铝合金结构构件及其制造方法、和铝合金板技术

提供一种以6000系铝合金板作为成形原材的使抗压特性提高的结构构件及其制造方法。即使将经由常规方法制造的、特定组成的6000系铝合金板作为原材使用，通过对其以冷加工很高地施加应变，从而提高人工时效处理后的结构构件表面的由X射线衍射测量的平均位错密度，也可使强度提高，并使由VDA弯曲试验评价的汽车的碰撞时的抗压特性提高。

Aluminum alloy structural member, manufacturing method thereof, and aluminum alloy plate

A structural member of a 6000 series aluminum alloy plate used as a forming material to improve the compressive property and a manufacturing method thereof are provided. Even if the 6000 line Aluminum Alloy in specific composition manufactured by conventional methods, as raw material, through the cold processing of high strain, the surface of structural elements so as to improve the artificial aging treatment after the average dislocation density of X ray diffraction measurements, also increases the strength, and the compressive properties of impact by the VDA evaluation of automobile bending test was improved.

【技术实现步骤摘要】
铝合金结构构件及其制造方法、和铝合金板
本专利技术涉及以6000系铝合金板(轧制板)为成形原材的结构构件，涉及抗压特性(缓冲性)优异的铝合金结构构件及其制造方法，和铝合金板。
技术介绍
近年来，从地球环境等方面考虑，汽车车体的轻量化的社会的要求日益高涨。为了应对这样的要求，汽车车体之中，在面板(引擎罩、车门、车顶等的外面板、内面板)、保险杠加强件(保险杠R/F)及车门防撞梁等的补强材等的部分，进行了铝合金材料的应用，以之取代至今所使用的钢板等的钢铁材料。为了使汽车车体进一步的轻量化，汽车构件之中特别有助于轻量化的侧梁等的部件、车架类和立柱等的汽车结构构件中，也需要扩大铝合金材的应用。但是，在这些汽车结构构件中，重要的是相比所述汽车面板材，还要赋予原材板进一步的高强度化，和关系到车体碰撞时的缓冲性和乘客的保护的抗压性(耐压性，抗压特性)作为新的特性。所述汽车结构构件之中的作为高强度的补强材，作为原材早已通用的是，对于JIS至AA7000系铝合金进行热挤压加工而制造的挤压型材。相对于此，车架、立柱等的大型的结构构件，优选以如下轧制板作为原材，即对于铸块进行均热处理后，通过热轧或进一步冷轧这样的常规方法制造的轧制板。但是，所述7000系铝合金作为轧制板，因其高合金而难以制作，至今为止未得到实用化。因此，作为由通常的轧制(常规方法)制造的轧制板用的合金，因为相比所述7000系为低合金，所以容易制作，作为Al－Mg－Si系铝合金的JIS至AA6000系铝合金受到注目。该6000系铝合金板早就作为汽车的大型车体面板(引擎罩、挡泥板、车门、车顶、行李箱盖等的外面板和内面板)被使用。因此，为了这些汽车的大型车体面板所要求的冲压成形性和BH性(烘烤硬化性)的兼备和提高，以前提出有许多成分组成和组织等的冶金方面的改善对策。但是，关于所述补强材等，虽然以前提出有6000系铝合金挤压型材，并得到实用化，但是铝合金轧制板没有什么针对汽车结构构件的提出例。例如，作为铝合金轧制板的组织，控制晶粒的尺寸和长宽比，使人工时效处理后的屈服强度为230MPa以上的、提高了抗压性的6000系铝合金板，由专利文献1等提出。另一方面，如众所周知的，以前用于使作为所述面板材的原材6000系铝合金板的成形性和强度特性提高的组成和组织的控制手段，从晶粒直径的控制，到包括集合组织的控制在内的原子的集合体(团簇)的控制被大量提出。在这些组织控制的手段之中，还提出有各种控制固溶Mg量和固溶Si量、或固溶Cu量，以及控制位错密度的手段。例如，在专利文献2中，作为所述面板材，以得到常温稳定性优异、室温时效的烘烤硬化性(BH性)等的材质的降低难以发生的6000系铝合金板为目的，提出使固溶Si量为0.55～0.80质量％，固溶Mg量为0.35～0.60质量％，并且，使固溶Si量/固溶Mg量为1.1～2。另外，在专利文献3中，作为所述面板材，提出使通过残渣萃取法测量的Cu固溶量为0.01～0.7％，还使平均晶粒直径在10～50μm的范围的BH性优异的温成形用6000系铝合金板。此外，在非专利文献1中，为了实现6000系铝合金板的更高强度化，提出预测使位错强化或晶粒微细化强化，与析出强化实现最佳组合的微观的组织参数(位错密度，晶粒直径)。而后还记述，在对于6000系铝合金板实施了冷轧或作为巨大应变加工法之一的HPT加工的试料中，调查位错密度，未加工材的位错密度为1011m-2左右，实施了轧制率30％(等效应变0.36)的冷轧材的位错密度为1014m-2左右。还有，该位错密度的测量，根据等厚干涉条纹法，通过使用了倍率10万倍的5个视野的TEM照片的交叉分析法进行。该非专利文献1中，对于现有的技术报告进行了验证，即，对于6000系铝合金板，进行用于位错强化或晶粒微细化强化的组织控制时，其后的人工时效中的时效硬化能大多被抑制，难以实现强化机理的并立。而后记述，在其试验结果中，随着人工时效时间的经过，未加工材、所述冷轧材中硬度增加，但从峰值硬度减去人工时效前的硬度的值，相对于未加工材的75HV来说，冷轧材反而变小为43HV，冷轧导致时效硬化能力降低。而后记述，在HPT材中，随着时效时间的经过，硬度单调递减，未确认到时效硬化举动。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2001－294965号公报【专利文献2】日本特开2008－174797号公报【专利文献3】日本特开2008－266684号公报【非专利文献】【非专利文献1】日本金属学会志第75卷，第5号(2011)283～290页，“具有高位错密度和超微细粒组织的Al-Mg-Si合金中所观察到的竞争析出现象的实验和计算科学的研究”增田哲也，光泽渉一，堀田善治，松田健二在本专利技术作为用途的所述汽车等的结构构件中，要求有进一步使之高强度化，和使之重新拥有车体碰撞时的缓冲性＝耐压性等的这种用途特有的特性。作为其一例，由于近年的汽车的碰撞安全标准的升级(严格化)，在欧洲等地，对于所述车架、立柱等的汽车结构构件，以德国汽车工业协会(VDA)标准化的“VDA238－100Platebendingtestformetallicmaterials(以后，称为VDA弯曲试验)”进行评价，要求其满足汽车在碰撞时的抗压特性(耐压性、缓冲性)。对于这样严格的安全标准，在以所述经由通常的轧制而制造的6000系铝合金板作为成形原材的汽车结构构件中，更高强度化之后的车体碰撞时的抗压特性不足。而且，关于满足以这样的6000系铝合金板作为原材的汽车结构构件的抗压特性的手段，根据所述非专利文献1的存在，至今有效的手段仍然不明，还有阐明的余地。
技术实现思路
鉴于这样的状况，本专利技术的目的在于，提供一种以6000系铝合金板作为成形原材的使抗压特性提高的结构构件、其制造方法、及铝合金板。为了达成这样目的，本专利技术的抗压特性优异的铝合金结构构件的要旨是，以质量％计含有Mg：0.30～1.5％、Si：0.50～1.5％，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金结构构件，该结构构件表面的通过X射线衍射测量出的位错密度平均为3.0×1014～8.0×1014m-2。另外，用于达成所述目的的、抗压特性优异的铝合金结构构件的制造方法的要旨在于，对于以质量％计分别含有Mg：0.30～1.5％、Si：0.50～1.5％，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金铸块，在均热处理后进行轧制而成为板，再对该板在固溶化和淬火处理后，通过冷加工，一边在5～20％的范围赋予应变，一边在成形为结构构件之后，进行人工时效处理，由此，使该人工时效处理后的结构构件表面的通过X射线衍射测量到的位错密度平均为3.0×1014～8.0×1014m-2。此外，为了达成所述目的的、抗压特性优异的铝合金板的要旨在于，是以质量％计，含有Mg：0.30～1.5％、Si：0.50～1.5％，余量由Al和不可避免的杂质构成的结构构件用铝合金板，模拟所述结构构件用途，对于该板进行以550℃的温度保持30秒的固溶化处理后，立即以30℃/s的平均冷却速度水冷至室温，紧接该冷却之后，立即进行以100℃保持5小时的预时效处理，其后由拉伸试验机赋予10％应变后，再实施210℃×30分钟的人工时效处理，作为这时的组织，该板表面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗压特性优异的铝合金结构构件，其特征在于，是以质量％计含有Mg：0.30～1.5％、Si：0.50～1.5％，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金结构构件，该结构构件表面的由X射线衍射测量的位错密度平均为3.0×10

【技术特征摘要】
2016.01.14 JP 2016-0055101.一种抗压特性优异的铝合金结构构件，其特征在于，是以质量％计含有Mg：0.30～1.5％、Si：0.50～1.5％，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金结构构件，该结构构件表面的由X射线衍射测量的位错密度平均为3.0×1014～8.0×1014m-2。2.根据权利要求1所述的抗压特性优异的铝合金结构构件，其中，所述铝合金结构构件以质量％计还含有Cu：0.05～1.0％，且由热酚残渣萃取法分离出的溶液中的固溶Cu量为0.05～1.0％。3.根据权利要求1或2所述的抗压特性优异的铝合金结构构件，其中，所述铝合金结构构件以质量％计还含有Mn：0.05～0.5％、Zr：0.02～0.20％、Cr：0.02～0.15％之中的一种或两种以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的抗压特性优异的铝合金结构构件，其中，所述铝合金结构构件以质量％计还含有Ag：0.01～0.2％、Sn：0.001～0.1％、Sc：0.02～0.1％之中的一种或两种以上。5.一种抗压特性优异的铝合金结构构件的制造方法，其特征在于，对于以质量％计分别含有Mg：0.30～1.5％、Si：0.50～1.5％，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金铸块，在均热处理后进行轧制而成为板，再对该板在固溶化和淬火处理之后，通过冷加工，一边在5～20％的范围赋予应变，一边在成形为结构构件后，通过人工时效处理，使该人工时效处理后的结构构件表面的由X射线衍射测量的位错密度平均为3.0×1014～8.0×1014m-2。6.根据权利要求5所述的抗压特性优异的铝合金结构构件的制造方法，其中，所述铝合金结构构件以质量％计还含有Cu：0.05～1.0％，且由热酚残渣萃取法分离出的溶液中的固溶Cu量为0.05～1.0％。7.根据权利要求5或6所述的抗压特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：有贺康博，松本克史，佐藤和史，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP