JPS6310222B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6310222B2 JPS6310222B2 JP59172439A JP17243984A JPS6310222B2 JP S6310222 B2 JPS6310222 B2 JP S6310222B2 JP 59172439 A JP59172439 A JP 59172439A JP 17243984 A JP17243984 A JP 17243984A JP S6310222 B2 JPS6310222 B2 JP S6310222B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- rapidly solidified
- aluminum alloy
- molded
- present
- 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.)
- Expired
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、アルミニウム合金をアトマイズ法、
ロール法などの急冷凝固法によつて急冷し、凝固
させることによつて得るアルミニウム合金の急冷
凝固材（粉末、フレーク、リボン状の形態）か
ら、押出、圧延、鍛造、焼結、高温静水圧プレス
など常法の高温圧縮加工により、所要の形状に成
形してなる成形材に関するものである。 従来の技術 自動車エンジンのコネクテイングロツド、ガス
タービンのインペラー又はフアンブレード、ある
いは超音速航空機体などの材料においては、100
〜400℃での高温強度が必要とされる。 これらの材料をアルミニウム合金にすれば、軽
量化に伴なう多大な利点が得られる。しかし、従
来のアルミニウム合金は150℃を越えると、強度
が大幅に減少するので、上記の用途に用いること
ができなかつた。 しかるところ、近年に至つて上記用途に適する
耐熱アルミニウム合金成形材として、急冷凝固法
によつて得た合金粉末から高温圧縮加工して成形
された、Al−Fe系合金すなわちAl−8Fe−4Ce、
Al−8Fe−2Co、Al−8Fe−2Moなどの成形材が
提供されている。 発明が解決しようとする問題点 前記Al−8Fe−4Ce合金の急冷凝固材から得た
成形材にあつては、Ceが高価であるため、Ce添
加が製品コストの上昇につながること、また前記
のAl−8Fe−2Co及びAl−8Fe−2Mo合金の同様
な成形材にあつては、それらの高温強度が必ずし
も十分でないことなどの欠点をそれぞれ有してい
る。 本発明の目的とするところは、前記のAl−8Fe
−4Ce、Al−8Fe−2Co又はAl−8Fe−2Moなど
のアルミニウム合金の急冷凝固材から常法の高温
圧縮加工によつて得る成形材が有している前記の
欠点を解消した、すなわち高価なCeを添加する
ことなしに、優れた高温強度が得られる新規組成
のアルミニウム合金の急冷凝固材からなる成形材
を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明は、下記のとおりの特定組成をもつアル
ミニウム合金の急冷凝固材の成形体であつて、金
属間化合物の平均粒径が0.1〜1μｍである高温強
度に優れたアルミニウム合金成形材である。 Fe：４〜15％ Mo：0.5〜８％ Zr：0.3〜８％ Ti：0.5〜８％ Cr：0.5〜８％ Mn：0.5〜８％ いずれか１種又は２種以上 Al：実質的に残部 作 用 本発明において急冷凝固材として用いる前記合
金各成分の合金内における作用をそれら含有量と
関連させて述べる。 Fe：急冷凝固時に微細な金属間化合物となつて、
マトリツクス中に分散して、その分散強化作用
により成形材の室温及び高温における強度を高
める。この作用は含有量が４％より少ない場合
には十分でなく、他方含有量が15％を越えると
作用の度合は飽和状態にあるばかりでなく、成
形材の延性が低下する。 Mo：Feを含む金属間化合物をより微細に分散さ
せ、また高温においても該化合物を安定化させ
ることにより成形材においてその高温強度を高
める。この作用は含有量が0.5％より少ない場
合には十分でなく、他方含有量を８％より多く
しても作用の度合は飽和しており、コストの上
昇になる。 Zr：Feを含む金属間化合物の分散を助けて分散
強化作用を向上させる。この作用は比較的低温
側（室温〜150℃）において著しい。この作用
は含有量が0.3％より少ない場合十分でなく、
他方含有量を８％より多くしても作用の度合は
飽和しており、コストの上昇になる。 Ti、Cr、Mn：以上のように、Fe、Mo及びZrを
含むアルミニウム合金に対して、Ti、Cr、Mn
を単独又は２種以上複合して添加する。これら
成分はFeを含む金属間化合物の分散を助け、
分散強化作用を一層向上させ、成形材の強度を
より大にする。これは高温（200℃以上）にお
いて著しい。この作用は含有量が共に0.5％よ
り少ないと十分でなく、一方、共に含有量を８
％より多くしても作用の度合は飽和しており、
コスト上昇をもたらす。 本発明で用いている急冷凝固材はガスアトマイ
ズでつくられるものであるから、冷却速度は103
〜104℃／secと小さい、得られる粉末、フレー
ク、リボン状形態のものの組織はデンドライトセ
ル組織のもので、これを予備圧縮、高温真空脱ガ
ス、成形の常法により、得たものは、金属間化合
物の平均粒径が0.1〜1μｍのものとなる。 第１図は後述の実施例No.4の急冷凝固材の組
織を示す顕微鏡写真、第２図は同成形材の組織を
示す顕微鏡写真である。 次に、本発明の実施例について比較例と対比し
て述べる。 実施例 表１に掲げるNo.1〜No.13の合金を溶解し、こ
れら溶湯をArガス・アトマイズ法によつて急冷
し、凝固させて急冷凝固粉末を得た。この粉末を
冷間等方圧プレス（CIP）によつて64φ×100mm
の圧縮物（密度は真空度の70〜80％）とし、これ
をアルミニウム缶に封入して高温真空脱ガスを施
した。次いでこれをビレツトして400℃で、これ
を20mmφの棒に押出した。 別に、No.14の合金については、溶解後連続鋳
造により直径152.4mm（６インチ）のインゴツト
となし、これから44mmφの棒を押出した。次いで
この合金のみについては、T6処理（530℃×
24Hr→湯冷→200℃×20Hr）を施した。 以上のようにして得た各合金棒に対して室温及
び250℃（保持時間100Hr）において引張試験を
行なつた。その結果を表２に示す。 なお、表２の合金棒No.は表１の合金No.に対
応するものである。
ロール法などの急冷凝固法によつて急冷し、凝固
させることによつて得るアルミニウム合金の急冷
凝固材（粉末、フレーク、リボン状の形態）か
ら、押出、圧延、鍛造、焼結、高温静水圧プレス
など常法の高温圧縮加工により、所要の形状に成
形してなる成形材に関するものである。 従来の技術 自動車エンジンのコネクテイングロツド、ガス
タービンのインペラー又はフアンブレード、ある
いは超音速航空機体などの材料においては、100
〜400℃での高温強度が必要とされる。 これらの材料をアルミニウム合金にすれば、軽
量化に伴なう多大な利点が得られる。しかし、従
来のアルミニウム合金は150℃を越えると、強度
が大幅に減少するので、上記の用途に用いること
ができなかつた。 しかるところ、近年に至つて上記用途に適する
耐熱アルミニウム合金成形材として、急冷凝固法
によつて得た合金粉末から高温圧縮加工して成形
された、Al−Fe系合金すなわちAl−8Fe−4Ce、
Al−8Fe−2Co、Al−8Fe−2Moなどの成形材が
提供されている。 発明が解決しようとする問題点 前記Al−8Fe−4Ce合金の急冷凝固材から得た
成形材にあつては、Ceが高価であるため、Ce添
加が製品コストの上昇につながること、また前記
のAl−8Fe−2Co及びAl−8Fe−2Mo合金の同様
な成形材にあつては、それらの高温強度が必ずし
も十分でないことなどの欠点をそれぞれ有してい
る。 本発明の目的とするところは、前記のAl−8Fe
−4Ce、Al−8Fe−2Co又はAl−8Fe−2Moなど
のアルミニウム合金の急冷凝固材から常法の高温
圧縮加工によつて得る成形材が有している前記の
欠点を解消した、すなわち高価なCeを添加する
ことなしに、優れた高温強度が得られる新規組成
のアルミニウム合金の急冷凝固材からなる成形材
を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明は、下記のとおりの特定組成をもつアル
ミニウム合金の急冷凝固材の成形体であつて、金
属間化合物の平均粒径が0.1〜1μｍである高温強
度に優れたアルミニウム合金成形材である。 Fe：４〜15％ Mo：0.5〜８％ Zr：0.3〜８％ Ti：0.5〜８％ Cr：0.5〜８％ Mn：0.5〜８％ いずれか１種又は２種以上 Al：実質的に残部 作 用 本発明において急冷凝固材として用いる前記合
金各成分の合金内における作用をそれら含有量と
関連させて述べる。 Fe：急冷凝固時に微細な金属間化合物となつて、
マトリツクス中に分散して、その分散強化作用
により成形材の室温及び高温における強度を高
める。この作用は含有量が４％より少ない場合
には十分でなく、他方含有量が15％を越えると
作用の度合は飽和状態にあるばかりでなく、成
形材の延性が低下する。 Mo：Feを含む金属間化合物をより微細に分散さ
せ、また高温においても該化合物を安定化させ
ることにより成形材においてその高温強度を高
める。この作用は含有量が0.5％より少ない場
合には十分でなく、他方含有量を８％より多く
しても作用の度合は飽和しており、コストの上
昇になる。 Zr：Feを含む金属間化合物の分散を助けて分散
強化作用を向上させる。この作用は比較的低温
側（室温〜150℃）において著しい。この作用
は含有量が0.3％より少ない場合十分でなく、
他方含有量を８％より多くしても作用の度合は
飽和しており、コストの上昇になる。 Ti、Cr、Mn：以上のように、Fe、Mo及びZrを
含むアルミニウム合金に対して、Ti、Cr、Mn
を単独又は２種以上複合して添加する。これら
成分はFeを含む金属間化合物の分散を助け、
分散強化作用を一層向上させ、成形材の強度を
より大にする。これは高温（200℃以上）にお
いて著しい。この作用は含有量が共に0.5％よ
り少ないと十分でなく、一方、共に含有量を８
％より多くしても作用の度合は飽和しており、
コスト上昇をもたらす。 本発明で用いている急冷凝固材はガスアトマイ
ズでつくられるものであるから、冷却速度は103
〜104℃／secと小さい、得られる粉末、フレー
ク、リボン状形態のものの組織はデンドライトセ
ル組織のもので、これを予備圧縮、高温真空脱ガ
ス、成形の常法により、得たものは、金属間化合
物の平均粒径が0.1〜1μｍのものとなる。 第１図は後述の実施例No.4の急冷凝固材の組
織を示す顕微鏡写真、第２図は同成形材の組織を
示す顕微鏡写真である。 次に、本発明の実施例について比較例と対比し
て述べる。 実施例 表１に掲げるNo.1〜No.13の合金を溶解し、こ
れら溶湯をArガス・アトマイズ法によつて急冷
し、凝固させて急冷凝固粉末を得た。この粉末を
冷間等方圧プレス（CIP）によつて64φ×100mm
の圧縮物（密度は真空度の70〜80％）とし、これ
をアルミニウム缶に封入して高温真空脱ガスを施
した。次いでこれをビレツトして400℃で、これ
を20mmφの棒に押出した。 別に、No.14の合金については、溶解後連続鋳
造により直径152.4mm（６インチ）のインゴツト
となし、これから44mmφの棒を押出した。次いで
この合金のみについては、T6処理（530℃×
24Hr→湯冷→200℃×20Hr）を施した。 以上のようにして得た各合金棒に対して室温及
び250℃（保持時間100Hr）において引張試験を
行なつた。その結果を表２に示す。 なお、表２の合金棒No.は表１の合金No.に対
応するものである。
【表】
【表】
【表】
表２から明らかなように、本発明成形材に係る
合金棒No.1〜No.10の室温強度及び高温強度は、
比較例の合金棒のすべてより高く、特に、急冷凝
固法による合金の高温圧縮成形材用として従来よ
り知られている合金のNo.11〜No.13によるもの
の強度より高くなつている。 本発明において急冷凝固材として用いるアルミ
ニウム合金の真価は、急冷凝固法を適用するとき
に発揮される。急冷凝固法としては、ガス・アト
マイズ法、ロール法、スプラツトクウエンチ法な
どのいずれの方法によつても差し支えないが、通
常、100℃／ｓ以上の冷却速度が得られる方法を
用いるのが適当である。 発明の効果 (1) 従来の、Ce添加アルミニウム合金の急冷凝
固材を用いた高温用成形材に対して、本発明よ
り、急冷凝固材にCe無添加のアルミニウム合
金を用いることによつて、さらに室温強度及び
高温強度が高い当該成形材が低コストで製造で
きる。 (2) 本発明の、急冷凝固材からなる成形材は、従
来の、Al−8Fe−2Co又はAl−8Fe−2Moのア
ルミニウム合金の急冷凝固材からなる成形材よ
りも一層大きい室温強度および高温強度を有す
る。 (3) 本発明の、急冷凝固材からなる成形材は、従
来のインゴツト法による耐熱アルミニウム合金
材が使用できなかつた高温環境、特に150℃以
上にある環境での使用が可能であり、したがつ
てこの環境に使用される機材にアルミニウム合
金材を提供することによつて、機材の軽量化が
得られるので、本発明成形材は、技術的及び経
済的価値が大きい。
合金棒No.1〜No.10の室温強度及び高温強度は、
比較例の合金棒のすべてより高く、特に、急冷凝
固法による合金の高温圧縮成形材用として従来よ
り知られている合金のNo.11〜No.13によるもの
の強度より高くなつている。 本発明において急冷凝固材として用いるアルミ
ニウム合金の真価は、急冷凝固法を適用するとき
に発揮される。急冷凝固法としては、ガス・アト
マイズ法、ロール法、スプラツトクウエンチ法な
どのいずれの方法によつても差し支えないが、通
常、100℃／ｓ以上の冷却速度が得られる方法を
用いるのが適当である。 発明の効果 (1) 従来の、Ce添加アルミニウム合金の急冷凝
固材を用いた高温用成形材に対して、本発明よ
り、急冷凝固材にCe無添加のアルミニウム合
金を用いることによつて、さらに室温強度及び
高温強度が高い当該成形材が低コストで製造で
きる。 (2) 本発明の、急冷凝固材からなる成形材は、従
来の、Al−8Fe−2Co又はAl−8Fe−2Moのア
ルミニウム合金の急冷凝固材からなる成形材よ
りも一層大きい室温強度および高温強度を有す
る。 (3) 本発明の、急冷凝固材からなる成形材は、従
来のインゴツト法による耐熱アルミニウム合金
材が使用できなかつた高温環境、特に150℃以
上にある環境での使用が可能であり、したがつ
てこの環境に使用される機材にアルミニウム合
金材を提供することによつて、機材の軽量化が
得られるので、本発明成形材は、技術的及び経
済的価値が大きい。
第１図は本発明の実施例における急冷凝固材の
金属組織を示す顕微鏡写真、第２図は同じく成形
体の金属組織を示す顕微鏡を示す顕微鏡写真であ
る。
金属組織を示す顕微鏡写真、第２図は同じく成形
体の金属組織を示す顕微鏡を示す顕微鏡写真であ
る。
Claims (1)
- １ Fe：４〜15％、Mo：0.5〜８％及びZr：0.3
〜８％と、更にTi：0.5〜８％、Cr：0.5〜８％及
びMn：0.5〜８％の１種又は２種以上を含み、残
部は実質的にAlであるアルミニウム合金の急冷
凝固材の成形体であつて、金属間化合物の平均粒
径が0.1〜1μｍであることを特徴とする高温強度
に優れたアルミニウム合金成形材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17243984A JPS6152343A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 高温強度に優れたアルミニウム合金成形材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17243984A JPS6152343A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 高温強度に優れたアルミニウム合金成形材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6152343A JPS6152343A (ja) | 1986-03-15 |
| JPS6310222B2 true JPS6310222B2 (ja) | 1988-03-04 |
Family
ID=15942000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17243984A Granted JPS6152343A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 高温強度に優れたアルミニウム合金成形材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6152343A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247448A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-03-02 | Toyo Alum Kk | 耐熱アルミニウム粉末冶金合金及びその製造方法 |
| CA1330400C (en) | 1987-12-01 | 1994-06-28 | Seiichi Koike | Heat-resistant aluminum alloy sinter and process for production of the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60248860A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-12-09 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 高温で高い強度をもつアルミニウム−遷移金属合金 |
-
1984
- 1984-08-21 JP JP17243984A patent/JPS6152343A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60248860A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-12-09 | アライド・コ−ポレ−シヨン | 高温で高い強度をもつアルミニウム−遷移金属合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6152343A (ja) | 1986-03-15 |
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