JP2017071840A - 高靱性アルミニウム合金鋳物及びその製造方法 - Google Patents
高靱性アルミニウム合金鋳物及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
高強度かつ鋳造性の高い高靱性アルミニウム合金鋳物及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明によれば、Si:1.5〜8.5質量%、Mg:0.5〜6.5質量%、Fe:0.3〜0.6質量%、Mn:0.2〜1.2質量%、からなる組成を有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、200℃で2時間時効処理した場合の耐力の増加率が1.30%以下であることを特徴とする高靱性アルミニウム合金鋳物及びその製造方法が提供される。
【選択図】なし
Description
また、薄肉化による剛性等の機械的強度の減少を鋳物の形状により抑制させるために複雑な形状が求められるようになり、鋳造性も要求されるようになってきた。
本実施形態に係る高靱性アルミニウム合金鋳物において、Siは、機械的強度の向上に寄与する。さらに、低温で時効処理を行った場合、Siは、Mgと相まってMg‐Siクラスタ(ナノ集合体)を生成し、機械的強度の向上に寄与する。
本実施形態に係る高靱性アルミニウム合金鋳物において、Mgは、機械的強度の向上に寄与する。また低温で時効処理を行った場合、Siと相まってMg‐Siクラスタ(ナノ集合体)を生成し、さらに機械的強度の向上に寄与する。
本実施形態に係る高靱性アルミニウム合金鋳物において、Feは、アルミニウム中に不可避的に混入する元素であるが、金型への焼き付き防止、機械的強度の向上に寄与する。この効果は、Feの含有量が0.3質量%以上0.6質量%以下で顕著となる。
本実施形態に係る高靱性アルミニウム合金鋳物において、Mnを含むことで、Feと同様に金型への焼き付きを防止すると共に、針状のAl‐Fe‐Si系晶出物を粒状化させ、伸びの低下を抑制する。この効果は、Mnの含有量が0.2質量%以上で顕著となる。より好ましくは、Mnの含有量は0.8質量%以上である。Mnの含有量が1.2質量%以下の場合、Al‐Fe‐Si‐Mn系晶出物が粗大化して破壊の起点となり、合金鋳物の伸びが低下することを抑制できる。
本実施形態に係る高靱性アルミニウム合金鋳物において、残部として、Cu(銅)を0.3〜0.6質量%、Zn(亜鉛)を0.3〜0.6質量%含んでもよい。Cu、Znは、機械的強度に寄与する。
この効果は、Cu又はZnの含有量が0.3質量%以上で顕著となり、0.6質量%以下の場合、破壊の起点となる粗大なAl‐Cu系晶出物、Al‐Zn系晶出物の形成を抑制できる。
本実施形態に係る高靱性アルミニウム合金鋳物において、MgとSiの含有量の比(Mg/Siで表されるSiの含有量に対するMgの含有量の比)が、0.5以上であれば、Mg‐Siクラスタが多く形成され、クラスタの効果が顕著となる。なお、Mg/Si比が大きくなりすぎると破壊の起点となる粗大なMg系化合物が形成され、伸びが低下する虞があるので、Mg/Siは2以下にすることがより好ましい。
表1に示す組成のアルミニウム合金の溶湯(合金1から10)を用意し、銅製の金型(図1)に注湯し、冷却速度100℃/秒の条件で鋳造を行った。
また、低温時効をしていない(鋳造後5℃で保持)場合の比較例の測定結果を表2に示す。
また、低温時効処理によりクラスタを形成した試料(表2の試料)は、一般的な時効処理をしたもの(表4の試料)より耐力は低いが、伸びは高いことがわかる。
比較合金11から19では、合金1から10と同じ条件で鋳造を行い、鋳造後5℃で保持し、クラスタを形成させない鋳物(比較例)を製造し、合金1から10と同じ測定を行った。その結果を表1から表2に示す。
Claims (4)
- Si:1.5〜8.5質量%
Mg:0.5〜6.5質量%
Fe:0.3〜0.6質量%
Mn:0.2〜1.2質量%
からなる組成を有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、
200℃で2時間時効処理した場合の耐力の増加率が1.30%以下であることを特徴とする高靱性アルミニウム合金鋳物。 - Cu:0.3〜0.6質量%
Zn:0.3〜0.6質量%
のいずれか一種以上をさらに含む請求項1に記載の高靱性アルミニウム合金鋳物。 - 請求項1又は2に記載の高靱性アルミニウム合金鋳物において、SiとMgの含有量の比(Mg/Si)が、0.5以上であることを特徴とする高靱性アルミニウム合金鋳物。
- 請求項1又は2に記載の組成を有するアルミニウム合金鋳物を鋳造し、鋳造後に30〜100℃の温度で1〜1000時間保持することを特徴とする高靱性アルミニウム合金鋳物の製造方法。
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