專利名稱：析出硬化型Al合金及其熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及析出硬化型Al合金及其熱處理方法。
背景技術(shù)：
作為鑄件，壓鑄件等的鑄造材料以及延展材料用的鋁(Al)合金，已知在Al中含有幾個重量％的Si的Al-Si系A(chǔ)l合金，通常采用以Al-Si系的Al合金為基本組分，進一步含有其它元素Cu，Mg等的多元Al-Si系合金。這是因為，在鑄件，壓鑄件等的鑄造材料以及延展材料的鑄造中，作為十分重要的特性的金屬熔液的流動性，鑄型的填充性等比其它合金好，幾乎不引起鑄造裂紋，通過與其它元素的組合獲得強度及伸縮率大的合金，熱膨脹系數(shù)小，耐磨損性良好等。
作為在Al-Si系合金中添加少量Mg的合金，有AC4A，AC4C，AC4CH，這些合金通過進行熱處理析出Mg2Si的中間相可以提高強度。特別是，AC4C以及將鐵限制在0.20質(zhì)量％以下提高韌性的AC4CH，被用作汽車等車輛的車輪用合金。
進而，也使用在Al-Si系合金中添加少量的Mg及Cu的合金，通過析出Mg2Si的中間相的析出硬化以及Cu的固溶硬化，通過Al2Cu的中間相的析出硬化等，可以提高強度。
如上所述，通過添加其它元素并借助其中間相的時效析出，可以獲得熱處理型Al合金的高強度化，用于時效析出的熱處理，由固溶退火以及時效處理構(gòu)成。固溶退火是一種在凝固時使結(jié)晶的非平衡相在高溫下固溶，然后通過水冷獲得在常溫下均勻的固溶體的熱處理。接著固溶退火的時效處理，保持在比較低的溫度下，將固溶的元素作為中間相析出使之析出硬化，通過這些熱處理，提高Al合金的機械性能。
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為這種Al合金的固溶退火和時效處理，利用將空氣作為熱媒體的隧道爐等的常壓爐，但是，在這種情況下，除升溫時間慢之外，溫度起伏很大，大約為±5℃，因此，除存在著不能在更高的溫度下進行固溶退火等問題之外，所獲得的Al合金的機械特性，其抗拉強度約為290MPa。0.2％屈服強度約200Mpa，拉伸率8％左右。
此外，在采用現(xiàn)有技術(shù)的常壓爐的熱處理方法中，升溫到固溶退火的溫度的升溫速度慢，升溫花費時間，而且在固溶退火溫度保溫超過3小時進行固溶退火，所以，存在著固溶退火的整個時間需要花費4小時以上的問題，而且，本發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當如上所述在固溶退火溫度保溫超過3小時時，存在著共晶組織粗大化，Al合金的強度及延展性大大降低的問題。
此外，如果進一步提高用作汽車齒輪的Al合金的抗拉強度，0.2％屈服強度及拉伸率等機械特性的話，可以將汽車的車輪的厚度減薄，所以，可以減輕作為一個整體的汽車的重量，減小滾動摩擦，所以除提高燃油費用和提高排放氣體的凈化性能之外，還可以改善操作的穩(wěn)定性，極為有效。
因此，本發(fā)明人從各種角度研究的結(jié)果，著眼于所獲得的Al合金的顯微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)，當存在于Al合金中的共晶組織小到規(guī)定值以下時，其機械性能提高，達到本發(fā)明的目的。
即，本發(fā)明的目的是提供一種具有抗拉強度，屈服強度及拉伸率三種機械特性很好的平衡，并且疲勞強度也十分優(yōu)異的Al合金。
此外，本發(fā)明的另外一個目的是提供一種通過利用流化床進行固溶退火，將Si，Mg的固溶率提高到規(guī)定值以上，提高所獲得的Al合金的強度和拉伸率的析出硬化性Al合金的熱處理方法。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供一種析出硬化型Al合金，在析出硬化型Al合金中，其特征為，存在于該Al合金中的共晶組織的平均面積小于4μm2。
在這種析出硬化型Al合金中，作為其成分，優(yōu)選地，Si的含量在6.5～7.5質(zhì)量％，Mg的含量在0.36質(zhì)量％以下，此外，更優(yōu)選地，含有20～70ppm的Sr。此外，本發(fā)明的析出硬化型Al合金，適合于用作車輛用車輪。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種析出硬化型Al合金的熱處理方法，在通對由析出硬化型Al合金構(gòu)成的工件進行過固溶退火，然后進行時效處理，提高該工件的機械特性的析出硬化型Al合金的熱處理方法中，其特征為，通過使該工件處于流化床中進行前述固溶退火的同時，在前述固溶退火中，使Si及/或Mg的α相中的固溶率在60％以上，并且，在150℃以上、小于200℃進行前述時效處理。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，在30分鐘以內(nèi)升溫到固溶退火的溫度，同時，在固溶退火溫度保溫的時間在25分鐘～3小時，加快升溫速度。此外，優(yōu)選地，固溶退火溫度在540～550℃。此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，流化床通過直接鼓入熱風形成。
附圖的簡單說明

圖1、是表示用于本發(fā)明的鼓入熱風式流化床的一個例子的概圖。
圖2、是表示用于本發(fā)明的流化床式固溶退火爐的一個例子的概圖。
圖3、是表示用于實施例1的車輛用鋁車輪的透視圖。
圖4、是表示實施例1中的熱處理程序的曲線圖。
圖5、是表示實施例1中拉伸試驗結(jié)果的曲線圖。
圖6、是表示實施例1中的沖擊及硬度試驗結(jié)果的曲線圖。
圖7、是表示共晶組織平均面積與固溶退火時間的關(guān)系的曲線圖。
圖8、是表示用于實施例2的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗的試驗片的形狀及尺寸的說明圖。
圖9、是表示實施例2和比較例2中的疲勞強度(內(nèi)輪輞)的曲線圖。
圖10、是表示實施例2和比較例2中的疲勞強度(外輪輞)的曲線圖。
圖11、是表示實施例3及比較例1中拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)的結(jié)果的曲線圖。
圖12、是表示在固溶退火中，測定Si及/或Mg的α相中固溶時放出的吸收能量的差熱分析結(jié)果的曲線圖。
圖13、是表示實施例4中熱處理程序的曲線圖。
圖14、是表示實施例4和比較例5、6中的拉伸試驗結(jié)果的曲線圖。
圖15、是表示實施例4中沖擊及硬度試驗結(jié)果的曲線圖。
圖16、是表示比較例3中拉伸試驗結(jié)果的曲線圖。
圖17、是表示車輛用鋁車輪的另外的例子的平面圖。
圖18、是表示比較例3中的熱處理程序表的曲線圖。
實施發(fā)明的最佳形式下面對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明，涉及通過Mg2Si的中間相析出硬化和Al2Cu中間相的析出硬化提高強度的析出硬化型Al合金，更具體地說，涉及存在于Al合金組織中的共晶組織平均面積小于4μm2的Al合金。
根據(jù)本發(fā)明的析出硬化型Al合金，存在于Al合金中的共晶平均面積小于4μm2，優(yōu)選地為1～3μm2，更優(yōu)選地，為1.2～3μm2。具有這種組織的Al合金，由于平衡很好地具有抗拉強度，屈服強度以及拉伸率三種機械特性，例如抗拉強度在310MPa以上，優(yōu)選地在320MPa以上，0.2％屈服強度在240MPa以上，優(yōu)選地為260MPa以上，并且，拉伸率在10％以上，優(yōu)選地在12％以上。
這里，Al合金的抗拉強度，0.2％屈服強度及拉伸率等機械特性，根據(jù)JIS Z2241規(guī)定的試驗法求得。
具有這種上述規(guī)定以上的機械特性的本發(fā)明的Al合金，作為其組分，以Al為基礎(chǔ)，優(yōu)選地，含有6.5～7.5質(zhì)量％的Si，含有0.36質(zhì)量％以下的Mg，進而，優(yōu)選地，含有20～70ppm的Sr。即，在Si的含量在6.5～7.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)，由于可以提高Al合金的鑄造性能，所以是優(yōu)選的，更優(yōu)選的范圍為6.8～7.2質(zhì)量％。
對于Mg的含量，優(yōu)選地在0.36質(zhì)量％以下。Mg和Si一起，通過熱處理，析出稱之為Mg2Si相的中間相，由于這種析出產(chǎn)生顯著的時效硬化，當含量超過0.36質(zhì)量％時，抗拉強度加大，但反過來會產(chǎn)生拉伸率下降的問題。
此外，由于Sr具有作為Al合金的共晶組織微細化劑的功能，所以優(yōu)選含量在20～70ppm，更優(yōu)選的范圍為在30～60ppm。
從而，本發(fā)明的Al合金，以AC4C，AC4CH為基礎(chǔ)的合金為對象。
本發(fā)明的Al合金的抗拉強度，0.2％屈服強度以及拉伸率等機械特性在規(guī)定值以上，十分優(yōu)異，而且，由于十分平衡地具有三種特性，所以，可以極為有效地作為汽車等的車輛用車輪使用。
其次，具有上述微小共晶組織的本發(fā)明的析出硬化型Al合金，例如，可以通過下面所述的熱處理方法制造。
首先，對利用通常的方法鑄造的Al合金鑄件(工件)，在固溶退火后一般地進行急冷，接著進行時效處理。通過對鑄件進行這些處理，可以提高Al合金的機械特性，使之適合用于車輛用車輪等所需的用途。
在本發(fā)明中，在固溶退火工序中，通過使在540～550℃的固溶退火溫度的處理時間(包括升溫時間)優(yōu)選地在4小時(240分鐘)之內(nèi)，更優(yōu)選地，在3小時30分鐘(210分鐘)以內(nèi)，可以獲得上面所述的共晶組織的平均面積小于4μm2的小的析出硬化型Al合金。
在這種情況下，進行在30分鐘之內(nèi)升溫到固溶退火溫度540～550℃的急速升溫，由于共晶組織球狀化并且防止共晶組織的粗大化，所以是很理想的。
在固溶退火中，如上面所述，優(yōu)選地，在短時間內(nèi)急速加熱工件，例如，在車輛用車輪的情況下，優(yōu)選地在3～10分鐘左右升溫到540～550℃。從共晶組織的微觀觀點出發(fā)，這是特別理想的。
在固溶退火中，只要能夠?qū)⒐ぜ彼偌訜?，對其方法沒有特定的限制。即，可以控制空氣溫度可以急速加熱工件即可，例如可以采用高頻加熱和低頻加熱，遠紅外加熱方法等，但是，從溫度控制簡單的角度出發(fā)，更優(yōu)選地利用流化床進行急速加熱。
將工件固溶退火后，急劇冷卻，恢復(fù)到常溫，接著進行時效處理。對這種時效處理的具體方法沒有特定的限制，也可以試驗使用現(xiàn)有技術(shù)中以空氣作為熱媒體的常壓爐(隧道爐)，但與固溶退火一樣，優(yōu)選地使用流化床。除縮短時效處理時間之外，在利用流化床進行固溶退火的情況下，使用相同的流化床，從整個過程的控制，操作觀點看是優(yōu)選的。
下面，對除Al合金鑄件之外，也適合用于Al合金的延展材料的本發(fā)明的熱處理方法進行說明。
首先，對用通常的制造方法制造的Al合金的鑄造材料或者延展材料(工件)進行固溶退火后，接著進行時效處理。通過對鑄造材料或者延展材料進行這些處理，為了能夠適合于車輛用車輪等所需用途，可以提高Al合金的抗拉強度等機械特性，特別是，在固溶退火中，優(yōu)選使Si及/或Mg的α相中的固溶率在60％以上。
這樣，通過在固溶退火中使Si、Mg的固溶率在60％以上，所獲得的Al合金的共晶組織不會粗大化，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在提高Al合金的強度的同時，也提高其延展性(拉伸特性)。
在這種情況下，優(yōu)選地，在30分鐘之內(nèi)這樣的短時間急速升溫到固溶退火的溫度。更優(yōu)選地，在20分鐘之內(nèi)，特別優(yōu)選地，以3～10分鐘的短時間急速升溫。此外，在固溶退火溫度保溫的時間優(yōu)選地在25分鐘～3小時，更優(yōu)選地在30分鐘～2小時。
由于在上述條件下進行固溶退火，Si及/或Mg的α相中的固溶率在60％以上，所以是優(yōu)選的。另一方面，當升溫到固溶退火的溫度的時間超過30分鐘時，Al合金的共晶組織粗大化。此外，當在固溶退火溫度保溫時間小于25分鐘時，時間過短，如圖12所示，Si及/或Mg的α相中的固溶率小于60％，所獲得的Al合金的機械性質(zhì)差，此外，當保溫時間超過3小時時，Si、Mg的固溶率超過60％，但Al合金的共晶組織粗大化，同樣地Al合金的機械性質(zhì)降低。
在這種情況下，Al合金的固溶退火溫度在530～550℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在540～550℃。
這樣，在這種熱處理方法中，升溫到固溶退火溫度的時間短，并且，在固溶退火溫度的保溫時間也在規(guī)定的時間之內(nèi)，結(jié)果是，可以使整個固溶退火時間在4小時(240分鐘)之內(nèi)，優(yōu)選地，在3小時30分鐘(210分鐘)之內(nèi)。
其次，固溶退火后，一般地急冷到常溫，接著，對工件進行時效處理。
優(yōu)選地，時效處理在幾分鐘內(nèi)升溫到小于150～200℃，在該溫度保溫30～360分鐘。作為時效處理溫度，更優(yōu)選地為170～190℃。在時效處理溫度超過200℃時，所獲得的Al合金的延展性降低。通過在150～200℃以下進行規(guī)定時間的時效處理，可以提高延展性(拉伸特性)和強度等機械特性。
作為本發(fā)明中的對象的Al合金，是通過熱處理析出Mg2Si相等中間相的析出硬化型Al合金，但并不局限于此。從而，對于用通常的制造方法制造的Al合金的鑄造材料和延展材料中的任何一種材料，也都是適用的。
Al合金鑄造材料是鑄件，壓鑄件等，延展材料指的是箔，型材，管，棒，線材，鍛造制品等。各種Al合金，加入種種元素改善強度等性質(zhì)，有Al-Mg-Si系合金，Al-Cu-Mg系合金，Al-Cu-Si系合金等。例如，作為鑄造材料，可以有效地采用JIS規(guī)定的AC4C和AC4CH的Al合金。此外，作為延展材料，可以采用以硬鋁著稱的含銅比較多的使之提高強度的2017等2000系合金，此外還有6000系，7000系合金等。
在固溶退火中，在將工件急劇升溫時，優(yōu)選地使用流化床。利用流化床的急劇加熱，通過使工件處于流化床中來進行。
流化床利用吹入粉粒等粒狀物的氣體進行加熱，并且均勻地將粒狀物混合形成，具有在流化床內(nèi)部的溫度基本上均勻的同時，傳熱效率高的特征。
通過將流化床靈活地用于固溶退火，可以達到流化床內(nèi)部的溫度的均勻化(約±2～3℃)，可以在更高的溫度進行固溶退火，而且傳熱效率好，所以，可以縮短升溫到固溶退火溫度的升溫時間。這些特征相對于現(xiàn)有技術(shù)中以空氣作為熱媒體的常壓爐是很大的優(yōu)點。
此外，對于時效處理，可以使用上述的流化床方式，也可以使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的常壓爐。
作為流化床方式，一般地，除從流化床容器外部加熱的容器加熱方式以及將輻射管內(nèi)裝于流化床中的輻射管方式等間接加熱方式之外，已知有通過直接鼓入熱風的直接加熱方式，可以采用任何一種方式，但由于利用直接鼓入熱風的直接加熱方式形成流化床，在流化床中的溫度分布良好，所以是更優(yōu)選的。
其次，根據(jù)附圖對上述熱處理方法進行更詳細的說明。
圖1是表示用于熱處理方法的直接鼓入熱風方式的流化床的一個例子的概圖。10是容器，在容器10內(nèi)，將粉粒體等粒狀物12填充到多孔板16上，利用從這些多孔板16的下方鼓入的熱風14使所述粒狀物12流態(tài)化，均勻混合，形成流化床18。
圖2是表示流化床式固溶退火爐的一個例子。在圖2中，20是熱風發(fā)生裝置，將由圖中未示出的鼓風機送來的空氣，利用燃燒器22發(fā)出的火焰加熱成700～800℃的熱風。該熱風經(jīng)過熱風溫度監(jiān)視裝置24，被吹入流化床式固溶退火爐26。在流化床熱處理爐26中，熱從多孔管28吹入流化床30中，在使粒狀物32流態(tài)化的同時，將粒狀物32加熱。這樣，將流化床內(nèi)加熱到540～550℃，而且爐內(nèi)溫度的波動幅度約為6℃(±3℃)，達到在一個點處波動幅度為3℃的爐內(nèi)溫度的均勻性，這樣，處于流化床30內(nèi)的工件34被迅速加熱。此外，36是粒狀物排出用閥，適當?shù)貙⒘钗?2排出到外部。
此外，圖中沒有示出，對于時效處理，也可以使用圖1～2所示的流化床。
下面，根據(jù)實施例，比較例更具體地對本發(fā)明進行說明。
(實施例1)用流化床式固溶退火爐，作為時效處理爐使用常壓爐，實施對AC4CH的Al合金制車輪的鑄造物進行熱處理的方法。
流化床固溶退火爐，一邊為1500mm×1500mm的方箱狀，直筒部的高度為1800mm，下方部由梯形的流化床容器構(gòu)成。此外，時效處理爐使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的隧道爐(常壓爐)。作為粒狀物，使用平均粒徑50～500μm的石英砂。
作為熱處理的對象物，用圖3所示的鑄造的車輛用鋁車輪(14kg)，試驗片的采集位置為外輪輞凸緣，內(nèi)輪輞凸緣，以及輪輻三個部位。上述AC4CH的Al合金制的鋁車輪的組分，除含有7.0質(zhì)量％的Si，0.33質(zhì)量％的Mg，40ppm的Sr之外，還含有0.001質(zhì)量％的Cu，0.11質(zhì)量％的Fe，余量為Al。
作為熱處理條件，在圖4所示的固溶退火的程序中，通過分別改變保溫時間加以實施。此外，時效處理在190℃保溫53分鐘的條件(包括升溫時間在內(nèi)全部時效處理時間為85分鐘)下進行。
從熱處理過的車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，分別進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)，沖擊試驗，以及硬度試驗。所得結(jié)果示于圖5和圖6。
此外，作為上述沖擊試驗，用JIS規(guī)定的擺錘式?jīng)_擊試驗法測定沖擊值。作為硬度試驗，采用JIS Z2245規(guī)定的試驗法，測定洛式(Rockwell)硬度。
此外，這時的共晶組織平均面積與固溶退火時間的關(guān)系示于圖7。
這里，共晶組織的平均面積，按下述方式測定。
將試驗片表面進行鏡面研磨，用放大率為1000倍照相攝影，通過計算出處于面積為4768.716μm2范圍內(nèi)的共晶組織的個數(shù)及平均面積，作為共晶組織的平均面積。
(實施例2)與實施例1一樣，從獲得的車輛用車輪上采集試驗片(圖8)，進行旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗，求出疲勞強度。
這里，旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗，采用小野式旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機，在室溫，大氣中，一面以3600rpm使試驗片1旋轉(zhuǎn)，一面以應(yīng)力比-1施加應(yīng)力，由破壞時的應(yīng)力和重復(fù)次數(shù)的關(guān)系測疲勞強度。其結(jié)果示于圖9～10。
(實施例3)在實施例1中，從固溶退火溫度550℃保溫60分鐘時所獲得的車輛用鋁車輪上采集試驗片，和實施例1一樣，測定共晶組織的平均面積。
結(jié)果示于表1。此外，這時的拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)的結(jié)果示于圖11。
表1

(比較例1)作為固溶退火爐及時效處理爐，使用現(xiàn)有技術(shù)的隧道爐(常壓爐)，固溶退火溫度540℃，時效處理溫度155℃(全部時效處理時間174分鐘)，上升到固溶退火溫度的升溫時間為1小時12分鐘，在固溶退火溫度的保溫時間為4小時，對鑄造的車輛用鋁車輪進行熱處理。其它條件和實施例1相同。
從經(jīng)過熱處理的車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，分別進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)。所得結(jié)果示于圖11。
(比較例2)從和比較例1一樣獲得的車輛用鋁車輪上采集試驗片(圖8)，進行旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗，求出疲勞強度。結(jié)果示于圖9～10。
(討論)如從實施例1～3及比較例1～2的試驗結(jié)果看出的，共晶組織的平均面積小于4μm2的微細的車輛用鋁車輪，抗拉強度，0.2％屈服強度，及拉伸率在規(guī)定值以上，這些值全部滿足拉伸試驗的確性值，可以判斷，與現(xiàn)有技術(shù)中共晶組織平均面積超過4μm2的情況相比，得到大幅度改善。并且，疲勞強度與現(xiàn)有技術(shù)相比獲得大幅度改善。
進而，在利用流化床式固溶退火爐及時效處理爐的情況下，可以看出，當固溶退火超過240分鐘時，會促進共晶組織的粗大化。
進而，從實施例2和比較例2的結(jié)果，可以看出，如果利用流化床進行熱處理，與現(xiàn)有技術(shù)的隧道爐相比，內(nèi)輪輞和外輪輞一起，疲勞特性獲得提高。
(實施例4)利用圖2所示的流化床固溶退火爐，利用常壓爐作為時效處理爐，實施熱處理的方法。
流化床式固溶退火爐，一邊為1500mm×1500mm的方形箱狀，直筒部的高度為1800mm，下方部由梯形的流化床容器構(gòu)成。此外，作為時效處理爐，使用現(xiàn)有技術(shù)的隧道爐(常壓爐)。作為粒狀物，使用均粒徑50～500μm的石英砂。
作為熱處理對象物，使用圖17所示的鑄造的車輛用鋁車輪(13kg)，試驗片的采集位置為外輪輞凸緣及輪輻兩個部位。上述鋁車輪的組分為7.0質(zhì)量％的Si，0.34質(zhì)量％的Mg，50ppm的Sr，余量為Al。
作為熱處理條件，固溶退火溫度為540℃和550℃，時效處理溫度為190℃和220℃，升溫到固溶退火所溫度的升溫時間，在固溶退火溫度的保溫時間，以及時效處理的升溫時間，保溫時間以圖13所示的規(guī)范(固溶退火為550℃時)實施。
圖12表示差熱量分析的結(jié)果，是在固溶退火中，測定的Si，Mg的α相中固溶時吸收的能量。如可以從圖12看出的，在固溶退火中，使Si及/或Mg的α相中的固溶率為60％以上，相當于在固溶退火溫度在540℃時固溶退火時間(升溫時間及保溫時間的總和)18分鐘以上，固溶退火溫度在550℃時，相當于固溶退火時間在7分鐘以上。
此外，可以看出，固溶率達到100％時，相當于固溶退火溫度為540℃時的固溶退火時間為180分鐘，固溶退火溫度為550℃時固溶熱處理時間為60分鐘。
從上面所述的熱處理過的車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，分別進行分別進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)。所得結(jié)果示于圖14和圖15。
(比較例3)作為固溶退火爐和時效處理爐試驗現(xiàn)有技術(shù)的隧道爐(常壓爐)，固溶退火溫度540℃，時效處理溫度155℃，用圖18所示的程序，對鑄造的車輛用鋁車輪實施熱處理。其它條件和實施例4相同。
在該比較例3中，如可以從圖12中看出的，固溶退火時間為312分鐘時，Si及/或Mg的α相中的固溶率為50％左右。
從在上述條件下熱處理的車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，分別進行分別進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)。所得結(jié)果示于圖16。
(比較例4)在時效處理溫度190℃，時效處理時間85分鐘，其它和比較例3一樣的條件下對鑄造的車輛用鋁車輪進行熱處理。
從所得車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)，結(jié)果，對于外輪輞凸緣，其抗拉強度為305.7MPa，0.2％屈服強度244.4Mpa，拉伸率11.3％。
(比較例5)在時效處理溫度為220℃，時效處理時間為35分鐘，其它和比較例3相同的條件下，對鑄造的車輛用鋁車輪進行熱處理。
從所得車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)。所得結(jié)果示于圖14。
(比較例6)固溶退火溫度為550℃，Si及/或Mg的α相中的固溶率為50％，時效處理溫度220℃，時效處理時間35分鐘，其它條件和實施例4相同，對鑄造的車輛用車鋁輪進行熱處理。從所得車輛用鋁車輪上采集試驗片(n＝4)，分別進行拉伸試驗(抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率)。所得結(jié)果示于圖14。
(討論)如從實施例4和比較例3～6中的拉伸試驗，沖擊試驗，以及硬度試驗的結(jié)果可以看出的，由實施例4獲得的車輛用鋁車輪，對于外輪輞凸緣，其抗拉強度在326.2MPa以上，0.2％屈服強度在261.3Mpa以上，拉伸率在12.9％以上。
另一方面，比較例3所示的用現(xiàn)有技術(shù)的隧道爐獲得的鋁車輪，抗拉強度，屈服強度，拉伸率等機械特性與實施例4相比要差，此外，如比較例3～4所示，在固溶退火的固溶率低于50％時，可以看出，抗拉強度，0.2％屈服強度，拉伸率比實施例差。
進而，如比較例5～6所示，在時效處理溫度為220℃和比較高時，獲得的鋁車輪的機械性能更差。
工業(yè)上的可利用性如上面所說明的，根據(jù)本發(fā)明，可以提供具有良好平衡的抗拉強度，屈服強度，及拉伸率三種機械特性，并且疲勞強度優(yōu)異的Al合金。此外，根據(jù)本發(fā)明的熱處理方法，利用流化床進行固溶退火，將Si、Mg的固溶率提高到規(guī)定值以上，并且使時效處理溫度處于規(guī)定值以下，所以可以提高所獲得的析出硬化性Al合金的強度和拉伸率。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.析出硬化型Al合金，在所述析出硬化型Al合金中，其特征為，存在于該Al合金中的共晶組織的平均面積小于4μm2，所述合金中含有6.5～7.5質(zhì)量％的Si，0.36質(zhì)量％以下的Mg。
2.(刪除)3.如權(quán)利要求1所述的析出硬化型Al合金，含有20～70ppm的Sr。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項所述的析出硬化型Al合金，用作車輛用車輪。
5.析出硬化型Al合金的熱處理方法，在通過固溶退火由析出硬化型Al合金構(gòu)成的工件，然后進行時效處理提高該工件的機械特性的析出硬化型Al合金的熱處理方法中，其特征為，通過使前述工件處于流化床中進行前述固溶退火，同時在前述固溶退火中，Si及/或Mg的α相中的固溶率在60％以上，并且，前述時效處理在150℃以上、小于200℃的溫度下進行。
6.如權(quán)利要求5所述的熱處理方法，在30分鐘之內(nèi)升溫到前述固溶退火的溫度，同時在該固溶退火溫度的保溫時間在25分鐘～3小時。
7.如權(quán)利要求6所述的熱處理方法，前述固溶退火的溫度為540～550℃。
8.如權(quán)利要求5～7中任何一項所述的熱處理方法，前述流化床是通過直接鼓入熱風形成的。
權(quán)利要求
1.析出硬化型Al合金，在所述析出硬化型Al合金中，其特征為，存在于該Al合金中的共晶組織的平均面積小于4μm2。
2.如權(quán)利要求1所述的析出硬化型Al合金，其含有6.5～7.5質(zhì)量％的Si，0.36質(zhì)量％以下的Mg。
3.如權(quán)利要求1或2所述的析出硬化型Al合金，其含有20～70ppm的Sr。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項所述的析出硬化型Al合金，其用作車輛用車輪。
5.析出硬化型Al合金的熱處理方法，在通過固溶退火由析出硬化型Al合金構(gòu)成的工件，然后進行時效處理提高該工件的機械特性的析出硬化型Al合金的熱處理方法中，其特征為，通過使前述工件處于流化床中進行前述固溶退火，同時在前述固溶退火中，Si及/或Mg的α相中的固溶率在60％以上，并且，前述時效處理在150℃以上、小于200℃的溫度下進行。
6.如權(quán)利要求5所述的熱處理方法，在30分鐘之內(nèi)升溫到前述固溶退火的溫度，同時在該固溶退火溫度的保溫時間在25分鐘～3小時。
7.如權(quán)利要求6所述的熱處理方法，前述固溶退火的溫度為540～550℃。
8.如權(quán)利要求5～7中任何一項所述的熱處理方法，前述流化床是通過直接鼓入熱風形成的。
全文摘要
一種存在于Al合金中的共晶組織的平均面積小于4μm
文檔編號C22C21/02GK1468320SQ01817041
公開日2004年1月14日 申請日期2001年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月8日
發(fā)明者酒井崇之 申請人:旭技術(shù)株式會社