JPH01100234A - 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法Info
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- JPH01100234A JPH01100234A JP25668687A JP25668687A JPH01100234A JP H01100234 A JPH01100234 A JP H01100234A JP 25668687 A JP25668687 A JP 25668687A JP 25668687 A JP25668687 A JP 25668687A JP H01100234 A JPH01100234 A JP H01100234A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (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、自動車エンジン部品や航空機部品などに用い
る耐熱性のアルミニウム合金及びその製造方法に関する
。
る耐熱性のアルミニウム合金及びその製造方法に関する
。
耐熱性アルミニウム合金としては、従来から一般に２２
１８ 、２２１９ 、２６１８等の合金が知られている
。しかし、最近の技術進歩に対応して、更に高い耐熱性
が要求されるようになっている。
１８ 、２２１９ 、２６１８等の合金が知られている
。しかし、最近の技術進歩に対応して、更に高い耐熱性
が要求されるようになっている。
そこで、高耐熱性のアルミニウム合金を得るために、最
近ではＵＳＰ３，４６２，２４８、ＵＳＰ４，３４７．
０７６及びＵ Ｓ Ｐ ４，３７９，７１９等に開示さ
れるとと（、従来アルミニウム合金の特性を劣化させる
として嫌われていた鉄などの遷移金属を多量に添加して
、高温強度を改善する試みが行われている。
近ではＵＳＰ３，４６２，２４８、ＵＳＰ４，３４７．
０７６及びＵ Ｓ Ｐ ４，３７９，７１９等に開示さ
れるとと（、従来アルミニウム合金の特性を劣化させる
として嫌われていた鉄などの遷移金属を多量に添加して
、高温強度を改善する試みが行われている。
この種のアルミニウム合金は鉄などの遷移金属を多量に
含むため、当然のことながら該当する組成の合金粉末を
溶湯アトマイズ法により製造し、この合金粉末を粉末冶
金法に従って固化成形させる方法によって製造される。
含むため、当然のことながら該当する組成の合金粉末を
溶湯アトマイズ法により製造し、この合金粉末を粉末冶
金法に従って固化成形させる方法によって製造される。
実際、この種のアルミニウム合金はＡｄｖａｎｃｅｄｉ
ｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”の内のＡｄ
ｖａｎｃｅｄ Ｐ／ＭＡｌｕｍｉｎｕｍ Ａ１１ｏｙｓ
”、 Ｐ２１３〜２１４．１９８１ ＡＳＭＭａｔｅｒ
ｉａｌｓ ５ｃｉｅｎｃｅ Ｓｅｍ１ｎｏｒ 、 Ａ
ＭＥＲＩＣＡＮＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲＭＥ’ＴＡＬＳ
発行、に報告されているように耐熱性が改善され、３０
０Ｃでの引張強度が約３０に、ｙ／−のものまで発表さ
れているが、再現性よく製造することができず、実用化
には至っていないのが現状である。
ｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”の内のＡｄ
ｖａｎｃｅｄ Ｐ／ＭＡｌｕｍｉｎｕｍ Ａ１１ｏｙｓ
”、 Ｐ２１３〜２１４．１９８１ ＡＳＭＭａｔｅｒ
ｉａｌｓ ５ｃｉｅｎｃｅ Ｓｅｍ１ｎｏｒ 、 Ａ
ＭＥＲＩＣＡＮＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲＭＥ’ＴＡＬＳ
発行、に報告されているように耐熱性が改善され、３０
０Ｃでの引張強度が約３０に、ｙ／−のものまで発表さ
れているが、再現性よく製造することができず、実用化
には至っていないのが現状である。
航空機用エンジン部品や、ガスタービへ４ジンのエンペ
ラ−、エンジンピストン等の様に高温にさらされる部品
では、現在３００ｔ：’で２５ｋｇ／ｍｍ２以上の引張
強さ、さらに好ましくは３０ｋｇ／ｍｍ２をこえる引張
強度が要求されてお％であり、今までに開発された耐熱
性アルミニウム合金ではこの要求を満足することが出来
なかった。
ラ−、エンジンピストン等の様に高温にさらされる部品
では、現在３００ｔ：’で２５ｋｇ／ｍｍ２以上の引張
強さ、さらに好ましくは３０ｋｇ／ｍｍ２をこえる引張
強度が要求されてお％であり、今までに開発された耐熱
性アルミニウム合金ではこの要求を満足することが出来
なかった。
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、優れた室温強度に
加えて、３００Ｃの高温でも２６ｋｇ／ｍｍ２をこえる
引張強度を有する耐熱性アルミニウム合金を提供するこ
とを目的とするものである。
加えて、３００Ｃの高温でも２６ｋｇ／ｍｍ２をこえる
引張強度を有する耐熱性アルミニウム合金を提供するこ
とを目的とするものである。
本発明の耐熱性アルミニウム合金は、鉄５〜１０重量％
、モリブデン０．５〜３重量％、クロム、ジルコニウム
及び・々ナジウムの少なくとも１種を１元素当り０．５
〜３重量％含み、鉄、モリブデン。
、モリブデン０．５〜３重量％、クロム、ジルコニウム
及び・々ナジウムの少なくとも１種を１元素当り０．５
〜３重量％含み、鉄、モリブデン。
りｃｘム、ジルコニウム及びノ９ナジウムの合計が６〜
１６重景％重量％であり、残部が実質的にアルミニウム
であって、３００Ｃにおける引張強度が２６１ｇ／＋ｊ
以上であることを特徴としている。
１６重景％重量％であり、残部が実質的にアルミニウム
であって、３００Ｃにおける引張強度が２６１ｇ／＋ｊ
以上であることを特徴としている。
かかる耐熱性アルミニウム合金は、５〜１０重景％重量
と、０．５〜３重量％のモリブデンと、１元素当り０．
５〜３重量％のクロム、ジルコニウム及び・々ナジウム
の少なくとも１種と、残部のアルミニウムとからなり、
鉄、モリブデン、クロム。
と、０．５〜３重量％のモリブデンと、１元素当り０．
５〜３重量％のクロム、ジルコニウム及び・々ナジウム
の少なくとも１種と、残部のアルミニウムとからなり、
鉄、モリブデン、クロム。
ジルコニウム及びバナジウムの合計が６〜１６重量％で
あるアルミニウム合金粉末を溶湯アトマイズ法により製
造し、このアルミニウム合金粉末を４００〜５８０Ｃの
温度にて固化成形する方法によって製造することができ
る。
あるアルミニウム合金粉末を溶湯アトマイズ法により製
造し、このアルミニウム合金粉末を４００〜５８０Ｃの
温度にて固化成形する方法によって製造することができ
る。
ここで溶湯アトマイズ法とは、所定の合金組成の金属溶
湯を噴霧して急速に凝固させる全ての方法を含み、例え
ばエアーアトマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心アトマ
イズ法２回転ロールアトマイズ法などがある。
湯を噴霧して急速に凝固させる全ての方法を含み、例え
ばエアーアトマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心アトマ
イズ法２回転ロールアトマイズ法などがある。
又、アルミニウム合金粉末を粉末冶金法に従って固化成
形する方法としては、押出、鍛造、ホットプレス法、Ｈ
ＩＰ法などがある。
形する方法としては、押出、鍛造、ホットプレス法、Ｈ
ＩＰ法などがある。
前記したごとく、従来の耐熱性アルミニウム合金の耐熱
性改善の考え方は、ＡβにＦｅなどの遷移金属元素を添
加してマトリックス強化に寄与すると共に熱的に安定な
金属間化合物を生成せしめると云うものである。
性改善の考え方は、ＡβにＦｅなどの遷移金属元素を添
加してマトリックス強化に寄与すると共に熱的に安定な
金属間化合物を生成せしめると云うものである。
しかし、本発明者等の研究によれば、遷移金属のなかに
はへρ合金の強度を改善する効果を有する元素と、熱的
安定性の維持改善に効果のある元素とがあわ、この２種
類の元素を組合わせることによシー層高い耐熱性が達成
されることが分った。
はへρ合金の強度を改善する効果を有する元素と、熱的
安定性の維持改善に効果のある元素とがあわ、この２種
類の元素を組合わせることによシー層高い耐熱性が達成
されることが分った。
Ａｎへの添加元素のうち、Ｆｅは遷移金属元素中で強度
、耐熱性とも最も高いものであることは一般的に知られ
ている。このＦｅはマトリックス中に分散され、マトリ
ックスの強度を向上させるＡ（！３Ｆｅ化合物を形成す
る。この金属間化合物は耐熱性が高いため合金の高温強
度を改善する効果がある。
、耐熱性とも最も高いものであることは一般的に知られ
ている。このＦｅはマトリックス中に分散され、マトリ
ックスの強度を向上させるＡ（！３Ｆｅ化合物を形成す
る。この金属間化合物は耐熱性が高いため合金の高温強
度を改善する効果がある。
Ｍｏは合金強度を改善する効果を有するもので、ＡＲ−
Ｆｅ −Ｍｏ系の化合物を生成し、これがマトリックス
中に均一に分散することによシ強度を改善し、更にマト
リックスを強化して合金の耐熱性改善に寄与する。
Ｆｅ −Ｍｏ系の化合物を生成し、これがマトリックス
中に均一に分散することによシ強度を改善し、更にマト
リックスを強化して合金の耐熱性改善に寄与する。
更に熱的安定性を向上させるために、クロム。
ジルコニウム又は・々ナジウムを添加する。これらの元
素は主に結晶粒界に析出して高温での結晶粒の粗大化及
びＡＱ −Ｆｅ −Ｍｏ系分散物の粗大化を妨げること
により、高温強度を著しく改善する。
素は主に結晶粒界に析出して高温での結晶粒の粗大化及
びＡＱ −Ｆｅ −Ｍｏ系分散物の粗大化を妨げること
により、高温強度を著しく改善する。
これら添加元素の含有量は前記の通りであ％であり、い
ずれかの含有量が所定の範囲よシ少ない場合には、合金
の強化並びに耐熱性の改善が充分ではない。又、所定の
範囲をこえると強度や耐熱性の改善効果は大きくなるが
、塑性加工が難しくなるうえ、靭性及び伸びが著しく低
下して製品として用いることが出来なくなる。
ずれかの含有量が所定の範囲よシ少ない場合には、合金
の強化並びに耐熱性の改善が充分ではない。又、所定の
範囲をこえると強度や耐熱性の改善効果は大きくなるが
、塑性加工が難しくなるうえ、靭性及び伸びが著しく低
下して製品として用いることが出来なくなる。
尚、溶湯アトマイズ法により製造したアルミニウム合金
粉末は、鋳造材に比較して微細均一で偏析も少ない。し
かし、凝固時の冷却速度が１Ｏ２Ｃ／章未満の場合には
、Ｆｅ、Ｍｏ、 Ｖ、 Ｚｒ 、 Ｃｒ等の添加元素が
偏析し、微細均一な組織でなくなるため、塑性加工によ
る固化成形が困難となる。又、固化成形が可能であって
も、強度や伸びの低下を招くので好ましくない。
粉末は、鋳造材に比較して微細均一で偏析も少ない。し
かし、凝固時の冷却速度が１Ｏ２Ｃ／章未満の場合には
、Ｆｅ、Ｍｏ、 Ｖ、 Ｚｒ 、 Ｃｒ等の添加元素が
偏析し、微細均一な組織でなくなるため、塑性加工によ
る固化成形が困難となる。又、固化成形が可能であって
も、強度や伸びの低下を招くので好ましくない。
かかるアルミニウム合金粉末を熱間塑性加工して固化成
形するための温度は、４００Ｃ未満では粉末の変形抵抗
が高（、充分な強度をもつ合金が得られす、５８０Ｃを
こえると析出物や結晶粒の粗大化が生じ、充分な高温強
度が得られない。
形するための温度は、４００Ｃ未満では粉末の変形抵抗
が高（、充分な強度をもつ合金が得られす、５８０Ｃを
こえると析出物や結晶粒の粗大化が生じ、充分な高温強
度が得られない。
エアーアトマイズ法により、下記第１表に示す１００メ
ツシユ以下のＡ１！合金粉末を製造し、同じく第１表に
示す加工法及び温度にて熱間塑性加工を行ってＡ９合金
を製造した。尚、押出の場合は、押出比１３で直径２１
ＩＩＩに押出した。
ツシユ以下のＡ１！合金粉末を製造し、同じく第１表に
示す加工法及び温度にて熱間塑性加工を行ってＡ９合金
を製造した。尚、押出の場合は、押出比１３で直径２１
ＩＩＩに押出した。
第１表
（註）表中の＊印は比較例を表わす
得られた各Ａ４合金について、室温での引張強度及び３
００Ｃでの引張強度を測定し、結果を第２表に示した。
００Ｃでの引張強度を測定し、結果を第２表に示した。
尚、３００Ｃでの引張強度は３００Ｃにて１００時間保
持した後、３００Ｃにて測定した。
持した後、３００Ｃにて測定した。
第２表
（註）表中の＊印は比較例を表わす
又、試料１５はＡ！−８Ｆｅ−３，４Ｃｅ及び試料１６
はＡｇＡｇ−８Ｆｅ−２であり、共にＡｄｖａｎｃｅｄ
Ｐ／Ｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａ１１ｏｙｓ Ｐ２１：
３〜２１４から従来例として採用した。
はＡｇＡｇ−８Ｆｅ−２であり、共にＡｄｖａｎｃｅｄ
Ｐ／Ｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａ１１ｏｙｓ Ｐ２１：
３〜２１４から従来例として採用した。
本発明方法の実施例による試料の引張強度はいずれも室
温で５０ｋｆ／−以上で、且つ３００Ｃにおいても２０
ｋｌｉ／−をこえ、優れた高温強度を有していることが
わかる。これに対して比較例は全て特に高温強度が劣り
、試料８は強度的には優れるが塑性加工性が悪く、且つ
伸びが極度に小さいので製品とすることが不可能である
。
温で５０ｋｆ／−以上で、且つ３００Ｃにおいても２０
ｋｌｉ／−をこえ、優れた高温強度を有していることが
わかる。これに対して比較例は全て特に高温強度が劣り
、試料８は強度的には優れるが塑性加工性が悪く、且つ
伸びが極度に小さいので製品とすることが不可能である
。
本発明によれば、室温強度と共に３００Ｃにおいても２
６に＃／−をこえる優れた高温強度を有する耐熱性アル
ミニウム合金を提供することができる。
６に＃／−をこえる優れた高温強度を有する耐熱性アル
ミニウム合金を提供することができる。
従って、この耐熱性アルミニウム合金は、自動車エンジ
ン部品、航空機部品、ガスタービンエンジンなどの従来
Ｆｅ系合金やＮｉ系合金を用いていた分野に利用するこ
とによ％であり、軽量化及び高効率化などに大きな効果
を発揮することができる。
ン部品、航空機部品、ガスタービンエンジンなどの従来
Ｆｅ系合金やＮｉ系合金を用いていた分野に利用するこ
とによ％であり、軽量化及び高効率化などに大きな効果
を発揮することができる。
Claims (3)
- （１）鉄５〜１０重量％、モリブデン０．５〜３重量％
、クロム、ジルコニウム及びバナジウムの少なくとも１
種を１元素当り０．５〜３重量％含み、鉄、モリブデン
、クロム、ジルコニウム及びバナジウムの合計が６〜１
６重量％であり、残部が実質的にアルミニウムであつて
、３００℃における引張強度が２６ｋｇ／ｍｍ＾２以上
であることを特徴とする耐熱性アルミニウム合金。 - （２）５〜１０重量％の鉄と、０．５〜３重量％のモリ
ブデンと、１元素当り０．５〜３重量％のクロム、ジル
コニウム及びバナジウムの少なくとも１種と、残部のア
ルミニウムとからなり、鉄、モリブデン、クロム、ジル
コニウム及びバナジウムの合計が６〜１６重量％である
アルミニウム合金粉末を溶湯アトマイズ法により製造し
、このアルミニウム合金粉末を４００〜５８０℃の温度
にて固化成形することを特徴とする耐熱性アルミニウム
合金の製造方法。 - （３）アルミニウム合金粉末の凝固時の冷却速度が１０
＾２℃／ｓｅｃ以上であることを特徴とする、特許請求
の範囲（２）項記載の耐熱性アルミニウム合金の製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25668687A JPH01100234A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法 |
| DE3887503T DE3887503T2 (de) | 1987-10-12 | 1988-10-12 | Hitzebeständige aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung. |
| PCT/JP1988/001037 WO1989003435A1 (en) | 1987-10-12 | 1988-10-12 | Heat-resistant aluminum alloy and process for its production |
| EP19880908986 EP0336981B1 (en) | 1987-10-12 | 1988-10-12 | Heat-resistant aluminum alloy and process for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25668687A JPH01100234A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100234A true JPH01100234A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17296064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25668687A Pending JPH01100234A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0336981B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01100234A (ja) |
| DE (1) | DE3887503T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989003435A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109487124A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-19 | 西安工业大学 | 一种含硫腐蚀工况下铝基耐磨材料及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102018127401A1 (de) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | AM Metals GmbH | Hochfeste Aluminiumlegierungen für die additive Fertigung von dreidimensionalen Objekten |
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| EP0336981A4 (en) | 1990-02-06 |
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