JPS63259045A - 鋳造用アルミニウム合金 - Google Patents
鋳造用アルミニウム合金Info
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- JPS63259045A JPS63259045A JP9194487A JP9194487A JPS63259045A JP S63259045 A JPS63259045 A JP S63259045A JP 9194487 A JP9194487 A JP 9194487A JP 9194487 A JP9194487 A JP 9194487A JP S63259045 A JPS63259045 A JP S63259045A
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- Japan
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- alloy
- casting
- thermal fatigue
- aluminum alloy
- strontium
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- Pending
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋳造用アルミニー−ム合金に関するものであシ
、さらに詳しく述べると常用の鋳物用アルミニウム合金
よシも熱疲労強度が改良された合金に関するものである
。
、さらに詳しく述べると常用の鋳物用アルミニウム合金
よシも熱疲労強度が改良された合金に関するものである
。
鋳造性がすぐれ且つ比較的強度も高いアルミニューム合
金としては通常かなシの量の硅素と銅及び若干のマグネ
シウムを含んでおシ、広く使用されている種類としては
鋳物用のＪＩＳ−ＡＣ２Ｂ 、 Ａｃ４Ｂがある。これ
らの合金は汎用部品には満足すべき性能を有している。
金としては通常かなシの量の硅素と銅及び若干のマグネ
シウムを含んでおシ、広く使用されている種類としては
鋳物用のＪＩＳ−ＡＣ２Ｂ 、 Ａｃ４Ｂがある。これ
らの合金は汎用部品には満足すべき性能を有している。
しかしながら、近年高出力化に伴なって高熱負荷の著し
いレシプロエンジンにおけるシリンダヘッドなどのよう
に熱疲労強度を必要とする部品には、これらの合金よシ
さらに高い熱疲労強度を有する材料が望ましい。強度を
低下させずに熱疲労強度を高めるために高純度のアルミ
ニーラムを使用し、鉄等の不純物を出来るだけ低くする
こと、及び後述のＴ６処理等の熱処理を施すことなどが
行われているが、これらの方法はいずれも高価につく問
題点がある。
いレシプロエンジンにおけるシリンダヘッドなどのよう
に熱疲労強度を必要とする部品には、これらの合金よシ
さらに高い熱疲労強度を有する材料が望ましい。強度を
低下させずに熱疲労強度を高めるために高純度のアルミ
ニーラムを使用し、鉄等の不純物を出来るだけ低くする
こと、及び後述のＴ６処理等の熱処理を施すことなどが
行われているが、これらの方法はいずれも高価につく問
題点がある。
本発明の目的は従来通シの鉄分を含有する合金であシ、
また砂落し焼鈍（４８０℃、１〜２時内）以外の特別な
熱処理を施さないにも拘らず高い熱疲労寿命を有する鋳
造用アルミニウム合金を提供するにある。
また砂落し焼鈍（４８０℃、１〜２時内）以外の特別な
熱処理を施さないにも拘らず高い熱疲労寿命を有する鋳
造用アルミニウム合金を提供するにある。
本発明に係る鋳造用アルミニューム合金はＪＩＳ−ＡＣ
２Ｂ 、 ＡＣ４Ｂで規定される合金に０．００５ない
し０．０５％のストロンチウムを含むことを特徴として
いる。
２Ｂ 、 ＡＣ４Ｂで規定される合金に０．００５ない
し０．０５％のストロンチウムを含むことを特徴として
いる。
以下本発明の成分限定理由について説明する。
第１図、第２図において、６％５ｔ−３，２％Ｃｕ−０
，３％Ｍｇ −０，４％Ｍｎ −０，４％Ｆｅ −０，
１５％Ｔｉ−残部Ａ７からなるＡＣ２ＢＣ１０合金にス
トロンチウムを添加しなかった場合（第１図）と、０．
０３％添加した場合（第２図）の顕微鏡組織の違いを示
す。
，３％Ｍｇ −０，４％Ｍｎ −０，４％Ｆｅ −０，
１５％Ｔｉ−残部Ａ７からなるＡＣ２ＢＣ１０合金にス
トロンチウムを添加しなかった場合（第１図）と、０．
０３％添加した場合（第２図）の顕微鏡組織の違いを示
す。
図よシ明らかなように、ストロンチウムを添加した本発
明合金中の共晶シリコンは、微細に改良されている。共
晶シリコンの改良には、冷却速度がある程度速くても０
．００５％以上の、ストロンチウムが必要なので、０．
００５％を下限とした、またストロンチウムが多量に入
るとＳｒ化合物の影響により靭性が低下してくることか
ら、上限値を０．０５％とした。次に実施例において本
発明合金を公知合金と比較して説明する。
明合金中の共晶シリコンは、微細に改良されている。共
晶シリコンの改良には、冷却速度がある程度速くても０
．００５％以上の、ストロンチウムが必要なので、０．
００５％を下限とした、またストロンチウムが多量に入
るとＳｒ化合物の影響により靭性が低下してくることか
ら、上限値を０．０５％とした。次に実施例において本
発明合金を公知合金と比較して説明する。
以下第１〜６図及び第１表を参照し本発明の一実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１表に記載された各種合金３ｋｇずつ電気炉にて溶解
した後、直径１５０閣φ深さ５０＋ａの円筒形金型に鋳
込んで、熱疲労試験用素材を作った。これを４８０℃で
２時間保持後強制空冷しく砂落し焼鈍にあたる）、底部
よシ１５調の位置で概略第３図に示す形状に試／％７を
削シ出し、第４図に示すようにバーナ加熱８−水冷９繰
返し試験機に６枚全部を取シ付け、熱疲労亀裂の進行度
合を測定した。第５図は試験片中心部での加熱冷却の繰
返し温度変化を示す。各合金の分析値を第１表に示す。
した後、直径１５０閣φ深さ５０＋ａの円筒形金型に鋳
込んで、熱疲労試験用素材を作った。これを４８０℃で
２時間保持後強制空冷しく砂落し焼鈍にあたる）、底部
よシ１５調の位置で概略第３図に示す形状に試／％７を
削シ出し、第４図に示すようにバーナ加熱８−水冷９繰
返し試験機に６枚全部を取シ付け、熱疲労亀裂の進行度
合を測定した。第５図は試験片中心部での加熱冷却の繰
返し温度変化を示す。各合金の分析値を第１表に示す。
また熱疲労亀裂の進行度合を第６図に示す。亀裂は２方
向あるいは３方向に進むが、第６図はすべての方向の亀
裂長の総和を示す。
向あるいは３方向に進むが、第６図はすべての方向の亀
裂長の総和を示す。
第６図から明らかなように、合金番号１〜３の合金は、
合金番号４〜６の比較例合金の略同−鉄ｌのものと比較
して気孔率が高いにも拘らず、亀裂進行速度が３分の１
程度であシ、熱疲労強度が優れていることがわかる。
合金番号４〜６の比較例合金の略同−鉄ｌのものと比較
して気孔率が高いにも拘らず、亀裂進行速度が３分の１
程度であシ、熱疲労強度が優れていることがわかる。
従って該合金が熱疲労強度に優れているのは、第２図の
顕微鏡組織に示すように共晶シリコン晶が微細に改良さ
れた結果伸び率が向上し、さらに塑性変形を受ける条件
での疲労強度も向上したためと考えられる。
顕微鏡組織に示すように共晶シリコン晶が微細に改良さ
れた結果伸び率が向上し、さらに塑性変形を受ける条件
での疲労強度も向上したためと考えられる。
なお次に特許請求の範囲で成分限定を行なった理由につ
いて説明する。
いて説明する。
’Ｓｔ：５％以下で鋳造性が悪くなる。
１０％を越えると初晶Ｓｉが出て加工性が悪化する。
Ｃｕ ： ２％以下では強度弱くなる（硬さがない）４
％以上ではもろくなる。
％以上ではもろくなる。
Ｍｇ：普通０．３％
０．２％以上必要（強度上）
０、５％以上ではもろくなる。
Ｍｎ ： ＦｅＯ針状晶（Ｋ６化合物）に形態を変える
ために必要 ０．５％以上ではもろくなる（Ｍｎ化合物が出るため） Ｔｉ：結晶粒の微細化のため添加 ０．２％以上ではＴｉ化合物が出て悪影響がある。
ために必要 ０．５％以上ではもろくなる（Ｍｎ化合物が出るため） Ｔｉ：結晶粒の微細化のため添加 ０．２％以上ではＴｉ化合物が出て悪影響がある。
Ｓｒ：アルミストロンチー−ムの形として添加する。
Ｓｒ ０．００５％以下になると第７図のようにＳｉ
晶の微細分散化が悪くなり組織改良が期待できない。
晶の微細分散化が悪くなり組織改良が期待できない。
Ｓｒ ０．０１〜０．０３％では第８図のように共晶Ｓ
ｉが微細に分配して込る。
ｉが微細に分配して込る。
Ｓｒ ０１０３％以上では第９図中矢印で示すようにＡ
１４Ｓ ｒ Ｓ ｔ ４が晶出し０．０５％以上では延
性に大きな影響を及ぼす。
１４Ｓ ｒ Ｓ ｔ ４が晶出し０．０５％以上では延
性に大きな影響を及ぼす。
従ってストロンチウムハｏ、ｏ ｏ ｓ％〜０．０５％
と限定した。
と限定した。
なお前記のＴ８処理とはアルミ全体の強度を上げる欠配
の熱処理を云う。
の熱処理を云う。
本発明鋳造用アルミニウム合金はＪＩＳ ＡＣ２Ｂ 。
ＡＣ４Ｂで規定される合金に０．００５〜０．０５％の
ストロンチウムを含ませたもので、従来通りの鉄分を含
有した合金で沙蚕し焼鈍（４８０℃、１〜２ｈ）以外の
特別な熱処理を施さないにも拘らず、高い熱疲労寿命を
有する鋳造用アルミニウム合金を提供できる。
ストロンチウムを含ませたもので、従来通りの鉄分を含
有した合金で沙蚕し焼鈍（４８０℃、１〜２ｈ）以外の
特別な熱処理を施さないにも拘らず、高い熱疲労寿命を
有する鋳造用アルミニウム合金を提供できる。
第１図は比較例合金（第１表合金番号４，５゜６に相当
）の顕微鏡組織、第２図は本発明合金（第１表合金番号
１，２．３に相当）の顕微鏡組織を示す写真である。第
３図は熱疲労試験用の試験簿」第４図は熱疲労試験機の
概略図、第５図は熱疲労試験中の試験片の温度履歴線図
、第６図は０．０１〜０．０３％の場合の同写真、第９
図はＳｒ０．０３％以上のときの同写真である。 第３図（ａ） 第３図（ｂ） （番号は第１表に記す合金番号を示す）熱衝撃サイクル
数 （回）＠＠
）の顕微鏡組織、第２図は本発明合金（第１表合金番号
１，２．３に相当）の顕微鏡組織を示す写真である。第
３図は熱疲労試験用の試験簿」第４図は熱疲労試験機の
概略図、第５図は熱疲労試験中の試験片の温度履歴線図
、第６図は０．０１〜０．０３％の場合の同写真、第９
図はＳｒ０．０３％以上のときの同写真である。 第３図（ａ） 第３図（ｂ） （番号は第１表に記す合金番号を示す）熱衝撃サイクル
数 （回）＠＠
Claims (1)
- ５．０ないし１０％の硅素、２．０ないし４．０％の銅
、０．５％以下のマグネシウム、０．５％以下のマンガ
ン、０．２％以下のチタン及び不純物として１．０％以
下の亜鉛、１％以下の鉄、０．３％以下のニッケルを含
み、残部がアルミニュームからなる合金に０．００５％
ないし０．０５％のストロンチュームを添加してなる、
熱疲労強度を向上させる鋳物用アルミニューム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9194487A JPS63259045A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 鋳造用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9194487A JPS63259045A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 鋳造用アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259045A true JPS63259045A (ja) | 1988-10-26 |
Family
ID=14040701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9194487A Pending JPS63259045A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 鋳造用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63259045A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05311306A (ja) * | 1992-05-08 | 1993-11-22 | Nippon Light Metal Co Ltd | 押出し・鍛造用アルミニウム合金 |
| JPH0987789A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 耐熱疲労アルミニウム合金およびその製造方法 |
| JP2003027169A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-29 | Yamaha Motor Co Ltd | アルミニウム合金およびアルミニウム合金鋳物品 |
| JP2003113435A (ja) * | 2002-07-08 | 2003-04-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 耐熱疲労アルミニウム合金鋳物及びその製造方法 |
| DE102004049074A1 (de) * | 2004-10-08 | 2006-04-13 | Trimet Aluminium Ag | Kaltaushärtende Aluminiumgusslegierung und Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumgussteils |
| JP2009013480A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳造用アルミニウム合金及び内燃機関用シリンダーヘッド |
| DE112004001160B4 (de) * | 2003-06-24 | 2011-12-08 | General Motors Corp. | Aluminiumlegierung für einen Gussmotorblock, Gusszylinderblock für einen Verbrennungsmotor sowie Verwendung der Aluminiumlegierung |
| JP2013174022A (ja) * | 2013-05-23 | 2013-09-05 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳造用アルミニウム合金及びアルミニウム合金鋳物 |
| CN104458663A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种ahs铝合金光谱标准样品和ahs铝合金成分检测方法 |
-
1987
- 1987-04-16 JP JP9194487A patent/JPS63259045A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05311306A (ja) * | 1992-05-08 | 1993-11-22 | Nippon Light Metal Co Ltd | 押出し・鍛造用アルミニウム合金 |
| JPH0987789A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-03-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 耐熱疲労アルミニウム合金およびその製造方法 |
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| US8999080B2 (en) | 2007-07-06 | 2015-04-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Casting aluminum alloy and internal combustion engine cylinder head |
| US9828660B2 (en) | 2007-07-06 | 2017-11-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method for producing an aluminum alloy casting |
| JP2013174022A (ja) * | 2013-05-23 | 2013-09-05 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳造用アルミニウム合金及びアルミニウム合金鋳物 |
| CN104458663A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种ahs铝合金光谱标准样品和ahs铝合金成分检测方法 |
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