(57)【要約】  質量％で下記の組成、すなわちＭｇ３．５〜６．０、Ｍｎ０．４〜１．２、Ｆｅ＜０．５、Ｓｉ＜０．５、Ｃｕ＜０．１５、Ｚｒ＜０．５、Ｃｒ＜０．３、Ｔｉ０．０３〜０．２、Ｓｃ＜０．５、Ｚｎ＜１．７、Ｌｉ＜０．５、Ａｇ＜０．４、所望により、エルビウム、イットリウム、ハフニウム、バナジウム、各＜０．５質量％からなる群から選択された一種以上の分散質形成元素、および不純物または不可避元素各＜０．０５、合計＜０．１５、ならびに残部アルミニウムを有し、高強度、優れた耐食性および溶接性を有するアルミニウム合金製品。【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、下記の組成、すなわち
Ｍｇ  ３．５〜６．０
Ｍｎ  ０．４〜１．２
Ｆｅ  ＜０．５
Ｓｉ  ＜０．５
Ｃｕ  ＜０．１５
Ｚｒ  ＜０．５
Ｃｒ  ＜０．３
Ｔｉ  ０．０３〜０．２
Ｓｃ  ＜０．５
Ｚｎ  ＜１．７
Ｌｉ  ＜０．５
Ａｇ  ＜０．４
所望により、エルビウム、イットリウム、ハフニウム、バナジウム、各＜０．５質量％からなる群から選択された一種以上の分散質形成元素、および不純物または不可避元素各＜０．０５、合計＜０．１５、ならびに残部アルミニウムを有し、高強度、優れた耐食性および溶接性を有する、アルミニウム合金製品。
【請求項２】
前記Ｔｉ含有量が０．０３〜０．１２質量％、好ましくは０．０５〜０．１質量％である、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項３】
前記Ｃｒ含有量が０．０３〜０．１２質量％、好ましくは０．０５〜０．１質量％である、請求項１または２に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項４】
前記Ｚｒ含有量が０．０５〜０．２５質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項５】
Ｍｎが０．６〜１．０質量％、好ましくは０．６５〜０．９質量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項６】
ＣｒとＺｒを組み合わせた量が０．０６〜０．２５である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項７】
ＣｒとＴｉを組み合わせた量が０．０６〜０．２２である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項８】
ＺｒとＴｉの組合せが０．０６〜０．２５である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項９】
ＣｒとＴｉとＺｒを組み合わせた量が０．０９〜０．３６である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１０】
Ｓｃが０〜０．３質量％、好ましくは０．１〜０．３質量％である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１１】
Ｚｎが０〜０．９質量％、好ましくは０〜０．６５質量％、より好ましくは０．２〜０．６５質量％、さらに好ましくは０．３５〜０．６質量％である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１２】
Ｍｇが３．６〜５．６質量％、好ましくは３．６〜４．４質量％、より好ましくは３．８〜４．３質量％である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１３】
Ｍｇが５．０〜５．６質量％である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１４】
前記製品が、圧延製品、シート、板、鍛造物、押出物、溶接製品または塑性変形により得られる製品の形態である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１５】
前記製品が、航空機、船舶、または鉄道もしくは道路車両の部品としての、シート、板、鍛造物、押出物、溶接製品、または塑性変形により得られる製品の形態である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１６】
前記製品が、前記製品の最も厚い断面地点で、１５〜１５０ｍｍの厚さを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１７】
前記製品が、押出製品である、請求項１６に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１８】
前記製品が、厚さ０．６〜８０ｍｍを有する板製品の形態である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１９】
前記製品が、機体シート、機械加工された部品用の厚板、鍛造物、または縦通材用の薄板である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金製品、特にＡｌ−Ｍｇ型（アルミニウム協会により指定された５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金とも呼ばれる）に関する。より詳しくは、本発明は、高強度、低密度の、耐食性および溶接性が優れたアルミニウム合金に関する。この新規な合金から製造された製品は、輸送工業における用途、例えば航空宇宙製品、船舶、道路および鉄道車両、造船、ならびに建築工業における用途に非常に好適である。
【０００２】
この合金は、様々な製品形態、例えばシート、薄板または押出物、鍛造または時効形成された製品に加工することができる。この合金は、被覆しなくても、または別のアルミニウム合金で被覆もしくはめっきし、特性、例えば耐食性をさらに改良することができる。
【背景技術】
【０００３】
建築および輸送工業、特に航空宇宙および海運工業における用途に使用する様々な製品の製造には、様々な種類のアルミニウム合金がこれまで使用されている。これらの工業における設計者および製造業者は、製品性能、製品寿命および燃料効率を常に改良しようとしており、製造、運転、および操作コストの低減にも常に努めている。
【０００４】
これらの製造業者および設計者の目標を達成するための一つの方法は、合金から製造される製品が、より効率的に設計でき、より効率的に製造でき、より優れた全体的な性能を有するように、アルミニウム合金の関連する材料特性を改良することである。
【０００５】
上に挙げた多くの用途で、高強度、低密度、優れた耐食性、優れた溶接性、および溶接後の優れた特性を有する合金が求められている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、強度、損傷許容度、耐食性、および溶接性の分野における改良された特性を組み合わせたＡＡ５ｘｘｘ型の合金に関する。
【０００７】
下記の内容から明らかなように、他に指示がない限り、合金の名称および焼戻しの名称は、２００５年にアルミニウム協会から出版されたAluminum Standards and Data and Registration Recordsにおけるアルミニウム協会名称による。
【発明の具体的説明】
【０００８】
本発明の目的は、高強度、低密度、および優れた腐食特性を有する、アルミニウム協会により指定されたＡＡ５ｘｘｘシリーズ合金の、アルミニウム−マグネシウム合金製品を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、良好な溶接性を有するアルミニウム−マグネシウム合金製品を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、高い熱的安定性を示し、塑性成形方法、例えばクリープ成形、ロール成形、および引張成形、により形成される製品の製造に使用するのに好適なアルミニウム−マグネシウム合金製品を提供することにある。
【００１１】
これらの、および他の目的およびさらなる利点は、アルミニウム合金に関する本発明により達成または突破されることができ、該合金は、質量％で、
Ｍｇ  ３．５〜６．０
Ｍｎ  ０．４〜１．２
Ｆｅ  ＜０．５
Ｓｉ  ＜０．５
Ｃｕ  ＜０．１５
Ｚｒ  ＜０．５
Ｃｒ  ＜０．３
Ｔｉ  ０．０３〜０．２
Ｓｃ  ＜０．５
Ｚｎ  ＜１．７
Ｌｉ  ＜０．５
Ａｇ  ＜０．４
所望により、エルビウム、イットリウム、ハフニウム、バナジウム、各＜０．５からなる群から選択された一種以上の分散質形成元素、および不純物または不可避元素各＜０．０５、合計＜０．１５ならびに残部アルミニウムを含んでなり、好ましい態様では上記成分から実質的になる。
【００１２】
本発明によれば、Ｍｇは、合金の基本的な強度を与えるために添加される。Ｍｇ含有量が３．５〜６質量％である場合、合金は、固溶体硬化または加工硬化により、その強度を達成することができる。Ｍｇの好適な範囲は３．５〜６質量％、好ましくは３．６〜４．４質量％、より好ましくは３．８〜４．３質量％である。別の好ましい範囲では、Ｍｇ含有量は５．０〜５．６質量％である。
【００１３】
Ｍｎの添加は、本発明の合金における分散質形成元素として重要であり、その含有量は０．４〜１．２質量％である。好適な範囲は、０．６〜１．０質量％、より好ましくは０．６５〜０．９質量％である。
【００１４】
合金化元素ＣｒおよびＴｉの悪影響を阻止するために、Ｃｒは、好ましくは０．０３〜０．１５質量％、より好ましくは０．０３〜０．１２質量％、さらに好ましくは０．０５〜０．１質量％であり、Ｔｉは、好ましくは０．０３〜０．１５質量％、より好ましくは０．０３〜０．１２質量％、さらに好ましくは０．０５〜０．１質量％である。
【００１５】
本発明のアルミニウム合金は、ＣｒとＴｉの両方がアルミニウム合金製品中に、好ましくは等しいか、またはほぼ等しい量で存在する実施態様により、さらに改良される。
【００１６】
Ｚｒレベルに好適な量は、最大０．５質量％、好ましくは最大０．２質量％である。しかし、より好ましい範囲は０．０５〜０．２５質量％であり、さらに好ましい範囲は０．０８〜０．１６質量％である。
【００１７】
特性、特に溶接性は、Ｓｃが合金化元素として０〜０．３質量％、好ましくは０．１〜０．３質量％の範囲内で添加される本発明の実施態様で、さらに改良される。
【００１８】
別の実施態様では、Ｚｒおよび／またはＴｉの添加により、Ｓｃ添加の効果をさらに強化することができる。ＴｉとＺｒの両方をＳｃと組み合わせることにより形成される分散質は、Ｓｃ分散質単独よりも拡散性が低く、分散質とアルミニウムマトリックスとの間の格子不整合を少なくし、粗粒化速度を下げることができる。Ｚｒおよび／またはＴｉを添加することのもう一つの利点は、同じ再結晶化抑制効果を得るのに必要なＳｃが少なくて済むことである。
【００１９】
本発明の合金製品で改良された特性、特に高強度および良好な耐食性、は、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＺｒの少なくとも２種類を組み合わせて、すでにある量のＭｎを含むＡｌ−Ｍｇ合金に添加することにより、得られると考えられる。
【００２０】
好ましくは、ＣｒをＺｒと組み合わせ、総量を０．０６〜０．２５質量％にする。
【００２１】
本発明の合金の別の好ましい実施態様では、ＣｒをＴｉと組み合わせ、総量を０．０６〜０．２２質量％にする。
【００２２】
本発明の合金のさらに別の好ましい実施態様では、合金中でＺｒをＴｉと組み合わせ、総量を０．０６〜０．２５質量％にする。
【００２３】
本発明の合金のさらに別の好ましい実施態様では、ＣｒをＴｉおよびＺｒと組み合わせ、これらの元素の総量を０．０９〜０．３６質量％にする。
【００２４】
別の実施態様では、Ｚｎを合金に０〜１．７質量％の範囲内で添加することができる。Ｚｎに好適な範囲は、０〜０．９質量％、好ましくは０〜０．６５質量％、より好ましくは０．２〜０．６５質量％、さらにより好ましくは０．３５〜０．６質量％である。あるいは、Ｚｎを合金に意図的に活性量で加えない場合、この合金は実質的にＺｎを含まなくてもよい。しかし、痕跡量および／または不純物はアルミニウム合金製品中に存在してもよい。
【００２５】
鉄は、０．５質量％の範囲まで存在することができ、好ましくは最大０．２５質量％に維持する。典型的な好ましい鉄レベルは、０．１４質量％までであろう。
【００２６】
ケイ素は、０．５質量％の範囲まで存在することができ、好ましくは最大０．２５質量％に維持する。典型的な好ましいＳｉレベルは、０．１２質量％までであろう。
【００２７】
同様に、銅は意図的に加えられる添加剤ではなく、本発明に関しては穏やかに溶解し得る元素である。本発明のアルミニウム合金製品は、０．１５質量％まで、好ましくは最大０．０５質量％のＣｕを含むことができる。
【００２８】
本発明のアルミニウム合金製品中には、所望により使用する元素が存在できる。バナジウムは０．５質量％まで、好ましくは０．２質量％まで、リチウムは０．５質量％まで、ハフニウムは０．５質量％まで、イットリウムは０．５質量％まで、エルビウムは０．５質量％まで、銀は０．４質量％までの範囲内で存在することができる。
【００２９】
好ましい実施態様では、本発明のアルミニウム合金製品は、実質的に、質量％で、
Ｍｇ  ３．８〜４．３
Ｍｎ  ０．６５〜１．０
Ｚｒ  ＜０．５、好ましくは０．０５〜０．２５
Ｃｒ  ＜０．３、好ましくは０．１〜０．３
Ｔｉ  ０．０３〜０．２、好ましくは０．０５〜０．１
Ｓｃ  ＜０．５、好ましくは０．１〜０．３
Ｆｅ  ＜０．１４
Ｓｉ  ＜０．１２
残部アルミニウム、および不純物または不可避元素各＜０．０５、合計＜０．１５からなる。好ましくは、該アルミニウム合金製品は、さらにＺｎ０．２〜０．６５質量％を有する。
【００３０】
別の好ましい実施態様では、本発明のアルミニウム合金製品は、実質的に、質量％で、
Ｍｇ  ５．０〜５．６
Ｍｎ  ０．６５〜１．０
Ｚｒ  ＜０．５、好ましくは０．０５〜０．２５
Ｃｒ  ＜０．３、好ましくは０．１〜０．３
Ｔｉ  ０．０３〜０．２、好ましくは０．０５〜０．１
Ｓｃ  ＜０．５、好ましくは０．１〜０．３
Ｆｅ  ＜０．１４
Ｓｉ  ＜０．１２
残部アルミニウム、および不純物または不可避元素各＜０．０５、合計＜０．１５からなる。好ましくは、該アルミニウム合金製品は、さらにＺｎ０．２〜０．６５質量％を有する。
【００３１】
所望の特性を得るのに必要な処理条件は、合金化条件の選択によって異なる。合金化にＭｎを添加するには、圧延前の好ましい予熱温度は４１０℃〜５６０℃、より好ましくは４９０℃〜５３０℃である。しかし、この最適温度範囲では、元素Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＳｃは効果的に働かず、これらの中でＣｒが最良の性能を示す。Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒの最適性能を、特にＳｃとの組合せで得るには、熱間圧延前に、より低い予熱温度が好ましく、好ましくは２８０℃〜５００℃、より好ましくは４００℃〜４８０℃である。
【００３２】
本発明のアルミニウム合金製品は、シート、板、鍛造物、押出物、溶接製品または塑性変形により得られる製品の形態である製品に加工するのに、優れた特性バランスを示す。塑性変形方法としては、時効成形、引張成形、およびロール成形が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
本発明のアルミニウム合金製品は、その高強度、低密度、高溶接性および優れた耐食性の組合せにより、航空機、船舶、または鉄道もしくは道路車両の部品としての、シート、板、鍛造物、押出物、溶接製品、または塑性変形により得られる製品の形態である製品として、特に好適である。
【００３４】
別の実施態様では、特にアルミニウム合金製品が押し出されている場合、好ましくは合金製品が、その最も厚い断面地点で１５０ｍｍまでの厚さを有する輪郭に押し出されている。
【００３５】
押し出された形態で、この合金製品は、従来は機械加工または研削技術により、ある形状を有する構造部品に機械加工されている厚い板材料の代わりに使用することができる。この実施態様では、押出製品が、好ましくはその最も厚い断面地点で、１５〜１５０ｍｍの厚さを有する。
【００３６】
アルミニウム合金製品の優れた特性バランスは、広い厚さ範囲にわたって得られている。板の厚さ０．６〜１．５ｍｍでは、アルミニウム合金製品は自動車の車体シートとして特に重要である。１２．５ｍｍまでの厚さ範囲では、これらの特性は、機体シートに優れている。薄板の厚さ範囲は、航空機翼構造に使用する縦通材または一体的な翼パネルおよび縦通材を形成するのに使用できる。１５〜８０ｍｍの厚さ範囲では、これらの特性は、造船および一般的な構造用途、例えば圧力容器に優れている。
【００３７】
本発明のアルミニウム合金製品は、工具製造用板、またはプラスチック製品を例えばダイキャスティングもしくは射出成形により製造する型に使用する型板としても使用できる。
【００３８】
本発明のアルミニウム合金製品は、損傷許容度が必要とされる用途、例えば航空宇宙用途向けの損傷に耐えられるアルミニウム製品、より詳しくは、縦通材、圧力隔壁、機体シート、下側翼パネル、機械加工される部品用もしくは鍛造用の厚板、または縦通材用の薄板に特に好適である。
【００３９】
高強度、低密度、優れた耐食性、および高温における熱的安定性の組合せにより、本発明のアルミニウム合金製品は、クリープ成形（時効成形またはクリープ時効成形とも呼ばれる）により、航空機用の、機体パネルまたは他の予備成形可能な部品に加工するのに特に好適である。また、他の塑性成形方法、例えばロール成形または引張成形も使用できる。
【００４０】
意図する用途の必要条件に応じて、合金製品を１００〜５００℃の温度範囲にアニーリングして、製品を製造することができる。これには、軟質焼戻し、加工硬化焼戻し、またはクリープ成形に必要とされる温度範囲が含まれるが、これらに限定されない。
【００４１】
本発明のアルミニウム合金製品は、融接、摩擦揺動溶接(friction stir welding)、リベット留め、および接着といった（但しこれらに限定されない）従来のあらゆる接合技術により、所望の製品に接合するのに非常に好適である。
【実施例】
【００４２】
ここで、下記の例を参照しながら本発明を説明する。
【００４３】
例１
実験室規模で、５種類の合金を鋳造し、機械的特性に関して本発明の原理を実証した。表１−１に、合金Ａ〜Ｅの組成を質量％で示す。これらの合金を実験室規模でインゴットに鋳造し、これらのインゴットを温度４２５℃〜４５０℃に予熱し、その温度に１時間保持した。これらのインゴットを８０ｍｍから８ｍｍに熱間圧延し、続いて中間アニーリングを入れながら、最終的な冷間圧下率４０％で最終厚さ２ｍｍに冷間圧延した。最終的な板を１．５％引っ張り、温度３２５℃で２時間アニーリングした。
【００４４】
【表１】
2009504918.tif 000002
合金はすべてＦｅ０．０６質量％およびＳｉ０．０４質量％、残部アルミニウムおよび不純物を含む。
【００４５】
合金Ａ〜Ｅで得られる機械的特性および物理的特性を表１−２に、ＡＡ２０２４−Ｔ３およびＡＡ６０１３−Ｔ６に関する典型的な値と比較して示す。合金Ｂ、Ｃ、およびＤは、本発明の一部である。合金Ａおよび合金Ｅは基準として使用される。
【００４６】
【表２】
2009504918.tif 000003
機械的特性は、ＡＳＴＭ  ＥＭ８に準拠して測定した。Ｒｐ、ＴＹＳは、（引張）降伏強度を意味し、Ｒｍ、ＵＴＳは、極限引張強度を意味し、Ａは破断点伸びを意味する。
【００４７】
本発明は、競争力のある強度特性を達成するのに必要な合金化元素の一種としてＭｎを含んでなる。Ｍｎを０．９質量％含む基準合金Ａは、Ｍｎを０．１質量％しか含まない基準合金Ｅに対して、降伏強度（ＴＹＳ）において約１２％の改良を示す。降伏強度のさらなる改良は、本発明の合金により達成することができる。合金Ｂは、Ｔｉ０．１０質量％を意図的に添加しており、合金Ｂは、基準合金Ａと比較して約９％の降伏強度改良を示し、合金Ｅに対しては約２１％の降伏強度改良を示している。合金ＣおよびＤにより示されるように、ＣｒとＴｉを組み合わせて添加することにより、降伏強度の最適な改良を達成することができる。本発明（合金ＣおよびＤ）に記載されるようにＣｒとＴｉを組み合わせることにより、基準合金Ａに対して約１４％の降伏強度改良を示し、合金Ｅに対しては２７％の降伏強度改良を示している。本発明の合金ＣおよびＤは、優れた降伏強度特性を示すのみならず、確立されているＡＡ２０２４およびＡＡ６０１３合金より低い密度も有する。
【００４８】
耐食性に関する本発明の原理を実証するために、合金Ａ、Ｃ、およびＥを腐食試験にも付した。
【００４９】
合金の組成を表１−３に質量％で示す。
【００５０】
【表３】
2009504918.tif 000004
これらの合金は、Ｆｅ０．０６質量％およびＳｉ０．０４質量％、残部アルミニウムおよび不純物を含む。
【００５１】
合金ＡおよびＥの化学組成は本発明の範囲外であり、合金Ｃの化学組成は、本発明の合金の化学組成の範囲内である。
【００５２】
３種類の合金を、これらの合金を最終厚さ３ｍｍに冷間圧延した以外は、上記のように処理した。
【００５３】
処理した合金から製造した板を溶接し、ＡＳＳＥＴ試験とも呼ばれる標準ＡＳＴＭ  Ｇ６６試験を使用して腐食を測定した。
【００５４】
溶接試験には、レーザー光線溶接を使用した。溶接出力は４．５ｋＷ、溶接速度２ｍ／分で、ER 5556溶加材ワイヤを使用した。
【００５５】
腐食試験の結果を表１−４に示す。
【００５６】
母材ならびに溶接した状態における腐食性能を試験した。
【００５７】
【表４】
2009504918.tif 000005
ＨＡＺは、熱の影響を受けた区域を意味する。
Ｎ、ＰＢ−Ａ、ＰＢ−Ｂ、およびＰＢ−Ｃの判定は、それぞれ点食なし、僅かな点食、中程度の点食および深刻な点食を意味する。判定Ｅ−Ｄは非常に深刻な剥離を意味する。
【００５８】
本発明は、良好な機械的特性と良好な耐食性の組合せを備えた低密度合金を開示する。したがって、本発明の組成物は、輸送市場、特に航空宇宙用途における優れた候補になる。
【００５９】
表１−４に示すように、本発明の合金を代表する合金Ｃは、本発明の範囲に入らない合金ＡおよびＥに対して、母材、ＨＡＺおよび溶接部において腐食特性が改良されている。
【００６０】
例２
表２−１に質量％で示される化学組成を有するＡＡ５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を、実験室規模でインゴットに鋳造した。これらのインゴットを温度４１０℃に１時間予熱し、続いて温度５１０℃で１５時間加熱した。これらのインゴットを８０ｍｍから８ｍｍに熱間圧延し、続いて中間アニーリング工程を入れ、最終的な冷間圧下率４０％で、最終厚さ２ｍｍに冷間圧延した。最終的な板を１．５％伸長させ、続いて温度４６０℃で３０分間アニーリングした。
【００６１】
【表５】
2009504918.tif 000006
【００６２】
全ての合金がＦｅ０．０６質量％およびＳｉ０．０４質量％、残部アルミニウム、ならびに不純物を含む。
【００６３】
これらの合金に対する機械的試験の結果を表２−２に示す。
【００６４】
【表６】
2009504918.tif 000007
機械的特性は、ＡＳＴＭ  ＥＭ８により測定した。Ｒｐ、ＴＹＳは、（引張）降伏強度を意味し、Ｒｍ、ＵＴＳは、極限引張強度を意味し、Ａは破断点伸びを意味する。
【００６５】
表２−２は、Ｚｒ添加量０．１質量％しか含まない基準合金Ａの降伏強度は、Ｃｒ添加量０．１質量％しか含まない基準合金Ｆより約５％強度が高いことを示している。合金ＡおよびＦの性能を、Ｃｒ添加量０．１質量％およびＺｒ添加量０．１質量％および少量のＴｉを含む合金Ｂと比較すると、降伏強度の小さな優位性が得られている。さらに、ＺｒおよびＴｉだけを含み、Ｃｒを含まない合金Ｃに関して、降伏強度が少し増加していることが観察される。しかし、合金Ｅにより代表されるように、ＣｒをＴｉと組み合わせると、合金の強度は、基準合金Ａと比較して１１〜１３％増加し、基準合金Ｆと比較して１７〜１９％増加している。３種類の元素全てを合金に添加した組合せ（合金Ｄ）では、合金Ｅより僅かに高い強度レベルが観察される。
【００６６】
表２．１の合金を増感後の腐食試験にもかけた。結果を表２．３に示す。
【００６７】
【表７】
2009504918.tif 000008
【００６８】
腐食は、ＡＳＳＥＴ試験とも呼ばれる標準ＡＳＴＭ  Ｇ６６試験を使用して測定した。
【００６９】
判定ＮおよびＰＢ−Ａは、それぞれ点食なし、僅かな点食を意味する。
【００７０】
合金化添加元素の選択は、表２−３に示すように、合金の腐食挙動にも影響を及ぼす。Ｃｒを含まない合金（合金ＡおよびＣ）に関して、腐食試験を行った後で、ある程度の点食が観察された。しかし、Ｃｒ含有合金（合金Ｂ、Ｄ、Ｅ、およびＦ）では、認められる攻撃は観察されなかった。
【００７１】
例３
この例は、表３−１に質量％で示す化学組成を有するＡＡ５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金に関する。合金Ａ〜Ｆは、例２で使用された合金Ａ〜Ｆに類似しているが、異なった処理を行った。表３−１には、Ｓｃ含有量も示す。表３−１の合金は実験室規模でインゴットに鋳造したものである。これらのインゴットを温度４５０℃に１時間予熱し、その予熱温度で厚さ８０ｍｍから厚さ８ｍｍに熱間圧延した。続いてこれらの板を、中間アニーリング工程を入れ、最終圧下率４０％で、最終的な冷間厚さ２ｍｍに冷間圧延した。次いで、これらの板を１．５％伸長させ、温度３２５℃で２時間アニーリングした。
【００７２】
【表８】
2009504918.tif 000009
【００７３】
全ての合金がＦｅ０．０６質量％およびＳｉ０．０４質量％、残部アルミニウム、ならびに不純物を含む。
【００７４】
【表９】
2009504918.tif 000010
【００７５】
機械的特性は、ＡＳＴＭ  ＥＭ８に準拠して測定した。Ｒｐ、ＴＹＳは、（引張）降伏強度を意味し、Ｒｍ、ＵＴＳは、極限引張強度を意味し、Ａは破断点伸びを意味する。
【００７６】
表３−２は、合金Ａ〜Ｇの得られる機械的特性を示す。合金Ａおよび合金Ｆは、この例で基準合金として使用される。表３−２は、Ｃｒ０．１０質量％を添加した合金Ｆの降伏強度が、Ｚｒ０．１０質量％を添加した合金Ａより約１４％優れていることを示す。これは、合金Ａが合金Ｆよりも高い降伏強度を有していた例２とは矛盾しているように思われるかもしれない。この違いの理由は、熱間圧延の前に使用した予熱温度に関係していると考えられ、予熱の際、分散質が形成され、これが最終的な製品の機械的特性に影響を及ぼし得るためである。
【００７７】
例２におけるように、高い予熱温度を使用する場合、Ｚｒ０．１質量％しか含まない合金（合金Ａ）は、Ｃｒ０．１質量％しか含まない合金（合金Ｆ）よりも、性能が僅かに優れている。しかし、より低い予熱温度を使用すると、Ｃｒ含有合金は、Ｚｒだけを含む合金（合金Ａ）と比較して、より効果的に改良される。表３−２の特性は、ＣｒをＴｉ（合金Ｅ）、Ｚｒ（合金Ｂ）またはＺｒとＴｉの両方（合金Ｄ）と組み合わせると、基準合金ＡおよびＦと比較して、強度が著しく改良されることを実証している。基準合金ＡおよびＦと比較して、合金ＤおよびＥの強度増加も例２で見ることができるが、例３で到達した値は、はるかに高かった。この効果は、熱間圧延の前に使用した予熱温度が低いためである。
【００７８】
最も高い強度レベルは、４種類の主な分散質形成元素（Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、およびＺｒ）をＳｃ添加と共に含む合金Ｇで達成された。降伏強度３９０ＭＰａが達成され、これは例２および３の両方に記載する合金のいずれよりも優れている。
【００７９】
本発明を十分に説明したが、当業者には明らかなように、本明細書に記載される本発明の精神および範囲から離れることなく、多くの変形および修正を行うことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月19日(2008.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、下記の組成、すなわち
Ｍｇ  ３．５〜６．０
Ｍｎ  ０．４〜１．２
Ｆｅ  ＜０．５
Ｓｉ  ＜０．５
Ｃｕ  ＜０．１５
Ｚｒ  ＜０．５
Ｃｒ  ＜０．３
Ｔｉ  ０．０３〜０．２
Ｓｃ  ＜０．５
Ｚｎ  ＜１．７
Ｌｉ  ＜０．５
Ａｇ  ＜０．４
所望により、エルビウム、イットリウム、ハフニウム、バナジウム、各＜０．５質量％からなる群から選択された一種以上の分散質形成元素、および不純物または不可避元素各＜０．０５、合計＜０．１５、ならびに残部アルミニウムを有し、高強度、優れた耐食性および溶接性を有する、アルミニウム合金製品。
【請求項２】
前記Ｔｉ含有量が０．０３〜０．１２質量％、好ましくは０．０５〜０．１質量％である、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項３】
前記Ｃｒ含有量が０．０３〜０．１２質量％、好ましくは０．０５〜０．１質量％である、請求項１または２に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項４】
前記Ｚｒ含有量が０．０５〜０．２５質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項５】
Ｍｎが０．６〜１．０質量％、好ましくは０．６５〜０．９質量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項６】
ＣｒとＺｒを組み合わせた量が０．０６〜０．２５である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項７】
ＣｒとＴｉを組み合わせた量が０．０６〜０．２２である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項８】
ＺｒとＴｉの組合せが０．０６〜０．２５である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項９】
ＣｒとＴｉとＺｒを組み合わせた量が０．０９〜０．３６である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１０】
Ｓｃが０〜０．３質量％、好ましくは０．１〜０．３質量％である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１１】
Ｚｎが０〜０．９質量％、好ましくは０〜０．６５質量％、より好ましくは０．２〜０．６５質量％、さらに好ましくは０．３５〜０．６質量％である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１２】
前記Ｚｎ含有量が不純物レベルである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１３】
前記アルミニウム合金製品が実質的にＺｎを含まない、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１４】
Ｍｇが３．６〜５．６質量％、好ましくは３．６〜４．４質量％、より好ましくは３．８〜４．３質量％である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１５】
Ｍｇが５．０〜５．６質量％である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１６】
前記製品が、圧延製品、シート、板、鍛造物、押出物、溶接製品または塑性変形により得られる製品の形態である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１７】
前記製品が、航空機、船舶、または鉄道もしくは道路車両の部品としての、シート、板、鍛造物、押出物、溶接製品、または塑性変形により得られる製品の形態である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１８】
前記製品が、前記製品の最も厚い断面地点で、１５〜１５０ｍｍの厚さを有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項１９】
前記製品が、押出製品である、請求項１８に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項２０】
前記製品が、厚さ０．６〜８０ｍｍを有する板製品の形態である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【請求項２１】
前記製品が、機体シート、機械加工された部品用の厚板、鍛造物、または縦通材用の薄板である、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製品。
【国際調査報告】
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