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特開2023-61246アルミニウム合金圧延板及びその製造方法
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(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】P2023061246
(43)【公開日】2023-05-01
(54)【発明の名称】アルミニウム合金圧延板及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C22C 21/02 20060101AFI20230424BHJP
   C22F 1/043 20060101ALI20230424BHJP
   C22F 1/00 20060101ALN20230424BHJP
【FI】
C22C21/02
C22F1/043
C22F1/00 602
C22F1/00 623
C22F1/00 630A
C22F1/00 630K
C22F1/00 631A
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 685Z
C22F1/00 692A
C22F1/00 692B
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 694A
C22F1/00 694B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021171122
(22)【出願日】2021-10-19
(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】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山▲崎▼ 裕貴
(72)【発明者】
【氏名】竹田 博貴
(57)【要約】
【課題】鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を低減した場合や、アルミニウム新地金を鋳造原料として使用しない場合においても高い強度及び優れた成形性を有するアルミニウム合金圧延板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金圧延板は、Si:0.80質量%以上2.5質量%以下、Mn:0.40質量%以上1.2質量%以下、Mg:0.25質量%以上0.65質量%以下及びFe:0.050質量%以上0.45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。アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における均一伸びが19.5%以上であり、ランクフォード値の異方性Δrの値が-0.50以上0以下である。アルミニウム合金圧延板は、2%の予歪みを導入し、次いで保持温度170℃、保持時間20分の条件で時効処理を施した後の0.2%耐力が175MPa以上となる特性を有している。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Si:0.80質量%以上2.5質量%以下、Mn:0.40質量%以上1.2質量%以下、Mg:0.25質量%以上0.65質量%以下及びFe:0.050質量%以上0.45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、
圧延直角方向における均一伸びの値が19.5%以上であり、
2%の予歪みを導入し、次いで保持温度170℃、保持時間20分の条件で時効処理を施した後の圧延直角方向における0.2%耐力が175MPa以上であり、
下記式(1)で表されるランクフォード値の異方性Δrの値が-0.50以上0以下である、アルミニウム合金圧延板。
Δr=(r0-2×r45+r90)/2 ・・・(1)
(ただし、前記式(1)におけるr0は圧延方向のランクフォード値を表し、r45は圧延方向に対して45°方向のランクフォード値を表し、r90は圧延直角方向のランクフォード値を表す。)
【請求項2】
前記アルミニウム合金圧延板は、さらに、Cu:0.0010質量%以上1.0質量%以下、Cr:0.0010質量%以上0.10質量%以下、Zn:0.0010質量%以上1.0質量%以下及びTi:0.0050質量%以上0.20質量%以下からなる群より選択される1種または2種以上の元素を含有している、請求項1に記載のアルミニウム合金圧延板。
【請求項3】
前記アルミニウム合金圧延板中のCuの含有量が0.40質量%未満である、請求項1または2に記載のアルミニウム合金圧延板。
【請求項4】
前記アルミニウム合金圧延板は、Ti:0.0050質量%以上0.20質量%以下及びB:0質量ppmを超え500質量ppm以下を含有している、請求項1~3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金圧延板。
【請求項5】
前記アルミニウム合金圧延板は、さらに、Zr:0質量%を超え0.10質量%未満及びBi:0質量%を超え0.20質量%未満からなる群より選択される1種または2種の元素を含有している、請求項1~4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金圧延板。
【請求項6】
前記アルミニウム合金圧延板の圧延方向に対して45°方向のランクフォード値r45が0.45以上であり、かつ、下記式(2)で表されるランクフォード値の平均値raveが0.65以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金圧延板。
ave=(r0+2×r45+r90)/4 ・・・(2)
【請求項7】
前記アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における引張強さTSが230MPa以上であり、かつ、前記引張強さTSと、0.2%耐力YSとの差TS-YSが110MPa以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載のアルミニウム合金圧延板。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載のアルミニウム合金圧延板の製造方法であって、
前記化学成分を有する鋳塊を作製し、
その後、前記鋳塊に熱間圧延を行うことにより熱延板を作製し、
前記熱間圧延の後、中間焼鈍を行うことなく前記熱延板に1パス以上の冷間圧延を行ってアルミニウム合金圧延板を作製し、
前記冷間圧延の後、前記アルミニウム合金圧延板を加熱し、次いで前記アルミニウム合金圧延板に焼入れを行うことにより、前記アルミニウム合金圧延板に溶体化処理を施す、アルミニウム合金圧延板の製造方法。
【請求項9】
前記鋳塊を作製する際に、鋳造原料の少なくとも一部にアルミニウム廃材を使用する、請求項8に記載のアルミニウム合金圧延板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウム合金圧延板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
Al-Mg-Si(アルミニウム-マグネシウム-シリコン)合金は、その比重が冷延鋼板の1/3程度であるにもかかわらず、冷延鋼板と同等の強度を有している。また、Al-Mg-Si合金は、ベークハード性、つまり、塗装焼付け等の際に加熱することにより、加熱前に比べて強度が向上する特性を有している。これらの特性を活かし、軽量化が強く望まれている自動車用ボディシートやボディパネル等の分野において、冷延鋼板からMgを含むアルミニウム合金板への置き換えが進展しつつある。
【0003】
例えば特許文献1には、Si:0.60~1.8%(質量%、以下同じ)、Mg:0.20~1.0%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、算術平均粗さRaが0.30μm以下であり、圧延方向のr値(ランクフォード値)をr0、圧延直角方向のr値をr90、圧延方向に対して45°方向のr値をr45としたときに、r値の平均値rave(但し、rave=(r0+r90+r45×2)/4)が0.70以上であり、r値の異方性Δrの絶対値(但し、Δr=(r0+r90-r45×2)/2)が0.10未満であり、圧延方向の引張強さをσ0、圧延直角方向の引張強さをσ90、圧延方向に対して45°方向の引張強さをσ45としたときに、引張強さの平均値σave(但し、σave=(σ0+σ90+σ45×2)/4)が230MPa以上であり、圧延方向の伸びをδ0、圧延直角方向の伸びをδ90、圧延方向に対して45°方向の伸びをδ45としたときに、伸びの平均値δave(但し、δave=(δ0+δ90+δ45×2)/4)が25%以上である、アルミニウム合金板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2017-48452号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、環境負荷の低減の観点から、アルミニウム合金板を作製する際の鋳造原料として、廃棄された自動車用アルミニウム製品や自動車用アルミニウム製品の屑等のアルミニウム廃材を使用することが望まれている。しかし、アルミニウム廃材の化学成分は一様ではなく、アルミニウム廃材中に含まれる元素の種類や各元素の含有量は、アルミニウム廃材の用途等に応じて異なっている。また、アルミニウム廃材には、場合によってはアルミニウム以外の金属を主成分とする部品等が付随していることもある。そのため、鋳造原料の少なくとも一部にアルミニウム廃材を使用する場合には、最終的に得られるアルミニウム合金板における、アルミニウム以外の元素の含有量が多くなりやすい。このような化学成分を有するアルミニウム合金板は、成形性が低くなりやすいという問題がある。
【0006】
特に、自動車用ボディシートやボディパネル等の用途には、強度、成形性及び耐食性等の種々の特性に優れていることが求められる。そのため、このような用途に用いられるアルミニウム合金板を作製するにあたっては、アルミニウムの純度が99.9%以上であるアルミニウム新地金を鋳造原料として用いているのが実情である。
【0007】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を低減した場合や、アルミニウム新地金を鋳造原料として使用しない場合においても高い強度及び優れた成形性を有するアルミニウム合金圧延板及びその製造方法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】
【0008】
本発明の一態様は、Si(シリコン):0.80質量%以上2.5質量%以下、Mn(マンガン):0.40質量%以上1.2質量%以下、Mg(マグネシウム):0.25質量%以上0.65質量%以下及びFe(鉄):0.050質量%以上0.45質量%以下を含有し、残部がAl(アルミニウム)及び不可避的不純物からなり、
圧延直角方向における均一伸び90が19.5%以上であり、
2%の予歪みを導入し、次いで保持温度170℃、保持時間20分の条件で時効処理を施した後の0.2%耐力が175MPa以上となる特性を有し、
下記式(1)で表されるランクフォード値の異方性Δrの値が-0.50以上0以下である、アルミニウム合金圧延板にある。
Δr=(r0-2×r45+r90)/2 ・・・(1)
【0009】
ただし、前記式(1)におけるr0は圧延方向のランクフォード値を表し、r45は圧延方向に対して45°方向のランクフォード値を表し、r90は圧延直角方向のランクフォード値を表す。
【0010】
本発明の他の態様は、前記の態様のアルミニウム合金圧延板の製造方法であって、
前記化学成分を有する鋳塊を作製し、
その後、前記鋳塊に熱間圧延を行うことにより熱延板を作製し、
前記熱間圧延の後、中間焼鈍を行うことなく前記熱延板に1パス以上の冷間圧延を行ってアルミニウム合金圧延板を作製し、
前記冷間圧延の後、前記アルミニウム合金圧延板を加熱し、次いで前記アルミニウム合金圧延板に焼入れを行うことにより、前記アルミニウム合金圧延板に溶体化処理を施す、アルミニウム合金圧延板の製造方法にある。
【発明の効果】
【0011】
前記アルミニウム合金圧延板は、前記特定の化学成分を備えた上で、さらに、圧延直角方向における均一伸び前記特定の処理を施した後の0.2%耐力及びランクフォード値(以下、「r値」という。)の異方性Δrがそれぞれ前記特定の範囲となる機械的特性を有している。かかるアルミニウム合金圧延板は、鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を低減した場合や、アルミニウム新地金を鋳造原料として使用しない場合においても高い強度及び優れた成形性を有している。
【0012】
また、前記アルミニウム合金圧延板の製造方法においては、前記特定の化学成分を有する鋳塊に熱間圧延を施した後、熱間圧延後の熱延板に中間焼鈍を施すことなく冷間圧延を行う。これにより、熱延板中のアルミニウム合金以外の元素の含有量が比較的多い場合であっても、これらの元素が成形性に及ぼす影響を軽減することができる。その結果、前記製造方法によれば、鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を低減した場合や、アルミニウム新地金を鋳造原料として使用しない場合においても高い強度及び優れた成形性を有するアルミニウム合金圧延板を容易に作製することができる。
【0013】
以上のように、前記の態様によれば、鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を低減した場合や、アルミニウム新地金を鋳造原料として使用しない場合においても高い強度及び優れた成形性を有するアルミニウム合金圧延板及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(アルミニウム合金圧延板)
前記アルミニウム合金圧延板の化学成分及び特性について説明する。
【0015】
[化学成分]
前記アルミニウム合金圧延板には、必須成分として、Si、Mn、Mg及びFeが含まれている。
【0016】
・Si:0.80質量%以上2.5質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板中のSiの含有量は0.80質量%以上2.5質量%以下である。前記アルミニウム合金圧延板中におけるSiの一部はAlマトリクスに固溶している。Alマトリクス中に固溶しているSiは、加工硬化による強度の上昇量を高める作用を有するとともに、アルミニウム合金圧延板の均一伸びを向上させる作用を有している。
【0017】
また、Alマトリクス中に固溶していないSiは、Alマトリクス中に分散した第二相粒子として存在している。Siを含む第二相粒子は、例えば、Siの単体やMg2Si、Al-(Fe、Mn)-Si系金属間化合物、Al-Mn-Si系金属間化合物、Al-Fe-Si系金属間化合物などから構成されている。これらの第二相粒子は、前記アルミニウム合金圧延板の製造過程において、溶体化処理時に再結晶核の生成サイトとなり、溶体化処理後のアルミニウム合金圧延板におけるCube方位の発達を抑制する作用を有している。
【0018】
前記アルミニウム合金圧延板中のSiの含有量を0.80質量%以上、好ましくは0.90質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上とすることにより、アルミニウム合金圧延板の均一伸びを高めるとともにr値の異方性Δrを前記特定の範囲とし、アルミニウム合金圧延板の成形性を向上させることができる。さらに、アルミニウム合金圧延板中のSiの含有量を0.80質量%以上とすることにより、アルミニウム合金圧延板の強度を向上させることができる。また、鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を容易に低減することができる。
【0019】
一方、前記アルミニウム合金圧延板中のSiの含有量が過度に多くなると、アルミニウム合金圧延板中に形成される第二相粒子の量が過度に多くなり、アルミニウム合金圧延板の成形性の悪化を招くおそれがある。アルミニウム合金圧延板中のSiの含有量を2.5質量%以下、好ましくは2.3質量%以下、より好ましくは2.1質量%以下とすることにより、アルミニウム合金圧延板の成形性の悪化を容易に回避することができる。
【0020】
・Mn:0.40質量%以上1.2質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量は0.40質量%以上1.2質量%以下である。前記アルミニウム合金圧延板中におけるMnの一部はAlマトリクスに固溶している。Alマトリクス中に固溶しているMnは、加工硬化による強度の上昇量を高める作用を有するとともに、アルミニウム合金圧延板の均一伸びを向上させる作用を有している。
【0021】
また、Alマトリクス中に固溶していないMnは、Alマトリクス中に分散した第二相粒子として存在している。Mnを含む第二相粒子は、例えば、Al-(Fe、Mn)-Si系金属間化合物やAl-Mn-Si系金属間化合物などから構成されている。前述したように、これらの第二相粒子は、前記アルミニウム合金圧延板の製造過程において、溶体化処理時に再結晶核の生成サイトとなり、溶体化処理後のアルミニウム合金圧延板におけるCube方位の発達を抑制する作用を有している。
【0022】
前記アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量を0.40質量%以上とすることにより、アルミニウム合金圧延板の均一伸びを高めるとともにr値の異方性Δrを前記特定の範囲とし、アルミニウム合金圧延板の成形性を向上させることができる。さらに、アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量を0.40質量%以上とすることにより、アルミニウム合金圧延板の強度を向上させることができる。また、アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量を0.40質量%以上とすることにより、鋳造原料中のアルミニウム新地金の比率を容易に低減することができる。これらの作用効果をより高める観点からは、前記アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量は、0.45質量%以上であることが好ましく、0.50質量%以上であることがより好ましく、0.55質量%以上であることがさらに好ましく、0.65質量%を超えることが特に好ましく、0.70質量%以上であることが最も好ましい。
【0023】
一方、前記アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量が過度に多くなると、アルミニウム合金圧延板中に形成される第二相粒子の量が過度に多くなり、アルミニウム合金圧延板の成形性の悪化を招くおそれがある。アルミニウム合金圧延板中のMnの含有量を1.2質量%以下、好ましくは1.1質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下とすることにより、アルミニウム合金圧延板の成形性の悪化を容易に回避することができる。
【0024】
・Fe:0.050質量%以上0.45質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板中のFeの含有量は0.050質量%以上0.45質量%以下である。アルミニウム合金圧延板中のFeは、主に、Al-Fe-Si系金属間化合物やAl-(Fe、Mn)-Si系金属間化合物などの第二相粒子として存在している。前述したように、これらの第二相粒子は、前記アルミニウム合金圧延板の製造過程において、溶体化処理時に再結晶核の生成サイトとなり、溶体化処理後のアルミニウム合金圧延板におけるCube方位の発達を抑制する作用を有している。
【0025】
前記アルミニウム合金圧延板中のFeの含有量を0.050質量%以上、好ましくは0.10質量%以上とすることにより、r値の異方性Δrを前記特定の範囲とし、アルミニウム合金圧延板の成形性を向上させることができる。
【0026】
一方、アルミニウム合金圧延板中のFeの含有量が過度に多くなると、Al-Fe-Si系金属間化合物やAl-(Fe、Mn)-Si系金属間化合物等の形成によってSiやMnが消費され、アルミニウム合金圧延板中に固溶したSi及びMnの量が少なくなりやすい。そして、アルミニウム合金圧延板中に固溶したSi及びMnの量が少なくなると、アルミニウム合金圧延板の強度や均一伸びの低下を招くおそれがある。アルミニウム合金圧延板中のFeの含有量を0.45質量%以下、好ましくは0.40質量%以下とすることにより、かかる問題を容易に回避することができる。
【0027】
・Mg:0.25質量%以上0.65質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板中のMgの含有量は0.25質量%以上0.65質量%以下である。前記アルミニウム合金圧延板中において、Mgは主にMg2Siなどの第二相粒子として存在しており、析出強化によりアルミニウム合金圧延板の強度を向上させる作用を有している。
【0028】
前記アルミニウム合金圧延板中のMgの含有量を0.25質量%以上、好ましくは0.30質量%以上とすることにより、前記アルミニウム合金圧延板の強度を向上させることができる。Mgの含有量が0.25質量%未満の場合には、前記アルミニウム合金圧延板の製造過程において形成されるGPゾーンの量が少なくなり、析出強化による強度向上の効果が低くなりやすい。そのため、この場合には、アルミニウム合金圧延板の強度の低下を招くおそれがある。
【0029】
一方、Mgの含有量が過度に多くなると、アルミニウム合金圧延板中に粗大なMg-Si系の金属間化合物が形成されやすくなり、強度の低下、伸びの低下及び成形性の悪化を招くおそれがある。アルミニウム合金圧延板中のMgの含有量を0.65質量%以下、好ましくは0.60質量%以下、より好ましくは0.55質量%以下とすることにより、これらの問題を容易に回避することができる。
【0030】
前記アルミニウム合金圧延板中には、必須成分としてのSi、Mn、Fe及びMgに加えて、さらに、任意成分として、Cu(銅)、Cr(クロム)、Zn(亜鉛)、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Bi(ビスマス)及びB(ホウ素)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てもよい。
【0031】
例えば、前記アルミニウム合金圧延板は、Si:0.80質量%以上2.5質量%以下、Mn:0.40質量%以上1.2質量%以下、Mg:0.25質量%以上0.65質量%以下及びFe:0.050質量%以上0.45質量%以下を含有し、さらに、Cu:0.0010質量%以上1.0質量%以下、Cr:0.0010質量%以上0.10質量%以下、Zn:0.0010質量%以上1.0質量%以下及びTi:0.0050質量%以上0.20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てもよい。
【0032】
また、前記アルミニウム合金圧延板は、Si:0.80質量%以上2.5質量%以下、Mn:0.40質量%以上1.2質量%以下、Mg:0.25質量%以上0.65質量%以下及びFe:0.050質量%以上0.45質量%以下を含有し、さらに、Cu:0.0010質量%以上1.0質量%以下、Cr:0.0010質量%以上0.10質量%以下、Zn:0.0010質量%以上1.0質量%以下、Ti:0.0050質量%以上0.20質量%以下、Zr:0質量%を超え0.10質量%未満及びBi:0質量%を超え0.20質量%未満からなる群より選択される1種または2種以上の元素を含有し、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てもよい。
【0033】
・Cu:0.0010質量%以上1.0質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板は、任意成分として、0.0010質量%以上1.0質量%以下のCuを含有していてもよい。前記アルミニウム合金圧延板中において、Cuの一部はAlマトリクスに固溶している。また、Alマトリクス中に固溶していないCuは、Al-Cu系などのCuを含む第二相粒子として存在している。Alマトリクス中に固溶しているCuは、加工硬化による強度の上昇量を高める作用を有している。前記アルミニウム合金圧延板中のCuの含有量を好ましくは0.0010質量%以上、より好ましくは0.010質量%以上、さらに好ましくは0.050質量%以上とすることにより、前記アルミニウム合金圧延板の加工硬化による強度の上昇量を高めることができる。
【0034】
一方、Cuの含有量が過度に多くなると、前記アルミニウム合金圧延板中に形成されるCuを含む第二相粒子の数が多くなりやすい。Cuを含む第二相粒子はAlマトリクスとの自然電位差により腐食の起点となりやすいため、Cuの含有量が過度に多くなると、アルミニウム合金圧延板の耐食性の悪化を招くおそれがある。前記アルミニウム合金圧延板中のCuの含有量を好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.40質量%以下、さらに好ましくは0.19質量%以下、特に好ましくは0.14質量%以下とすることにより、アルミニウム合金圧延板の耐食性の悪化を容易に回避することができる。
【0035】
Cr:0.0010質量%以上0.10質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板は、任意成分として、0.0010質量%以上0.10質量%以下のCrを含有していてもよい。Crは、アルミニウム合金圧延板の強度の向上や結晶粒の微細化、表面処理性の向上などの作用を有している。一方、Crの含有量が過度に多くなると、アルミニウム合金圧延板中にCrを含む金属間化合物からなる粗大な第二相粒子が形成されやすい。このような粗大な第二相粒子は、成形性の悪化を招くおそれがあるため好ましくない。前記アルミニウム合金圧延板中のCrの含有量を前記特定の範囲とすることにより、粗大な第二相粒子の形成を回避しつつ前述した効果を得ることができる。
【0036】
・Zn:0.0010質量%以上1.0質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板は、任意成分として、0.0010質量%以上1.0質量%以下のZnを含有していてもよい。Znは、アルミニウム合金圧延板の強度の向上や結晶粒の微細化、表面処理性の向上などの作用を有している。一方、Znの含有量が過度に多くなると、アルミニウム合金圧延板の耐食性の悪化を招くおそれがある。前記アルミニウム合金圧延板中のZnの含有量を前記特定の範囲とすることにより、耐食性の悪化を回避しつつ前述した効果を得ることができる。
【0037】
・Ti:0.0050質量%以上0.20質量%以下
前記アルミニウム合金圧延板は、任意成分として、0.0050質量%以上0.20質量%以下のTiを含有していてもよい。Tiは、鋳塊組織を微細化し、鋳造時における鋳塊の割れを抑制するとともに、熱間圧延時の圧延性を向上させる作用を有している。一方、Tiの含有量が過度に多くなると、鋳塊中にTiを含む金属間化合物からなる粗大な晶出物が形成されやすくなる。このような粗大な晶出物は、圧延性や成形性の悪化を招くおそれがあるため好ましくない。
【0038】
前記アルミニウム合金圧延板中のTiの含有量を前記特定の範囲とすることにより、圧延性及び成形性の悪化を回避しつつ前述した効果を得ることができる。粗大な晶出物の形成をより確実に回避する観点からは、Tiの含有量は0.15質量%以下であることがより好ましい。
【0039】
・B:0質量ppmを超え500質量ppm以下
前記アルミニウム合金圧延板中にTiが含まれている場合、アルミニウム合金圧延板は、更に0質量ppmを超え500質量ppm以下のBを含んでいることが好ましい。この場合、鋳塊組織を微細化する効果をより高めるとともに、鋳造過程における、柱状晶のような異常な結晶粒の形成を抑制することができる。
【0040】
・その他の元素
前記アルミニウム圧延板中には、さらに、Zr:0質量%を超え0.10質量%未満及びBi:0質量%を超え0.20質量%未満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てもよい。前記アルミニウム圧延板中のBiの含有量は、0.060質量%以下であることが好ましい。この場合には、アルミニウム合金圧延板の耐食性をより向上させることができる。
【0041】
[特性]
・均一伸び
前記アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における均一伸びは19.5%以上である。ここで、均一伸びとは、アルミニウム合金圧延板の引張試験を行った場合に、アルミニウム合金圧延板が一様に変形する永久伸びの最大値をいう。均一伸びの値は、より具体的には、JIS Z2241:2011に規定された方法により引張試験を行った際の、最大試験力時に対応する公称ひずみの値である。
【0042】
均一伸びの値が19.5%以上であるアルミニウム合金圧延板は、変形量を大きくしてもアルミニウム合金圧延板が一様に変形しやすい。そのため、このようなアルミニウム合金圧延板は優れた成形性を有しており、例えば張出成形や深絞り成形などの成形加工を行う場合に容易に所望の形状に成形することができる。アルミニウム合金圧延板の成形性をより高める観点からは、均一伸びの値は20.0%以上であることが好ましい。
【0043】
アルミニウム合金圧延板の均一伸びの値が19.5%未満の場合には、変形量が大きくなった際にネッキングなどの塑性不安定性現象が生じ、アルミニウム合金圧延板の変形が不均一となりやすい。そのため、この場合には、アルミニウム合金圧延板の成形性が悪化し、成形不良が発生しやすくなり、成形加工後の外観の悪化を招くおそれがある。
【0044】
・r値
前記アルミニウム合金圧延板のr値の異方性Δrの値は-0.50以上0以下である。ここで、r値の異方性Δrは、圧延方向のr値r0、圧延方向に対して45°方向のr値r45及び圧延直角方向のr値r90を用い、下記式(1)により表される。
Δr=(r0-2×r45+r90)/2 ・・・(1)
【0045】
また、圧延方向のr値r0、圧延方向に対して45°方向のr値r45及び圧延直角方向のr値r90の値は、各方向を長手方向とする引張試験片を引張変形させ、例えば15%の歪みを付与した場合における、引張試験片の幅方向の対数歪みを厚み方向の対数歪みで除した値である。
【0046】
アルミニウム合金における主な結晶方位はCube方位と呼ばれる方位であり、Cube方位が発達すると、圧延方向に対して45°方向のr値r45の値が圧延方向のr値r0及び圧延直角方向のr値r90の値よりも低くなる傾向がある。従来のAl-Mg-Si系合金においては、Cube方位が発達しやすく、圧延方向に対して45°方向のr値r45の値が低くなりやすい。それ故、従来のAl-Mg-Si系合金におけるr値の異方性Δrの値は、通常は正の値となっている。
【0047】
これに対し、前記アルミニウム合金圧延板においては、前記特定の範囲の化学成分を有する鋳塊に、前述した態様により熱間圧延、冷間圧延及び溶体化処理を行うことにより、Cube方位の発達を抑制し、圧延方向に対して45°方向のr値r45の値を高くすることができる。そして、圧延方向に対して45°方向のr値r45の値が高くなる結果、r値の異方性Δrの値を前記特定の範囲とすることができる。
【0048】
r値の異方性Δrの値が前記特定の範囲内であるアルミニウム合金圧延板は、成形性に優れており、例えば角筒絞り成形等の成形加工を行う場合にも容易に所望の形状に成形することができる。かかる作用効果をより高める観点からは、アルミニウム合金圧延板の成形性をより高める観点からは、r値の異方性Δrの値は-0.50以上-0.01以下であることが好ましく、-0.45以上-0.05以下であることがより好ましく、-0.40以上-0.08以下であることがさらに好ましい。
【0049】
アルミニウム合金圧延板のr値の異方性Δrの値が前記特定の範囲から外れる場合には、アルミニウム合金圧延板の成形性の悪化を招き、成形不良が発生しやすくなり、成形加工後の外観の悪化を招くおそれがある。
【0050】
アルミニウム合金圧延板の成形性をより高める観点からは、圧延方向に対して45°方向のr値r45は0.45以上であることが好ましく、0.55以上であることがより好ましく、0.65以上であることがさらに好ましく、0.75以上であることが特に好ましい。
【0051】
同様の観点から、下記式(2)で表されるr値の平均値は0.65以上であることが好ましく、0.70以上であることがより好ましい。
ave=(r0+2×r45+r90)/4 ・・・(2)
【0052】
・引張強さ、0.2%耐力及び破断伸び
前記アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における引張強さTSは190MPa以上であることが好ましく、230MPa以上であることがより好ましい。この場合には、アルミニウム合金圧延板を用いて作製されるアルミニウム製品の強度をより向上させることができる。
【0053】
また、前記アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における0.2%耐力YSは100MPa以上であることが好ましい。この場合には、アルミニウム合金圧延板を用いて作製されるアルミニウム製品の剛性をより向上させることができる。
【0054】
一方、アルミニウム合金圧延板の成形性をより向上させる観点からは、前記アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における0.2%耐力YSは160MPa以下であることが好ましい。
【0055】
また、前記引張強さTSと0.2%耐力YSとの差TS-YSは110MPa以上であることが好ましく、125MPa以上であることがより好ましい。この場合には、アルミニウム合金圧延板の成形性をより向上させ、例えば深絞り加工等の成形加工を行う場合にもより容易に所望の形状に成形することができる。
【0056】
また、前記アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における破断伸びは22%以上であることが好ましく、23%以上であることがより好ましい。この場合には、アルミニウム合金圧延板の成形性をより向上させることができる。
【0057】
なお、破断伸びとは、アルミニウム合金圧延板の引張試験を行った場合に、アルミニウム合金圧延板が破断した後の永久伸びの値をいう。破断伸びの値は、より具体的には、JIS Z2241:2011に規定された方法により引張試験を行った際の、試験片が破断した時点における公称ひずみの値である。
【0058】
・予歪みの付与及び時効処理後の0.2%耐力
前記アルミニウム合金圧延板は、2%の予歪みを導入し、次いで保持温度170℃、保持時間20分の条件で時効処理を施した後の圧延直角方向における0.2%耐力(以下、「BHYS」という。)が175MPa以上となる特性を有している。BHYSの値は、前記アルミニウム合金圧延板にプレス成形を施し、その後塗装焼付を施した後の強度の指標となる。
【0059】
アルミニウム合金圧延板を自動車用ボディパネルやボディシートとして使用する場合、通常、アルミニウム合金圧延板にプレス成形を施した後に、焼付塗装が施される。そのため、焼付塗装後のアルミニウム合金圧延板の強度を高くすることにより、製品設計の自由度が高くなり、前記アルミニウム合金圧延板を種々の部位に適用することが可能となる。そのため、BHYSの値が175MPa以上となる特性を有するアルミニウム合金圧延板は、焼付塗装後の強度に優れ、自動車用ボディパネルやボディシートなどの自動車用外装材として好適である。製品設計の自由度をより高める観点からは、BHYSの値は180MPa以上であることがより好ましく、190MPa以上であることがさらに好ましい。
【0060】
[アルミニウム合金圧延板の厚み]
前記アルミニウム合金圧延板の厚みは特に限定されることはなく、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、前記アルミニウム合金圧延板を自動車用ボディパネルやボディシートなどの自動車用外装材として使用する場合、前記アルミニウム合金圧延板の厚みは0.5~2.5mmの範囲から適宜設定することができる。
【0061】
(アルミニウム合金圧延板の製造方法)
前記アルミニウム合金圧延板を作製するに当たっては、
前記化学成分を有する鋳塊を作製し、
その後、前記鋳塊に熱間圧延を行うことにより熱延板を作製し、
前記熱間圧延の後、中間焼鈍を行うことなく前記熱延板に1パス以上の冷間圧延を行ってアルミニウム合金圧延板を作製し、
前記冷間圧延の後、前記アルミニウム合金圧延板を加熱し、次いで前記アルミニウム合金圧延板に焼入れを行うことにより、前記アルミニウム合金圧延板に溶体化処理を施せばよい。以下、前記アルミニウム合金圧延板の製造方法の各工程を詳説する。
【0062】
・鋳塊の作製
前記製造方法において、鋳塊を作製する方法は特に限定されることはない。例えば、前記製造方法においては、DC鋳造により鋳塊を作製してもよい。
【0063】
前記製造方法においては、鋳塊を作製する際に、鋳造原料の少なくとも一部にアルミニウム廃材を使用することが好ましい。鋳造原料の少なくとも一部にアルミニウム廃材を使用することにより、鋳造原料に占めるアルミニウム新地金の割合を低減して、またはアルミニウム新地金を使用せずに鋳塊を作製することができる。その結果、前記アルミニウム合金圧延板を作製する際の環境負荷を低減することができる。かかる作用効果をより高める観点からは、鋳造原料に占めるアルミニウム廃材の割合を50質量%以上とすることが好ましく、75質量%以上とすることがより好ましく、100質量%、つまり、鋳造原料の全部がアルミニウム廃材であることが最も好ましい。
【0064】
前記製造方法において鋳造原料として使用し得るアルミニウム廃材には、例えば、廃棄された自動車用アルミニウム製品や、自動車用アルミニウム製品の製造過程で発生する端材及び切りくず等が含まれる。また、アルミニウム廃材には、例えば、他の部品等との結合のために使用されたリベットなどの、アルミニウム以外の金属を主成分とする部品が混入していてもよい。前述した自動車用アルミニウム製品としては、例えば、ボディパネル、熱交換器、熱交換器用フィン、熱交換器用チューブ及びエンジンブロックなどが挙げられる。
【0065】
・均質化処理
前記製造方法においては、前記鋳塊を作製した後、熱間圧延を行う前に、必要に応じて鋳塊を加熱して均質化処理を行ってもよい。均質化処理を行う場合、鋳塊を480℃以上560℃以下の温度に0.5時間以上24時間以下保持することが好ましい。均質化処理における保持温度及び保持時間を前記特定の範囲とすることにより、Alマトリクス中にSi、Mn及びMg等の元素を十分に固溶させることができる。その結果、アルミニウム合金圧延板の強度及び成形性をより向上させることができる。
【0066】
また、均質化処理を行う場合には、均質化処理が完了した後の鋳塊を、鋳塊の温度が300℃に到達するまでの平均冷却速度が55℃/時間以上となるように冷却することが好ましく、60℃/時間以上にすることがより好ましく、100℃/時間以上にすることが特に好ましい。均質化処理後の鋳塊を前記特定の範囲の平均冷却速度で冷却することにより、鋳塊内に形成されるMgSiやSiの単体等の第二相粒子の粗大化を抑制し、Si、Mg及びMn等の元素の固溶量の低下を抑制し、最終的に得られるアルミニウム合金圧延板の強度及び成形性をより向上させることができる。均質化処理後の冷却方法は特に限定されることはなく、例えば、ファン空冷、ミスト冷却、シャワー冷却及び水冷等の冷却方法から適宜選択することができる。
【0067】
前記アルミニウム合金圧延板の生産性をより高めるとともに製造過程におけるエネルギー消費量をより低減する観点からは、鋳塊を作製した後、均質化処理を行わずに鋳塊に熱間圧延を行うことが好ましい。
【0068】
・熱間圧延
前記製造方法においては、鋳塊に熱間圧延を行うことにより熱延板を作製する。熱間圧延を行うに当たっては、圧延開始前に鋳塊を300℃以上560℃以下の温度に加熱することが好ましい。熱間圧延前の鋳塊の加熱温度を前記特定の範囲とすることにより、鋳塊の変形抵抗を低減し、圧延性及び生産性を向上させることができるとともに、熱間圧延中における鋳塊の割れの発生を抑制することができる。かかる作用効果をより確実に得る観点からは、圧延開始前の鋳塊を300℃以上560℃以下の温度に加熱し、0.5時間以上24時間以下保持した後に熱間圧延を行うことがより好ましい。
【0069】
また、熱間圧延前の鋳塊の加熱温度は、500℃以上560℃以下であることがより好ましく、510℃以上560℃以下であることがさらに好ましい。この場合には、熱間圧延前の加熱により、前述した均質化処理と同様にAlマトリクス中にSi、Mn及びMg等の元素を固溶させることができる。その結果、均質化処理を省略する場合にも、アルミニウム合金圧延板の成形性を向上させることができる。かかる作用効果をより確実に得る観点からは、鋳塊を500℃以上560℃以下の温度に0.5時間以上24時間以下保持した後に熱間圧延を行うことがより好ましく、500℃以上560℃以下の温度に2時間以上12時間以下保持した後に熱間圧延を行うことがさらに好ましい。
【0070】
熱間圧延完了時の熱延板の温度は特に限定されることはないが、生産性の観点からは、例えば200℃以上350℃以下の範囲であればよい。
【0071】
・冷間圧延
前記製造方法においては、熱間圧延を行った後、中間焼鈍を行うことなく熱延板に1パス以上の冷間圧延を行うことにより、アルミニウム合金圧延板を作製する。ここで、中間焼鈍とは、熱間圧延の後から冷間圧延が完了するまでの間に行われる焼鈍をいう。前記製造方法においては、熱延板に中間焼鈍を行うことなく冷間圧延を行うことにより、焼鈍による熱延板への第二相粒子の析出や第二相粒子の成長を抑制し、Alマトリクス中へのSi等の固溶量を維持したまま冷間圧延を行うことができる。そして、このようにして得られるアルミニウム合金圧延板に後述する溶体化処理を行うことにより、Si等の固溶量を更に多くし、最終的に得られるアルミニウム合金圧延板の強度及び成形性を向上させることができる。
【0072】
冷間圧延における総圧下率、つまり、熱延板の厚みに対する冷間圧延における厚みの減少量の比率は、50%以上であることが好ましく、66%以上であることがより好ましい。冷間圧延における総圧下率を前記特定の範囲とすることにより、熱延板中に存在する第二相粒子を冷間圧延において破砕することができる。その結果、アルミニウム合金圧延板中に粗大な第二相粒子が残存することを容易に回避し、粗大な第二相粒子に由来する均一伸びの低下や成形性の悪化をより容易に回避することができる。
【0073】
・溶体化処理
前記製造方法においては、冷間圧延後のアルミニウム合金圧延板を溶体化温度以上の温度まで加熱し、次いでアルミニウム合金圧延板に焼入れを行うことにより、アルミニウム合金圧延板に溶体化処理を施す。アルミニウム合金圧延板に溶体化処理を行うことにより、アルミニウム合金圧延板をSiやMg等の過飽和固溶体とし、SiやMn、Mg等の固溶量を増加させるとともにアルミニウム合金圧延板中に存在する第二相粒子の量を低減することができる。その結果、アルミニウム合金圧延板の強度及び成形性を向上させることができる。かかる作用効果をより確実に得る観点からは、溶体化処理におけるアルミニウム合金圧延板の処理温度は、450℃以上560℃以下であることが好ましく、500℃以上560℃以下であることがより好ましく、520℃以上560℃以下であることがさらに好ましい。
【0074】
溶体化処理においては、アルミニウム合金圧延板の温度が所望の温度に到達した時点で加熱を終了してもよいし、所望の温度をある程度の時間保持した後に加熱を終了してもよい。しかし、溶体化処理におけるアルミニウム合金圧延板の温度の保持時間が過度に長くなると、生産性の悪化を招くとともに、アルミニウム合金圧延板の強度が過度に上昇し、成形性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点から、溶体化処理におけるアルミニウム合金圧延板の温度の保持時間は、1分以下であることが好ましく、5秒以下であることがより好ましく、1秒以下であることがさらに好ましい。
【0075】
また、溶体化処理においては、アルミニウム合金圧延板の加熱が終了した後、直ちに焼入れを行う。これにより、アルミニウム合金圧延板への第二相粒子の析出や第二相粒子の成長を抑制し、Si等の固溶量の減少を回避することができる。その結果、成形性に優れたアルミニウム合金圧延板を容易に得ることができる。かかる作用効果をより確実に得る観点からは、加熱終了時の温度から150℃に到達するまでの平均冷却速度が100℃/分以上となるようにアルミニウム合金圧延板の冷却を行うことが好ましく、300℃/分以上となるように冷却を行うことがより好ましい。焼入れにおける冷却方法は特に限定されることはなく、例えば、ファン空冷、ミスト冷却、シャワー冷却及び水冷等の冷却方法から適宜選択することができる。
【0076】
・予備時効処理
前記製造方法においては、溶体化処理を施した後のアルミニウム合金圧延板に、必要に応じて予備時効処理を施してもよい。アルミニウム合金圧延板に更に予備時効処理を施すことにより、アルミニウム合金圧延板のベークハード性をより高め、塗装焼付けによるアルミニウム合金圧延板の強度の上昇量をより高くすることができる。かかる作用効果をより確実に得る観点からは、溶体化処理の直後に予備時効処理を行うことが好ましい。
【0077】
また、予備時効処理においては、アルミニウム合金圧延板を40℃以上150℃以下の温度に1時間以上100時間以下保持することが好ましい。この場合には、アルミニウム合金圧延板のベークハード性をより高めるとともに、予備時効処理後のアルミニウム合金圧延板の強度の過度の上昇や伸びの低下を回避することができる。その結果、優れた成形性を確保しつつベークハード性をより高めることができる。かかる作用効果をより高める観点からは、予備時効処理における保持温度は40℃以上100℃以下であることがより好ましく、60℃以上90℃以下であることがさらに好ましい。
【実施例0078】
前記アルミニウム合金圧延板及びその製造方法の実施例を以下に説明する。本例のアルミニウム合金圧延板は、Si:0.80質量%以上2.5質量%以下、Mn:0.40質量%以上1.2質量%以下、Mg:0.25質量%以上0.65質量%以下及びFe:0.050質量%以上0.45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。アルミニウム合金圧延板の圧延直角方向における均一伸びは19.5%以上であり、下記式(1)で表されるランクフォード値の異方性Δrの値が-0.50以上0以下である。また、アルミニウム合金圧延板は、2%の予歪みを導入し、次いで保持温度170℃、保持時間20分の条件で時効処理を施した後の圧延直角方向における0.2%耐力が175MPa以上となる特性を有している。
Δr=(r0-2×r45+r90)/2 ・・・(1)
【0079】
ただし、前記式(1)におけるr0は圧延方向のランクフォード値を表し、r45は圧延方向に対して45°方向のランクフォード値を表し、r90は圧延直角方向のランクフォード値を表す。
【0080】
本例のアルミニウム合金圧延板は、例えば、以下のようにして作製される。まず、DC鋳造により、表1に示す化学成分(合金記号A1~A7)を有する鋳塊を作製する。なお、表1における「Bal.」は、当該元素が残部であることを示す。鋳塊を作製するに当たり、鋳造原料としてはアルミニウム新地金及びアルミニウム廃材のいずれも用いることができるが、環境負荷の低減の観点からは、鋳造原料に占めるアルミニウム廃材の割合を高めることが好ましい。
【0081】
次に、得られた鋳塊に均質化処理を施すことなく表2の製造条件記号C1~C3のいずれかに示す温度まで加熱し、当該温度を表2に示す時間保持した後に鋳塊に熱間圧延を行う。熱間圧延完了時の熱延板の温度は表2に示す通りとする。その後、熱間圧延により得られた熱延板に、中間焼鈍を行うことなく冷間圧延を行う。冷間圧延における総圧下率及び冷間圧延後のアルミニウム合金圧延板の厚みは、表2に示す通りとする。
【0082】
冷間圧延が完了した後、アルミニウム合金圧延板に溶体化処理を行う。溶体化処理においては、アルミニウム合金圧延板を表2の製造条件記号C1~C3のいずれかに示す処理温度まで加熱し、アルミニウム合金圧延板の温度が当該処理温度に到達した時点で加熱を終了する。そして、加熱が終了した後、直ちにアルミニウム合金圧延板に焼入れを行う。焼入れにおいては、加熱終了時の温度から150℃に到達するまでの平均冷却速度が600℃/分以上1000℃/分以下となるようにアルミニウム合金圧延板を冷却する。
【0083】
溶体化処理が完了した後、直ちにアルミニウム合金圧延板を70℃以上80℃以下の温度に5時間保持して予備時効処理を行う。以上により、表3に示す試験材S1~S7を得ることができる。
【0084】
なお、表3に示す試験材R1~R5は、試験材S1~S7との比較のための試験材である。試験材R1~R3の製造方法は、化学成分および製造条件が表3に示すように変更されている以外は、試験材S1~S7の製造方法と同様である。
【0085】
試験材R4の製造方法は以下の通りである。まず、DC鋳造により、表1の合金記号A11に示す化学成分を有する鋳塊を作製する。次に、鋳塊に均質化処理を施す。均質化処理における保持温度及び保持時間は表2の製造条件記号C6に示す通りとする。均質化処理を行った後、300℃/時間の平均冷却速度で室温まで鋳塊を冷却する。その後、鋳塊を表2に示す温度まで再度加熱し、当該温度を表2に示す時間保持した後に、鋳塊に熱間圧延を行う。熱間圧延完了時の熱延板の温度は表2に示す通りとする。
【0086】
熱間圧延が完了した後、熱延板を350℃に加熱して中間焼鈍を施す。中間焼鈍が完了した後の熱延板に、表2の製造条件記号C6に示す条件で冷間圧延を行う。冷間圧延が完了した後、試験材S1~S7と同様に、アルミニウム合金圧延板に溶体化処理及び予備時効処理を行うことにより、試験材R4を得ることができる。
【0087】
試験材R5の製造方法は以下の通りである。まず、DC鋳造により、表1の合金記号A12に示す化学成分を有する鋳塊を作製する。次に、鋳塊に均質化処理を施す。均質化処理における保持温度及び保持時間は表2の製造条件記号C7に示す通りとする。均質化処理を行った後、50℃/時間の平均冷却速度で室温まで鋳塊を冷却する。その後、鋳塊を表2に示す温度まで再度加熱し、当該温度を表2に示す時間保持した後に、鋳塊に熱間圧延を行う。熱間圧延完了時の熱延板の温度は表2に示す通りとする。
【0088】
熱間圧延が完了した後、熱延板に中間焼鈍を行うことなく冷間圧延を行う。冷間圧延における総圧下率及び冷間圧延後のアルミニウム合金圧延板の厚みは、表2に示す通りとする。冷間圧延が完了した後、試験材S1~S7と同様に、アルミニウム合金圧延板に溶体化処理及び予備時効処理を行うことにより、試験材R5を得ることができる。
【0089】
試験材S1~S5及び試験材R1~R5の引張強さ、0.2%耐力、破断伸び、均一伸び、BHYS、r値及び耐食性の評価方法は以下の通りである。
【0090】
・引張強さ、0.2%耐力、破断伸び及び均一伸び
【0091】
試験材から、長手方向が圧延方向に対して直角になるようにして、JIS Z2241:2011に規定される5号試験片を採取する。この試験片を用い、JIS Z2241:2011に準拠した方法により引張試験を行い、圧延方向に対して直角な方向における引張強さTS90(単位:MPa)、0.2%耐力YS90(単位:MPa)、破断伸びEL90(単位:%)、均一伸びUL90(単位:%)をそれぞれ算出する。各試験材におけるこれらの値は、表3に示した通りである。
【0092】
・予歪みの付与及び時効処理後の0.2%耐力(BHYS)
【0093】
試験材から、長手方向が圧延方向に対して直角になるようにして、JIS Z2241:2011に規定される5号試験片を採取する。JIS Z2241:2011に準拠した方法により、公称ひずみ2%に到達するまで引張試験を行う。その後、試験片を170℃のオイルバスに20分間浸漬して時効処理を施す。JIS Z2241:2011に準拠した方法により、予歪みの付与及び時効処理を施した後の試験片の引張試験を行う。以上により算出した0.2%耐力(単位:MPa)の値を、BHYSの値とする。各試験材におけるBHYSの値は、表3に示した通りである。
【0094】
・r値
試験材から、長手方向と圧延方向とが平行になるようにして、JIS Z2241:2011に規定される5号試験片を採取する。この試験片を用い、JIS Z2241:2011に準拠した方法により引張試験を行い、試験片に15%の公称ひずみを付与する。そして、公称ひずみを付与された後の試験片の長手方向の対数歪み及び幅方向の対数歪みを算出する。試験片の体積が一定であると仮定すると、試験片の長手方向の対数歪みεl、幅方向の対数歪みεw及び厚み方向の対数歪みεtの間にεt=-(εl+εw)の関係が成立するため、試験片の長手方向の対数歪み及び幅方向の対数歪みに基づいて、圧延方向に対して平行な方向におけるr値r0を算出することができる。
【0095】
長手方向と圧延方向とのなす角度が45°である5号試験片及び長手方向が圧延方向に対して直角な試験片を用いて上記と同様に引張試験を行うことにより、圧延方向に対して45°傾いた方向におけるr値r45及び圧延方向に対して直角な方向におけるr値r90を算出することができる。そして、これらの値を用い、下記式(1)~(2)に基づいてrr値の異方性Δr及びr値の平均値raveを算出する。各試験材のr値、r値の異方性Δr及びr値の平均値raveは表3に示した通りである。なお、試験材R3~R5については、r値の測定を行っていないため、各方向のr値、r値の異方性Δr及びr値の平均値raveの欄に記号「-」を記載した。
Δr=(r0-2×r45+r90)/2 ・・・(1)
ave=(r0+2×r45+r90)/4 ・・・(2)
【0096】
・耐食性
耐食性の評価に当たっては、ISO 11846に規定されたB法に準拠した方法により粒界腐食試験を行う。具体的には、まず、試験材から長さ20mm、幅50mmの長方形状試験片を採取する。オーブンを用いてこの試験片を温度170℃で20分間加熱して時効処理を施す。時効処理後の試験片を硝酸で洗浄し、次いで蒸留水で洗浄する。その後、試験片を、NaCl濃度が30g/L、HCl濃度が10ml/Lであり、温度が20℃の水溶液中に20時間浸漬する。浸漬した時点から20時間経過した後、試験片を水溶液から取り出す。
【0097】
水溶液から取り出した試験片を硝酸で洗浄し、次いで蒸留水で洗浄する。その後、試験片の圧延方向に平行な断面を観察し、粒界腐食深さを測定する。表3の「最大粒界腐食深さ」欄に、観察した断面における粒界腐食深さの最大値を示す。なお、試験材S1、S7、R2~R4については、粒界腐食試験を行っていないため、「最大粒界腐食深さ」欄に記号「-」を記載した。
【0098】
【表1】
【0099】
【表2】
【0100】
【表3】
【0101】
表3に示すように、試験材S1~S7は、前記特定の化学成分を有する鋳塊に、中間焼鈍を行うことなく熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理及び予備時効処理を行うことにより作製されている。これにより、試験材S1~S7のBHYS、均一伸び及びr値の異方性Δrの値を前記特定の範囲とすることができる。このような機械的特性を有する試験材S1~S7は、高い強度を有するとともに、優れた成形性を有している。
【0102】
試験材R1におけるMnの含有量及びTiの含有量は前記特定の範囲よりも多いため、試験材R1の均一伸びは試験材S1~S7に比べて低くなる。それ故、試験材R1は試験材S1~S7に比べて成形性に劣る。
【0103】
試験材R2におけるSiの含有量は前記特定の範囲よりも多いため、試験材R2の均一伸びは試験材S1~S7に比べて低くなる。それ故、試験材R2は試験材S1~S7に比べて成形性に劣る。
【0104】
試験材R3におけるFeの含有量及びMgの含有量は前記特定の範囲よりも多いため、試験材R3の均一伸びは試験材S1~S7に比べて低くなる。それ故、試験材R3は試験材S1~S7に比べて成形性に劣る。
【0105】
試験材R4におけるSiの含有量及びMnの含有量は前記特定の範囲よりも少なく、Mgの含有量は前記特定の範囲よりも多いため、試験材R3のBHYSは試験材S1~S7に比べて低くなる。それ故、試験材R3は試験材S1~S7に比べて焼付塗装後の強度に劣る。
【0106】
試験材R5は均質化処理後の平均冷却速度が遅いため、試験材R5の均一伸び、BHYSは試験材S1~S5に比べて低くなる。それ故、試験材R5は試験材S1~S7に比べて強度及び成形性に劣る。
【0107】
以上、実施例に基づいて本発明に係るアルミニウム合金圧延板及びその製造方法の具体的な態様を説明したが、本発明にかかるアルミニウム合金圧延板及びその製造方法の具体的な態様は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。