JP6721782B2 - Aluminum alloy and aluminum alloy strip for pedestrian collision protection - Google Patents
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Description
本発明は、乗物用アルミニウム合金、アルミニウム合金から製造されるアルミニウム合金ストリップ、及び本発明に係るアルミニウム合金ストリップから製造される自動車のシート金属体部品に関する。 The present invention relates to a vehicle aluminum alloy, an aluminum alloy strip manufactured from an aluminum alloy, and a sheet metal body component for an automobile manufactured from the aluminum alloy strip according to the present invention.
ＡＡ６ｘｘｘ型のアルミニウム合金は、良好な成形性と熱処理後の硬化によるその強度増加能力とのその有利な組合せのために自動車工学において使用される。硬化によって特に高い降伏強度を得ることができるＡＡ６ｘｘｘアルミニウム合金からなる一般に使用されるアルミニウム合金シート金属とは対照的に、歩行者衝突保護に関連するシート金属の場合、例えば塗装面のために熱処理後に、最低限の硬化を行う必要がある。一方、歩行者衝突保護用シート金属は、十分なエネルギー吸収能力を有し、衝撃エネルギーを目的通りに変形エネルギーに変換しなければならず、そのために適度な降伏強度を持たなければならない。他方、歩行者衝突保護に関連するシート金属の性質は、経時的に変化すべきではなく、又は経時変化がほんの無視し得る程度であるべきである。硬化特性が特定の製造方法によって低下する、ＡＡ６ｘｘｘ型のより高合金化されたアルミニウム合金に加えて、Ｍｇ及び／又はＳｉ含有量の極めて少ないＡＡ６ｘｘｘ型のアルミニウム合金をこの目標の達成のために使用することもできる。しかし、より高合金化されたアルミニウム合金の場合、製造方法、及びここでは特に溶体化焼鈍条件の制御が、極めて複雑であり、高価である。さらに、マグネシウム含有量が約０．２重量％と極めて低いアルミニウム合金は、極めて低い降伏強度及び引張強さしか示さない。したがって、それらは軟らかすぎて自動車に使用されない。第３の可能性は、軟質ＡＡ５ｘｘｘアルミニウム合金を使用することである。しかし、これらは、幾分か流れ模様がでやすく、目に見える車体領域には使用することができない。さらに、それらは、例えばＡＡ６ｘｘｘアルミニウム合金に基づく、均一な合金構想を妨げ、したがって再利用の理念をより困難にする。 Aluminum alloys of the AA6xxx type are used in automotive engineering because of their advantageous combination of good formability and their ability to increase strength by hardening after heat treatment. In contrast to the commonly used aluminum alloy sheet metals, which consist of AA6xxx aluminum alloys, which can obtain particularly high yield strengths by hardening, in the case of sheet metals associated with pedestrian collision protection, for example after heat treatment for painted surfaces , It is necessary to do minimal curing. On the other hand, the pedestrian collision protection sheet metal must have a sufficient energy absorption capability and convert impact energy into deformation energy as intended, and therefore must have an appropriate yield strength. On the other hand, the properties of the sheet metal associated with pedestrian crash protection should not change over time or should be negligible over time. Use of AA6xxx type aluminum alloys with a very low Mg and/or Si content in addition to AA6xxx type higher alloyed aluminum alloys whose hardening properties are degraded by certain manufacturing methods You can also do it. However, in the case of the more highly alloyed aluminum alloys, the production process, and here in particular the control of the solution annealing conditions, is extremely complex and expensive. Furthermore, aluminum alloys with a very low magnesium content of about 0.2% by weight exhibit very low yield strength and tensile strength. Therefore, they are too soft to be used in automobiles. A third possibility is to use soft AA5xxx aluminum alloy. However, they are somewhat susceptible to flow patterns and cannot be used in the visible body area. Moreover, they hinder the uniform alloy concept, for example based on the AA6xxx aluminum alloy, thus making the recycling idea more difficult.
特許文献１から、衝突の場合に塑性変形によって運動エネルギーの大部分を吸収することができ、したがって歩行者衝突保護に適した車体部品が公知である。特許文献１の提案するところによれば、固溶体に必要な元素マグネシウム及びシリコーンは、沈殿Ｍｇ２Ｓｉ及び／又はＳｉ粒子の形で存在して、人工時効を妨げ、したがって、これは、例えば塗装面の乾燥による、更なる熱処理後に低い硬化効果しかもたらさない。沈殿状態を得るために、特許文献１は、鋳造インゴットの均質化焼鈍を行わず、より低温での部分的溶体化焼鈍、又はバッチ炉中のコイルにおける圧延シート金属の最終厚さでの部分的異質化焼鈍（独：partielle Heterogenisierungsgluehung，英：partial heterogenisation annealing）のみを行うことを提案している。これらの手段は、アルミニウム合金ストリップの製造中のコストを著しく高くするか、それらの加工性に悪影響を及ぼす。行われなかった均質化は、例えば、製造されたシート金属の品質に影響する可能性がある。 From US Pat. No. 6,037,049, a bodywork component is known which is able to absorb most of its kinetic energy by plastic deformation in the event of a collision and is therefore suitable for pedestrian collision protection. According to the suggestion of US Pat. No. 6,037,037, the elemental magnesium and silicone required for solid solution are present in the form of precipitated Mg 2 Si and/or Si particles, which hinders artificial aging, and this therefore leads to, for example, painted surfaces. After drying, it has a low hardening effect after further heat treatment. In order to obtain a precipitation state, US Pat. No. 5,968,078 does not carry out homogenization annealing of the cast ingot, but partial solution annealing at lower temperatures, or partial final thickness of rolled sheet metal in coils in a batch furnace. It is proposed to perform only heterogeneous annealing (Germany: partielle Heterogenisierungsgluehung, English: partial heterogenization annealing). These measures add significantly to the cost during manufacture of aluminum alloy strips or adversely affect their processability. Homogenization that has not been performed can affect, for example, the quality of the sheet metal produced.
これに基づいて、本発明は、製造されたストリップが適度な強度を有し、Ｔ４条件からの極めて低い硬化傾向しか示さず、歩行者衝突保護の領域における使用が可能であるように、従来の方法ステップを用いてストリップに加工することができる乗物用アルミニウム合金を提供する目的を有する。さらに、対応するアルミニウム合金ストリップ及び自動車用シート金属体部品を提案する。 On this basis, the present invention provides that the produced strips have a moderate strength, exhibit only a very low tendency to cure from T4 conditions, and can be used in the area of pedestrian collision protection. It has the object of providing a vehicle aluminum alloy which can be processed into strips using the method steps. Furthermore, the corresponding aluminum alloy strips and sheet metal body parts for automobiles are proposed.
第１の教示によれば、乗物用アルミニウム合金を含むアルミニウム合金ストリップの上記目的は、アルミニウム合金が重量％単位で以下の合金成分を含むことで達成される。
０．４０重量％≦Ｓｉ≦０．５５重量％、
０．１５重量％≦Ｆｅ≦０．２５重量％、
Ｃｕ≦０．０６重量％、
０．１５重量％≦Ｍｎ≦０．４０重量％、
０．３３重量％≦Ｍｇ≦０．４０重量％、
Ｃｒ≦０．０３重量％、
０．００５重量％≦Ｔｉ≦０．１０重量％、
残りは、Ａｌ及び個々に最大０．０５重量％、合計で最大０．１５重量％の不可避不純物である。
According to the first teaching, the above object of an aluminum alloy strip containing a vehicle aluminum alloy is achieved in that the aluminum alloy contains the following alloying components in weight percent.
0.40 wt% ≤ Si ≤ 0.55 wt%,
0.15 wt% ≤ Fe ≤ 0.25 wt%,
Cu≦0.06% by weight,
0.15 wt% ≤ Mn ≤ 0.40 wt%,
0.33% by weight≦Mg≦0.40% by weight,
Cr≦0.03% by weight,
0.005% by weight≦Ti≦0.10% by weight,
The balance is Al and an unavoidable impurity of up to 0.05% by weight, individually, and up to 0.15% by weight in total.
本発明に係るアルミニウム合金ストリップは、自動車工学における適用分野に必要な少なくとも１３０ＭＰａの引張強さレベルに加えて、硬化が著しく弱められ、公知のＡＡ６ｘｘｘアルミニウム合金に比べて降伏強度ＲＰ０．２の増加が少ないことが見いだされた。特にアルミニウム合金ストリップを熱応力領域に適用する場合、本発明に係るアルミニウム合金ストリップは、類似の合金でできたアルミニウム合金ストリップよりも硬化傾向が著しく低い。アルミニウム合金のシリコーン及びマグネシウムの割合は、一般に、本発明に係るアルミニウム合金ストリップを構成するアルミニウム合金の硬化の原因である。シリコーンとマグネシウムの厳密に均衡が保たれた含有量、ここでは、シリコーン０．４０重量％〜０．５５重量％とマグネシウム０．３３重量％〜０．４０重量％は、一方で、本発明に係るアルミニウム合金ストリップの十分な強度レベルを確保する。他方、鉄含有量０．１５重量％〜０．２５重量％と組み合わされたマンガン含有量０．１５重量％〜０．４０重量％、好ましくは０．２重量％〜０．４重量％又は０．２０重量％〜０．３０重量％のために、過剰のシリコーンがＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ相の形成によって結合し、その結果、シリコーン含有粒子の沈殿による硬化に利用可能なシリコーンが減少する。その結果、本発明に係るアルミニウム合金ストリップのアルミニウム合金の硬化が減少し得る。好ましくは、シリコーン含有量は、硬化を抑制するために最大０．５０重量％に制限することもできる。銅は、一般に、アルミニウム合金の強度を増加させるために添加される。しかし、シリコーン、鉄、マンガン及びマグネシウムの均衡が保たれた含有量のために、これは、本発明によれば不要である。銅は、腐食性を損なう可能性もある。本発明に係るアルミニウム合金ストリップのアルミニウム合金は、したがって、ほぼ銅を含まず、最大０．０６重量％の銅を有する。銅は再利用の場合にはしばしば望ましくない不純物でもあるので、結果としてアルミニウム合金ストリップの耐食性が改善されるだけでなく、アルミニウム合金ストリップの再利用も容易になる。アルミニウム合金ストリップの成形性を改善するために、クロム含有量は最大０．０３重量％に制限され、チタン含有量は０．００５重量％〜０．１０重量％に制限される。チタンは、アルミニウム合金ストリップの鋳造中の微粒化を向上させ、したがって、本発明に係るアルミニウム合金ストリップを構成するアルミニウム合金中に少なくとも０．００５重量％含まれる。微粒化のために、最大０．１０重量％のチタンが一般に含まれる。最大０．０３重量％のチタンを使用すると、良好な微粒化の場合にチタン含有量を最小限にすることができる。合金組成物の狭い限定的な範囲においては、特に熱応力の場合に長期の硬化が少ないことによって特徴づけられる、本発明に係るアルミニウム合金ストリップを構成するアルミニウム合金の特別な硬化特性が示されることが見いだされた。したがって、本発明に係るアルミニウム合金ストリップは、硬化が少ないため、自動車工学において、その明確なエネルギー吸収能力のために歩行者衝突保護に使用されるシート金属に使用するのに極めて適している。 The aluminum alloy strip according to the invention, in addition to the tensile strength level of at least 130 MPa required for fields of application in automotive engineering, has a markedly weakened hardening and an increased yield strength R P0.2 compared to known AA6xxx aluminum alloys. Was found to be low. Especially when the aluminum alloy strip is applied in the thermal stress zone, the aluminum alloy strip according to the invention has a significantly lower tendency to harden than aluminum alloy strips made of similar alloys. The proportion of silicone and magnesium in the aluminum alloy is generally responsible for the hardening of the aluminum alloy that constitutes the aluminum alloy strip according to the present invention. A strictly balanced content of silicone and magnesium, here 0.40% to 0.55% by weight of silicone and 0.33% to 0.40% by weight of magnesium, on the other hand, Ensure sufficient strength level of such aluminum alloy strip. On the other hand, a manganese content of 0.15% to 0.40% by weight combined with an iron content of 0.15% to 0.25% by weight, preferably 0.2% to 0.4% by weight or 0%. 20% to 0.30% by weight, excess silicone is bound by the formation of Al-Fe-Mn-Si phases, resulting in less available silicone for curing by precipitation of the silicone-containing particles. .. As a result, the hardening of the aluminum alloy of the aluminum alloy strip according to the present invention may be reduced. Preferably, the silicone content can also be limited to a maximum of 0.50% by weight to prevent cure. Copper is commonly added to increase the strength of aluminum alloys. However, due to the balanced content of silicone, iron, manganese and magnesium, this is not necessary according to the invention. Copper can also impair corrosivity. The aluminum alloy of the aluminum alloy strip according to the invention is therefore substantially copper-free and has a maximum of 0.06% by weight of copper. Copper is also often an undesirable impurity in the case of recycling, so that not only is the corrosion resistance of the aluminum alloy strip improved, but also the recycling of the aluminum alloy strip is facilitated. To improve the formability of aluminum alloy strips, the chromium content is limited to a maximum of 0.03% by weight and the titanium content is limited to 0.005% to 0.10% by weight. Titanium improves atomization during casting of the aluminum alloy strip and is therefore included in the aluminum alloy constituting the aluminum alloy strip according to the invention in at least 0.005% by weight. Due to atomization, a maximum of 0.10% by weight titanium is generally included. The use of up to 0.03% by weight of titanium can minimize the titanium content in the case of good atomization. In the narrow and limited range of alloy compositions, the special hardening properties of the aluminum alloys constituting the aluminum alloy strip according to the invention are exhibited, which is characterized by a low long-term hardening, especially in the case of thermal stress. Was found. The aluminum alloy strip according to the invention is therefore very suitable for use in sheet metal used in pedestrian collision protection in motor vehicle engineering due to its distinct energy absorption capacity, due to its low hardening.
本発明によれば、第１の実施形態に係るアルミニウム合金ストリップは、マンガン含有量が０．２５重量％〜０．３５重量％である。このマンガン含有量は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ相を形成することによって過剰のシリコーンを結合させるのに更に多量のマンガンが利用可能であるので、本発明に係るアルミニウム合金ストリップを構成するアルミニウム合金の硬化を更に減少させることができる。同時に、マンガンの更なる制限は、Ｔ４条件における強度の増加を相殺する。 According to the present invention, the aluminum alloy strip according to the first embodiment has a manganese content of 0.25% by weight to 0.35% by weight. This manganese content is an aluminum alloy that constitutes the aluminum alloy strip according to the present invention, since a larger amount of manganese is available to bind excess silicone by forming an Al-Fe-Mn-Si phase. Can be further reduced. At the same time, the further limitation of manganese offsets the increased strength in the T4 condition.
本発明に係るアルミニウム合金ストリップの腐食挙動は、更なる一実施形態によれば、銅含有量が０．０５重量％未満、好ましくは最大０．０１重量％に減少することで改善することができる。 According to a further embodiment, the corrosion behavior of the aluminum alloy strip according to the invention can be improved by reducing the copper content to below 0.05% by weight, preferably up to 0.01% by weight. ..
本発明に係るアルミニウム合金ストリップの更なる一実施形態によれば、アルミニウム合金は０．４０重量％〜０．４８重量％のシリコーン含有量を有する。シリコーン含有量の上限のこの特定の減少は、沈殿に利用可能なシリコーン原子を減少させることによって、アルミニウム合金の硬化を更に減少させることができる。 According to a further embodiment of the aluminum alloy strip according to the invention, the aluminum alloy has a silicone content of 0.40% by weight to 0.48% by weight. This particular reduction in the upper limit of the silicone content can further reduce the hardening of the aluminum alloy by reducing the silicone atoms available for precipitation.
本発明に係るアルミニウム合金ストリップの次の実施形態によれば、アルミニウム合金は０．３５重量％〜０．４０重量％のマグネシウム含有量を有する。このマグネシウム含有量によって、アルミニウム合金は、同じ硬化特性を持ちながら、より高いＭｇ含有量のために、わずかに高い引張強さ及び改善された成形性を有することができる。 According to a next embodiment of the aluminum alloy strip according to the invention, the aluminum alloy has a magnesium content of 0.35% by weight to 0.40% by weight. This magnesium content allows the aluminum alloy to have slightly higher tensile strength and improved formability due to the higher Mg content while having the same hardening properties.
アルミニウム合金ストリップの好ましい一実施形態によれば、それは、Ｔ４条件において、圧延方向に対して横方向に測定された、５５ＭＰａ〜７０ＭＰａの降伏強度Ｒｐ０．２、１３０ＭＰａ〜１６０ＭＰａの引張強さＲｍを有する。アルミニウム合金ストリップのこの実施形態の降伏強度値と引張強さ値の好ましい組合せによって、歩行者衝突保護に適した車体部品の製造に好ましく使用することができる。適度な強度増加のために、又は硬化の減少のために、対応するシート金属は、長期使用後でも、長期の熱応力でも、歩行者衝突保護に対して良好な性質を保持する。 According to a preferred embodiment of the aluminum alloy strip, it has a yield strength R p0.2 of 55 MPa to 70 MPa and a tensile strength R m of 130 MPa to 160 MPa measured transversely to the rolling direction at T4 conditions. Have. The preferred combination of yield strength and tensile strength values of this embodiment of the aluminum alloy strip can be preferably used in the manufacture of body parts suitable for pedestrian crash protection. Due to a modest increase in strength or a reduction in hardening, the corresponding sheet metal retains good properties for pedestrian crash protection both after long-term use and with long-term thermal stress.
本発明に係るアルミニウム合金ストリップの更なる一実施形態によれば、それは、Ｔ６ｘ条件において、圧延方向に対して横方向に測定された、１００ＭＰａ未満の降伏強度Ｒｐ０．２を有する。Ｔ６ｘ条件として、特に実際的な熱処理が本特許出願において指定される。これは、５３０℃で５分間の溶体化焼鈍、それに続く室温への急冷、室温で７日間の自然時効、２０５℃で３０分間の加熱、及び８０℃で５００時間の加熱を含む。Ｔ６ｘ条件を実現する第１の熱処理ステップは、Ｔ４条件、すなわち溶体化焼鈍、急冷及び自然時効からなる公知の一連の熱処理を実現するのに用いられる通常の条件に対応する。塗装及び塗料の乾燥（塗料焼付け）の場合にシート金属の熱処理をシミュレートすると想定される、３０分間の２０５℃への加熱が続く。続いて、高温における、例えばエンジンの近くで使用するときの、アルミニウム合金シート金属の連続使用を更なる熱処理によってシミュレートする。このために、シート金属を８０℃で５００時間加熱する。熱応力は、一般に、アルミニウム合金の硬化を促進する。しかし、本発明に係るアルミニウム合金ストリップは、高い熱応力にもかかわらず硬化が著しく少なく、１００ＭＰａ未満の降伏強度Ｒｐ０．２を与えることができる。 According to a further embodiment of the aluminum alloy strip according to the invention, it has a yield strength R p0.2 of less than 100 MPa, measured transversely to the rolling direction at T6x conditions. As T6x conditions, a particularly practical heat treatment is specified in this patent application. This includes solution annealing at 530°C for 5 minutes, followed by quenching to room temperature, natural aging at room temperature for 7 days, heating at 205°C for 30 minutes, and heating at 80°C for 500 hours. The first heat treatment step that realizes the T6x condition corresponds to the T4 condition, the usual condition used to realize the known series of heat treatments consisting of solution annealing, quenching and natural aging. Heating to 205° C. for 30 minutes is followed, which is assumed to simulate the heat treatment of sheet metal in the case of painting and paint drying (paint baking). Subsequently, the continuous use of the aluminum alloy sheet metal at high temperature, eg when used near an engine, is simulated by a further heat treatment. For this, the sheet metal is heated at 80° C. for 500 hours. Thermal stress generally accelerates the hardening of aluminum alloys. However, the aluminum alloy strip according to the present invention is significantly less hardened despite high thermal stress and can give a yield strength R p0.2 of less than 100 MPa.
上記目的は、アルミニウム合金から本発明に係るアルミニウム合金ストリップを製造する方法によって、本発明の更なる教示に従って達成される。この方法は、圧延インゴットを鋳造するステップ、又は鋳造ストリップを鋳造するステップ、圧延インゴットを均質化するステップ、圧延インゴット又は鋳造ストリップを熱間圧延するステップ、及び場合によっては、中間焼鈍を伴って、又は伴わずに、最終厚さに冷間圧延するステップを含む。特許文献１の教示とは異なり、本発明に係る方法は、従来の方法ステップを含み、狭い範囲で指定されたアルミニウム合金のために、特に長期の熱応力の場合には、例えば自動車のボンネットの場合には、十分なレベルの引張強さと少ない硬化も確保する。本発明に係る方法を用いて、歩行者衝突保護用金属シートの製造のためのアルミニウム合金ストリップを高い費用効果で高品質で製造することができる。 The above objective is accomplished according to a further teaching of the present invention by a method of manufacturing an aluminum alloy strip according to the present invention from an aluminum alloy. The method comprises the steps of casting a rolled ingot, or casting a cast strip, homogenizing the rolled ingot, hot rolling the rolled ingot or cast strip, and, optionally, intermediate annealing. Or without, including cold rolling to final thickness. Contrary to the teaching of US Pat. No. 6,037,048, the method according to the invention comprises conventional method steps, due to the narrowly specified aluminum alloys, especially in the case of long-term thermal stresses, for example in automobile hoods. In some cases, also ensure a sufficient level of tensile strength and less hardening. Using the method according to the invention, aluminum alloy strips for the production of metal sheets for pedestrian collision protection can be produced cost-effectively and of high quality.
圧延インゴットは、好ましくは、４５０℃〜５８０℃、好ましくは５００℃〜５７０℃の温度で１時間以上均質化される。熱間圧延は、好ましくは、２８０℃〜５５０℃の温度で行われる。ホットストリップ製造は、熱間圧延の最後にアルミニウム合金ストリップを急冷することによっても可能であり、ホットストリップ温度は最終熱間圧延パスで最大２３０℃に降温され、ストリップが続いて巻かれる。これらの熱間圧延方法によって、ホットストリップを経済的に製造することができる。場合によっては、ホットストリップを冷間圧延に供し、その場合、ホットストリップの出発厚さ及び得られるストリップの最終厚さに応じて、冷間圧延が中間焼鈍を伴って、又は伴わずに、行われる。好ましくは、厚さ０．８ｍｍ〜２．５ｍｍのシート金属体部品の製造用ストリップが、中間焼鈍を伴って、又は伴わずに、製造される。中間焼鈍は、２８０℃〜４３０℃の温度でバッチ炉中で少なくとも３０分間又は連続炉中で行うことができる。続いて、溶体化焼鈍が連続炉中で行われ、続いて、例えば室温に、急冷し、続いて約３〜７日間自然時効して、シート金属及びストリップを更なる加工のためにＴ４条件において安定した状態で利用可能にすることができる。Ｔ４条件においては、最大成形度をＡＡ６ｘｘｘ合金で一般に利用可能にすることができるので、Ｔ４条件は、シート金属の好ましい出発条件を構成する。本発明に係るアルミニウムストリップは、その従来法による製造のために高い費用効果で製造することができ、それでも硬化が少ない。 The rolled ingot is preferably homogenized for 1 hour or more at a temperature of 450°C to 580°C, preferably 500°C to 570°C. The hot rolling is preferably performed at a temperature of 280°C to 550°C. Hot strip production is also possible by quenching the aluminum alloy strip at the end of hot rolling, the hot strip temperature is reduced to a maximum of 230° C. in the final hot rolling pass and the strip is subsequently wound. Hot strips can be economically produced by these hot rolling methods. In some cases, the hot strip is subjected to cold rolling, in which case the cold rolling is carried out with or without intermediate annealing, depending on the starting thickness of the hot strip and the final thickness of the resulting strip. Be seen. Preferably, strips for the production of sheet metal body parts with a thickness of 0.8 mm to 2.5 mm are produced with or without intermediate annealing. The intermediate anneal can be performed at a temperature of 280°C to 430°C for at least 30 minutes in a batch furnace or in a continuous furnace. Subsequently, solution annealing is carried out in a continuous furnace, followed by quenching, for example to room temperature, followed by natural aging for about 3 to 7 days, the sheet metal and strip in T4 conditions for further processing. Can be made available in a stable condition. At T4 conditions, T4 conditions constitute the preferred starting conditions for sheet metal as maximum formability can be made generally available in AA6xxx alloys. The aluminum strip according to the invention can be produced cost-effectively due to its conventional production and still has a low hardening.
溶体化焼鈍中のアルミニウムストリップの温度は、好ましくは少なくとも４８０℃、好ましくは少なくとも５００℃で少なくとも２０秒間である。これらの溶体化焼鈍温度の場合には、本発明に係るストリップは、溶体化焼鈍中の温度及び持続時間の変動又は変化に鈍感であり、一定の溶液状態で用意されるアルミニウム合金ストリップを与えることができる。 The temperature of the aluminum strip during solution annealing is preferably at least 480°C, preferably at least 500°C for at least 20 seconds. At these solution annealing temperatures, the strips according to the present invention are insensitive to variations or changes in temperature and duration during solution annealing and provide aluminum alloy strips prepared in constant solution. You can
本発明の更なる一教示によれば、上記目的は、本発明に係るアルミニウム合金ストリップから製造される自動車のシート金属体部品によって達成される。合金組成物により、アルミニウム合金ストリップを製造する従来の方法ステップは硬化傾向が低く、適度な強度特性を有するシート金属を提供するために十分であるので、シート金属体部品は、特に高い費用効果で利用可能にすることができる。シート金属体部品は、硬化傾向が低いため、連続使用中の降伏強度Ｒｐ０．２が少ししか増加しない。さらに、対応するアルミニウム合金ストリップは、再利用の点で肯定的な合金成分を含むＡＡ６ｘｘｘ合金でできた均一な合金構想を可能にする。このために、本発明に係るアルミニウム合金の銅、クロム及びチタンの低い割合が特に言及される。 According to a further teaching of the invention, the above object is achieved by a sheet metal body part of an automobile manufactured from the aluminum alloy strip according to the invention. Sheet metal body parts are particularly cost-effective because, with the alloy composition, the conventional method steps of producing aluminum alloy strips have a low tendency to harden and are sufficient to provide sheet metal with moderate strength properties. Can be made available. Since the sheet metal body part has a low hardening tendency, the yield strength R p0.2 during continuous use increases only slightly. In addition, the corresponding aluminum alloy strips allow for a uniform alloy concept made of AA6xxx alloy with alloy components that are positive in terms of recycling. For this reason, the low proportions of copper, chromium and titanium of the aluminum alloy according to the invention are particularly mentioned.
好ましくは、シート金属体部品は、歩行者衝突保護のために提供されるシート金属、好ましくはウイングの一部、ボンネットの一部、又は乗物の屋根、屋根枠又は後部ドアである。歩行者衝突保護のために提供されるシート金属体部品は、万一衝突の場合に変形によって衝撃エネルギーを吸収し、衝突の衝撃を和らげるために、適度な降伏強度Ｒｐ０．２を持続的に持たなければならない。本発明に係るアルミニウム合金の硬化特性は、降伏強度Ｒｐ０．２の増加がシート金属体部品の耐用期間にわたって適度なままであるので、ここで有利である。さらに、シート金属の十分な強度レベルも与えられ、ウイング、ボンネット、後部ドア、乗物の屋根又は屋根枠用のシート金属部品を容易に取り扱うことができる。 Preferably, the sheet metal body component is a sheet metal provided for pedestrian crash protection, preferably part of a wing, part of a hood, or a vehicle roof, roof frame or rear door. The sheet metal body part provided for pedestrian collision protection absorbs impact energy by deformation in case of a collision, and sustains a moderate yield strength R p0.2 in order to absorb the impact of the collision. Must have The hardening properties of the aluminum alloy according to the invention are advantageous here, since the increase in the yield strength R p0.2 remains moderate over the service life of the sheet metal body part. In addition, sufficient strength levels of sheet metal are also provided to allow easy handling of sheet metal components for wings, bonnets, rear doors, vehicle roofs or roof frames.
更なる一教示によれば、乗物用アルミニウム合金の上記目的は、アルミニウム合金が重量％単位で以下の合金成分を含むことで達成される。
０．４０重量％≦Ｓｉ≦０．５５重量％、
０．１５重量％≦Ｆｅ≦０．２５重量％、
Ｃｕ≦０．０６重量％、
０．２０重量％≦Ｍｎ≦０．４０重量％、好ましくは０．２５重量％≦Ｍｎ≦０．４０重量％、
０．３３重量％≦Ｍｇ≦０．４０重量％、
Ｃｒ≦０．０３重量％、
０．００５重量％≦Ｔｉ≦０．１０重量％、
残りは、Ａｌ及び個々に最大０．０５重量％、合計で最大０．１５重量％の不可避不純物である。
According to a further teaching, the above object of a vehicular aluminum alloy is achieved in that the aluminum alloy contains the following alloying components in weight percent.
0.40 wt% ≤ Si ≤ 0.55 wt%,
0.15 wt% ≤ Fe ≤ 0.25 wt%,
Cu≦0.06% by weight,
0.20% by weight≦Mn≦0.40% by weight, preferably 0.25% by weight≦Mn≦0.40% by weight,
0.33% by weight≦Mg≦0.40% by weight,
Cr≦0.03% by weight,
0.005% by weight≦Ti≦0.10% by weight,
The balance is Al and an unavoidable impurity of up to 0.05% by weight, individually, and up to 0.15% by weight in total.
本発明に係るアルミニウム合金は、自動車工学における適用分野に必要な少なくとも１３０ＭＰａの引張強さレベルに加えて、硬化が著しく弱められ、公知のＡＡ６ｘｘｘアルミニウム合金に比べて降伏強度Ｒｐ０．２の増加が少ないことが見いだされた。特にアルミニウム合金を熱応力領域に適用する場合、本発明に係るアルミニウム合金は、類似の合金よりも硬化傾向が著しく低い。アルミニウム合金のシリコーン及びマグネシウムの割合は、一般に、本発明に係るアルミニウム合金の硬化の原因である。本発明に係るシリコーンとマグネシウムの厳密に均衡が保たれた含有量、ここでは、シリコーン０．４０重量％〜０．５５重量％とマグネシウム０．３３重量％〜０．４０重量％は、一方で、本発明に係るアルミニウム合金の十分な強度レベルを確保する。他方、鉄含有量０．１５重量％〜０．２５重量％と組み合わされたマンガン含有量０．２重量％〜０．４０重量％、０．２５重量％〜０．４重量％又は０．２０重量％〜０．３０重量％のために、過剰のシリコーンがＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ相の形成によって結合し、その結果、シリコーン含有粒子の沈殿による硬化に利用可能なシリコーンが減少する。その結果、既知のアルミニウム合金とは異なり、本発明に係るアルミニウム合金の硬化が減少し得る。好ましくは、シリコーン含有量は、硬化を抑制するために最大０．５０重量％に制限することもできる。銅は、一般に、アルミニウム合金の強度を増加させるために添加される。しかし、シリコーン、鉄、マンガン及びマグネシウムの均衡が保たれた含有量のために、これは、本発明によれば不要である。銅は、腐食性を損なう可能性もある。本発明に係るアルミニウム合金は、したがって、ほぼ銅を含まず、最大０．０６重量％の銅を有する。銅は再利用の場合にはしばしば望ましくない不純物でもあるので、結果としてアルミニウム合金の耐食性が改善されるだけでなく、アルミニウム合金の再利用も容易になる。アルミニウム合金の成形性を改善するために、クロム含有量は最大０．０３重量％に制限され、チタン含有量は０．００５重量％〜０．１０重量％に制限される。チタンは、アルミニウム合金の鋳造中の微粒化を向上させ、したがって、アルミニウム合金中に少なくとも０．００５重量％含まれる。微粒化のために、最大０．１０重量％のチタンが一般に含まれる。最大０．０３重量％のチタンを使用すると、良好な微粒化の場合にチタン含有量を最小限にすることができる。合金組成物の狭い限定的な範囲においては、特に熱応力の場合に長期の硬化が少ないことによって特徴づけられる、アルミニウム合金の特別な硬化特性が示されることが見いだされた。したがって、本発明に係るアルミニウム合金は、硬化が少ないため、自動車工学において、その明確なエネルギー吸収能力のために歩行者衝突保護に使用されるシート金属に使用するのに極めて適している。 In addition to the tensile strength level of at least 130 MPa required for automotive engineering applications, the aluminum alloy according to the invention has a markedly weakened hardening and an increased yield strength R p0.2 compared to known AA6xxx aluminum alloys. It was found to be few. Especially when the aluminum alloy is applied in the thermal stress region, the aluminum alloy according to the present invention has a significantly lower tendency to harden than similar alloys. The proportion of silicone and magnesium in the aluminum alloy is generally responsible for the hardening of the aluminum alloy according to the invention. The strictly balanced contents of silicone and magnesium according to the invention, here 0.40% to 0.55% by weight of silicone and 0.33% to 0.40% by weight of magnesium, on the other hand , To ensure a sufficient strength level of the aluminum alloy according to the present invention. On the other hand, a manganese content of 0.2% to 0.40%, 0.25% to 0.4% or 0.20 combined with an iron content of 0.15% to 0.25% by weight. By weight percent to 0.30 weight percent, excess silicone is bound by the formation of Al-Fe-Mn-Si phases, resulting in less available silicone for curing by precipitation of the silicone-containing particles. As a result, unlike known aluminum alloys, the hardening of the aluminum alloy according to the invention may be reduced. Preferably, the silicone content can also be limited to a maximum of 0.50% by weight to prevent cure. Copper is commonly added to increase the strength of aluminum alloys. However, due to the balanced content of silicone, iron, manganese and magnesium, this is not necessary according to the invention. Copper can also impair corrosivity. The aluminum alloy according to the invention is therefore substantially copper-free and has a maximum of 0.06% by weight of copper. Copper is also often an undesirable impurity in the case of recycling, so that not only the corrosion resistance of the aluminum alloy is improved, but also the recycling of the aluminum alloy is facilitated. In order to improve the formability of aluminum alloys, the chromium content is limited to a maximum of 0.03% by weight and the titanium content is limited to 0.005% to 0.10% by weight. Titanium improves atomization during casting of the aluminum alloy and is therefore included in the aluminum alloy in at least 0.005% by weight. Due to atomization, a maximum of 0.10% by weight titanium is generally included. The use of up to 0.03% by weight of titanium can minimize the titanium content in the case of good atomization. It has been found that, within a narrow and limited range of alloy composition, the particular hardening properties of aluminum alloys are exhibited, which is characterized by low long-term hardening, especially in the case of thermal stress. The aluminum alloy according to the invention is therefore less suitable for use in sheet metal used for pedestrian crash protection in motor vehicle engineering due to its distinct energy absorption capacity.
本発明によれば、第１の実施形態に係るアルミニウム合金は、マンガン含有量が０．２５重量％〜０．３５重量％である。このマンガン含有量は、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ相を形成することによって過剰のシリコーンを結合させるのに更に多量のマンガンが利用可能であるので、アルミニウム合金の硬化を更に減少させることができる。同時に、マンガンの更なる制限は、Ｔ４条件における強度の増加を相殺する。 According to the present invention, the aluminum alloy according to the first embodiment has a manganese content of 0.25% by weight to 0.35% by weight. This manganese content can further reduce the hardening of the aluminum alloy as more manganese is available to bind the excess silicone by forming the Al-Fe-Mn-Si phase. At the same time, the further limitation of manganese offsets the increased strength in the T4 condition.
本発明に係るアルミニウム合金の腐食挙動は、更なる一実施形態によれば、銅含有量が０．０５重量％未満、好ましくは最大０．０１重量％に減少することで改善させることができる。 According to a further embodiment, the corrosion behavior of the aluminum alloy according to the invention can be improved by reducing the copper content to below 0.05% by weight, preferably up to 0.01% by weight.
本発明に係るアルミニウム合金の更なる一実施形態によれば、アルミニウム合金は０．４０重量％〜０．４８重量％のシリコーン含有量を有する。シリコーン含有量の上限のこの特定の減少は、沈殿に利用可能なシリコーン原子を減少させることによって、アルミニウム合金の硬化を更に減少させることができる。 According to a further embodiment of the aluminum alloy according to the invention, the aluminum alloy has a silicone content of 0.40% to 0.48% by weight. This particular reduction in the upper limit of the silicone content can further reduce the hardening of the aluminum alloy by reducing the silicone atoms available for precipitation.
本発明に係るアルミニウム合金の以下の実施形態によれば、アルミニウム合金は０．３５重量％〜０．４０重量％のマグネシウム含有量を有する。このマグネシウム含有量によって、アルミニウム合金は、同じ硬化特性を持ちながら、より高いＭｇ含有量のために、わずかに高い引張強さ及び改善された成形性を有することができる。 According to the following embodiment of the aluminum alloy according to the present invention, the aluminum alloy has a magnesium content of 0.35% by weight to 0.40% by weight. This magnesium content allows the aluminum alloy to have slightly higher tensile strength and improved formability due to the higher Mg content while having the same hardening properties.
さらに、本発明を図面に関連して例示的実施形態に基づいてより詳細に説明する。 Furthermore, the invention will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments in connection with the drawings.
図１は、極めて模式的な図において、本発明に係るアルミニウム合金ストリップの製造方法の例示的一実施形態に関する方法の順序を示す。 FIG. 1 shows, in a highly schematic view, a method sequence for an exemplary embodiment of a method for manufacturing an aluminum alloy strip according to the invention.
ステップ１においては、圧延インゴットが、重量％単位で以下の合金成分を含む本発明に係るアルミニウム合金で最初に鋳造される。
０．４０重量％≦Ｓｉ≦０．５５重量％、好ましくは≦０．５０重量％、より好ましくは≦０．４８重量％、
０．１５重量％≦Ｆｅ≦０．２５重量％、
Ｃｕ≦０．０６重量％、
０．１５重量％≦Ｍｎ≦０．４０重量％、
０．３３重量％≦Ｍｇ≦０．４０重量％、
Ｃｒ≦０．０３重量％、
０．００５重量％≦Ｔｉ≦０．１０重量％、
残りは、Ａｌ及び個々に最大０．０５重量％、合計で最大０．１５重量％の不可避不純物である。
In
0.40 wt% ≤ Si ≤ 0.55 wt%, preferably ≤ 0.50 wt%, more preferably ≤ 0.48 wt%,
0.15 wt% ≤ Fe ≤ 0.25 wt%,
Cu≦0.06% by weight,
0.15 wt% ≤ Mn ≤ 0.40 wt%,
0.33% by weight≦Mg≦0.40% by weight,
Cr≦0.03% by weight,
0.005% by weight≦Ti≦0.10% by weight,
The balance is Al and an unavoidable impurity of up to 0.05% by weight, individually, and up to 0.15% by weight in total.
続いて、アルミニウム合金インゴットをステップ２に従って４５０℃〜５８０℃の温度で均質化する。均質化を少なくとも１時間行う。ステップ１に従って圧延インゴットを製造する代わりに、ステップ３に従って、鋳造ストリップを本発明に係るアルミニウム合金から直接鋳造することもできる。
Subsequently, the aluminum alloy ingot is homogenized according to
ステップ４に従って、圧延インゴット又は鋳造ストリップを熱間圧延する。熱間圧延は、２８０℃〜５５０℃の温度で行われる。ホットストリップを次いで巻き取る。しかし、ホットストリップは、例えば、最後の２回の熱間圧延パスにおいて２３０℃未満の温度に急冷し、次いで巻き取って製造することもできる。本発明に係るアルミニウム合金からなるホットストリップをＴ４条件において提供するために、このようにして製造されたホットストリップを、ステップ５に従って、溶体化焼鈍、急冷及びそれに続く自然時効に供することもできる。
Hot roll the rolled ingot or cast strip according to step 4. Hot rolling is performed at a temperature of 280°C to 550°C. The hot strip is then rolled up. However, the hot strip can also be manufactured, for example, by quenching to temperatures below 230° C. in the last two hot rolling passes and then winding. The hot strips thus produced can also be subjected to solution annealing, quenching and subsequent natural aging according to
ホットストリップは、約２ｍｍ〜１２ｍｍの厚さを有することができる。ストリップからのシート金属部品の製造に最大成形性を付与するために、ステップ５に従って、ホットストリップをＴ４条件に移す。Ｔ４条件は、例えば、５３０℃で５分間の溶体化焼鈍、室温への急冷、及びそれに続く室温で７日間の自然時効によって達成することができる。この場合、比較的低いＭｇ及びＳｉ含有量のために、本発明に係るアルミニウム合金ストリップは、温度が少なくとも４８０℃、好ましくは少なくとも５００℃であるときには、溶体化焼鈍パラメータ、特に溶体化焼鈍温度に比較的鈍感であることが示された。
The hot strip can have a thickness of about 2 mm to 12 mm. According to
場合によっては、ホットストリップをまず冷間圧延６、続いて中間焼鈍７に供することができ、中間焼鈍７は、好ましくは、３００℃〜４５０℃の温度範囲で少なくとも３０分間バッチ炉中でコイルに対して行われる。しかし、中間焼鈍は、連続炉中で行うこともできる。中間焼鈍が必要である限り、続いてステップ８に従って最終厚さに冷間圧延する。さもなければ、冷間圧延６直後にも、ストリップをステップ９に従って溶体化焼鈍、室温への急冷、及び自然時効のために供給することができる。Ｔ４条件においてこのようにして製造されたアルミニウム合金ストリップは、最終厚さが一般に０．８ｍｍ〜２．５ｍｍであり、好ましくは自動車の車体構造に使用される。
In some cases, the hot strip can be first subjected to
６個の異なるアルミニウム合金をここで図１による方法によって加工した。これらの６個の異なるアルミニウム合金から、ステップ１に従って、圧延インゴットを連続鋳造法で鋳造し、続いてステップ２に従って５５０℃の温度で２時間均質化した。次いで、均質化した圧延インゴットをステップ４に従って２８０℃〜５５０℃の温度でホットストリップ厚さ８ｍｍに熱間圧延し、続いて室温に冷却した。得られたホットストリップをステップ６、７及び８に従って、中間厚さ３．５ｍｍで中間焼鈍し、最終厚さ１．０〜１．５ｍｍに冷間圧延した。中間焼鈍を最大温度３５０℃で１時間バッチ炉中で行った。
Six different aluminum alloys were now processed by the method according to FIG. Rolled ingots were cast from these 6 different aluminum alloys according to
それらの合金成分を含む種々のアルミニウム合金を表１に示す。表１のすべての合金について、値を重量％単位で示す。以下は、すべての合金に当てはまる。残りは、Ａｌ及び個々に最大０．０５重量％、合計で最大０．１５重量％の不可避不純物である。 Table 1 shows various aluminum alloys containing these alloy components. Values are given in weight% for all alloys in Table 1. The following applies to all alloys. The balance is Al and 0.05% by weight at the maximum, and 0.15% by weight at the maximum, inevitable impurities in total.
すべての比較合金Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦは、Ｍｎ含有量が本発明に係る合金に比べて過度に低い。Ｓｉ、Ｆｅ及びＭｇ含有量と組み合わされた本発明に係るＭｎ含有量のみがＴ６又はＴ６ｘ条件においてアルミニウム合金の硬化を減少させると考えられる。合金Ａは、マグネシウムの割合も過度に低い。合金Ｆは、０．５９重量％で、過剰のシリコーンを含む。製造されたアルミニウム合金ストリップを最初に５３０℃で５分間の溶体化焼鈍、続いて室温で１週間の自然時効によってＴ４条件に移し、降伏強度Ｒｐ０．２と引張強さＲｍの両方を国際規格ＩＳＯ ６８９２−１：２００９に従って圧延方向に対して横方向に測定した。注目すべきことに、降伏強度Ｒｐ０．２及び引張強さＲｍの過度に低い測定値が比較合金Ａで得られた。対応するアルミニウムシート金属は、歩行者の衝撃エネルギーを吸収するには軟らかすぎると考えられる。対照的に、比較合金Ｆは、Ｔ４条件において著しく過度に高い降伏強度値Ｒｐ０．２を既に有し、したがって歩行者衝突保護の領域で使用されるシート金属に最適ではない。 All comparative alloys A, B, C, E and F have an excessively low Mn content compared to the alloy according to the invention. It is believed that only the Mn content according to the invention in combination with the Si, Fe and Mg contents reduces the hardening of the aluminum alloy at T6 or T6x conditions. Alloy A also has an excessively low proportion of magnesium. Alloy F contains excess silicone at 0.59% by weight. The produced aluminum alloy strip was first subjected to solution annealing at 530° C. for 5 minutes, and then transferred to T4 condition by natural aging for 1 week at room temperature to obtain both the yield strength R p0.2 and the tensile strength R m internationally. It was measured transversely to the rolling direction according to standard ISO 6892-1:2009. Notably, overly low measurements of yield strength R p0.2 and tensile strength R m were obtained with comparative alloy A. The corresponding aluminum sheet metal is considered too soft to absorb pedestrian impact energy. In contrast, comparative alloy F already has a significantly too high yield strength value R p0.2 at T4 conditions and is therefore not optimal for sheet metal used in the area of pedestrian crash protection.
アルミニウム合金Ｄの本発明に係る例示的実施形態は、比較合金Ｂ及び比較合金Ｃと一緒に、圧延方向に対して横方向に測定された降伏強度Ｒｐ０．２が約５５ＭＰａ〜７０ＭＰａ、引張強さＲｍが１３０ＭＰａ〜１６０ＭＰａのＴ４条件において好ましい強度範囲にある。比較合金Ｅは、引張強さＲｍ及び降伏強度Ｒｐ０．２に関して合金Ｂ、Ｃ及びＤよりもわずかに劣る。Ｔ４条件における本発明に係る例示的実施形態及び比較例の測定値を表２に示す。比較例Ｆの降伏強度及び引張強さの過度に高い測定値は、本発明に係る例示的実施形態に比べて高いＳｉ含有量及び著しく低いマンガン含有量に由来する。比較例Ａの降伏強度又は引張強さに関する全体的な過度に低いレベルは、低いマグネシウム含有量０．２５重量％に由来する。 An exemplary embodiment according to the invention of an aluminum alloy D, together with comparative alloy B and comparative alloy C, has a yield strength R p0.2 measured transversely to the rolling direction of about 55 MPa to 70 MPa and a tensile strength. It is R m is in the preferred intensity range in T4 condition 130MPa～160MPa. Comparative alloy E is slightly inferior to alloys B, C and D in terms of tensile strength R m and yield strength R p0.2 . Table 2 shows measured values of the exemplary embodiment of the present invention and the comparative example under the T4 condition. The overly high yield strength and tensile strength measurements of Comparative Example F result from the high Si content and significantly lower manganese content as compared to the exemplary embodiments of the present invention. The overall too low level for yield strength or tensile strength of Comparative Example A is due to the low magnesium content of 0.25% by weight.
本発明の比較例及び例示的実施形態の測定値をここで熱処理状態Ｔ６について表３に示す。Ｔ６熱処理は、溶体化焼鈍、急冷及び自然時効後の塗装及び２０５℃に３０分間加熱することによる塗料焼付けの効果をシミュレートする。表３が実際に示すところによれば、降伏強度及び引張強さの絶対的及び相対的増加に関して、特に合金Ｃの比較例と比較して、本発明に係る例示的実施形態は、これらの値の増加が最も少ないわけではないが、本発明に係るアルミニウム合金Ｄの例示的実施形態の引張強さＲｍ及び降伏強度Ｒｐ０．２の増加は小さいままであり、特に１０ＭＰａ未満である。 The measured values for comparative examples and exemplary embodiments of the invention are now shown in Table 3 for heat treated state T6. The T6 heat treatment simulates the effects of solution annealing, quenching and coating after natural aging and paint baking by heating to 205°C for 30 minutes. As Table 3 actually shows, in terms of absolute and relative increases in yield strength and tensile strength, the exemplary embodiments according to the invention show these values, especially in comparison with the comparative example of alloy C. Although not the least, the increase in tensile strength R m and yield strength R p0.2 of the exemplary embodiment of the aluminum alloy D according to the invention remains small, in particular below 10 MPa.
本発明に係る例示的実施形態Ｄは、熱処理を調べる限り、硬化が著しく減少し、部品の長期熱応力を示している。長期挙動をＴ６ｘ熱処理条件によって測定した。Ｔ６ｘ条件は、上述したように、Ｔ６条件から出発して、続いて人工時効を８０℃で５００時間行うことによって達成される。８０℃で５００時間の人工時効は、熱応力の場合には、適用例、例えば自動車における、アルミニウム合金シート金属の実用をシミュレートするものである。熱はＡＡ６ｘｘｘ合金における硬化効果を高めるので、降伏強度の値は一般に比較的急激に増加する。 Example embodiment D of the present invention shows a significant reduction in cure as far as heat treatment is examined, indicating long term thermal stress of the part. Long-term behavior was measured by T6x heat treatment conditions. The T6x condition is achieved by starting from the T6 condition, followed by artificial aging at 80° C. for 500 hours, as described above. The artificial aging at 80° C. for 500 hours simulates the practical use of aluminum alloy sheet metal in applications such as automobiles in the case of thermal stress. Since heat enhances the hardening effect in AA6xxx alloys, the yield strength values generally increase relatively rapidly.
他の比較合金とは異なり、本発明に係る例示的実施形態Ｄは、８０℃で５００時間の時効後の降伏強度の増加が著しく減少する。降伏強度の絶対的増加が１９．５ＭＰａだけ著しく低いだけでなく、わずか３４重量％の降伏強度の相対的増加は、すべての他のアルミニウム合金の降伏強度の相対的又は絶対的増加よりも著しく低い。アルミニウム合金の長期挙動に関して、硬化の予期しない減少が認められ、これはＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ相の形成に由来する。これらのＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ相は、アルミニウム合金の析出硬化に寄与せず、したがってシリコーン沈殿の効果を低下させると考えられる。 Unlike other comparative alloys, the exemplary embodiment D of the present invention has a significantly reduced increase in yield strength after aging at 80° C. for 500 hours. Not only is the absolute increase in yield strength significantly lower by 19.5 MPa, but the relative increase in yield strength of only 34 wt% is significantly lower than the relative or absolute increase in yield strength of all other aluminum alloys. .. With respect to the long-term behavior of aluminum alloys, an unexpected decrease in hardening is observed, which is due to the formation of Al-Fe-Mn-Si phases. It is believed that these Al-Fe-Mn-Si phases do not contribute to the precipitation hardening of the aluminum alloy and thus reduce the effect of silicone precipitation.
表５及び表６においては、アルミニウム合金ストリップを２％の冷間成形又は５％の冷間成形を含むＴ６条件において測定した。Ｔ６条件（２％）及びＴ６条件（５％）は、シート金属部品の変形とそれに続く塗装をシミュレートすると考えられる。このために、シート金属を１８５℃の温度で持続時間２０分間の熱処理に供する。 In Tables 5 and 6, aluminum alloy strips were measured at T6 conditions including 2% cold forming or 5% cold forming. The T6 condition (2%) and T6 condition (5%) are believed to simulate deformation of sheet metal parts and subsequent coating. For this, the sheet metal is subjected to a heat treatment at a temperature of 185° C. for a duration of 20 minutes.
本発明に係るアルミニウム合金Ｄの例示的実施形態を、自動車工学の領域におけるシート金属の適用を指向した加工をシミュレートするこれらの熱処理の場合にも測定し、同様に、２％の冷間成形又は５％の冷間成形を含むＴ６条件において降伏強度Ｒｐ０．２の絶対的又は相対的増加に関して最小値であった。 An exemplary embodiment of an aluminum alloy D according to the invention was also measured in the case of these heat treatments simulating a processing directed towards the application of sheet metal in the area of automotive engineering, likewise 2% cold forming. Or, it was the minimum value with respect to the absolute or relative increase of the yield strength R p0.2 in the T6 condition including 5% cold forming.
Ｔ４条件から出発する降伏強度の相対的増加の測定値を図２のグラフに再度示す。本発明に係るアルミニウム合金のポジティブな硬化挙動は、特にＴ６ｘ条件における比較から残りの変形物と比較して例示的実施形態Ｄに基づいて読み取ることができる。 The measured relative increase in yield strength starting from the T4 condition is again shown in the graph of FIG. The positive hardening behavior of the aluminum alloy according to the invention can be read based on the exemplary embodiment D in comparison with the remaining variants, in particular from a comparison under T6x conditions.
図３は、歩行者衝突保護のために提供される自動車のシート金属体部品を斜視図で模式的に示す。自動車のボンネット１０、ウイング１１、乗物の屋根又は屋根枠１２及び示した後部ドア１３は、原則的には、歩行者衝突保護用に設計されなければならないシート金属体部品である。したがって、それらは、特に長期熱応力でも依然として存在する特定のエネルギー吸収挙動を持たなければならない。歩行者衝突保護のために提供されるこれらのシート金属の部品が本発明に係るアルミニウム合金から製造される場合、シート金属の長期の硬化を熱応力領域においても減少させることができる。合金Ｄの本発明に係る例示的実施形態に基づいて認識されるように、本発明に係るアルミニウム合金から乗物の対応するシート金属体部品を製造することが有利である。というのは、それらは、特に有利な硬化挙動を有し、適度な降伏強度値及び引張強さ値を有するからである。
FIG. 3 schematically shows in perspective view a sheet metal body part of an automobile provided for pedestrian collision protection. The
Claims (14)
０．４０重量％≦Ｓｉ≦０．５５重量％、
０．１５重量％≦Ｆｅ≦０．２５重量％、
Ｃｕ≦０．０６重量％、
０．１５重量％≦Ｍｎ≦０．４０重量％、
０．３３重量％≦Ｍｇ≦０．４０重量％、
Ｃｒ≦０．０３重量％、
０．００５重量％≦Ｔｉ≦０．１０重量％、
を含み、
残りがＡｌ及び個々に最大０．０５重量％、合計で最大０．１５重量％の不可避不純物である、
乗物用アルミニウム合金を有するアルミニウム合金ストリップ。 The following alloying components in weight% units, namely:
0.40 wt% ≤ Si ≤ 0.55 wt%,
0.15 wt% ≤ Fe ≤ 0.25 wt%,
Cu≦0.06% by weight,
0.15 wt% ≤ Mn ≤ 0.40 wt%,
0.33% by weight≦Mg≦0.40% by weight,
Cr≦0.03% by weight,
0.005% by weight≦Ti≦0.10% by weight,
Including
The balance is Al and 0.05% by weight of each, and 0.15% by weight in total of inevitable impurities.
Aluminum alloy strip with a vehicle aluminum alloy.
０．４０重量％≦Ｓｉ≦０．５５重量％、
０．１５重量％≦Ｆｅ≦０．２５重量％、
Ｃｕ≦０．０６重量％、
０．２０重量％≦Ｍｎ≦０．４０重量％、
０．３３重量％≦Ｍｇ≦０．４０重量％、
Ｃｒ≦０．０３重量％、
０．００５重量％≦Ｔｉ≦０．１０重量％、
を含み、
残りがＡｌ及び個々に最大０．０５重量％、合計で最大０．１５重量％の不可避不純物である、
乗物用アルミニウム合金。 The following alloying components in weight percent, namely:
0.40 wt% ≤ Si ≤ 0.55 wt%,
0.15 wt% ≤ Fe ≤ 0.25 wt%,
Cu≦0.06% by weight,
0.20% by weight≦Mn≦0.40% by weight,
0.33% by weight≦Mg≦0.40% by weight,
Cr≦0.03% by weight,
0.005% by weight≦Ti≦0.10% by weight,
Only including,
The balance is Al and 0.05% by weight of each, and 0.15% by weight in total of inevitable impurities.
Aluminum alloy for vehicles.
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