[发明专利]高温特性优异的铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及以高速进行旋转或滑动的高速运动部件用的高温特性优异的铝合金。

背景技术

铝为低密度且高强度，具有容易加工这样的特性。利用该特性，一直以来知晓在轻型化、要求强度和加工特性的铁道车辆、机动车、船舶等输送机械、各种机械部件、发动机部件等中使用。具体而言，在发电机、压缩机等的旋转转子(小型叶片)、旋转叶轮(大型叶片)、或发动机的活塞等以高速进行旋转或滑动的高速运动部件中使用。

用于上述用途的高速运动部件除了要求具有超过100℃的高温使用环境、旋转或滑动这样的部件的性质之外，还要求高温特性(耐热性、高温疲劳强度、在高温下的耐蠕变特性及高温屈服强度)。

而且，如专利文献1、专利文献2所记载的那样，已知有作为所述机械部件之一的转子来实现上述高温特性的改善。该转子以铝为基本，由以锆、锰、铁等为主要成分而进行添加的铝合金(以下，适当地称作Al合金)构成。

作为该专利文献1、专利文献2所记载的发明的Al合金中，作为合金添加成分而含有0.1～0.25质量％的Zr，从而具有较高的静态高温强度及动态高温强度和蠕变特性。而且，还记载有该Zr成分有助于Mn的空格子点的补填、合金的热稳定性的内容。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-535550号公报

专利文献2：日本特表2009-535551号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述现有技术中，当Zr含有量变多时，Al合金的淬火感受性变得敏锐，尤其是对于较大的材料，当在人工时效硬化处理前的淬火工序中冷却速度慢时，存在强度降低的问题。另外，由于内部的残余应力变大，其加工性也成为问题。如此，尤其是对于较大的材料，包含Al合金的高温特性的材料特性未能得到充分的改善。

另外，最近，旋转转子、活塞在比以往更进一步的高速旋转、滑动和高温状态这样的状况下使用，从而要求Al合金的金属疲劳强度的提高。

本发明是鉴于所述问题点而完成的，其课题在于提供一种高温特性优异的Al合金。更优选的是，其课题在于提供一种提高金属疲劳强度的Al合金。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的高温特性优异的Al合金的特征在于，所述高温特性优异的铝合金含有：Si：超过0.1质量％且1.0质量％以下，Cu：3.0质量％以上7.0质量％以下，Mn：0.05质量％以上1.5质量％以下，Mg：0.01质量％以上2.0质量％以下，Ti：0.01质量％以上0.10质量％以下，Ag：0.05质量％以上1.0质量％以下，并且，Zr：限制为小于0.1质量％，其余由Al及不可避免的杂质构成。

根据所述结构，Al合金能够获得室温强度及高温强度、在高温下的充分的蠕变特性、以及室温屈服强度及高温屈服强度。由此，本发明的目的在于，尤其是能够确保在高温下使用的高速运动部件用的Al合金所要求的性能。

另外，本发明所涉及的Al合金优选为所述Al合金还含有V：0.15质量％以下。

在所述的结构还含有V，由此能够使Al-V系分散粒子在Al合金中析出。该分散粒子具有妨碍再结晶后的晶界移动的作用，因此能防止结晶粒的粗大化。而且，能够提高室温强度及高温强度、尤其是提高高温金属疲劳强度。

此外，本发明所涉及的Al合金优选将所述Al合金所包括的金属间化合物的最大当量圆直径设在60μm以下。需要说明的是，关于最大当量圆直径在后面进行说明。

通过将金属间化合物的最大当量圆直径以所述方式进行控制，能够降低因金属间化合物与基体部分之间的强度、硬度、杨氏模量等材料特性之差所导致的、因金属疲劳引起的成为Al合金材料的破坏的起点的可能性。由此，能够实现金属疲劳强度的提高。

发明效果

根据本发明能够得到高温特性优异的Al合金。另外，根据本发明能够得到提高金属疲劳强度的Al合金。

具体实施方式