JP3151590B2 - High fatigue strength Al alloy - Google Patents
High fatigue strength Al alloyInfo
- Publication number
- JP3151590B2 JP3151590B2 JP27271094A JP27271094A JP3151590B2 JP 3151590 B2 JP3151590 B2 JP 3151590B2 JP 27271094 A JP27271094 A JP 27271094A JP 27271094 A JP27271094 A JP 27271094A JP 3151590 B2 JP3151590 B2 JP 3151590B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- atomic
- alloy
- fatigue strength
- content
- particle diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高疲労強度Al合金、特
に高温下における疲労強度の高いAl合金に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Al alloy having a high fatigue strength, and particularly to an Al alloy having a high fatigue strength at a high temperature.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、耐熱強度および靱延性の両立を図
るべく、非晶質相の結晶化により金属組織の微細均一化
を狙ったAl合金が知られている。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known an Al alloy which aims at achieving a fine and uniform metal structure by crystallization of an amorphous phase in order to achieve both heat resistance and toughness.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】自動車用軽量エンジン
部品の構成材料に要求される最重要要件は、その構成材
料がエンジン運転中の高温下において優れた疲労強度を
有することであるが、従来のAl合金は未だ前記要件を
充足するに至っていない。The most important requirement for the constituent material of a lightweight engine part for an automobile is that the constituent material has excellent fatigue strength at a high temperature during operation of the engine. Al alloys have not yet satisfied the above requirements.
【0004】本発明は前記に鑑み、組成および金属組織
を特定することにより、高温下において優れた疲労強度
を発揮することのできる、前記Al合金を提供すること
を目的とする。[0004] The present invention has been made in view of the above, by identifying a set formation and metal structure, it can exhibit excellent fatigue strength at high temperatures, and to provide the Al alloy.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る高疲労強度
Al合金は、合金元素としてFe、TiおよびSiを含
有し、残部がAlよりなるAl合金であって、Fe、T
iおよびSiの含有量がそれぞれ4原子%≦Fe≦6.
8原子%、0.5原子%≦Ti≦1.2原子%、1.5
原子%≦Si≦2.5原子%であり、Fe含有量とTi
含有量との間に5.6≦Fe/Ti≦8の関係が成立
し、またマトリックスを構成するAl結晶粒(面心立方
構造)の平均粒径D1 がD1 ≦1μmであり、さらに金
属間化合物の平均粒径D2 がD2 ≦0.5μmであるこ
とを特徴とする。The high fatigue strength Al alloy according to the present invention is an Al alloy containing Fe, Ti and Si as alloying elements, and the balance being Al.
i and Si content is 4 atomic% ≦ Fe ≦ 6.
8 atomic%, 0.5 atomic% ≦ Ti ≦ 1.2 atomic%, 1.5
Atomic% ≦ Si ≦ 2.5 atomic%, the Fe content and Ti
The relationship of 5.6 ≦ Fe / Ti ≦ 8 is established with the content.
And also Ri average particle diameter D 1 is D 1 ≦ 1 [mu] m der of Al crystal grains constituting the matrix (face-centered cubic structure), further the average particle diameter D 2 of the gold <br/> intermetallic compound D 2 ≦ It characterized a 0.5μm der Turkey <br/>.
【0006】[0006]
【0007】また高疲労強度Al合金は、平均粒径D3
が1.5μm≦D3 ≦10μmのセラミック粒子を含有
し、そのセラミック粒子の体積分率Vfが0.5%≦V
f≦10%であることを特徴とする。 [0007] High fatigue strength Al alloy has an average particle diameter D 3
Contains 1.5 μm ≦ D 3 ≦ 10 μm ceramic particles, and the volume fraction Vf of the ceramic particles is 0.5% ≦ V
It is characterized by f ≦ 10%.
【0008】[0008]
【作用】合金元素であるFe、TiおよびSiの含有
量、Fe/Tiの関係ならびに金属組織を前記のように
特定すると、Al合金は、均一で、且つ微細な金属組織
を持つことから、優れた耐熱強度および靱延性を有する
と共に高温下において高い疲労強度を有する。[Action] content of which is Fe, Ti and Si alloying element, when the relationship and metal structure of Fe / Ti identifies as above, A l alloy, a uniform and fine metal structure
As a result, it has excellent heat resistance and toughness, and also has high fatigue strength at high temperatures.
【0009】合金元素において、Feは耐熱強度向上に
寄与する。ただし、Fe含有量がFe<4原子%では耐
熱強度が低くなり、一方、Fe>6.8原子%では靱延
性が大幅に低下する。[0009] Among the alloying elements, Fe contributes to the improvement of heat resistance. However, when the Fe content is Fe <4 atomic%, the heat resistance decreases, while when the Fe content is 6.8 atomic%, the toughness and ductility are significantly reduced.
【0010】TiおよびSiは非晶質相形成能の向上に
寄与する。ただし、Si含有量がSi<1.5原子%で
あるか、Si>2.5原子%であると、均一で、且つ微
細な金属組織を得るために必要な非晶質相形成能が低下
するため靱性および高温下における疲労強度が低下す
る。[0010] Ti and Si contribute to the improvement of the ability to form an amorphous phase. However, if the Si content is Si <1.5 atomic% or Si> 2.5 atomic%, uniform and fine
Since the ability to form an amorphous phase required to obtain a fine metal structure is reduced, toughness and fatigue strength at high temperatures are reduced.
【0011】Fe含有量が4原子%≦Fe≦6.8原子
%で、且つSi含有量が1.5原子%≦Si≦2.5原
子%であるとき、Fe含有量とTi含有量との間に5.
6≦Fe/Ti≦8の関係を成立させることによって、
前記のように優れた特性を持つAl合金を構成すること
ができ、このことからTi含有量は0.5原子%≦Ti
≦1.2原子%に設定される。When the Fe content is 4 at% ≦ Fe ≦ 6.8 at% and the Si content is 1.5 at% ≦ Si ≦ 2.5 at%, the Fe content and the Ti content are Between 5.
By satisfying the relationship of 6 ≦ Fe / Ti ≦ 8,
As described above, it is possible to form an Al alloy having excellent characteristics. From this, the Ti content is 0.5 atomic% ≦ Ti
Set to ≦ 1.2 atomic%.
【0012】[0012]
【0013】またAl結晶粒の平均粒径D1 がD1 >1
μmであるか、金属間化合物の平均粒径D2 がD2 >
0.5μmであると、耐熱強度、または耐熱強度および
高温下における疲労強度が低下する。 [0013] The average particle diameter D 1 is D 1 of the Al particles> 1
μm or the average particle diameter D 2 of the intermetallic compound is D 2 >
When the thickness is 0.5 μm, the heat resistance, or the heat resistance and the fatigue strength at high temperatures are reduced.
【0014】セラミック粒子の平均粒径D3 およびその
体積分率Vfを前記のように特定すると、Al合金の前
記特性を損うことなく、耐摩耗性を向上させることがで
きる。ただし、セラミック粒子の平均粒径D3 がD3 <
1.5μmでは前記効果が得られず、一方、D3 >10
μmでは高温下における疲労強度が低下すると共に相手
部材の摩耗量が増加する。またセラミック粒子の体積分
率VfがVf<0.5%では前記効果が得られず、一
方、Vf>10%では高温下における疲労強度が低下す
ると共に相手部材の摩耗量が増加する。[0014] The average particle diameter D 3 and its volume fraction Vf of the ceramic particles identified as above, without impairing the characteristics of the Al alloy, it is possible to improve the wear resistance. However, the average particle diameter D 3 of the ceramic particles is D 3 <
At 1.5 μm, the above effect cannot be obtained, while D 3 > 10
In the case of μm, the fatigue strength at high temperatures decreases and the wear amount of the mating member increases. When the volume fraction Vf of the ceramic particles is Vf <0.5%, the above effect cannot be obtained. On the other hand, when Vf> 10%, the fatigue strength at high temperatures decreases and the wear amount of the mating member increases.
【0015】[0015]
【実施例】〔実施例1〕 〔 A〕 FeおよびSi含有量を設定すべく、次のよう
な方法で各種Al合金を製造した。 (a) 各種組成の溶湯を調製し、次いで各溶湯を用
い、エアアトマイズ法の適用下で各種粉末を製造し、そ
の後各粉末に分級処理を施して粒径が90μm以下の粉
末を得た。 (b) 各粉末(粒径90μm以下)を用い、圧力40
00kgf/cm2 の条件で冷間静水圧プレス(CIP)を
行うことにより、直径78mm、長さ80mmの複数の短柱
状ビレットを成形した。 (c) 各ビレットを500℃のマッフル炉内に設置
し、Arフロー雰囲気中に30分間保持して脱ガス処理
を行うと共にそのビレットを押出し温度である500℃
まで昇温した。 (d) 各ビレットに直接押出し加工を施して押出し材
であるAl合金を得た。加工条件は、コンテナ温度40
0℃、ダイス温度400℃、コンテナの内径80mm、ダ
イス孔直径22mm、押出し比13.2に設定された。EXAMPLES [Example 1 ] [ A] Various Al alloys were produced by the following method in order to set the contents of Fe and Si. (A) Melts of various compositions were prepared, and then various powders were produced using the respective melts under the application of an air atomizing method. Thereafter, each powder was subjected to a classification treatment to obtain a powder having a particle size of 90 μm or less. (B) Using each powder (particle diameter 90 μm or less), pressure 40
By performing cold isostatic pressing (CIP) under the condition of 00 kgf / cm 2 , a plurality of short columnar billets having a diameter of 78 mm and a length of 80 mm were formed. (C) Each billet is set in a muffle furnace at 500 ° C., and is kept in an Ar flow atmosphere for 30 minutes to perform a degassing process, and the billet is extruded at a temperature of 500 ° C.
Temperature. (D) Each billet was directly extruded to obtain an Al alloy as an extruded material. Processing conditions are: container temperature 40
The temperature was set at 0 ° C., the die temperature was 400 ° C., the inner diameter of the container was 80 mm, the die hole diameter was 22 mm, and the extrusion ratio was 13.2.
【0016】各Al合金より各種試験片を作製し、それ
ら試験片を用いて、室温における引張り試験、シャルピ
ー衝撃試験、200℃における引張り試験および200
℃における疲労試験を行った。ただし、シャルピー衝撃
試験用の試験片はノッチ無しの平滑なものであり、また
疲労試験は試験片に一定の引張り−圧縮繰返し応力を付
与し、応力繰返し数107 回で破断したときの引張り−
圧縮繰返し応力を疲労耐久強度とした。これらは以下同
じである。Various test pieces were prepared from each Al alloy, and the test pieces were used for the tensile test at room temperature, the Charpy impact test, the tensile test at 200 ° C.
A fatigue test was performed at ℃. However, test pieces for Charpy impact test are those smooth without notch, also fatigue test certain tensile test piece - the compressive cyclic stress is applied, pulling upon rupture with the stress repeated several 10 7 times -
The compressive cyclic stress was taken as the fatigue durability strength. These are the same hereinafter.
【0017】表1は各種Al合金の組成を示し、また表
2は各種試験結果を示す。表1において、Al合金の例
1〜5はTiおよびSi含有量を一定にしてFe含有量
を変化させたものであり、またAl合金の例6〜10は
FeおよびTi含有量を一定にしてSi含有量を変化さ
せたものである。表2の評価の欄において、「○」は要
求特性を満たしていることを、「×」は要求特性を満た
していないことをそれぞれ意味する。これは、以下の各
表において同じである。Table 1 shows the compositions of various Al alloys, and Table 2 shows the results of various tests. In Table 1, Examples 1 to 5 of the Al alloy were obtained by changing the Fe content while keeping the contents of Ti and Si constant, and Examples 6 to 10 of the Al alloy were obtained by keeping the contents of Fe and Ti constant. This is one in which the Si content is changed. In the column of evaluation in Table 2, “○” means that the required characteristics are satisfied, and “×” means that the required characteristics are not satisfied. This is the same in each of the following tables.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】[0019]
【表2】 [Table 2]
【0020】表2から明らかなように、Al合金の例
3,4,7〜9は、優れた耐熱強度および靱延性を有
し、また高温下において優れた疲労強度を有する。この
ことから、Fe含有量は4原子%≦Fe≦6.8原子%
に、またSi含有量は1.5原子%≦Si≦2.5原子
%にそれぞれ設定される。Feの下限値である4原子%
は以下の例において実証される。As is clear from Table 2, Examples 3, 4, 7 to 9 of the Al alloy have excellent heat resistance and toughness, and also have excellent fatigue strength at high temperatures. From this, the Fe content is 4 atomic% ≦ Fe ≦ 6.8 atomic%
In, also the Si content is set to the 1.5 atomic% ≦ Si ≦ 2.5 atomic%. Which is the lower limit of F e 4 atomic%
Is demonstrated in the following example.
【0021】〔B〕 Fe/TiおよびTi含有量を設
定すべく、前記と同様の方法で各種Al合金を製造し
た。そして各Al合金より各種試験片を作製し、それら
試験片を用いて前記同様の各種試験を行った。[B] To set the Fe / Ti and Ti contents, various Al alloys were produced in the same manner as described above. And various test pieces were produced from each Al alloy, and various tests similar to the above were performed using these test pieces.
【0022】表3は各種Al合金の組成を示し、また表
4は各種試験結果を示す。表3において、Al合金の例
11〜25はSi含有量を一定にしてFeおよびTi含
有量を変化させたものである。ただし、Fe含有量は複
数の例毎に一定に設定されている。Table 3 shows the compositions of various Al alloys, and Table 4 shows the results of various tests. In Table 3, Examples 11 to 25 of the Al alloy were obtained by changing the contents of Fe and Ti while keeping the Si content constant. However, the Fe content is set to be constant for each of a plurality of examples.
【0023】[0023]
【表3】 [Table 3]
【0024】[0024]
【表4】 [Table 4]
【0025】表4から明らかなように、Al合金の例1
2,13,16,17,20,23,24は、優れた耐
熱強度および靱延性を有し、また高温下において優れた
疲労強度を有する。このことから、Fe/Tiは5.6
≦Fe/Ti≦8に、またTi含有量は0.5原子%≦
Ti≦1.2原子%にそれぞれ設定される。さらにFe
含有量の下限値は例12,13より4原子%であること
が判る。As apparent from Table 4, Example 1 of Al alloy
2,13,16,17,20,23,24 have excellent heat resistance and toughness, and also have excellent fatigue strength at high temperatures. From this, Fe / Ti is 5.6.
≦ Fe / Ti ≦ 8 and the Ti content is 0.5 atomic% ≦
Each is set to Ti ≦ 1.2 atomic%. Furthermore, Fe
It can be seen that the lower limit of the content is 4 atomic% from Examples 12 and 13.
【0026】以上の事実を総括すると、好適なAl合金
においては、Fe、TiおよびSiの含有量がそれぞれ
4原子%≦Fe≦6.8原子%、0.5原子%≦Ti≦
1.2原子%、1.5原子%≦Si≦2.5原子%であ
り、Fe含有量とTi含有量との間に5.6≦Fe/T
i≦8の関係が成立するのである。To summarize the above facts, in the preferred Al alloy, the contents of Fe, Ti and Si are 4 atomic% ≦ Fe ≦ 6.8 atomic% and 0.5 atomic% ≦ Ti ≦
1.2 atomic%, 1.5 atomic% ≦ Si ≦ 2.5 atomic%, and 5.6 ≦ Fe / T between the Fe content and the Ti content.
The relationship of i ≦ 8 is established.
【0027】また例1〜4,7〜9,12,13につい
て、それらの金属組織を調べたところ、表5の結果を得
た。The metal structures of Examples 1 to 4, 7 to 9, 12, and 13 were examined. The results shown in Table 5 were obtained.
【0028】[0028]
【表5】 [Table 5]
【0029】マトリックスを構成するAl結晶粒の平均
粒径D1 および金属間化合物の平均粒径D2 は、それぞ
れ透過型電子顕微鏡画像において100個の粒子の粒径
を測定し、それらを平均したものである。これは以下同
じである。The average particle diameter D 1 of the Al crystal grains constituting the matrix and the average particle diameter D 2 of the intermetallic compound were determined by measuring the particle diameters of 100 particles in a transmission electron microscope image and averaging them. Things. This is the same hereinafter.
【0030】表5から明らかなように、前記組成上の要
件を満たし、またAl結晶粒の平均粒径D1 がD1 ≦1
μmで、且つ金属間化合物の平均粒径D2 がD2 ≦0.
5μmである、といった金属組織上の微細化要件を満た
すことによって、例3,4,7〜9,12,13のよう
に優れた機械的特性、特に高温下において優れた疲労強
度を有するAl合金が得られる。 〔実施例2〕 この実施例では、セラミック粒子としての球状Al2 O
3 粒子を添加されたAl91Fe6 Ti1 Si2 合金(表
1の例8、数値の単位は原子%、以下同じ)について述
べる。As is evident from Table 5, the compositional requirements are satisfied, and the average grain size D 1 of Al crystal grains is D 1 ≦ 1.
μm and the average particle diameter D 2 of the intermetallic compound is D 2 ≦ 0.
An Al alloy having excellent mechanical properties as shown in Examples 3, 4, 7 to 9, 12, and 13, particularly excellent fatigue strength at high temperatures, by satisfying the fineness requirement on the metal structure such as 5 μm. Is obtained . Example 2 In this example, spherical Al 2 O as the ceramic particles
Is added 3 particles was Al 91 Fe 6 Ti 1 Si 2 alloys (examples of Table 1 8, the unit of numerical atomic%, hereinafter the same) we describe a.
【0031】〔A〕 Al2 O3 粒子の体積分率Vfを
設定すべく、実施例1と同様の方法で粒径が90μm以
下の粉末を得た。次いで、その粉末とAl2 O3 粒子と
をV型ブレンダを用いて充分に混合し、その後混合粉末
を用い実施例1と同様の方法で各種Al合金を製造し
た。そして各Al合金より各種試験片を作製し、前記同
様のシャルピー衝撃試験、200℃における引張り試験
および200℃における疲れ試験を行うと共にチップオ
ンディスク摩耗試験を行った。The order to set the [A] Al 2 O 3 volume fraction Vf of the particle, the particle size powder was obtained following powder 90μm in the same manner as in Example 1. Next, the powder and Al 2 O 3 particles were sufficiently mixed using a V-type blender, and thereafter, various Al alloys were manufactured in the same manner as in Example 1 using the mixed powder. Various test pieces were prepared from each of the Al alloys, and were subjected to the same Charpy impact test, tensile test at 200 ° C., fatigue test at 200 ° C. and chip-on-disk wear test as described above.
【0032】摩耗試験条件は次の通りである。試験片の
寸法 縦10mm、横10mm(したがって摺動面の面積1
cm2 )、厚さ5mm、ディスクの材質 シリコンクロム鋼
(JIS SWOSC、浸炭材)、ディスクの直径 1
35mm、ディスクの回転速度25m/sec 、試験片の押
圧力 200kgf、潤滑油供給量 5cc/min 、摺動
距離 18km。摩耗量として試験片の厚さ減少量を測定
した。The wear test conditions are as follows. Dimensions of test piece 10mm in length, 10mm in width
cm 2 ), thickness 5mm, disc material Silicon chrome steel (JIS SWOSC, carburizing material), disc diameter 1
35mm, disc rotation speed 25m / sec, test piece pressing force 200kgf, lubricating oil supply 5cc / min, sliding distance 18km. The thickness reduction of the test piece was measured as the amount of wear.
【0033】表6は各種Al合金の組成を示し、また表
7は各種試験結果を示す。Table 6 shows the compositions of various Al alloys.
7 shows various test results.
【0034】[0034]
【表6】 [Table 6]
【0035】[0035]
【表7】 [Table 7]
【0036】表7から明らかなように、Al合金の例2
7〜30は、優れた耐熱強度および靱延性を有すると共
に高温下において優れた疲労強度を有し、その上耐摩耗
性も優秀である。例31は試験片の摩耗量は少ないが、
高温下における疲労強度が低い。このことから、Al2
O3 粒子の体積分率Vfは0.5%≦Vf≦10%に設
定される。 As is clear from Table 7 , Example 2 of Al alloy
Nos. 7 to 30 have excellent heat resistance and toughness and ductility, as well as excellent fatigue strength at high temperatures, and also excellent wear resistance. In Example 31, although the amount of wear of the test piece was small,
Low fatigue strength at high temperatures. From this, Al 2
The volume fraction Vf of O 3 particles is set to 0.5% ≦ Vf ≦ 10% .
【0037】〔B〕 Al2 O3 粒子の平均粒径D3 を
設定すべく、前記と同様の方法で各種Al合金を製造し
た。そして各Al合金より各種試験片を作製し、それら
試験片を用いて前記同様の各種試験を行った。 [ B] In order to set the average particle diameter D 3 of the Al 2 O 3 particles, various Al alloys were produced in the same manner as described above. And various test pieces were produced from each Al alloy, and various tests similar to the above were performed using these test pieces.
【0038】表8は各種Al合金の組成を示し、また表
9は各種試験結果を示す。Table 8 shows the compositions of various Al alloys.
9 shows various test results.
【0039】[0039]
【表8】 [Table 8]
【0040】[0040]
【表9】 [Table 9]
【0041】表9から明らかなように、Al合金の例3
3〜36は、優れた耐熱強度および靱延性を有すると共
に高温下において優れた疲労強度を有し、その上耐摩耗
性も優秀であり、また相手部材であるディスクの摩耗量
も少ない。このことから、Al2 O3 粒子の平均粒径D
3 は1.5μm≦D3 ≦10μmに設定される。As is clear from Table 9 , Example 3 of Al alloy
Nos. 3 to 36 have excellent heat resistance and toughness and ductility, as well as excellent fatigue strength at high temperatures, and also have excellent wear resistance and a small amount of wear of the disk as the mating member. From this, the average particle diameter D of the Al 2 O 3 particles
3 is set to 1.5 μm ≦ D 3 ≦ 10 μm.
【0042】前記のように優れた機械的特性と耐摩耗性
を有するAl合金の例27〜30および例33〜36
は、図1に示すエンジン用バルブスプリングリテーナ1
の構成材料として好適である。 〔応用例〕 この応用例ではエンジン用コンロッドの製造について述
べる。 Excellent mechanical properties and abrasion resistance as described above
27-30 and Examples 33-36 of Al alloys having
Is an engine valve spring retainer 1 shown in FIG.
It is suitable as a constituent material. [Application Example] In this application example, the manufacture of a connecting rod for an engine will be described.
【0043】表1の例3と同一組成(Al91.4Fe5.6
Ti1 Si 2 )の粉末および表3の例19と同一組成
(Al91.9Fe5.5 Ti0.6 Si 2 )の粉末を選定し
た。 (a) 各粉末を金型のキャビティに充填した。 (b) 各粉末に、室温下、成形圧力5000kgf/cm
2 の条件で圧縮成形加工を施して、図2に示すようにコ
ンロッドの形状に近似する形状を有する粉末プレフォー
ムPを成形した。The same composition as Example 3 in Table 1 (Al 91.4 Fe 5.6
Were selected powder Ti 1 Si 2) same composition as Example 19 powder powder Contact good beauty Table 3 (Al 91.9 Fe 5.5 Ti 0.6 Si 2). (A) Each powder was filled into a cavity of a mold. (B) For each powder, at room temperature, molding pressure 5000 kgf / cm
By performing compression molding under the conditions of 2 , a powder preform P having a shape similar to the shape of the connecting rod was formed as shown in FIG.
【0044】この粉末プレフォームPにおいて、大端部
に対応する部分2にはクランクピン孔3が形成されてい
るが、小端部に対応する部分4にはピストンピン孔は形
成されていない。 (c) 各粉末プレフォームPを高周波加熱により約4
分間で550℃まで昇温し、次いでその粉末プレフォー
ムPに、金型温度200℃、鍛造圧力6000kgf/cm
2 の条件で粉末鍛造加工を施し、コンロッドと略同形の
鍛造部材を得た。 (d) 各鍛造部材に、その大端部に対応する部分2を
二分割する切断加工を含む所定の機械加工等を施して図
3に示すコンロッド5を得た。このコンロッド5は、ク
ランクピン孔3の半部およびピストンピン孔6を有する
コンロッド本体7と、大端部に対応する部分2の半体よ
り形成されてクランクピン孔3の半部を持つキャップ1
0とを備え、そのキャップ10はコンロッド本体7に2
本のボルト8および2個のワッシャ9を用いて固着され
る。ボルト8およびワッシャ9を含むコンロッド5の全
重量は約320gであった。In this powder preform P , the crank pin hole 3 is formed in the portion 2 corresponding to the large end, but the piston pin hole is not formed in the portion 4 corresponding to the small end. (C) Each powder preform P is heated for about 4
The temperature was raised to 550 ° C. in a minute, and then the powder preform P was subjected to a mold temperature of 200 ° C. and a forging pressure of 6000 kgf / cm.
Powder forging was performed under the conditions of 2 to obtain a forged member having substantially the same shape as the connecting rod. (D) Each forged member is subjected to a predetermined machining process or the like including a cutting process for dividing a portion 2 corresponding to the large end portion into two parts.
3 was obtained. The connecting rod 5 includes a connecting rod body 7 having a half of the crankpin hole 3 and a piston pin hole 6, and a cap 1 having a half of the crankpin hole 3 formed by a half of the portion 2 corresponding to the large end.
0, and the cap 10 is attached to the connecting rod body 7 by two.
It is fixed using two bolts 8 and two washers 9. The total weight of the connecting rod 5 including the bolt 8 and the washer 9 was about 320 g.
【0045】次に、各コンロッド5について、単体疲労
試験を行った。この試験は、図3に示すように、コンロ
ッド5のピストンピン孔6およびクランクピン孔3にそ
れぞれロッド11,12を貫通させ、各ロッド11,1
2の両端部を油圧式疲労試験機に支持させて、コンロッ
ド5にその温度150℃、R=0.1にて繰返し引張り
荷重を加えることによって行われた。この単体疲労試験
において、実用コンロッドには、107 回耐久荷重が3
500kgfであることが要求される。Next, each connecting rod 5 was subjected to a single-piece fatigue test. In this test, as shown in FIG. 3 , rods 11 and 12 were passed through the piston pin hole 6 and the crank pin hole 3 of the connecting rod 5, respectively.
2 was supported by a hydraulic fatigue tester and a tensile load was repeatedly applied to the connecting rod 5 at a temperature of 150 ° C. and R = 0.1. In this simple fatigue test, the practical connecting rod, 10 7 times endurance load 3
It is required to be 500 kgf.
【0046】表10は単体疲労試験結果を示す。Table 10 shows the results of a single fatigue test.
【0047】[0047]
【表10】 [Table 10]
【0048】表10から明らかなように、表1の例3を
構成材料とするコンロッドの例1は実用コンロッドに要
求される特性を充足しているが、表3の例19を構成材
料とするコンロッドの例2は前記特性を備えていない。
このことから、表1の例3等はコンロッド用構成材料と
して好適であることが判る。 [0048] As is apparent from Table 10, Example 1 of the connecting rod of the example 3 in Table 1 and <br/> constituent material has been fulfilled the characteristics required for practical use connecting rod, an example 19 of Table 3 Example 2 of a connecting rod used as a constituent material does not have the above-described characteristics.
From this, it is understood that Example 3 and the like in Table 1 are suitable as constituent materials for connecting rods .
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、前記のように組成およ
び金属組織を特定することによって、高温下において優
れた疲労強度を発揮することが可能なAl合金を提供す
ることができる。According to the present invention, by specifying a set formation and metal structure as described above, it is possible to provide an Al alloy which can exhibit excellent fatigue strength at high temperatures.
【図1】バルブスプリングリテーナの正面図である。FIG. 1 is a front view of a valve spring retainer .
【図2】粉末プレフォームの平面図である。 FIG. 2 is a plan view of a powder preform.
【図3】コンロッドの平面図である。 FIG. 3 is a plan view of a connecting rod.
1 バルブスプリングリテーナ P 粉末プレフォーム 5 コンロッド 1 valve spring retainer P powder preform 5 connecting rod
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 健介 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平7−54012(JP,A) 特開 平7−71437(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 21/00 B22F 3/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kensuke Honma 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside of Honda R & D Co., Ltd. (56) References JP-A 7-54012 (JP, A) JP-A Heisei 7-71437 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 21/00 B22F 3/20
Claims (4)
含有し、残部がAlよりなるAl合金であって、Fe、
TiおよびSiの含有量がそれぞれ 4原子%≦Fe≦6.8原子%、 0.5原子%≦Ti≦1.2原子%、 1.5原子%≦Si≦2.5原子% であり、Fe含有量とTi含有量との間に5.6≦Fe
/Ti≦8の関係が成立し、またマトリックスを構成す
るAl結晶粒の平均粒径D1 がD1 ≦1μmであり、さ
らに金属間化合物の平均粒径D2 がD2 ≦0.5μmで
あることを特徴とする高疲労強度Al合金。1. An Al alloy containing Fe, Ti and Si as alloying elements, with the balance being Al.
The contents of Ti and Si are 4 atomic% ≦ Fe ≦ 6.8 atomic%, 0.5 atomic% ≦ Ti ≦ 1.2 atomic%, 1.5 atomic% ≦ Si ≦ 2.5 atomic%, respectively, 5.6 ≦ Fe between the Fe content and the Ti content
/ Ti ≦ 8, the average particle diameter D 1 of Al crystal grains constituting the matrix is D 1 ≦ 1 μm, and the average particle diameter D 2 of the intermetallic compound is D 2 ≦ 0.5 μm. A high fatigue strength Al alloy characterized by the following.
る、請求項1記載の高疲労強度Al合金。Wherein a constituent material of the connecting rod for an engine, according to claim 1 Symbol placement high fatigue strength Al alloy.
μmのセラミック粒子を含有し、そのセラミック粒子の
体積分率Vfが0.5%≦Vf≦10%である、請求項
1記載の高疲労強度Al合金。3. The average particle diameter D 3 is 1.5 μm ≦ D 3 ≦ 10.
The ceramic particles having a particle size of μm, wherein the volume fraction Vf of the ceramic particles is 0.5% ≦ Vf ≦ 10%.
1 Symbol placement high fatigue strength Al alloy.
構成材料である、請求項3記載の高疲労強度Al合金。4. The high fatigue strength Al alloy according to claim 3 , which is a constituent material of a valve spring retainer for an engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27271094A JP3151590B2 (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | High fatigue strength Al alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27271094A JP3151590B2 (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | High fatigue strength Al alloy |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09855797A Division JP3605494B2 (en) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | High fatigue strength Al alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08134575A JPH08134575A (en) | 1996-05-28 |
JP3151590B2 true JP3151590B2 (en) | 2001-04-03 |
Family
ID=17517712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27271094A Expired - Fee Related JP3151590B2 (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | High fatigue strength Al alloy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3151590B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3164587B2 (en) * | 1996-09-03 | 2001-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | Alloys with excellent thermal fatigue resistance, aluminum alloys with excellent thermal fatigue resistance, and aluminum alloy members with excellent thermal fatigue resistance |
JPH11343525A (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Toyo Alum Kk | Raw material for powder metallurgy and its production |
EP1847634B1 (en) | 2006-01-20 | 2011-03-16 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Electrolytic apparatus for producing fluorine or nitrogen trifluoride |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP27271094A patent/JP3151590B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08134575A (en) | 1996-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Swamy et al. | Effect of particulate reinforcements on the mechanical properties of Al6061-WC and Al6061-Gr MMCs | |
Seah et al. | Mechanical properties of cast ZA-27/graphite particulate composites | |
EP0265307B1 (en) | Process for manufacturing shaped bodies from hypereutectic aluminium-silicon alloys, starting from powders obtained by rapid cooling | |
US5047092A (en) | Aluminium based alloy with a high Young's modulus and high mechanical, strength | |
US5494540A (en) | Abrasion-resistant aluminum alloy and method of preparing the same | |
DE69311412T2 (en) | Heat-resistant aluminum alloy powder, heat-resistant aluminum alloy and heat-resistant and wear-resistant composite material based on aluminum alloy | |
US4963322A (en) | Process for the production of good fatigue strength aluminum alloy components | |
US5614036A (en) | High heat resisting and high abrasion resisting aluminum alloy | |
JP3151590B2 (en) | High fatigue strength Al alloy | |
US6022508A (en) | Method of powder metallurgical manufacturing of a composite material | |
US4923676A (en) | Aluminium alloy parts, such as in particular rods, having an improved fatigue strength and production process | |
JPH0770676A (en) | Alpha+beta type titanium alloy | |
JP3605494B2 (en) | High fatigue strength Al alloy | |
US20070104606A1 (en) | Process for producing metal matrix composite materials | |
JP7033481B2 (en) | Aluminum alloy powder and its manufacturing method, aluminum alloy extruded material and its manufacturing method | |
US5658366A (en) | Heat- and abrasion-resistant aluminum alloy and retainer and valve lifter formed therefrom | |
JPH05287427A (en) | Wear resistant aluminum alloy for cold forging and its manufacture | |
JP3139649B2 (en) | High heat and wear resistant aluminum-based composite material | |
JP2790774B2 (en) | High elasticity aluminum alloy with excellent toughness | |
JPH06192780A (en) | High heat and wear resistance aluminum alloy and powder thereof | |
JPS61257450A (en) | Heat resistant aluminum alloy | |
EP0236729A2 (en) | Composite material including silicon nitride whisker type short fiber reinforcing material and aluminum alloy matrix metal with moderate copper and magnesium contents | |
JP2672834B2 (en) | Aluminum alloy member with high strength and excellent forgeability | |
JP3234379B2 (en) | Heat resistant aluminum powder alloy | |
JPH01268838A (en) | Aluminum alloy member having high strength and excellent forgeability |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080126 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090126 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |