[发明专利]焊接结构部件用铝合金锻造材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合用于焊接结构部件的铝合金锻造材及其制造方法。

背景技术

作为汽车、摩托车、铁道车辆、飞机等的运输车辆的结构部件，广泛使用例如高强度，耐腐蚀性也优异的7000系铝合金材料。(以下，将“铝合金”记述为“Al合金”。)

以作为7000系Al合金的代表性的合金的7N01为基础的Al合金锻造材，经如下工序制造：以350～500℃的温度进行热锻后，以400～500℃的温度进行固溶处理，其后不进行自然时效处理，而进行人工时效处理而制造。

例如在专利文献1中，公开有一种Al合金锻造制品的制造方法，其特征在于，包括如下工序：得到含有如下合金组成的Al合金锻造原材的工序，该合金组成含有Fe：0.2～0.35质量％、Cu：0.05～0.20质量％、Mn：0.3～0.6质量％、Mg：1.3～2.0质量％、Zn：4.6～5.1质量％、Si：低于0.30质量％、Zr：0.1质量％以上且与Ti的合计量低于0.2质量％，满足“[Ti质量％]/[Zr质量％]≥0.2”的关系，余量由Al和不可避免的杂质构成；对于所述Al合金锻造原材，以350～500℃的温度进行热锻后，以400～500℃的温度进行固溶处理，从而得到Al合金锻造制品的工序；对于所述Al合金锻造制品，不进行自然时效处理而进行人工时效处理的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-261061号公报

发明所要解决的课题

但是，在现有的铝合金锻造材中，要将7000系Al合金作为可以进行焊接的锻造材使用时，与铁和5000系Al合金相比，可知其是难以焊接的合金。即，7000系Al合金，若没有适当地选择其成分、制造条件等，则容易发生焊接裂纹等缺陷。

另外，在现有的铝合金锻造材中，从晶粒的伸长方向垂直实施焊接时，存在裂纹容易沿着晶界进展的问题。

另外，专利文献1公开的方法只规定了铝合金的组成，但根据制造条件不同，锻造材的性能会发生巨大变动，锻造材的性能的再现性差。此外，在专利文献1中由于没有对于晶粒尺寸、晶粒形态进行充分研究，因此可以说根据焊接条件不同，容易发生裂纹。

如此，关于焊接时的裂纹，迄今为止，在晶粒尺寸和晶粒形态的关系上仍未进行充分的验证。

另外，在铝合金锻造材中，也要求抗拉强度和耐应力腐蚀裂纹性。此外，在使用7000系以外的铝合金的锻造材中，要求维持抗拉强度，且耐焊接裂纹性和耐应力腐蚀裂纹性优异的特性。

发明内容

本发明是鉴于上述这样的状况而完成的。即，本发明的课题在于，提供一种维持抗拉强度，且耐焊接裂纹性和耐应力腐蚀裂纹性又优异的焊接结构部件用铝合金锻造材及其制造方法。

用于解决课题的手段

因此，本发明人对铝合金锻造材在焊接时发生裂纹的原因的查明及其对策，进行了潜心研究。

其结果得出以下等结论，即，为了实现抗拉强度和焊接性的并立，进行焊接之前的铝合金锻造材的晶粒与焊接时的裂纹密切相关，通过在适当的范围内管理制造条件，将晶粒控制为规定的形态，可以抑制焊接时的裂纹，从而达成本发明。

即，本发明的焊接结构部件用铝合金锻造材(以下，适宜称为Al合金锻造材，或锻造材)的特征在于，在焊接结构部件用铝合金锻造材的组织中，设长轴的晶粒长度为GLμm，短轴的晶粒长度为GSμm时，在形成有剪切带的部位观察到的相互垂直的3个方向的面之中，两个面由下式表示，剩余的一面其晶粒在长轴方向有弯曲。

50≤GL≤500...(1)

10≤GS≤180...(2)

GS≤GL...(3)

通过成为具有这种构成的铝合金锻造材，可以达成维持抗拉强度，且焊接裂纹难以发生，耐应力腐蚀裂纹性优异的铝合金锻造材。

另外，对于本发明的焊接结构部件用铝合金锻造材而言，优选所述焊接结构部件用铝合金锻造材由7000系的铝合金构成。

通过成为具有这种构成的铝合金锻造材，抗拉强度、耐焊接裂纹性、耐应力腐蚀裂纹性、韧性等提高。