铝合金制汽车构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高强度的铝合金制汽车构件。
【背景技术】
[0002] 近年来，从考虑地球环境等的角度出发，汽车车体的轻量化的社会性的要求越发 高涨。为了应对这一要求而进行的是，汽车车体之中，针对面板（引擎罩、车门、车顶等的外 板、内板）、保险杠加强件（保险杠 R/F)、车门防撞梁等的补强材等，应用铝合金材料而部分 性地取代钢板等的钢铁材料。
[0003] 但是，为了汽车车体的进一步轻量化，在汽车构件之中，还需要在特别有助于轻量 化的车体框架、立柱等的汽车结构构件中也扩大铝合金材料的应用。但是，这些汽车结构构 件所要求的〇. 2%屈服强度为350MPa以上等需要比所述汽车面板高强度化。在这一点上， 在所述汽车面板中所使用的成形性、强度、耐腐蚀性，而且在低合金组成下再循环性优异的 JIS至AA 6000系铝合金板中，即使控制组成和调质（固溶处理和淬火处理，还有人工时效 硬化处理），在达成所述高强度化上仍有很大局限。
[0004] 因此，在这样的高强度的汽车结构构件中，需要采用有同样的高强度要求的作为 所述补强材而使用的JIS至AA 7000系铝合金板。但是，Al-Zn-Mg系铝合金即7000系铝 合金，是通过使Zn和Mg所构成的析出物MgZn2高密度分布而达成高强度的合金。因此，有 发生应力腐蚀裂纹（以下，称SCC)的危险性，为了对其加以防止，实际情况是不得不进行过 时效处理，以屈服强度300MPa的程度使用，作为高强度合金的特征薄弱。
[0005] 因此，迄今为止，提出有各种强度和耐SCC性这两方面都优异的7000系铝合金的 组成控制和析出物等的组织控制。
[0006] 作为组成控制的代表例，例如，在专利文献1中利用的是，相比7000系铝合金挤出 材的、不多不少地形成MgZnj^ Zn和Mg量（MgZn 2的化学计量比）而过剩添加的Mg，这有助 于高强度化，通过相比MgZn2的化学计量比而过剩地添加 Mg，从而抑制MgZn 2量，不使耐SCC 性降低，而可达成高强度化。
[0007] 作为析出物等的组织控制的代表例，例如，在专利文献2中，根据透射型电子显微 镜（TEM)的观察结果，使人工时效硬化处理后的7000系铝合金挤出材的、晶粒内的粒径为 1?15nm的析出物，以1000?10000个/ ym2的密度存在，以减小晶内与晶界的电位差，使 耐SCC性提尚。
[0008] 除此之外，虽不能全部例示，但7000系铝合金挤出材的强度和耐SCC性的两方均 优异的组成控制例和析出物等的组织控制例，与很多挤出材的实用化成比例而大量存在。 相对于此，7000系铝合金板中，现有的组成控制和析出物等的组织控制例，极少是对应板的 实用化的。
[0009] 例如，在专利文献3中提出，在7000系铝合金板之间被焊接接合的复合板所 构成的结构材中，为了强度提高，而使人工时效硬化处理后的时效析出物作为直径为 50Α (埃）以下的球状存在一定量。但是，关于耐SCC性的性能完全没有公开，实施例中也 没有耐腐蚀性的数据。
[0010] 另外，在专利文献4中，针对人工时效硬化处理后的7000系铝合金板的晶粒内的 结晶析出物，通过用400倍的光学显微镜的测量，使其大小（换算为面积等价的当量圆直 径）为3. 0 μ m以下，平均面积分率为4. 5%以下，以使强度和延伸率提高。但是，关于耐SCC 性的性能完全没有公开，实施例中也没有耐腐蚀性的数据。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开2011-144396号公报
[0014] 专利文献2 :日本特开2010-275611号公报
[0015] 专利文献3 :日本特开平9-125184号公报
[0016] 专利文献4 :日本特开2009-144190号公报
[0017] 如此，强度和耐SCC性这两方都优异的7000系铝合金的组成控制、析出物等的组 织控制等的各种提议，历来是针对挤出材进行。但是，关于热轧板或冷轧板（热轧板再进行 冷轧）这样的7000系铝合金轧制板，实际状况是，除了提高强度的目的以外，则没有什么提 议。
[0018] 而且，挤出材与所述轧制板，在其热加工工序等的制造过程完全不同，制成的晶粒 和析出物等的组织，例如晶粒是沿挤出方向伸长的纤维状等，与晶粒基本上为等轴晶粒的 轧制板大不相同。因此，所述挤出材的组成控制、析出物等的组织控制等的提议，是否能够 直接应用于7000系铝合金轧制板，或是由该7000系铝合金轧制板构成的汽车结构构件，到 底对强度和耐SCC性两方的提高是否有效尚不清楚。即，除非实际确认，否则终宄不过是预 想的阶段。
[0019] 因此，关于由7000系铝合金轧制板构成的汽车构件的强度和耐SCC性两方均优异 的组织控制技术，现状是尚无有效的手段，不明之处很多，仍有阐明的余地。
【发明内容】
[0020] 鉴于以上所述课题，本发明的目的在于，提供一种由7000系铝合金轧制板构成 的，兼备强度和耐应力腐蚀裂纹性的汽车构件。
[0021] 为了达成这一目的，本发明铝合金制汽车构件的要旨，其特征在于，由如下组成的 Al-Zn-Mg系铝合金轧制板构成，其以质量％计，含有Zn :3. 0?8. 0%、Mg :0. 5?4. 0%，余 量由Al和不可避免的杂质构成，作为实施了人工时效硬化处理后的组织，具有以X射线小 角散射法测量到的晶粒内的微细粒子的粒度分布的平均粒子直径为Inm以上且7nm以下、 并且所述粒度分布的标准化分散为40%以下的组织，同时0. 2%屈服强度在350MPa以上。
[0022] 另外，为了达成这一目的，本发明铝合金制汽车构件的要旨，其特征在于，由如下 组成的Al-Zn-Mg系铝合金轧制板，其以质量％计，含有Zn :3. 0?8. 0%、Mg :0. 5?4. 0%， 余量由Al和不可避免的杂质构成，作为实施了人工时效硬化处理后的组织，具有以倍率 300000倍的透射型电子显微镜测量到的晶粒内的尺寸为2. 0?20nm的析出物的数密度以 平均计为2. OX IO4个/ μπι3以上的组织，同时0. 2%屈服强度在350MPa以上。
[0023] 发明的效果
[0024] 本发明所谓的铝合金轧制板，是经过热态轧制的热轧板和经过冷态轧制的冷轧 板，还指实施了固溶处理和淬火处理等的调质的原材铝合金板。并且，本发明将这样的原材 铝合金轧制板加工成汽车构件，再作为汽车构件进行组装，是实施了人工时效硬化处理后 的汽车构件。
[0025] 因此，在本发明中，不是规定原材的铝合金轧制板的状态，而是规定作为最终的使 用状态的汽车构件的组成、组织和强度。即，规定的是原材铝合金轧制板作为汽车构件被组 装，再作为汽车车体被进行人工时效硬化处理后的组成、组织、强度。还有，本发明所谓的人 工时效硬化处理，是指通过人工加热进行的时效硬化处理，明确有别于室温等之下的自然 时效硬化（以下，仅称为人工时效处理或时效处理）。
[0026] 在本发明中，控制这样的铝合金制汽车构件的、由所述X射线小角散射法测量到 的晶粒内的微细粒子的粒度分布。另外，通过这一控制，也能够防止晶界存在的析出物、晶 粒内存在的粗大的析出物的析出。
[0027] 另外，在本发明中，使这样的铝合金制汽车构件的、能够由所述高倍率的透射型电 子显微镜测量到的纳米尺寸的微细的析出物，在晶粒内以所述规定的一定量的数密度存 在。另外，通过这一控制，也能够抑制晶界存在的析出物和晶粒内存在的粗大的析出物的析 出。
[0028] 由此，本发明能够达成铝合金制汽车构件的0. 2%屈服强度为350MPa以上这样的 高强度化，尽管是这样的高强度，仍能够抑制耐SCC性的降低。
【具体实施方式】
[0029] 以下，对于本发明的实施的方式，就每一要件加以具体说明。
[0030] 首先，以下对于作为本发明汽车构件的或原材铝合金轧制板的化学成分组成，包 括各元素的限定理由在内进行说明。还有，各元素的含量的％显示全部是质量％的意思。
[0031] 本发明铝合金轧制板的化学成分组成，作为Al-Zn-Mg-Cu系的7000系铝合金，为 保证本发明所设想的汽车构件的强度、耐SCC性等的特性而决定。从这一观点出发，本发明 铝合金轧制板的化学成分组成为，以质量％计，含有Zn :3. 0?8. 0%、Mg :0. 5?4. 0%，余 量由Al和不可避免的杂质构成。这一组成中，还也可以选择性地含有Cu :0. 05?0. 6%、 Ag :0. 01?0. 15 %中的一种或两种，除此之外，或有别于此，也可以选择性地含有Mn : 0· 05 ?0· 3%、Cr :0· 03 ?0· 2%、Zr :0· 03 ?0· 3% 中的一种或两种以上。
[0032] Ζη:3·0 ?8.0%:
[0033] 作为必须的合金元素的Ζη，与Mg -起在人工时效硬化处理时，形成本发明中规定 的作为Mg和Zn的金属间化合物的微细析出物，使强度和延伸率提高。Zn含量低于3. 0% 时，强度不足，若高于8.0%，则晶界析出物MgZn2增加，SCC敏感性加强。因此，Zn含量为 3. 0?8. 0%的范围。为了抑制该Zn含量变高、SCC敏感性加强，优选添加后述的Cu或Ag。 优选为4.0?7.0%。
[0034] Mg :0. 5 ?4. 0%
[0035] 作为必须的合金元素的Mg，与Zn -起在人工时效硬化处理时，形成本发明中规定 的作为Mg和Zn的金属间化合物的微细析出物（MgZn团簇），使强度和延伸率提高。Mg含