JPH05320803A - High-strength al alloy - Google Patents

High-strength al alloy

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JPH05320803A
JPH05320803A JP15607092A JP15607092A JPH05320803A JP H05320803 A JPH05320803 A JP H05320803A JP 15607092 A JP15607092 A JP 15607092A JP 15607092 A JP15607092 A JP 15607092A JP H05320803 A JPH05320803 A JP H05320803A
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JP
Japan
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alloy
alloys
volume fraction
vickers hardness
shows
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Pending
Application number
JP15607092A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Horimura
弘幸 堀村
Kenji Okamoto
憲治 岡本
Noriaki Matsumoto
規明 松本
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to EP93108092A priority patent/EP0570911A1/en
Publication of JPH05320803A publication Critical patent/JPH05320803A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/08—Amorphous alloys with aluminium as the major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

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Abstract

PURPOSE:To provide the high-strength Al alloy. CONSTITUTION:This Al alloy has an Al matrix and the intermetallic compds. of Al8REFe4 (where RE is at least one kind selected from Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy) of <=1.0mum grain size dispersed in this Al matrix and the volumetric fraction Vf of the Al8REFe4 is 13%<=Vf<=38%. The Vickers hardness Hv of the Al alloy is increased and the strength of the alloy is enhanced if the volumetric fraction Vf of the Al8REFe4 is set at 13%<=Vf in such a manner. In addition, the higher toughness of the Al alloy is attained if the volumetric fraction Vf of the Al8REFe4 is set at Vf<=38%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高強度Ａｌ合金に関す
る。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to high strength Al alloys.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、この種Ａｌ合金としては急冷凝固
Ａｌ合金が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a rapidly solidified Al alloy is known as this type of Al alloy.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら急冷凝固
Ａｌ合金は高強度である反面、靱性が低い、という問題
がある。However, while the rapidly solidified Al alloy has high strength, it has a problem of low toughness.

【０００４】本発明は前記に鑑み、高強度であると共に
高靱性化を達成された前記Ａｌ合金を提供することを目
的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide the Al alloy having high strength and high toughness.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る高強度Ａｌ
合金は、Ａｌマトリックスと、そのＡｌマトリックスに
分散する粒径１．０μｍ以下の金属間化合物Ａｌ8 ＲＥ
Ｆｅ4 （ただし、ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙから選択される少なくとも一種）とを
有し、Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆが１３％≦Ｖｆ
≦３８％であることを特徴とする。High strength Al according to the present invention
The alloy is an Al matrix and an intermetallic compound Al 8 RE having a particle size of 1.0 μm or less dispersed in the Al matrix.
Fe 4 (However, RE is Y, La, Ce, Pr, Nd,
Sm, Gd, and at least one selected from Dy), and the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4 is 13% ≦ Vf
≦ 38%.

【０００６】[0006]

【作用】前記のように、ＡｌマトリックスにＡｌ8 ＲＥ
Ｆｅ4 を分散させると、Ａｌ合金の硬さを上昇させてそ
の高強度化を図り、また高靱性化を達成することが可能
である。[Function] As described above, Al 8 RE is added to the Al matrix.
When Fe 4 is dispersed, it is possible to increase the hardness of the Al alloy, increase its strength, and achieve high toughness.

【０００７】ただし、Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆ
がＶｆ＜１３％ではＡｌ合金の硬さ上昇程度が低いため
高強度化を図ることができず、一方、Ｖｆ＞３８％では
Ａｌ合金の破断ひずみεｆが極めて低くなり、高靱性化
を達成することができない。However, the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4
When Vf <13%, the hardness cannot be increased because the hardness increase of the Al alloy is low. On the other hand, when Vf> 38%, the fracture strain εf of the Al alloy is extremely low, and high toughness is achieved. I can't.

【０００８】[0008]

【実施例】本発明に係るＡｌ合金は化学式Ａｌa Ｆｅb
ＲＥc で表わされ、ａ，ｂ，ｃがそれぞれ原子％で、８
５≦ａ≦９５、３≦ｂ≦９、１≦ｃ≦６と設定される。
ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ
から選択される少なくとも一種である。EXAMPLE An Al alloy according to the present invention has a chemical formula Al a Fe b
RE c , where a, b, and c are each atomic%, 8
It is set as 5 ≦ a ≦ 95, 3 ≦ b ≦ 9, and 1 ≦ c ≦ 6.
RE is Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy
It is at least one selected from.

【０００９】またＡｌ合金の製造に当っては、非晶質単
相組織、または非晶質相および結晶質相よりなる混相組
織を有する金属組織を備えたＡｌ合金素材を製造し、次
いでそのＡｌ合金素材に熱処理を施す、といった手段が
採用される。この熱処理過程で、金属間化合物であるＡ
ｌ8 ＲＥＦｅ4 が析出し、それはＡｌマトリックスに分
散する。In producing an Al alloy, an Al alloy material having a metal structure having an amorphous single phase structure or a mixed phase structure composed of an amorphous phase and a crystalline phase is manufactured, and then the Al alloy material is manufactured. A method of applying heat treatment to the alloy material is adopted. During this heat treatment process, the intermetallic compound A
18 REFe 4 precipitates, which is dispersed in the Al matrix.

【００１０】さらに本発明に係るＡｌ合金には、化学式
Ａｌa Ｆｅb ＲＥc Ｍｎd で表わされるものも包含さ
れ、ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ原子％で８５≦ａ≦９
５、２≦ｂ≦８、１≦ｃ≦６、０．５≦ｄ≦６と設定さ
れる。この場合、Ａｌ合金の高強度化に寄与する金属間
化合物はＡｌ8 ＲＥ（ＦｅＭｎ）4 であり、Ｆｅの一部
をＭｎが置換した構造を有する。Furthermore the Al alloy according to the present invention has the formula Al a Fe b RE c Mn represented by those in d are encompassed, a, b, c, d is 85 ≦ a ≦ respectively atomic% 9
5, 2 ≦ b ≦ 8, 1 ≦ c ≦ 6, and 0.5 ≦ d ≦ 6. In this case, the intermetallic compound that contributes to the strengthening of the Al alloy is Al 8 RE (FeMn) 4 , which has a structure in which part of Fe is replaced by Mn.

【００１１】〔実施例１〕ＲＥとしてＤｙを選択し、Ａ
ｌ92Ｆｅ5 Ｄｙ3 （数値は原子％）の組成を有する溶湯
を高周波溶解炉により調製し、次いでその溶湯を用いて
単ロール法の適用下、幅２mm、厚さ約２０μｍのリボン
状Ａｌ合金素材を製造した。単ロール法の条件は、Ｃｕ
製ロールの直径 ２５０mm、ロール回転数 ４０００rp
m 、石英ノズルの噴射口の直径 ０．５mm、石英ノズル
とロールとのギャップ ０．３mm、溶湯噴射圧 ０．４
kgｆ／cm2 、雰囲気 −４０cmＨｇＡｒである。[Embodiment 1] Dy is selected as RE and A
A molten alloy having a composition of 92 Fe 5 Dy 3 (numerical value is atomic%) was prepared by a high-frequency melting furnace, and then the molten aluminum was used to apply a single roll method to form a ribbon-shaped Al alloy having a width of 2 mm and a thickness of about 20 μm. Manufactured material. The conditions for the single roll method are Cu
Roll diameter 250mm, roll speed 4000rp
m, diameter of quartz nozzle injection port 0.5 mm, gap between quartz nozzle and roll 0.3 mm, molten metal injection pressure 0.4
kgf / cm 2 , atmosphere -40 cmHgAr.

【００１２】図１はＡｌ合金素材のＸ線回折図であり、
また図２はＡｌ合金素材の示差熱量分析図（ＤＳＣ）で
ある。図１，図２から、Ａｌ合金素材は非晶質相および
結晶質相よりなる混相組織を備えていることが判る。な
お、非晶質相の結晶化温度Ｔｘは６２４．２Ｋである。FIG. 1 is an X-ray diffraction diagram of an Al alloy material,
FIG. 2 is a differential calorimetric analysis diagram (DSC) of the Al alloy material. From FIGS. 1 and 2, it can be seen that the Al alloy material has a mixed phase structure composed of an amorphous phase and a crystalline phase. The crystallization temperature Tx of the amorphous phase is 624.2K.

【００１３】リボン状Ａｌ合金素材を切断して、長さ約
５０mmの薄片状Ａｌ合金素材を複数製作し、それらＡｌ
合金素材に熱処理を施して各種Ａｌ合金を得た。The ribbon-shaped Al alloy material is cut to produce a plurality of flaky Al alloy materials having a length of about 50 mm.
The alloy material was heat-treated to obtain various Al alloys.

【００１４】図３は熱処理法を示し、その熱処理法は、
約２９８Ｋより５９０Ｋまで昇温速度約１５Ｋ／分にて
昇温する１次昇温過程Ｐ1 、５９０ＫにてＡ分間保持す
る１次恒温保持過程Ｐ2 、５９０Ｋから７２３Ｋまで昇
温速度約９Ｋ／分にて昇温する２次昇温過程Ｐ3 、７２
３Ｋにて１時間保持する２次恒温保持過程Ｐ4 、７２３
Ｋから急冷する急冷過程Ｐ5 を順次経て行われ、１次恒
温保持過程における時間、即ちＡを変化させた。FIG. 3 shows a heat treatment method.
Primary temperature increasing process P 1 for increasing temperature from about 298K to 590K at a temperature increasing rate of about 15K / min, primary constant temperature maintaining process P 2 for holding for A minute at 590K, temperature increase rate of about 9K / for 590K to 723K Secondary temperature raising process P 3 , 72
Secondary constant temperature holding process P 4 , 723 for 1 hour at 3K
A rapid cooling process P 5 of rapid cooling from K was sequentially performed, and the time in the primary isothermal holding process, that is, A was changed.

【００１５】表１は、各種Ａｌ合金（１）〜（６）に関
する１次恒温保持過程Ｐ2 の時間Ａ、その過程Ｐ2 を終
了したときの金属組織、つまり中間金属組織、急冷過程
Ｐ5を終了したときの金属組織、つまり最終金属組織を
それぞれ示す。これらの組織観察には、主としてＸ線回
折が用いられ、一部透過型電子顕微鏡および蛍光Ｘ線分
析が用いられた。表１において、ａｍｏは非晶質相を、
ｆｃｃはＡｌ結晶を、ＩＭＣは金属間化合物をそれぞれ
意味し、また「○」印は未同定ＡｌＦｅ等が存在するこ
とを示す。Table 1 shows the time A of the primary isothermal holding process P 2 for various Al alloys (1) to (6), the metal structure at the end of the process P 2 , that is, the intermediate metal structure, and the quenching process P 5 The respective metallographic structures at the end of, that is, the final metallographic structures are shown. X-ray diffraction was mainly used for these tissue observations, and a partial transmission electron microscope and fluorescent X-ray analysis were used. In Table 1, amo represents an amorphous phase,
fcc means an Al crystal, IMC means an intermetallic compound, and a mark “◯” indicates that unidentified AlFe and the like are present.

【００１６】[0016]

【表１】 表１から次のような事実が判る。時間Ａを１０分間、３
０分間に設定されて中間金属組織がａｍｏ＋ｆｃｃであ
ったＡｌ合金（１），（２）においては最終金属組織中
にＡｌ8 ＤｙＦｅ4 が存在していない。また時間Ａを６
０分間、９０分間に設定されて中間金属組織がｆｃｃ＋
ＩＭＣであったＡｌ合金（３），（４）においては最終
金属組織中に未同定ＡｌＦｅ、Ａｌ3 ＤｙおよびＡｌ8
ＤｙＦｅ4 が観察された。さらに時間Ａを１２０分間、
１５０分間に設定されて中間金属組織がｆｃｃ＋ＩＭＣ
であったＡｌ合金（５），（６）においては最終金属組
織中にＡｌ3 ＤｙおよびＡｌ8 ＤｙＦｅ4 が観察され
た。これらの事実は、最終金属組織の構成は中間金属組
織の構成によって変化する、ということを示している。[Table 1] The following facts can be seen from Table 1. Time A for 10 minutes, 3
In Al alloys (1) and (2) set to 0 minutes and the intermediate metallographic structure was amo + fcc, Al 8 DyFe 4 was not present in the final metallographic structure. Also, time A is 6
It is set to 0 minutes and 90 minutes, and the intermediate metal structure is fcc +
In the Al alloys (3) and (4) that were IMC, unidentified AlFe, Al 3 Dy and Al 8 were contained in the final metallographic structure.
DyFe 4 was observed. Furthermore, time A is 120 minutes,
It is set for 150 minutes and the intermediate metal structure is fcc + IMC.
In the Al alloys (5) and (6) which were No. 3 , Al 3 Dy and Al 8 DyFe 4 were observed in the final metal structure. These facts indicate that the composition of the final metallographic structure changes depending on the composition of the intermediate metallographic structure.

【００１７】図４は、時間Ａとビッカース硬さＨｖとの
関係を示し、図中の符号（１）〜（６）はＡｌ合金
（１）〜（６）にそれぞれ該当する。FIG. 4 shows the relationship between the time A and the Vickers hardness Hv. The symbols (1) to (6) in the figure correspond to Al alloys (1) to (6), respectively.

【００１８】図４から、時間Ａが長くなるほど、硬さが
上昇することが判る。この現象は、各Ａｌ合金（１）〜
（６）の金属組織の大きさにはそれ程差がないことか
ら、ＩＭＣの違いおよびその存在量に起因する。It can be seen from FIG. 4 that the hardness increases as the time A increases. This phenomenon is caused by each Al alloy (1)-
Since the size of the metal structure of (6) does not differ so much, it is caused by the difference in IMC and the amount thereof.

【００１９】そこで、各Ａｌ合金（１）〜（６）におけ
るＡｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率ＶｆおよびＡｌ3 Ｄｙの
体積分率Ｖｆ1 を走査型電子顕微鏡写真（一部は透過型
電子顕微鏡写真および蛍光Ｘ線分析写真）から求めたと
ころ表２の結果が得られた。Therefore, the volume fraction Vf of Al 8 DyFe 4 and the volume fraction Vf 1 of Al 3 Dy in each of the Al alloys (1) to (6) are shown by scanning electron micrographs (partly by transmission electron micrographs). And the results of X-ray fluorescence analysis), the results shown in Table 2 were obtained.

【００２０】[0020]

【表２】 表２から、Ａｌ3 Ｄｙの体積分率Ｖｆ1 が減少すると、
Ａｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖｆが増加することが判
る。[Table 2] From Table 2, when the volume fraction Vf 1 of Al 3 Dy decreases,
It can be seen that the volume fraction Vf of Al 8 DyFe 4 increases.

【００２１】図５は、Ａｌ合金（１），（３）〜（６）
におけるＡｌ3 Ｄｙの体積分率Ｖｆ 1 とビッカース硬さ
Ｈｖとの関係を示し、また図６はＡｌ合金（１），
（３）〜（６）におけるＡｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖ
ｆとビッカース硬さＨｖとの関係を示す。図５，図６に
おける符号（１），（３）〜（６）はＡｌ合金（１），
（３）〜（６）にそれぞれ該当する。図５，図６から、
Ａｌ3 Ｄｙの体積分率Ｖｆ1 が減少し、またＡｌ8 Ｄｙ
Ｆｅ4 の体積分率Ｖｆが増加することによってＡｌ合金
のビッカース硬さが上昇することが判る。この場合、Ａ
ｌ8 ＤｙＦｅ4 の粒径は１００〜３００ｎｍであった。FIG. 5 shows Al alloys (1), (3) to (6).
At Al3Volume fraction Vf of Dy 1And Vickers hardness
FIG. 6 shows the relationship with Hv, and FIG. 6 shows Al alloy (1),
Al in (3) to (6)8DyFeFourVolume fraction V
The relationship between f and Vickers hardness Hv is shown. 5 and 6
Reference symbols (1), (3) to (6) are Al alloys (1),
It corresponds to each of (3) to (6). From FIG. 5 and FIG.
Al3Volume fraction Vf of Dy1Decrease, and Al8Dy
FeFourAl alloy by increasing the volume fraction Vf of
It can be seen that the Vickers hardness of is increased. In this case, A
l8DyFeFourHad a particle size of 100 to 300 nm.

【００２２】図７はＡｌ合金（６）の金属組織を示す走
査型電子顕微鏡写真（７２，０００倍）であり、図８は
図７の写図である。図７，図８において、Ａｌ3 Ｄｙは
１９個であり、他はＡｌ8 ＤｙＦｅ4 である。両図面よ
り、ＡｌマトリックスＭにＡｌ8 ＤｙＦｅ4 が分散して
いることが判る。FIG. 7 is a scanning electron microscope photograph (72,000 times) showing the metal structure of the Al alloy (6), and FIG. 8 is a diagram of FIG. In FIGS. 7 and 8, the number of Al 3 Dy is 19, and the others are Al 8 DyFe 4 . From both drawings, it can be seen that Al 8 DyFe 4 is dispersed in the Al matrix M.

【００２３】次に、前記Ａｌ合金と同一系の各種Ａｌ合
金（７）〜（１５）を前記と同一方法により製造した。Next, various Al alloys (7) to (15) of the same system as the Al alloy were manufactured by the same method as described above.

【００２４】表３は、各種Ａｌ合金（７）〜（１５）の
組成および１次恒温保持過程Ｐ2 における時間Ａを示
す。Table 3 shows the compositions of various Al alloys (7) to (15) and the time A in the primary isothermal holding process P 2 .

【００２５】[0025]

【表３】 図９は、Ａｌ合金（７）〜（１５）におけるＡｌ3 Ｄｙ
の体積分率Ｖｆ1 とビッカース硬さＨｖとの関係を示
し、また図１０は、Ａｌ合金（７）〜（１５）における
Ａｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖｆとビッカース硬さＨｖ
との関係を示す。図９，図１０における符号（７）〜
（１５）はＡｌ合金（７）〜（１５）にそれぞれ該当す
る。[Table 3] FIG. 9 shows Al 3 Dy in Al alloys (7) to (15).
Shows the relationship between the volume fraction Vf 1 of the Al alloy and the Vickers hardness Hv, and FIG. 10 shows the volume fraction Vf of the Al 8 DyFe 4 and the Vickers hardness Hv of the Al alloys (7) to (15).
Shows the relationship with. Reference numerals (7) to FIG. 9 and FIG.
(15) corresponds to Al alloys (7) to (15), respectively.

【００２６】図９，図１０から、Ａｌ合金の組成を変え
ても、Ａｌ3 Ｄｙの体積分率Ｖｆ1が減少し、またＡｌ
8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖｆが増加することによってＡ
ｌ合金のビッカース硬さＨｖが上昇することが確認され
た。9 and 10, even if the composition of the Al alloy is changed, the volume fraction Vf 1 of Al 3 Dy decreases, and
By increasing the volume fraction Vf of 8 DyFe 4 , A
It was confirmed that the Vickers hardness Hv of the 1-alloy increased.

【００２７】さらに、ＲＥの種類を変えた各種Ａｌ合金
（１６）〜（２５）を前記と同一方法により製造した。Further, various Al alloys (16) to (25) having different types of RE were manufactured by the same method as described above.

【００２８】表４は、各種Ａｌ合金（１６）〜（２５）
の組成、１次恒温保持過程Ｐ2 における時間Ａおよび金
属間化合物Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 を示す。Table 4 shows various Al alloys (16) to (25).
The composition, the time A in the first isothermal holding process P 2 and the intermetallic compound Al 8 REFe 4 are shown.

【００２９】[0029]

【表４】 図１１は各種Ａｌ合金（１６）〜（２５）および前記Ａ
ｌ合金（１）〜（１５）におけるＡｌ8 ＲＥＦｅ4 の体
積分率Ｖｆとビッカース硬さＨｖとの関係を示す。図１
１における符号（１）〜（２５）はＡｌ合金（１）〜
（２５）にそれぞれ該当する。[Table 4] FIG. 11 shows various Al alloys (16) to (25) and the above A.
1 shows the relationship between the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4 and the Vickers hardness Hv in the 1 alloys (1) to (15). Figure 1
Symbols (1) to (25) in 1 are Al alloys (1) to
They correspond to (25), respectively.

【００３０】図１１から明らかなように、各種Ａｌ合金
において、Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率ＶｆがＶｆ≧１
３％にてビッカース硬さＨｖの上昇率が高くなる。した
がって、Ａｌ合金の高強度化を図るために必要なＡｌ8
ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆの下限値はＶｆ＝１３％に設
定される。As is apparent from FIG. 11, in various Al alloys, the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4 is Vf ≧ 1.
At 3%, the increase rate of Vickers hardness Hv becomes high. Therefore, Al 8 necessary for increasing the strength of the Al alloy
The lower limit value of the volume fraction Vf of REFe 4 is set to Vf = 13%.

【００３１】次に、各種Ａｌ合金（１）〜（２５）の靱
性を調べるため、それら合金の破断ひずみεｆを測定し
た。Next, in order to examine the toughness of the various Al alloys (1) to (25), the breaking strain εf of these alloys was measured.

【００３２】図１２は各種Ａｌ合金（１）〜（２５）に
おけるＡｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆと破断ひずみε
ｆとの関係を示す。図１２における符号（１）〜（２
５）はＡｌ合金（１）〜（２５）にそれぞれ該当する。FIG. 12 shows the volume fraction Vf and fracture strain ε of Al 8 REFe 4 in various Al alloys (1) to (25).
The relationship with f is shown. Reference numerals (1) to (2 in FIG. 12
5) corresponds to Al alloys (1) to (25), respectively.

【００３３】図１２から明らかなように、Ａｌ8 ＲＥＦ
ｅ4 の体積分率ＶｆがＶｆ＞３８％になると、破断ひず
みεｆがεｆ≦０．０１となってＡｌ合金の高靱性化を
達成することができなくなる。したがって、Ａｌ8 ＲＥ
Ｆｅ4 の体積分率Ｖｆの上限値はＶｆ＝３８％に設定さ
れる。As is clear from FIG. 12, Al 8 REF
When the volume fraction Vf of e 4 becomes Vf> 38%, the fracture strain εf becomes εf ≦ 0.01, and it becomes impossible to achieve high toughness of the Al alloy. Therefore, Al 8 RE
The upper limit value of the volume fraction Vf of Fe 4 is set to Vf = 38%.

【００３４】次に、Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の粒径について述
べる。Next, the grain size of Al 8 REFe 4 will be described.

【００３５】前記と同様の組成、Ａｌ92Ｆｅ5 Ｄｙ
3 （数値は原子％）を有する複数の薄片状Ａｌ合金素材
に、１次恒温保持過程Ｐ1 における時間ＡをＡ＝１２０
分間に、また温度を前記同様に５９０Ｋにそれぞれ設定
して中間体を得、２次恒温保持過程Ｐ4 における温度を
７２３〜８２３Ｋに、また時間を１〜３０時間に設定し
てＡｌ8 ＤｙＦｅ4 の粒径を異にする各種Ａｌ合金（２
６）〜（３０）を製造した。他の過程Ｐ1 ，Ｐ3 ，Ｐ5
の条件は図３の場合と同じに設定された。Composition similar to the above, Al 92 Fe 5 Dy
For a plurality of flaky Al alloy materials having 3 (numerical value is atomic%), the time A in the primary isothermal holding process P 1 is A = 120
In the same manner as above, the temperature is set to 590 K to obtain an intermediate, and the temperature in the second isothermal holding process P 4 is set to 723 to 823 K and the time is set to 1 to 30 hours, and Al 8 DyFe 4 is set. Of various Al alloys (2
6) to (30) were produced. Other processes P 1 , P 3 , P 5
The conditions were set to be the same as in FIG.

【００３６】表５は、各種Ａｌ合金（２６）〜（３０）
におけるＡｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖｆを示す。Table 5 shows various Al alloys (26) to (30).
3 shows the volume fraction Vf of Al 8 DyFe 4 in.

【００３７】[0037]

【表５】 図１３は各種Ａｌ合金（２６）〜（３０）におけるＡｌ
8 ＤｙＦｅ4 の粒径とビッカース硬さＨｖとの関係を示
す。図１３における符号（２６）〜（３０）はＡｌ合金
（２６）〜（３０）にそれぞれ該当する。図１３から明
らかなように、Ａｌ8 ＤｙＦｅ4 の粒径を１．０μｍ以
下に設定することによってＡｌ合金のビッカース硬さＨ
ｖを上昇させてＡｌ合金の高強度化を図ることができ
る。[Table 5] FIG. 13 shows Al in various Al alloys (26) to (30).
The relationship between the particle size of 8 DyFe 4 and the Vickers hardness Hv is shown. Reference numerals (26) to (30) in FIG. 13 correspond to Al alloys (26) to (30), respectively. As is clear from FIG. 13, the Vickers hardness H of the Al alloy is set by setting the grain size of Al 8 DyFe 4 to 1.0 μm or less.
By increasing v, the strength of the Al alloy can be increased.

【００３８】〔実施例２〕Ａｌ92Ｆｅ5 Ｄｙ3 （数値は
原子％）の組成において、Ｆｅの全部または一部をＭｎ
で置換した組成を有する各種溶湯を高周波溶解炉により
調製し、次いでそれら溶湯を用いて実施例１と同一条件
で単ロール法を行うことにより各種Ａｌ合金素材を製造
した。Example 2 In a composition of Al 92 Fe 5 Dy 3 (numerical value is atomic%), all or part of Fe is Mn.
Various molten alloys having the composition replaced by 1. were prepared in a high frequency melting furnace, and then various molten Al alloy materials were manufactured by performing a single roll method under the same conditions as in Example 1 using the molten metals.

【００３９】表６は各種Ａｌ合金素材（３１）〜（３
５）の組成を示す。Table 6 shows various Al alloy materials (31) to (3).
The composition of 5) is shown.

【００４０】[0040]

【表６】 Ｘ線回折および示差熱量分析（ＤＳＣ）の結果、Ａｌ合
金素材（３１）〜（３４）は非晶質相および結晶質相よ
りなる混相組織を備えていたが、Ａｌ合金素材（３５）
はその組成に起因して結晶質単相組織であった。またＡ
ｌ合金素材（３１）〜（３４）はリボン状に形成されて
靱性を示したが、Ａｌ合金素材（３５）はリボン状に形
成されてはいたが非常に脆いものであった。[Table 6] As a result of X-ray diffraction and differential calorimetry (DSC), the Al alloy materials (31) to (34) had a mixed phase structure composed of an amorphous phase and a crystalline phase, but the Al alloy material (35).
Was a crystalline single-phase structure due to its composition. Also A
The 1-alloy materials (31) to (34) were formed in a ribbon shape and exhibited toughness, whereas the Al alloy material (35) was formed in a ribbon shape, but was extremely brittle.

【００４１】次いで、Ａｌ合金素材（３５）を除いて、
他のＡｌ合金素材（３１）〜（３４）に熱処理を施して
各種Ａｌ合金（３１）〜（３４）（便宜上、Ａｌ合金素
材に対応するＡｌ合金には同一符号を用いた）を製造し
た。熱処理条件は、１次恒温保持過程Ｐ2 の時間ＡをＡ
＝１２０分間に設定した以外は図３の場合と同じであ。Next, except for the Al alloy material (35),
The other Al alloy materials (31) to (34) were heat-treated to produce various Al alloys (31) to (34) (for convenience, the same reference numerals were used for the Al alloys corresponding to the Al alloy materials). The heat treatment condition is that the time A of the first constant temperature holding process P 2 is A
= 120 minutes is the same as the case of FIG. 3 except setting.

【００４２】Ａｌ合金（３１）〜（３４）における金属
間化合物はＡｌ3 ＤｙとＡｌ8 Ｄｙ（ＦｅＭｎ）4 であ
り、またＡｌ8 Ｄｙ（ＦｅＭｎ）4 の体積分率Ｖｆ3 は
表７の通りである。The intermetallic compounds in the Al alloys (31) to (34) are Al 3 Dy and Al 8 Dy (FeMn) 4 , and the volume fraction Vf 3 of Al 8 Dy (FeMn) 4 is as shown in Table 7. Is.

【００４３】[0043]

【表７】 表７から、各Ａｌ合金（３１）〜（３４）におけるＡｌ
8 Ｄｙ（ＦｅＭｎ）4の体積分率Ｖｆ3 は１３％≦Ｖｆ
3 ≦３８％の範囲内にあることが判る。[Table 7] From Table 7, Al in each Al alloy (31) to (34)
The volume fraction Vf 3 of 8 Dy (FeMn) 4 is 13% ≦ Vf
It can be seen that it is within the range of 3 ≦ 38%.

【００４４】図１４は、各種Ａｌ合金（３１）〜（３
４）におけるＭｎ添加量とビッカース硬さＨｖとの関係
を示す。図１４における符号（３１）〜（３４）はＡｌ
合金（３１）〜（３４）にそれぞれ該当する。また符号
（５）は前記Ａｌ合金（５）に該当する。FIG. 14 shows various Al alloys (31) to (3).
4 shows the relationship between the Mn addition amount and Vickers hardness Hv in 4). Reference numerals (31) to (34) in FIG. 14 are Al.
They correspond to alloys (31) to (34), respectively. Reference numeral (5) corresponds to the Al alloy (5).

【００４５】図１４から明らかなように、Ａｌ8 ＤｙＦ
ｅ4 におけるＦｅの一部をＭｎで置換したＡｌ合金（３
１）〜（３４）は、Ｍｎを含有しないＡｌ合金（５）に
比べてビッカース硬さＨｖ、したがって強度が向上して
いることが判る。これは、Ｍｎの添加により結晶粒界に
おける変形抵抗が大きくなったことに起因する、と考え
られる。As is clear from FIG. 14, Al 8 DyF
Al alloy in which a part of Fe in e 4 is replaced by Mn (3
It can be seen that 1) to (34) have improved Vickers hardness Hv, and thus strength, as compared with Al alloy (5) containing no Mn. It is considered that this is because the addition of Mn increased the deformation resistance at the grain boundaries.

【００４６】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、前記のようにＡｌマト
リックスに特定の金属間化合物を特定量分散させること
によって、高強度で、且つ高靱性なＡｌ合金を提供する
ことができる。According to the present invention, by dispersing a specific amount of a specific intermetallic compound in the Al matrix as described above, it is possible to provide an Al alloy having high strength and high toughness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】Ａｌ合金素材のＸ線回折図である。FIG. 1 is an X-ray diffraction diagram of an Al alloy material.

【図２】Ａｌ合金素材の示差熱量分析図である。FIG. 2 is a differential calorimetric analysis diagram of an Al alloy material.

【図３】熱処理における時間と温度との関係を示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between time and temperature in heat treatment.

【図４】時間Ａとビッカース硬さＨｖとの関係を示すグ
ラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between time A and Vickers hardness Hv.

【図５】Ａｌ3 Ｄｙの体積分率Ｖｆ1 とビッカース硬さ
Ｈｖとの関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf 1 of Al 3 Dy and Vickers hardness Hv.

【図６】Ａｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖｆとビッカース
硬さＨｖとの関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf of Al 8 DyFe 4 and the Vickers hardness Hv.

【図７】Ａｌ合金の金属組織を示す顕微鏡写真である。FIG. 7 is a micrograph showing a metal structure of an Al alloy.

【図８】図７の写図である。FIG. 8 is a diagram of FIG. 7.

【図９】Ａｌ3 Ｄｙの体積分率Ｖｆ1 とビッカース硬さ
Ｈｖとの関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf 1 of Al 3 Dy and Vickers hardness Hv.

【図１０】Ａｌ8 ＤｙＦｅ4 の体積分率Ｖｆとビッカー
ス硬さＨｖとの関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf of Al 8 DyFe 4 and Vickers hardness Hv.

【図１１】Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆとビッカー
ス硬さＨｖとの関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4 and the Vickers hardness Hv.

【図１２】Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆと破断ひず
みεｆとの関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4 and the breaking strain εf.

【図１３】Ａｌ8 ＤｙＦｅ4 の粒径とビッカース硬さＨ
ｖとの関係を示すグラフである。FIG. 13: Particle size of Al 8 DyFe 4 and Vickers hardness H
It is a graph which shows the relationship with v.

【図１４】Ｍｎ含有量とビッカース硬さＨｖとの関係を
示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between Mn content and Vickers hardness Hv.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成５年７月１５日[Submission date] July 15, 1993

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００４１[Correction target item name] 0041

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００４１】次いで、Ａｌ合金素材（３５）を除いて、
他のＡｌ合金素材（３１）〜（３４）に熱処理を施して
各種Ａｌ合金（３１）〜（３４）（便宜上、Ａｌ合金素
材に対応するＡｌ合金には同一符号を用いた）を製造し
た。熱処理条件は、１次恒温保持過程Ｐ2 の時間ＡをＡ
＝１２０分間に設定した以外は図３の場合と同じであ
る。Next, except for the Al alloy material (35),
The other Al alloy materials (31) to (34) were heat-treated to produce various Al alloys (31) to (34) (for convenience, the same reference numerals were used for the Al alloys corresponding to the Al alloy materials). The heat treatment condition is that the time A of the first constant temperature holding process P 2 is A
= 120 minutes, the same as in the case of FIG.
It

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 Ａｌマトリックスと、そのＡｌマトリッ
クスに分散する粒径１．０μｍ以下の金属間化合物Ａｌ
8 ＲＥＦｅ4 （ただし、ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙから選択される少なくとも一
種）とを有し、Ａｌ8 ＲＥＦｅ4 の体積分率Ｖｆが１３
％≦Ｖｆ≦３８％であることを特徴とする高強度Ａｌ合
金。1. An Al matrix and an intermetallic compound Al having a particle size of 1.0 μm or less dispersed in the Al matrix.
8 REFe 4 (However, RE is Y, La, Ce, Pr,
At least one selected from Nd, Sm, Gd, and Dy), and the volume fraction Vf of Al 8 REFe 4 is 13
A high-strength Al alloy, wherein% ≦ Vf ≦ 38%. 【請求項２】 Ａｌマトリックスと、そのＡｌマトリッ
クスに分散する粒径１．０μｍ以下の金属間化合物Ａｌ
8 ＲＥ（ＦｅＭｎ）4 （ただし、ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙから選択される少な
くとも一種）とを有し、Ａｌ8 ＲＥ（ＦｅＭｎ）4 の体
積分率Ｖｆ3 が１３％≦Ｖｆ3 ≦３８％であることを特
徴とする高強度Ａｌ合金。2. An Al matrix and an intermetallic compound Al having a particle size of 1.0 μm or less dispersed in the Al matrix.
8 RE (FeMn) 4 (However, RE is Y, La, C
e, Pr, Nd, Sm, Gd, and Dy), and the volume fraction Vf 3 of Al 8 RE (FeMn) 4 is 13% ≦ Vf 3 ≦ 38%. High-strength Al alloy.
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