JPH05345945A - アルミニウム合金 - Google Patents
アルミニウム合金Info
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- JPH05345945A JPH05345945A JP3016125A JP1612591A JPH05345945A JP H05345945 A JPH05345945 A JP H05345945A JP 3016125 A JP3016125 A JP 3016125A JP 1612591 A JP1612591 A JP 1612591A JP H05345945 A JPH05345945 A JP H05345945A
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- piston
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- aluminum
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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
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- 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
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
- C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/04—Forging of engine parts
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
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-
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- F05C2201/0466—Nickel
-
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- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0469—Other heavy metals
- F05C2201/0475—Copper or alloys thereof
-
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 内燃機関のピストンで使用するに適したアル
ミニウム合金の提供。 【構成】 少なくとも9.0重量%のSiと、3.0〜
7.0重量%のNiと、1.5〜6.0重量%のCu
と、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、Sr、Zn、
B及びCrから選ばれた元素の少なくとも1つと、残部
としてのアルミニウム及び不純物とからなる高温用アル
ミニウム合金。
ミニウム合金の提供。 【構成】 少なくとも9.0重量%のSiと、3.0〜
7.0重量%のNiと、1.5〜6.0重量%のCu
と、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、Sr、Zn、
B及びCrから選ばれた元素の少なくとも1つと、残部
としてのアルミニウム及び不純物とからなる高温用アル
ミニウム合金。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金に係
り、特にピストンあるいは他の内燃機関部品のような高
温度利用に適するアルミニウム合金に関するものであ
る。
り、特にピストンあるいは他の内燃機関部品のような高
温度利用に適するアルミニウム合金に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ピストンにアルミニウムを使用すること
について、幾つかの合金が提案されている。例えば、
J.E.ハナフィーは、1963年10月のモダン・キ
ャスティングズ誌における「アルミニウム−ケイ素合金
の高温硬さに及ぼすニッケルの影響」と題する論文中
で、亜共晶および過共晶合金を提案している。ハナフィ
ーは過共晶のもとで、重量%でNi4.70、Si1
0.2、Cu1.12、Mg1.16、Fe0.53、
Ti0.18、残部アルミニウムからなる合金を提案し
ている。ハナフィーは、より複雑な合金にニッケルを加
えることが安定な硬質粒子の量を増すことによって室温
及び高められた温度での硬さを改善することを期待でき
ると提案している。しかしながら、彼は、315.5℃
(600°F)まで加熱する際に、合金が硬さの初期急
速減少を受け、次にニッケル含有量に依存してその硬さ
を5時間までの間温度で維持したことに注目した。加え
て、カースカーほか(米国特許第4,681,736
号)は、本質的におよそ次のパーセンテージの材料から
なるアルミニウム合金を開示している。Si=14〜1
8、Fe=0.4〜2、Cu=4〜6、Mg=1以下、
Ni=4.5〜10、P=0.001〜0.1(回収さ
れた量)、残部が粒度調製剤、A1及び付随的な不純
物。
について、幾つかの合金が提案されている。例えば、
J.E.ハナフィーは、1963年10月のモダン・キ
ャスティングズ誌における「アルミニウム−ケイ素合金
の高温硬さに及ぼすニッケルの影響」と題する論文中
で、亜共晶および過共晶合金を提案している。ハナフィ
ーは過共晶のもとで、重量%でNi4.70、Si1
0.2、Cu1.12、Mg1.16、Fe0.53、
Ti0.18、残部アルミニウムからなる合金を提案し
ている。ハナフィーは、より複雑な合金にニッケルを加
えることが安定な硬質粒子の量を増すことによって室温
及び高められた温度での硬さを改善することを期待でき
ると提案している。しかしながら、彼は、315.5℃
(600°F)まで加熱する際に、合金が硬さの初期急
速減少を受け、次にニッケル含有量に依存してその硬さ
を5時間までの間温度で維持したことに注目した。加え
て、カースカーほか(米国特許第4,681,736
号)は、本質的におよそ次のパーセンテージの材料から
なるアルミニウム合金を開示している。Si=14〜1
8、Fe=0.4〜2、Cu=4〜6、Mg=1以下、
Ni=4.5〜10、P=0.001〜0.1(回収さ
れた量)、残部が粒度調製剤、A1及び付随的な不純
物。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】それ故、新しいアルミ
ニウム合金を提供することが、本発明の目的である。内
燃機関のピストンで使用するに適する新しいアルミニウ
ム合金を提供することが、本発明の別の目的である。内
燃機関のような高温度用に適する新しいアルミニウム合
金を提供することが、本発明の更に別の目的である。本
発明の更に別の目的は、鍛造ピストンに適する新しいア
ルミニウム合金を提供することである。更に、鋳造ピス
トンに適する新しいアルミニウム合金を提供すること
が、本発明の別の目的である。
ニウム合金を提供することが、本発明の目的である。内
燃機関のピストンで使用するに適する新しいアルミニウ
ム合金を提供することが、本発明の別の目的である。内
燃機関のような高温度用に適する新しいアルミニウム合
金を提供することが、本発明の更に別の目的である。本
発明の更に別の目的は、鍛造ピストンに適する新しいア
ルミニウム合金を提供することである。更に、鋳造ピス
トンに適する新しいアルミニウム合金を提供すること
が、本発明の別の目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のこの目的並びに
他の目的は、本明細書を読むこと及び特許請求の範囲を
検証することから明らかになろう。従って、高温度用と
して好適なアルミニウム合金は、少なくとも9.0重量
%のSiと、3.0〜7.0重量%のNiと、1.0〜
6.0重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、
Ti、Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも
1つの元素と、残部としてのアルミニウム及び不純物と
からなる
他の目的は、本明細書を読むこと及び特許請求の範囲を
検証することから明らかになろう。従って、高温度用と
して好適なアルミニウム合金は、少なくとも9.0重量
%のSiと、3.0〜7.0重量%のNiと、1.0〜
6.0重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、
Ti、Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも
1つの元素と、残部としてのアルミニウム及び不純物と
からなる
【0005】
【実施例】本発明合金は、少なくとも9.0重量%のS
iと、3.0〜7.0重量%のNiと、1.5〜6.0
重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、
Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1つの
元素と、残部としてのアルミニウム、付随的元素及び不
純物とを含むことができる。不純物は好ましくはそれぞ
れ約0.05重量%以下に制限され、不純物の化合物は
0.35重量%を超えるべきではない。
iと、3.0〜7.0重量%のNiと、1.5〜6.0
重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、
Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1つの
元素と、残部としてのアルミニウム、付随的元素及び不
純物とを含むことができる。不純物は好ましくはそれぞ
れ約0.05重量%以下に制限され、不純物の化合物は
0.35重量%を超えるべきではない。
【0006】本発明による好適な合金は9.0〜14.
0重量%(好ましくは9.0〜13.0重量%)のSi
と、3.0〜6.0重量%のNiと、1.5〜5.0重
量%(好ましくは3.0〜5.0重量%)のCuと、最
大0.8重量%(好ましくは0.5重量%)のMgと、
最大1.0重量%のMnと、最大0.3重量%のVとを
含むことができる。合金中にSc、Fe、Ti、Sr、
Zn、B及びCrの選択された添加がなされ得る。例え
ば、これらの元素は次のように添加されることができ
る。0.3重量%以下のSc、最大0.3重量%(好ま
しくは0.1重量%)のSr、0.2重量%以下のB及
びCr、最大0.6重量%のFe、最大0.25重量%
のTi、及び最大0.5重量%のZn。
0重量%(好ましくは9.0〜13.0重量%)のSi
と、3.0〜6.0重量%のNiと、1.5〜5.0重
量%(好ましくは3.0〜5.0重量%)のCuと、最
大0.8重量%(好ましくは0.5重量%)のMgと、
最大1.0重量%のMnと、最大0.3重量%のVとを
含むことができる。合金中にSc、Fe、Ti、Sr、
Zn、B及びCrの選択された添加がなされ得る。例え
ば、これらの元素は次のように添加されることができ
る。0.3重量%以下のSc、最大0.3重量%(好ま
しくは0.1重量%)のSr、0.2重量%以下のB及
びCr、最大0.6重量%のFe、最大0.25重量%
のTi、及び最大0.5重量%のZn。
【0007】典型的な合金は、10〜11重量%のSi
と、4〜6重量%のNiと、2〜5重量%のCuと、
0.1〜0.8重量%のMgと、0.05〜0.2重量
%のMnと、0.01〜0.1重量%のVと、随意的に
0.05〜0.1重量%のScと、0.05〜0.8重
量%のFeと、0.03〜0.12重量%のTiと、
0.005〜0.05重量%のSrと、0.05〜0.
2重量%のZnと、最大0.1重量%のBと、最大0.
20重量%のCrとを含むことができる。
と、4〜6重量%のNiと、2〜5重量%のCuと、
0.1〜0.8重量%のMgと、0.05〜0.2重量
%のMnと、0.01〜0.1重量%のVと、随意的に
0.05〜0.1重量%のScと、0.05〜0.8重
量%のFeと、0.03〜0.12重量%のTiと、
0.005〜0.05重量%のSrと、0.05〜0.
2重量%のZnと、最大0.1重量%のBと、最大0.
20重量%のCrとを含むことができる。
【0008】Mgは、Mgを含まない同様な組成物と比
較して高められた温度における高い強さに寄与する。N
iはアルミ化ニッケルの生成を導き、かつまた高温強度
に寄与する。準安定な形Al3Ni2が最初に生じ、34
3.3℃(650°F)及び371.1℃(700°
F)で1000時間後、安定なAl3Niが生じ始め
る。
較して高められた温度における高い強さに寄与する。N
iはアルミ化ニッケルの生成を導き、かつまた高温強度
に寄与する。準安定な形Al3Ni2が最初に生じ、34
3.3℃(650°F)及び371.1℃(700°
F)で1000時間後、安定なAl3Niが生じ始め
る。
【0009】Mn、V、Sc、B、Cr及びTiは粒度
調製剤として与えられる。Mn及びその他は、この特別
の合金で追加の粒度調製を行うために添加される。Sc
は、使用時に若干の粒度調製を行う作用を有するが、高
温において析出を提供する能力を有し、このため高温用
としての合金の強度に寄与する。即ち、Scは析出を生
じるために高温時効を必要とする。Srは、延性を増や
すため及びより良い特性を提供するためにSi粒子を改
良し且つ調製する。Zn及びMgは、低温適用時におけ
る強度を与える。しかしながら、Mgの量は、インゴッ
ト鋳造中の高温割れを回避するために、そして高温度に
おいてそれが特性に有害なより大きな粒子を生じる作用
を有する故に、比較的低く保たれるべきであることは重
要である。また、Feは制御され、かつインゴット鋳造
を促進するためのものである。Bは、典型的には、特に
合金がTi−B母合金を用いて製造された場合にTiと
共に存在する。
調製剤として与えられる。Mn及びその他は、この特別
の合金で追加の粒度調製を行うために添加される。Sc
は、使用時に若干の粒度調製を行う作用を有するが、高
温において析出を提供する能力を有し、このため高温用
としての合金の強度に寄与する。即ち、Scは析出を生
じるために高温時効を必要とする。Srは、延性を増や
すため及びより良い特性を提供するためにSi粒子を改
良し且つ調製する。Zn及びMgは、低温適用時におけ
る強度を与える。しかしながら、Mgの量は、インゴッ
ト鋳造中の高温割れを回避するために、そして高温度に
おいてそれが特性に有害なより大きな粒子を生じる作用
を有する故に、比較的低く保たれるべきであることは重
要である。また、Feは制御され、かつインゴット鋳造
を促進するためのものである。Bは、典型的には、特に
合金がTi−B母合金を用いて製造された場合にTiと
共に存在する。
【0010】Fe、Ni及びCuの存在はAl−Fe−
Ni−CuまたはAl−Fe−Niなる二次相を提供
し、それは極めて安定であり、かつまた高められた温度
での強度に寄与する。本発明の合金は、高温度において
鋳造された形で機能する能力によって注目される。しか
しながら、最良の特性は鍛造され且つ熱処理された状態
で得られる。1つの応用は、内燃機関、特に機関動作温
度が通常よりも高比出力機関のための鋳造又は鍛造ピス
トンである。合金の他の応用は、エンジン−ブロック、
シリンダヘッド、圧縮機本体及び高温度での運転が特定
された他の機器であることができる。合金は高温度ディ
ーゼル機関で特に良好な運転を与えることができる。
Ni−CuまたはAl−Fe−Niなる二次相を提供
し、それは極めて安定であり、かつまた高められた温度
での強度に寄与する。本発明の合金は、高温度において
鋳造された形で機能する能力によって注目される。しか
しながら、最良の特性は鍛造され且つ熱処理された状態
で得られる。1つの応用は、内燃機関、特に機関動作温
度が通常よりも高比出力機関のための鋳造又は鍛造ピス
トンである。合金の他の応用は、エンジン−ブロック、
シリンダヘッド、圧縮機本体及び高温度での運転が特定
された他の機器であることができる。合金は高温度ディ
ーゼル機関で特に良好な運転を与えることができる。
【0011】合金は、鋳造のままの状態(アズキャス
ト)及び加工され又は鍛造された状態から使用のために
熱処理されることができる。例えば、T5焼戻しが、ア
ズキャストの製品を204.4℃(400°F)〜26
0℃(500°F)の範囲で6〜12時間加熱すること
によって達成され、好適なT5焼戻しはアズキャストの
製品を218.3℃(425°F)〜246.1℃(4
75°F)で7〜10時間処理することによって達成さ
れる。室温におけるT5状態での硬さは、ほぼR B66
〜67であり、それはほぼ120BHNに相当する。
ト)及び加工され又は鍛造された状態から使用のために
熱処理されることができる。例えば、T5焼戻しが、ア
ズキャストの製品を204.4℃(400°F)〜26
0℃(500°F)の範囲で6〜12時間加熱すること
によって達成され、好適なT5焼戻しはアズキャストの
製品を218.3℃(425°F)〜246.1℃(4
75°F)で7〜10時間処理することによって達成さ
れる。室温におけるT5状態での硬さは、ほぼR B66
〜67であり、それはほぼ120BHNに相当する。
【0012】本発明合金は、鋳造用合金である以外に、
粉末冶金応用のための粉末の形での使用に適する。この
ため、本発明による合金は改善された高温度強度を与え
ると同時に摩耗抵抗及び満足し得る鋳造性及び加工性を
保持する利益を有することは理解されよう。更に、Sc
及びNiによる安定な分散強化が、改善された疲労抵抗
と強度を与える。本発明合金は、260℃(500°
F)〜315.5℃(600°F)の範囲の温度で改善
された強度を与える利点を有し、更に熱間亀裂を生ずる
ことなく、鍛造ピストンを得るために十分押出可能であ
り、かつ鍛造可能である。
粉末冶金応用のための粉末の形での使用に適する。この
ため、本発明による合金は改善された高温度強度を与え
ると同時に摩耗抵抗及び満足し得る鋳造性及び加工性を
保持する利益を有することは理解されよう。更に、Sc
及びNiによる安定な分散強化が、改善された疲労抵抗
と強度を与える。本発明合金は、260℃(500°
F)〜315.5℃(600°F)の範囲の温度で改善
された強度を与える利点を有し、更に熱間亀裂を生ずる
ことなく、鍛造ピストンを得るために十分押出可能であ
り、かつ鍛造可能である。
【0013】上述したように、制御された合金元素量を
有する合金を提供することと同様に、合金が最も望まし
い特性を提供するために特別の方法の段階に従って調製
されることは好ましい。このため、ここで説明される合
金は連続鋳造が好ましい当業界で現在採用されている技
術によって適当な加工された製品に二次加工するための
インゴット又はビレットとして提供得る。鋳造インゴッ
トは、その後の加工作業のために適する素材を提供する
ように予備的に加工され又は成形され得る。主加工作業
に先立って、合金素材は好ましくは均質化の作用を受
け、かつ好ましくは少なくとも1時間の間、約371.
1℃(700°F)〜537.7℃(1000°F)の
金属温度において、マグネシウム及び珪素又は他の可溶
性元素を溶解させ、且つ金属の内部組織を均質化する。
好適な時間は、前記均質化温度で2時間以上である。通
常、昇温及び均質化処理は24時間より長くなってはい
けないが、より長い時間は通常は有害ではない。均質化
温度において3〜12時間が極めて適当であることが判
明している。
有する合金を提供することと同様に、合金が最も望まし
い特性を提供するために特別の方法の段階に従って調製
されることは好ましい。このため、ここで説明される合
金は連続鋳造が好ましい当業界で現在採用されている技
術によって適当な加工された製品に二次加工するための
インゴット又はビレットとして提供得る。鋳造インゴッ
トは、その後の加工作業のために適する素材を提供する
ように予備的に加工され又は成形され得る。主加工作業
に先立って、合金素材は好ましくは均質化の作用を受
け、かつ好ましくは少なくとも1時間の間、約371.
1℃(700°F)〜537.7℃(1000°F)の
金属温度において、マグネシウム及び珪素又は他の可溶
性元素を溶解させ、且つ金属の内部組織を均質化する。
好適な時間は、前記均質化温度で2時間以上である。通
常、昇温及び均質化処理は24時間より長くなってはい
けないが、より長い時間は通常は有害ではない。均質化
温度において3〜12時間が極めて適当であることが判
明している。
【0014】均質化処理の後、金属は圧延又は押出され
ることができ、または別に加工作業の作用を受けること
ができ、最終製品への成形に適する平らな圧延製品また
は押出加工物または他の素材のような素材を作る。例え
ば、ピストンを鍛造するために適する押出加工物を作る
ために、ビレットは好ましくは約371.1℃(700
°F)〜510℃(950°F)の間の温度まで加熱さ
れ、押出加工はこの温度範囲で開始される。典型的な押
出速度は2.7〜3.6メートル/分(9〜12フィー
ト/分)であってよい。次に、押出加工物は切断材さ
れ、かつピストンに鍛造される。鍛造のために、押出加
工物は315.5℃(600°F)〜510℃(950
°F)まで、好ましくは398.8℃(750°F)〜
454.4℃(850°F)まで加熱され得る。その
後、鍛造製品は溶体化熱処理され、焼入れされ、かつ時
効処理される。溶体化熱処理は、482.2℃(900
°F)〜537.7℃(1000°F)の温度範囲で、
好ましくは510℃(950°F)〜535℃(995
°F)の温度範囲で行われ得る。その後、製品は急冷さ
れ、例えば水中焼入れされる。時効は、自然時効であっ
てよいが、好ましくは人工的時効であり、それは数段階
で行われることができ、または製品に65.5℃(15
0°F)〜287.7℃(550°F)、好ましくは1
48.8℃(300°F)〜204.4℃(400°
F)で少なくとも3時間、典型的には10〜30時間処
理することによって単一の段階で行われ得る。Scを含
む合金については、時効温度は260℃(500°F)
〜421.1℃(790°F)であることができ、典型
的には260℃(500°F)〜371.1℃(700
°F)である。製品は適当な寸法に機械加工され得る。
ることができ、または別に加工作業の作用を受けること
ができ、最終製品への成形に適する平らな圧延製品また
は押出加工物または他の素材のような素材を作る。例え
ば、ピストンを鍛造するために適する押出加工物を作る
ために、ビレットは好ましくは約371.1℃(700
°F)〜510℃(950°F)の間の温度まで加熱さ
れ、押出加工はこの温度範囲で開始される。典型的な押
出速度は2.7〜3.6メートル/分(9〜12フィー
ト/分)であってよい。次に、押出加工物は切断材さ
れ、かつピストンに鍛造される。鍛造のために、押出加
工物は315.5℃(600°F)〜510℃(950
°F)まで、好ましくは398.8℃(750°F)〜
454.4℃(850°F)まで加熱され得る。その
後、鍛造製品は溶体化熱処理され、焼入れされ、かつ時
効処理される。溶体化熱処理は、482.2℃(900
°F)〜537.7℃(1000°F)の温度範囲で、
好ましくは510℃(950°F)〜535℃(995
°F)の温度範囲で行われ得る。その後、製品は急冷さ
れ、例えば水中焼入れされる。時効は、自然時効であっ
てよいが、好ましくは人工的時効であり、それは数段階
で行われることができ、または製品に65.5℃(15
0°F)〜287.7℃(550°F)、好ましくは1
48.8℃(300°F)〜204.4℃(400°
F)で少なくとも3時間、典型的には10〜30時間処
理することによって単一の段階で行われ得る。Scを含
む合金については、時効温度は260℃(500°F)
〜421.1℃(790°F)であることができ、典型
的には260℃(500°F)〜371.1℃(700
°F)である。製品は適当な寸法に機械加工され得る。
【0015】重量パーセントで次の組成、即ちSi1
2.4、Fe0.41と、Cu1.9、Mn0.06
と、Mg0.02と、Ni3.8と、Cr0.13と、
Ti0.11および、Sr0.03とを有する合金が、
インゴットに鋳造された。インゴットは、若干の表面多
孔性を除去するために機械加工され、押出加工に先立っ
て約426.6℃(800°F)まで加熱された。イン
ゴットは約426.6℃(800°F)で開始して直径
105.6mm(4.16インチ)に押出された。押出
された合金はピストンに鍛造され、それは520℃(9
68°F)で溶体化熱処理され、T6焼戻しまで19
0.5℃(375°F)で10時間時効処理を受けた。
T6状態における本発明による合金のピストンの機械的
特性は、表1に示される。
2.4、Fe0.41と、Cu1.9、Mn0.06
と、Mg0.02と、Ni3.8と、Cr0.13と、
Ti0.11および、Sr0.03とを有する合金が、
インゴットに鋳造された。インゴットは、若干の表面多
孔性を除去するために機械加工され、押出加工に先立っ
て約426.6℃(800°F)まで加熱された。イン
ゴットは約426.6℃(800°F)で開始して直径
105.6mm(4.16インチ)に押出された。押出
された合金はピストンに鍛造され、それは520℃(9
68°F)で溶体化熱処理され、T6焼戻しまで19
0.5℃(375°F)で10時間時効処理を受けた。
T6状態における本発明による合金のピストンの機械的
特性は、表1に示される。
【0016】
【表1】 表1 315.5 ℃(600 °F)で 室温 (100時間暴露後) YS TS % E1(% RA) YS TS % E1(% RA) AA4032 45.8 52.2 4.8 (10) 5.9 7.4 34.3 (67.8) ピストン 合 金 20.6 39.0 6.0 (7.9) 6.5 8.4 27.0 (50.9)
【0017】また、ピストンのために使用されるT6状
態のAA4032の典型的な機械的特性が比較のために
示されている。本発明による合金は、315.5℃(6
00°F)において降伏強さ(YS)及び引張強さ(T
S)のかなりの向上を与えることができる。
態のAA4032の典型的な機械的特性が比較のために
示されている。本発明による合金は、315.5℃(6
00°F)において降伏強さ(YS)及び引張強さ(T
S)のかなりの向上を与えることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンソニー モラレス アメリカ合衆国 アイオワ州,ベッテンド ーフ,ハンター ロード 2570
Claims (47)
- 【請求項1】 少なくとも9.0重量%のSiと、3.
0〜7.0重量%のNiと、1.5〜6.0重量%のC
uと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、Sr、Z
n、B及びCrから選ばれた少なくとも1つの元素と、
残部としてのアルミニウム及び不純物とからなる高温度
用アルミニウム合金。 - 【請求項2】 Siが9.0〜14.0重量%の範囲内
である請求項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項3】 Siが9.0〜13.0重量%の範囲内
である請求項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項4】 Niが3.0〜6.0重量%の範囲内で
ある請求項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項5】 Cuが3.0〜5.0重量%の範囲内で
ある請求項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項6】 Mgが最大で0.8重量%である請求項
1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項7】 Mnが最大で1.0重量%である請求項
1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項8】 Vが最大で0.3重量%である請求項1
に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項9】 Scが最大で0.3重量%である請求項
1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項10】 Feが最大で0.6重量%である請求
項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項11】 Tiが最大で0.25重量%である請
求項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項12】 Srが最大で0.3重量%である請求
項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項13】 Srが最大で0.1重量%である請求
項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項14】 Znが最大で0.5重量%である請求
項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項15】 Bが最大で0.2重量%である請求項
1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項16】 Crが最大で0.20重量%である請
求項1に記載されたアルミニウム合金。 - 【請求項17】 少なくとも9.0〜13.0重量%の
Siと、3.0〜6.0重量%のNiと、3.0〜5.
0重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、T
i、Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1
つの元素と、残部としてのアルミニウム及び不純物とか
らなる高温度用アルミニウム合金。 - 【請求項18】 少なくとも9.0重量%のSiと、
3.0〜7.0重量%のNiと、1.5〜6.0重量%
のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、Sr、
Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1つの元素
と、残部としてのアルミニウム及び不純物とからなるア
ルミニウム合金で形成されたピストン。 - 【請求項19】 Siが9.0〜13.0重量%の範囲
内である請求項18に記載されたピストン。 - 【請求項20】 Niが3.0〜6.0重量%の範囲内
である請求項18に記載されたピストン。 - 【請求項21】 Cuが3.0〜5.0重量%の範囲内
である請求項18に記載されたピストン。 - 【請求項22】 Mgが最大で0.8重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項23】 Mnが最大で1.0重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項24】 Vが最大で0.3重量%である請求項
18に記載されたピストン。 - 【請求項25】 Scが最大で0.3重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項26】 Feが最大で0.6重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項27】 Tiが最大で0.25重量%である請
求項18に記載されたピストン。 - 【請求項28】 Srが最大で0.3重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項29】 Srが最大で0.1重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項30】 Znが最大で0.5重量%である請求
項18に記載されたピストン。 - 【請求項31】 Bが最大で0.2重量%である請求項
18に記載されたピストン。 - 【請求項32】 Crが最大で0.20重量%である請
求項18に記載されたピストン。 - 【請求項33】 少なくとも9.0〜13.0重量%の
Siと、3.0〜6.0重量%のNiと、3.0〜5.
0重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、T
i、Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1
つの元素と、残部としてのアルミニウム及び不純物とか
らなるアルミニウム合金で形成されたピストン。 - 【請求項34】 少なくとも9.0重量%のSiと、
3.0〜7.0重量%Niと、1.5〜6.0重量%の
Cuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、Sr、Z
n、B及びCrから選ばれた少なくとも1つの元素と、
残部としてのアルミニウム及び不純物とからなるアルミ
ニウム合金で形成されたピストンを有する内燃機関。 - 【請求項35】 Siが9.0〜14.0重量%の範囲
内である請求項34に記載された内燃機関。 - 【請求項36】 Siが9.0〜13.0重量%の範囲
内である請求項34に記載された内燃機関。 - 【請求項37】 Niが3.0〜6.0重量%の範囲内
である請求項34に記載された内燃機関。 - 【請求項38】 Cuが3.0〜5.0重量%の範囲内
である請求項34に記載された内燃機関。 - 【請求項39】 少なくとも9.0〜13.0重量%の
Siと、3.0〜6.0重量%のNiと、3.0〜5.
0重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、T
i、Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1
つの元素と、残部としてのアルミニウム及び不純物とか
らなるアルミニウム合金で形成されたピストンを有する
内燃機関。 - 【請求項40】 ピストンが鍛造品である請求項18に
記載されたピストン。 - 【請求項41】 ピストンが鋳造品である請求項18に
記載されたピストン。 - 【請求項42】 高温度用として好適なアルミニウム合
金製品であって、少なくとも9.0重量%のSiと、
3.0〜7.0重量%のNiと、1.5〜5.0重量%
のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、Ti、Sr、
Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1つの元素
と、残部としてのアルミニウム及び不純物とからなるア
ルミニウム合金で形成された製品。 - 【請求項43】 高温度用として好適なアルミニウム合
金製品であって、少なくとも9.0〜11.0重量%の
Siと、3.0〜6.0重量%のNiと、1.5〜5.
0重量%のCuと、Mg、Mn、V、Sc、Fe、T
i、Sr、Zn、B及びCrから選ばれた少なくとも1
つの元素と、残部としてのアルミニウム及び不純物とか
らなるアルミニウム合金で形成された製品。 - 【請求項44】 製品が鍛造品である請求項42に記載
されたアルミニウム合金で形成された製品。 - 【請求項45】 製品が鋳造品である請求項42に記載
されたアルミニウム合金で形成された製品。 - 【請求項46】 製品が鍛造品である請求項43に記載
されたアルミニウム合金で形成された製品。 - 【請求項47】 製品が鋳造品である請求項43に記載
されたアルミニウム合金で形成された製品。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/309,112 US4975243A (en) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | Aluminum alloy suitable for pistons |
JP3016125A JPH05345945A (ja) | 1989-02-13 | 1991-02-07 | アルミニウム合金 |
DE4103934A DE4103934A1 (de) | 1989-02-13 | 1991-02-08 | Fuer kolben geeignete aluminiumlegierung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/309,112 US4975243A (en) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | Aluminum alloy suitable for pistons |
JP3016125A JPH05345945A (ja) | 1989-02-13 | 1991-02-07 | アルミニウム合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05345945A true JPH05345945A (ja) | 1993-12-27 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3016125A Pending JPH05345945A (ja) | 1989-02-13 | 1991-02-07 | アルミニウム合金 |
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---|---|
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JP (1) | JPH05345945A (ja) |
DE (1) | DE4103934A1 (ja) |
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- 1989-02-13 US US07/309,112 patent/US4975243A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1991-02-07 JP JP3016125A patent/JPH05345945A/ja active Pending
- 1991-02-08 DE DE4103934A patent/DE4103934A1/de not_active Withdrawn
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