(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022119334
(43)【公開日】2022-08-17
(54)【発明の名称】アルミニウム合金材
(51)【国際特許分類】
C22C 21/10 20060101AFI20220809BHJP
C22F 1/053 20060101ALN20220809BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20220809BHJP
【ＦＩ】
C22C21/10
C22F1/053
C22F1/00 682
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 683
C22F1/00 612
C22F1/00 624
C22F1/00 685Z
C22F1/00 686Z
C22F1/00 684C
C22F1/00 691A
C22F1/00 692A
C22F1/00 692B
C22F1/00 694A
C22F1/00 602
C22F1/00 601
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 631Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021016381
(22)【出願日】2021-02-04
(71)【出願人】
【識別番号】000107538
【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼谷 舞
(72)【発明者】
【氏名】一谷 幸司
(72)【発明者】
【氏名】箕田 正
(57)【要約】
【課題】Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金及びＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金のいずれにおいても強度を上昇させることができるアルミニウム合金材を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金材１は、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含む化学成分を有している７０００系アルミニウム合金からなり、Ａｌ母相２中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３が存在しており、かつ、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している。
【選択図】図１
【解決手段】アルミニウム合金材１は、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含む化学成分を有している７０００系アルミニウム合金からなり、Ａｌ母相２中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３が存在しており、かつ、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含む化学成分を有している７０００系アルミニウム合金からなり、
Ａｌ母相中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が存在しており、かつ、前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している、アルミニウム合金材。
Ａｌ母相中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が存在しており、かつ、前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している、アルミニウム合金材。
【請求項2】
前記７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ：９．０質量％以上１１．０質量％以下、Ｍｇ：２．０質量％以上３．０質量％以下、Ｃｕ：１．２質量％以上１．８質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有している、請求項１に記載のアルミニウム合金材。
【請求項3】
前記７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ：４．０質量％以上６．０質量％以下、Ｍｇ：１．０質量％以上２．０質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有している、請求項１に記載のアルミニウム合金材。
【請求項4】
前記７０００系アルミニウム合金には、さらに、Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下、Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下及びＴｉ：０質量％超え０．０５質量％以下からなる群より選択される１種または２種以上の元素が含まれている、請求項２または３に記載のアルミニウム合金材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウム合金材に関する。
【背景技術】
【0002】
Ｚｎ（亜鉛）及びＭｇ（マグネシウム）が添加された７０００系アルミニウム合金は、アルミニウム合金としては高い強度を有しているため、例えば航空機構造材料や自動二輪車の構造材料などの種々の分野に使用されている。
【0003】
例えば特許文献１には、Ｚｎ：３．２～５．０％、Ｍｇ：１．０～２．８％、Ｃｕ：０．１３～０．２９％、Ｖ：０．３～０．１８％、Ｔｉ：０．０３～０．２４％を必須成分として含み、Ｃｒ：０．０６～０．２６％、Ｍｎ：０．１０～０．５０％、Ｚｒ：０．０６～０．２６％、Ｂ：０．０００１～０．０１％のうちの一種または二種以上を添加し、残部Ａｌよりなる肉厚方向における靭性と耐応力腐食割れ性の優れた溶接構造用アルミニウム合金に関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭４８－７１７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
７０００系アルミニウム合金は、より高い強度を有するＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ（アルミニウム－亜鉛－マグネシウム－銅）系合金と、溶接性に優れたＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金とに大別される。Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金とＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金とは基本的な化学成分が異なっているため、従来は、それぞれの合金系について強度を向上させる合金設計の検討が行われており、検討の手間が煩雑となっていた。そこで、合金設計をより容易に行うため、いずれの合金系においても強度を向上させる技術が望まれている。
【0006】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高い強度を有するアルミニウム合金材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、Ｓｃ（スカンジウム）：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ（ジルコニウム）：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含む化学成分を有している７０００系アルミニウム合金からなり、
Ａｌ母相中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が存在しており、かつ、前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している、アルミニウム合金材にある。
Ａｌ母相中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が存在しており、かつ、前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している、アルミニウム合金材にある。
【発明の効果】
【0008】
前記アルミニウム合金材は、Ｓｃ及びＺｒの両方の元素を含み、かつ、これらの元素の含有量が前記特定の範囲内である７０００系アルミニウム合金から構成されている。また、前記アルミニウム合金材は、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を３．０×１０２１個／ｍ３以上含む金属組織を有している。前記特定の態様のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金及びＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金のいずれにおいても、析出強化によりアルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
【0009】
以上のように、前記の態様によれば、高い強度を有するアルミニウム合金材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｇ（マグネシウム）及びＣｕ（銅）を含むＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金であってもよいし、Ｚｎ及びＭｇを含むＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金であってもよい。いずれの種類の合金であっても、Ｓｃ及びＺｒの含有量を前記特定の範囲とすることにより、アルミニウム合金材中に微細なＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成することができる。以下、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金の化学成分及びＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金の化学成分の一例を説明する。
【0012】
（Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金）
前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金がＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金である場合、７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ：９．０質量％以上１１．０質量％以下、Ｍｇ：２．０質量％以上３．０質量％以下、Ｃｕ：１．２質量％以上１．８質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していることが好ましい。
前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金がＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金である場合、７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ：９．０質量％以上１１．０質量％以下、Ｍｇ：２．０質量％以上３．０質量％以下、Ｃｕ：１．２質量％以上１．８質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していることが好ましい。
【0013】
・Ｚｎ：９．０質量％以上１１．０質量％以下及びＭｇ：２．０質量％以上３．０質量％以下
Ｚｎ及びＭｇは、アルミニウム合金材中にこれらの元素を含むＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、析出強化によってアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＺｎの含有量及びＭｇの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中に微細なＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
Ｚｎ及びＭｇは、アルミニウム合金材中にこれらの元素を含むＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、析出強化によってアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＺｎの含有量及びＭｇの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中に微細なＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
【0014】
Ｚｎの含有量及びＭｇの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲よりも少ない場合には、アルミニウム合金材中に形成されるＺｎ－Ｍｇ系析出物が不足し、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。一方、Ｚｎの含有量及びＭｇの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲よりも多い場合には、アルミニウム合金材の製造過程において鋳造割れが生じやすくなるおそれがある。
【0015】
・Ｃｕ：１．２質量％以上１．８質量％以下
Ｃｕは、Ｚｎ－Ｍｇ系析出物と共に析出することによりアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＣｕの含有量を前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中の強度を向上させることができる。
Ｃｕは、Ｚｎ－Ｍｇ系析出物と共に析出することによりアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＣｕの含有量を前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中の強度を向上させることができる。
【0016】
Ｃｕの含有量が前記特定の範囲よりも少ない場合には、Ｃｕによる析出強化の硬化が不十分となり、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。一方、Ｃｕの含有量が前記特定の範囲よりも多い場合には、アルミニウム合金材の製造過程において鋳造割れが生じやすくなるおそれがある。
【0017】
・Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下
Ｓｃ及びＺｒは、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、析出強化によりアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物としては、例えば、Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ）等の、Ａｌ、Ｓｃ及びＺｒを含む金属間化合物が挙げられる。アルミニウム合金材中のＳｃの含有量及びＺｒの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
Ｓｃ及びＺｒは、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、析出強化によりアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物としては、例えば、Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ）等の、Ａｌ、Ｓｃ及びＺｒを含む金属間化合物が挙げられる。アルミニウム合金材中のＳｃの含有量及びＺｒの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
【0018】
Ｓｃの含有量及びＺｒの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲よりも少ない場合には、アルミニウム合金材中に形成されるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が不足し、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。一方、Ｓｃの含有量及びＺｒの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲よりも多い場合には、アルミニウム合金材中に粗大な晶出物が形成されやすくなる。その結果、析出強化の効果が低下するとともに、アルミニウム合金の延性や靭性の低下を招くおそれがある。
【0019】
アルミニウム合金材の強度を向上させる観点からは、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金におけるＳｃの含有量は０．０５質量％以上０．１７質量％以下であることがより好ましく、０．０６質量％以上０．１５質量％以下であることがさらに好ましく、０．０７質量％以上０．１３質量％以下であることが特に好ましい。同様に、Ｚｒの含有量は０．０６質量％以上０．１８質量％以下であることがより好ましく、０．０７質量％以上０．１６質量％以下であることがさらに好ましく、０．０８質量％以上０．１４質量％以下であることが特に好ましい。
【0020】
また、７０００系合金がＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金である場合には、Ｓｃの含有量に対するＺｒの含有量の質量比Ｚｒ／Ｓｃは、０．７以上４．０以下であることが好ましく、０．８以上３．０以下であることがより好ましく、１．０以上２．０以下であることがさらに好ましく、１．１以上１．５以下であることが特に好ましい。Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金においては、Ｓｃの含有量に対するＺｒの含有量の質量比を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌ母相中に形成されるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物をより微細化することができる。その結果、アルミニウム合金材の強度をより向上させることができる。
【0021】
また、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、必須元素としてのＺｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｃ及びＺｒの他に、これら以外の元素が任意元素として含まれていてもよい。任意元素としては、例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）Ｔｉ（チタン）等が挙げられる。
【0022】
・Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、任意元素として、Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、任意元素として、Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
【0023】
・Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、任意元素として、Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、任意元素として、Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
【0024】
・Ｔｉ：０質量％超え１．０質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、任意元素として、Ｔｉ：０質量％超え０．０５質量％以下が含まれていてもよい。この場合には、鋳造組織を微細化し、鋳造割れを抑制することができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金中には、任意元素として、Ｔｉ：０質量％超え０．０５質量％以下が含まれていてもよい。この場合には、鋳造組織を微細化し、鋳造割れを抑制することができる。
【0025】
・その他の元素
前記アルミニウム合金材中には、前述した作用効果を損なわない範囲であれば、前述した元素以外の元素が含まれていてもよい。例えば、前記アルミニウム合金材中には、Ｆｅ（鉄）やＳｉ（シリコン）などの元素が含まれ得る。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、例えば、０．５質量％以下であればよい。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、０．３質量％以下であることが好ましい。
前記アルミニウム合金材中には、前述した作用効果を損なわない範囲であれば、前述した元素以外の元素が含まれていてもよい。例えば、前記アルミニウム合金材中には、Ｆｅ（鉄）やＳｉ（シリコン）などの元素が含まれ得る。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、例えば、０．５質量％以下であればよい。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、０．３質量％以下であることが好ましい。
【0026】
・金属組織
前記アルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物等が分散した金属組織を有している。前記アルミニウム合金材中に含まれる、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数は３．０×１０２１個／ｍ３以上である。前記アルミニウム合金材中に含まれる長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の数を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果を十分に高めることができる。そして、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果と、他の元素による効果とが相乗的に作用することにより、前記アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
前記アルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物等が分散した金属組織を有している。前記アルミニウム合金材中に含まれる、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数は３．０×１０２１個／ｍ３以上である。前記アルミニウム合金材中に含まれる長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の数を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果を十分に高めることができる。そして、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果と、他の元素による効果とが相乗的に作用することにより、前記アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
【0027】
アルミニウム合金材中に含まれる前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が前記特定の範囲よりも少ない場合には、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果が不十分となり、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。
【0028】
（Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金）
前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金であってもよい。前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金がＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金である場合、７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ：４．０質量％以上６．０質量％以下、Ｍｇ：１．０質量％以上２．０質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していることが好ましい。
前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金であってもよい。前記アルミニウム合金材を構成する７０００系アルミニウム合金がＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金である場合、７０００系アルミニウム合金は、Ｚｎ：４．０質量％以上６．０質量％以下、Ｍｇ：１．０質量％以上２．０質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していることが好ましい。
【0029】
・Ｚｎ：４．０質量％以上６．０質量％以下及びＭｇ：１．０質量％以上２．０質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金におけるＺｎ及びＭｇの作用効果は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金におけるこれらの元素の作用効果と同様である。つまり、Ｚｎ及びＭｇは、アルミニウム合金材中にこれらの元素を含むＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、析出強化によってアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＺｎの含有量及びＭｇの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中に微細なＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金におけるＺｎ及びＭｇの作用効果は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金におけるこれらの元素の作用効果と同様である。つまり、Ｚｎ及びＭｇは、アルミニウム合金材中にこれらの元素を含むＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、析出強化によってアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＺｎの含有量及びＭｇの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中に微細なＺｎ－Ｍｇ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
【0030】
Ｚｎの含有量及びＭｇの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲よりも少ない場合には、アルミニウム合金材中に形成されるＺｎ－Ｍｇ系析出物が不足し、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。一方、Ｚｎの含有量が前記特定の範囲よりも多い場合には、耐応力腐食割れ性の低下を招くおそれがある。また、Ｍｇの含有量が前記特定の範囲よりも多い場合には、熱間加工性の低下を招くおそれがある。
【0031】
・Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金におけるＳｃ及びＺｒの作用効果及びこれらの元素の含有量の限定理由は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金におけるこれらの元素の作用効果及びこれらの元素の限定理由と同様である。つまり、Ｓｃ及びＺｒは、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、析出強化によりアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＳｃの含有量及びＺｒの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。アルミニウム合金材中のＳｃの含有量及びＺｒの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲から外れる場合には、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金におけるＳｃ及びＺｒの作用効果及びこれらの元素の含有量の限定理由は、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金におけるこれらの元素の作用効果及びこれらの元素の限定理由と同様である。つまり、Ｓｃ及びＺｒは、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、析出強化によりアルミニウム合金材の強度を向上させる作用を有している。アルミニウム合金材中のＳｃの含有量及びＺｒの含有量をそれぞれ前記特定の範囲内とすることにより、アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を形成し、アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。アルミニウム合金材中のＳｃの含有量及びＺｒの含有量のうち少なくとも一方が前記特定の範囲から外れる場合には、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。
【0032】
アルミニウム合金材の強度を向上させる観点からは、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金におけるＳｃの含有量は０．０５質量％以上０．１７質量％以下であることがより好ましく、０．０６質量％以上０．１５質量％以下であることがさらに好ましく、０．０７質量％以上０．１３質量％以下であることが特に好ましい。同様に、Ｚｒの含有量は０．０８質量％以上０．２０質量％以下であることがより好ましく、０．１０質量％以上０．２０質量％以下であることがさらに好ましく、０．１２質量％以上０．２０質量％以下であることが特に好ましい。
【0033】
また、７０００系合金がＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金である場合には、Ｓｃの含有量に対するＺｒの含有量の質量比Ｚｒ／Ｓｃは、０．７以上４．０以下であることが好ましく、０．９以上３．０以下であることがより好ましく、１．１以上２．０以下であることがさらに好ましく、１．３以上１．８以下であることが特に好ましい。Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金においては、Ｓｃの含有量に対するＺｒの含有量の質量比を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌ母相中に形成されるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物をより微細化することができる。その結果、アルミニウム合金材の強度をより向上させることができる。
【0034】
また、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、必須元素としてのＺｎ、Ｍｇ、Ｓｃ及びＺｒの他に、これら以外の元素が任意元素として含まれていてもよい。任意元素としては、例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）Ｔｉ（チタン）等が挙げられる。
【0035】
・Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、任意元素として、Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、任意元素として、Ｍｎ：０質量％超え１．０質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＭｎを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
【0036】
・Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、任意元素として、Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、任意元素として、Ｃｒ：０質量％超え０．３質量％以下が含まれていてもよい。前記アルミニウム合金材が圧延材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより再結晶粒を微細化することができる。また、前記アルミニウム合金材が押出材である場合には、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中に前記特定の範囲のＣｒを添加することにより、アルミニウム合金材の強度を向上させるとともに耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
【0037】
・Ｔｉ：０質量％超え１．０質量％以下
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、任意元素として、Ｔｉ：０質量％超え０．０５質量％以下が含まれていてもよい。この場合には、鋳造組織を微細化し、鋳造割れを抑制することができる。
Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金中には、任意元素として、Ｔｉ：０質量％超え０．０５質量％以下が含まれていてもよい。この場合には、鋳造組織を微細化し、鋳造割れを抑制することができる。
【0038】
・その他の元素
前記アルミニウム合金材中には、前述した作用効果を損なわない範囲であれば、前述した元素以外の元素が含まれていてもよい。例えば、前記アルミニウム合金材中には、Ｆｅ（鉄）やＳｉ（シリコン）などの元素が含まれ得る。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、例えば、０．５質量％以下であればよい。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、０．３質量％以下であることが好ましい。
前記アルミニウム合金材中には、前述した作用効果を損なわない範囲であれば、前述した元素以外の元素が含まれていてもよい。例えば、前記アルミニウム合金材中には、Ｆｅ（鉄）やＳｉ（シリコン）などの元素が含まれ得る。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、例えば、０．５質量％以下であればよい。Ｆｅ及びＳｉの含有量は、０．３質量％以下であることが好ましい。
【0039】
・金属組織
前記アルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物等が分散した金属組織を有している。前記アルミニウム合金材中に含まれる、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数は３．０×１０２１個／ｍ３以上である。前記アルミニウム合金材中に含まれる長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の数を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果を十分に高めることができる。そして、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果と、他の元素や析出物等による効果とが相乗的に作用することにより、前記アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
前記アルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物等が分散した金属組織を有している。前記アルミニウム合金材中に含まれる、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数は３．０×１０２１個／ｍ３以上である。前記アルミニウム合金材中に含まれる長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の数を前記特定の範囲とすることにより、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果を十分に高めることができる。そして、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果と、他の元素や析出物等による効果とが相乗的に作用することにより、前記アルミニウム合金材の強度を向上させることができる。
【0040】
アルミニウム合金材中に含まれる前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の数が前記特定の範囲よりも少ない場合には、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物による析出強化の効果が不十分となり、アルミニウム合金材の強度の低下を招くおそれがある。
【0041】
（アルミニウム合金材の製造方法）
前記アルミニウム合金材を作製するに当たっては、例えば、前記７０００系アルミニウム合金からなる鋳塊を準備し、次いで前記鋳塊に均質化処理を行えばよい。
前記アルミニウム合金材を作製するに当たっては、例えば、前記７０００系アルミニウム合金からなる鋳塊を準備し、次いで前記鋳塊に均質化処理を行えばよい。
【0042】
鋳塊の作製方法は、特に限定されることはなく、例えば連続鋳造や半連続鋳造などの種々の方法を採用することができる。
【0043】
前述した種々の方法により鋳塊を準備した後、鋳塊を加熱して均質化処理を行う。均質化処理における保持温度は、２５０℃以上４５０℃以下であることが好ましい。均質化処理における保持温度を前記特定の範囲とすることにより、最終的に、前記アルミニウム合金材中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を微細に形成することができる。その結果、高い強度を有するアルミニウム合金を容易に得ることができる。
【0044】
均質化処理における保持時間は特に限定されることはないが、鋳塊の均質化を十分に行う観点からは、２時間以上２４時間以下であることが好ましく、５時間以上２４時間以下であることがより好ましい。
【0045】
均質化処理が完了した鋳塊は、そのままアルミニウム合金材として使用してもよいし、形状及び機械的特性を備えたアルミニウム合金材とするため、必要に応じて展伸加工や熱処理を施すこともできる。展伸加工としては、例えば、熱間圧延や熱間押出、冷間圧延、抽伸などが挙げられる。また、熱処理としては、焼鈍や溶体化処理、人工時効処理などが挙げられる。これらの展伸加工及び熱処理は、所望するアルミニウム合金材の態様に応じて単独で、または適宜組み合わせて実施することができる。
【実施例0046】
前記アルミニウム合金材の実施例を以下に説明する。なお、本発明に係るアルミニウム合金材の具体的な態様は以下に示す実施例の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。
【0047】
（実施例１）
本例では、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金からなるアルミニウム合金材の例を説明する。本例のアルミニウム合金材は、Ｚｎ：９．０質量％以上１１．０質量％以下、Ｍｇ：２．０質量％以上３．０質量％以下、Ｃｕ：１．２質量％以上１．８質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する７０００系アルミニウム合金から構成されている。また、本例のアルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が存在しており、かつ、前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している。
本例では、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金からなるアルミニウム合金材の例を説明する。本例のアルミニウム合金材は、Ｚｎ：９．０質量％以上１１．０質量％以下、Ｍｇ：２．０質量％以上３．０質量％以下、Ｃｕ：１．２質量％以上１．８質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する７０００系アルミニウム合金から構成されている。また、本例のアルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＳｃ及びＺｒを含むＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が存在しており、かつ、前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物のうち、長径が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である前記Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数が３．０×１０２１個／ｍ３以上である金属組織を有している。
【0048】
本例のアルミニウム合金材は、例えば、以下の方法により作製することができる。まず、ＤＣ鋳造により、表１の合金記号Ａ１に示す化学成分を備えた直径９０ｍｍのビレットを作製する。なお、表１における「Ｂａｌ．」は残部であることを表す記号であり、「－」は当該元素が含まれていないことを示す記号である。
【0049】
次に、ビレットを４００℃の温度に１０時間保持して均質化処理を行う。均質化処理における、４００℃に到達するまでの昇温速度は５０℃／時間とする。また、均質化処理が完了した後のビレットは、空冷により室温まで冷却される。
【0050】
均質化処理を行った後、熱間押出を行う。熱間押出における押出開始時のビレットの温度は４００℃とし、押出比、つまり、押出後の押出材の断面積に対する押出前のビレットの断面積の比率は約９９とする。
【0051】
次に、押出材に溶体化処理を行う。溶体化処理においては、押出材を４７０℃の塩浴炉中で１時間保持し、次いで水焼入れを行う。その後、押出材を１２０℃の温度に２４時間保持して人工時効処理を行う。人工時効処理における、１２０℃に到達するまでの昇温速度は５０℃／時間とする。また、人工時効処理が完了した後のビレットは、空冷により室温まで冷却される。以上により、本例のアルミニウム合金材を得ることができる。
【0052】
図１に、本例のアルミニウム合金材の金属組織の一例を示す。図１は、本例のアルミニウム合金材から採取した縦５００ｎｍ、横５００ｎｍ、厚み２ｎｍの薄片を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察することにより得られた暗視野像である。図１に示すように、本例のアルミニウム合金材１は、Ａｌ母相２中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３が分散した金属組織を有している。なお、図１におけるＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３は、比較的明るいコントラストを有する環状の領域４によって取り囲まれた黒い部分である。図１における環状の領域４は、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物３によってひずみが生じたＡｌ母相と考えられる。
【0053】
アルミニウム合金材中に存在する、長径２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数Ｎ（単位：個／ｍ３）は、ＴＥＭ像の視野内に存在する長径２ｎｍ以上２０ｎｍ以下のＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の数ｎ（単位：個）及び視野面積（単位：ｍ２）を用い、下記式（１）により算出される値である。本例のアルミニウム合金材中に存在するＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物の単位体積当たりの数Ｎは、表２に示した値となる。
Ｎ＝（Ｓ／ｎ）－３／２ ・・・（１）
Ｎ＝（Ｓ／ｎ）－３／２ ・・・（１）
【0054】
また、本例のアルミニウム合金材の機械的特性は、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に準拠した方法による引張試験の結果に基づいて評価することができる。表２に、本例のアルミニウム合金材の０．２％耐力、引張強さ及び伸びの値を示す。
【0055】
表２に、本例のアルミニウム合金材の０．２％耐力、引張強さ及び伸びの値を示す。
【0056】
（比較例１）
比較例１は、Ｓｃを含まないＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金からなるアルミニウム合金材の例である。本例のアルミニウム合金材は、表１の合金記号Ａ２に示す化学成分を有している。本例のアルミニウム合金材の化学成分にはＳｃが含まれていないため、アルミニウム合金材中にはＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が形成されていない。比較例１のアルミニウム合金材の作製方法は、化学成分が異なる以外は実施例１のアルミニウム合金材の作製方法と同様である。
比較例１は、Ｓｃを含まないＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金からなるアルミニウム合金材の例である。本例のアルミニウム合金材は、表１の合金記号Ａ２に示す化学成分を有している。本例のアルミニウム合金材の化学成分にはＳｃが含まれていないため、アルミニウム合金材中にはＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が形成されていない。比較例１のアルミニウム合金材の作製方法は、化学成分が異なる以外は実施例１のアルミニウム合金材の作製方法と同様である。
【0057】
表２に、本例のアルミニウム合金材の０．２％耐力、引張強さ及び伸びの値を示す。
【0058】
（実施例２）
本例では、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金からなるアルミニウム合金材の例を説明する。本例のアルミニウム合金材は、Ｚｎ：４．０質量％以上６．０質量％以下、Ｍｇ：１．０質量％以上２．０質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有している７０００系アルミニウム合金から構成されている。
本例では、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金からなるアルミニウム合金材の例を説明する。本例のアルミニウム合金材は、Ｚｎ：４．０質量％以上６．０質量％以下、Ｍｇ：１．０質量％以上２．０質量％以下、Ｓｃ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下及びＺｒ：０．０５質量％以上０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有している７０００系アルミニウム合金から構成されている。
【0059】
より具体的には、本例のアルミニウム合金材は、表１の合金記号Ａ３に示す化学成分を有している。本例のアルミニウム合金材は、例えば、以下の方法により作製することができる。まず、ＤＣ鋳造により、表１の合金記号Ａ３に示す化学成分を備えた直径９０ｍｍのビレットを作製する。
【0060】
次に、ビレットを４００℃の温度に８時間保持して均質化処理を行う。均質化処理における、４００℃に到達するまでの昇温速度は５０℃／時間とする。また、均質化処理が完了した後のビレットは、空冷により室温まで冷却される。
【0061】
均質化処理を行った後、熱間押出を行う。熱間押出における押出開始時のビレットの温度は４５０℃とし、押出比は約９９とする。
【0062】
次に、押出材を１２０℃の温度に２４時間保持して人工時効処理を行う。人工時効処理における、１２０℃に到達するまでの昇温速度は５０℃／時間とする。また、人工時効処理が完了した後のビレットは、空冷により室温まで冷却される。以上により、本例のアルミニウム合金材を得ることができる。
【0063】
表２に、本例のアルミニウム合金材の０．２％耐力、引張強さ及び伸びの値を示す。
【0064】
（比較例２）
比較例２は、Ｓｃを含まないＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金からなるアルミニウム合金材の例である。本例のアルミニウム合金材は、表１の合金記号Ａ４に示す化学成分を有している。本例のアルミニウム合金材の化学成分にはＳｃが含まれていないため、アルミニウム合金材中にはＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が形成されていない。本例のアルミニウム合金材の作製方法は、化学成分が異なる以外は実施例２のアルミニウム合金材の作製方法と同様である。
比較例２は、Ｓｃを含まないＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金からなるアルミニウム合金材の例である。本例のアルミニウム合金材は、表１の合金記号Ａ４に示す化学成分を有している。本例のアルミニウム合金材の化学成分にはＳｃが含まれていないため、アルミニウム合金材中にはＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が形成されていない。本例のアルミニウム合金材の作製方法は、化学成分が異なる以外は実施例２のアルミニウム合金材の作製方法と同様である。
【0065】
表２に、本例のアルミニウム合金材の０．２％耐力、引張強さ及び伸びの値を示す。
【0066】
【表1】
【0067】
【表2】
【0068】
前述したように、実施例１のアルミニウム合金材は、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が微細に分散した金属組織を有している。これに対し、比較例１のアルミニウム合金材は、Ｓｃが含まれていないため、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が形成されていない。表２において、Ｓｃの有無以外は同様の化学成分を有する実施例１と比較例１とを比べると、実施例１のアルミニウム合金材は、Ｓｃが含まれていない比較例１のアルミニウム合金材に比べて０．２％耐力及び引張強さが上昇している。これらの結果から、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金からなるアルミニウム合金材においては、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を微細に析出させることにより強度の向上が可能であることが理解できる。
【0069】
また、Ｓｃの有無以外は同様の化学成分を有する実施例２と比較例２とを比べると、Ｚｒ及びＳｃを含むＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金からなる実施例２のアルミニウム合金材は、Ｓｃが含まれていない比較例２のアルミニウム合金材に比べて０．２％耐力及び引張強さが上昇している。これらの結果から、実施例２においても、Ａｌ母相中にＡｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物が微細に析出していると推測することができる。そして、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金からなるアルミニウム合金材においても、Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物を微細に析出させることにより強度の向上が可能であることが理解できる。
【0070】
以上のように、７０００系合金に前記特定の量のＳｃ及びＺｒを添加するとともに、金属組織を前記特定の態様とすることにより、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系合金及びＡｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金のいずれにおいても強度を高めることができる。
【符号の説明】
【0071】
１ アルミニウム合金材
２ Ａｌ母相
３ Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物
２ Ａｌ母相
３ Ａｌ－Ｓｃ－Ｚｒ系析出物
【図1】
