.10、Zr≦0.05、Ti≦0.05、他の不純物の各成分
≦0.05、他の不純物の成分の合計≦0.15、残余Al
を有する合金を使用することにより解決される。 Znは機械的強度を付与する元素であり、8.0重
量％より多いと水力学的圧力下での破裂パターン
（裂け目等）が悪くなり、6.75重量％より少ない
と機械的特性が低下しすぎる（第〜表の合金
Ｇ参照）。Mgも機械的強度を付与する元素であ
り、1.95重量％を超えると破裂パターンが悪くな
り、1.2重量％より少ないと機械的特性が低下し
すぎる（第〜表の合金10及び第〜表の合
金Ｉ参照）。Cuもまた機械的強度を付与する元素
であり、2.8重量％より多いと均質化処理によつ
て、局所的な液状化を伴わずに固相中にCuを含
む共晶相が完全に配置されることができなくな
り、1.7重量％未満では機械的特性が低くなりす
ぎる（第〜表の合金Ｈ参照）。Crは応力腐食
割れに対する抵抗性を付与する元素であり、0.28
重量％を超えると実質的なサイズの金属間化合物
が生成して合金がもろくなると共に伸びが12％未
満となつてしまい、0.15重量％より少ないと応力
腐食割れが起こりやすくなり、破裂パターンが悪
くなる。Zr、Mn、Ti、Fe及びSiは不純物元素で
ある。Zrが0.05重量％より多いと耐腐食性が低下
し、非結晶化組織が存在して破裂パターンの悪化
あるいは熱間圧延もしくは熱間延伸時におけるク
ラツク生成をもたらす。またこの場合、耐腐食
性、特にトランス結晶腐食（transcrystalline
corrosion）への耐性も低下する（第〜表の
合金Ｊ参照）。Mnが0.10重量％より多い場合、ま
たTiが0.05重量％より多い場合は、伸びが12％未
満に低下する。Si＋Feが0.25重量％より多い場
合、および／またはFeが0.12重量％より多い場合
は、破裂パターンが悪くなる。 本発明の合金は、半連続鋳造のような従来方法
により鋳造可能であり、ガスボンベに要求される
特性を満足する。 本発明は、第１図及び第２図に関する以下の実
施例から更によく理解されよう。 参考例（第１図） 第表の化学的組成を有する合金7475を製造
し、半連続鋳造工程（705℃±20℃で鋳造後、水
冷却したもの）によるφ164.5mmのビレツトの鋳
造、分塊の切断、分塊の再加熱、ケースから逆押
出し、熱間及び冷間引抜き、底の加工、所定長さ
に裁断、円錐形尖頭部の熱間形成、ネツク部分の
穴あけ及び加工、洗浄、溶液処理、冷水による急
冷、T73型のアニーリングからなる製造工程を使
用して６リツトル入りのボンベに加工した。 長手方向の引つ張り強さ（試験片６個×ボンベ
２本の平均）、応力亀裂腐食（ボンベ１本）及び
水圧破裂（ボンベ３本）に関する試験の結果を第
表に示した。 特に裂け目に関して該合金の性能の不安定なこ
とが認められよう。従つて、この組成物は靭性と
機械的強度の間に良好な関係が成立するにも拘わ
らず、信頼できる工業的生産には不適当である。 実施例 １ 第表の組成を有する７種類の合金をビレツト
状に鋳造し、アニーリング操作以外は参考例と同
様の製造工程を使用して、６リツトル入りのボン
ベ（全高565mm、外径152mm、内径127mm）に加工
した。合金のうち２種類（参照番号１及び14）は
本発明に相当し、その他は本発明外である。 アニーリング工程は、 R1；105℃にて６時間維持し、その後177℃にて
５時間30分維持する（軽度の超アニーリング） R2；105℃にて６時間維持し、その後177℃にて
９時間維持する（重度の超アニーリング） R3；105℃にて６時間維持し、その後177℃にて
24時間維持する（一例として、著しく重度の超
アニーリング） の３種類を実施した。 機械的特性（長手方向）に関する試験及び破裂
試験の結果を第表に示した。本発明の組成物の
みが全ての技術的要件を満足できることが認めら
れよう。 参照番号１及び14の鋳造物は応力腐食に対する
抵抗レベルも良好である（表示の条件下で30日間
破壊しない）。 第表は、各例につき３本の試験用ボンベに発
生した亀裂の平均長さを示している。 第２図は、本発明の合金のみが必要な全ての基
準を満足し得ることを示している。 ゾーンは、破裂に関する性能レベルが許容可
能であり、且つ機械的特性も満足できる領域に対
応する。 ゾーンは、機械的特性は満足できるが、破裂
に関する性能レベルが不良な領域に対応する。 ゾーンは、機械的特性を満足できないが、破
裂に関する性能レベルは良好な領域に対応する。 ゾーンは、機械的特性を満足できず、しかも
破裂に関する性能レベルも不良な領域に対応す
る。
【表】
【表】
【表】
【表】 ＊ (a) 本発明
(b) 本発明外
【表】
【表】
【表】 実施例 ２ 第表に示した化学組成を有する合金を用い
て、鋳造・加工してボンベを作製し、同表に記載
の熱処理を施した。引張り試験用サンプルをボン
ベの長手方向基体から取つた。また、上記のボン
ベを水圧破裂試験に供した。さらに、Ｊ及びＫに
ついて応力腐食割れ試験を行つた。この応力腐食
試験用サンプルとしては、熱間圧延し熱処理した
状態のボンベ基体の首及び底部に近い部分から取
つたＣ字型の３つのリングを用いた（ASTM−
G88−73標準に準拠）。付加応力280MPaで40日
間、交互に10分／50分づつ浸漬及び浮出させ、
ASTM−G64に従つて行つた。 粒間腐食試験は、30mm×30mmでボンベの厚みを
有するサンプルについて、57ｇ／のNaCl及び
10cm3／のH2O2（30％）を含む水溶液中で温度30
℃＋５℃にて６時間行つた。試験後、サンプルに
ついて重量損失の測定及び研磨サンプルの顕微鏡
観察を行つた。 各々の結果を第〜第表に示す。これらの結
果から、 (イ) 低Zn含量かつ高Mg含量の合金Ｆは破裂パタ
ーンが悪いこと、 (ロ) 低Zn含量の合金Ｇは機械的特性に劣ること (ハ) 低Cu含量の合金Ｈは機械的特性に劣ること (ニ) 低Mg含量の合金Ｉは機械的特性に劣ること が明らかである。 また、本発明の低Zr含量の合金Ｋは、高Zr含
量の合金Ｊと比較して極めて良好な耐腐食性、特
に低重量損失及び耐粒間腐食性を示す。さらに、
合金Ｋはすべての熱処理条件において満足すべき
引張り試験結果を与えた。
【表】
【表】
【表】
【表】 いて破壊されず
【表】 【図面の簡単な説明】
第１図は、応力腐食に対して抵抗性を有する既
知の高強度Al合金の弾性限度と靭性（短い横断
方向におけるKtc）との関係を示す図、第２図は
各種の合金のボンベの破裂試験時における破壊歪
み（breaking strain）（Rm）及び亀裂の長さに
関する特性の結果を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 半連続鋳造により鋳造可能な加圧中空体用
    Al合金であつて、重量％で表して、6.75≦Zn≦
    8.0、1.2≦Mg≦1.95、1.7≦Cu≦2.8及び0.15≦Cr
    ≦0.28、並びに不純物として、Fe≦0.12、Si＋Fe
    ≦0.25、Mn≦0.10、Zr≦0.05、Ti≦0.05、他の不
    純物の各成分≦0.05、他の不純物の成分の合計≦
    0.15、残余Alを含有することを特徴とするAl合
    金。
JP61242853A 1986-07-24 1986-10-13 加圧中空体用Ａｌ合金 Granted JPS6333539A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8610930A FR2601967B1 (fr) 1986-07-24 1986-07-24 Alliage a base d'al pour corps creux sous pression.
FR8610930 1986-07-24

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Publication Number Publication Date
JPS6333539A JPS6333539A (ja) 1988-02-13
JPH0575815B2 true JPH0575815B2 (ja) 1993-10-21

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ID=9337806

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JP61242853A Granted JPS6333539A (ja) 1986-07-24 1986-10-13 加圧中空体用Ａｌ合金

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EP (1) EP0257167B1 (ja)
JP (1) JPS6333539A (ja)
AT (1) ATE60809T1 (ja)
AU (1) AU587069B2 (ja)
BR (1) BR8703823A (ja)
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CH (1) CH671237A5 (ja)
DE (1) DE3677512D1 (ja)
DK (1) DK166689B1 (ja)
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