JPH09241785A - 高靭性アルミニウム合金 - Google Patents
高靭性アルミニウム合金Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度および靭性に優れた押出形材を提供する
ためのアルミニウム合金を得る。 【構成】 Ｚｎ：６．４〜６．８ｗｔ％、Ｍｇ：０．８
５〜０．９９ｗｔ％、Ｍｎ：０．０８〜０．１８ｗｔ
％、Ｃｕ：０．１０〜０．２０ｗｔ％、Ｃｒ：０．０３
〜０．１０ｗｔ％、Ｚｎ：０．１０〜０．２０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．０１〜０．０５ｗｔ％および残部Ａｌからな
るアルミニウム合金。
ためのアルミニウム合金を得る。 【構成】 Ｚｎ：６．４〜６．８ｗｔ％、Ｍｇ：０．８
５〜０．９９ｗｔ％、Ｍｎ：０．０８〜０．１８ｗｔ
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〜０．１０ｗｔ％、Ｚｎ：０．１０〜０．２０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．０１〜０．０５ｗｔ％および残部Ａｌからな
るアルミニウム合金。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンパ・リィンホ
ースメントまたはインパクトビーム等の自動車用衝撃吸
収部材に関する。
ースメントまたはインパクトビーム等の自動車用衝撃吸
収部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バンパ・リィンホースメントまた
はインパクトビーム等の自動車用衝撃吸収部材の材料と
して、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金が使用されている。ま
た、高強度を維持しつつ、押出性に優れた合金も開発さ
れている（特開平７−２６８５３３号）。
はインパクトビーム等の自動車用衝撃吸収部材の材料と
して、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金が使用されている。ま
た、高強度を維持しつつ、押出性に優れた合金も開発さ
れている（特開平７−２６８５３３号）。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、強度向上を
図るためにＺｎ、Ｍｇ等を添加すると、靭性が非常に悪
化してしまい、バンパ・リィンホースメント等に採用す
ると、衝突時に亀裂が発生してしまい、逆に、衝撃エネ
ルギーの吸収量が減少するという技術課題があった。ま
た、亀裂部が鋭角になり、その部分が人に傷害を与える
恐れが高く、人員保護の観点からも大きな問題になって
いた。そこで、０．２％耐力（以下、耐力と略す）を３
５０〜４００ＭＰａを維持しつつ、靭性に優れた材料を
得るべく精意研究した結果、本発明に至ったものであ
る。
図るためにＺｎ、Ｍｇ等を添加すると、靭性が非常に悪
化してしまい、バンパ・リィンホースメント等に採用す
ると、衝突時に亀裂が発生してしまい、逆に、衝撃エネ
ルギーの吸収量が減少するという技術課題があった。ま
た、亀裂部が鋭角になり、その部分が人に傷害を与える
恐れが高く、人員保護の観点からも大きな問題になって
いた。そこで、０．２％耐力（以下、耐力と略す）を３
５０〜４００ＭＰａを維持しつつ、靭性に優れた材料を
得るべく精意研究した結果、本発明に至ったものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
にて引張強度および耐力を向上させるためにＭｇを添加
することは効果的であるが、逆に、材料が硬くなるため
に靭性は低下するものと、当該技術分野にて広く認識さ
れているところである。ところが、合金成分およびビレ
ット鋳造後の均質化処理条件を種々検討した結果、一定
の範囲にては耐力および靭性がともに優れることが明ら
かになった。以下、具体的に説明する。
にて引張強度および耐力を向上させるためにＭｇを添加
することは効果的であるが、逆に、材料が硬くなるため
に靭性は低下するものと、当該技術分野にて広く認識さ
れているところである。ところが、合金成分およびビレ
ット鋳造後の均質化処理条件を種々検討した結果、一定
の範囲にては耐力および靭性がともに優れることが明ら
かになった。以下、具体的に説明する。
【０００５】Ｍｇ成分を０．８５〜０．９９ｗｔ％（以
下、％と略す）にして、Ｚｎ成分を６．４〜６．８％に
することで、後述する他の成分との組み合わせにて耐力
３５０〜４００ＭＰａを得ることができる。Ｍｇを１．
００％以上にすると、耐力はさらに向上するが、押出加
工性および靭性が急激に悪くなり、０．８５％未満にな
ると靭性の変化は少ないが、耐力が急激に低下してしま
う。特に、Ｚｎ成分を６．４〜６．８％とすることで、
かかるＭｇ成分の効果を維持しつつ、靭性の向上、耐応
力腐食割れ性の向上が図れ、押出加工性も維持できる。
Ｍｎ成分は、繊維状組織の安定化を図り、靭性向上に有
効であり、０．０８〜０．１８％が適正な範囲である。
０．０８％未満では効果が弱く、０．１８％を超えると
押出材組織粒界部に偏析しやすくなり、かえって逆効果
となる。Ｃｕ成分は、耐応力腐食割れ性を維持するのに
有効であり、０．１０〜０．２０％の範囲が適切であ
り、０．２０％を超えると耐食性が悪くなる。Ｃｒ、Ｚ
ｒ成分は、粗大再結晶化を抑制し、繊維状組織を維持す
るのに有効であり、その適正範囲はＣｒ成分０．０３〜
０．１０％、Ｚｒ成分０．１０〜０．２０％である。Ｔ
ｉ成分は、結晶粒の微細化に有効であり、ビレット鋳造
品質を維持するのに必要である。
下、％と略す）にして、Ｚｎ成分を６．４〜６．８％に
することで、後述する他の成分との組み合わせにて耐力
３５０〜４００ＭＰａを得ることができる。Ｍｇを１．
００％以上にすると、耐力はさらに向上するが、押出加
工性および靭性が急激に悪くなり、０．８５％未満にな
ると靭性の変化は少ないが、耐力が急激に低下してしま
う。特に、Ｚｎ成分を６．４〜６．８％とすることで、
かかるＭｇ成分の効果を維持しつつ、靭性の向上、耐応
力腐食割れ性の向上が図れ、押出加工性も維持できる。
Ｍｎ成分は、繊維状組織の安定化を図り、靭性向上に有
効であり、０．０８〜０．１８％が適正な範囲である。
０．０８％未満では効果が弱く、０．１８％を超えると
押出材組織粒界部に偏析しやすくなり、かえって逆効果
となる。Ｃｕ成分は、耐応力腐食割れ性を維持するのに
有効であり、０．１０〜０．２０％の範囲が適切であ
り、０．２０％を超えると耐食性が悪くなる。Ｃｒ、Ｚ
ｒ成分は、粗大再結晶化を抑制し、繊維状組織を維持す
るのに有効であり、その適正範囲はＣｒ成分０．０３〜
０．１０％、Ｚｒ成分０．１０〜０．２０％である。Ｔ
ｉ成分は、結晶粒の微細化に有効であり、ビレット鋳造
品質を維持するのに必要である。
【０００６】以上のような成分配合からなるアルミニウ
ム合金を、常用手段を用いて所定の円柱ビレットを鋳造
し、その後に４２０〜５２０℃にて４〜２４時間均質化
処理する。ここで、ビレットの均質化処理条件もその後
の押出形材にて適正な耐力、靭性、および応力腐食割れ
性を得るために重要であり、４２０℃以下では耐応力腐
食割れ性が悪化し、５２０℃以上では耐力、靭性が低下
する。このようにして得られたビレットを用いて、通常
実施されている直接または間接押出プレス機にて、押出
加工後に所定の人工時効処理をすることにより、高強
度、高靭性で耐応力腐食割れ性に優れたバンパ・リィン
ホースメント、インパクトビーム等に供することができ
るアルミニウム押出形材が得られる。
ム合金を、常用手段を用いて所定の円柱ビレットを鋳造
し、その後に４２０〜５２０℃にて４〜２４時間均質化
処理する。ここで、ビレットの均質化処理条件もその後
の押出形材にて適正な耐力、靭性、および応力腐食割れ
性を得るために重要であり、４２０℃以下では耐応力腐
食割れ性が悪化し、５２０℃以上では耐力、靭性が低下
する。このようにして得られたビレットを用いて、通常
実施されている直接または間接押出プレス機にて、押出
加工後に所定の人工時効処理をすることにより、高強
度、高靭性で耐応力腐食割れ性に優れたバンパ・リィン
ホースメント、インパクトビーム等に供することができ
るアルミニウム押出形材が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に基づくアルミニウム合金
にて、直径２０４ｍｍ、長さ９００ｍｍの円柱ビレット
を鋳造し、３０００ｔｏｎ油圧押出プレスを用いて板厚
１．５ｍｍ×幅１００ｍｍの形材を押し出して、引張強
度、耐力、耐応力腐食割れ性および靭性を評価した。そ
の時に用いた合金組成を表１に示し、評価結果を表２に
て示す。なお、発明の効果を確保すべく、比較合金例に
ついても同様に示す。
にて、直径２０４ｍｍ、長さ９００ｍｍの円柱ビレット
を鋳造し、３０００ｔｏｎ油圧押出プレスを用いて板厚
１．５ｍｍ×幅１００ｍｍの形材を押し出して、引張強
度、耐力、耐応力腐食割れ性および靭性を評価した。そ
の時に用いた合金組成を表１に示し、評価結果を表２に
て示す。なお、発明の効果を確保すべく、比較合金例に
ついても同様に示す。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【発明の効果】本発明の効果と評価方法を示しながら、
具体的に説明する。引張強度および０．２％耐力は、Ｊ
ＩＳ５号片の大きさに切り出し、評価した。図１に示す
ように、靭性は本発明によるアルミニウム合金および従
来合金を用いて押出成形した板材を治具にて円形状に固
定し、上部から先端所定Ｒのパンチにて負荷を加え、そ
の際の変位−荷重線図を図２に示すように求めた。従来
の高強度アルミニウム合金は（ａ）のような変位−荷重
線を一般に示した。それに対して、本発明によるアルミ
ニウム合金を用いると、（ｂ）に示すような変位−荷重
線になる。これは、従来の高強度アルミニウム合金の場
合には、最大荷重付近で材料に亀裂が発生すると、すぐ
に大きく成長して割れとなり、荷重が急降下するのに対
して、本発明合金による場合には割れが生じにくく、い
わゆる「ねばり」があり、徐々に荷重が降下するためで
ある。表２に示す靭性の値は、比較合金５における変位
−荷重積分値を１００とした場合の比較値として示した
ものである。耐応力腐食割れ性は、一定応力を負荷した
試験片を酸化クロム：３６ｇ／ｌ、ニクロム酸カリウ
ム：３０ｇ／ｌ、塩化ナトリウム：３ｇ／ｌからなる５
０℃水溶液に７２時間浸漬後、クラックの発生状況を評
価したものであり、「○」はクラック発生が認められな
いことを示し、「×」はクラックが発生したことを示
す。本発明によるアルミニウム合金の場合には、靭性が
向上しただけでなく、耐応力腐食割れ性も向上した。
具体的に説明する。引張強度および０．２％耐力は、Ｊ
ＩＳ５号片の大きさに切り出し、評価した。図１に示す
ように、靭性は本発明によるアルミニウム合金および従
来合金を用いて押出成形した板材を治具にて円形状に固
定し、上部から先端所定Ｒのパンチにて負荷を加え、そ
の際の変位−荷重線図を図２に示すように求めた。従来
の高強度アルミニウム合金は（ａ）のような変位−荷重
線を一般に示した。それに対して、本発明によるアルミ
ニウム合金を用いると、（ｂ）に示すような変位−荷重
線になる。これは、従来の高強度アルミニウム合金の場
合には、最大荷重付近で材料に亀裂が発生すると、すぐ
に大きく成長して割れとなり、荷重が急降下するのに対
して、本発明合金による場合には割れが生じにくく、い
わゆる「ねばり」があり、徐々に荷重が降下するためで
ある。表２に示す靭性の値は、比較合金５における変位
−荷重積分値を１００とした場合の比較値として示した
ものである。耐応力腐食割れ性は、一定応力を負荷した
試験片を酸化クロム：３６ｇ／ｌ、ニクロム酸カリウ
ム：３０ｇ／ｌ、塩化ナトリウム：３ｇ／ｌからなる５
０℃水溶液に７２時間浸漬後、クラックの発生状況を評
価したものであり、「○」はクラック発生が認められな
いことを示し、「×」はクラックが発生したことを示
す。本発明によるアルミニウム合金の場合には、靭性が
向上しただけでなく、耐応力腐食割れ性も向上した。
【図１】靭性の評価方法の概要図を示す。
【図２】図１に示す方法にて得られた変位に対する荷重
線図を示す。
線図を示す。
１・・・・・・供試材 ２、２´・・・供試材を固定するための上治具 ３・・・・・・供試材を固定するための下治具 ４・・・・・・供試材に負荷を加えるパンチ （ａ）・・・・従来合金における変位−荷重線図 （ｂ）・・・・本発明合金における変位−荷重線図
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｚｎ：６．４〜６．８ｗｔ％、Ｍｇ：
０．８５〜０．９９ｗｔ％、Ｃｕ：０．１０〜０．２０
ｗｔ％、Ｍｎ：０．０８〜０．１８ｗｔ％、Ｃｒ：０．
０３〜０．１０ｗｔ％、Ｚｒ：０．１０〜０．２０ｗｔ
％、Ｔｉ：０．０１〜０．１０ｗｔ％を含み、残部Ａｌ
と不可避不純物からなり、４２０〜５２０℃にて４〜２
４時間均質化処理することを特徴とするアルミニウム合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8321796A JPH09241785A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 高靭性アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8321796A JPH09241785A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 高靭性アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241785A true JPH09241785A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=13796157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8321796A Pending JPH09241785A (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 高靭性アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09241785A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1081242A1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Energy-absorbing member |
| US6231995B1 (en) | 1997-06-07 | 2001-05-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum extruded door beam material |
| WO2005040440A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Aisin Keikinzoku Co., Ltd. | 衝撃吸収性に優れたアルミニウム合金押出形材 |
| JP2007119904A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-05-17 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 衝撃吸収性及び耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| CN104018038A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-03 | 广东豪美铝业股份有限公司 | 一种汽车防撞梁用铝合金及其产品制造方法 |
| CN104745903A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-01 | 中国石油天然气集团公司 | 一种480MPa级铝合金油管用铝合金及其管材制造方法 |
| WO2017073223A1 (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金材 |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP8321796A patent/JPH09241785A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6231995B1 (en) | 1997-06-07 | 2001-05-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum extruded door beam material |
| US6338817B2 (en) | 1997-06-07 | 2002-01-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum extruded door beam material |
| EP1081242A1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-07 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Energy-absorbing member |
| US6342111B1 (en) | 1999-09-02 | 2002-01-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Energy-absorbing member |
| KR100390225B1 (ko) * | 1999-09-02 | 2003-07-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 에너지 흡수부재 |
| WO2005040440A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Aisin Keikinzoku Co., Ltd. | 衝撃吸収性に優れたアルミニウム合金押出形材 |
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| WO2017073223A1 (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金材 |
| JPWO2017073223A1 (ja) * | 2015-10-30 | 2017-10-26 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金材 |
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