JP2006199978A - 溶接構造用アルミニウム合金熱延板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 Mg4.0〜4.9%、Mn0.4〜1.0%、Cr0.05〜0.25%、Ti0.005〜0.15%、B0.0001〜0.05%を含有し、かつSi量が0.4%以下、Fe量が0.4%以下、Cu量が0.1%以下、Zn量が0.25%以下に規制され、残部が実質的にAlよりなるAl合金の鋳塊に、500〜550℃で1〜15時間の均質化処理を施し、450℃以上で熱間圧延を開始し、その熱間圧延を、最終パス圧延時の圧下率が10%以上、終了温度が340℃以上の条件で終了させ、直ちに35℃/hr以下の冷却速度で150℃以下まで冷却し、これにより平坦度が、いずれの方向でも長さ2000mm当り7mm以下の熱延板を得る。
【選択図】 なし
Description
Mgはこの発明で対象とする系の合金における基本的に重要な元素であって、Alマトリックスに固溶して強度を向上させるために寄与する。Mg量が4.0%未満では充分な強度が得られず、一方Mg量が4.9%を越えれば、強度が高くなり過ぎて延性が低下する。したがってMg量は4.0〜4.9%の範囲内とした。
Mnも強度向上に寄与し、また同時に耐食性低下防止に寄与する元素である。Mn量が0.4%未満ではこれらの効果が小さく、一方1.0%をを越えればAl−Fe−Mn系化合物が粗大化して延性を阻害する。したがってMn量は0.4〜1.0%の範囲内とした。
CrはMnと同様に強度向上および耐食性低下防止に寄与する元素である。Cr量が0.05%未満ではその効果が小さく、一方0.25%を越えればCr系巨大化合物が生成して伸びが低下する。したがってCr量は0.05〜0.25%の範囲内とした。
Tiは鋳塊の結晶粒組織の微細化に寄与する元素である。Ti量が0.005%未満ではその効果が期待できず、一方0.15%を越えれば初晶TiAl3が晶出して延性を阻害する。したがってTi量は0.005〜0.15%の範囲内とした。
BはTiと同時に複合添加することにより、溶接継手部の溶接金属部内の結晶粒を微細化して継手強度向上に寄与する元素である。B量が0.0001%未満ではその効果が得られず、一方0.05%を越えればTiB2化合物が生成されて、圧延により線状欠陥が発生するおそれがある。したがってB量は0.0001〜0.05%の範囲内とした。
SiはAl地金やAl合金スクラップ等から不可避的に混入する不純物元素であり、Si量が多過ぎればMg2Si化合物が増加して延性が低下する。したがってSi量は0.4%以下に規制することとした。
FeはSiと同様にAl地金やAl合金スクラップ等から不可避的に混入する不純物元素であり、Fe量が多過ぎればAl−Fe−Mn系化合物が粗大化して、強度や延性を阻害する。したがってFe量は0.4%以下に規制することとした。
CuおよびZnはいずれもAl合金スクラップ等から混入する不純物元素であり、いずれも多量に存在すれば耐食性が低下する。そこでCu量は0.1%以下、Zn量は0.25%以下に規制することとした。
熱間圧延終了温度を標準的な焼なまし処理温度以上に制御するために、この発明の方法では熱間圧延開始温度を450℃以上とする。但し、熱間圧延終了板厚が薄い場合には熱間圧延開始温度を高めに、熱間圧延終了板厚が厚い場合には熱間圧延開始温度を低めに設定する等の配慮を行なうことが望ましい。また熱間圧延は、均質化処理後に鋳塊を再加熱することなく直ちに450℃以上で開始しても良く、あるいは均質化処理後に一旦室温まで冷却し、その後450℃以上に再加熱してから開始しても良い。さらに熱間圧延中の各パスのうち、最終パスの前までの各パスの圧下率は、それぞれ50%程度以下と一般的な圧延方法と同様であれば良いが、最終パス圧延時の圧下率は次に説明するように平坦度に関係するため、特に10%以上とする必要がある。
最終圧延パスの圧下率が10%未満であれば、製品板に小波ひずみ等が発生しやすくなって平坦度が悪化する。熱間圧延終了時に良好な平坦度を有する熱延板を得るためには、最終パス圧延時の圧下率を10%以上とする必要がある。なお最終パス圧延時の圧下率の上限は特に規定しないが、通常は一般的な圧延方法と同様に50%以下とすることが望ましい。
熱間圧延終了温度を、標準的な焼なまし処理温度である340℃以上の温度とすることにより、焼なまし処理材と同等な機械的性質を有する熱間圧延上り板を得ることができ、そのため焼なまし処理を省略することが可能となる。ここで、熱間圧延後の焼なまし処理を省略したプロセスで特に良好な機械的性質を得るためには、350℃を越える温度で熱間圧延を終了させることが望ましい。
熱間圧延終了直後の状態では良好な平坦度を有していても、その後の冷却速度が速ければ平坦度は悪化してしまう。本発明者等の詳細な実験によれば、熱間圧延上り板として、従来の一般的な焼なまし処理−引張矯正を施した板と同程度に良好な平坦度を得るためには、熱間圧延終了後に35℃/hr以下の冷却速度で150℃以下まで冷却する必要があることが判明した。ここで、LNG輸送船用タンク材やLNG貯蔵用タンク材については、幅方向・長さ方向ともに長さ2000mm当り7mm以下の厳しい平坦度が要求されているが、最終パス圧延時の圧下率を10%以上とし、かつその後の冷却速度を35℃/hr以下として150℃以下まで冷却することにより、引張矯正を省略しても、上述のような厳しい平坦度の要求を充分に満足し得るのである。
Claims (1)
- Mg4.0〜4.9%(mass%、以下同じ)、Mn0.4〜1.0%、Cr0.05〜0.25%、Ti0.005〜0.15%、B0.0001〜0.05%を含有し、かつSi量が0.4%以下、Fe量が0.4%以下、Cu量が0.1%以下、Zn量が0.25%以下に規制され、残部がAlおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金の鋳塊に、500〜550℃の範囲内の温度で1〜15時間の均質化処理を施し、次いで450℃以上の温度で熱間圧延を開始し、その熱間圧延を、最終パス圧延時の圧下率が10%以上、終了温度が340℃以上となるように終了させ、熱間圧延終了後直ちに35℃/hr以下の冷却速度で150℃以下に冷却し、これにより平坦度がいずれの方向でも長さ2000mm当り7mm以下の熱延板を得ることを特徴とする、強度と平坦度に優れた溶接構造用アルミニウム合金熱延板の製造方法。
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