JP6718219B2 - 耐熱性アルミニウム合金材の製造方法 - Google Patents
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Description
溶体化処理において485℃〜530℃の温度で0.5時間〜6時間加熱し、焼き入れ処理において10℃〜90℃の水で冷却し、時効処理において170℃〜230℃で1時間〜20時間加熱するようにした前項3に記載の耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。
その塑性加工材に対し切削加工を行うことによって、交線法によるアルミニウム結晶粒長が250μm〜2000μmに調整されたコンプレッサーインペラーを得るようにしたことを特徴とするコンプレッサーインペラーの製造方法。
表2に示すようにBタイプの合金組成を有するアルミニウム合金を直径φ50mmの棒状に鋳造し、さらに470℃×7hrのソーキングを行い連続鋳造材を得た。
表2に示すようにAタイプの合金組成を有するアルミニウム合金を用いて上記実施例と同様に、連続鋳造材を得た。このAタイプの合金組成を有する連続鋳造棒に対し、上記実施例と同様の製作方法1〜5をそれぞれ適用して比較例1〜5の円筒状ないし太鼓状の供試材(熱処理前の供試材)Wをそれぞれ製作した。
次いで、製作方法1〜5で得られた実施例1〜5および比較例1〜5の熱処理前の供試材を510℃で3時間加熱する溶体化処理を施した後、80℃の水で急冷する焼入処理を施し、さらに200℃で10時間加熱する時効処理を行って実施例1〜5および比較例1〜5の供試材W(熱処理後の供試材)をそれぞれ製作した。
図2(a−1)(a−2)は製作方法1による供試材Wに対する試験片S1の位置関係を説明するための図、図2(b−1)(b−2)は製作方法2〜4による供試材Wに対する試験片S1の位置関係を説明するための図である。これらの図に示すように実施例1〜4および比較例1〜4の各供試材Wの軸方向Lおよび径方向(軸方向Lに対し直交するLT方向)の中心部から15mm角に削り出して実施例1〜4および比較例1〜4のサイコロ状(立方形状)の各試験片S1を得た。さらにこれらの各試験片S1を研磨および電解エッチングした後、軸方向Lに垂直な面を観察面として、倍率25倍の偏光顕微鏡により試料表面の顕微鏡像を取得した。
図3(a−1)(a−2)は製作方法1による供試材Wに対するJIS4号試験片S2の位置関係を説明するための図、図3(b−1)(b−2)は製作方法2〜4による供試材Wに対するJIS4号試験片S2の位置関係を説明するための図である。これらの図に示すように供試材Wの軸方向の中心部から、径方向に沿って延びるJIS4号試験片S2をそれぞれ切り出し、各JIS4号試験片S3に対し、JISZ2241の規定に準拠して室温で引張試験を行い、引張強度を測定した。
上記室温引張強度の測定と同様に供試材Wから切り出したJIS4号試験片S2(図3参照)に対し、150℃×100hr保持した後、同温度においてJISZ2241の規定に準拠して引張試験を行い、引張強度を測定した。
上記室温引張強度の測定と同様に供試材Wから切り出したJIS4号試験片S3(図3参照)に対し、170℃×100hr保持した後、同温度においてJISZ2241の規定に準拠して引張試験を行い、引張強度を測定した。
表2から明らかなように、比較例1〜4の試験片は、結晶粒長が全て250μm未満であり、本件発明の規定範囲を逸脱するものであった。そのため比較例1〜4のものは、クリープ変形によって高温使用に耐えられず、高温強度が低下するおそれがあると思われる。
Claims (7)
- Cu:3.0質量%〜5.5%質量%、Mg:1.1質量%〜2.5質量%、Ni:0.6質量%〜2.6質量%、Fe:0.5質量%〜1.5質量%、Mn:0.1質量%〜0.4質量%、Zr:0.01質量%〜0.3質量%、Si:0.3質量%未満、Ti:0.06質量%未満、残部:Alおよび不可避不純物の合金組成を備えた連続鋳造材に対し、ソーキングを行った後、塑性加工を行うことによって、交線法によるアルミニウム結晶粒長が940μm〜2000μmに調整された耐熱性アルミニウム合金材を得るものとし、
前記塑性加工における軸方向の加工率が50%〜80%であることを特徴とする耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。 - 前記塑性加工により得られた塑性加工材に対し切削加工を行って耐熱性アルミニウム合金材を得るようにした請求項1に記載の耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。
- 前記塑性加工材に対し切削加工を施す前に熱処理を施すようにした請求項2に記載の耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。
- 前記熱処理として、溶体化処理、焼き入れ処理および時効処理を順次行う一方、
溶体化処理において485℃〜530℃の温度で0.5時間〜6時間加熱し、焼き入れ処理において10℃〜90℃の水で冷却し、時効処理において170℃〜230℃で1時間〜20時間加熱するようにした請求項3に記載の耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。 - 前記塑性加工は軸方向に圧縮する据込加工である請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。
- 前記塑性加工は型鍛造である請求項1〜5のいずれか1項に記載の耐熱性アルミニウム合金材の製造方法。
- Cu:3.0質量%〜5.5%質量%、Mg:1.1質量%〜2.5質量%、Ni:0.6質量%〜2.6質量%、Fe:0.5質量%〜1.5質量%、Mn:0.1質量%〜0.4質量%、Zr:0.01質量%〜0.3質量%、Si:0.3質量%未満、Ti:0.06質量%未満、残部:Alおよび不可避不純物の合金組成を備えた連続鋳造材に対し、ソーキングを行った後、塑性加工を行って塑性加工材を得るとともに、
その塑性加工材に対し切削加工を行うことによって、交線法によるアルミニウム結晶粒長が940μm〜2000μmに調整されたコンプレッサーインペラーを得るものとし、
前記塑性加工における軸方向の加工率が50%〜80%であることを特徴とするコンプレッサーインペラーの製造方法。
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