本發(fā)明涉及汽車用鋁合金鍛造材。

背景技術(shù)：

JIS所規(guī)定的6000系鋁(Al)合金，因?yàn)閺?qiáng)度和耐腐蝕性良好，所以適合作為船舶、車輛、陸地結(jié)構(gòu)物、建筑、護(hù)欄、家電制品、匯流線、電線、機(jī)械、汽車零件等這樣的結(jié)構(gòu)體用的材料。

近年來(lái)，在車輛和汽車零件這樣的汽車用的Al合金鍛造材(汽車用Al合金鍛造材)中，出于減輕車重而實(shí)現(xiàn)燃油效率提高等的理由，強(qiáng)烈希望輕量化。為了汽車用Al合金鍛造材的輕量化而需要高強(qiáng)度化，強(qiáng)烈希望這樣的原材得到開發(fā)。能夠順應(yīng)這一要求的技術(shù)，例如，由專利文獻(xiàn)1～3公開。

在專利文獻(xiàn)1中，記述有一種Al－Mg－Si系A(chǔ)l合金的人工時(shí)效處理方法，其是以185～200℃進(jìn)行第一段預(yù)時(shí)效處理20～80分鐘，以205～220℃進(jìn)行第二段最終時(shí)效處理5～30分鐘的方法。

在專利文獻(xiàn)1中記述，據(jù)此發(fā)明，在Al－Mg－Si系A(chǔ)l合金的人工時(shí)效處理方法中，使用現(xiàn)有的設(shè)備通過(guò)組合熱處理?xiàng)l件，能夠縮短人工時(shí)效處理時(shí)間。另外，在專利文獻(xiàn)1中記述，據(jù)此發(fā)明，能夠得到具有充分的機(jī)械的強(qiáng)度和色調(diào)的制品，因此能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)率的提高。

還有，專利文獻(xiàn)1所述的Al合金作為機(jī)械的性質(zhì)，公開的是屈服強(qiáng)度為184～190MPa，抗拉強(qiáng)度為214～217MPa。

另外，在專利文獻(xiàn)2中，記述有一種Al－Mg－Si系A(chǔ)l合金的熱處理方法，其是對(duì)于Al－Mg－Si系A(chǔ)l合金擠壓材進(jìn)行人工時(shí)效硬化處理(T5處理)時(shí)，以160～180℃實(shí)施0.5～1.5小時(shí)的第一段預(yù)時(shí)效處理，接著以195～220℃實(shí)施1.5～8.0小時(shí)的第二段時(shí)效處理的方法。

在專利文獻(xiàn)2中記述，據(jù)此發(fā)明，與現(xiàn)有的熱處理方法相比，能夠短時(shí)間內(nèi)提高合金的強(qiáng)度。另外，在專利文獻(xiàn)2中記述，能夠?qū)崿F(xiàn)由能耗削減帶來(lái)的成本降低和生產(chǎn)率提高，在經(jīng)濟(jì)上可期待巨大的效果。

還有，專利文獻(xiàn)2所述的Al合金作為機(jī)械的性質(zhì)，公開的是屈服強(qiáng)度約196～206MPa(約20～21kg/mm²)，抗拉強(qiáng)度約221～230MPa(約22.5～23.5kg/mm²)。

此外，在專利文獻(xiàn)3中，記述有一種Al－Mg－Si系合金材的屈服強(qiáng)度值控制方法，其是對(duì)于含有Mg：0.30～0.70質(zhì)量％和Si：0.15～0.70質(zhì)量％，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Al－Mg－Si系合金材，在190℃以上進(jìn)行6小時(shí)以上的加熱保持1次以上，在過(guò)時(shí)效區(qū)域?qū)嵤┤斯r(shí)效處理的方法。

在專利文獻(xiàn)3中記述，據(jù)此發(fā)明，能夠減少因人工時(shí)效處理?xiàng)l件的變動(dòng)、其前階段的自然時(shí)效處理?xiàng)l件的變動(dòng)帶來(lái)的屈服強(qiáng)度值的偏差。此外，在專利文獻(xiàn)3中記述，能夠使之后的合金材的加工精度提高，另外，由于屈服強(qiáng)度值的偏差小，所以用于得到目標(biāo)的屈服強(qiáng)度值的人工時(shí)效處理?xiàng)l件的選定和最佳化變得容易。

還有，公開了雖然專利文獻(xiàn)3所述的Al合金進(jìn)行了2次人工時(shí)效處理，但是0.2％屈服強(qiáng)度值為131～145MPa。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11－71663號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平9－67659號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2000－282198號(hào)公報(bào)

根據(jù)專利文獻(xiàn)1～3所述的發(fā)明，因?yàn)檫M(jìn)行2次人工時(shí)效處理，所以能夠使針狀析出物(β″相)大幅生長(zhǎng)，由此對(duì)于各個(gè)發(fā)明提出的以前的現(xiàn)有材料來(lái)說(shuō)，可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。

但是，專利文獻(xiàn)1～3所述的發(fā)明，是涉及建筑用鋁窗框等的薄壁的結(jié)構(gòu)體，制造條件等不適合作為汽車用Al合金鍛造材，或者如果試著作為汽車用Al合金鍛造材，則不能說(shuō)具有足夠的強(qiáng)度。

還有，專利文獻(xiàn)1～3所述的發(fā)明均進(jìn)行第一段人工時(shí)效處理和第二段人工時(shí)效處理，但在各個(gè)文獻(xiàn)中，沒有記述在第一段人工時(shí)效處理之后是否進(jìn)行冷卻處理。如果進(jìn)行冷卻處理，則其要旨應(yīng)該有所記述，因此推測(cè)是均不進(jìn)行冷卻處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于所述狀況而形成，其課題在于，提供一種具有高強(qiáng)度的汽車用鋁合金鍛造材。

本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材，含有Mg：0.70～1.50質(zhì)量％、Si：0.60～1.50質(zhì)量％、Cu：0.20～0.70質(zhì)量％、Ti：0.001～0.100質(zhì)量％，并且含有Mn：0.01～0.80質(zhì)量％、Cr：0.10～0.30質(zhì)量％和Zr：0.05～0.25質(zhì)量％之中的兩種以上，余量是Al和不可避免的雜質(zhì)，當(dāng)量圓直徑為2～10nm的針狀析出物的數(shù)密度為30000個(gè)/μm³以上。

如此，本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材，因?yàn)榉謩e以既定量含有容易使針狀析出物析出的Mg、Si、Cu，所以能夠增多針狀析出物的數(shù)密度，因?yàn)榧榷亢蠺i，所以能夠使晶粒微細(xì)化。本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材能夠借助這些效果而高強(qiáng)度化。另外，本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材，因?yàn)榉謩e以既定量含有Mn、Cr和Zr之中的兩種以上，所以能夠使針狀析出物的尺寸在規(guī)定的范圍。而且，本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材，因?yàn)槭巩?dāng)量圓直徑2～10nm的針狀析出物的數(shù)密度為30000個(gè)/μm³以上，所以能夠利用該針狀析出物進(jìn)行高強(qiáng)度化。

本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材具有高強(qiáng)度，并且耐腐蝕性優(yōu)異。

附圖說(shuō)明

圖1是鍛造材的斷面的TEM像。同圖中的線狀比例尺表示50nm。

圖2是以圖1的TEM像為基礎(chǔ)，以易懂的方式圖示鍛造材中析出的針狀析出物的情況的說(shuō)明圖。

圖3是圖示了本發(fā)明的鍛造材的優(yōu)選的制造方法中的溫度的推移的說(shuō)明圖。同圖中的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示溫度。

圖4A是說(shuō)明進(jìn)行第一段人工時(shí)效處理和冷卻處理時(shí)的針狀析出物的析出狀態(tài)的說(shuō)明圖。

圖4B是說(shuō)明進(jìn)行第二段的人工時(shí)效處理的針狀析出物生長(zhǎng)的狀態(tài)的說(shuō)明圖。

圖5是圖示一般進(jìn)行的鍛造材的制造方法中的固溶化熱處理、淬火處理、人工時(shí)效處理的溫度的推移的說(shuō)明圖。同圖中的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示溫度。

圖6是說(shuō)明通過(guò)一般進(jìn)行的鍛造材的制造方法，只進(jìn)行1次人工時(shí)效處理，使針狀析出物析出的狀態(tài)的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施方式

[汽車用鋁合金鍛造材]

以下，就用于實(shí)施本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材(以下，僅稱為“鍛造材”)的方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

本發(fā)明的鍛造材含有Mg：0.70～1.50質(zhì)量％、Si：0.60～1.50質(zhì)量％、Cu：0.20～0.70質(zhì)量％、Ti：0.001～0.100質(zhì)量％。另外，本發(fā)明的鍛造材，含有Mn：0.01～0.80質(zhì)量％、Cr：0.10～0.30質(zhì)量％和Zr：0.05～0.25質(zhì)量％之中的兩種以上。本發(fā)明的鍛造材的余量是Al和不可避免的雜質(zhì)。

而且，本發(fā)明的鍛造材，在透射型電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope；TEM)的觀察面(TEM像)中，使當(dāng)量圓直徑為2～10nm的針狀析出物的數(shù)密度為30000個(gè)/μm³以上。

以下，對(duì)于這些構(gòu)成要素下面進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

(Mg、Si、Cu)

Mg、Si、Cu均容易使針狀析出物析出。在本發(fā)明中，通過(guò)含有Mg為0.70～1.50質(zhì)量％、Si為0.60～1.50質(zhì)量％、和Cu為0.20～0.70質(zhì)量％，能夠提高針狀析出物的數(shù)密度，能夠?qū)崿F(xiàn)鍛造材的高強(qiáng)度化。

若Mg、Si和Cu之中任意一個(gè)低于所述下限值，則針狀析出物的數(shù)密度不充分，鍛造材的強(qiáng)度不足。

另一方面，若Mg和Si之中任意一個(gè)高于所述上限值，則經(jīng)過(guò)人工時(shí)效處理而延伸率變低。另外，若Cu高于所述上限值，則耐腐蝕性降低。

從實(shí)現(xiàn)更高強(qiáng)度化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Mg為0.80質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.85質(zhì)量％以上。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Si為0.90質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1.00質(zhì)量％以上。另外，從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Cu為0.35質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.40質(zhì)量％以上。

此外，從提高延伸率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Mg為1.40質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為1.30質(zhì)量％以下。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Si為1.30質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為1.20質(zhì)量％以下。另外，從提高耐腐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Cu為0.60質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為050質(zhì)量％以下。

(Ti)

Ti使鑄造后的晶粒微細(xì)化。在本發(fā)明中，使Ti含有0.001～0.100質(zhì)量％，能夠借助晶粒微細(xì)化實(shí)現(xiàn)鍛造材的高強(qiáng)度化。

若Ti低于所述下限值，則無(wú)法充分獲得使晶粒微細(xì)化的效果，不能使鍛造材高強(qiáng)度化。

另一方面，若Ti高于所述上限值，則鑄造時(shí)粗大的晶化物(金屬間化合物)產(chǎn)生，延伸率有可能降低。

從實(shí)現(xiàn)更高強(qiáng)度化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Ti為0.010質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.020質(zhì)量％以上。

從提高延伸率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Ti為0.050質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.040質(zhì)量％以下。

(Mn、Cr、Zr)

Mn、Cr和Zr將針狀析出物的尺寸調(diào)整到規(guī)定的范圍，并且使鍛造材的晶粒微細(xì)化，使之高強(qiáng)度化。在本發(fā)明中，為了高強(qiáng)度化，需要含有Mn為0.01～0.80質(zhì)量％、Cr為0.10～0.30質(zhì)量％和Zr為0.05～0.25質(zhì)量％之中的兩種以上。

Mn、Cr和Zr均不含有的情況，含有Mn、Cr和Zr之中的兩種以上，但均低于所述下限值的情況，以及在所述范圍含有，但只含有任意一個(gè)的情況，均不能充分取得所述效果，不能高強(qiáng)度化。

另一方面，即使含有Mn、Cr、Zr之中的兩種以上時(shí)，所含有的元素的含量即使有一個(gè)高于所述上限值，則鑄造時(shí)粗大的晶化物(金屬間化合物)產(chǎn)生，延伸率也有可能變低。

從實(shí)現(xiàn)更高強(qiáng)度化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Mn為0.10質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.30質(zhì)量％以上。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Cr為0.12質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.15質(zhì)量％以上。另外，從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Zr為0.07質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.10質(zhì)量％以上。

此外，從提高延伸率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Mn為0.70質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.60質(zhì)量％以下。從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Cr為0.20質(zhì)量％以下。另外，從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Zr為0.20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.15質(zhì)量％以下。

另外，從實(shí)現(xiàn)更高強(qiáng)度化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Mn、Cr和Zr的合計(jì)量為0.25質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為0.30質(zhì)量％以上。

另一方面，從進(jìn)一步提高延伸率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選Mn、Cr和Zr的合計(jì)量為1.00質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.90質(zhì)量％以下。

(余量)

本發(fā)明的鍛造材的余量是Al和不可避免的雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)，是在熔解等時(shí)不可避免地混入的雜質(zhì)。作為本發(fā)明的不可避免的雜質(zhì)，例如，能夠列舉Zn、Fe、Ni、V、Na等。在本發(fā)明中，能夠在不損害鍛造材的諸特性的范圍內(nèi)含有這些不可避免的雜質(zhì)(可允許)。作為不可避免的雜質(zhì)而允許的含量，如果是Zn則低于0.25質(zhì)量％，如果是Fe則在0.3質(zhì)量％以下，如果是Ni則在0.05質(zhì)量％以下，如果是V則在0.05質(zhì)量％以下，如果是Na則在0.05質(zhì)量％以下。還有，在本發(fā)明中，在不對(duì)本發(fā)明的鍛造材的效果造成不良影響的范圍內(nèi)，除了這些不可避免的雜質(zhì)以外，也可以例如以0.05％為上限還含有其他的元素。

作為具有以上說(shuō)明的化學(xué)成分的合金，能夠列舉JIS規(guī)定的6000系A(chǔ)l合金。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的鍛造材，是JIS規(guī)定的6061合金或6N01合金。

(針狀析出物的數(shù)密度)

針狀析出物的數(shù)密度對(duì)鍛造材的強(qiáng)度造成影響。一定尺寸以上的針狀析出物的數(shù)密度越高，鍛造材的強(qiáng)度越高。在此，參照?qǐng)D1和圖2對(duì)于鍛造材中析出的針狀析出物進(jìn)行說(shuō)明。圖1是鍛造材的斷面的TEM像。圖2是以圖1的TEM像為基礎(chǔ)，以易懂的方式圖示鍛造材中析出的析出物的情況的說(shuō)明圖。

鍛造材的針狀析出物的方向固定在三個(gè)方向上，因此若以TEM觀察鍛造材的斷面，則如圖1所示，能夠確認(rèn)分別形成有多個(gè)看上去是黑色的圓形(點(diǎn)狀)的針狀析出物，和呈現(xiàn)出從淺灰色到黑色的看起來(lái)為直線形狀的針狀析出物。該看起來(lái)為黑色的圓形的針狀析出物，在相對(duì)于圖1的紙面垂直的方向上形成，也就是，在從紙面縱深側(cè)朝向紙面的跟前側(cè)的方向上形成。另外，呈現(xiàn)從淺灰色到黑色的看起來(lái)為直線形狀的針狀析出物，是相對(duì)于與圖1的紙面平行至相對(duì)于紙面以具有一些傾斜的角度而形成的。還有，在圖2中，為了容易理解，以符號(hào)1表示看起來(lái)為黑點(diǎn)狀的針狀析出物，以符號(hào)2表示其以外的針狀析出物。即，在圖2中，將圖1中呈現(xiàn)淺灰色至黑色的看起來(lái)為直線形狀的針狀析出物作為針狀析出物2清楚地加以圖示。

圖1所示的任意的針狀析出物都是相同的，只是形成的方向不同而已，朝向各方向的針狀析出物的數(shù)密度也大致相同。但是，如前述，圖1所示的看起來(lái)為黑點(diǎn)狀的針狀析出物以外的析出物，即使是TEM像，也不能明確地捕捉其形狀(外緣)。因此，看起來(lái)為黑點(diǎn)狀的針狀析出物以外的析出物，即使是在TEM像中也難以計(jì)數(shù)其數(shù)密度。

但是，如前述，由于朝向各方向的針狀析出物1和針狀析出物2的數(shù)密度大致相同，所以，通過(guò)計(jì)數(shù)看起來(lái)為黑點(diǎn)狀的針狀析出物1的每單位體積中的數(shù)密度(個(gè)/μm³)，并分別乘以三個(gè)方向(為3倍)，則能夠視為關(guān)于三個(gè)方向的針狀析出物的每單位體積中的數(shù)密度(個(gè)/μm³)。因此，如前述，通過(guò)計(jì)數(shù)看起來(lái)為黑點(diǎn)狀的針狀析出物1的每單位體積中的數(shù)密度，能夠很容易地掌握鍛造材中的析出物的析出狀態(tài)，即，三個(gè)方向的針狀析出物的數(shù)密度。

在本發(fā)明中，為了計(jì)數(shù)看起來(lái)為黑點(diǎn)狀的針狀析出物1，即，為了從計(jì)數(shù)對(duì)象中除去針狀析出物2，優(yōu)選將長(zhǎng)寬比(針狀析出物的長(zhǎng)徑與短徑的比)為1～2的作為計(jì)數(shù)對(duì)象。而且，使作為計(jì)數(shù)對(duì)象的長(zhǎng)寬比為1～2的針狀析出物1的當(dāng)量圓直徑為2～10nm。長(zhǎng)寬比為1～2、當(dāng)量圓直徑為2～10nm的針狀析出物1，縱長(zhǎng)方向的尺寸為50nm以上。還有，長(zhǎng)寬比為1～2，當(dāng)量圓直徑低于2nm的針狀析出物，即使析出也不會(huì)影響硬度提高，因此從計(jì)數(shù)對(duì)象中除外。另外，長(zhǎng)寬比為1～2、當(dāng)量圓直徑高于10nm的針狀析出物幾乎根本沒有生成，因此從計(jì)測(cè)對(duì)象中除外。

在本發(fā)明中，如上述這樣使所掌握的針狀析出物的數(shù)密度為30000個(gè)/μm³以上，因此能夠?qū)崿F(xiàn)鍛造材的高強(qiáng)度化。針狀析出物的數(shù)密度越高，鍛造材越高強(qiáng)度化。因此，針狀析出物的數(shù)密度越高越為優(yōu)選。

如以上說(shuō)明，本發(fā)明的鍛造材，分別以既定量含有Mg、Si、Cu、Ti，并且分別以既定量含有Mn、Cr和Zr之中的兩種以上，此外，使規(guī)定的針狀析出物的數(shù)密度為30000個(gè)/μm³以上，因此具有高強(qiáng)度。

(針狀析出物的尺寸測(cè)量和數(shù)密度的計(jì)數(shù)方法)

使用從鍛造材上提取的薄膜試料，通過(guò)使用了高氯酸:乙醇＝1:9的溶液和硝酸:甲醇＝1:3的溶液的電解研磨法進(jìn)行電解研磨，用透射型電子顯微鏡(TEM)觀察，則能夠進(jìn)行針狀析出物的尺寸測(cè)量和數(shù)密度的計(jì)數(shù)。雖然TEM什么樣型號(hào)的都能夠使用，但例如，優(yōu)選使用日本電子制的JEM－2100。TEM像的拍攝，優(yōu)選以120kV的加速電壓對(duì)于薄膜試料的母相從＜001＞方向入射電子束，使觀察面為(200)而觀察5個(gè)視野。觀察的倍率優(yōu)選為50萬(wàn)倍。觀察位置優(yōu)選的是，由等厚干涉條紋測(cè)量觀察部的厚度，其在厚度為1μm以下的地方。

針狀析出物的尺寸測(cè)量和數(shù)密度的計(jì)數(shù)，優(yōu)選使用圖像分析軟件winroof(三谷商事，版本6.3)進(jìn)行。針狀析出物的尺寸，優(yōu)選以看起來(lái)為點(diǎn)狀的針狀析出物(即，長(zhǎng)寬比為1～2，當(dāng)量圓直徑為2～10nm的針狀析出物)的當(dāng)量圓直徑計(jì)算。

另外，通過(guò)TEM觀察由等厚干涉條紋預(yù)先測(cè)量觀察部的厚度時(shí)，與測(cè)量范圍的面積相乘，從而計(jì)算在TEM觀察區(qū)域的表面觀察到的體積，并且針狀析出物的數(shù)為，全面統(tǒng)計(jì)看起來(lái)為點(diǎn)狀的針狀析出物的數(shù)量，將其3倍作為針狀析出物的個(gè)數(shù)。然后，將其個(gè)數(shù)換算成每單位體積，能夠作為析出物的數(shù)密度(個(gè)/μm³)求得。

(制造方法的一例)

以上說(shuō)明的本發(fā)明的鍛造材的制造方法沒有特定限定，可考慮各種方式，若說(shuō)明優(yōu)選的制造方法的一例，則如下。還有，本發(fā)明的鍛造材，能夠以可進(jìn)行鍛造材的制造的一般性的制造設(shè)備制造。

作為本發(fā)明的鍛造材的優(yōu)選的制造方法的一例，例如，能夠按順序進(jìn)行熔煉材料而得到鑄塊的鑄造、使鑄塊均質(zhì)化的均質(zhì)化熱處理、加熱至規(guī)定的溫度，進(jìn)行塑性加工、得到鍛造材的鍛造等。還有，能夠根據(jù)需要，進(jìn)行去除掉由鍛造得到的鍛造材的多余的毛刺等的切邊加工處理等。至此為止的各處理，都能夠以制造鍛造材時(shí)通常進(jìn)行的條件進(jìn)行。例如，均質(zhì)化熱處理能夠以500℃×7hr進(jìn)行，鍛造能夠用液壓鍛壓機(jī)以開始溫度500℃、結(jié)束溫度370℃這樣的條件進(jìn)行。

然后，本發(fā)明的鍛造材的優(yōu)選的制造方法，可列舉繼所述的鍛造處理或切邊加工處理之后，按順序進(jìn)行固溶化熱處理、淬火處理、第一段人工時(shí)效處理、冷卻處理、第二段人工時(shí)效處理。關(guān)于這些處理的條件后述。還有，圖3是圖示本發(fā)明的鍛造材優(yōu)選的制造方法的溫度的推移(從固溶化熱處理到第二段人工時(shí)效處理)的說(shuō)明圖。

如圖3所示，在本發(fā)明的鍛造材優(yōu)選的制造方法中，在進(jìn)行固溶化熱處理和淬火處理之后，進(jìn)行第一段人工時(shí)效處理。例如，固溶化熱處理能夠以550℃×4hr這樣的條件進(jìn)行，淬火處理能夠通過(guò)放入40℃的水中進(jìn)行。

而后，結(jié)束第一段人工時(shí)效處理后，先進(jìn)行冷卻處理，其后進(jìn)行第二段人工時(shí)效處理。第二段人工時(shí)效處理，優(yōu)選在比第一段人工時(shí)效處理高的溫度下進(jìn)行。第二段人工時(shí)效處理能夠比第一段人工時(shí)效處理短。具體來(lái)說(shuō)，第一段人工時(shí)效處理優(yōu)選以150～180℃×5～24hr這樣的條件進(jìn)行，冷卻處理優(yōu)選從室溫進(jìn)行到100℃左右。另外，第二段人工時(shí)效處理優(yōu)選以175～210℃×1.5～8hr這樣的條件進(jìn)行。

若進(jìn)行第一段人工時(shí)效處理的低溫下的熱處理和冷卻處理，則如圖4A所示，能夠使微細(xì)的針狀析出物高密度地析出。

而且，若在此狀態(tài)下以高溫進(jìn)行第二段人工時(shí)效處理，則如圖4B所示，能夠使高密度析出的針狀析出物生長(zhǎng)至有助于高強(qiáng)度化的尺寸。即，能夠使當(dāng)量圓直徑2～10nm的針狀析出物的數(shù)密度形成30000個(gè)/μm³以上。

相對(duì)于此，只進(jìn)行一次人工時(shí)效處理的情況，和即使進(jìn)行第二段人工時(shí)效處理時(shí)，在與第一段人工時(shí)效處理之間卻沒有進(jìn)行冷卻處理的情況，以及第一段和第二段人工時(shí)效處理不滿足上述條件的情況，均有可能不能充分得到針狀析出物的數(shù)密度。

還有，圖5是圖示一般進(jìn)行的鍛造材的制造方法中的固溶化熱處理、淬火處理、人工時(shí)效處理的溫度的推移的說(shuō)明圖。如圖5所示，只進(jìn)行一次人工時(shí)效處理而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化時(shí)，多是在200℃左右進(jìn)行人工時(shí)效處理數(shù)小時(shí)(例如，175℃×8hr)。但是，若是如此，則如圖6所示，雖然針狀析出物大幅生長(zhǎng)至能夠有助于高強(qiáng)度化的尺寸，但其數(shù)密度低，因此鍛造材的強(qiáng)度不足。即使進(jìn)行第二段人工時(shí)效處理，而在與第一段人工時(shí)效處理之間未進(jìn)行冷卻處理的情況，還有第一段和第二段人工時(shí)效處理不滿足上述條件的情況，均出于與此同樣的理由而鍛造材的強(qiáng)度不足。

【實(shí)施例】

接著，其于實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。還有，本發(fā)明不受以下所示的實(shí)施例限定。

鑄造表1的No.1～24所示的化學(xué)成分的Al合金而制作鑄塊(連鑄棒材)，進(jìn)行500×7hr的均質(zhì)化熱處理。接著，加熱至表1的鍛造加工一欄的開始溫度而進(jìn)行鍛造加工，制作鍛造材。還有，鍛造加工的結(jié)束溫度如表1所示。鍛造加工以液壓鍛壓機(jī)(表1中記述為“液壓鍛造”)或機(jī)械鍛壓機(jī)(在表1中記述為“機(jī)械鍛造”)進(jìn)行。接著，對(duì)于該鍛造材以550℃×4hr這樣的條件進(jìn)行固溶化熱處理，接著，放入40℃的水中進(jìn)行淬火處理。

然后，對(duì)于進(jìn)行過(guò)淬火處理的鍛造材，以表1所示的條件進(jìn)行第一段人工時(shí)效處理、冷卻處理、第二段人工時(shí)效處理，制作No.1～24的試驗(yàn)材。

對(duì)于制造好的No.1～24的試驗(yàn)材，以如下方式進(jìn)行TEM觀察，進(jìn)行看起來(lái)呈點(diǎn)狀的針狀析出物的尺寸(當(dāng)量圓直徑)的測(cè)量，和針狀析出物的數(shù)密度的計(jì)數(shù)。其結(jié)果與No.1～24的試驗(yàn)材的化學(xué)成分(質(zhì)量％)一起顯示在表1中。

(針狀析出物的尺寸測(cè)量和數(shù)密度的計(jì)數(shù))

從No.1～24的試驗(yàn)材中提取薄膜試料，通過(guò)使用了高氯酸:乙醇＝1:9的溶液和硝酸:甲醇＝1:3的溶液的電解研磨法實(shí)施電解研磨，并進(jìn)行TEM觀察。TEM使用日本電子制的JEM－2100。TEM像的拍攝，以120kV的加速電壓對(duì)于薄膜試料的母相從＜001＞方向入射電子束，使觀察面為(200)觀察5個(gè)視野。觀察的倍率為50萬(wàn)倍。觀察位置為，由等厚干涉條紋測(cè)量觀察部的厚度，并且僅為厚度為1μm以下的地方。

針狀析出物的尺寸測(cè)量和數(shù)密度的計(jì)數(shù)，使用圖像分析軟件winroof(三谷商事，版本6.3)進(jìn)行。針狀析出物的尺寸，以看起來(lái)呈點(diǎn)狀的針狀析出物(即，長(zhǎng)寬比為1～2，當(dāng)量圓直徑為2～10nm的針狀析出物)的當(dāng)量圓直徑計(jì)算。

另外，以TEM觀察由等厚干涉條紋測(cè)量觀察部的厚度時(shí)，與測(cè)量范圍的面積相乘而計(jì)算體積，并且針狀析出物的數(shù)為，全面統(tǒng)計(jì)看起來(lái)為點(diǎn)狀的針狀析出物的數(shù)量，將其3倍作為針狀析出物的個(gè)數(shù)。然后，將其個(gè)數(shù)換算成每單位體積而求得針狀析出物的數(shù)密度(個(gè)/μm³)。

(強(qiáng)度)

另外，由No.1～24的試驗(yàn)材，依據(jù)JIS Z 2241：2011而制作試驗(yàn)片，進(jìn)行金屬材料拉伸試驗(yàn)，由此求得抗拉強(qiáng)度(MPa)、屈服強(qiáng)度(MPa)、延伸率(％)?？估瓘?qiáng)度為420MPa以上，屈服強(qiáng)度為390MPa以上，延伸率為9％以上的評(píng)價(jià)為高強(qiáng)度(合格)，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率之中的任意一方低于所述基準(zhǔn)的評(píng)價(jià)為非高強(qiáng)度(不合格)。這些試驗(yàn)結(jié)果顯示在表3中。

(耐腐蝕性)

此外，按以下方式評(píng)價(jià)No.1～24的試驗(yàn)材的耐腐蝕性。耐腐蝕性依據(jù)JIS H 8711：2000進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)(SCC試驗(yàn))來(lái)評(píng)價(jià)。具體來(lái)說(shuō)，由No.1～24的試驗(yàn)材制作JIS H 8711：2000所規(guī)定的C－環(huán)試驗(yàn)片，以交替浸漬法(鹽水交替浸漬20天)評(píng)價(jià)。在外加應(yīng)力200MPa下5個(gè)中5個(gè)都沒有發(fā)生開裂的評(píng)價(jià)為耐腐蝕性良好(○)，即使有1個(gè)開裂，也評(píng)價(jià)為耐腐蝕性不良(×)。耐腐蝕性的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示在表3中。

還有，表1和表3中的下劃線表示不滿足本發(fā)明的要件。

【表1】

【表2】

【表3】

如表1～3所示，No.1～9的試驗(yàn)材，因?yàn)闈M足本發(fā)明的要件，所以抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率合格，可確認(rèn)具有高強(qiáng)度(實(shí)施例)。

相對(duì)于此，No.10～24的試驗(yàn)材，因?yàn)椴粷M足本發(fā)明的要件，所以成為抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率之中的至少1個(gè)不合格，或耐腐蝕性不良的結(jié)果(比較例)。

具體來(lái)說(shuō)，No.10的試驗(yàn)材，因?yàn)镸g和Cu少，所以針狀析出物的數(shù)密度低。因此，No.10的試驗(yàn)材不能取得高強(qiáng)度。

No.11的試驗(yàn)材因?yàn)镾i少，所以針狀析出物的數(shù)密度低。因此，No.11的試驗(yàn)材不能取得高強(qiáng)度。

No.12的試驗(yàn)材因?yàn)镃u少，所以針狀析出物的數(shù)密度低。因此，No.12的試驗(yàn)材不能取得高強(qiáng)度。

No.13的試驗(yàn)材雖然具有高強(qiáng)度，但因?yàn)镃u多，所以耐腐蝕性差。

No.14～17的試驗(yàn)材，因?yàn)闆]有適當(dāng)含有Mn、Cr和Zr，所以不能使晶粒微細(xì)化。因此，No.14～17的試驗(yàn)材不能取得高強(qiáng)度。

No.18的試驗(yàn)材因?yàn)镸n多，No.19的試驗(yàn)材因?yàn)镃r多，而后，No.20的試驗(yàn)材因?yàn)閆r多，所以分別產(chǎn)生粗大的晶化物。另外，No.20其針狀析出物的數(shù)密度低。因此，No.18～20的試驗(yàn)材均不能取得高強(qiáng)度。

No.21的試驗(yàn)材因?yàn)門i多，所以產(chǎn)生粗大的晶化物。因此，No.21的試驗(yàn)材不能取得高強(qiáng)度。

No.22～24的試驗(yàn)材，其第一段人工時(shí)效處理、冷卻處理和第二段人工時(shí)效處理之內(nèi)的至少一個(gè)不恰當(dāng)。因此，No.22～24的試驗(yàn)材其針狀析出物的數(shù)密度均變低，不能得到高強(qiáng)度。

以上，對(duì)于本發(fā)明的汽車用鋁合金鍛造材，通過(guò)實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例具體地進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的主旨不受此限定。

【符號(hào)的說(shuō)明】

1、2針狀析出物