JPS6136577B2

JPS6136577B2 -

Info

Publication number: JPS6136577B2
Application number: JP57204890A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; Masanao Iida; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1986-08-19
Also published as: JPS5996243A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、耐食性、特に耐粒界腐食性および
耐孔食性にすぐれた中強度Al合金に関するもの
である。一般に、JIS6000番代のAl−Mg−Si系合金は、
時効処理によつて中程度の強度をもつようにな
り、しかも耐食性の比較的良好な材料であること
から、例えば熱交換器の管材、給排水管材、およ
び水タンク材などとして広く用いられている。しかし、上記のAl−Mg−Si系合金において
は、実用に際して局部腐食、特に粒界腐食が発生
し易く、この粒界腐食は比較的早期に内部深くま
で進行することから、比較的短時間で使用寿命に
至るものであつた。なお、前記Al−Mg−Si系合
金における粒界腐食は、粒界にMg₂Siが存在する
場合、このMg₂Siが素地に比して電気化学的に卑
であるために、素地に優先して溶解することに起
因するものであり、したがつて強度を付与する目
的で時効処理を施した場合、粒界に析出した
Mg₂Siによつて特に著しい粒界腐食が見られるよ
うになる。一方、粒界腐食を防止する目的で、陽極酸化な
どの表面処理を施すことが行なわれているが、こ
れらの表面処理はコスト高の原因となるばかりで
なく、形成された酸化皮膜は苛酷な条件での成形
〓〓〓〓
加工に耐えられないなどの問題がある。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、上記のAl−Mg−Si系合金にすぐれ耐粒界腐
食性を付与すべく研究を行なつた結果、前記Al
−Mg−Si系合金にInおよびSnのうちの１種また
は２種を固溶範囲内で含有させると、これらの成
分を固溶含有した素地は電気化学的に卑になり、
この結果前記素地と、粒界に析出したMg₂Siとは
電気化学的にほぼ同じ電位をもつようになること
から、Mg₂Siの優先溶解が阻止され、粒界腐食が
抑制されるようになり、さらにこれにZnを含有
させると、耐孔食性が一段と向上するようになる
という知見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、重量％で（以下％は重量％を示
す）、 Mg：0.35〜1.5％、 Si：0.2〜0.8％、 Zn：0.1〜0.3％、を含有し、 In：0.005〜0.1％、 Sn：0.02〜0.1％、のうちの１種または２種を含有し、さらに必要に
応じて、 Cr：0.04〜0.35％、 Cu：0.15〜0.4％、のうちの１種または２種を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成を有する耐粒界腐食性
および耐孔食性にすぐれた中強度Al合金に特徴
を有するものである。つぎに、この発明のAl合金において、成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) MgおよびSi これらの成分には、溶体化処理後の時効処理
で、素地中に微細なMg₂Siとして均一に分散析
出し、もつて合金の強度を向上させる作用があ
るが、その含有量が、それぞれMg：0.35％未
満およびSi：0.2％未満では析出するMg₂Siの量
が不十分で所望の強度を確保することができ
ず、一方Mgにあつては1.5％を越えて含有させ
ると、高温変形抵抗が高くなりすぎて、例えば
押出加工が困難になり、生産性が阻害されるよ
うになり、またSiにあつては0.8％を越えて含
有させると、耐食性が劣化するようになること
から、それぞれ、その含有量を、Mg：0.35〜
1.5％、Si：0.2〜0.8％と定めた。 (b) InおよびSn これらの成分には、素地に固溶して、これを
電気化学的に卑にし、もつて素地と、時効処理
によつて素地中に微細均一に析出分散する
Mg₂Siとの間に電位差がないようにする作用が
あり、この結果前記Mg₂Siの優先溶解が阻止さ
れて粒界腐食が抑制されるようになるが、その
含有量が、それぞれIn：0.005％未満および
Sn：0.02％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方In：0.1％およびSn：0.1％をそれ
ぞれ越えて含有させると、合金自体が電気化学
的に卑になりすぎて全面腐食型の腐食が進行す
るようになることから、その含有量を、それぞ
れIn：0.005〜0.1％、Sn：0.02〜0.1％と定め
た。 (c) Zn Zn成分には、InおよびSnとの共存におい
て、素地に固溶して耐孔食性を一段と改善する
作用があるが、その含有量が0.1％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方0.3％を
越えて含有させると全面腐食型の腐食が著しく
なることから、その含有量を0.1〜0.3％と定め
た。 (d) CrおよびCu これらの成分には、組織の微細化あるいは
Mg₂Siの析出促進をはかつて合金の強度を向上
させる作用があるので、特に高強度が要求され
る場合に必要に応じて含有されるが、その含有
量が、それぞれCr：0.04％未満およびCu：
0.15％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方Crにあつては、0.35％を越えて含有さ
せると、鋳造時に巨大晶を形成し易くなり、そ
の後の加工工程における加工性劣化の原因とな
り、またCuにあつては、0.4％を越えて含有さ
せると、素地が電気化学的に貴になる傾向が現
われるようになり、この結果粒界腐食が促進す
るようになることから、その含有量を、それぞ
れCr：0.04〜0.35％、Cu：0.15〜0.4％を定め
た。つぎに、この発明のAl合金を実施例により具
体的に説明する。実施例〓〓〓〓
通常の溶解法により、それぞれ第１表に示され
る成分組成をもつた本発明Al合金１〜20および
比較Al合金１〜８を溶製し、鋳造して直径：50
mmφ×長さ：200mmの寸法をもつた円柱状鋳塊と
した。なお、これらの鋳塊は、第１表には表示を
省略したが、いずれも不可避不純物として、
Fe：0.35％以下、Si：0.13％以下、Cu：0.04％以
下、Mn：0.01％以下、Mg：0.01％以下、Zn：
0.02％以下、およびCr：0.01％以下を含有するも
のであつた。また、比較Al合金は、構成成分のうちのいず
れかの成分含有量（第１表に※印を付す）がこの
発明の範囲から外れた組成をもつものである。ついで、この結果得られた本発明Al合金１〜
20および比較Al合金１〜８の鋳塊のそれぞれ
に、540℃の温度に加熱した状態で熱間押出し加
工を施して、幅：30mm×厚さ：２mmの寸法をもつ
た帯板とし、これを強制空冷した後、この帯板よ
り長さ：70mmの試験片を切出し、この試験片を温
度：160℃に20時間保持の条件で時効処理〓〓〓〓

【表】〓〓〓〓

【表】を行ない。引張試験と耐食性試験に供した。な
お、耐食性試験は、それぞれ1ppmのCu⁺⁺イオン
を含有する温度：40℃の水道水中に30日間浸漬、
並びに３％食塩水中に30日間浸漬の条件で行な
い、試験後の腐食量、並びに最大孔食深さと、こ
の最大孔食底部における粒界腐食深さを測定し
た。これらの結果を第１表に合せて示した。第１表に示される結果から、本発明Al合金１
〜20は、いずれもすぐれた耐粒界腐食性および耐
孔食性を示し、かつ従来中強度Al合金と同程度
の良好な強度を有するのに対して、比較Al合金
１〜８に見られるように、構成成分のうちのいず
〓〓〓〓
れかの成分含有量がこの発明の範囲から外れる
と、強度、耐食度、耐孔食性、さらに耐粒界腐食
性のうちの少なくともいずれかに所望の特性が得
られないことが明らかである。上述のように、この発明のAl合金は、すぐれ
た耐粒界腐食性および耐孔食性を有するばかりで
なく、中程度の強度も合せもつので、例えば熱交
換器の管材、給排水管材、さらに水タンク材など
として用いる場合に薄肉化による軽量化をはかる
ことができ、しかもきわめて長期に亘つての使用
が可能となるなど工業上有用な特性を有するので
ある。〓〓〓〓

Claims

【特許請求の範囲】１Mg：0.35〜1.5％、 Si：0.2〜0.8％、 Zn：0.1〜0.3％、を含有し、さらに、 In：0.005〜0.1％、 Sn：0.02〜0.1％、のうちの１種または２種を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
ることを特徴とする耐粒界腐食性および耐孔食性
にすぐれたAl合金。２ Mg：0.35〜1.5％、 Si：0.2〜0.8％、 Zn：0.1〜0.3％、を含有し、さらに、 In：0.005〜0.1％、 Sn：0.02〜0.1％、のうちの１種または２種と、 Cr：0.04〜0.35％、 Cu：0.15〜0.4％、のうちの１種または２種を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
ることを特徴とする耐粒界腐食性および耐孔食性
にすぐれたAl合金。