特許 7256337 アルミニウム合金、アルミニウム合金線、及びアルミニウム合金線の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-03

(45)【発行日】2023-04-11

(54)【発明の名称】アルミニウム合金、アルミニウム合金線、及びアルミニウム合金線の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/02 20060101AFI20230404BHJP

   C22C 21/06 20060101ALI20230404BHJP

   C22C 21/12 20060101ALI20230404BHJP

   C22C 21/00 20060101ALI20230404BHJP

   C22F 1/043 20060101ALI20230404BHJP

   C22F 1/047 20060101ALI20230404BHJP

   C22F 1/057 20060101ALI20230404BHJP

   C22F 1/04 20060101ALI20230404BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20230404BHJP

【ＦＩ】

C22C21/02

C22C21/06

C22C21/12

C22C21/00 L

C22F1/043

C22F1/047

C22F1/057

C22F1/04 B

C22F1/00 630A

C22F1/00 686B

C22F1/00 691B

C22F1/00 691C

C22F1/00 625

C22F1/00 626

C22F1/00 623

C22F1/00 683

C22F1/00 611

C22F1/00 691Z

C22F1/00 685Z

C22F1/00 684C

C22F1/00 612

C22F1/00 694A

C22F1/00 602

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022543190

(86)(22)【出願日】2022-03-15

(86)【国際出願番号】 JP2022011698

【審査請求日】2022-07-28

(31)【優先権主張番号】P 2021089504

(32)【優先日】2021-05-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591174368

【氏名又は名称】富山住友電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(72)【発明者】

【氏名】松儀 亮太

(72)【発明者】

【氏名】徳田 一弥

(72)【発明者】

【氏名】松尾 司

(72)【発明者】

【氏名】高井 博昭

【審査官】川口 由紀子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１６６４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２４４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０８８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３４３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９７３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０４１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７７３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｃ ２１／０２

Ｃ２２Ｃ ２１／０６

Ｃ２２Ｃ ２１／１２

Ｃ２２Ｃ ２１／００

Ｃ２２Ｆ １／０４３

Ｃ２２Ｆ １／０４７

Ｃ２２Ｆ １／０５７

Ｃ２２Ｆ １／０４

Ｃ２２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコンを１．０質量％以上１．３質量％以下、
マグネシウムを０．５質量％以上１．２質量％以下、
鉄を０．３質量％以上０．８質量％以下、
銅を０．１質量％以上０．４質量％以下、
マンガンを０．２質量％以上０．５質量％以下、
クロムを０質量％超０．３質量％以下、
チタンを０．００１質量％以上０．１質量％以下、
ジルコニウムを０質量％超０．２質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備え、
溶体化処理及び時効処理が施された状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、前記１１１面の配向度の分散が４５％以下であり、
溶体化処理及び時効処理が施された状態において引張強さが４６６ＭＰａ以上である、
アルミニウム合金。

【請求項2】

シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、
マグネシウムを０．７質量％以上１．３質量％以下、
鉄を０．０２質量％以上０．４質量％以下、
銅を０．５質量％以上１．２質量％以下、
マンガンを０．５質量％以上１．１質量％以下、
クロムを０質量％超０．３質量％以下、
亜鉛を０．００５質量％以上０．５質量％以下、
チタンを０．０１質量％以上０．２質量％以下、
ジルコニウムを０．０５質量％以上０．２質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備え、
溶体化処理及び時効処理が施された状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、前記１１１面の配向度の分散が４５％以下であり、
溶体化処理及び時効処理が施された状態において引張強さが４８７ＭＰａ以上である、
アルミニウム合金。

【請求項3】

シリコンを０．９質量％以上１．３質量％以下、
マグネシウムを０．８質量％以上１．２質量％以下、
鉄を０質量％超０．４質量％以下、
銅を０．６５質量％以上１．１質量％以下、
マンガンを０．５５質量％以上１．１５質量％以下、
クロムを０質量％超０．３５質量％以下、
亜鉛を０．１２質量％以上０．２５質量％以下、
チタンを０質量％超０．０７５質量％以下、
ジルコニウムを０．０５質量％以上０．１７質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備え、
溶体化処理及び時効処理が施された状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、前記１１１面の配向度の分散が４５％以下であり、
溶体化処理及び時効処理が施された状態において引張強さが４４７ＭＰａ以上である、
アルミニウム合金。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金からなる、
アルミニウム合金線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アルミニウム合金、アルミニウム合金線、及びアルミニウム合金線の製造方法に関する。
本出願は、２０２１年５月２７日付の日本国出願の特願２０２１－０８９５０４に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、シリコンとマグネシウムとを含むアルミニウム合金からなる線材であって溶体化処理及び時効処理が施された後に高い引張強さを有するアルミニウム合金線を開示する。上記アルミニウム合金線はアルミニウム合金部材の原料に利用できる。上記アルミニウム合金部材は上記アルミニウム合金線に所定の塑性加工が施された後に溶体化処理及び時効処理が施されることで製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１２４４０９号公報

【発明の概要】

【0004】

本開示のアルミニウム合金は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．３質量％以下、銅を０．１質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．２質量％以上１．１５質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備える。溶体化処理及び時効処理が施された状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、前記１１１面の配向度の分散が４５％以下である。

【0005】

本開示のアルミニウム合金線は、本開示のアルミニウム合金からなる。

【0006】

本開示のアルミニウム合金線の製造方法は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．３質量％以下、銅を０．１質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．２質量％以上１．１５質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金の鋳造材に塑性加工を施すことで加工材を製造する工程と、前記加工材に冷間で第一伸線加工を施すことで第一伸線材を製造する工程と、前記第一伸線材に軟化処理を施すことで軟化材を製造する工程と、前記軟化材に冷間で第二伸線加工を施すことで第二伸線材を製造する工程とを備える。前記第二伸線加工における加工度は２０％以上であると共に前記第一伸線加工における加工度よりも大きい。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態のアルミニウム合金線の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、試験例１の試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線の横断面について、１１１面の配向度の分布の一例を示す図である。

【図3】図３は、試験例１の試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線について、１１１面の配向度の分布の一例を等高線によって示す図である。

【図4】図４は、試験例１の試料Ｎｏ．１のアルミニウム合金線の横断面について、１１１面の配向度の分布の一例を示す図である。

【図5】図５は、試験例１の試料Ｎｏ．１のアルミニウム合金線について、１１１面の配向度の分布の一例を等高線によって示す図である。

【図6】図６は、試料の断面の全域について１１１面の配向度の分布を測定する方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［本開示が解決しようとする課題］
上述のように溶体化処理及び時効処理が施された状態で使用されるアルミニウム合金部材には更なる強度の向上が望まれている。また、このような高強度なアルミニウム合金部材を構成することができるアルミニウム合金が望まれている。

【0009】

そこで、本開示は溶体化処理及び時効処理が施された状態において高強度なアルミニウム合金を提供することを目的の一つとする。本開示は上記のアルミニウム合金からなるアルミニウム合金線を提供することを別の目的の一つとする。本開示は上記のアルミニウム合金線を製造することができるアルミニウム合金線の製造方法を提供することを別の目的の一つとする。

【0010】

［本開示の効果］
本開示のアルミニウム合金及び本開示のアルミニウム合金線は溶体化処理及び時効処理が施された状態において高強度である。本開示のアルミニウム合金線の製造方法は、本開示のアルミニウム合金線を製造できる。

【0011】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係るアルミニウム合金は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．３質量％以下、銅を０．１質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．２質量％以上１．１５質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備える。このアルミニウム合金では溶体化処理及び時効処理が施された状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、前記１１１面の配向度の分散が４５％以下である。

【0012】

本開示における１１１面は、結晶学において（１１１）と表記される結晶面を意味する。本開示における１１１面の配向度は、上記断面の全域についてＸ線回折によって得られた以下の三つの回折強度をそれぞれ規格化した値を用いて求める。本開示における１１１面の配向度は、三つの規格化した値を合計した値に対する１１１面の回折強度を規格化した値の割合である。三つの回折強度は、１１１面の回折強度、２００面の回折強度、２２０面の回折強度である。２００面、２２０面は、結晶学において（２００）、（２２０）と表記される結晶面を意味する。本開示における１１１面の配向度の平均値は、上記断面の全域の各測定点における上述の割合を平均した値である。本開示における１１１面の配向度の分散は、上記平均値から求められた値である。本開示における１１１面の配向度の平均値及び分散の測定方法は後述する。後述する測定方法は、上記断面の全域をＸ線回折の測定対象とし、かつ上記の回折強度を規格化した値を用いて１１１面の配向状態を特定することで、上記断面の全域における１１１面の配向度を適切に評価できる。
本開示においてアルミニウム合金の断面は例えば以下の断面である。アルミニウム合金が線、パイプ、板等のようにある程度長い形状を有する場合、上記断面はアルミニウム合金の長手方向に直交する平面で切断した断面である。
本開示において溶体化処理の条件及び時効処理の条件は以下の通りである。
（溶体化処理の条件）
加熱温度は５３０℃以上５８０℃以下の範囲から選択される温度である。加熱時間は１５分以上１２０分以下の範囲から選択される時間である。
（時効処理の条件）
加熱温度は１５０℃以上１８０℃以下の範囲から選択される温度である。加熱時間は４時間以上１００時間以下の範囲から選択される時間である。

【0013】

本開示のアルミニウム合金は上述の特定の組成を備えることで溶体化処理及び時効処理が施された状態では析出硬化によって高い引張強さを有する。特に本開示のアルミニウム合金では結晶粒の１１１面が配向した状態が断面の一部ではなく断面の全域にわたって生じている。このような断面を有する本開示のアルミニウム合金は例えばこの断面に垂直な方向を引張方向として引っ張られた場合に破断し難い。この点からも本開示のアルミニウム合金は高い引張強さを有する。好ましくは本開示のアルミニウム合金は特許文献１に記載されるアルミニウム合金よりも高い引張強さを有する。以上のことから本開示のアルミニウム合金は溶体化処理及び時効処理が施された状態において高強度である。

【0014】

また、本開示のアルミニウム合金は溶体化処理及び時効処理が施された状態では国際合金記号で６０００系合金と呼ばれる合金と同様に耐熱性、耐食性、強度をバランスよく備える。このような本開示のアルミニウム合金は耐熱性、耐食性に加えて更なる高強度が求められるアルミニウム合金部材やこのアルミニウム合金部材の原料に好適に利用できる。アルミニウム合金部材は例えば自動車部品や各種の構造部材等である。自動車部品や各種の構造部材は線材、棒材、パイプ等の形態をとり得る。上記原料は例えばアルミニウム合金線、アルミニウム合金板等である。

【0015】

（２）本開示のアルミニウム合金は、更に、鉄、クロム、亜鉛、チタン、及びジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素を含んでもよい。鉄の含有割合は０質量％超０．８質量％以下である。クロムの含有割合は０質量％超０．３５質量％以下である。亜鉛の含有割合は０質量％超０．５質量％以下である。チタンの含有割合は０質量％超０．２質量％以下である。ジルコニウムの含有割合は０質量％超０．２質量％以下である。

【0016】

上記のアルミニウム合金はより高い引張強さを有し易い。

【0017】

（３）上記（２）のアルミニウム合金は、シリコンを１．０質量％以上１．３質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．２質量％以下、鉄を０．３質量％以上０．８質量％以下、銅を０．１質量％以上０．４質量％以下、マンガンを０．２質量％以上０．５質量％以下、クロムを０質量％超０．３質量％以下、チタンを０．００１質量％以上０．１質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備えてもよい。このアルミニウム合金は更にジルコニウムを０．００１質量％以上０．２質量％以下含んでもよい。

【0018】

上記のアルミニウム合金はより高い引張強さを有し易い。

【0019】

（４）上記（２）のアルミニウム合金は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．７質量％以上１．３質量％以下、鉄を０．０２質量％以上０．４質量％以下、銅を０．５質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．５質量％以上１．１質量％以下、クロムを０質量％超０．３質量％以下、亜鉛を０．００５質量％以上０．５質量％以下、チタンを０．０１質量％以上０．２質量％以下、ジルコニウムを０．０５質量％以上０．２質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備えてもよい。

【0020】

上記のアルミニウム合金はより高い引張強さを有し易い。

【0021】

（５）本開示のアルミニウム合金は、溶体化処理及び時効処理が施された状態において引張強さが４２５ＭＰａ超でもよい。

【0022】

上記のアルミニウム合金は高い引張強さを有することで高強度である。

【0023】

（６）本開示の一態様に係るアルミニウム合金線は、上記（１）から（５）のいずれか１つに記載のアルミニウム合金からなる。

【0024】

本開示のアルミニウム合金線は本開示のアルミニウム合金からなることで溶体化処理及び時効処理が施された状態では高強度である。このような本開示のアルミニウム合金線は高強度なアルミニウム合金部材の原料に利用できる。

【0025】

（７）本開示の一態様に係るアルミニウム合金線の製造方法は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．３質量％以下、銅を０．１質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．２質量％以上１．１５質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金の鋳造材に塑性加工を施すことで加工材を製造する工程と、前記加工材に冷間で第一伸線加工を施すことで第一伸線材を製造する工程と、前記第一伸線材に軟化処理を施すことで軟化材を製造する工程と、前記軟化材に冷間で第二伸線加工を施すことで第二伸線材を製造する工程とを備える。前記第二伸線加工における加工度は２０％以上であると共に前記第一伸線加工における加工度よりも大きい。

【0026】

本開示のアルミニウム合金線の製造方法は、溶体化処理及び時効処理が施された状態において高強度なアルミニウム合金線を製造できる。この理由は後述する。

【0027】

（８）本開示のアルミニウム合金線の製造方法では、前記アルミニウム合金は、更に、鉄、クロム、亜鉛、チタン、及びジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素を含んでもよい。鉄の含有割合は０質量％超０．８質量％以下である。クロムの含有割合は０質量％超０．３５質量％以下である。亜鉛の含有割合は０質量％超０．５質量％以下である。チタンの含有割合は０質量％超０．２質量％以下である。ジルコニウムの含有割合は０質量％超０．２質量％以下である。

【0028】

上記のアルミニウム合金線の製造方法は、より高い引張強さを有するアルミニウム合金線を製造できる。

【0029】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。

【0030】

［アルミニウム合金］
（概要）
実施形態のアルミニウム合金は以下の組成と以下の断面組織とを備える。実施形態のアルミニウム合金の組成は、シリコンとマグネシウムと銅とマンガンとをそれぞれ後述する範囲で含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる。実施形態のアルミニウム合金は更に鉄、クロム、亜鉛、チタン、及びジルコニウムからなる群より選択される１種以上の元素を後述する範囲で含んでもよい。実施形態のアルミニウム合金の断面組織は、溶体化処理及び時効処理が施された状態において結晶粒の１１１面が断面の法線方向に配向している。特に、アルミニウム合金の断面を構成する結晶粒のうち多くの結晶粒において１１１面が断面の法線方向に配向している。以下、組成、組織を順に説明する。

【0031】

以下の説明では、以下のように表記することがある。
シリコン、マグネシウム、銅、及びマンガンをまとめて第一元素と示す。鉄、クロム、亜鉛、チタン、及びジルコニウムをまとめて第二元素と示す。
各元素を元素記号によって示す。Ｓｉはシリコンを意味する。Ｍｇはマグネシウムを意味する。Ｃｕは銅を意味する。Ｍｎはマンガンを意味する。Ａｌはアルミニウムを意味する。Ｆｅは鉄を意味する。Ｃｒはクロムを意味する。Ｚｎは亜鉛を意味する。Ｔｉはチタンを意味する。Ｚｒはジルコニウムを意味する。
アルミニウム合金に溶体化処理及び時効処理が施された状態を熱処理後の状態と示す。

【0032】

（組成）
実施形態のアルミニウム合金では第一元素は必須元素であり、第二元素は任意元素である。定量的には実施形態のアルミニウム合金はシリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．３質量％以下、銅を０．１質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．２質量％以上１．１５質量％以下、鉄を０質量％以上０．８質量％以下、クロムを０質量％以上０．３５質量％以下、亜鉛を０質量％以上０．５質量％以下、チタンを０質量％以上０．２質量％以下、ジルコニウムを０質量％以上０．２質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備える。１種以上の第二元素を含む実施形態のアルミニウム合金において鉄の含有割合は０質量％超０．８質量％以下である。クロムの含有割合は０質量％超０．３５質量％以下である。亜鉛の含有割合は０質量％超０．５質量％以下である。チタンの含有割合は０質量％超０．２質量％以下である。ジルコニウムの含有割合は０質量％超０．２質量％以下である。

【0033】

第一元素の含有割合が上述の下限値以上であることで、熱処理後の状態では第一元素を含む化合物等が析出されている。上記化合物等の析出物が分散して存在していることで析出硬化による強度向上効果が得られる。第一元素の一部が母相の主体であるアルミニウムに固溶している場合には固溶強化による強度向上効果も得られる。第一元素の含有割合が上述の上限値以下であることで、第一元素の偏析による粒界脆化が抑制されたり、第一元素を含む化合物等が粗大になり難かったりする。粗大な化合物等の粒子は割れの起点になり得る。上記の粗大な粒子が少なければ上記粗大な粒子に起因する割れが生じ難い。これらの点から、実施形態のアルミニウム合金は熱処理後の状態では高い引張強さを有する。製造過程では上記粗大な粒子に起因する割れが生じ難いことで冷間伸線加工等の冷間での塑性加工が良好に行える。この点から、実施形態のアルミニウム合金は製造性にも優れる。

【0034】

第一元素に加えて第二元素を含む場合には、析出硬化、固溶強化、粒界脆化の抑制、及び結晶粒の粗大化の抑制からなる群より選択される一つ以上の効果が期待できる。このような効果によって第一元素に加えて第二元素を含む実施形態のアルミニウム合金は熱処理後の状態ではより高い引張強さを有し易い。第二元素の含有割合が上述の上限範囲を満たすことで第二元素を含む化合物等が粗大になり難い。その他、第二元素の種類によっては鋳造材を微細な組織とすることができる。これらの点から、第一元素に加えて第二元素を含む実施形態のアルミニウム合金は製造過程に塑性加工を含む場合に加工性に優れる。第二元素の種類によっては鋳込み温度を低くすることができる。これらの点から、第一元素に加えて第二元素を含む実施形態のアルミニウム合金は製造性により優れる。

【0035】

第一元素に加えて第二元素を含む組成の具体例として、以下の第一組成、第二組成、第三組成が挙げられる。
〈第一組成〉
第一組成は、シリコンを１．０質量％以上１．３質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．２質量％以下、鉄を０．３質量％以上０．８質量％以下、銅を０．１質量％以上０．４質量％以下、マンガンを０．２質量％以上０．５質量％以下、クロムを０質量％超０．３質量％以下、チタンを０．００１質量％以上０．１質量％以下、ジルコニウムを０質量％以上０．２質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる。

【0036】

〈第二組成〉
第二組成は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．７質量％以上１．３質量％以下、鉄を０．０２質量％以上０．４質量％以下、銅を０．５質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．５質量％以上１．１質量％以下、クロムを０質量％超０．３質量％以下、亜鉛を０．００５質量％以上０．５質量％以下、チタンを０．０１質量％以上０．２質量％以下、ジルコニウムを０．０５質量％以上０．２質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる。第二組成は更にストロンチウムを０．００５質量％以上０．０５質量％以下含んでもよい。

【0037】

〈第三組成〉
第三組成は、シリコンを０．９質量％以上１．３質量％以下、マグネシウムを０．８質量％以上１．２質量％以下、鉄を０質量％超０．４質量％以下、銅を０．６５質量％以上１．１質量％以下、マンガンを０．５５質量％以上１．１５質量％以下、クロムを０質量％超０．３５質量％以下、亜鉛を０．１２質量％以上０．２５質量％以下、チタンを０質量％超０．０７５質量％以下、ジルコニウムを０．０５質量％以上０．１７質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる。第三組成は国際合金記号Ａ６０５６で示される合金の組成に概ね相当する。

【0038】

以下、第一組成、第二組成、第三組成において第一元素の含有範囲と第二元素の含有範囲を例示する。
〈第一組成〉
シリコンの含有割合は１．０質量％超１．３質量％以下、１．１質量％以上１．３質量％以下でもよい。
マグネシウムの含有割合は０．６質量％以上１．１質量％以下、０．７質量％以上１．０質量％以下でもよい。
鉄の含有割合は０．３質量％以上０．７質量％以下、０．３質量％以上０．６質量％以下でもよい。
銅の含有割合は０．２質量％以上０．４質量％以下でもよい。
マンガンの含有割合は０．２質量％以上０．４質量％以下、０．２質量％以上０．３質量％以下でもよい。
クロムの含有割合は０．００５質量％以上０．２０質量％以下、０．０１質量％以上０．１０質量％以下でもよい。
チタンの含有割合は０．００５質量％以上０．０５質量％以下、０．０１質量％以上０．０５質量％以下でもよい。
ジルコニウムを含む場合にはジルコニウムの含有割合は０．００１質量％以上０．２０質量％以下、０．００５質量％以上０．１０質量％以下でもよい。
チタンとジルコニウムとの合計の含有割合は０．０１質量％以上０．１０質量％以下でもよい。

【0039】

〈第二組成〉
シリコンの含有割合は０．８質量％以上１．４質量％以下、１．１質量％以上１．３質量％以下でもよい。
マグネシウムの含有割合は０．８質量％以上１．３質量％以下、０．８質量％以上１．０質量％以下でもよい。
鉄の含有割合は０．０５質量％以上０．４０質量％以下でもよい。
銅の含有割合は０．８質量％以上１．２質量％以下でもよい。
マンガンの含有割合は０．７質量％以上１．１質量％以下でもよい。
クロムの含有割合は０．０１質量％以上０．３０質量％以下、０．０５質量％以上０．３０質量％以下でもよい。
亜鉛の含有割合は０．０５質量％以上０．２５質量％以下でもよい。
チタンの含有割合は０．０１質量％以上０．１５質量％以下でもよい。
ジルコニウムの含有割合は０．０８質量％以上０．２質量％以下でもよい。
チタンとジルコニウムとの合計の含有割合は０．１０質量％以上０．２０質量％以下でもよい。
ストロンチウムを含む場合にはストロンチウムの含有割合は０．００５質量％以上０．０４質量％以下でもよい。

【0040】

〈第三組成〉
シリコンの含有割合は０．９質量％以上１．２質量％以下でもよい。
マグネシウムの含有割合は０．８質量％以上１．０質量％以下でもよい。
鉄の含有割合は０．１０質量％以上０．２５質量％以下でもよい。
銅の含有割合は０．６５質量％以上０．８５質量％以下でもよい。
マンガンの含有割合は０．５５質量％以上０．８０質量％以下、０．５５質量％以上０．６５質量％以下でもよい。
クロムの含有割合は０．０１質量％以上０．１０質量％以下、０．０２質量％以上０．０５質量％以下でもよい。
亜鉛の含有割合は０．１３質量％以上０．２５質量％以下でもよい。
チタンの含有割合は０．００１質量％以上０．０７５質量％以下、０．０１質量％以上０．０７５質量％以下でもよい。
ジルコニウムの含有割合は０．１０質量％以上０．１７質量％以下でもよい。
チタンとジルコニウムとの合計の含有割合は０．１１質量％以上０．２０質量％以下でもよい。

【0041】

〈その他の元素〉
チタンを含む場合には実施形態のアルミニウム合金は更に硼素を５０質量ｐｐｍ以下の範囲で含んでもよい。

【0042】

（組織）
本発明者らは、熱処理後の状態において高い引張強さを有するアルミニウム合金は以下の組織を有することが好ましいとの知見を得た。アルミニウム合金の断面の全域において結晶粒の１１１面が結晶粒における他の結晶面よりも配向していることが好ましい。つまりアルミニウム合金の断面を構成する結晶粒のうち多くの結晶粒では１１１面が配向していることが好ましい。定量的には実施形態のアルミニウム合金では、熱処理後の状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上である。また、上記１１１面の配向度の分散が４５％以下である。このような断面を複数備えると共に複数の断面が一つの断面に垂直な方向に並んでいるアルミニウム合金は上記垂直な方向を引張方向として引っ張られても破断し難い。

【0043】

１１１面の配向度の平均値が５０％以上であれば、アルミニウム合金の断面を構成する結晶粒のうち半数以上の結晶粒では１１１面が断面の法線方向に配向している。１１１面の配向度の分散が４５％以下であれば、アルミニウム合金の断面を構成する結晶粒のうち配向している結晶面の分布は１１１面に集中した分布となる。このような実施形態のアルミニウム合金は結晶粒の１１１面の配向性が高い。一般にアルミニウム合金は結晶粒の１１１面の配向性が高いほど引張強さが高くなり易い。従って、実施形態のアルミニウム合金は熱処理後の状態において高い引張強さを有する。１１１面の配向度の平均値が大きいほど、また１１１面の配向度の分散が小さいほど、引張強さが高くなり易い。強度の向上の観点から、１１１面の配向度の平均値は５５％以上、更に６０％以上でもよい。１１１面の配向度の分散は４０％以下、更に３８％以下でもよい。

【0044】

なお、１１１面の配向度の平均値は５０％以上１００％以下である。１１１面の配向度の分散は０％超４５％以下である。製造性を考慮すると、１１１面の配向度の平均値は９９％以下、１１１面の配向度の分散は１％以上でもよい。

【0045】

実施形態のアルミニウム合金では断面の一部ではなく、断面の全域において結晶粒の１１１面の配向性が評価されている。この点で、実施形態のアルミニウム合金は、熱処理後の状態において断面の一部のみが評価されている場合よりも高強度な組織を確実に有する。

【0046】

実施形態のアルミニウム合金が線材である場合には１１１面の配向度を測定する対象となる断面は、線材の長手方向の任意の位置において上記長手方向に垂直な平面で切断した断面を利用する。以下、実施形態のアルミニウム合金からなる線材、即ち実施形態のアルミニウム合金線１の長手方向に垂直な平面で切断した断面を横断面と示す場合がある。上記線材では各横断面の全域において上述のように結晶粒の１１１面が他の結晶面よりも配向している。各横断面における１１１面の配向方向は横断面の法線方向、即ち線材の長手方向に沿った方向である。このような線材は線材の長手方向を引張方向として引っ張られても破断し難い。

【0047】

なお、実施形態のアルミニウム合金では、溶体化処理のみが施されており、時効処理が施されていない状態であっても、１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、１１１面の配向度の分散が４５％以下である。即ち結晶粒の１１１面の配向性は時効処理の前後において実質的に変わらないと考えられる。

【0048】

（引張強さ）
実施形態のアルミニウム合金は例えば熱処理後の状態における常温での引張強さが４２５ＭＰａ超である。ここでの常温は５℃以上３５℃以下である。引張強さが４２５ＭＰａ超である実施形態のアルミニウム合金は強度に優れる。引張強さが４２７ＭＰａ超、４３０ＭＰａ以上、更に４４０ＭＰａ以上である実施形態のアルミニウム合金は強度により優れる。組成や製造条件によっては実施形態のアルミニウム合金は４５０ＭＰａ以上、４６０ＭＰａ以上、更には４７０ＭＰａ以上という高い引張強さを有する。

【0049】

引張強さの上限は特に問わない。製造性を考慮すると、常温での引張強さは例えば４２５ＭＰａ超５５０ＭＰａ以下でもよい。

【0050】

（利用形態）
実施形態のアルミニウム合金は種々の形状を有することができる。例えば、実施形態のアルミニウム合金はある程度長い形状を有する。このような実施形態のアルミニウム合金はその長手方向に垂直な平面からなる端面と上記長手方向に延びた延伸部とを備える。延伸部における上記長手方向に沿った長さは、端面の外周輪郭の面積と等しい面積を有する円の直径よりも長い。上記延伸部を有する実施形態のアルミニウム合金では、上述の１１１面の配向度を測定する対象となる断面は、上記長手方向に垂直な平面で延伸部を切断することで得られる。

【0051】

延伸部を有する実施形態のアルミニウム合金は例えば線材、パイプ、板材等である。つまり延伸部は線材、板材のような中実体でもよいしパイプのような中空体でもよい。

【0052】

〈線材〉
実施形態のアルミニウム合金線１は実施形態のアルミニウム合金からなる。実施形態のアルミニウム合金線１は図１に示すように端面１０と延伸部１１とを備える。ここでの端面１０はアルミニウム合金線１の長手方向に垂直な面である。延伸部１１は上記長手方向に延びている。実施形態のアルミニウム合金線１は代表的には図１に示すように延伸部１１の全長にわたって外周輪郭が同じであると共に線径が同じである。ここでの線径は端面１０の面積又は上記長手方向に垂直な平面で切断した断面の面積と同じ面積を有する円の直径とする。図１は端面１０の外周輪郭及び上記長手方向に垂直な平面で切断した任意の断面の外周輪郭が円形である場合を例示する。端面１０の外周輪郭及び上記断面の外周輪郭は四角等の多角形でもよいし楕円等の曲面形状でもよい。実施形態のアルミニウム合金線１の線径は特に問わない。上記線径は例えば３ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度である。

【0053】

実施形態のアルミニウム合金線１では上述の１１１面の配向度を測定する対象となる断面は横断面である。実施形態のアルミニウム合金線１では横断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上である。また、上記１１１面の配向度の分散が４５％以下である。実施形態のアルミニウム合金線１ではこのような横断面が上記長手方向に並んでいる。このような実施形態のアルミニウム合金線１は熱処理後の状態において４２５ＭＰａ超といった高い引張強さを有する。

【0054】

〈アルミニウム合金部材〉
実施形態のアルミニウム合金は、アルミニウム合金部材を構成することができる。例えばアルミニウム合金部材は、実施形態のアルミニウム合金からなり、溶体化処理及び時効処理が施されたものである。具体例は、実施形態のアルミニウム合金線１に塑性加工が施された後に溶体化処理及び時効処理が施されたアルミニウム合金部材である。別例は、実施形態のアルミニウム合金からなる板材に塑性加工が施された後に溶体化処理及び時効処理が施されたアルミニウム合金部材である。ここでの塑性加工は、溶体化処理及び時効処理後においてアルミニウム合金部材の断面が上述の特定の配向性を有するように行う。更に別例は、実施形態のアルミニウム合金線１に溶体化処理及び時効処理が施されたアルミニウム合金部材である。つまりアルミニウム合金部材は線状、又は棒状でもよい。その他、アルミニウム合金部材は筒状でもよい。

【0055】

例えばアルミニウム合金部材は実施形態のアルミニウム合金線１の長手方向を押出方向としてアルミニウム合金線１を押し出した押出材からなる。このアルミニウム合金部材は押出方向に沿って延びている。このアルミニウム合金部材では、上述の１１１面の配向度を測定する対象となる断面は、上記押出方向に垂直な平面でアルミニウム合金部材を切断することで得られる。この断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上である。また、上記１１１面の配向度の分散が４５％以下である。

【0056】

上述のアルミニウム合金部材は、上述の特定の組成と上述の特定の組織とを有するアルミニウム合金からなるため高強度である。また、このアルミニウム合金部材は、鋼等の鉄系合金からなる金属部材に比較して軽量である。このようなアルミニウム合金部材は、軽量で高強度が望まれる用途、例えば自動車部品、各種の構造部材等に利用できる。

【0057】

（アルミニウム合金の製造方法）
本発明者らは上述の特定の組成を有するアルミニウム合金であって溶体化処理及び時効処理が施された状態において強度に優れるアルミニウム合金の製造方法を検討した。その結果、本発明者らは、溶体化処理の直近に行われる塑性加工は冷間加工であると共に大きい加工度であることが好ましいとの知見を得た。この知見から、実施形態のアルミニウム合金を製造する場合には例えば以下のアルミニウム合金の製造方法を利用することができる。

【0058】

アルミニウム合金の製造方法はアルミニウム合金からなる素材に冷間加工を施すことで冷間加工材を製造する工程を備える。上記アルミニウム合金は、上述の第一元素を上述の範囲で含み残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を有する。
上記素材は第一塑性加工が施された加工材である。上記冷間加工は加工度が２０％以上である第二塑性加工である。
上記アルミニウム合金は上述の第一元素に加えて第二元素を上述の範囲で含む組成を有してもよい。

【0059】

熱間加工及び温間加工は冷間加工に比較して転位が解放され易い。これに対し、第二塑性加工は冷間加工であることで温間加工又は熱間加工である場合に比較して第二塑性加工に伴うひずみ即ち転位がアルミニウム合金に蓄積され易い。転位が蓄積されるほど、その後に施される溶体化処理の際に結晶粒の１１１面が配向し易い。その結果、上述のように溶体化処理及び時効処理が施された状態ではアルミニウム合金の断面の全域において結晶粒の１１１面が多く配向した組織が得られる。

【0060】

以下、上述のアルミニウム合金の製造方法を具体的に説明する。
〈素材〉
上述のアルミニウム合金からなる素材は鋳造材に第一塑性加工が施されたものである。第一塑性加工は例えば圧延加工等である。第一塑性加工は例えば熱間加工である。

【0061】

〈初期軟化〉
上述の素材には以下の条件の軟化処理を施すことができる。以下、素材に施す軟化処理を初期軟化処理と呼ぶことがある。
《軟化処理の条件》
加熱温度は２５０℃以上５００℃未満の範囲から選択される温度である。保持時間は１時間以上１００時間以下の範囲から選択される時間である。軟化時の雰囲気は例えば大気雰囲気、非酸化性雰囲気である。非酸化性雰囲気は例えば減圧雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元ガス雰囲気等である。
加熱温度は３００℃以上４８０℃以下、更に３００℃以上４６０℃以下でもよい。

【0062】

素材に初期軟化処理を施すことで、初期軟化処理後のアルミニウム合金の塑性加工性が高められる。そのため、第二塑性加工の加工度を大きくすることができる。素材に初期軟化処理を施さない場合には第一塑性加工によって導入された転位がアルミニウム合金に蓄積されている。結果として、転位が多く蓄積されたアルミニウム合金が得られ易い。

【0063】

〈第二塑性加工〉
素材に施す第二塑性加工は上述のように冷間加工である。第二塑性加工は例えば伸線加工、圧延加工、押出加工等である。第二塑性加工が伸線加工であれば線材が得られる。第二塑性加工が圧延加工であれば代表的には板材が得られる。第二塑性加工が押出加工であれば押出ダイスの形状によって線材や板材、パイプ等が得られる。
《加工度》
第二塑性加工の加工度が大きいほど１１１面の配向性が高められる。強度の向上の観点から第二塑性加工の加工度は３０％以上、４０％以上、６０％以上でもよい。ここでの加工度は、第二塑性加工前の断面積と第二塑性加工後の断面積との差を第二塑性加工前の断面積で除した割合である。

【0064】

〈中間軟化〉
第二塑性加工の途中に軟化処理を施すことができる。以下、第二塑性加工の途中に行う軟化処理を中間軟化処理と呼ぶことがある。中間軟化処理の条件は上述の初期軟化処理の条件を参照するとよい。中間軟化処理の前後に冷間加工を行うことで上述のように温間加工や熱間加工を行う場合に比較してアルミニウム合金に転位が蓄積され易い。また、中間軟化処理を行うことで中間軟化処理後の冷間加工の加工度を大きくすることができる。そのため、中間軟化処理後の冷間加工によってアルミニウム合金に転位を蓄積することができる。中間軟化処理後の冷間加工の加工度が大きいほど１１１面の配向性が高められる。また、中間軟化処理を行う場合には、中間軟化処理後の冷間加工における加工度は中間軟化処理前の冷間加工における加工度よりも大きいことが好ましい。特に中間軟化処理後の冷間加工における加工度は３０％以上、４０％以上、更に６０％以上でもよい。

【0065】

（アルミニウム合金線の製造方法）
発明者らは、実施形態のアルミニウム合金線１を製造するには以下の条件を満たすことが好ましいとの知見を得た。この知見から、実施形態のアルミニウム合金線の製造方法は以下の第一工程と第二工程と第三工程と第四工程とを備える。
〈条件〉
冷間で伸線加工を行う。伸線加工の途中に軟化処理を行う。上記軟化処理後の伸線加工の加工度が２０％以上であると共に軟化処理前の伸線加工における加工度よりも大きい。

【0066】

第一工程は、上述の第一元素を上述の範囲で含み残部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金の鋳造材に塑性加工を施すことで加工材を製造する工程である。鋳造材を構成するアルミニウム合金は第一元素に加えて更に第二元素を上述の範囲で含んでもよい。
第二工程は、上記加工材に冷間で第一伸線加工を施すことで第一伸線材を製造する工程である。
第三工程は、上記第一伸線材に軟化処理を施すことで軟化材を製造する工程である。
第四工程は、上記軟化材に冷間で第二伸線加工を施すことで第二伸線材を製造する工程である。
実施形態のアルミニウム合金線の製造方法では、上記第二伸線加工における加工度は２０％以上である。また、上記第二伸線加工における加工度は上記第一伸線加工における加工度よりも大きい。
第一工程の塑性加工は上述の第一塑性加工に相当する。第三工程の軟化処理は上述の中間軟化処理に相当する。第一伸線加工及び第二伸線加工は上述の第二塑性加工に相当する。

【0067】

実施形態のアルミニウム合金線の製造方法は上述のように軟化処理の前後に冷間で伸線加工を行うことで温間加工や熱間加工を行う場合に比較してアルミニウム合金に転位が蓄積され易い。また、軟化処理を行うことで上述のように軟化処理後の第二伸線加工の加工度を大きくすることができる。そのため、軟化処理後の第二伸線加工によってアルミニウム合金に転位を蓄積することができる。このような実施形態のアルミニウム合金線の製造方法は実施形態のアルミニウム合金線１を製造できる。また、上述のように特定の組成を備えるアルミニウム合金からなる素材は冷間での伸線加工性に優れる。このような素材を用いる実施形態のアルミニウム合金線の製造方法は、実施形態のアルミニウム合金線１を量産できる。

【0068】

以下、各工程を説明する。なお、実施形態のアルミニウム合金線の製造方法における基本的な操作は公知のアルミニウム合金線の製造方法を参照することができる。
〈第一工程〉
第一工程において鋳造材は例えば金型鋳造法、連続鋳造法等を利用して製造する。第一工程において塑性加工は例えば熱間圧延加工であり、加工材は例えば連続鋳造圧延材である。加工材が連続鋳造圧延材であれば、連続した長いアルミニウム合金線を製造することができる。この点で、加工材が連続鋳造圧延材である場合には実施形態のアルミニウム合金線１を量産することができる。

【0069】

加工材には上述の初期軟化処理を施すことができる。初期軟化処理を施す場合には上述のように次の第一伸線加工の加工度を大きくすることができる。初期軟化処理を施さない場合には上述のように最終的に転位が多く蓄積されたアルミニウム合金線が得られ易い。

【0070】

〈第二工程〉
第二工程において第一伸線加工の加工度は３０％以上であることが好ましい。第一伸線加工の加工度が３０％以上であれば、第一伸線加工によって導入された転位が軟化処理後においてある程度残存し易い。結果として、最終的に転位が多く蓄積されたアルミニウム合金線が得られ易い。第一伸線加工の加工度は３５％以上、４０％以上でもよい。第一伸線加工の加工度は最終線径にもよるが例えば３０％以上８０％以下の範囲から選択する。第一伸線加工の加工度は、第一伸線加工前の断面積と第一伸線加工後の断面積との差を第一伸線加工前の断面積で除した割合である。

【0071】

〈第三工程〉
第三工程の軟化処理の条件は上述の初期軟化処理の条件を参照するとよい。第三工程で軟化処理を行うことで軟化処理後の軟化材の加工性が高められる。そのため、第四工程における第二伸線加工の加工度を大きくすることができる。特に第四工程における第二伸線加工の加工度を第二工程における第一伸線加工の加工度よりも大きくすることできる。その結果、第二伸線加工によってアルミニウム合金に転位を蓄積することができる。

【0072】

〈第四工程〉
第四工程における第二伸線加工の加工度が大きいほど１１１面の配向性が高められる。第二伸線加工の加工度が２０％以上であれば、最終的に転位が多く蓄積されたアルミニウム合金線が得られ易い。第二伸線加工の加工度が第一伸線加工の加工度よりも大きいことからも、最終的に転位が多く蓄積されたアルミニウム合金線が得られ易い。上述のように第一伸線加工の加工度は３０％以上であることが好ましいことから、第二伸線加工の加工度は３０％超、４０％以上、更に６０％以上でもよい。第二伸線加工の加工度は所定の最終線径を有する第二伸線材が得られるように２０％以上９９．９％以下の範囲から選択する。第二伸線加工の加工度は、第二伸線加工前の断面積と第二伸線加工後の断面積との差を第二伸線加工前の断面積で除した割合である。

【0073】

（アルミニウム合金部材の製造方法）
上述のアルミニウム合金部材を製造する方法は例えば以下の加工工程と熱処理工程とを備える。
加工工程は、上述の第二塑性加工が施された第二塑性加工材又は上述の第二伸線材に第三塑性加工を施すことで第三加工材を製造する工程である。
熱処理工程は、上記第三加工材に溶体化処理及び時効処理を順に施して時効材を製造する工程である。
第三塑性加工は例えば押出加工、鍛造加工、伸線加工等である。溶体化処理及び時効処理の条件は上述の通りである。

【0074】

［実施形態の主な作用効果］
実施形態のアルミニウム合金及び実施形態のアルミニウム合金線１は溶体化処理及び時効処理が施された状態において高い引張強さを有する。以下の試験例１では実施形態のアルミニウム合金線１を例にして上記の効果を具体的に説明する。

【0075】

実施形態のアルミニウム合金線の製造方法は、溶体化処理及び時効処理が施された状態において高い引張強さを有する実施形態のアルミニウム合金線１を製造できる。

【0076】

［試験例１］
表１に示す組成を有するアルミニウム合金線に溶体化処理及び時効処理を施した状態において組織観察を行うと共に引張強さを調べた。アルミニウム合金線の製造条件及び調べた結果を表２から表４に示す。

【0077】

【表1】

【0078】

（試料の作製）
各試料のアルミニウム合金線は基本的には連続鋳造圧延材に冷間で伸線加工を施すことで製造する。連続鋳造圧延材は例えば公知のプロペルチ式連続鋳造圧延機によって製造することができる。試料のうち一部の試料を除いて、伸線加工の途中に軟化処理を行う。
表２から表４において組成の項目における第一組成、第二組成、第三組成は表１に示す第一組成、第二組成、第三組成にそれぞれ相当する。
表２から表４において軟化処理の項目は加熱温度（℃）と保持時間（時間）とを示す。例えば「３８０℃×１０ｈ」は加熱温度が３８０℃であり、保持時間が１０時間であることを意味する。

【0079】

表２から表４において第一伸線加工の加工度（％）、軟化処理、及び第二伸線加工の加工度（％）の三つの項目に条件が記載された試料を説明する。これらの試料のアルミニウム合金線は、連続鋳造圧延材に冷間の第一伸線加工、軟化処理、冷間の第二伸線加工が順に施されることで製造される。これらの試料のアルミニウム合金線は初期軟化処理が施されていない。
表２から表４において第一伸線加工の加工度（％）にハイフン「－」が記載されており、軟化処理及び第二伸線加工の加工度（％）の二つの項目に条件が記載された試料を説明する。これらの試料のアルミニウム合金線は、連続鋳造圧延材に軟化処理が施された後、第二伸線加工の加工度（％）で冷間の伸線加工が施されることで製造される。これらの試料のアルミニウム合金線は連続鋳造圧延材に初期軟化処理が施された後に冷間の伸線加工が連続的に施されており、中間軟化処理が施されていない。
表２から表４において第一伸線加工の加工度（％）及び第二伸線加工の加工度（％）の二つの項目に条件が記載されており、軟化処理にハイフン「－」が記載された試料を説明する。これらの試料のアルミニウム合金線は、連続鋳造圧延材に第一伸線加工の加工度（％）で冷間の伸線加工が施された後、中間軟化処理が施されることなく第二伸線加工の加工度（％）で冷間の伸線加工が施されることで製造される。つまりこれらの試料のアルミニウム合金線は連続鋳造圧延材に冷間の伸線加工が連続的に施されており、初期軟化処理及び中間軟化処理の双方が施されていない。この冷間の伸線加工における総加工度は表２から表４において第二伸線加工の加工度（％）の項目に記載される加工度よりも大きい。
連続鋳造圧延材の線径は５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲から選択される。第二伸線加工後に製造される第二伸線材の線径は加工度によって概ね１．０ｍｍ以上２１ｍｍ以下の範囲から選択される値である。

【0080】

（組織観察）
〈１１１面の配向度〉
得られた各試料のアルミニウム合金線に上述の条件で溶体化処理及び時効処理を施して熱処理線を製造する。得られた熱処理線を熱処理線の長手方向に垂直な平面で切断することで円盤状の試料を得る。試料は二つの円形状の横断面を有する。二つの横断面のうち一方の横断面の全域を機械研磨によって平滑にする。研磨後の横断面の表面粗さは算術平均粗さＲａで０．２μｍ程度である。機械研磨には例えば２０００番の耐水ペーパーを利用することができる。研磨した横断面の全域を以下のようにＸ線回折する。

【0081】

図６に示すように、可動ステージ５１に備えられる平面からなる表面５１ｆ上に試料３を配置する。この配置は、試料３における上述の機械研磨された横断面３０が上記表面５１ｆに平行となるように、かつ上記横断面３０に対して所定の方向ＤからＸ線６が照射されるように行う。所定の方向Ｄは所定の面指数Ｆに対応した方向である。所定の面指数Ｆはミラー指数によって特定される結晶面である。ここでは面指数Ｆは１１１面、２００面、２２０面の三つの結晶面のいずれか一つの結晶面である。なお、図６は図示しないＸ線源からのＸ線６及び回折したＸ線６０を破線で示す。

【0082】

試料３の横断面３０に対して所定の方向ＤからＸ線６を照射することで、横断面３０から回折したＸ線６０を検出器５２によって検出する。Ｘ線６０の検出は、横断面３０の全域が測定されるように、可動ステージ５１によって試料３を横断面３０に平行な面内で２次元に動かしながら繰り返し行う。こうすることで横断面３０の全域における回折強度の分布を得る。なお、試料３を２次元的に動かす際にＸ線６は動かさない。また、横断面３０が存在しない位置からの回折強度を除外するように後述の演算装置５３を設定する。

【0083】

面指数Ｆに応じて角度θ，角度２θを変更することで、１１１面の回折強度の分布、２００面の回折強度の分布、２２０面の回折強度の分布を得る。角度θは面指数ＦとＸ線６とがなす角度である。角度２θは所定の方向Ｄと回折したＸ線６０とがなす角度である。所定の方向Ｄに基づく理論値を用いて上記の各回折強度を規格化した値を算出する。上記規格化した値は、各回折強度をＸ線回折の回折強度のピーク強度の理論値で除することによって得られる値である。上記規格化した値を用いて、各回折強度の分布から規格化分布を算出する。即ち１１１面の規格化分布、２００面の規格化分布、２２０面の規格化分布を算出する。上記理論値はＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）が公開するＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅ）のデータベースから取得するとよい。なお、ピーク強度は、生データのピーク強度ではなく、各測定点におけるＸ線プロファイルデータをフィッティングして、このフィッティング曲線の最大値又は積分値を用いてもよい。上記のフィッティングに用いるフィッティング関数は例えばＬｏｒｅｎｔｚ関数、Ｇａｕｓｓ関数である。

【0084】

測定点ごとに１１１面の回折強度を規格化した値と２００面の回折強度を規格化した値と２２０面の回折強度を規格化した値とを求める。更にこれら三つの規格化した値を合計した値を求める。更に上記合計した値に対する１１１面の回折強度を規格化した値の割合を求める。この割合が１１１面の配向度である。１１１面の配向度の平均値は全ての測定点における１１１面の配向度を平均した値である。１１１面の配向度の分散は上記平均した値から求められる。

【0085】

Ｘ線６は例えば放射光施設ＳＡＧＡ－ＬＳに存在するＢＬ１６を用いることができる。本ビームラインは波長が例えばλ＝０．０９１９ｎｍのＸ線を用いることができる。スリット幅は例えば０．５ｍｍ角を用いることができる。検出器５２は例えば市販の２次元検出器であるＤｅｃｔｒｉｓ社、ＰＩＬＡＴＵＳ １００Ｋを用いることができる。試料３の横断面３０から上記２次元検出器までの距離は０．５１２ｍである。演算装置５３は市販のコンピュータを用いることができる。

【0086】

角度θ，２θは上述の波長に応じて選択する。角度θ，２θは例えばλが０．０９１９ｎｍである場合には以下の値である。
所定の面指数Ｆが１１１面である場合、試料３の１１１面とＸ線６とがなす角度θは１１．３度を用いる。所定の方向Ｄと回折したＸ線６０とがなす角度２θは２２．６度を用いる。なお、図６はθ及び２θを実際の値よりも大きく示す。
所定の面指数Ｆが２００面である場合、試料３の２００面とＸ線６とがなす角度θは１３度を用いる。所定の方向Ｄと回折したＸ線６０とがなす角度２θは２６度を用いる。
所定の面指数が２２０面である場合、試料３の２２０面とＸ線６とがなす角度θは１８．６度を用いる。所定の方向Ｄと回折したＸ線６０とがなす角度２θは３７．２度を用いる。

【0087】

〈引張強さ〉
引張強さ（ＭＰａ）は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して測定する。ここでは常温での引張強さを測定する。

【0088】

〈成分分析〉
得られた各試料のアルミニウム合金線の組成は表１の組成と同じである。即ち各試料のアルミニウム合金線を構成するアルミニウム合金は表１に示す元素を表１に示す範囲で含み残部がＡｌ及び不可避不純物からなる。アルミニウム合金線の組成の分析には公知の手法が利用できる。上記組成の分析には例えばエネルギー分散型Ｘ線分析装置等が利用できる。

【0089】

【表2】

【0090】

【表3】

【0091】

【表4】

【0092】

以下の説明では試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１からＮｏ．１９，Ｎｏ．２１からＮｏ．２９をまとめて第一試料群と呼ぶことがある。試料Ｎｏ．１０１からＮｏ．１０４をまとめて第二試料群と呼ぶことがある。

【0093】

表２から表４に示すように第一試料群のアルミニウム合金線は第二試料群のアルミニウム合金線に比較して高い引張強さを有する。定量的には第一試料群のアルミニウム合金線は４２５ＭＰａ超の引張強さを有する。多くの試料は４４０ＭＰａ以上の引張強さを有する。組成によっては４７０ＭＰａ以上の高い引張強さを有する試料もある。

【0094】

上述のような結果が得られた理由の一つとして、１１１面の配向度の相違が考えられる。第一試料群のアルミニウム合金線では第二試料群のアルミニウム合金線に比較して１１１面の配向度の平均値が大きく、かつ１１１面の配向度の分散が小さい。定量的には第一試料群のアルミニウム合金線では１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、かつ１１１面の配向度の分散が４５％以下である。多くの試料は１１１面の配向度の平均値が６０％以上であり、かつ１１１面の配向度の分散が３５％以下である。組成によっては１１１面の配向度の平均値が７０％以上であり、かつ１１１面の配向度の分散が３０％以下である。このことを図２から図５を参照して視覚的に説明する。

【0095】

図２及び図３は試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線についての１１１面の配向度の分布を示す。図４及び図５は試料Ｎｏ．１のアルミニウム合金線についての１１１面の配向度の分布を示す。
図２及び図４はアルミニウム合金線の横断面の全域において上述の測定点ごとの１１１面の配向度をグレースケールの濃淡に変換した図である。図２の右及び図４の右に示すバーはカウント数に応じた濃淡を示す。各測定点の１１１面の配向度を例えばゼロから１００までのカウント数に変換する。黒色はカウント数がゼロであることを意味する。白色はカウント数が１００であることを意味する。１１１面の配向度が大きいほど、カウント数が大きくなる、即ち白色に近くなる。

【0096】

図３及び図５は１１１面の配向度の分布を等高線で示す。各等高線は１１１面の配向度が同じである測定点を結ぶ。図２及び図４は以下の４種の等高線を示す。細実線は１１１面の配向度が２０％の測定点を結ぶ等高線である。細破線は１１１面の配向度が４０％の測定点を結ぶ等高線である。細点線は１１１面の配向度が６０％の測定点を結ぶ等高線である。太実線は１１１面の配向度が８０％の測定点を結ぶ等高線である。

【0097】

４７０ＭＰａという高い引張強さを有する試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線では図２に示すように白色の測定点が多く、薄い灰色の測定点が若干あり、黒色の測定点がほとんどない。即ちカウント数が大きい測定点が多い上に、カウント数のばらつきが小さい。カウント数が大きい測定点が多いことは図３に示すように太実線で囲まれる領域が大きな面積を有することからも裏付けられる。ここでは太実線で囲まれる領域の形状及び大きさは試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線の横断面の形状及び大きさに相当程度近い。また、この大きな面積を有する領域内には他の等高線で囲まれる領域がほとんど含まれていない。ばらつきが小さいことは図３に示すように上述の４種の等高線で囲まれる領域が概ね同じ形状を描くことからも裏付けられる。このような試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線は横断面の全域にわたって一様に１１１面が横断面の法線方向に配向している。このような１１１面が配向した組織を有することで、試料Ｎｏ．３のアルミニウム合金線は高い引張強さを有すると考えられる。

【0098】

試料Ｎｏ．３よりも引張強さが低い試料Ｎｏ．１のアルミニウム合金線では図４に示すように濃い灰色の測定点及び黒色の測定点が試料Ｎｏ．３よりも多くみられる。また、濃い灰色の測定点が点在している。即ちカウント数が小さい測定点を含む上に、カウント数のばらつきがある程度大きい。カウント数が小さい測定点を含むことは図５に示すように細実線で囲まれる領域が複数存在することからも裏付けられる。ばらつきがある程度大きいことは図５に示すように上述の４種の等高線で囲まれる領域の形状及び大きさがバラバラであることからも裏付けられる。また、太実線で囲まれる領域が複数存在するものの、合計面積が小さい。このことから、試料Ｎｏ．１よりも引張強さが低い第二試料群のアルミニウム合金線は、試料Ｎｏ．１よりもカウント数が小さい測定点を多く含み、かつカウント数のばらつきが大きいと考えられる。

【0099】

その他、この試験から以下のことが示される。
（１）第一組成、第二組成を有するアルミニウム合金線は第三組成を有するアルミニウム合金線よりも１１１面の配向度の平均値が大きく、かつ１１１面の配向度の分散が小さい傾向にある。この点から、第一組成、第二組成を有するアルミニウム合金線はより高強度である。

【0100】

（２）溶体化処理及び時効処理が施された状態において１１１面の配向度の平均値が大きく、かつ１１１面の配向度の分散が小さいアルミニウム合金線は、上述の〈条件〉を満たす製造方法によって製造することができる。第一試料群のアルミニウム合金線では、上述の〈条件〉を満たすことで、第二伸線加工後の状態において転位が蓄積されていると考えられる。これに対し、第二試料群のアルミニウム合金線では第一試料群のアルミニウム合金線に比較して第二伸線加工の加工度が小さい。また、第二試料群のアルミニウム合金線では第二伸線加工の加工度が第一伸線加工の加工度よりも小さい、又は第一伸線加工の加工度と同じである。これらのことから第二試料群のアルミニウム合金線では第二伸線加工後の状態において転位が十分に蓄積されていないと考えられる。

【0101】

本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば試験例１においてアルミニウム合金の組成を変更したり、伸線加工の加工度、軟化処理の条件等の製造条件を変更したりすることができる。

【符号の説明】

【0102】

１ アルミニウム合金線、３ 試料
１０ 端面、１１ 延伸部、３０ 横断面
６，６０ Ｘ線
５１ 可動ステージ、５１ｆ 表面、５２ 検出器、５３ 演算装置
Ｄ 方向、Ｆ 面指数、θ，２θ 角度

【要約】

アルミニウム合金は、シリコンを０．６質量％以上１．５質量％以下、マグネシウムを０．５質量％以上１．３質量％以下、銅を０．１質量％以上１．２質量％以下、マンガンを０．２質量％以上１．１５質量％以下含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる組成を備え、溶体化処理及び時効処理が施された状態において断面の全域をＸ線回折して求められた１１１面の配向度の平均値が５０％以上であり、前記１１１面の配向度の分散が４５％以下である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】