(57)【要約】【課題】  衝撃吸収部材としての剛性を確保しつつ、押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき、中空状衝撃吸収部材を構成する壁部が大きく破断することなく、蛇腹状に変形するのに有利な蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材を提供すること。【解決手段】  中空断面形状のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材より形成され、質量％で、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉ擬２元系であらわれるＭｇ２Ｓｉを０．６５〜０．８５％含有し、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉバランス組成よりも過剰なＳｉ量を０．２０％以下含有し、押出加工直後に空冷による焼入れ後、１００〜１５０℃で１〜２４時間の予備時効処理を施し、その後直ちに１８０〜２１０℃で１〜５時間の時効処理を施すことにより得られることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空断面形状のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材より形成された中空状衝撃吸収部材であって、質量％で（以下、％は質量％を示す）、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉ擬２元系であらわされるＭｇ２Ｓｉを０．６５〜０．８５％含有し、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉバランス組成よりも過剰なＳｉ量を０．２０％以下含有し、押出加工直後に空冷による焼入れ後、１００〜１５０℃で１〜２４時間の予備時効処理を施し、その後直ちに１８０〜２１０℃で１〜５時間の時効処理を施すことにより得られることを特徴とする押出軸方向の蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１において、Ｔｉを０．００１〜０．１％含有し、Ｆｅを０．３５％以下、Ｃｕを０．３５％以下、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの合計を０．０５％以下に制御し、残部がＡｌと不可避不純物であることを特徴とする押出軸方向の蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、耐力が２２０ＭＰａ以上に設定されていることを特徴とする押出軸方向の蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、自動車の構造部材に用いられ、自動車の衝突時に押出軸方向の蛇腹状圧潰することにより衝撃エネルギーを吸収することを特徴とする押出軸方向の蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金押出形材からなり、押出軸方向に動的荷重または静的荷重を受けたとき、蛇腹状に圧潰変形して衝撃を効果的に吸収することができる蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材に関する。特に、自動車等の車両用構造部材、例えば、リンフォースメント、サイドシル、サイドメンバー、クロスメンバー、フレーム構造用部材等に適用される中空状衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、自動車等の構造部材においてアルミニウム合金が注目されている。また、これらの構造部材は、軽衝突時には車両保護のために剛性が要求され、かつ、中・重衝突時には乗員保護のために衝撃エネルギーを吸収することが必要である。従って、軽衝突時には車両を保護する剛性と、中・重衝突時には衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護する靭性が要求されている。効率的に衝撃エネルギーを吸収するためには、アルミニウム合金押出形材からなる中空状衝撃吸収部材は、押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき、これを構成する壁部が大きく破断することなく、蛇腹状に変形することが好ましい。
【０００３】
このような変形、即ち、押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき蛇腹状に変形して効率的に衝撃エネルギーを吸収するという蛇腹状圧潰性については、アルミニウム合金の機械的性質（強度や伸び）、曲げ加工性等との関連性が認められるものの一義的なものではなかったため、種々の検討が行われている。例えば、Ｍｇが０．３０〜０．７０％、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉの擬２元系、すなわち、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉのバランス組成よりもよりも過剰のＳｉ含有量が０．１０〜０．５０％、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒのいずれか１種又は２種以上含み、その含有量が合計で０．１〜０．４％であり、金属組織が繊維状組織を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金押出材からなり、空冷によるプレス焼入れ後時効処理を行った衝撃吸収部材が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、Ｍｇ：０．３５〜１．１％、Ｓｉ：０．５〜１．３％、Ｃｕ：０．１５〜０．７％、Ｔｉ：０．００５〜０．２％、Ｚｒ：０．０６〜０．２％を含み、さらにＭｎ：０．０５〜０．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．１５％のいずれか１種又は２種を含み、残部Ａｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金押出材を過時効処理されて、蛇腹状圧潰性を向上させた衝撃吸収部材が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
なお、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金押出材において２段階の時効処理を施すことにより、人工時効処理時間を短縮する熱処理方法が知られている（例えば、特許文献３、４参照）。
【特許文献１】特許第３０７３１９７号公報
【特許文献２】特許第２９５３６１７号公報
【特許文献３】特開平９−６７６５９号公報
【特許文献４】特開平１１−７１６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アルミニウム合金押出形材からなる中空状衝撃吸収部材の押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき、効率的に衝撃吸収を行うためには、中空状衝撃吸収部材を構成する壁部が大きく破断することなく蛇腹状に変形することが好ましく、さらに、車両の構造部材に適用される場合は、車両保護の観点から耐力が２２０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒを多く含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（例えば、特許文献１、２参照）は、焼入れ感受性が強く、車両を構成する中空状衝撃吸収部材によっては、押出直後のファン空冷による焼入れ時に過飽和固溶体を形成しづらい。その結果、空冷による焼入れの条件によっては、その後の時効処理により析出するＭｇ２Ｓｉ析出物の密度が小さくなり、耐力が上昇しない恐れがあった。
【０００８】
それゆえ、本発明は、上記の事情を背景になされたものであり、衝撃吸収部材としての剛性を確保しつつ、押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき、中空状衝撃吸収部材を構成する壁部が大きく破断することなく、蛇腹状に変形するのに有利な蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した技術的課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、中空断面形状のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材より形成された中空状衝撃吸収部材であって、質量％で（以下、％は質量％を示す）、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉ擬２元系であらわされるＭｇ２Ｓｉを０．６５〜０．８５％含有し、Ａｌ−Ｍｇ２Ｓｉバランス組成よりも過剰なＳｉ量を０．２０％以下含有し、押出加工直後に空冷による焼入れ後、１００〜１５０℃で１〜２４時間の予備時効処理を施し、その後直ちに１８０〜２１０℃で１〜５時間の時効処理を施すことにより得られることを特徴とする押出軸方向の蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材とした。
【００１０】
好ましくは、請求項２に記載のように、Ｔｉを０．００１〜０．１％含有し、Ｆｅを０．３５％以下、Ｃｕを０．３５％以下、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの合計を０．０５％以下に制御し、残部がＡｌと不可避不純物であることが望ましい。また、耐力を２２０ＭＰａ以上に設定することにより構造部材としての性能も満足することができ、特に、自動車の衝突時の衝撃エネルギーを吸収する構造部材に適用できる。
【００１１】
中空状衝撃吸収部材を自動車に適用する場合、車両保護の観点から耐力２２０ＭＰａ以上を確保するため、結晶粒の（１００）面より観察した時効処理後のＭｇ２Ｓｉ析出物密度が１００個／μｍ２以上であることが望ましい。そのため本発明では、押出後ファン空冷し、予備時効処理を行い、その後直ちに最終時効処理しているが、この熱処理方法を行うことで、Ｍｇ２Ｓｉ析出物の密度が増加し、耐力２２０ＭＰａ以上を確保することができる。本発明のＭｇ２Ｓｉ濃度、過剰Ｓｉ量であっても、予備時効処理を行わない場合や、予備時効温度及び保持時間が小さい場合に、結晶粒の（１００）面に配列するＭｇ２Ｓｉ析出物の密度が１００個／μｍ２未満となり、車両保護の観点からの耐力２２０ＭＰａ以上を確保すること困難である。
【００１２】
また、本発明の合金成分の範囲内で低温時効した場合、耐力が２２０ＭＰａ以上で、また蛇腹状に変形するエネルギー吸収特性を両立する条件を見出すことも可能であるが、時効初期段階であるため、製造バラツキが大きく、また保持時間が長くなることで製造コストも上昇してしまう。
【００１３】
さらに、この合金成分範囲と熱処理方法において中空状衝撃吸収部材として効率的に衝撃エネルギーを吸収するためには、中空状衝撃吸収部材の粒界析出物サイズが
１μm以下であることを確認した。粒界析出物サイズを１μｍ以下とすることで、それ以上の粒界析出物が存在する場合に比べて割れの発生が抑制され、効率的に衝撃エネルギーを吸収することができる。中空状衝撃吸収部材の結晶粒界の析出物サイズが
１μm以上の場合には、中空状衝撃吸収部材の押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき、これを構成する壁部が大きく破断した。これは１μｍ以上の粒界析出物を起点として割れが発生し、壁部が大きく破断すると考えることができる。
【００１４】
本発明は、押出後ファン空冷で焼きが入り、過飽和固溶体を形成することができ、車両保護の観点から耐力が２２０ＭＰａ以上あり、乗員保護の観点から中空状衝撃吸収部材が効率的に衝撃エネルギーを吸収することができる最適な合金成分およびその熱処理方法を見い出したものである。以下に本発明に係る衝撃吸収部材を構成するアルミニウム合金押出形材の熱処理方法及び合金成分について説明する。
【００１５】
マグネシウム（Ｍｇ）、シリコン（Ｓｉ）
マグネシウムとシリコンは押出直後のファン空冷で過飽和固溶体を形成し、その後の時効処理においてＭｇ２Ｓｉ析出物を析出し、合金強度が向上する。マグネシウム、シリコンは中空状衝撃吸収部材として必要な強度を確保するため、マグネシウムが０．４０％以上、シリコンが０．２５％以上含有する必要がある。一方、Ｍｇ２Ｓｉ含有量が０．８５％以上で、過剰Ｓｉ含有量が０．２％より多く含有する中空状衝撃吸収部材の結晶粒に
１μm以上の粒界析出物が析出していることを確認した。この粗大な粒界析出物は押出軸方向に圧縮荷重が作用したとき割れの起点となるため、これを構成する壁部が大きく破断すると考えることができる。従って、マグネシウムを０．４０〜０．５５、シリコンを０．２５〜０．６０とした上で、Ａｌ−Ｍｇ２ＳｉであらわされるＭｇ２Ｓｉを０．６５〜０．８５％、過剰Ｓｉ量を０．２％以下の範囲で調整することとした。さらに、マグネシウム、シリコン含有量がこの範囲の場合には、本発明に属するような予備時効を行わず、単純に１８０〜２１０℃で時効処理した場合においても、１μｍ以上となる粒界析出物は見られてない。
【００１６】
チタン（Ｔｉ）
チタンは鋳造時に結晶を微細化させるのに有効であり、押出成形時の再結晶抑制にも有効であるが、過剰に添加しても添加効果が飽和する。これを考慮し、チタン含有量は０．００５％〜０．１％とした。より望ましくは０．０１〜０．０５％、さらに望ましくは０．００５％〜０．０３％とすることができる。
【００１７】
鉄（Ｆｅ）
鉄は鋳造時に金属間化合物を多く晶出し、この晶出物は、その後の時効処理で合金強度を向上させるＭｇ２Ｓｉを構成しているシリコンを取り込むために析出物の密度が小さくなる。これを考慮し、鉄の含有量は０．３５％以下に制御した。より望ましくは０．２以下とすることができる。
【００１８】
銅（Ｃｕ）
銅は強度確保のためには含有されていることが好ましいが、過剰であると耐食性が低下し、押出時における変形抵抗が増加し、生産性を低下する傾向がある。これを考慮し、銅の含有量は０．３５％以下が好ましい。また、本発明ではＭｇ２Ｓｉによる合金の強度向上の寄与率が大きいため、より望ましくは０．１以下とすることができる。
【００１９】
マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）
マンガン、クロムは押出後の金属組織において再結晶を抑制し、蛇腹状圧潰性を向上させるのに効果がある。前述した特許文献１にも記載されているように、マンガン、クロム、ジルコニウムは蛇腹状圧潰性を向上させるのに効果がある。しかしながら、マンガン、クロムは焼入れ感受性を強くする傾向がある。マンガン、クロムを多く含有すると焼入れ感受性が強くなり、押出直後のファン空冷により、車両を構成する中空状衝撃吸収部材によっては、焼きが入らない。これを考慮し、マンガン、クロムは含有しないことが望ましい。不純物として含有することを考慮しても、マンガン、クロム単体で０．００５％以下、合わせても０．０１％以下に制御することが望ましい。
【００２０】
ジルコニウム（Ｚｒ）
ジルコニウムは押出成形時の再結晶抑制に有効であるが、焼入れ感受性を強くする傾向があり、さらに鋳造時にチタンと金属間化合物を形成し、チタンの結晶を微細化する効果を減少させ、鋳造時に割れが発生する原因となる。これを考慮し、ジルコニウムは含有しないことが望ましい。不純物として含有することを考慮しても、ジルコニウムは０．０１％以下、より望ましくは０．００１％未満に制御した。また、不純物としてのマンガン、クロム及びジルコニウムの含有量の合計を０．０５％以下、さらには０．０１％以下に制御することが望ましい。
【００２１】
不可避不純物
不可避不純物はアルミニウム合金を鋳造する際の地金、添加元素の中間合金等様々な経路で混入する。混入する元素は様々であるが、単体で０．０５％以下、総量で０．１５％以下であれば合金の特性にほとんど影響を及ぼさない。これを考慮し、不可避不純物は単体で０．０５％以下、総量で０．１５％以下とした。
【００２２】
熱処理方法
押出直後のファン空冷で形成された過飽和固溶体は、その後の時効処理でＭｇ２Ｓｉ析出物を析出し、合金強度が向上する。時効処理温度が低い場合には、析出物の核（ＧＰゾーン）が多く生成され、その後の時効処理において成長する析出物の密度が増加し、合金強度が向上することが知られている。そのため、通常は１８０〜２１０℃で１〜５時間の時効処理を施しているが、本発明では、その時効処理の前に、通常より低い時効処理温度の１００〜１５０℃で１〜２４時間の予備時効処理を行っている。このことで、時効初期に生成する析出物の核を多く生成させ、その後の通常の１８０〜２１０℃で１〜５時間の最終時効処理を施すことで、予備時効しない場合に比べて、析出物を多く析出させることができる。しかしながら、予備時効を行わない、または１００℃より低い温度で予備時効を行うと、析出物の核は生成しないか、または生成しても不安定な状態であり、その後の１８０〜２１０℃で１〜５時間の最終時効処理で充分にＭｇ２Ｓｉが析出しないため、合金強度を確保することができない。また、１５０℃を超えて予備時効すると析出物の密度が充分でなく、その後の１８０〜２１０℃で１〜５時間の最終時効処理で充分にＭｇ２Ｓｉが析出しないため、合金強度を確保することができない。従って、予備時効処理を１００〜１５０℃で１〜２４時間に設定し、より望ましくは、１４０〜１５０℃で１〜１２時間とすることができる。
【００２３】
なお、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材において２段階の時効処理を施すこと自体は従来技術として行われているが、主として時効処理時間を短縮することを目的としている。前述した特許文献３、４にも、２段階の時効処理を施すことが蛇腹状圧潰性を向上させることは示唆されていない。しかも、特許文献３、４の予備時効処理の温度は１９０℃以上に設定されている。また、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金押出形材においても２段階の時効処理を施すことは強度向上を目的として一般的に行われているが、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系とＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系とは組織的にも異なっているため熱処理による影響も大きく異なり、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系に２段階の時効処理を施しても強度が向上するとは限らない。仮にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系に２段階の時効処理を施して強度を向上させることが従来技術としても、強度向上が直接的に蛇腹状圧潰性の向上に導かれるものではなく、やはり２段階の時効処理を施すことが蛇腹状圧潰性を向上させることを示唆するものではない。それに対して本発明は、予備時効処理の温度と時間を調整した２段階の時効処理を施すことで、制御した合金成分にて、中空状衝撃吸収部材における押出軸方向の蛇腹状圧潰性が向上することを見い出したものである。
【００２４】
本発明に係る中空状衝撃吸収部材は、閉じた中空断面をもつ部材であり、角筒形状でも良いし、円筒形状でも良い。角筒形状は四角筒形状、五角筒形状、六角筒形状、八角筒形状等を便宜選択することができる。その横断面形状としては「口形状」、「田形状」、「日形状」等を例示することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出形材においてＭｇ２Ｓｉ成分の含有量及び過剰Ｓｉ量を調整し、空冷による焼入れ後に２段階の時効処理を施すことにより、割れの起点となる１μｍ以上の粒界析出物の析出を抑えてながらＭｇ２Ｓｉを微細かつ均一に析出させて強度を確保し、押出軸方向の蛇腹状圧潰性に優れた中空状衝撃吸収部材を得ることができる。
【００２６】
このとき、Ｍｎ、Ｃｒ及びＺｒの含有量を制御することにより、空冷による焼入れ時の焼入れ感受性を鈍く抑え、より安定した熱処理の効果を得ることができる。また、耐力を２２０ＭＰａ以上に設定することで、構造部材としての性能も満足することができ、特に、自動車の構造部材に適用することで、車体剛性と衝突時の衝撃エネルギー吸収性能の両方を満足した衝撃吸収部材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施例について、比較例と対比して具体的に説明する。まず、表１（試験例Ｎｏ．１〜６）に示すアルミニウム−マグネシウム−シリコン系のアルミニウム合金の組成になるように成分調整した原料を溶解し、押出サイズに適した鋳塊（直径２０４ｍｍ×長さ５００ｍｍ）を溶製した。その後、鋳塊を５５０℃×１２ｈｒで均質化処理を行った。次に均質化処理した鋳塊（ビレット）を押出成形型にて、押出温度（ビレット加熱温度）５００℃、押出速度２０ｍ／ｍｉｎで押出成形し、試験例Ｎｏ．１、試験例Ｎｏ．３、試験例Ｎｏ．４及び試験例Ｎｏ．５は図１に示すような口の字断面である口状四角筒形状（長辺７５ｍｍ×短片５０ｍｍ、肉厚が２ｍｍ）、試験例Ｎｏ．２及び試験例Ｎｏ．６は田の字断面である田状四角筒形状（長辺１００ｍｍ×短片６０ｍｍ、肉厚が１．６ｍｍ〜２．５ｍｍ）の中空状衝撃吸収部材を形成した。
【００２８】
押出した直後にファン冷却（冷却速度は、押出温度から表面温度が１００℃以下になるまでを１００℃／ｍｉｎ以下）にて焼入れを行い、実施例に相当する試験例Ｎｏ．１及び試験例Ｎｏ．２は、１５０℃で４時間の予備時効処理を行い、直ちに２００℃で３時間の時効処理を行って供試材とした。また、比較例に相当する試験例Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６は予備時効処理を行わず、２００℃で３時間の時効処理を行って供紙材とした。尚、表１に示す合金成分（分析値）で「０．００％」は有効数字（四捨五入）を考慮している。
【００２９】
【表１】
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＊印は本発明の範囲から外れている成分及び熱処理条件を示す。
【００３０】
これらの供試材について、耐力、軸圧潰割れ（押出軸方向の蛇腹状圧潰性）、エネルギー吸収量を調べ、総合評価を行った。耐力（及び強度や伸び）については、平板状試験片を中空状衝撃吸収アルミニウム押出形材から採取し、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に基づいて求めた。エネルギー吸収量については、ＪＩＳ規格に準拠した圧縮試験機で荷重−ストローク線図を描き、その線図の面積について求めた。また、実施例Ｎｏ．１と比較例Ｎｏ．３については、結晶粒界上の析出物の大きさを調べた。
【００３１】
軸圧潰試験では、図１及び図２に示す横断面の中空状衝撃吸収部材を押出方向に２００ｍｍの長さに切断し、図３に示すように押出軸方向に５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押出軸方向に静的荷重を作用させて１２０ｍｍ圧縮した（試験後の軸長寸法は８０ｍｍ）。
【００３２】
図４は試験例Ｎｏ．１に係る試験片を軸圧潰試験したときの荷重−ストローク線図を示す。図４の横軸は静的荷重を試験片長軸方向にかけたときの圧縮試験機におけるクロスヘッドのストロークを示す。図４の縦軸は荷重の大きさを示す。図４に示すように、試験片が蛇腹状に圧潰変形するときは、荷重のピークが間隔をおいて発生する。
【００３３】
図５は実施例に相当する試験例Ｎｏ．１に係る試験片を軸圧潰試験した後の状態を示す。軸圧潰試験前の試験片は角筒形状を有しており、図５に示すように、軸圧潰試験後では、試験片は蛇腹状に変形した。このように蛇腹形状に圧潰変形した場合には、軸圧潰試験の評価は○とした。
【００３４】
図６は比較例に相当する試験例Ｎｏ．３に係る試験片を軸圧潰試験した後の状態を示す。軸圧潰試験前の試験片は角筒形状を有しており、図６に示すように、軸圧潰試験後の試験片は大きく破断して、壁部が外方へ展開していた。このように壁部が破断し、外方へ展開した場合には、軸圧潰試験の評価は×とした。これらの結果を表２に併せて示す。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２によれば、耐力が２２５ＭＰａ以上で、車両保護の観点から中空状構造部材に要求される耐力が２２０ＭＰａ以上という規定を満たしている。実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２の軸圧壊評価は○で、さらにエネルギー吸収量は３５４１Ｊ及び４２２６Ｊであり、優れたエネルギー吸収特性を有する。従って、実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２の総合評価は〇であった。実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２は断面形状が異なっているが、焼き入れ感受性が鈍く、押出後の冷却速度の影響はないと考えることができる。
【００３７】
比較例Ｎｏ．３によれば、耐力が２３６ＭＰａと高い割に、軸圧潰試験のときに試験片は大きく破断し、これを構成する壁部が外方へ展開しているため、総合評価は×であった。
【００３８】
図７は、実施例Ｎｏ．１に係る試験片の結晶粒界組織である。結晶粒界近傍にはＰＦＺ（無析出物帯）と呼ばれる析出物の析出しない領域が存在した。結晶粒界には粒界析出物と見られる組織が観察され、その大きさは０．４μｍであった。
【００３９】
また、図８は、比較例Ｎｏ．３に係る試験片の結晶粒界組織である。実施例Ｎｏ．１と同様に結晶粒界近傍にＰＦＺと呼ばれる析出物の析出しない領域が存在した。しかしながら、結晶粒界には実施例Ｎｏ．１には見られていない１μｍ以上の粗大な析出物が観察された。
【００４０】
ＰＦＺの間隔は実施例Ｎｏ．１及び比較例Ｎｏ．３とも大きな差は見られなかった。従って、中空状衝撃吸収部材の押出方向に圧縮荷重が作用したとき、この粗大な粒界析出物が割れの起点となり、これを構成する壁部が破断したと考えることができる。なお、図７及び図８は、透過型電子顕微鏡による同じ拡大倍率の写真である。
【００４１】
比較例Ｎｏ．４は、軸圧潰試験のときに試験片は蛇腹状に変形した。さらにエネルギー吸収量は２９７２Ｊであり、優れたエネルギー吸収特性を有する。しかしながら、比較例Ｎｏ．４の耐力は２０２ＭＰａで、車両保護の観点から要求される中空状構造部材の耐力２２０ＭＰａより低くなっており、規定を満たしていない。比較例Ｎｏ．４は予備時効処理を行っていないために、その後の時効処理でＭｇ２Ｓｉ析出物の数が充分でなく、強度が上昇しなかったと考えることができる。従って、比較例Ｎｏ．４の総合評価は×であった。
【００４２】
比較例Ｎｏ．５によれば、軸圧潰試験のときに試験片は蛇腹状に変形した。さらにエネルギー吸収量は３２１３Ｊであり、優れたエネルギー吸収特性を有する。比較例Ｎｏ．５はマンガン、クロム、ジルコニウムを含有するために、金属組織が繊維状組織であり、軸圧潰試験のときに割れの伝播を抑制し、蛇腹状に変形したと考えることができる。しかしながら、耐力は２１２ＭＰａで車両保護の観点から要求される中空状構造部材の耐力２２０ＭＰａより低くなっており、規定を満たしていない。これはマンガン、クロム、ジルコニウムを含有することで焼入れ感受性が強くなり、押出後ファン空冷で充分に焼きが入らなかったためと考えることができる。従って、比較例Ｎｏ．５の総合評価は×であった。
【００４３】
比較例Ｎｏ．６によれば、軸圧潰試験のときに試験片は蛇腹状に変形したものの、壁部において微小な割れが発生した。さらにエネルギー吸収量は３８５６Ｊであった。車両における衝撃吸収のときに車両を構成する中空状構造部材によっては押出軸方向から荷重を受けるとは限らない。そのときに、この微小な割れを起点として破断する可能性があると考えることができる。比較例Ｎｏ．６は押出時の加工が大きいために、その金属組織は表面部が粗大な再結晶組織をしており、中央部が繊維状組織であった。そのため、表面部の再結晶粒界において割れが発生したと考えることができる。さらに、比較例Ｎｏ．６の耐力は１９８ＭＰａで、車両保護の観点から要求される中空状構造部材の耐力２２０ＭＰａよりも低く、規定を満たしていない。比較例Ｎｏ．６は、マンガン、クロム、ジルコニウムを含有しているために焼入れ感受性が強くなり、充分に焼きが入らなかったためと考えることができる。従って、比較例Ｎｏ．６の総合評価は×であった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】口状の試験片の横断面を示す図である。
【図２】田状の試験片の横断面を示す図である。
【図３】実施例の軸圧潰試験を説明する図（圧潰前、圧潰後）である。
【図４】軸圧潰試験したときの荷重−ストローク線図を示す図である。
【図５】実施例Ｎｏ．１に係る軸圧潰試験後の試験片の形態を示す写真図である。
【図６】比較例Ｎｏ．３に係る軸圧潰試験後の試験片の形態を示す写真図である。
【図７】実施例Ｎｏ．１に係る試験片の結晶粒界の析出物を示す写真図である。
【図８】比較例Ｎｏ．３に係る試験片の結晶粒界の析出物を示す写真図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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