高强度铝合金热锻材制造技术

在作为特定的组成的6000系铝合金热锻材的组织中，连取向差为2°以上这样小的晶粒都包含在内而进行微细化，并且将作为所述晶粒的平均取向差的KAM值也控制在特定的范围，从而由图1的试验方法评价的应力腐蚀裂纹性优异，并且得到高抗拉强度和高屈服强度，还有高拉伸率。

High strength aluminum alloy hot forging material

As in the specific composition of 6000 Aluminum Alloy hot forging organization, even more than 2 degrees of grain misorientation is so small and micro are included, and will serve as the average orientation of the grain difference of KAM value control in a specific range, and by the test method in Figure 1 the evaluation of stress corrosion cracking resistance, and high tensile strength and high yield strength and high tensile rate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度铝合金热锻材
本专利技术涉及高强度的铝合金热锻材。以下，将铝也仅称为Al。
技术介绍
近年来，针对废气等带来的地球环境问题，追求汽车等的运输机械的车体的轻量化带来的燃油效率的提高。为此，汽车等的运输机械的结构材料和结构零件，特别是作为上臂、下臂等的汽车底盘零件，使用AA至JIS的规格所说的6000系(Al－Mg－Si系)铝合金热锻材。作为这些结构材料和结构零件，6000系铝合金热锻材为高强度高韧性，耐腐蚀性也比较优异。以下，作为运输机械的结构材料和结构零件，以汽车底盘零件为例进行说明。为了使汽车进一步轻量化，在汽车底盘零件中，要求进一步薄壁化的基础上的高强度化和高韧性化。另外，从作为安全零件的可靠性出发，也要求对于晶界腐蚀和应力腐蚀裂纹等的高耐腐蚀性化。因为，一直以来，对于作为原材的6000系铝合金热锻材的组成和显微组织进行着各种改善。例如，为了使6000系铝合金鍛造材的晶粒微细化，众所周知的是添加Mn、Zr、Cr等具有晶粒微细化效果的过渡元素，和以450～570℃左右的较高温度进行热锻。另外还提出，为了得到高强度和高韧性，作为热锻用的原材，使用对铸块先进行热挤压加工的挤压材，使锻造材的组织的未再结晶区域微细化(参照专利文献1)。另一方面，虽然不是在热锻材的领域，但作为铝合金材的高强度化的冶金手法，提出有在对于6000系铝合金铸造材进行固溶处理后，反复进行150～250℃左右的温锻加工，其后实施人工时效处理(参照专利文献2、3)。另外，虽然也不是铝合金的领域，但在科森铜镍硅合金(Cu－Ni－Si系铜合金)的轧制板的领域，提出一种对于通过SEM－EBSD法测量出的作为晶粒的平均取向差的KAM值(KernelAverageMisorientation值)进行控制，从而强度各向异性小，特别是轧制直角方向的屈服强度高，且弯曲加工性的平衡优异的科森铜镍硅合金(参照专利文献4、5)。附带一提，该KAM值在钢板的领域等之中，也公知是作为确保高强度冷轧钢板(高强度钢)的强度与拉伸率和延伸凸缘性平衡的指标(参照专利文献6)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2011－225988号公报专利文献2：日本国特开2014－218685号公报专利文献3：日本国专利第5082483号公报专利文献4：日本国专利第5314663号公报专利文献5：日本国专利第5476149号公报专利文献6：日本国专利第4977184号公报如所述专利文献1这样，作为热锻用原材使用挤压材时，在与挤压方向平行的方向上虽然能够得到高屈服强度，但是存在强度各向异性高这样的问题。另外，所述现有的6000系铝合金热锻材的晶粒微细化技术中，为了达成更高的抗拉强度和更高屈服强度，还有改善的余地。所述专利文献2、3这样的对6000系铝合金铸造材反复进行温锻加工，其后实施人工时效处理，从而进行高强度化的手法，也是进行温度高达500℃等的热锻，高强度化的效果小，该手法对于6000系铝合金的热锻材的机械的特性的提高是否有效并不清楚。而后，所述作为晶粒的平均取向差的KAM值，即使对于所述专利文献3～6这样的铜合金板和钢板等的轧制板的机械特性的提高有效，而对于合金组成和特性、且制法也完全不同的6000系铝合金热锻材的机械特性的提高是否有效也不清楚。
技术实现思路
本专利技术着眼于这样的情况而做，其目的在于，提供一种以具有优异的耐腐蚀性为前提，具有高抗拉强度和高屈服强度，而且具有高拉伸率的6000系铝合金热锻材。为了达成这一目的，本专利技术的要旨，是一种以质量％计，分别含有Si：0.7～1.5％、Mg：0.6～1.2％、Fe：0.01～0.5％，并且还含有来自Mn：0.05～0.8％、Cr：0.01～0.5％、Zr：0.01～0.2％之中的一种或两种以上，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金热锻材，其中，作为由SEM－EBSD法测量的板厚中心部的组织，取向差为2°以上的晶粒的平均粒径为30μm以下，并且作为所述晶粒的平均取向差的KAM值为0.6～2.0°的范围。在本专利技术中，全新的发现是，使6000系铝合金热锻材的晶粒微细化，并且使所述晶粒的平均取向差定量化后的KAM值，与该锻造材的抗拉强度和屈服强度密切相关。该KAM值本身，如所述专利文献3～6所述，是由SEM－EBSD法测量的晶粒的平均取向差的量，作为晶粒的残余应变量的计算手法，在6000系铝合金热锻材以外的领域也公知。该KAM值能够通过如下方式恰当控制，即，不变更锻造材已经标准化的6000系铝合金组成，对于经热锻制造的锻造材，再反复实施从冷态至温态的区域的比较轻度的锻造和人工时效处理。本专利技术中，通过使所述取向差为2°以上的晶粒微细化，和控制所述KAM值，能够提供不使耐腐蚀性降低，而具有高抗拉强度和高屈服强度，而且具有高拉伸率的6000系铝合金热锻材。因此，6000系铝合金热锻材作为汽车底盘零件的安全零件的可靠性增加。附图说明图1A是表示实施例中使用的抗应力腐蚀开裂性评价用试验片的侧视图。图1B是表示实施例中使用的抗应力腐蚀开裂性评价用试验片的俯视图。具体实施方式以下，对于本专利技术的实施方式具体加以说明。(化学成分组成)首先，以下对于本专利技术锻造材、作为铸造材的原材的铸块的铝合金的化学成分组成进行说明。本专利技术的6000系(Al－Mg－Si系)铝合金的化学成分组成，作为所述底盘锻造零件等，需要保证高强度、抗应力腐蚀开裂性等的高耐腐蚀性以至耐久性。因此，在6000系铝合金组成范围之中，本专利技术的铝合金组成为，以质量％计，分别含有Si：0.7～1.5％、Mg：0.6～1.2％、Fe：0.01～0.5％，并且还含有Mn：0.05～0.8％、Cr：0.01～0.5％、Zr：0.01～0.2％之中的一种或两种以上，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金。另外，为了提高强度等的特性，所述铝合金中，以质量％计，也可以再含有Cu：0.05～1.0％、Ti：0.01～0.1％、Zn：0.005～0.2％中的一种或两种以上。还有，各元素量中的％显示全部是质量％的意思。在此，从熔化原料废料等必然混入的其他的杂质元素，也作为所述组成余量之中的不可避免的杂质，在不阻碍本专利技术的诸特性的范围内，允许基于JIS规格的上限规定等含有通常的量。接下来，就各元素的含量，对于临界的意义和优选的范围进行说明。Si：0.7～1.5％Si与Mg一起通过人工时效处理，主要作为针状β'相析出，是用于赋予汽车底盘零件使用时的高强度、高屈服强度的必须元素。若Si的含量过少，则人工时效处理时的析出量变得过少，得不到高强度。另一方面，若Si的含量过多，则铸造时和固溶处理后的淬火途中，粗大的单体Si粒子晶化和析出，使耐腐蚀性和韧性降低。另外，Si变得过多，不能取得高耐腐蚀性和高韧性高疲劳特性。此外拉伸率变低等，也阻碍热锻性和加工性。因此，Si的含量为0.7～1.5％的范围。Mg：0.6～1.2％Mg也是通过人工时效硬化处理(时效处理)，与Si主要作为针状β'相在晶粒内析出，是用于赋予汽车底盘零件以高强度、高屈服强度所必须的元素。若Mg的含量过少，则人工时效处理时的析出量变得过少，得不到高强度。另一方面，若Mg的含量过多，则粗大的含Mg化合物在结晶的晶内和晶界生成，使耐腐蚀性、韧性降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度铝合金热锻材，其特征在于，是以质量％计分别含有Si：0.7～1.5％、Mg：0.6～1.2％、Fe：0.01～0.5％，并且还含有Mn：0.05～0.8％、Cr：0.01～0.5％、Zr：0.01～0.2％之中的一种或两种以上，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金热锻材，作为由SEM－EBSD法测量的板厚中心部的组织，取向差为2°以上的晶粒的平均粒径是30μm以下，并且作为所述晶粒的平均取向差的KAM值在0.6～2.0°的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.16 JP 2015-1210431.一种高强度铝合金热锻材，其特征在于，是以质量％计分别含有Si：0.7～1.5％、Mg：0.6～1.2％、Fe：0.01～0.5％，并且还含有Mn：0.05～0.8％、Cr：0.01～0.5％、Zr：0.01～0.2％之中的一种或两种以上，余量由Al和不可避免的杂质构成的铝合金热锻材，作为由SEM－EBSD法测量的板厚中心部的组织，取向差...

【专利技术属性】
技术研发人员：宍户久郎，稻垣佳也，堀雅是，
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