汽車構(gòu)件用鋁合金板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高強(qiáng)度的汽車構(gòu)件用鋁合金板。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，從考慮地球環(huán)境等角度出發(fā)，汽車車體的輕量化的社會性要求越發(fā)高漲。 為了應(yīng)對這一要求而進(jìn)行的是，汽車車體之中，針對面板（引擎罩、車門、車頂?shù)韧獍?、?nèi) 板）和保險杠加強(qiáng)件（保險杠 R/F)及車門防撞梁等補強(qiáng)材等，部分性地取代鋼板等鋼鐵材 料而應(yīng)用鋁合金材料。
[0003] 但是，為了汽車車體的進(jìn)一步輕量化，在汽車構(gòu)件之中，對于特別有助于輕量化的 車體框架、立柱等汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)件也需要擴(kuò)大鋁合金材料的應(yīng)用。但是，這些汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)件要 求的0.2%屈服強(qiáng)度為350MPa以上等，與所述汽車面板相比需要高強(qiáng)度化。在這一點上，在 所述汽車面板中所使用的，成形性、強(qiáng)度和耐腐蝕性以及在低合金組成下再循環(huán)性優(yōu)異的 JIS至AA6000系鋁合金板中，即使控制組成、調(diào)質(zhì)（固溶處理和淬火處理，還有人工時效硬 化處理），達(dá)成所述高強(qiáng)度化仍差距很大。
[0004] 因此，在這樣的高強(qiáng)度的汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，需要使用作為要求同樣的高強(qiáng)度的所 述補強(qiáng)材而使用的JIS至AA 7000系鋁合金板。但是，Al-Zn-Mg系鋁合金，即7000系鋁合 金，是通過使Zn和Mg所構(gòu)成的析出物MgZn2高密度分布而達(dá)成高強(qiáng)度的合金。因此，有發(fā) 生應(yīng)力腐蝕裂紋（以下稱SCC)的危險性，為了加以防止，實際情況是不得不進(jìn)行過時效處 理，以屈服強(qiáng)度300Mpa的程度使用，作為高強(qiáng)度合金的特征薄弱。
[0005] 因此，迄今為止，提出了各種的強(qiáng)度和耐SCC性這兩方均優(yōu)異的7000系鋁合金的 組成控制、析出物等的組織控制。
[0006] 作為組成控制的代表例，例如，在專利文獻(xiàn)1中利用的是，相比7000系鋁合金擠出 材的、適當(dāng)?shù)匦纬蒑gZnJ^ Zn和Mg量（MgZn 2的化學(xué)計量比）而過剩添加的Mg有助于高強(qiáng) 度化，通過相比MgZn2的化學(xué)計量比而過剩地添加 Mg，從而抑制MgZn 2量，不會使耐SCC性 降低，且高強(qiáng)度化。
[0007] 作為析出物等的組織控制的代表例，例如，在專利文獻(xiàn)2中，在根據(jù)來自透射型電 子顯微鏡（TEM)的觀察結(jié)果，使人工時效硬化處理后的7000系鋁合金擠出材的、晶粒內(nèi)的 粒徑為1?15nm的析出物以1000?10000個/μπι 2的密度存在，從而減小晶內(nèi)與晶界的 電位差，使耐SCC性提尚。
[0008] 除此之外，雖不能全部例示，但使7000系鋁合金擠出材的強(qiáng)度和耐SCC性的兩方 均優(yōu)異的組成控制例、析出物等的組織控制例，與擠出材中的實用化多的程度成比例而大 量存在。相對于此，7000系鋁合金板的現(xiàn)有的組成控制、析出物等的組織控制例，相應(yīng)于在 板中的實用化少的程度而極少。
[0009] 例如，在專利文獻(xiàn)3中提出，在7000系鋁合金板彼此被焊接接合的復(fù)合板所構(gòu)成 的結(jié)構(gòu)材中，為了強(qiáng)度提高，而使人工時效硬化處理后的時效析出物作為直徑為50Α (埃） 以下的球狀存在一定量。但是，關(guān)于耐SCC性的性能完全沒有公開，實施例中也沒有耐腐蝕 性的數(shù)據(jù)。
[0010] 另外，在專利文獻(xiàn)4中，針對人工時效硬化處理后的7000系鋁合金板的晶粒內(nèi)的 結(jié)晶析出物，通過用400倍的光學(xué)顯微鏡的測量，將大?。〒Q算為面積等價的當(dāng)量圓直徑） 設(shè)為3. 0 μπι以下，平均面積分率設(shè)為4. 5%以下，以使強(qiáng)度、延伸率提高。
[0011] 關(guān)于板的組織、集合組織的控制也提出若干內(nèi)容。例如，在專利文獻(xiàn)5、6中，為了 實現(xiàn)結(jié)構(gòu)材用的7000系板的高強(qiáng)度化、高耐SCC性化，在對鑄錠進(jìn)行鍛造后，在溫加工域反 復(fù)軋制，使組織細(xì)微。這是由于，通過使組織細(xì)微，可抑制成為耐SCC性降低的原因的晶界 與晶內(nèi)的電位差的要因，即取向差為20°以上的大角度晶界，得到3?10。的小角度晶界 為25%以上的組織。可是，這樣的反復(fù)溫軋的進(jìn)行是因為，在常規(guī)方法的熱軋、冷軋的方式 中不能獲得這種小角度晶界為25%以上的組織。因此，與常規(guī)方法在工序有很大不同，所以 在用于制板上很難說得上是實用的方法。
[0012] 關(guān)于該組織、集合組織的控制，雖然不是7000系鋁合金的板而是擠出材，但在專 利文獻(xiàn)7中，為了使溫加工性優(yōu)異，還提出一種集合組織，其由包含亞晶粒的纖維狀組織構(gòu) 成，主取向是Brass取向，由ODF(結(jié)晶取向分布函數(shù)）表示的對Brass取向的聚集度是隨 機(jī)取向的10倍以上。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-144396號公報
[0016] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2010-275611號公報
[0017] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開平9-125184號公報
[0018] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2009-144190號公報
[0019] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2001-335874號公報
[0020] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2002-241882號公報
[0021] 專利文獻(xiàn)7 :日本特開2009-114514號公報
[0022] 發(fā)明所要解決的問題
[0023] 如此，強(qiáng)度和耐SCC性這兩方均優(yōu)異的7000系鋁合金的組成控制、析出物，或集合 組織等的組織控制等的各種提議，歷來是在擠出材、所述溫軋等特殊的軋制領(lǐng)域進(jìn)行。但 是，關(guān)于通過對鑄錠進(jìn)行均熱處理后，再進(jìn)行熱軋和冷軋這樣的常規(guī)方法而制造的軋制板， 除了所述反復(fù)溫軋這樣的特殊軋制以外，實際情況是沒有什么提議。
[0024] 而且，擠出材與所述軋制板，在其熱加工工序等的制造過程完全不同，制成的晶 粒、析出物等的組織也與晶?；旧蠟榈容S晶粒的軋制板大不相同，例如晶粒是沿擠出方 向伸長的纖維狀等。因此，所述擠出材的組成控制、析出物等的組織控制等的提出，是否能 夠直接應(yīng)用于7000系鋁合金板或由該7000系鋁合金板構(gòu)成的汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)件，到底對強(qiáng)度 和耐SCC性兩方的提高是否有效尚不清楚。即，除非實際確認(rèn)，否則終宄不過是預(yù)想的階 段。
[0025] 因此，關(guān)于通過所述常規(guī)方法制造的7000系鋁合金板的、強(qiáng)度和耐SCC性兩方均 優(yōu)異的組織控制技術(shù)，現(xiàn)狀是尚無有效的手段，不明之處很多，仍有闡明的余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026] 鑒于以上所述的課題，本發(fā)明的目的在于，提供一種由所述常規(guī)方法制造的、強(qiáng)度 和耐SCC性兩方均優(yōu)異的汽車構(gòu)件用的7000系鋁合金板。
[0027] 用于解決課題的手段
[0028] 為了達(dá)成這一目的，本發(fā)明的汽車構(gòu)件用鋁合金板的主旨是，一種以質(zhì)量％計含 有Zn :3. 0?8. 0%、Mg :0. 5?4. 0%，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的組成的Al-Zn-Mg 系鋁合金板，其中，具有如下組織：平均晶粒直徑為15 μm以下，并且傾角為5?15°的小 角度晶界的平均比例在15%以上，且傾角大于15°的大角度晶界的平均比例為15?50%。
[0029] 另外，本發(fā)明的汽車構(gòu)件用鋁合金板的主旨是，一種以質(zhì)量％計含有Zn :3.0? 8. 0%、Mg :0. 5?4. 0%，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的組成的Al-Zn-Mg系鋁合金板， 其中，具有如下集合組織：平均晶粒直徑為15 μm以下，并且具有Brass取向、S取向、Cu取 向的晶粒的平均合計面積率為30%以上。
[0030] 發(fā)明效果
[0031] 本發(fā)明所說的鋁合金板是指對于鑄錠實施均熱處理后進(jìn)行熱軋，再進(jìn)行冷軋的冷 軋板，此外是進(jìn)一步實施固溶處理等調(diào)質(zhì)的、由常規(guī)方法制造的7000系鋁合金板。換言之， 就是不包括像所述專利文獻(xiàn)5、6這樣的，在對鑄錠鍛造之后，再通過反復(fù)進(jìn)行幾次溫軋這 樣的特殊的軋制方法所制造的板。然后，這樣的原材鋁合金板被加工成汽車構(gòu)件。
[0032] 本發(fā)明中，不將這樣的由常規(guī)方法制造的7000系鋁合金板的組織形成通常的等 軸的再結(jié)晶組織，而是形成與所述擠出材類似的加工組織，由纖維狀組織構(gòu)成。然后，將其 規(guī)定為如下組織：平均晶粒直徑為15 μm以下，并且傾角為5?15°的小角度晶界的平均 比例在15%以上，且傾角大于15°的大角度晶界的平均比例為15?50%。通過形成這樣 的組織，在板中有應(yīng)變進(jìn)入時，不會局部性地集中，而能夠成為均勻發(fā)生位錯的組織。由此， 即使是通過常規(guī)方法制造的7000系鋁合金板，也能夠達(dá)到0. 2 %屈服強(qiáng)度為350MPa以上這 樣的高強(qiáng)度，另外，延伸率也增大而能夠確保成形性。另外，盡管是這樣的高強(qiáng)度，仍能夠抑 制耐SCC性的降低。
[0033] 另外，在本發(fā)明中，不將這樣的由常規(guī)方法制造的7000系鋁合金板的組織形成通 常的等軸的再結(jié)晶組織，而是形成與所述擠出材類似的加工組織，由纖維狀組織構(gòu)成。而 且，從集合組織的觀點出發(fā)，將其規(guī)定為主取向為Brass取向、S取向、Cu取向。通過形成這 樣的集合組織，在板中有應(yīng)變進(jìn)入時，不會局部性地集中，而是能夠成為均勻發(fā)生位錯的組 織。由此，即使是由常規(guī)方法制造的7000系鋁合金板，也能夠達(dá)到0. 2%屈服強(qiáng)度為350MPa 以上這樣的高強(qiáng)度，另外，延伸率也增大而能夠確保成形性。另外，盡管是這樣的高強(qiáng)度，仍 能夠