JPH0610087A - 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents

耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0610087A
JPH0610087A JP19476392A JP19476392A JPH0610087A JP H0610087 A JPH0610087 A JP H0610087A JP 19476392 A JP19476392 A JP 19476392A JP 19476392 A JP19476392 A JP 19476392A JP H0610087 A JPH0610087 A JP H0610087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum alloy
corrosion resistance
less
alloy
subjected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19476392A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehiko Eto
江藤武比古
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP19476392A priority Critical patent/JPH0610087A/ja
Publication of JPH0610087A publication Critical patent/JPH0610087A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合
金を提供する。 【構成】 Zn:3〜8%、Mg:1〜3%及びCu:1〜3
%以下を必須元素として含有し、更にMn:0.05〜1.
0%、Cr:0.05〜0.5%、Zr:0.05〜0.5%及
びTi:0.10%以下の中から選んだ1種又は2種以上
を含有し、残部Al及び不純物からなる組成で結晶粒径
が25μm以下のアルミニウム合金を芯材とし、Zn:0.
8〜1.3%を必須元素として含有し、残部Al及び不純
物からなる組成のアルミニウム合金の皮材をクラッド率
が片面で2〜4%にて合わせ板としたことを特徴とする
耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超塑性アルミニウム合金
及びその製造方法に関し、更に詳しくは、耐食性に優れ
た高強度超塑性アルミニウム合金合わせて板及びその製
造方法に関する。
【0002】本発明において、超塑性とは、適当な温度
と変形条件のもとで材料がくびれや破断なしに数100
%以上の大きい伸びを示す現象を云う。
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、微細結晶粒超塑性を起こさせるためには、結晶粒を
例えば25μm以下等に微細にすることが必要である。
本発明者らは、航空機に主として採用されている超々ジ
ュラルミン(7075アルミニウム合金)をもとに鋭意研
究を重ねた結果、特許第1,388,413号(特公昭6
1−57383号)『超塑性アルミニウム合金の製造方
法』に示す方法で、500%もの伸びを有する超塑性材
を開発し提案した。
【0004】しかし、この材料では、超塑性加工後、材
料は475℃で溶体化処理後、通常は最高強度約570
〜580N/mm2を得るためにT6時効されるが、耐食
性を付与するために過時効処理(T76或いはT73)を
行うと、強度は約500〜510N/mm2へと10〜1
5%低下してしまうという欠点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術における欠点を解消して、耐食性に優れた高強度微細
粒超塑性アルミニウム合金及びその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために新たな方策について鋭意研究を重ねた
結果、従来から、航空機用アルミニウム合金の耐食性向
上の一つとして行われていたクラッド材化の適用のもと
で高強度を維持し得ることを見い出し、ここに本発明を
完成したものである。
【0007】すなわち、本発明は、Zn:3〜8%、Mg:
1〜3%及びCu:1〜3%以下を必須元素として含有
し、更にMn:0.05〜1.0%、Cr:0.05〜0.5
%、Zr:0.05〜0.5%及びTi:0.10%以下の中
から選んだ1種又は2種以上を含有し、残部Al及び不
純物からなる組成で結晶粒径が25μm以下のアルミニ
ウム合金を芯材とし、Zn:0.8〜1.3%を必須元素と
して含有し、残部Al及び不純物からなる組成のアルミ
ニウム合金の皮材をクラッド率が片面で2〜4%にて合
わせ板としたことを特徴とする耐食性に優れた高強度超
塑性アルミニウム合金を要旨とするものである。
【0008】また、その製造方法は、Zn:3〜8%、M
g:1〜3%及びCu:1〜3%以下を必須元素として含有
し、更にMn:0.05〜1.0%、Cr:0.05〜0.5
%、Zr:0.05〜0.5%及びTi:0.10%以下の中
から選んだ1種又は2種以上を含有し、残部Al及び不
純物からなる組成のアルミニウム合金を400〜550
℃の温度で均質化熱処理し熱間圧延して芯材とし、Zn:
0.8〜1.3%を必須元素として含有し、残部Al及び
不純物からなる組成のアルミニウム合金を皮材として、
300〜500℃の温度における熱間合わせ圧延により
片面或いは両面のクラッド材とした後、350〜550
℃の温度において2段階の加熱保持焼鈍を行い、100
℃/hr以上の冷却速度で冷却した後、少なくとも50%
以上の冷間圧延を行った後、500℃/hr以上の速度で
400〜550℃の温度に加熱することを特徴とするも
のである。
【0009】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0010】
【作用】
【0011】先ず、本発明に係る超塑性アルミニウム合
金における芯材の成分組成の限定理由について説明す
る。
【0012】Zn:Znは強度を付与する元素であり、3
%未満では十分な強度を得ることができず、また、8%
を超える含有量では耐食性が損なわれる。よって、Zn
含有量は3〜8%とする。
【0013】Mg:Mgは強度を付与する元素であり、1
%未満では十分な強度を得ることができず、また、3%
を超える含有量では冷間圧延性が損なわれる。よって、
Mg含有量は1〜3%とする。
【0014】Cu:Cuは強度を付与する元素であり、1
%未満では十分な強度を得ることができず、また、3%
を超える含有量では冷間圧延性、延性が損なわれる。よ
って、Cu含有量は1〜3%とする。
【0015】また、これらの成分を必須元素として含有
するほか、以下のMn、Cr、Zr、Tiの1種又は2種以
上を適量にて添加させる必要がある。
【0016】Mn、Cr、Zr:Mn、Cr、Zrは、それぞ
れ0.05%未満では後述するような微細な結晶粒を得
ることができず、また、Mnが1.0%、Crが0.5%、
Zrが0.5%を超えて含有すると、鋳造時に巨大化合物
の生成を招き、十分な超塑性伸びが得られない。よっ
て、Mn含有量は0.05〜1.0%、Cr含有量は0.0
5〜0.5%、Zr含有量は0.05〜0.5%とする。
【0017】Ti:Tiは鋳塊を微細組織にするために通
常添加されるもので、0.10%を超えて添加すると、
鋳造時に巨大化合物の生成を招き、十分な超塑性伸びが
得られない。よって、Ti含有量は0.10%以下とす
る。
【0018】なお、不純物として含有され得るFe、Si
は、多く含有するとCu2FeAl7、Mg2Si等の不溶性の
金属間化合物(晶出物)の生成を招き、超塑性伸びの低下
を招くので、Fe:0.15%以下、Si:0.15%以下
に抑制するのが望ましい。
【0019】次に、本発明に係る超塑性アルミニウム合
金における皮材の成分組成の限定理由について説明す
る。
【0020】Zn:Znは、上記Al−Zn−Mg−Cu系の
芯材に対し、皮材が犠牲陽極作用を持つように、かつ、
芯材よりも電位が卑になるように添加される元素である
が、0.8%未満では十分な犠牲陽極作用を付与でき
ず、また1.3%を超える含有量では、皮材自体の耐食
性と芯材との電位差が小さくなり、犠牲陽極作用が小さ
くなる。よって、Zn含有量は0.8〜1.3%とする。
【0021】なお、不純物として含有され得るFe、Si
は、芯材の場合と同様、多く含有すると、Cu2FeA
l7、Mg2Si等の不溶性の金属間化合物(晶出物)の生成
を招き、超塑性伸びの低下を招くので、Fe:0.15%
以下、Si:0.15%以下に抑制するのが望ましい。
【0022】上記芯材及び皮材からなる超塑性アルミニ
ウム合金の製造方法について説明する。
【0023】先ず、芯材となるAl合金鋳塊を400〜
550℃に加熱し、鋳塊内部のミクロ偏析の均質化を行
い、熱間圧延により所定の板厚とし、芯材とする。熱間
圧延温度は300〜500℃が望ましい。
【0024】次いで、この芯材に対して上記組成の皮材
を片面或いは両面に重ねてから、望ましくは400〜5
50℃の温度に再加熱して、300〜500℃の温度に
おいて熱間合わせ圧延を行って所定の板厚まで加工す
る。これにより、芯材及び皮材は熱間ファイバー組織に
なるのと同時に、Mn、Cr、Zrの遷移元素の一部が部
分析出する。ここで、クラッド率は片面で2〜4%が好
ましい。2%未満では皮材の犠牲陽極作用が十分でな
く、良好な耐食性が得られず、また4%を超えると皮材
の強度は芯材よりも小さいので、材料全体の強度が小さ
くなるので好ましくない。
【0025】この熱間圧延後に、350〜550℃の温
度において2段階の加熱保持焼鈍を行う。具体的には、
この温度範囲で、高温にて第1回目の加熱保持を行った
後、次いで低温にて第2回目の加熱保持を行うのが好ま
しい。例えば、先ず450〜550℃の温度で0.5〜
10hrの第1回目の加熱保持を行い、続いて第2回目の
加熱保持温度まで冷却し、350〜450℃の温度で
0.5〜50hrの第2回目の加熱保持を行い、100℃
/hrの冷却速度で冷却する。いずれの加熱保持も温度が
高いほど時間は短時間でよい。
【0026】この加熱保持において、第1回目の加熱保
持により、溶質元素はその大部分が固溶され、続いて第
2回目の加熱保持により、Mn、Cr、Zrの遷移元素は
Alとの金属間化合物MnAl6、Cr2Mg3Al18、ZrAl3
等が析出する。また、Zn、Mg、CuとAlとの高温時効
析出物が形成され、冷間圧延時に生成される転位の密度
がより高くなるなり、より微細な結晶粒が生成されて超
塑性伸びの大きい材料が得られる。この2段階の加熱保
持焼鈍後の冷却速度が100℃/hr未満になると微細粒
が得られなくなる。
【0027】この後、50%以上の冷間圧延を行う。5
0%未満の冷間圧延では高い歪みエネルギーが蓄積され
ず、微細粒が得られない。
【0028】最後に、500℃/hr以上の加熱速度で4
00〜550℃の温度に加熱すると、所期の25μm以
下の微細粒材が得られる。昇温速度が500℃/hr未満
では、400℃以下の温度域では微細粒は得られない。
また550℃を超える温度では材料がバーニング(共晶
融解)を起こす恐れがあるので好ましくない。
【0029】一般に、超塑性変形応力σは、結晶粒径d
と以下のような関係で表わされる。すなわち、σ∝(1
/d2)〜(1/d3)である。したがって、結晶粒が微細
なことが強く要求され、本材料の例では芯材の結晶粒径
が25μm以下でないと、500%以上の伸びが期待で
きない。よって、芯材の結晶粒径は25μm以下に制御
する。
【0030】次ぎに本発明の実施例を示す。
【0031】
【実施例1】
【表1】 表1に示す成分組成のAl−Zn−Mg−Cu系合金の芯材
鋳塊(厚さ100mm)を480℃×12hrの均質化熱処理
した後、熱間圧延により板材にして芯材とした。次い
で、これにAl−1wt%Zn(7072合金)からなる皮材
を重ね、480℃に再加熱後、熱間合わせ圧延で所定の
クラッド材とした。クラッド率は航空機材の標準の3%
とした。次いで、表2に示す製造条件で最終板厚2.0m
mの合わせ板を製造した。
【表2】
【0032】これらの合わせ板の超塑性特性を表2に示
す。なお、高温変形は温度515℃、歪み速度2×10
-4/secにおいて行った。また、耐食性試験はASTM
規格のEXCO試験(剥離腐食試験)を行った。
【0033】表2より明らかなように、本発明例は、従
来の耐食性改善熱処理材T76以上の耐食性が得られ、
強度はT6材並みの高い強度が得られている。
【0034】
【実施例2】表1に示すNo.2組成(Al−5.7%Zn−
2.3%Mg−1.6%Cu−0.20Cr)の芯材鋳塊(厚さ
100mm)を480℃×12hrの均質化熱処理した後、
熱間圧延により板材として芯材とした。次いで、表3
【表3】 に示す組成のAl合金皮材(不純物等は芯材組成並み)を
重ね、480℃に再加熱後、熱間合わせ圧延で所定のク
ラッド材とした。クラッド率は航空機材の標準の3%と
した。次いで、表2に示す製造条件No.1のもとで最終
板厚2.0mmの合わせ板を製造した。
【0035】これらの合わせ板の超組成特性を表3に示
す。なお、高温変形は温度515℃、歪み速度2×10
-4/secにおいて行った。また、耐食性試験はASTM
規格のEXCO試験(剥離腐食試験)を行った。
【0036】表3より明らかなように、本発明例は、従
来の耐食性改善熱処理材T76以上の耐食性が得られて
いる。
【0037】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高い強度を持ちつつ、優れた耐食性を有する超塑性アル
ミニウム合金を提供できるので、複雑な形状の部品、数
の多い子部品をアッセンブリして作られる部品の製造を
一体成形で行うことができるという特徴を有し、航空機
産業等に好適である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、Zn:3〜8%、
    Mg:1〜3%及びCu:1〜3%以下を必須元素として含
    有し、更にMn:0.05〜1.0%、Cr:0.05〜0.5
    %、Zr:0.05〜0.5%及びTi:0.10%以下の中
    から選んだ1種又は2種以上を含有し、残部Al及び不
    純物からなる組成で結晶粒径が25μm以下のアルミニ
    ウム合金を芯材とし、Zn:0.8〜1.3%を必須元素と
    して含有し、残部Al及び不純物からなる組成のアルミ
    ニウム合金の皮材をクラッド率が片面で2〜4%にて合
    わせ板としたことを特徴とする耐食性に優れた高強度超
    塑性アルミニウム合金。
  2. 【請求項2】 Zn:3〜8%、Mg:1〜3%及びCu:1
    〜3%以下を必須元素として含有し、更にMn:0.05
    〜1.0%、Cr:0.05〜0.5%、Zr:0.05〜0.
    5%及びTi:0.10%以下の中から選んだ1種又は2
    種以上を含有し、残部Al及び不純物からなる組成のア
    ルミニウム合金を400〜550℃の温度で均質化熱処
    理し熱間圧延して芯材とし、Zn:0.8〜1.3%を必須
    元素として含有し、残部Al及び不純物からなる組成の
    アルミニウム合金を皮材として、300〜500℃の温
    度における熱間合わせ圧延により片面或いは両面のクラ
    ッド材とした後、350〜550℃の温度において2段
    階の加熱保持焼鈍を行い、100℃/hr以上の冷却速度
    で冷却した後、少なくとも50%以上の冷間圧延を行っ
    た後、500℃/hr以上の速度で400〜550℃の温
    度に加熱することを特徴とする耐食性に優れた高強度超
    塑性アルミニウム合金の製造方法。
JP19476392A 1992-06-29 1992-06-29 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法 Pending JPH0610087A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19476392A JPH0610087A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19476392A JPH0610087A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0610087A true JPH0610087A (ja) 1994-01-18

Family

ID=16329837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19476392A Pending JPH0610087A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0610087A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103243250A (zh) * 2013-05-29 2013-08-14 湖南鑫材合金有限公司 一种Al-Zn-Mg-Cu合金的配方、熔炼工艺及其应用
US10155553B2 (en) 2014-07-23 2018-12-18 Topy Kogyo Kabushiki Kaisha Crawler device
CN113751524A (zh) * 2021-08-19 2021-12-07 山东南山铝业股份有限公司 一种航空o态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺
CN113996655A (zh) * 2021-08-19 2022-02-01 山东南山铝业股份有限公司 一种t6态航空用7075铝合金包覆蒙皮薄板的制备方法
CN115821177A (zh) * 2022-11-29 2023-03-21 武汉大学 一种析出强化型铝合金强韧化的方法及其应用
CN116891965A (zh) * 2023-07-28 2023-10-17 东莞市东铝铝业有限公司 一种高空防坠落铝合金新材料及其制备方法、应用

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103243250A (zh) * 2013-05-29 2013-08-14 湖南鑫材合金有限公司 一种Al-Zn-Mg-Cu合金的配方、熔炼工艺及其应用
US10155553B2 (en) 2014-07-23 2018-12-18 Topy Kogyo Kabushiki Kaisha Crawler device
CN113751524A (zh) * 2021-08-19 2021-12-07 山东南山铝业股份有限公司 一种航空o态包覆7系铝合金蒙皮薄板的生产制备工艺
CN113996655A (zh) * 2021-08-19 2022-02-01 山东南山铝业股份有限公司 一种t6态航空用7075铝合金包覆蒙皮薄板的制备方法
CN115821177A (zh) * 2022-11-29 2023-03-21 武汉大学 一种析出强化型铝合金强韧化的方法及其应用
CN115821177B (zh) * 2022-11-29 2024-01-05 武汉大学 一种析出强化型铝合金强韧化的方法及其应用
CN116891965A (zh) * 2023-07-28 2023-10-17 东莞市东铝铝业有限公司 一种高空防坠落铝合金新材料及其制备方法、应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3194742B2 (ja) 改良リチウムアルミニウム合金系
US5759302A (en) Heat treatable Al alloys excellent in fracture touchness, fatigue characteristic and formability
US6056835A (en) Superplastic aluminum alloy and process for producing same
JP3222903B2 (ja) アルミニウム基合金薄板製品およびその製造方法
EP0961841B1 (en) Process for producing aluminium alloy sheet
EP0062469B1 (en) Method for producing fine-grained, high strength aluminum alloy material
CN112996935A (zh) 7xxx系列铝合金产品
EP0030070A1 (en) Method for producing aircraft stringer material
EP3676410B1 (en) High-strength, highly formable aluminum alloys and methods of making the same
US6918975B2 (en) Aluminum alloy extrusions having a substantially unrecrystallized structure
JP3022922B2 (ja) 冷間圧延特性を改良した板またはストリップ材の製造方法
JPH0995750A (ja) 耐熱性に優れたアルミニウム合金
US4410370A (en) Aircraft stringer material and method for producing the same
JPH076022B2 (ja) 光輝性デイスクホイ−ル用アルミニウム合金
JPH0610087A (ja) 耐食性に優れた高強度超塑性アルミニウム合金及びその製造方法
JPH05112840A (ja) プレス成形性に優れた焼付硬化性Al−Mg−Si系合金板及びその製造方法
JP3145904B2 (ja) 高速超塑性成形に優れたアルミニウム合金板およびその成形方法
JPS6339661B2 (ja)
JPH05247574A (ja) 鍛造用アルミニウム合金及びアルミニウム合金鍛造材の製造方法
JPH0713275B2 (ja) 高強度耐応力腐食割れ性アルミニウム基粉末冶金合金
JPH07116567B2 (ja) A1−Cu−Li−Zr系超塑性板の製造方法
KR102566987B1 (ko) 고강도 알루미늄-아연-마그네슘-구리 합금 후판 및 그 제조방법
JPH04160131A (ja) 強度かつ成形性に優れるAl―Mg―Si系合金板及びその製造方法
JPS6296643A (ja) 超塑性アルミニウム合金
JPS62170462A (ja) 超塑性アルミニウム合金材の製造方法