JPH08199272A - アルミニウム合金板とその成形方法 - Google Patents

アルミニウム合金板とその成形方法

Info

Publication number
JPH08199272A
JPH08199272A JP625895A JP625895A JPH08199272A JP H08199272 A JPH08199272 A JP H08199272A JP 625895 A JP625895 A JP 625895A JP 625895 A JP625895 A JP 625895A JP H08199272 A JPH08199272 A JP H08199272A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
strain rate
forming
grain size
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP625895A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukio Sasaki
行雄 佐々木
Masao Kikuchi
正夫 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP625895A priority Critical patent/JPH08199272A/ja
Publication of JPH08199272A publication Critical patent/JPH08199272A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 本発明は、合金成分範囲とその合金組成を
用いて結晶粒径を調整した合金板およびその合金板を成
形する時の温度、歪み速度を規定することにより、実用
的な超塑性成形を行うことができるアルミニウム合金板
およびその成形方法を提供するものである。 【構 成】 Mg:3.5%〜8.5wt%、Cu≦
0.5wt%、Si≦0.15wt%、Fe≦0.15
wt%を含有し、平均結晶粒径が15〜120μmのア
ルミニウム合金板を、歪み速度( ε )が 10-4 sec-1
上、成形温度( T )が523〜823K、かつ次式で表
される歪み速度と成形温度との範囲内で成形を行うこと
を特徴とする。 In(ε) <−160+24.5 In(T)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超塑性成形用アルミニ
ウム合金板とその成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超塑性現象は伸びが通常の加工条件では
得られない程大きく、かつ変形応力も小さいことが特徴
とされている。そこで近年それらの特徴を利用した超塑
性合金の実用化のための開発や研究が盛んに行われてい
る。特にアルミニウム合金板に関しては軽量性の観点か
ら積極的に開発が行われており、なかでもAl−Mg合
金は適当な強度とともに耐食性や表面処理性に優れてい
ることから注目され、例えば、Al−5 Mg−0.6Cu −0.6M
n(Neopral)やAl−4.5Mg −0.7Mn −0.1Cr( ALNOVI-I:商
品名 )などが実用化されている。
【0003】ところで、超塑性現象を発現させるための
条件としては、(1)安定で微細な等軸結晶粒(〜10
μm)を有する合金を、(2)加熱温度はT>0.5T
m (Tm : 融点の絶対温度) 、(3)低い歪み速度(1
-4〜10-2sec-1)での加工などが適切であると一
般的に言われている( 例えば 大澤・西村:軽金属、39
-10 (1989), P.765-775など )。そこで、これまでの合
金開発の指針としては結晶粒を微細化することや高温で
の加工に際しても熱的に安定な組織にすること、あるい
は延性を阻害するキャビティの生じにくい合金とするこ
となどが上げられてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,再結晶
粒の粒径を微細にかつ均質にするための製造条件には制
約条件が多く、また加工も低歪み速度域での加工が要求
されてきた。すなわち、前述の条件は超塑性現象の実用
化に対しては合金として特殊な成分系( 例えば、特開昭
57-76145 号公報など )または特殊な製造条件( 例え
ば、特開昭 58-81957 号公報など )を要求するもので、
製造コストの面から望ましいものではなかった。また、
加工条件も、低歪み速度を要求する( 例えば東:軽金
属、39-11(1989), P.751-764など )ことから生産性に対
して難点となってきた。しかも超塑性成形に際して、実
用的には500%や1000%のような非常に大きい伸
びが要求されることはまれであり、200%以上多くて
も300%までの伸びが達成できれば十分である場合が
多い。本発明は、以上の事情を背景として、特殊な条件
を採用せずに製造が容易で、かつ生産性に優れた超塑性
成形を可能とするアルミニウム合金板とその成形方法を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第1
は、重量%で、Mg:3.5%〜8.5% Cu:0.5%以下 Si:0.15%以下 Fe:0.15%以下を含有し、さらに、Mn:0.4
%以下 Cr:0.1%以下 Zr:0.1%以下 V:0.1%以下 Ti:0.1%以下 B:0.01%以下のうちの一種または二種以上を含有
し、残部はAl 及び不可避的不純物よりなり、かつ15
〜120μmの平均結晶粒径から構成されており,歪み
速度(ε)が10-4 sec-1以上、成形温度( T )が52
3〜823K、かつ歪み速度(ε)と成形温度(T)と
が次式 ln(ε)<−160+24.5 ln(T) の範囲内において伸び200%以上の超塑性変形を呈す
ることを特徴とするアルミニウム合金板である。
【0006】また,本発明の第2は、重量%で、Mg:
3.5%〜8.5% Cu:0.5%以下 Si:0.15%以下 Fe:0.15%以下を含有し、さらに、Mn:0.4
%以下 Cr:0.1%以下 Zr:0.1%以下 V:0.1%以下 Ti:0.1%以下 B:0.01%以下のうちの一種または二種以上を含有
し、残部はAl及び不可避的不純物よりなり、かつ15
〜120μmの平均結晶粒径から構成されるアルミニウ
合金板を、歪み速度(ε)が10-4 sec-1以上、成形温
度( T )が523〜823Kで、かつ次式で表される歪
み速度(ε)と成形温度(T)の範囲内で成形すること
を特徴とするアルミニウム合金板の成形方法である。 ln(ε)<−160+24.5 ln(T)
【0007】
【作 用】以下に本発明の合金組成、超塑性加工条件等
の限定理由を説明する。Mgは本発明で成形後の常温で
の強度の向上および超塑性成形性向上に寄与する必須の
基本合金成分であり、3.5〜8.5%含有させる。高
延性を得るためには高Mgが望ましいが8.5%を越え
れば鋳造後に熱延を行う場合、圧延割れが生じ易くなる
ため工業的に適当ではない。また、Mgが3.5%未満
では成形後の常温での強度が充分に得られず、適当では
ない。Cuは加工後の強度を確保するために添加するこ
とに有効である。しかし、0.5%を越えて添加すると
粒界に偏析してキャビテーションを発生させやすくし、
超塑性成形を阻害する。そこで添加量は0.5%以下と
する。また、Cuは耐食性を阻害することでも知られて
おり、耐食性の観点から0.35%以下とすることが望
ましい。
【0008】FeやSiは一般に不純物として混入する
が、混入するとAl−Mg−Si系,Al−Fe−Si
系の金属間化合物を生成し、成形時にキャビテーション
を発生させやすくし、超塑性成形を阻害する。そこで、
混入許容範囲はそれぞれ0.15%以下とする。なお、
本発明合金においては、必要に応じてMn,Cr,V,
Zr,Ti,Bのうち1種以上を含有させる。MnやC
r,Zr,VおよびTi,Bは結晶粒径が超塑性成形時
に異常成長するのを防止する目的で含有させてもよい。
この場合、Mnを0.4%以上添加するとAl6Mnや
Fe,Siと金属間化合物として析出しキャビテーショ
ンを生成させやすくなる。また、Cr,V,Zr,Ti
をいずれも0.1%を越えて添加するとキャビテーショ
ンを生成させやすくなる。一方、BはTiと共存して結
晶粒の均質化を促進させる。しかし、0.05%を越え
て添加するとTiB2 が生成しキャビテーションを生成
させやすくし、いずれも超塑性成形を阻害する。従っ
て、Mnの添加量は0.4wt%以下、Cr,V,Z
r,Tiの添加量は0.1wt%以下とし、Bの添加量
は0.05wt%以下とする。なお上記以外の不可避的
な不純物はAl地金の純度が98%以上であれば問題な
い。
【0009】次に、平均結晶粒径を規定する理由を説明
する。従来、超塑性を発現させるためには結晶粒径は微
細化させることが一般的であると報告されている(例え
ば,馬場,吉田:塑性と加工、 27-302 (1986), P.333
-338など) 。しかし、本発明者らが鋭意検討した結果、
生産性の高い超塑性成形加工を可能とするには,従来の
知見よりも大きい結晶粒径の15〜120μmとするこ
とが良いことが判明した。さらに、本発明合金板を用い
て超塑性成形を達成することが出来る加工条件の範囲を
規定する理由について説明する。5182合金の様な高
Mg材を10-3〜10-4sec-1程度の低速で引っ張る
と250℃程度の温度で伸びが100%を越すような挙
動を示すことは知られていた(例えば、 R.A.AYRES : M
etallugical Transactions A ,10A (1979),P.849-854)
。しかしながら、このような従来技術では歪み速度が
低いために高生産性に難点があり、超塑性成形としての
伸びも不十分であった。
【0010】そこで、本発明者らは、高生産性を可能と
する高い歪み速度で超塑性伸びを有するアルミニウム合
金板について調査した。なお、実用的な超塑性成形とし
て必要な伸びは、成形後の強度確保のために最小限の板
厚が必要であるから、非常に大きな伸び(例えば500
%以上の超伸び)は特に必要とされず、200%以上の
伸びであれば良い。そこで、生産性の良い超塑性成形を
行う際の実用的な伸びとして200%以上の伸びを示す
アルミニウム合金板について調べた結果、前記のように
合金塑性と結晶粒径を規定したアルミニウム合金板を下
記の加工条件範囲で成形すれば本発明の目的が達成され
ることを知見した。
【0011】さらに、まず、歪み速度は生産性を考慮し
て10-4sec-1以上とした。そして、加工温度は52
3〜833Kの範囲とした。加工温度は823Kより高
くすると、加工中に結晶粒径が粗大化を起こし適切な超
塑性成形が行えなくなる。そこで加工温度の上限を82
3Kとした。また、523K以下の温度では超塑性現象
が得られないので加工温度の下限は523Kとした。本
発明においては、上記歪み速度と加工温度の範囲内にお
いて、さらに両者の関係が、 −160+24.5 InT<Inε<−115+15.7 InT ただし、T:絶対温度、ε:歪み速度 (sec-1)で規
定される範囲であれば,超塑性成形が有利に行える。
【0012】
【実施例】次に実施例に基づいて、本発明を具体的に説
明する。 実施例1 表1に示すアルミニウム合金(A1〜A6,B1〜B
6)について、それぞれ通常の方法に従ってDC鋳造法
により鋳造し、得られた鋳塊に530℃×5hrの均質
化処理を施してから熱間圧延および冷間圧延を行って、
厚さ1mmの圧延板とした。ただしB2の合金は熱延時
に割れが発生し、冷延板にすることが出来なかったため
以降の評価に用いることが出来なかった。残りの合金板
に対しては引き続き熱処理を施し、同じく表1に示すよ
うな結晶粒径に調整した。この時の結晶粒径は、板厚中
心部の断面組織写真を100倍で撮影し、切片法により
平均切片長を求め結晶粒径とした。これらの合金板の超
塑性伸びを調べるために表2に示す温度─歪み速度の条
件でJIS5号片を用いて引っ張り試験を行った。ま
た、常温における通常の機械的性質を調べるために、や
はりJIS5号片を用いYPまでは1mm/min,Y
P以降10mm/minで破断までの引っ張り試験を行
った。それらの結果を、同じく表2に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】No. 1〜6はいずれも合金成分が本発明
で規定する範囲内で、かつ結晶粒径も本発明で規定する
範囲内で、さらに加工条件も本発明で規定する範囲内で
加工した例である。これらの場合は、いずれも伸びが2
00%を越え、良好な超塑性を示した。また、常温での
機械的性質も良好な性質を示した。これに対して、N
o.7〜9は、合金範囲および結晶粒径範囲が本発明で
規定する範囲内であるが、本発明で規定する超塑性加工
条件を満たさなかったため伸びが目標の200%に達し
なかった。また、No.10はMg量が少ないため超塑
性伸びが低いばかりでなく、常温での機械的性質も低
い。さらにNo.11〜13は、添加元素が本発明によ
る規定範囲を越えているために伸びが200%に達っせ
ず実用的に有効な超塑性を得られなかった。また、N
o.14は結晶粒径が本発明による規定範囲以上に大き
くなったためにやはり伸びが200%に達成することが
できなかった。
【0016】実施例2 表1中のNo.3の合金を用いて通常のDC鋳造〜熱延
を行い、3mmの合金板を得た。この合金を813Kで
1分間の熱処理を施して平均結晶粒径を約60μmに調
整した。このようにして製造した180mm径の合金板
を成形温度723K、成形速度10-2/secの条件
で、ホットプレスを用いて円筒絞り試験(パンチ径50
mm径)を行った。その結果、成形高さが30mmでも
破断することなく良好な成形を行うことができた。
【0017】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば超塑性成形が可能なアルミニウム合金板を提供で
き、その合金板を用いて特定の成形条件(温度、歪み速
度)のもとで実用的な高生産性の超塑性成形を行うこと
ができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Mg:3.5%〜8.5% Cu:0.5%以下 Si:0.15%以下 Fe:0.15%以下を含有し、さらに、Mn:0.4
    %以下 Cr:0.1%以下 Zr:0.1%以下 V:0.1%以下 Ti:0.1%以下 B:0.01%以下のうちの一種または二種以上を含有
    し、残部はAl及び不可避的不純物よりなり、かつ15
    〜120μmの平均結晶粒径から構成されており,歪み
    速度(ε)が10-4 sec-1以上、成形温度( T )が52
    3〜823K、かつ歪み速度(ε)と成形温度(T)と
    が次式 ln(ε)<−160+24.5 ln(T) の範囲内において伸び200%以上の超塑性変形を呈す
    ることを特徴とするアルミニウム合金板。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Mg:3.5%〜8.5% Cu:0.5%以下 Si:0.15%以下 Fe:0.15%以下を含有し、さらに、Mn:0.4
    %以下 Cr:0.1%以下 Zr:0.1%以下 V:0.1%以下 Ti:0.1%以下 B:0.01%以下のうちの一種または二種以上を含有
    し、残部はAl 及び不可避的不純物よりなり、かつ15
    〜120μmの平均結晶粒径から構成されるアルミニウ
    合金板を、歪み速度(ε)が10-4 sec-1以上、成形温
    度( T )が523〜823Kで、かつ次式で表される歪
    み速度(ε)と成形温度(T)の範囲内で成形すること
    を特徴とするアルミニウム合金板の成形方法。 ln(ε)<−160+24.5 ln(T)
JP625895A 1995-01-19 1995-01-19 アルミニウム合金板とその成形方法 Withdrawn JPH08199272A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP625895A JPH08199272A (ja) 1995-01-19 1995-01-19 アルミニウム合金板とその成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP625895A JPH08199272A (ja) 1995-01-19 1995-01-19 アルミニウム合金板とその成形方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08199272A true JPH08199272A (ja) 1996-08-06

Family

ID=11633458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP625895A Withdrawn JPH08199272A (ja) 1995-01-19 1995-01-19 アルミニウム合金板とその成形方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08199272A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959736A (ja) * 1995-08-23 1997-03-04 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 高速超塑性成形に優れたアルミニウム合金板およびその成形方法
JP2005307300A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Nippon Light Metal Co Ltd 高温高速成形性に優れたAl‐Mg合金板およびその製造方法
WO2007080938A1 (ja) 2006-01-12 2007-07-19 Furukawa-Sky Aluminum Corp. 高温高速成形用アルミニウム合金材及びその製造方法、並びにアルミニウム合金成形品の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959736A (ja) * 1995-08-23 1997-03-04 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 高速超塑性成形に優れたアルミニウム合金板およびその成形方法
JP2005307300A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Nippon Light Metal Co Ltd 高温高速成形性に優れたAl‐Mg合金板およびその製造方法
WO2007080938A1 (ja) 2006-01-12 2007-07-19 Furukawa-Sky Aluminum Corp. 高温高速成形用アルミニウム合金材及びその製造方法、並びにアルミニウム合金成形品の製造方法
US8500926B2 (en) 2006-01-12 2013-08-06 Furukawa-Sky Aluminum Corp Aluminum alloy material for high-temperature/high-speed molding, method of producing the same, and method of producing a molded article of an aluminum alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3194742B2 (ja) 改良リチウムアルミニウム合金系
JP6412103B2 (ja) 構造用アルミニウム合金板及びその製造方法
EP3842561B1 (en) Method of manufacturing an aluminium alloy rolled product
JPH0372147B2 (ja)
JP4534573B2 (ja) 高温高速成形性に優れたAl‐Mg合金板およびその製造方法
US20240263279A1 (en) High strength microalloyed magnesium alloy
JP2017052989A (ja) 構造用アルミニウム合金板及びその製造方法
US5021106A (en) Brazeable aluminum alloy sheet and process of making same
EP1848835A2 (en) Aluminum-zinc-magnesium-scandium alloys and methods of fabricating same
JPH07252571A (ja) 自動車用アルミニウム合金板とその製造方法
JP2003239052A (ja) アルミニウム箔地の製造方法およびアルミニウム箔の製造方法
JP2002348625A (ja) 温間成形性に優れたアルミニウム合金板およびその製造法
JP4201745B2 (ja) 塗装焼付け硬化性に優れた超塑性成形用6000系アルミニウム合金板およびその製造方法
JPH086161B2 (ja) 高強度A1‐Mg‐Si系合金部材の製造法
KR102880466B1 (ko) 알루미늄 합금재
JP3145904B2 (ja) 高速超塑性成形に優れたアルミニウム合金板およびその成形方法
JP2003328065A (ja) 成形性に優れる展伸用マグネシウム薄板およびその製造方法
JPH04311545A (ja) 強度及び延性に優れたAl−Mg−Si系合金
JPH08199272A (ja) アルミニウム合金板とその成形方法
JP2003328063A (ja) 成形性に優れる展伸用マグネシウム薄板およびその製造方法
KR102566987B1 (ko) 고강도 알루미늄-아연-마그네슘-구리 합금 후판 및 그 제조방법
JPH0978168A (ja) アルミニウム合金板
JP2007070672A (ja) 疲労特性に優れたアルミニウム合金厚板の製造方法
WO2020097169A1 (en) 2xxx aluminum lithium alloys
JPH0447019B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020402