JPH027386B2

JPH027386B2 -

Info

Publication number: JPH027386B2
Application number: JP58032599A
Authority: JP
Inventors: Hideo Watanabe; Koichi Oohori; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1990-02-16
Also published as: GB2135694B; JPS59159961A; GB2135694A; US4645543A; GB8400619D0

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた超塑性特性を有するAl
合金に関するものである。一般に、超塑性合金とは、通常400〜600℃の範
囲内の限定された温度で、所定の加工速度にて高
温引張変形を施した場合に、少なくとも300％以
上の伸びを示す合金をいい、この超塑性合金によ
れば、プラスチツク成形の場合と同様に、例えば
板材を空気圧にてブロー成形することによつて、
形状が複雑なものや、大型のものを一体成形でき
ることから、近年建材パネルや航空機部品などの
製造に用いられている。現在、超塑性Al合金としては、各種の成分系
のものが見い出されているが、その１つに
JIS5083合金がある。このJIS5083合金は、Mg：4.0〜4.9％、Mn：
0.4〜1.0％、Cr：0.05〜0.25％を含有し、残りが
Alと不可避不純物からなる組成（以上重量％）
を有し、かつ耐食性およびアルマイト表面処理性
にすぐれ、さらに高強度を有する非熱処理構造用
Al合金であつて、超塑性特性の評価基準となる
高温伸びも初期ひずみ速度：1.1×10^-3／sec、変
形温度：540℃の条件で300％程度を示すものであ
る。このようにJIS5083合金は、すぐれた特性をも
つので、広い分野で利用されている。しかし、伸
びが300％程度の超塑性特性では、加工条件によ
り一層の苛酷さが要求される場合には十分これに
対処することができないのが現状である。そこで、本発明者等は、上記のJIS5083合金に
着目し、この超塑性Al合金のもつすぐれた特性
を損なうことなく、さらに一段と超塑性特性を向
上せしめるべく研究を行なつた結果、この
JIS5083合金に、Cuを0.12〜２％含有させると、
再結晶促進効果によつて結晶粒が微細化すると共
に、結晶粒界の移動およびすべりが促進されるよ
うになり、この結果一段とすぐれた超塑性特性を
示すようになるという知見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、重量％で、 Mg：3.5〜６％、を含有し、 Mn：0.1〜１％、 Cr：0.05〜0.35％、のうちの１種または２種を含有し、さらに、 Cu：0.12〜２％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成を有する超塑性Al合金に特徴を有するもので
ある。なお、この発明のAl合金においては、不可避
不純物として、Si、Fe、Zn、Ti、およびＢなど
を含有する場合があるが、その含有量が、それぞ
れSi：0.4％以下、Fe：0.4％以下、Zn：0.25％以
下、Ti：0.15％以下、およびＢ：0.05％以下であ
れば、合金特性が何ら損なわれるものではない。また、この発明のAl合金は、通常の溶解鋳造
法によりスラブとした後、450〜530℃の範囲内の
温度に１〜48時間保持の条件で均質化処理を施
し、ついで均質化処理後のスラブに、250〜530℃
の範囲内の温度で、30％以上の圧下率にて熱間圧
延を施して熱延板とし、引続いて40％以上の加工
率にて冷間加工を施して最終板厚を有する冷延板
に加工されるが、この場合、均質化処理に際して
は、処理温度までの昇温を10〜200℃／hrの徐昇
温とするのが望ましく、これによつて通常の昇温
速度による均質化処理に比して超塑性特性が向上
したものになるが、これはMn、およびCrの析出
がより均一にして微細になることに原因するもの
である。さらに、この発明のAl合金においては、超塑
性変形加工に際して、変形加工温度への加熱過
程、あるいは変形加工中に再結晶が起るので、冷
間圧延後に、超塑性特性付与のための再結晶処理
を必ずしも施す必要はない。つぎに、この発明のAl合金において、成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) Mg Mg成分には、再結晶促進効果によつて結晶
粒を微細化して超塑性特性を向上させると共
に、合金を強化し、さらにすぐれた耐食性を付
与する作用があるが、その含有量が3.5％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方６
％を越えて含有させると、熱間および冷間加工
性が劣化するようになることから、その含有量
を3.5〜６％と定めた。 (b) MnおよびCr これらの成分は、鋳造組織を微細化し、さら
に均質化処理あるいは熱間加工中に過飽和固溶
体である素地から均一微細に析出し、これによ
つて結晶粒の回復および再結晶化を抑制し、再
結晶粒を微細化する作用をもつが、その含有量
が、それぞれMn：0.1％未満、およびCr：0.05
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方それぞれMn：１％、およびCr：0.35％を
越えた含有になると、特に大型鋳塊の場合、こ
れらの成分の巨大金属間化合物が晶出し易くな
り、この結果超塑性特性が劣化するようになる
ことから、その含有量を、それぞれMn：0.1〜
１％、Cr：0.05〜0.35％と定めた。 (c) Cu Cu成分には、上記のように素地を強化する
ほか再結晶促進効果によつて結晶粒を微細化
し、結晶粒の移動およびすべりを促進して超塑
性特性を著しく向上させる作用および最適変形
加工温度を低温側にシフトさせる効果がある
が、その含有量が0.12％未満では所望のすぐれ
た超塑性特性を確保することができず、一方２
％を越えて含有させると、熱間加工および冷間
加工が困難になることから、その含有量を0.12
〜２％と定めた。つぎに、この発明のAl合金を実施例により具
体的に説明する。実施例通常の溶解鋳造法により、それぞれ第１表に示
される成分組成をもつた本発明Al合金１〜13お
よび比較Al合金１〜５を調製し、鋳造して鋳塊
となした後、100℃／hrの昇温速度で速度：500℃
に徐昇温し、この温度に４時間保持の条件で均質
化処理を行ない、ついでこの鋳塊に圧延開始温
度：480℃にて熱間圧延を施して板厚：８mmの熱
延板とし、引続いてこの熱延板に通常の条件で冷
間圧延を施して最終板厚：1.6mmの冷延板とし

【表】た。つぎに、この結果得られた本発明Al合金１〜
13および比較Al合金１〜５の冷延板について、
超塑性特性を評価する目的で、変形温度：530℃、
変形温度までの昇温時間：10分、初期ひずみ温
度：1.1×10^-3／secの条件で高温引張変形試験を
行ない、全伸びを測定した。この測定結果を第１
表に合せて示した。第１表に示される結果から、本発明Al合金１
〜13は、いずれも伸び：300％以上のすぐれた超
塑性特性を有し、特に従来のJIS5083合金に相当
する比較Al合金５と、Cuを含有する以外は比較
Al合金５とほぼ同等の成分組成を有する本発明
Al合金９、11〜13との比較から、合金成分とし
てCuを含有させることによつて超塑性特性が一
段と向上するようになることが明らかである。ま
た、比較Al合金１〜４に見られるように、構成
成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表に※
印を付したもの）がこの発明の範囲から外れる所
望のすぐれた超塑性特性を確保することができな
いことも明らかである。上述のように、この発明のAl合金は、従来超
塑性Al合金として知られているJIS5083合金に比
して一段とすぐれた超塑性特性を有するものであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mg：3.5〜６％、を含有し、 Mn：0.1〜１％、Cr：0.05〜0.35％、のうちの１種または２種、を含有し、さらに、 Cu：0.12〜２％、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする超塑
性Al合金。