焊接结构部件用铝合金锻造材及其制造方法_4

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工序或稳定化处理 之后,可以进行电弧焊、等离子焊、激光焊等各种焊接加工。另外,可以进行折叠、切削、表面 处理等各种二次加工,改变形态,成为实际的制品。
[0145] 并且,本发明的锻造材特别地可以适用于汽车、摩托车、铁道车辆、飞机等运输车 辆的结构部件(焊接结构部件)。
[0146]【实施例】
[0147] 接下来,基于实施例说明本发明。还有,本发明不受以下所示的实施例的限定。
[0148] 使用具有表1所示组成的Al合金,通过DC铸造法铸造成板坯。其后以450°C保持 该铸锭24hr而进行均质化热处理。然后,从该板坯上,以图11所示的方式切下纵175mmX 横360mm X长150mm的铸锭块50。
[0149] 其后,将切下的铸锭块50在450°C的空气炉中加热后,使用上下模,以表2、3所示 的锻造开始温度范围通过油压机进行热锻。
[0150] 锻造首先是锻造 B面和C面而使A面为2S。其次,锻造 A面和C面而使B面为2S。 接着,锻造 A面和B面而使C面为2S。由此,制造如图1所示的Al合金锻造材。其中,对于 一部分而言,锻造面数为2。
[0151] 此外,使用空气炉,以460°C保持Al合金锻造材4hr而进行固溶处理后,以75°C的 水进行淬火。接着,对于进行了淬火的Al合金锻造材以常温进行120小时的自然时效处理。 其后,使用空气炉,以作为峰值时效的120°C、24hr的条件进行人工时效处理。
[0152] 从如此得到的Al合金锻造材上提取拉伸试验用试验片和耐应力腐蚀裂纹性(耐 SCC性)评价用试验片(C环)。使用这些试验片,进行关于抗拉强度、耐SCC性的评价。另 外,使用得到的Al合金锻造材进行焊接试验,对于耐焊接裂纹性进行评价。评价结果显示 在表2、3中。表2、3中,不满足本发明的规定的,对数值引下划线表示。
[0153] 实施例和比较例中评价的特性如下。
[0154] [晶粒的大小]
[0155] 对于制造的Al合金锻造材,观察如图1所示的作为形成有剪切带的部位的原材中 心部的ml、m2、m3面。然后,对于ml面、m3面,根据使用图9说明的测定方法(切片法), 测定晶粒的GL(长轴)和GS (短轴)。
[0156] 具体如下。
[0157] 供试用试样研磨至成为镜面后,使用Barker氏液使其发生阳极氧化,使用带有偏 振光的光学显微镜进行观察。
[0158] 晶粒尺寸在ml面和m3面中,以切片法分别测量晶粒长度GLym和晶粒长度 GS μ m。分别作为η数=5的平均值求得。
[0159] 在图9中,沿长轴方向(横向)引直线Α1-Α2,测量由该Α1-Α2直线横切的晶界的 数量(该图中为5),用图9的横向的长度(μπι)除以晶界的数量,从而求得GL(ym)。由此 方法得到的5个GL的平均值作为GL。
[0160] 同样,沿短轴方向(纵向)上引直线B1-B2,测量由该B1-B2直线横切的晶界的数 量(该图中为22),用图9的纵向的长度(μπι)除以晶界的数量,从而求得GSUm)。由此 方法得到的5个GS的平均值作为GS。
[0161] 关于m2面,研磨供试用试样至成为镜面后,用Barker氏液使其发生阳极氧化,使 用带有偏振光的光学显微镜观察晶粒的形态。
[0162] 然后,将满足
[0163] 50 ^ GL ^ 500. . . (1)
[0164] 10 ^ GS ^ 180. . . (2)
[0165] GS 彡 GL. ·· (3)
[0166] 的全部的试样判定为合格(〇)。
[0167] [耐焊接裂纹性]
[0168] 关于耐焊接裂纹性,通过进行焊接试验来评价。
[0169] 首先,从Al合金锻造材中提取A面、B面和C面的试验片。A面的试验片以A面为 正面,纵IOOmmX横150mmX长10mm。B面和C面的试验片以B面和C面为正面,分别为纵 50mmX横150mmX长10mm。如图12所示,将提取的试验片7焊接于焊接材8〇
[0170] 焊接材8使用7N01合金作为可以焊接的铝合金,使用尺寸为纵(厚度)35mmX横 200mm X长IOOmm的试样。
[0171] 作为焊接条件,进行T字角焊。焊接以包含加工度高的部位和加工度低的部位的 方式,在靠近Al合金锻造材的中心部的一侧(焊接部)进行。
[0172] 焊接工艺为手动TIG焊(AC)。手动TIG焊的条件是使用DAIHEN社制inverter elecon 500P,以极性比率:中性、焊接电流:310A、电弧电压:24V、焊接速度:4~17cm/min 进行。另外,作为保护气体,以15L/min流过Ar气。
[0173] 焊接裂纹的判定,通过染色探伤以目测进行,如果试验片7中在焊接部9附近未确 认到裂纹,则判定为合格(〇)。(不判定焊接材8和焊接部9中的裂纹。)
[0174] [拉伸试验]
[0175] 拉伸试验是使用JIS Z2201的4号试验片,依据JIS Z2241的规定,进行抗拉强度 的测定。对于测量值而言,分别在A面、B面、C面中作为30个试验片的测定值的平均值求 得。抗拉强度在7000系的材料的情况下,将370MPa以上时判定为合格,其他的情况下,将 240MPa判定为合格。
[0176] [耐应力腐蚀裂纹性(耐SCC性)]
[0177] 应力腐蚀裂纹试验使用附加有300MPa的应力的试验片,以JIS H8711的盐水交替 浸渍法进行30天。这时,分别对于A面、B面、C面,对12个试验片进行试验,全部的试验片 中都没有发生应力腐蚀裂纹时,判定为合格(〇)。还有,应力腐蚀裂纹的判定,根据有无蔓 延至C环的1/2以上的龟裂来进行,龟裂低于C环的1/2的试样、完全没有的试样为合格。 [0178]【表1】
[0179]


[0184] 如表2、3所示,试验材No. 1~20因为满足本发明的范围,所以全部的评价项目优 异。另一方面,不满足本发明的范围的试验材No. 21~27为以下的结果。需要说明的是, 试验材No. 1~13是改变材料而锻造条件相同的试验材,试验材No. 14~27是材料相同而 改变锻造条件的试验材。
[0185] No. 21因为锻造开始温度低于下限值,所以m3面和ml面的GS高于上限值,抗拉强 度、耐焊接裂纹性和耐SCC性差。
[0186] No. 22因为每一面的锻造比高于上限,所以第二面的锻造时发生屈曲。因此,未进 行晶粒的测定和评价。
[0187] No. 23因为每一面的锻造比高于上限,另外,锻造面数为2,所以晶粒不具有弯曲, 另外,m3面的GL高于上限值,耐焊接裂纹性和耐SCC性差。
[0188] No. 24因为每一面的锻造比高于上限,另外,锻造面数为2,所以晶粒不具有弯曲, 另外,m3面的GL高于上限值,ml面的GL低于下限值,耐焊接裂纹性和耐SCC性差。
[0189] No. 25因为锻造面数是2,所以晶粒不具有弯曲,另外,m3面和ml面的GS尚于上 限值,抗拉强度、耐焊接裂纹性和耐SCC性差。
[0190] No. 26因为锻造开始温度高于上限值,所以发生过烧。因此,未进行晶粒的测定和 评价。
[0191] No. 27因为每一面的锻造比高于上限,另外,锻造面数是2,所以晶粒不具有弯曲, 另外,m3面的GL高于上限值,ml面的GL和GS低于下限值,耐焊接裂纹性和耐SCC性差。
[0192] 符号说明
[0193] 1 焊接结构部件用铝合金锻造材
[0194] 4 晶粒
[0195] 7 试验片
[0196] 8 焊接材(7N01合金)
[0197] 9 手动TIG焊接形成的焊接部
[0198] 21剪切带
[0199] 22死区金属
[0200] 50铸锭块
[0201] 100锻造延伸材
【主权项】
1. 一种焊接结构部件用铝合金锻造材,其特征在于,在所述焊接结构部件用铝合金锻 造材的组织中,设长轴的晶粒长度为GL y m,短轴的晶粒长度为GS y m时,在形成有剪切带 的部位观察到的互相垂直的3个方向的面之中,两个面由下式表示,剩余的一面其晶粒在 长轴方向具有弯曲, 50. GL ^ 500. . . (1) 10. GS ^ 180. . . (2) GS ^ GL. . . (3) 〇2. 根据权利要求1所述的焊接结构部件用铝合金锻造材,其特征在于,所述焊接结构 部件用铝合金锻造材由7000系的铝合金构成。3. -种焊接结构部件用铝合金锻造材的制造方法,其特征在于,是权利要求1或权利 要求2所述的焊接结构部件用铝合金锻造材的制造方法,其中,进行以下工序: 铸造铝合金的铸锭的铸造工序; 对于所述铸锭进行均质化热处理的均质化热处理工序; 加热经过所述均质化热处理后的铸锭的加热工序; 以350~460°C锻造经所述加热后的铸锭而成为锻造材的锻造工序; 对于所述锻造材进行T6处理或17处理的调质工序, 所述锻造工序是进行1次以上的以下三面锻造工序,即所述锻造前的铸锭是长方体, 设上表面为A面,一个侧面为B面,与B面相邻的一个侧面为C面时,以所述各面的锻造比 高于1.0 S且为3. 5S以下的方式,按顺序进行B面和C面的锻造、A面和C面的锻造、A面和 B面的锻造。
【专利摘要】本发明提供一种维持抗拉强度,且耐焊接裂纹性和耐应力腐蚀裂纹性优异的焊接结构部件用铝合金锻造材及其制造方法。焊接结构部件用铝合金锻造材(1)的特征在于,在焊接结构部件用铝合金锻造材(1)的组织中,设长轴的晶粒长度为GLμm,短轴的晶粒长度为GSμm时,在形成有剪切带的部位观察到的相互垂直的3个方向的面之中,两个面由下式表示,剩余的一面其晶粒(4)在长轴方向有弯曲。50≤GL≤500...(1),10≤GS≤180...(2),GS≤GL...(3)。
【IPC分类】C22F1/04, C22C21/00
【公开号】CN104946934
【申请号】CN201510028719
【发明人】堀雅是, 上高原廉树
【申请人】株式会社神户制钢所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年1月20日
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