JPS627836A - 微細結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法 - Google Patents
微細結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法Info
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- JPS627836A JPS627836A JP14792985A JP14792985A JPS627836A JP S627836 A JPS627836 A JP S627836A JP 14792985 A JP14792985 A JP 14792985A JP 14792985 A JP14792985 A JP 14792985A JP S627836 A JPS627836 A JP S627836A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、微細結晶粒組織を有し、圧延（Ａ、押出材
等の展伸材として各種成形加工用、鍛造加工用等の用途
に好適する優れた延性を示す超塑性アルミニウム合金の
製造法に関づる。
等の展伸材として各種成形加工用、鍛造加工用等の用途
に好適する優れた延性を示す超塑性アルミニウム合金の
製造法に関づる。
なお、この明細占において「％」は手相基準で示すもの
とする。
とする。
従来の技術
近年、アルミニウム及びアルミニ「クム合金（以下単に
アルミニウム合金という）において、これに高延性を付
与して成形性、鍛造性の良い超塑性合金とすることに関
して種々研究がなされている。而して、アルミニウム材
の延性は、−その結晶粒組織の微細化をはかることによ
って向上しうろことは良く知られているところであり、
そのための具体的な手段として、従来では、アルミニウ
ム合金にＦｅ 、Ｍｎ 、Ｃｒ 、 Ｚｒ等の遷移元素
を添加し、冷間圧延後焼鈍することによって微細再結晶
組織を得ることが一般的に行われている。英国で開発さ
れ３ｕｐｒａｌの名称で知られるＡＡ２００４合金もそ
の代表的な１つである。該合金はＡＱ−６％Ｃｕ −０
゜４％Ｚｒを基本組織とし、動的再結晶により微細粒組
織を１ｑでいるものであって、１０００％ないしそれを
超える伸びが得られると報告されている。
アルミニウム合金という）において、これに高延性を付
与して成形性、鍛造性の良い超塑性合金とすることに関
して種々研究がなされている。而して、アルミニウム材
の延性は、−その結晶粒組織の微細化をはかることによ
って向上しうろことは良く知られているところであり、
そのための具体的な手段として、従来では、アルミニウ
ム合金にＦｅ 、Ｍｎ 、Ｃｒ 、 Ｚｒ等の遷移元素
を添加し、冷間圧延後焼鈍することによって微細再結晶
組織を得ることが一般的に行われている。英国で開発さ
れ３ｕｐｒａｌの名称で知られるＡＡ２００４合金もそ
の代表的な１つである。該合金はＡＱ−６％Ｃｕ −０
゜４％Ｚｒを基本組織とし、動的再結晶により微細粒組
織を１ｑでいるものであって、１０００％ないしそれを
超える伸びが得られると報告されている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記従来合金の如く、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｏｒ
、Ｚｒ等の遷移元素を添加する結晶、粒の微細化手段に
よるときは、冷間圧延後焼鈍する製造工程を経てもなお
結晶物径を２０ｔｔｍ以下にまで微細化することは実際
上困難であり、各種成形加工用材料として充分に満足す
べき超塑性を帯有せしめうるちのではなかった。しかも
、上記従来合金では、その製造工程において〜冷間加工
を必須とするため、熱間成形加工後に微細結晶粒組織を
得ようとする場合には製造工程が複雑になるというよう
な難点もあった。
、Ｚｒ等の遷移元素を添加する結晶、粒の微細化手段に
よるときは、冷間圧延後焼鈍する製造工程を経てもなお
結晶物径を２０ｔｔｍ以下にまで微細化することは実際
上困難であり、各種成形加工用材料として充分に満足す
べき超塑性を帯有せしめうるちのではなかった。しかも
、上記従来合金では、その製造工程において〜冷間加工
を必須とするため、熱間成形加工後に微細結晶粒組織を
得ようとする場合には製造工程が複雑になるというよう
な難点もあった。
問題点を解決するための手段
この発明者らは、上記の問題点に鑑み、冷間加工の必要
性を排斥して、しかも結晶粒の極微細化をはかりうる”
Ａ造法の確立を意図して種々実験とω１究を行った結果
、従来技術に準じて遷移元素であるＦｃ 、Ｍｎ 、Ｑ
ｒ 、 Ｚｒのうちの１種または２種以上の含有するア
ルミニウム合金を、鋳造後、所定の温間条件下で極低ひ
ずみ条件下に加工することによって所期目的を達成しう
ろことを見出し、本発明を完成するに至ったものである
。
性を排斥して、しかも結晶粒の極微細化をはかりうる”
Ａ造法の確立を意図して種々実験とω１究を行った結果
、従来技術に準じて遷移元素であるＦｃ 、Ｍｎ 、Ｑ
ｒ 、 Ｚｒのうちの１種または２種以上の含有するア
ルミニウム合金を、鋳造後、所定の温間条件下で極低ひ
ずみ条件下に加工することによって所期目的を達成しう
ろことを見出し、本発明を完成するに至ったものである
。
而して、この発明は、Ｆｅ ：０．０５〜２゜０％、Ｍ
ｎ ：０．０５〜２．０％、ｃｒ：ｏ。
ｎ ：０．０５〜２．０％、ｃｒ：ｏ。
０５〜０．３５％、Ｚｒ ：０．０５−０．７％のうち
の１種または２種以上を含有し、または更にＳｉ ；
０．０５〜２５％、ＣＵ：Ｏ，０５〜６％、Ｍｇ ：０
．０５〜６％、Ｚｒ；０．０５〜８％のうちの１種また
は２種以上を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純
物からなるアルミニウム合金を用い、該合金の％ＪＪＪ
ａ工程において、加工温度；２５０〜４８０℃、ひずみ
速度： ’ｌ Ｘ １０’ＳｅＣ’ 〜１ＳｅＣ’（７
）塑性加工工程を含むことを特徴とする微細結晶粒組織
を有するアルミニウム合金の製造法を要旨とするもので
おる。
の１種または２種以上を含有し、または更にＳｉ ；
０．０５〜２５％、ＣＵ：Ｏ，０５〜６％、Ｍｇ ：０
．０５〜６％、Ｚｒ；０．０５〜８％のうちの１種また
は２種以上を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純
物からなるアルミニウム合金を用い、該合金の％ＪＪＪ
ａ工程において、加工温度；２５０〜４８０℃、ひずみ
速度： ’ｌ Ｘ １０’ＳｅＣ’ 〜１ＳｅＣ’（７
）塑性加工工程を含むことを特徴とする微細結晶粒組織
を有するアルミニウム合金の製造法を要旨とするもので
おる。
この発明の製造法に用いられるアルミニウム合金は、遷
移元素のＦｅ ＳＭｎ 、 Ｃｒ 、Ｚｌ’のうちの１
杯または２種以上を必須成分として含有するものである
。これらの元素はいずれも既知のとおり結晶粒の微細化
に役立つものであり、従って、それらの含有量が本発明
に規定する下限値、即ちいずれも０．０５％未満では上
記効果が１ｑられない。反対に、上限値であるＦｅ；２
．０％、Ｍｎ ：２．０％、Ｃｒ ：０．３５％、Ｚｒ
：０．７％をそれぞれ超えるとぎは、鋳造時にそれら
の多くの晶出物が発生し、かえって延性の低下を招く。
移元素のＦｅ ＳＭｎ 、 Ｃｒ 、Ｚｌ’のうちの１
杯または２種以上を必須成分として含有するものである
。これらの元素はいずれも既知のとおり結晶粒の微細化
に役立つものであり、従って、それらの含有量が本発明
に規定する下限値、即ちいずれも０．０５％未満では上
記効果が１ｑられない。反対に、上限値であるＦｅ；２
．０％、Ｍｎ ：２．０％、Ｃｒ ：０．３５％、Ｚｒ
：０．７％をそれぞれ超えるとぎは、鋳造時にそれら
の多くの晶出物が発生し、かえって延性の低下を招く。
上記遷移元素を含有するものであれば、この発明は１０
００番系の純アルミニウムをベースをした合金でも使用
可能であるが、各種成形加工用材料として実用に供ずぺ
ぎアルミニウム合金は、多くの場合機械的強度の保有も
充分なものでなければならない。断る要請に応えるアル
ミニウム合金の製造には、上記遷移元素に加えて、硬化
元素として、ｓ＋ ：０．０５〜２５％、好適には０
．２〜１．２％、Ｃｕ ：０．０５〜６％、好適には１
．５〜６．０％、Ｍ（１：０゜０５〜６％、好適には０
．３〜１．５％、Ｚｎ；０．０５〜８％、好ましくは０
．８〜６％程度の範囲で、それらの１種または２種以上
をＳ有したものが用いられる。これらの硬化元素の含有
量がそれぞれ下限値未満のものでは合金材おｌに所要の
強度が得られず、上限値をこえて過多に含有する場合に
は、粗大な全居間化合物を生じて延性の低下を招く。
００番系の純アルミニウムをベースをした合金でも使用
可能であるが、各種成形加工用材料として実用に供ずぺ
ぎアルミニウム合金は、多くの場合機械的強度の保有も
充分なものでなければならない。断る要請に応えるアル
ミニウム合金の製造には、上記遷移元素に加えて、硬化
元素として、ｓ＋ ：０．０５〜２５％、好適には０
．２〜１．２％、Ｃｕ ：０．０５〜６％、好適には１
．５〜６．０％、Ｍ（１：０゜０５〜６％、好適には０
．３〜１．５％、Ｚｎ；０．０５〜８％、好ましくは０
．８〜６％程度の範囲で、それらの１種または２種以上
をＳ有したものが用いられる。これらの硬化元素の含有
量がそれぞれ下限値未満のものでは合金材おｌに所要の
強度が得られず、上限値をこえて過多に含有する場合に
は、粗大な全居間化合物を生じて延性の低下を招く。
次にこの発明の製造工程中に必要的に実施されるべき塑
性加工は、その加工の種類において特に限定されるもの
ではなく、張出し加工、押出し加工、圧延、伸線、鍛造
、圧縮などの各種加工が包含される。しかし、その加工
条件は、加工温度において２５０〜４８０℃、ひずみ速
度において１ｘ１０ ｓｅｃ〜１ｓｅｃ −１（Ｄ範
囲に限定される。ここに加工温度が２５０℃未満では、
加工により発生した転位のセル化が生じにくく、また固
溶しているＦｅ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ 。
性加工は、その加工の種類において特に限定されるもの
ではなく、張出し加工、押出し加工、圧延、伸線、鍛造
、圧縮などの各種加工が包含される。しかし、その加工
条件は、加工温度において２５０〜４８０℃、ひずみ速
度において１ｘ１０ ｓｅｃ〜１ｓｅｃ −１（Ｄ範
囲に限定される。ここに加工温度が２５０℃未満では、
加工により発生した転位のセル化が生じにくく、また固
溶しているＦｅ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ 。
Ｚｒの析出が生じないため、結晶粒の微細化効果を得る
ことができない。一方加工温度が４８０℃を超えると上
記主要硬化元素からなる析出が生じないため、この場合
も結晶粒の微細化を実現することができない。なお上記
加工温度は、加工開始温度であて、加工終了温度は上記
湿度範囲より更に±５０℃程度以下の幅をもって２００
〜５００℃の範囲を可とするものである。
ことができない。一方加工温度が４８０℃を超えると上
記主要硬化元素からなる析出が生じないため、この場合
も結晶粒の微細化を実現することができない。なお上記
加工温度は、加工開始温度であて、加工終了温度は上記
湿度範囲より更に±５０℃程度以下の幅をもって２００
〜５００℃の範囲を可とするものである。
また、加工時の合金のひずみ速度は、これが１Ｘ １０
４ｓｅｃ −１未満では微細セル及び微細再結晶粒が小
さくならない。反面１ｓｅｃ−１を超えて速い加工が加
えられると、転位の導入が多くセルの安定がはかれず、
その結果もはや析出物によるピンニング効果が不足し、
結晶粒の微細化を果すことができなくなる。実験の結果
によれば、最も好ましい加工条件の範囲は、概ね加工温
度：３５０〜４００℃、ひずみ速度：１Ｘ１０−４〜１
ｘ １０−３ｓｅｃ−’程度テアル。
４ｓｅｃ −１未満では微細セル及び微細再結晶粒が小
さくならない。反面１ｓｅｃ−１を超えて速い加工が加
えられると、転位の導入が多くセルの安定がはかれず、
その結果もはや析出物によるピンニング効果が不足し、
結晶粒の微細化を果すことができなくなる。実験の結果
によれば、最も好ましい加工条件の範囲は、概ね加工温
度：３５０〜４００℃、ひずみ速度：１Ｘ１０−４〜１
ｘ １０−３ｓｅｃ−’程度テアル。
発明の効果
この発明によれば、後掲の実施例に見られるように、冷
間加工を必要としない製造工程をもて、平均結晶粒系を
２０μｍ以下とした極微細な結晶粒組織のアルミニウム
合金を得ることができる。かつ硬化元素を含有して所要
の充分な機械的強度を保有せしめたものにあっても、同
様に微細な結晶粒組織を１９ることができる。従って、
延性に著るしく優れた超塑性を示しつ・、機械的強度に
も優れたアルミニウム合金を得ることができるものであ
り、従来提供されている既知の高延性合金に較べて一段
と各種成形加工性、鋳造加工性等に優れたアルミニウム
合金材料を提供しうる。
間加工を必要としない製造工程をもて、平均結晶粒系を
２０μｍ以下とした極微細な結晶粒組織のアルミニウム
合金を得ることができる。かつ硬化元素を含有して所要
の充分な機械的強度を保有せしめたものにあっても、同
様に微細な結晶粒組織を１９ることができる。従って、
延性に著るしく優れた超塑性を示しつ・、機械的強度に
も優れたアルミニウム合金を得ることができるものであ
り、従来提供されている既知の高延性合金に較べて一段
と各種成形加工性、鋳造加工性等に優れたアルミニウム
合金材料を提供しうる。
ちなみに、本発明の′！！造法により上記のような微細
結晶粒組織が得られるのは、前記の加工条件により、合
金中に固溶したＦｅ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ、Ｚｒがサブ
グレーイン又はグレイン上に析出し、ピンニング効果が
増大するため、再結晶が遅延し、結果として微細結晶粒
になるものと考えられる。
結晶粒組織が得られるのは、前記の加工条件により、合
金中に固溶したＦｅ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ、Ｚｒがサブ
グレーイン又はグレイン上に析出し、ピンニング効果が
増大するため、再結晶が遅延し、結果として微細結晶粒
になるものと考えられる。
実施例
表−１に示す各種組成のアルミニウム合金を、直径７５
Ｍの鋳塊に水冷金型で鋳造した。そして、この鋳塊を４
５０℃にて３馴Ｘ３０ｍの帯状材に押出したのち、表−
２に示す各種の加工条件で特殊圧延により塑性加工を施
したものを試料とした。なお、比較例については空温で
従来の常法に従い、ひずみ速度ｌ５ｅＣの塑性加■を施
したのち、４００℃で焼鈍したものを試料とした。
Ｍの鋳塊に水冷金型で鋳造した。そして、この鋳塊を４
５０℃にて３馴Ｘ３０ｍの帯状材に押出したのち、表−
２に示す各種の加工条件で特殊圧延により塑性加工を施
したものを試料とした。なお、比較例については空温で
従来の常法に従い、ひずみ速度ｌ５ｅＣの塑性加■を施
したのち、４００℃で焼鈍したものを試料とした。
表−１
拭 利 化 学 組 成 （ｗｔ
％）唾類 Ｎ（ｌ Ｓｉ ＣＩ Ｍ（Ｉｔ Ｚ
ｎ ｉＦｅ Ｍｎ Ｃｒ Ｚｒ ｊＡ！２１−−
−−ｉｏ、２−−一残 実２０．５−０．６−ＩＯ，８−−一残施３−４．５０
．５−１−０．４−一残例４−１．４２．１４．７−−
− ｏ、３４．残５−−４．６−（−−０，２５−残 圧６−−−−１．３−−−１ｖｖ 表−２ 上記によって得られた各試料につき、その合金組成中の
平均結晶粒径を測定すると共【こ、機械的性質を調べた
ところ、結果は表−３に示すとおりであった。
％）唾類 Ｎ（ｌ Ｓｉ ＣＩ Ｍ（Ｉｔ Ｚ
ｎ ｉＦｅ Ｍｎ Ｃｒ Ｚｒ ｊＡ！２１−−
−−ｉｏ、２−−一残 実２０．５−０．６−ＩＯ，８−−一残施３−４．５０
．５−１−０．４−一残例４−１．４２．１４．７−−
− ｏ、３４．残５−−４．６−（−−０，２５−残 圧６−−−−１．３−−−１ｖｖ 表−２ 上記によって得られた各試料につき、その合金組成中の
平均結晶粒径を測定すると共【こ、機械的性質を調べた
ところ、結果は表−３に示すとおりであった。
表−３
Claims (2)
- （１）Ｆｅ；０．０５〜２．０％ Ｍｎ；０．０５〜２．０％ Ｃｒ；０．０５〜０．３５％ Ｚｒ；０．０５〜０．７％ のうちの１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を用い、
該合金の製造工程において、 加工温度；２５０〜４８０℃、 ひずみ速度；１×１０＾−＾４ｓｅｃ＾−＾１〜１ｓｅ
ｃ＾−＾１の塑性加工工程を含むことを特徴とする微細
結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法。 - （２）Ｆｅ；０．０５〜２．０％ Ｍｎ；０．０５〜２．０％ Ｃｒ；０．０５〜０．３５％ Ｚｒ；０．０５〜０．７％ のうちの１種または２種以上を含有し、かつＳｉ；０．
０５〜２５％ Ｃｕ；０．０５〜６％ Ｍｇ；０．０５〜６％ Ｚｒ；０．０５〜８％ のうちの１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金を用い、
該合金の製造工程において、 加工温度；２５０〜４８０℃、 ひずみ速度；１×１０＾−＾４ｓｅｃ＾−＾１〜１ｓｅ
ｃ＾−＾１の塑性加工工程を含むことを特徴とする微細
結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14792985A JPS627836A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 微細結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14792985A JPS627836A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 微細結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627836A true JPS627836A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15441263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14792985A Pending JPS627836A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 微細結晶粒組織を有するアルミニウム合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627836A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259148A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 異方性の少ないＡ１−Ｃｕ−Ｌｉ−Ｚｒ系超塑性板の製造方法 |
| JPH01259149A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 異方性の少ないＡ１−Ｌｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系超塑性板の製造方法 |
| JPH01259150A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 高強度Ａ１−Ｃｕ−Ｌｉ−Ｍｇ−Ｚｒ系超塑性板の製造方法 |
| US5540791A (en) * | 1993-07-12 | 1996-07-30 | Sky Aluminum Co., Ltd. | Preformable aluminum-alloy rolled sheet adapted for superplastic forming and method for producing the same |
| US6261391B1 (en) | 1994-05-11 | 2001-07-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy plate for super plastic molding capable of cold pre-molding, and production method for the same |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS50155410A (ja) * | 1974-05-13 | 1975-12-15 | ||
| JPS57152453A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | Manufacture of superplastic aluminum alloy sheet |
| JPS605865A (ja) * | 1983-03-31 | 1985-01-12 | アルカン・インタ−ナシヨナル・リミテイド | 合金素材の超塑性変形方法 |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14792985A patent/JPS627836A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS50155410A (ja) * | 1974-05-13 | 1975-12-15 | ||
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