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JPH01100234A - 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents

耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法

Info

Publication number
JPH01100234A
JPH01100234A JP25668687A JP25668687A JPH01100234A JP H01100234 A JPH01100234 A JP H01100234A JP 25668687 A JP25668687 A JP 25668687A JP 25668687 A JP25668687 A JP 25668687A JP H01100234 A JPH01100234 A JP H01100234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
aluminum alloy
alloy powder
heat
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25668687A
Other languages
English (en)
Inventor
Yusuke Kotani
雄介 小谷
Yoshinobu Takeda
義信 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALUM FUNMATSU YAKIN GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
ALUM FUNMATSU YAKIN GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALUM FUNMATSU YAKIN GIJUTSU KENKYU KUMIAI filed Critical ALUM FUNMATSU YAKIN GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority to JP25668687A priority Critical patent/JPH01100234A/ja
Priority to DE3887503T priority patent/DE3887503T2/de
Priority to PCT/JP1988/001037 priority patent/WO1989003435A1/ja
Priority to EP19880908986 priority patent/EP0336981B1/en
Publication of JPH01100234A publication Critical patent/JPH01100234A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408Light metal alloys
    • C22C1/0416Aluminium-based alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車エンジン部品や航空機部品などに用い
る耐熱性のアルミニウム合金及びその製造方法に関する
〔従来の技術〕
耐熱性アルミニウム合金としては、従来から一般に22
18 、2219 、2618等の合金が知られている
。しかし、最近の技術進歩に対応して、更に高い耐熱性
が要求されるようになっている。
そこで、高耐熱性のアルミニウム合金を得るために、最
近ではUSP3,462,248、USP4,347.
076及びU S P 4,379,719等に開示さ
れるとと(、従来アルミニウム合金の特性を劣化させる
として嫌われていた鉄などの遷移金属を多量に添加して
、高温強度を改善する試みが行われている。
この種のアルミニウム合金は鉄などの遷移金属を多量に
含むため、当然のことながら該当する組成の合金粉末を
溶湯アトマイズ法により製造し、この合金粉末を粉末冶
金法に従って固化成形させる方法によって製造される。
実際、この種のアルミニウム合金はAdvancedi
n Powder Technology”の内のAd
vanced P/MAluminum A11oys
”、 P213〜214.1981 ASMMater
ials 5cience Sem1nor 、  A
MERICANSOCIETY FORME’TALS
発行、に報告されているように耐熱性が改善され、30
0Cでの引張強度が約30に、y/−のものまで発表さ
れているが、再現性よく製造することができず、実用化
には至っていないのが現状である。
航空機用エンジン部品や、ガスタービへ4ジンのエンペ
ラ−、エンジンピストン等の様に高温にさらされる部品
では、現在300t:’で25kg/mm2以上の引張
強さ、さらに好ましくは30kg/mm2をこえる引張
強度が要求されてお%であり、今までに開発された耐熱
性アルミニウム合金ではこの要求を満足することが出来
なかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、優れた室温強度に
加えて、300Cの高温でも26kg/mm2をこえる
引張強度を有する耐熱性アルミニウム合金を提供するこ
とを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の耐熱性アルミニウム合金は、鉄5〜10重量%
、モリブデン0.5〜3重量%、クロム、ジルコニウム
及び・々ナジウムの少なくとも1種を1元素当り0.5
〜3重量%含み、鉄、モリブデン。
りcxム、ジルコニウム及びノ9ナジウムの合計が6〜
16重景%重量%であり、残部が実質的にアルミニウム
であって、300Cにおける引張強度が261g/+j
以上であることを特徴としている。
かかる耐熱性アルミニウム合金は、5〜10重景%重量
と、0.5〜3重量%のモリブデンと、1元素当り0.
5〜3重量%のクロム、ジルコニウム及び・々ナジウム
の少なくとも1種と、残部のアルミニウムとからなり、
鉄、モリブデン、クロム。
ジルコニウム及びバナジウムの合計が6〜16重量%で
あるアルミニウム合金粉末を溶湯アトマイズ法により製
造し、このアルミニウム合金粉末を400〜580Cの
温度にて固化成形する方法によって製造することができ
る。
ここで溶湯アトマイズ法とは、所定の合金組成の金属溶
湯を噴霧して急速に凝固させる全ての方法を含み、例え
ばエアーアトマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心アトマ
イズ法2回転ロールアトマイズ法などがある。
又、アルミニウム合金粉末を粉末冶金法に従って固化成
形する方法としては、押出、鍛造、ホットプレス法、H
IP法などがある。
〔作用〕
前記したごとく、従来の耐熱性アルミニウム合金の耐熱
性改善の考え方は、AβにFeなどの遷移金属元素を添
加してマトリックス強化に寄与すると共に熱的に安定な
金属間化合物を生成せしめると云うものである。
しかし、本発明者等の研究によれば、遷移金属のなかに
はへρ合金の強度を改善する効果を有する元素と、熱的
安定性の維持改善に効果のある元素とがあわ、この2種
類の元素を組合わせることによシー層高い耐熱性が達成
されることが分った。
Anへの添加元素のうち、Feは遷移金属元素中で強度
、耐熱性とも最も高いものであることは一般的に知られ
ている。このFeはマトリックス中に分散され、マトリ
ックスの強度を向上させるA(!3Fe化合物を形成す
る。この金属間化合物は耐熱性が高いため合金の高温強
度を改善する効果がある。
Moは合金強度を改善する効果を有するもので、AR−
Fe −Mo系の化合物を生成し、これがマトリックス
中に均一に分散することによシ強度を改善し、更にマト
リックスを強化して合金の耐熱性改善に寄与する。
更に熱的安定性を向上させるために、クロム。
ジルコニウム又は・々ナジウムを添加する。これらの元
素は主に結晶粒界に析出して高温での結晶粒の粗大化及
びAQ −Fe −Mo系分散物の粗大化を妨げること
により、高温強度を著しく改善する。
これら添加元素の含有量は前記の通りであ%であり、い
ずれかの含有量が所定の範囲よシ少ない場合には、合金
の強化並びに耐熱性の改善が充分ではない。又、所定の
範囲をこえると強度や耐熱性の改善効果は大きくなるが
、塑性加工が難しくなるうえ、靭性及び伸びが著しく低
下して製品として用いることが出来なくなる。
尚、溶湯アトマイズ法により製造したアルミニウム合金
粉末は、鋳造材に比較して微細均一で偏析も少ない。し
かし、凝固時の冷却速度が1O2C/章未満の場合には
、Fe、Mo、 V、 Zr 、 Cr等の添加元素が
偏析し、微細均一な組織でなくなるため、塑性加工によ
る固化成形が困難となる。又、固化成形が可能であって
も、強度や伸びの低下を招くので好ましくない。
かかるアルミニウム合金粉末を熱間塑性加工して固化成
形するための温度は、400C未満では粉末の変形抵抗
が高(、充分な強度をもつ合金が得られす、580Cを
こえると析出物や結晶粒の粗大化が生じ、充分な高温強
度が得られない。
〔実施例〕
エアーアトマイズ法により、下記第1表に示す100メ
ツシユ以下のA1!合金粉末を製造し、同じく第1表に
示す加工法及び温度にて熱間塑性加工を行ってA9合金
を製造した。尚、押出の場合は、押出比13で直径21
 IIIに押出した。
第1表 (註)表中の*印は比較例を表わす 得られた各A4合金について、室温での引張強度及び3
00Cでの引張強度を測定し、結果を第2表に示した。
尚、300Cでの引張強度は300Cにて100時間保
持した後、300Cにて測定した。
第2表 (註)表中の*印は比較例を表わす 又、試料15はA!−8Fe−3,4Ce及び試料16
はAgAg−8Fe−2であり、共にAdvanced
 P/M Aluminum A11oys P21:
3〜214から従来例として採用した。
本発明方法の実施例による試料の引張強度はいずれも室
温で50kf/−以上で、且つ300Cにおいても20
kli/−をこえ、優れた高温強度を有していることが
わかる。これに対して比較例は全て特に高温強度が劣り
、試料8は強度的には優れるが塑性加工性が悪く、且つ
伸びが極度に小さいので製品とすることが不可能である
〔発明の効果〕
本発明によれば、室温強度と共に300Cにおいても2
6に#/−をこえる優れた高温強度を有する耐熱性アル
ミニウム合金を提供することができる。
従って、この耐熱性アルミニウム合金は、自動車エンジ
ン部品、航空機部品、ガスタービンエンジンなどの従来
Fe系合金やNi系合金を用いていた分野に利用するこ
とによ%であり、軽量化及び高効率化などに大きな効果
を発揮することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄5〜10重量%、モリブデン0.5〜3重量%
    、クロム、ジルコニウム及びバナジウムの少なくとも1
    種を1元素当り0.5〜3重量%含み、鉄、モリブデン
    、クロム、ジルコニウム及びバナジウムの合計が6〜1
    6重量%であり、残部が実質的にアルミニウムであつて
    、300℃における引張強度が26kg/mm^2以上
    であることを特徴とする耐熱性アルミニウム合金。
  2. (2)5〜10重量%の鉄と、0.5〜3重量%のモリ
    ブデンと、1元素当り0.5〜3重量%のクロム、ジル
    コニウム及びバナジウムの少なくとも1種と、残部のア
    ルミニウムとからなり、鉄、モリブデン、クロム、ジル
    コニウム及びバナジウムの合計が6〜16重量%である
    アルミニウム合金粉末を溶湯アトマイズ法により製造し
    、このアルミニウム合金粉末を400〜580℃の温度
    にて固化成形することを特徴とする耐熱性アルミニウム
    合金の製造方法。
  3. (3)アルミニウム合金粉末の凝固時の冷却速度が10
    ^2℃/sec以上であることを特徴とする、特許請求
    の範囲(2)項記載の耐熱性アルミニウム合金の製造方
    法。
JP25668687A 1987-10-12 1987-10-12 耐熱性アルミニウム合金及びその製造方法 Pending JPH01100234A (ja)

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DE3887503T DE3887503T2 (de) 1987-10-12 1988-10-12 Hitzebeständige aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung.
PCT/JP1988/001037 WO1989003435A1 (en) 1987-10-12 1988-10-12 Heat-resistant aluminum alloy and process for its production
EP19880908986 EP0336981B1 (en) 1987-10-12 1988-10-12 Heat-resistant aluminum alloy and process for its production

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WO1989003435A1 (en) 1989-04-20
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EP0336981A1 (en) 1989-10-18
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