JP2010248610A - High-strength magnesium alloy - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-strength magnesium alloy at a level for practical use by being provided with excellent mechanical properties at high temperature. <P>SOLUTION: The high-strength magnesium alloy is used at temperature higher than normal temperature, contains Zn by (a) atom%, contains Y by b atom%, contains at least one element to be selected from a group consisting of La, Ce, Nd, Pr, Sm and Yb by c atom% in total, wherein the remainder consists of Mg and inevitable impurities, and a, b, and c satisfy formula; 0<a≤2.0, 1.0≤b≤1.95, 0.05≤c≤1.0. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、高強度マグネシウム合金等に関し、より詳細には高温で優れた機械的特性を有することにより実用に供するレベルにある高強度マグネシウム合金等に関する。   The present invention relates to a high-strength magnesium alloy and the like, and more particularly, to a high-strength magnesium alloy and the like that are at a practical level by having excellent mechanical properties at high temperatures.

マグネシウム合金は、軽量で強度が高く、そのリサイクル性とあいまって、電気製品の筐体、自動車のホイール、足回り部品、エンジン回り部品等への適用が進められている。
特に、自動車に関連する用途の部品においては、高い機械的特性が要求されるため、GdやZn等の元素を添加したマグネシウム合金として、片ロール法、急速凝固法により特定の形態の材料を製造することが行われている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Magnesium alloys are lightweight and high in strength, and combined with their recyclability, magnesium alloys are being applied to casings of electrical products, automobile wheels, suspension parts, engine parts, and the like.
In particular, high mechanical properties are required for parts related to automobiles, and as a magnesium alloy to which elements such as Gd and Zn are added, materials of specific forms are manufactured by the single roll method and rapid solidification method. (See, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平6−41701号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-41701 特開2000−256370号公報JP 2000-256370 A

しかしながら、一般に、マグネシウム合金は高温で機械的特性が脆弱な欠点がある。マグネシウム合金の応用分野を広めるためには、常温での機械的特性も重要だけれど、高温での機械的特性が重要となる。高温で優秀な機械的特性を有するマグネシウム合金は、より広く自動車などの産業分野に適用が可能となる。   However, in general, magnesium alloys have a drawback that mechanical properties are weak at high temperatures. In order to broaden the application field of magnesium alloys, mechanical properties at room temperature are important, but mechanical properties at high temperatures are important. Magnesium alloys having excellent mechanical properties at high temperatures can be more widely applied to industrial fields such as automobiles.

本発明の一態様は、高温で優れた機械的特性を有することにより実用に供するレベルにある高強度マグネシウム合金を提供することを課題とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-strength magnesium alloy that is at a practically usable level by having excellent mechanical properties at high temperatures.

本発明の一態様に係る高強度マグネシウム合金は、常温より高い温度で使用される高強度マグネシウム合金であって、
Znをa原子%含有し、Yをb原子%含有し、La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYbからなる群から選択される少なくとも1つの元素を合計でc原子%含有し、残部がMgと不可避的不純物からなり、aとbとcは下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
(1)0<a≦2.0
(2)1.0≦b≦1.95
(3)0.05≦c≦1.0
The high-strength magnesium alloy according to one aspect of the present invention is a high-strength magnesium alloy used at a temperature higher than room temperature,
Zn contains a atomic%, Y contains b atomic%, contains at least one element selected from the group consisting of La, Ce, Nd, Pr, Sm, and Yb in total, containing c atomic%, with the balance being Mg And a, b, and c satisfy the following formulas (1) to (3).
(1) 0 <a ≦ 2.0
(2) 1.0 ≦ b ≦ 1.95
(3) 0.05 ≦ c ≦ 1.0

また、本発明の一態様に係る高強度マグネシウム合金において、前記常温より高い温度は250℃であっても良い。ここで、「常温より高い温度である250℃で使用される」とは、常に250℃で使用される場合だけでなく、250℃で使用される可能性のある場合及び一時的に250℃で使用される場合も含む意味である。   In the high-strength magnesium alloy according to one embodiment of the present invention, the temperature higher than the normal temperature may be 250 ° C. Here, “used at 250 ° C., which is higher than normal temperature” means not only always used at 250 ° C. but also when it may be used at 250 ° C. and temporarily at 250 ° C. It also means when used.

また、上述した高強度マグネシウム合金は常温において長周期積層構造相を有する。
また、上述した高強度マグネシウム合金は350℃の温度で1時間の熱処理を施しても平均結晶粒径が1.7μm以下であることが可能である。
また、本発明の一態様に係る高強度マグネシウム合金は、自動車又は飛行機などの耐熱部品に用いることが好ましい。
Moreover, the high-strength magnesium alloy mentioned above has a long period laminated structure phase at normal temperature.
Further, the above-described high-strength magnesium alloy can have an average crystal grain size of 1.7 μm or less even when heat-treated at 350 ° C. for 1 hour.
The high-strength magnesium alloy according to one embodiment of the present invention is preferably used for a heat-resistant component such as an automobile or an airplane.

本発明の一態様を適用することで、高温で優れた機械的特性を有することにより実用に供するレベルにある高強度マグネシウム合金を提供することができる。   By applying one embodiment of the present invention, it is possible to provide a high-strength magnesium alloy that is at a practically usable level by having excellent mechanical properties at high temperatures.

(A),(B)は、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。(A), (B) is a graph which shows the result of having evaluated mechanical characteristics. 試験片5、11、13〜15及び比較片1の機械的特性を評価した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having evaluated the mechanical characteristic of the test pieces 5, 11, 13-15, and the comparison piece 1. FIG. 試験片2、8、16〜18及び比較片1の機械的特性を評価した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having evaluated the mechanical characteristic of the test pieces 2, 8, 16-18, and the comparison piece 1. FIG. 図2に示す参照符号13〜15それぞれの引張強度、降伏強度、伸び及び図3に示す参照符号19〜21それぞれの引張強度、降伏強度、伸びをグラフに示した図である。It is the figure which showed the tensile strength, yield strength, and elongation of each of reference numerals 13 to 15 shown in FIG. 2 and the tensile strength, yield strength, and elongation of each of reference numerals 19 to 21 shown in FIG. 250℃の温度におけるLPSOの体積分率と引張強度、降伏強度及び伸びそれぞれとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the volume fraction of LPSO in the temperature of 250 degreeC, and each of tensile strength, yield strength, and elongation. (A),は図1(A)と同一のグラフであり、(B)は、試験片19〜24を250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。(A) is the same graph as FIG. 1 (A), (B) is a graph which shows the result of having performed the tension test of the test pieces 19-24 at the temperature of 250 degreeC, and evaluating the mechanical characteristic. . (A)は図6(B)と同一のグラフであり、(B)は、試験片25〜30を250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。(A) is the same graph as FIG.6 (B), (B) is a graph which shows the result of having performed the tension test of the test pieces 25-30 at the temperature of 250 degreeC, and evaluating the mechanical characteristic. (A)〜(C)は結晶組織を示す写真である。(A)-(C) are the photographs which show a crystal structure. (A)〜(F)は結晶組織を示す写真である。(A)-(F) are photographs showing the crystal structure. (A)〜(F)は結晶組織を示す写真である。(A)-(F) are photographs showing the crystal structure. (A)〜(C)は図8(A)〜(C)と同一の写真であり、(D)〜(F)は図9(D)〜(F)と同一の写真である。(A)-(C) are the same photographs as FIGS. 8 (A)-(C), and (D)-(F) are the same photographs as FIGS. 9 (D)-(F). 平均結晶粒径と熱処理温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an average crystal grain diameter and heat processing temperature. Zn含有量と伸びとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Zn content and elongation. 試験片31、32及び比較片2それぞれのクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。It is a graph which shows the creep characteristic (relationship between time and deformation amount) of each of the test pieces 31 and 32 and the comparison piece 2. 図14に示すグラフの0〜100時間までを拡大したグラフである。It is the graph which expanded to 0 to 100 hours of the graph shown in FIG. 試験片31、32及び比較片2それぞれのクリープ試験を行った後の結晶組織写真である。It is the crystal structure photograph after performing the creep test of each of the test pieces 31 and 32 and the comparison piece 2. FIG. 比較片2のクリープ試験を行った後のサンプルの外観写真、及び試験片31、32及び比較片2のクリープ試験を行った後のサンプルの外観写真である。It is the external appearance photograph of the sample after performing the creep test of the comparison piece 2, and the external appearance photograph of the sample after performing the creep test of the test pieces 31, 32 and the comparison piece 2. 試験片33、34及び比較片2それぞれのクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。It is a graph which shows the creep characteristic (relationship of time and deformation amount) of each of the test pieces 33 and 34 and the comparison piece 2. 試験片33、34及び比較片2のクリープ試験を行った後の結晶組織写真である。It is the crystal structure photograph after performing the creep test of the test pieces 33 and 34 and the comparison piece 2. FIG. 比較片3、4それぞれのクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。It is a graph which shows the creep characteristic (relationship between time and deformation amount) of each of the comparison pieces 3 and 4. 比較片3、4のクリープ試験を行った後の結晶組織写真である。It is the crystal structure photograph after performing the creep test of the comparison pieces 3 and 4. 試験片35〜38及び比較片5それぞれのクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。It is a graph which shows the creep characteristic (relationship of time and deformation amount) of each of the test pieces 35-38 and the comparison piece 5. FIG. 試験片39〜42及び比較片6それぞれのクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。It is a graph which shows the creep characteristic (relationship between time and deformation amount) of each of the test pieces 39-42 and the comparison piece 6. FIG. 試験片43〜46及び比較片7それぞれのクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。It is a graph which shows the creep characteristic (relationship of time and deformation amount) of each of the test pieces 43-46 and the comparison piece 7. 図20に示す比較片3、図22に示す試験片38及び比較片5、図23に示す試験片42及び比較片6、図24に示す試験片46及び比較片7それぞれのクリープ特性を示すグラフである。20 is a graph showing the creep characteristics of the comparison piece 3 shown in FIG. 20, the test piece 38 and the comparison piece 5 shown in FIG. 22, the test piece 42 and the comparison piece 6 shown in FIG. 23, and the test piece 46 and the comparison piece 7 shown in FIG. It is. 比較片5、比較片6、比較片7それぞれの結晶組織写真である。It is a crystal structure photograph of each of the comparative piece 5, the comparative piece 6, and the comparative piece 7. 試験片38、試験片42、試験片46それぞれの結晶組織写真である。It is the crystal structure photograph of each of the test piece 38, the test piece 42, and the test piece 46. クリープ実験後の平均結晶粒径と押出速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average crystal grain diameter after a creep experiment, and an extrusion rate.

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.

本発明者らは、Zn及びYを含有するマグネシウム合金に、La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYbからなる群から選択される少なくとも1つの希土類元素(RE)を含有させることにより、前記希土類元素を含有させない場合に比べて高温で高強度が得られることを見出した。
つまり、Mg−Zn−Y−RE系合金(RE:La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYb)は、Mg−Zn−Y合金に比べて高温で高強度が得られることを確認した。
The inventors of the present invention have made the rare earth element (RE) selected from the group consisting of La, Ce, Nd, Pr, Sm, and Yb contained in a magnesium alloy containing Zn and Y, and thereby the rare earth element. It has been found that high strength can be obtained at a higher temperature than when no element is contained.
That is, it was confirmed that the Mg—Zn—Y—RE alloy (RE: La, Ce, Nd, Pr, Sm, and Yb) has higher strength at a higher temperature than the Mg—Zn—Y alloy.

(実施形態1)
本発明の実施形態1による高強度マグネシウム合金は、常温より高い温度(例えば250℃)で高強度及び高靭性を有するマグネシウム合金であって、Znをa原子%含有し、Yをb原子%含有し、La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYbからなる群から選択される少なくとも1つの希土類元素を合計でc原子%含有し、残部がMg及び不可避的不純物からなり、aとbとcは下記式(1)〜(3)を満たすものである。
(1)0<a≦2.0
(2)1.0≦b≦1.95
(3)0.05≦c≦1.0
(Embodiment 1)
The high-strength magnesium alloy according to Embodiment 1 of the present invention is a magnesium alloy having high strength and high toughness at a temperature higher than room temperature (for example, 250 ° C.), containing Zn at a atom% and Y at b atom%. And a total of at least one rare earth element selected from the group consisting of La, Ce, Nd, Pr, Sm and Yb, containing at least c atom%, the balance being Mg and inevitable impurities, and a, b and c are The following formulas (1) to (3) are satisfied.
(1) 0 <a ≦ 2.0
(2) 1.0 ≦ b ≦ 1.95
(3) 0.05 ≦ c ≦ 1.0

この高強度マグネシウム合金は、常温において長周期積層構造相(LPSO:Long Period Stacking Order)を有している。   This high strength magnesium alloy has a long period stacking order (LPSO) at normal temperature.

また、高強度マグネシウム合金は、350℃の温度で1時間の熱処理を施しても平均結晶粒径が1.7μm以下である。この平均結晶粒径は、Znをa原子%含有し、Yをb原子%含有し、残部がMgと不可避的不純物からなり、aとbは上記式(1)、(2)を満たすMg−Zn−Y合金を、350℃の温度で1時間の熱処理を施した場合の平均結晶粒径に比べて非常に小さい。   Further, the high-strength magnesium alloy has an average crystal grain size of 1.7 μm or less even when heat-treated at 350 ° C. for 1 hour. The average crystal grain size is such that Zn contains a atomic%, Y contains b atomic%, the balance is composed of Mg and inevitable impurities, and a and b satisfy the above formulas (1) and (2). The Zn—Y alloy is very small compared to the average grain size when heat-treated at 350 ° C. for 1 hour.

前記希土類元素の合計含有量cが0.05原子%超であると、特に高温引張強度が低下する傾向があるからである。
前記希土類元素の合計含有量cが1.0原子%未満であると、特に高温引張強度が低下する傾向があるからである。
This is because when the total content c of the rare earth elements is more than 0.05 atomic%, the high-temperature tensile strength tends to decrease particularly.
This is because when the total content c of the rare earth elements is less than 1.0 atomic%, the high-temperature tensile strength tends to decrease particularly.

また、前記Znの含有量の上限を2.0原子%とした理由は、Znの成分範囲を2.5原子%未満となる様に組織制御を行っており、この様な組織制御を行うことによって、図13に示すように、延性の著しい低下を回避することができるためである。図13の横軸は、Mg−Zn合金のZn含有量であり、縦軸は伸び割合(%)であり、伸び割合(Elongation ratio)は、下記式によって求められる。
伸び割合(%)=(elongation of alloy)/(elongation of standard alloy)×100
Standard alloy:Mg99−xZn
The reason why the upper limit of the Zn content is 2.0 atomic% is that the structure control is performed so that the Zn component range is less than 2.5 atomic%. This is because, as shown in FIG. 13, it is possible to avoid a significant decrease in ductility. The horizontal axis in FIG. 13 is the Zn content of the Mg—Zn alloy, the vertical axis is the elongation ratio (%), and the elongation ratio (Elongation ratio) is obtained by the following equation.
Elongation rate (%) = (elongation of alloy) / (elongation of standard alloy) × 100
Standard alloy: Mg 99-x Zn 1 Y x

本実施形態の高強度マグネシウム合金では、前述した範囲の含有量を有するZn、Y及び希土類元素以外の成分がマグネシウムとなるが、合金特性に影響を与えない程度の不純物を含有しても良い。   In the high-strength magnesium alloy of this embodiment, components other than Zn, Y, and rare earth elements having a content in the range described above are magnesium, but may contain impurities that do not affect the alloy characteristics.

(実施形態2)
本発明の実施形態2による高強度マグネシウム合金の製造方法について説明する。
実施形態1の組成からなるマグネシウム合金を溶解して鋳造し、マグネシウム合金鋳造物を作る。鋳造時の冷却速度は0.05K/秒以上1000(10)K/秒以下であり、より好ましくは0.5K/秒以上1000(10)K/秒以下である。このマグネシウム合金鋳造物としては、インゴットから所定形状に切り出したものを用いる。
(Embodiment 2)
The manufacturing method of the high strength magnesium alloy by Embodiment 2 of this invention is demonstrated.
A magnesium alloy having the composition of the first embodiment is melted and cast to make a magnesium alloy casting. The cooling rate during casting is 0.05 K / second or more and 1000 (10 3 ) K / second or less, and more preferably 0.5 K / second or more and 1000 (10 3 ) K / second or less. As this magnesium alloy casting, what was cut out into a predetermined shape from an ingot is used.

次いで、マグネシウム合金鋳造物に熱処理を施しても良い。この際の熱処理条件は、温度が200℃〜550℃、処理時間が1分〜3600分(又は60時間)とすることが好ましい。   Next, the magnesium alloy casting may be subjected to heat treatment. The heat treatment conditions at this time are preferably a temperature of 200 ° C. to 550 ° C. and a treatment time of 1 minute to 3600 minutes (or 60 hours).

前記マグネシウム合金鋳造物はαMg相を有している。
ここで、αMg相は、溶解鋳造工程において、マグネシウム合金のセル構造内で、後述する長周期積層構造相とラメラ相を形成する。なお、αMg相は、高温雰囲気下(熱間)で行われる塑性加工工程において、合金組織中の少なくとも一部(長周期積層構造相の分断部)が微細化した(微細αMg相が析出した)方が好ましい。
The magnesium alloy casting has an αMg phase.
Here, the αMg phase forms a lamellar phase and a long-period laminate structure phase described later in the cell structure of the magnesium alloy in the melt casting process. In addition, in the plastic working process performed in a high-temperature atmosphere (hot), the αMg phase is at least partially refined (partition of the long-period laminated structure phase) in the alloy structure (a fine αMg phase is precipitated). Is preferred.

また、マグネシウム合金鋳造物は長周期積層構造相の結晶組織を有する。ここで、長周期積層構造相相とは、マグネシウム合金の粒内及び粒界に析出する析出物であって、HCP構造における底面原子層の並びが底面法線方向に長周期規則をもって繰り返される構造、即ち、長周期構造をいう。更に詳細には、長周期積層構造相は、例えば、規則格子が複数個並び、逆位相のズレを介して再び規則格子が複数個並びといった具合に、元の格子の数倍から10数倍の単位の構造が作られ、その周期が長い構造のものをいう。そして、長周期積層構造相は、規則相と不規則相との間のわずかな温度範囲に出現し、電子回折した図には規則相の反射が分裂して、数倍から10数倍の周期に対向する位置に回折斑点が現れることとなる。こうした長周期積層構造相の析出は、マグネシウム合金の機械的特性(引張強度、降伏強度及び伸び)が向上する一つの原因である。   The magnesium alloy casting has a crystal structure of a long-period laminated structure phase. Here, the long-period laminated structure phase phase is a precipitate that precipitates in the grains and grain boundaries of the magnesium alloy, and is a structure in which the arrangement of bottom atomic layers in the HCP structure is repeated with a long-period rule in the bottom normal direction. That is, it refers to a long-period structure. More specifically, the long-period layered structure phase is, for example, a plurality of regular lattices arranged several times, and a plurality of regular lattices are arranged again through an antiphase shift. A structure in which a unit structure is made and its period is long. Then, the long-period laminated structure phase appears in a slight temperature range between the regular phase and the irregular phase, and the reflection of the regular phase is split in the electron diffraction diagram, so that the period is several to several tens of times. A diffraction spot appears at a position opposite to. Precipitation of such a long-period laminated structure phase is one cause for improving the mechanical properties (tensile strength, yield strength and elongation) of the magnesium alloy.

また、長周期積層構造相は、溶解鋳造工程、又は、溶解、鋳造後の熱処理工程において、鋳造材の合金組織、即ち、セル構造内で、αMg相と共に層状組織粒であるラメラ相を形成する。そして、長周期積層構造相は直線状に形成され、その形成方向は、同一セル構造内では同一方向に形成され、セル構造同士では互いに異なる方向に形成される。   Further, the long-period laminated structure phase forms a lamellar phase that is a lamellar structure grain together with the αMg phase in the alloy structure of the cast material, that is, in the cell structure, in the melt casting process or the heat treatment process after melting and casting. . The long-period layered structure phase is formed in a straight line, and the formation direction is formed in the same direction in the same cell structure, and the cell structures are formed in different directions.

また、前記マグネシウム合金鋳造物は長周期積層構造相とαMg相以外にその他の化合物相が含まれていることがある。   Further, the magnesium alloy casting may contain other compound phases in addition to the long-period laminated structure phase and the αMg phase.

次に、前記マグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行う。この塑性加工の方法としては、例えば押出し、ECAE(equal-channel-angular-extrusion)加工法、圧延、引抜及び鍛造、これらの繰り返し加工、FSW加工などを用いる。尚、前記塑性加工は、少なくとも一回の相当歪量が0超5以下であることが好ましい。ここで、多軸応力状態にある応力成分を、それに相当する単軸応力に換算した応力のことを相当応力といい、相当歪量とはこの相当応力をうけたときの歪み量である。   Next, plastic working is performed on the magnesium alloy casting. As the plastic working method, for example, extrusion, ECAE (equal-channel-angular-extrusion) processing, rolling, drawing and forging, repetitive processing thereof, FSW processing, and the like are used. In the plastic working, it is preferable that the equivalent strain amount at least once is more than 0 and 5 or less. Here, a stress component converted into a uniaxial stress corresponding to a stress component in a multiaxial stress state is referred to as equivalent stress, and the equivalent strain amount is a strain amount when the equivalent stress is applied.

押出しによる塑性加工を行う場合は、押出し温度を200℃以上500℃以下とし、押出しによる断面減少率を5%以上とすることが好ましい。   When performing plastic working by extrusion, it is preferable that the extrusion temperature is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less, and the cross-sectional reduction rate by extrusion is 5% or more.

ECAE加工法は、試料に均一なひずみを導入するためにパス毎に試料長手方向を90°ずつ回転させる方法である。具体的には、断面形状がL字状の成形孔を形成した成形用ダイの前記成形孔に、成形用材料であるマグネシウム合金鋳造物を強制的に進入させて、特にL状成形孔の90°に曲げられた部分で前記マグネシウム合金鋳造物に応力を加えて強度及び靭性が優れた成形体を得る方法である。ECAEのパス回数としては1〜8パスが好ましい。より好ましくは3〜5パスである。ECAEの加工時の温度は200℃以上500℃以下が好ましい。   The ECAE processing method is a method of rotating the sample longitudinal direction by 90 ° for each pass in order to introduce a uniform strain to the sample. Specifically, a magnesium alloy cast material as a molding material is forcibly entered into the molding hole of the molding die in which a L-shaped molding hole is formed. This is a method of applying a stress to the magnesium alloy casting at a portion bent at a degree to obtain a molded body having excellent strength and toughness. The number of ECAE passes is preferably 1 to 8 passes. More preferably, it is 3 to 5 passes. The temperature during processing of ECAE is preferably 200 ° C. or more and 500 ° C. or less.

圧延による塑性加工を行う場合は、圧延温度を200℃以上500℃以下とし、圧下率を5%以上とすることが好ましい。   When performing plastic working by rolling, it is preferable that the rolling temperature is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less, and the rolling reduction is 5% or more.

引抜加工による塑性加工を行う場合は、引抜加工を行う際の温度が200℃以上500℃以下、前記引抜加工の断面減少率が5%以上であることが好ましい。   When performing plastic working by drawing, it is preferable that the temperature at the time of drawing is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less, and the cross-sectional reduction rate of the drawing is 5% or more.

鍛造による塑性加工を行う場合は、鍛造加工を行う際の温度が200℃以上500℃以下、前記鍛造加工の加工率が5%以上であることが好ましい。   When performing plastic working by forging, it is preferable that the temperature at the time of forging is 200 ° C. or more and 500 ° C. or less, and the processing rate of the forging is 5% or more.

上記のようにマグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行った塑性加工物は、常温において長周期積層構造相の結晶組織を有する。この塑性加工によって長周期積層構造相の少なくとも一部に湾曲部及び屈曲部のうち少なくとも一方が形成され、かつ、規則格子の並びが壊れた分断部が形成される。これにより、高い引張強度及び降伏強度を維持しながら、高い伸びを得ることができる。また、La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYbの少なくとも一つの希土類元素をマグネシウム合金に含有させているため、常温より高い温度、例えば250℃で高い引張強度及び降伏強度を得ることができる。   A plastic workpiece obtained by plastic processing of a magnesium alloy casting as described above has a crystal structure of a long-period laminated structure phase at room temperature. By this plastic working, at least one of a curved portion and a bent portion is formed in at least a part of the long-period laminated structure phase, and a split portion in which the arrangement of the regular lattice is broken is formed. Thereby, high elongation can be obtained while maintaining high tensile strength and yield strength. Further, since at least one rare earth element of La, Ce, Nd, Pr, Sm and Yb is contained in the magnesium alloy, high tensile strength and yield strength can be obtained at a temperature higher than normal temperature, for example, 250 ° C.

なお、前記塑性加工によって鋳造時に形成されたセル構造は消失する。また、前記塑性加工物は、長周期積層構造相とαMg相以外にその他の化合物相が含まれていることがある。   Note that the cell structure formed during casting by the plastic working disappears. Further, the plastic workpiece may contain other compound phases in addition to the long-period laminated structure phase and the αMg phase.

前記マグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行った後の塑性加工物に熱処理を施しても良い。この熱処理条件は、温度が200℃〜550℃、熱処理時間が1分〜3600分(又は60時間)とすることが好ましい。この熱処理を行った後の塑性加工物については、熱処理を行う前の塑性加工物に比べてビッカース硬度及び降伏強度がともに上昇する。また、熱処理後の塑性加工物にも熱処理前と同様に、常温において長周期積層構造の結晶組織を有している。   A heat treatment may be applied to the plastic workpiece after the magnesium alloy casting has been plastically processed. The heat treatment conditions are preferably a temperature of 200 ° C. to 550 ° C. and a heat treatment time of 1 minute to 3600 minutes (or 60 hours). About the plastic workpiece after performing this heat processing, both Vickers hardness and yield strength rise compared with the plastic workpiece before performing heat processing. Further, the plastic workpiece after the heat treatment also has a crystal structure of a long-period laminated structure at room temperature, as before the heat treatment.

上記実施の形態1及び2によれば、常温より高い高温で優れた機械的特性を有することにより高温で使用される用途に対して、強度が実用に供するレベルにある高強度マグネシウム合金を提供することができる。これにより、この高強度マグネシウム合金を自動車又は飛行機などの耐熱部品に用いることが可能となる。   According to the first and second embodiments, a high-strength magnesium alloy having a strength that is practically used for a use at a high temperature by having excellent mechanical properties at a high temperature higher than normal temperature is provided. be able to. This makes it possible to use this high-strength magnesium alloy for heat-resistant parts such as automobiles and airplanes.

(実施形態3)
本発明の実施形態3によるマグネシウム合金の製造方法について説明する。
実施形態2と同様の方法で、実施形態1の組成からなるマグネシウム合金を溶解して鋳造し、マグネシウム合金鋳造物を作る。次いで、マグネシウム合金鋳造物に均質化熱処理を施しても良い。
(Embodiment 3)
A method for producing a magnesium alloy according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
In the same manner as in Embodiment 2, the magnesium alloy having the composition of Embodiment 1 is melted and cast to make a magnesium alloy casting. Next, the magnesium alloy casting may be subjected to a homogenization heat treatment.

次いで、このマグネシウム合金鋳造物を切削することによって複数の数mm角以下のチップ形状鋳造物を作製する。   Next, by cutting the magnesium alloy casting, a plurality of chip-shaped castings having a size of several mm square or less are produced.

次いで、チップ形状鋳造物を圧縮又は塑性加工法的手段を用いて予備成形し、熱処理を施しても良い。この際の熱処理条件は、温度が200℃〜550℃、処理時間が1分〜3600分(又は60時間)とすることが好ましい。   The chip-shaped casting may then be pre-formed using compression or plastic working means and heat treated. The heat treatment conditions at this time are preferably a temperature of 200 ° C. to 550 ° C. and a treatment time of 1 minute to 3600 minutes (or 60 hours).

チップ形状の鋳造物は例えばチクソーモールドの原料に一般的に用いられている。
尚、チップ形状鋳造物とセラミック粒子とを混合したものを圧縮又は塑性加工法的手段を用いて予備成形し、熱処理を施しても良い。また、チップ形状鋳造物を予備成形する前に、付加的に強歪加工を施しても良い。
A chip-shaped casting is generally used as a raw material for, for example, a Chixso mold.
Note that a mixture of a chip-shaped casting and ceramic particles may be pre-formed using compression or plastic working means and subjected to heat treatment. Further, before the chip-shaped casting is preformed, a high strain processing may be additionally performed.

次に、前記チップ形状鋳造物に塑性加工を行う。この塑性加工の方法としては、実施形態2の場合と同様に種々の方法を用いることができる。
このように塑性加工を行った塑性加工物は、実施形態2と同様に、常温において長周期積層構造の結晶組織を有する。これにより、高い引張強度及び降伏強度を維持しながら、高い伸びを得ることができる。また、La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYbの少なくとも一つの希土類元素をマグネシウム合金に含有させているため、常温より高い温度、例えば250℃で高い引張強度及び降伏強度を得ることができる。
Next, plastic working is performed on the chip-shaped casting. As the plastic working method, various methods can be used as in the second embodiment.
The plastic workpiece subjected to plastic working in this way has a crystal structure of a long-period laminated structure at room temperature, as in the second embodiment. Thereby, high elongation can be obtained while maintaining high tensile strength and yield strength. Further, since at least one rare earth element of La, Ce, Nd, Pr, Sm and Yb is contained in the magnesium alloy, high tensile strength and yield strength can be obtained at a temperature higher than normal temperature, for example, 250 ° C.

前記チップ形状鋳造物に塑性加工を行った後の塑性加工物に熱処理を施しても良い。この熱処理条件は、温度が200℃〜550℃、熱処理時間が1分〜3600分(又は60時間)とすることが好ましい。この熱処理を行った後の塑性加工物については、熱処理を行う前の塑性加工物に比べてビッカース硬度及び降伏強度がともに上昇する。また、熱処理後の塑性加工物にも熱処理前と同様に、常温において長周期積層構造の結晶組織を有する。   A heat treatment may be applied to the plastic workpiece after the chip-shaped casting has been plastically processed. The heat treatment conditions are preferably a temperature of 200 ° C. to 550 ° C. and a heat treatment time of 1 minute to 3600 minutes (or 60 hours). About the plastic workpiece after performing this heat processing, both Vickers hardness and yield strength rise compared with the plastic workpiece before performing heat processing. Further, the plastic workpiece after the heat treatment also has a crystal structure of a long-period laminated structure at room temperature, as before the heat treatment.

上記実施形態3においても上記実施形態1,2と同様の効果を得ることができる。   In the third embodiment, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.

また、上記実施形態3では、鋳造物を切削することによってチップ形状鋳造物を作製することにより、組織が微細化するので、実施形態2に比べてよりより高強度・高延性・高靭性の塑性加工物などを作製することが可能となる。また、本実施形態によるマグネシウム合金は実施形態2によるマグネシウム合金に比べてZn及びYがより低濃度であっても高強度及び高靭性の特性を得ることができる。   In the third embodiment, the structure is refined by producing a chip-shaped cast by cutting the cast, so that the plasticity is higher in strength, higher ductility, and higher toughness than in the second embodiment. A workpiece or the like can be manufactured. Further, the magnesium alloy according to the present embodiment can obtain characteristics of high strength and high toughness even when Zn and Y are in a lower concentration than the magnesium alloy according to the second embodiment.

以下、本発明の実施例について説明する。
まず、本発明の実施例によるマグネシウム合金の試験片を作製した。
Examples of the present invention will be described below.
First, a magnesium alloy test piece according to an embodiment of the present invention was prepared.

図1(A)は、試験片1〜6を250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフであり、図1(B)は、試験片7〜12を250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。図1(A),(B)に示す「σUTS」は引張強度であり、「σ0.2」は降伏強度であり、「EL」は伸びである。試験片の製造方法は下記のとおりである。   FIG. 1 (A) is a graph showing the results of performing a tensile test on the test pieces 1 to 6 at a temperature of 250 ° C. and evaluating the mechanical properties, and FIG. It is a graph which shows the result of having performed the tension test at the temperature of 0 degreeC and evaluating the mechanical characteristic. “ΣUTS” shown in FIGS. 1A and 1B is tensile strength, “σ0.2” is yield strength, and “EL” is elongation. The manufacturing method of a test piece is as follows.

(試験片1)Mg96Zn2Y1.9La0.1
Znを2原子%、Yを1.9原子%、Laを0.1原子%含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるマグネシウム合金を真空溶解炉に投入し、フラックス精錬により溶解を行った。次に、加熱溶解した材料を金型に入れて鋳造し、φ29mm×L60mmのインゴット(鋳造材)を作製した。次いで、押出温度350℃において押出比10、押出速度2.5mm/秒として塑性加工(押出加工)を行ったものを製造した。
(Test piece 1) Mg96Zn2Y1.9La0.1
A magnesium alloy containing 2 atomic% of Zn, 1.9 atomic% of Y, and 0.1 atomic% of La, and the balance of Mg and inevitable impurities was put into a vacuum melting furnace and melted by flux refining. . Next, the heat-dissolved material was placed in a mold and cast to prepare an ingot (cast material) of φ29 mm × L60 mm. Next, a product subjected to plastic working (extrusion process) at an extrusion temperature of 350 ° C. with an extrusion ratio of 10 and an extrusion speed of 2.5 mm / second was produced.

(試験片2)Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.9Ce0.1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片2を製造した。
(Test piece 2) Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
Test piece 2 was manufactured in the same manner as test piece 1 except that the alloy composition of test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.9Ce0.1.

(試験片3)Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.9Nd0.1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片3を製造した。
(Test piece 3) Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
Test piece 3 was produced in the same manner as test piece 1 except that the alloy composition of test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.9Nd0.1.

(試験片4)Mg96Zn2Y1.9Pr0.1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.9Pr0.1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片4を製造した。
(Test piece 4) Mg96Zn2Y1.9Pr0.1
Test piece 4 was manufactured in the same manner as test piece 1 except that the alloy composition of test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.9Pr0.1.

(試験片5)Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.9Sm0.1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片5を製造した。
(Test piece 5) Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
Test piece 5 was manufactured in the same manner as test piece 1 except that the alloy composition of test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.9Sm0.1.

(試験片6)Mg96Zn2Y1.9Yb0.1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.9Yb0.1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片6を製造した。
(Test piece 6) Mg96Zn2Y1.9Yb0.1
A test piece 6 was produced in the same manner as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.9Yb0.1.

(試験片7)Mg96Zn2Y1La1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1La1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片7を製造した。
(Test piece 7) Mg96Zn2Y1La1
The test piece 7 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1La1.

(試験片8)Mg96Zn2Y1Ce1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1Ce1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片8を製造した。
(Test piece 8) Mg96Zn2Y1Ce1
The test piece 8 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1Ce1.

(試験片9)Mg96Zn2Y1Nd1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1Nd1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片9を製造した。
(Test piece 9) Mg96Zn2Y1Nd1
A test piece 9 was produced in the same manner as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1Nd1.

(試験片10)Mg96Zn2Y1Pr1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1Pr1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片10を製造した。
(Test piece 10) Mg96Zn2Y1Pr1
The test piece 10 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1Pr1.

(試験片11)Mg96Zn2Y1Sm1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1Sm1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片11を製造した。
(Test piece 11) Mg96Zn2Y1Sm1
The test piece 11 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1Sm1.

(試験片12)Mg96Zn2Y1Yb1
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.9Yb0.1に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片12を製造した。
(Test piece 12) Mg96Zn2Y1Yb1
The test piece 12 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.9Yb0.1.

図2は、試験片5、11、13〜15及び比較片1を室温及び250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。   FIG. 2 is a graph showing the results of performing a tensile test on the test pieces 5, 11, 13 to 15 and the comparative piece 1 at room temperature and 250 ° C. and evaluating the mechanical properties.

図2に示す参照符号11は室温での引張強度を示すものであり、参照符号12は室温での降伏強度を示すものであり、参照符号13は250℃の温度での引張強度を示すものであり、参照符号14は250℃の温度での降伏強度を示すものであり、参照符号15は250℃の温度での伸びを示すものであり、参照符号16は室温での伸びを示すものである。   Reference numeral 11 shown in FIG. 2 indicates the tensile strength at room temperature, reference numeral 12 indicates the yield strength at room temperature, and reference numeral 13 indicates the tensile strength at a temperature of 250 ° C. Yes, reference numeral 14 indicates the yield strength at a temperature of 250 ° C., reference numeral 15 indicates the elongation at a temperature of 250 ° C., and reference numeral 16 indicates the elongation at room temperature. .

(比較片1)Mg96Zn2Y2
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y2に変更し、その他は試験片1と同様の方法により比較片1を製造した。
(Comparative piece 1) Mg96Zn2Y2
The alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y2, and the comparison piece 1 was manufactured by the same method as the test piece 1 except for the above.

(試験片13)Mg96Zn2Y1.75Sm0.25
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.75Sm0.25に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片13を製造した。
(Test piece 13) Mg96Zn2Y1.75Sm0.25
The test piece 13 was manufactured in the same manner as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.75Sm0.25.

(試験片14)Mg96Zn2Y1.5Sm0.5
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.5Sm0.5に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片14を製造した。
(Test piece 14) Mg96Zn2Y1.5Sm0.5
The test piece 14 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.5Sm0.5.

(試験片15)Mg96Zn2Y1.25Sm0.75
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.25Sm0.75に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片15を製造した。
(Test piece 15) Mg96Zn2Y1.25Sm0.75
The test piece 15 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.25Sm0.75.

図3は、試験片2、8、16〜18及び比較片1を室温及び250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。   FIG. 3 is a graph showing the results of performing a tensile test on the test pieces 2, 8, 16 to 18 and the comparative piece 1 at room temperature and a temperature of 250 ° C. and evaluating the mechanical properties.

図3に示す参照符号17は室温での引張強度を示すものであり、参照符号18は室温での降伏強度を示すものであり、参照符号19は250℃の温度での引張強度を示すものであり、参照符号20は250℃の温度での降伏強度を示すものであり、参照符号21は250℃の温度での伸びを示すものであり、参照符号22は室温での伸びを示すものである。   Reference numeral 17 shown in FIG. 3 indicates the tensile strength at room temperature, reference numeral 18 indicates the yield strength at room temperature, and reference numeral 19 indicates the tensile strength at a temperature of 250 ° C. Yes, reference numeral 20 indicates the yield strength at a temperature of 250 ° C., reference numeral 21 indicates the elongation at a temperature of 250 ° C., and reference numeral 22 indicates the elongation at room temperature. .

(試験片16)Mg96Zn2Y1.75cCe0.25
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.75Ce0.25に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片16を製造した。
(Test piece 16) Mg96Zn2Y1.75cCe0.25
The test piece 16 was manufactured in the same manner as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.75Ce0.25.

(試験片17)Mg96Zn2Y1.5CeSm0.5
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.5Ce0.5に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片17を製造した。
(Test piece 17) Mg96Zn2Y1.5CeSm0.5
The test piece 17 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.5Ce0.5.

(試験片18)Mg96Zn2Y1.25Ce0.75
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.25Ce0.75に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片18を製造した。
(Test piece 18) Mg96Zn2Y1.25Ce0.75
The test piece 18 was manufactured by the same method as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.25Ce0.75.

図4は、図2に示す参照符号13〜15それぞれの引張強度、降伏強度、伸び及び図3に示す参照符号19〜21それぞれの引張強度、降伏強度、伸びをグラフに示した図である。   FIG. 4 is a graph showing the tensile strength, yield strength, and elongation of reference numerals 13 to 15 shown in FIG. 2 and the tensile strength, yield strength, and elongation of reference numerals 19 to 21 shown in FIG.

(試験片18−1)Mg96Zn2Y1.95Ce0.05
試験片1の合金組成をMg96Zn2Y1.95Ce0.05に変更し、その他は試験片1と同様の方法により試験片18−1を製造した。
試験片18−1に250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果、降伏強度は260MPaであり、引張強度は301MPaであり、伸びは13%であった。
図1〜図4及び試験片18−1の機械的特性によれば、Mg96Zn2Y2-xREx(RE:La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYb、0.05≦x<1.0)が、Mg96Zn2Y2に比べて250℃の高温で高強度が得られることが確認できた。
(Test piece 18-1) Mg96Zn2Y1.95Ce0.05
A test piece 18-1 was produced in the same manner as the test piece 1 except that the alloy composition of the test piece 1 was changed to Mg96Zn2Y1.95Ce0.05.
As a result of performing a tensile test on the test piece 18-1 at a temperature of 250 ° C. and evaluating the mechanical properties, the yield strength was 260 MPa, the tensile strength was 301 MPa, and the elongation was 13%.
1-4 and the mechanical properties of test piece 18-1, Mg96Zn2Y2-xREx (RE: La, Ce, Nd, Pr, Sm and Yb, 0.05≤x <1.0) is 250 compared to Mg96Zn2Y2. It was confirmed that high strength was obtained at a high temperature of ° C.

図5は、250℃の温度におけるLPSO(長周期積層構造相)の体積分率と引張強度、降伏強度及び伸びそれぞれとの関係を示すグラフである。このグラフは、前記の試験片2、5、8、11、13〜18及び比較片1それぞれに250℃の温度で引張試験を行った結果によって作成されたものである。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the volume fraction of LPSO (long-period laminated structure phase) at a temperature of 250 ° C., the tensile strength, the yield strength, and the elongation. This graph is created based on the result of a tensile test performed on each of the test pieces 2, 5, 8, 11, 13 to 18 and the comparative piece 1 at a temperature of 250 ° C.

図5に示す参照符号23は、Mg96Zn2Y2-xCex合金である試験片のLPSOの体積分率と引張強度との関係を示すものであり、LPSOの体積分率の低い順に試験片2、16、17、18、8のデータが記載されている。
参照符号24は、Mg96Zn2Y2-xCex合金である試験片のLPSOの体積分率と引張強度との関係を示すものであり、LPSOの体積分率の低い順に試験片2、16、17、18、8のデータが記載されている。
参照符号25は、Mg96Zn2Y2-xCex合金である試験片のLPSOの体積分率と引張強度との関係を示すものであり、LPSOの体積分率の低い順に試験片2、16、17、18、8のデータが記載されている。
Reference numeral 23 shown in FIG. 5 indicates the relationship between the LPSO volume fraction and the tensile strength of a test piece which is an Mg96Zn2Y2-xCex alloy, and the test pieces 2, 16, 17 are in descending order of the LPSO volume fraction. , 18, 8 are described.
Reference numeral 24 indicates the relationship between the LPSO volume fraction and the tensile strength of the test piece which is a Mg96Zn2Y2-xCex alloy, and the test pieces 2, 16, 17, 18, 8 are in order of increasing LPSO volume fraction. The data of is described.
Reference numeral 25 indicates the relationship between the LPSO volume fraction and the tensile strength of the test piece, which is a Mg96Zn2Y2-xCex alloy, and the test pieces 2, 16, 17, 18, 8 in descending order of the LPSO volume fraction. The data of is described.

図5に示す参照符号26は、Mg96Zn2Y2-xSmx合金である試験片のLPSOの体積分率と引張強度との関係を示すものであり、LPSOの体積分率の低い順に試験片11、5、13、14、15のデータが記載されている。
参照符号27は、Mg96Zn2Y2-xSmx合金である試験片のLPSOの体積分率と引張強度との関係を示すものであり、LPSOの体積分率の低い順に試験片11、5、13、14、15のデータが記載されている。
参照符号28は、Mg96Zn2Y2-xSmx合金である試験片のLPSOの体積分率と引張強度との関係を示すものであり、LPSOの体積分率の低い順に試験片11、5、13、14、15のデータが記載されている。
Reference numeral 26 shown in FIG. 5 indicates the relationship between the LPSO volume fraction and the tensile strength of a test piece that is an Mg96Zn2Y2-xSmx alloy, and the test pieces 11, 5, 13 are in order of increasing LPSO volume fraction. , 14, 15 are described.
Reference numeral 27 indicates the relationship between the volume fraction of LPSO and the tensile strength of the test piece which is an Mg96Zn2Y2-xSmx alloy, and the test pieces 11, 5, 13, 14, 15 in order of increasing volume fraction of LPSO. The data of is described.
Reference numeral 28 indicates the relationship between the volume fraction of LPSO and the tensile strength of a test piece that is an Mg96Zn2Y2-xSmx alloy, and the test pieces 11, 5, 13, 14, 15 in order of increasing volume fraction of LPSO. The data of is described.

図6(A)は、図1(A)と同一のグラフであり、図6(B)は、試験片19〜24を250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。図6(A),(B)に示す「σUTS」は引張強度であり、「σ0.2」は降伏強度であり、「EL」は伸びである。試験片の製造方法は下記のとおりである。   FIG. 6 (A) is the same graph as FIG. 1 (A), and FIG. 6 (B) shows the results of performing a tensile test on the test pieces 19 to 24 at a temperature of 250 ° C. and evaluating the mechanical properties. It is a graph to show. “ΣUTS” shown in FIGS. 6A and 6B is tensile strength, “σ0.2” is yield strength, and “EL” is elongation. The manufacturing method of a test piece is as follows.

(試験片19)Mg96Zn2Y1.9La0.1
押出加工の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片1と同様の方法及び組成により試験片19を製造した。
(Test piece 19) Mg96Zn2Y1.9La0.1
The test piece 19 was manufactured by the same method and composition as the test piece 1 except that the extrusion speed of the extrusion process was changed to 3.7 mm / sec.

(試験片20)Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
押出加工の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片2と同様の方法及び組成により試験片20を製造した。
(Test piece 20) Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
The test piece 20 was manufactured by the same method and composition as the test piece 2 except that the extrusion speed of the extrusion process was changed to 3.7 mm / sec.

(試験片21)Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
押出加工の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片3と同様の方法及び組成により試験片21を製造した。
(Test piece 21) Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
A test piece 21 was produced by the same method and composition as the test piece 3 except that the extrusion speed of the extrusion process was changed to 3.7 mm / second.

(試験片22)Mg96Zn2Y1.9Pr0.1
押出加工の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片4と同様の方法及び組成により試験片22を製造した。
(Test piece 22) Mg96Zn2Y1.9Pr0.1
The test piece 22 was manufactured by the same method and composition as the test piece 4 except that the extrusion speed of the extrusion process was changed to 3.7 mm / second.

(試験片23)Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
押出加工の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片5と同様の方法及び組成により試験片23を製造した。
(Test piece 23) Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
The test piece 23 was manufactured by the same method and composition as the test piece 5 except that the extrusion speed of the extrusion process was changed to 3.7 mm / sec.

(試験片24)Mg96Zn2Y1.9Yb0.1
押出加工の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片6と同様の方法及び組成により試験片24を製造した。
(Test piece 24) Mg96Zn2Y1.9Yb0.1
A test piece 24 was produced by the same method and composition as the test piece 6 except that the extrusion speed of the extrusion process was changed to 3.7 mm / second.

図7(A)は、図6(B)と同一のグラフであり、図7(B)は、試験片25〜30を250℃の温度で引張試験を行い、機械的特性を評価した結果を示すグラフである。図7(A),(B)に示す「σUTS」は引張強度であり、「σ0.2」は降伏強度であり、「EL」は伸びである。試験片の製造方法は下記のとおりである。   FIG. 7 (A) is the same graph as FIG. 6 (B), and FIG. 7 (B) shows the result of performing a tensile test on the test pieces 25 to 30 at a temperature of 250 ° C. and evaluating the mechanical properties. It is a graph to show. “ΣUTS” shown in FIGS. 7A and 7B is tensile strength, “σ0.2” is yield strength, and “EL” is elongation. The manufacturing method of a test piece is as follows.

(試験片25)Mg96Zn2Y1.5La0.5
試験片19の合金組成をMg96Zn2Y1.5La0.5に変更し、その他は試験片19と同様の方法により試験片25を製造した。
(Test piece 25) Mg96Zn2Y1.5La0.5
A test piece 25 was produced in the same manner as the test piece 19 except that the alloy composition of the test piece 19 was changed to Mg96Zn2Y1.5La0.5.

(試験片26)Mg96Zn2Y1.5Ce0.5
試験片19の合金組成をMg96Zn2Y1.5Ce0.5に変更し、その他は試験片19と同様の方法により試験片26を製造した。
(Test piece 26) Mg96Zn2Y1.5Ce0.5
The test piece 26 was manufactured in the same manner as the test piece 19 except that the alloy composition of the test piece 19 was changed to Mg96Zn2Y1.5Ce0.5.

(試験片27)Mg96Zn2Y1.5Nd0.5
試験片19の合金組成をMg96Zn2Y1.5Nd0.5に変更し、その他は試験片19と同様の方法により試験片27を製造した。
(Test piece 27) Mg96Zn2Y1.5Nd0.5
A test piece 27 was manufactured in the same manner as the test piece 19 except that the alloy composition of the test piece 19 was changed to Mg96Zn2Y1.5Nd0.5.

(試験片28)Mg96Zn2Y1.5Pr0.5
試験片19の合金組成をMg96Zn2Y1.5Pr0.5に変更し、その他は試験片19と同様の方法により試験片28を製造した。
(Test piece 28) Mg96Zn2Y1.5Pr0.5
A test piece 28 was manufactured in the same manner as the test piece 19 except that the alloy composition of the test piece 19 was changed to Mg96Zn2Y1.5Pr0.5.

(試験片29)Mg96Zn2Y1.5Sm0.5
試験片19の合金組成をMg96Zn2Y1.5Sm0.5に変更し、その他は試験片19と同様の方法により試験片29を製造した。
(Test piece 29) Mg96Zn2Y1.5Sm0.5
A test piece 29 was produced in the same manner as the test piece 19 except that the alloy composition of the test piece 19 was changed to Mg96Zn2Y1.5Sm0.5.

(試験片30)Mg96Zn2Y1.5Yb0.5
試験片19の合金組成をMg96Zn2Y1.5Yb0.5に変更し、その他は試験片19と同様の方法により試験片30を製造した。
(Test piece 30) Mg96Zn2Y1.5Yb0.5
The test piece 30 was manufactured in the same manner as the test piece 19 except that the alloy composition of the test piece 19 was changed to Mg96Zn2Y1.5Yb0.5.

図8(A)は、比較片1に300℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図8(B)は、比較片1に350℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図8(C)は、比較片1に400℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真である。   FIG. 8A is a photograph of the crystal structure after heat-treating the comparative piece 1 at a temperature of 300 ° C. for 1 hour, and FIG. 8B shows the comparative piece 1 having a temperature of 350 ° C. for 1 hour. FIG. 8C is a photograph of the crystal structure after heat treatment is performed on the comparative piece 1 at a temperature of 400 ° C. for 1 hour.

図9(A)は、試験片1に300℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図9(B)は、試験片1に350℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図9(C)は、試験片1に400℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図9(D)は、試験片2に300℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図9(E)は、試験片2に350℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図9(F)は、試験片2に400℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真である。   FIG. 9 (A) is a photograph of the crystal structure after heat-treating the test piece 1 at a temperature of 300 ° C. for 1 hour, and FIG. 9 (B) shows the test piece 1 at a temperature of 350 ° C. for 1 hour. FIG. 9C is a photograph of the crystal structure after the heat treatment, and FIG. 9C is a photograph of the crystal structure after the test piece 1 is heat treated at a temperature of 400 ° C. for 1 hour. FIG. 9E is a crystal structure photograph after subjecting test piece 2 to heat treatment at a temperature of 300 ° C. for 1 hour, and FIG. 9 (E) shows crystals after heat treatment of test piece 2 at a temperature of 350 ° C. for one hour. FIG. 9 (F) is a photograph of the crystal structure after subjecting the test piece 2 to heat treatment at a temperature of 400 ° C. for 1 hour.

図10(A)は、試験片3に300℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図10(B)は、試験片3に350℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図10(C)は、試験片3に400℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図10(D)は、試験片5に300℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図10(E)は、試験片5に350℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真であり、図10(F)は、試験片5に400℃の温度で1時間の熱処理を施した後の結晶組織写真である。   FIG. 10 (A) is a photograph of the crystal structure after heat-treating the test piece 3 at a temperature of 300 ° C. for 1 hour, and FIG. 10 (B) shows the test piece 3 at a temperature of 350 ° C. for 1 hour. FIG. 10C is a photograph of the crystal structure after the heat treatment, and FIG. 10C is a photograph of the crystal structure after the heat treatment for 1 hour at a temperature of 400 ° C. FIG. 10E is a crystal structure photograph after the test piece 5 is heat-treated at 300 ° C. for 1 hour, and FIG. 10 (E) is a crystal after the test piece 5 is heat-treated at 350 ° C. for 1 hour. FIG. 10 (F) is a photograph of the crystal structure after heat-treating the test piece 5 at a temperature of 400 ° C. for 1 hour.

図11(A)〜(C)は、図8(A)〜(C)と同一の写真であり、図11(D)〜(F)は、図9(D)〜(F)と同一の写真である。   11A to 11C are the same photographs as FIGS. 8A to 8C, and FIGS. 11D to 11F are the same as FIGS. 9D to 9F. It is a photograph.

図12は、平均結晶粒径と熱処理温度との関係を示すグラフであり、図8(A)〜(C)、図9(A)〜(F)、図10(A)〜(F)それぞれの試験片の平均結晶粒径と熱処理温度との関係が示されている。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the average crystal grain size and the heat treatment temperature. FIGS. 8 (A) to (C), FIGS. 9 (A) to (F), and FIGS. 10 (A) to (F). The relationship between the average crystal grain size of the test piece and the heat treatment temperature is shown.

図12によれば、Mg96Zn2Y1.9RE0.1合金(RE:La、Ce、Nd、Sm)の350℃の温度での熱処理後の結晶粒径が、Mg96Zn2Y2合金の350℃の温度での熱処理後の結晶粒径に比べて非常に小さいことが分かる。   According to FIG. 12, the crystal grain size of the Mg96Zn2Y1.9RE0.1 alloy (RE: La, Ce, Nd, Sm) after the heat treatment at a temperature of 350 ° C. is the same as that of the Mg96Zn2Y2 alloy after the heat treatment at a temperature of 350 ° C. It can be seen that it is very small compared to the crystal grain size.

図14は、200℃の温度に保持した試験片31、32及び比較片2それぞれに150MPaの荷重をかけて1000時間のクリープ試験を行い、200℃の温度に保持した比較片2に90MPaの荷重をかけて1000時間のクリープ試験を行い、それらの結果であるクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。図15は、図14に示すグラフの0〜100時間までを拡大したグラフである。   FIG. 14 shows that a creep test for 1000 hours is performed by applying a load of 150 MPa to each of the test pieces 31 and 32 and the comparative piece 2 held at a temperature of 200 ° C., and a load of 90 MPa is applied to the comparative piece 2 held at a temperature of 200 ° C. 5 is a graph showing a creep characteristic (relationship between time and deformation amount) as a result of performing a creep test for 1000 hours over time. FIG. 15 is an enlarged graph of 0 to 100 hours of the graph shown in FIG.

(試験片31)Mg96Zn2Y1.9La0.1
Znを2原子%、Yを1.9原子%、Laを0.1原子%含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるマグネシウム合金を真空溶解炉に投入し、フラックス精錬により溶解を行った。次に、加熱溶解した材料を金型に入れて鋳造し、φ29mm×L60mmのインゴット(鋳造材)を作製した。次いで、押出温度350℃において押出比10、押出速度2.5mm/秒として塑性加工(押出加工)を行ったものを製造した。
(Test piece 31) Mg96Zn2Y1.9La0.1
A magnesium alloy containing 2 atomic% of Zn, 1.9 atomic% of Y, and 0.1 atomic% of La, and the balance of Mg and inevitable impurities was put into a vacuum melting furnace and melted by flux refining. . Next, the heat-dissolved material was placed in a mold and cast to prepare an ingot (cast material) of φ29 mm × L60 mm. Next, a product subjected to plastic working (extrusion process) at an extrusion temperature of 350 ° C. with an extrusion ratio of 10 and an extrusion speed of 2.5 mm / second was produced.

(試験片32)Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y1.9Ce0.1に変更し、その他は試験片31と同様の方法により試験片32を製造した。
(Test piece 32) Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
The test piece 32 was manufactured by the same method as the test piece 31 except that the alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y1.9Ce0.1.

(比較片2)Mg96Zn2Y2
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y2に変更し、その他は試験片31と同様の方法により比較片2を製造した。
(Comparative piece 2) Mg96Zn2Y2
The alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y2, and the comparative piece 2 was manufactured by the same method as the test piece 31 except for the above.

図14及び図15によれば、Mg96Zn2Y1.9La0.1(試験片31)、Mg96Zn2Y1.9Ce0.1(試験片32)がMg96Zn2Y2(比較片2)に比べて200℃で優れたクリープ特性を示すことが確認された。   14 and 15, Mg96Zn2Y1.9La0.1 (test piece 31) and Mg96Zn2Y1.9Ce0.1 (test piece 32) exhibit excellent creep characteristics at 200 ° C. compared to Mg96Zn2Y2 (comparative piece 2). Was confirmed.

図16は、試験片31、32及び比較片2に図14に示す荷重150MPa・1000時間のクリープ試験を行った後の結晶組織写真である。   FIG. 16 is a photograph of the crystal structure after the test pieces 31 and 32 and the comparative piece 2 were subjected to a creep test with a load of 150 MPa · 1000 hours shown in FIG.

図17は、比較片2に図14に示す荷重90MPa・1000時間のクリープ試験を行った後のサンプルの外観写真、及び試験片31、32及び比較片2に図14に示す荷重150MPa・1000時間のクリープ試験を行った後のサンプルの外観写真である。   FIG. 17 is a photograph of the appearance of the sample after the creep test of the load 90 MPa · 1000 hours shown in FIG. 14 is performed on the comparative piece 2, and the load 150 MPa · 1000 hours shown in FIG. 14 on the test pieces 31 and 32 and the comparative piece 2. It is the external appearance photograph of the sample after performing the creep test of.

図16によれば、Mg96Zn2Y2(比較片2)の組織変化がMg96Zn2Y1.9La0.1(試験片31)、Mg96Zn2Y1.9Ce0.1(試験片32)より多いことが分かる。
また、図17によれば、クリープ実験後、Mg96Zn2Y2(比較片2)よりMg96Zn2Y1.9La0.1(試験片31)、Mg96Zn2Y1.9Ce0.1(試験片32)が表面の酸化物の量が少ないことが分かる。
According to FIG. 16, it can be seen that the structure change of Mg96Zn2Y2 (Comparative specimen 2) is larger than that of Mg96Zn2Y1.9La0.1 (test specimen 31) and Mg96Zn2Y1.9Ce0.1 (test specimen 32).
Also, according to FIG. 17, after the creep experiment, Mg96Zn2Y1.9La0.1 (test piece 31) and Mg96Zn2Y1.9Ce0.1 (test piece 32) have less oxide on the surface than Mg96Zn2Y2 (comparative piece 2). I understand.

図18は、200℃の温度に保持した試験片33、34及び比較片2それぞれに210MPaの荷重をかけて50時間のクリープ試験を行い、その結果であるクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。   FIG. 18 shows a result of a 50 hour creep test with a load of 210 MPa applied to each of test pieces 33 and 34 and comparative piece 2 held at a temperature of 200 ° C., and the resulting creep characteristics (relationship between time and deformation amount). ).

(試験片33)Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y1.9Sm0.1に変更し、その他は試験片31と同様の方法により試験片33を製造した。
(Test piece 33) Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
A test piece 33 was manufactured in the same manner as the test piece 31 except that the alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y1.9Sm0.1.

(試験片34)Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y1.9Nd0.1に変更し、その他は試験片31と同様の方法により試験片34を製造した。
(Test piece 34) Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
A test piece 34 was manufactured in the same manner as the test piece 31 except that the alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y1.9Nd0.1.

図15に示す50時間のクリープ特性が図14に示す1000時間のクリープ特性とほぼ同じ傾向を示すことから、図18に示す50時間のクリープ特性についても、それより長時間のクリープ特性とほぼ同じ傾向を示すことが期待される。   Since the 50-hour creep characteristics shown in FIG. 15 show almost the same tendency as the 1000-hour creep characteristics shown in FIG. 14, the 50-hour creep characteristics shown in FIG. 18 are almost the same as the long-term creep characteristics. It is expected to show a trend.

図18によれば、Mg96Zn2Y1.9Sm0.1(試験片33)、Mg96Zn2Y1.9Nd0.1(試験片34)がMg96Zn2Y2(比較片2)に比べて200℃で優れたクリープ特性を示すことが確認された。   According to FIG. 18, it was confirmed that Mg96Zn2Y1.9Sm0.1 (test piece 33) and Mg96Zn2Y1.9Nd0.1 (test piece 34) show excellent creep characteristics at 200 ° C. compared to Mg96Zn2Y2 (comparative piece 2). It was.

図19は、試験片33、34及び比較片2に図18に示す荷重210MPa・50時間のクリープ試験を行った後の結晶組織写真である。   FIG. 19 is a photograph of the crystal structure after the test pieces 33 and 34 and the comparative piece 2 were subjected to a creep test with a load of 210 MPa · 50 hours shown in FIG.

図19によれば、Mg96Zn2Y2(比較片2)の組織変化が、Mg96Zn2Y1.9Sm0.1(試験片33)、Mg96Zn2Y1.9Nd0.1(試験片34)より多いことが分かる。   According to FIG. 19, it can be seen that the structure change of Mg96Zn2Y2 (Comparative specimen 2) is larger than that of Mg96Zn2Y1.9Sm0.1 (test specimen 33) and Mg96Zn2Y1.9Nd0.1 (test specimen 34).

図20は、225℃の温度に保持した比較片2、3それぞれに160MPaの荷重をかけて50時間のクリープ試験を行い、その結果であるクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。   FIG. 20 is a graph showing creep characteristics (relationship between time and deformation amount) as a result of a creep test for 50 hours with a load of 160 MPa applied to each of comparative pieces 2 and 3 held at a temperature of 225 ° C. It is.

図20によれば、Mg96Zn2Y2(比較片2)がMg97Zn1Y2(比較片3)に比べて225℃で優れたクリープ特性を示すことが確認された。   According to FIG. 20, it was confirmed that Mg96Zn2Y2 (Comparative piece 2) showed excellent creep characteristics at 225 ° C. compared to Mg97Zn1Y2 (Comparative piece 3).

(比較片3)Mg97Zn1Y2
試験片31の合金組成をMg97Zn1Y2に変更し、その他は試験片31と同様の方法により比較片3を製造した。
(Comparative piece 3) Mg97Zn1Y2
The alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg97Zn1Y2, and the comparison piece 3 was manufactured in the same manner as the test piece 31 except for the above.

図21は、比較片2、3に図20に示す荷重160MPa・50時間のクリープ試験を行った後の結晶組織写真である。
図21によれば、クリープ試験後のMg97Zn1Y2(比較片3)の組織変化が、Mg96Zn2Y2(比較片2)より多いことが分かる。
FIG. 21 is a photograph of the crystal structure after the comparative specimens 2 and 3 were subjected to a creep test with a load of 160 MPa · 50 hours shown in FIG.
According to FIG. 21, it can be seen that the structure change of Mg97Zn1Y2 (comparative piece 3) after the creep test is larger than that of Mg96Zn2Y2 (comparative piece 2).

図22は、225℃の温度に保持した試験片35〜38及び比較片4それぞれに160MPaの荷重をかけて50時間のクリープ試験を行い、その結果であるクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。   FIG. 22 shows the result of creep test (relationship between time and amount of deformation) as a result of performing a creep test for 50 hours by applying a load of 160 MPa to each of the test pieces 35 to 38 and the comparative piece 4 held at a temperature of 225 ° C. ).

(試験片35)Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
比較片3の合金組成をMg96Zn2Y1.9Nd0.1に変更し、押出速度を2.9mm/秒に変更し、その他は比較片3と同様の方法により試験片35を製造した。
(Test piece 35) Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
The test piece 35 was manufactured in the same manner as the comparative piece 3 except that the alloy composition of the comparative piece 3 was changed to Mg96Zn2Y1.9Nd0.1, the extrusion speed was changed to 2.9 mm / sec.

(試験片36)Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y1.9Sm0.1に変更し、押出速度を2.9mm/秒に変更し、その他は試験片31と同様の方法により試験片36を製造した。
(Test piece 36) Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
A test piece 36 was manufactured in the same manner as the test piece 31 except that the alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y1.9Sm0.1, the extrusion speed was changed to 2.9 mm / sec.

(試験片37)Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y1.9Ce0.1に変更し、押出速度を2.9mm/秒に変更し、その他は試験片31と同様の方法により試験片37を製造した。
(Test piece 37) Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
A test piece 37 was manufactured in the same manner as the test piece 31 except that the alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y1.9Ce0.1, the extrusion speed was changed to 2.9 mm / sec.

(試験片38)Mg96Zn2Y1.9La0.1
試験片31の合金組成をMg96Zn2Y1.9La0.1に変更し、押出速度を2.9mm/秒に変更し、その他は試験片31と同様の方法により試験片38を製造した。
(Test piece 38) Mg96Zn2Y1.9La0.1
A test piece 38 was produced in the same manner as the test piece 31 except that the alloy composition of the test piece 31 was changed to Mg96Zn2Y1.9La0.1, the extrusion speed was changed to 2.9 mm / sec.

(比較片4)Mg96Zn2Y2
試験片31の押出速度を2.9mm/秒に変更し、その他は試験片31と同様の方法により比較片4を製造した。
(Comparison piece 4) Mg96Zn2Y2
The extrusion speed of the test piece 31 was changed to 2.9 mm / sec, and the other comparison pieces 4 were produced in the same manner as the test piece 31.

図22によれば、試験片35〜38が比較片4に比べて225℃で優れたクリープ特性を示すことが確認された。   According to FIG. 22, it was confirmed that the test pieces 35 to 38 exhibited excellent creep characteristics at 225 ° C. as compared with the comparative piece 4.

図23は、225℃の温度に保持した試験片39〜42及び比較片5それぞれに160MPaの荷重をかけて50時間のクリープ試験を行い、その結果であるクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。   FIG. 23 shows a creep property (relationship between time and deformation) as a result of performing a creep test for 50 hours by applying a load of 160 MPa to each of the test pieces 39 to 42 and the comparative piece 5 held at a temperature of 225 ° C. ).

(試験片39)Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
試験片35の押出速度を3.3mm/秒に変更し、その他は試験片35と同様の方法により試験片39を製造した。
(Test piece 39) Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
The test piece 39 was manufactured by the same method as the test piece 35 except that the extrusion speed of the test piece 35 was changed to 3.3 mm / sec.

(試験片40)Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
試験片36の押出速度を3.3mm/秒に変更し、その他は試験片36と同様の方法により試験片40を製造した。
(Test piece 40) Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
The test piece 40 was manufactured by the same method as the test piece 36 except that the extrusion speed of the test piece 36 was changed to 3.3 mm / sec.

(試験片41)Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
試験片37の押出速度を3.3mm/秒に変更し、その他は試験片37と同様の方法により試験片41を製造した。
(Test piece 41) Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
The test piece 41 was manufactured by the same method as the test piece 37 except that the extrusion speed of the test piece 37 was changed to 3.3 mm / sec.

(試験片42)Mg96Zn2Y1.9La0.1
試験片38の押出速度を3.3mm/秒に変更し、その他は試験片38と同様の方法により試験片42を製造した。
(Test piece 42) Mg96Zn2Y1.9La0.1
The test piece 42 was manufactured by the same method as the test piece 38 except that the extrusion speed of the test piece 38 was changed to 3.3 mm / sec.

(比較片5)Mg96Zn2Y2
比較片4の押出速度を3.3mm/秒に変更し、その他は比較片4と同様の方法により比較片5を製造した。
(Comparative piece 5) Mg96Zn2Y2
The extrusion speed of the comparative piece 4 was changed to 3.3 mm / second, and the comparative piece 5 was manufactured by the same method as the comparative piece 4 except for the others.

図23によれば、試験片39〜42が比較片6に比べて225℃で優れたクリープ特性を示すことが確認された。   According to FIG. 23, it was confirmed that the test pieces 39 to 42 exhibited excellent creep characteristics at 225 ° C. as compared with the comparative piece 6.

図24は、225℃の温度に保持した試験片43〜46及び比較片6それぞれに160MPaの荷重をかけて50時間のクリープ試験を行い、その結果であるクリープ特性(時間と変形量との関係)を示すグラフである。   FIG. 24 shows the result of creep test (relationship between time and amount of deformation) as a result of performing a creep test for 50 hours by applying a load of 160 MPa to each of test pieces 43 to 46 and comparative piece 6 held at a temperature of 225 ° C. ).

(試験片43)Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
試験片35の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片35と同様の方法により試験片43を製造した。
(Test piece 43) Mg96Zn2Y1.9Nd0.1
The test piece 43 was manufactured by the same method as the test piece 35 except that the extrusion speed of the test piece 35 was changed to 3.7 mm / sec.

(試験片44)Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
試験片36の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片36と同様の方法により試験片44を製造した。
(Test piece 44) Mg96Zn2Y1.9Sm0.1
A test piece 44 was manufactured in the same manner as the test piece 36 except that the extrusion speed of the test piece 36 was changed to 3.7 mm / sec.

(試験片45)Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
試験片37の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片37と同様の方法により試験片45を製造した。
(Test piece 45) Mg96Zn2Y1.9Ce0.1
The test piece 45 was manufactured by the same method as the test piece 37 except that the extrusion speed of the test piece 37 was changed to 3.7 mm / sec.

(試験片46)Mg96Zn2Y1.9La0.1
試験片38の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は試験片38と同様の方法により試験片46を製造した。
(Test piece 46) Mg96Zn2Y1.9La0.1
The test piece 46 was manufactured in the same manner as the test piece 38 except that the extrusion speed of the test piece 38 was changed to 3.7 mm / sec.

(比較片6)Mg96Zn2Y2
比較片4の押出速度を3.7mm/秒に変更し、その他は比較片4と同様の方法により比較片6を製造した。
(Comparative piece 6) Mg96Zn2Y2
The extrusion speed of the comparative piece 4 was changed to 3.7 mm / sec, and the comparative piece 6 was manufactured in the same manner as the comparative piece 4 except for the others.

図24によれば、試験片43〜46が比較片6に比べて225℃で優れたクリープ特性を示すことが確認された。
また、図22〜図24によれば、試験片を作製する際の押出速度が遅いほうが、試験片全体的にクリープ特性が良くなることが分かる。
According to FIG. 24, it was confirmed that the test pieces 43 to 46 showed excellent creep characteristics at 225 ° C. as compared with the comparative piece 6.
Moreover, according to FIGS. 22-24, it turns out that the one where the extrusion speed at the time of producing a test piece is slow improves creep characteristics as a whole test piece.

図25は、図20に示す比較片2、図22に示す試験片38及び比較片4、図23に示す試験片42及び比較片5、図24に示す試験片46及び比較片6それぞれのクリープ特性を示すグラフである。
図25によれば、合金組成がMg96Zn2Y2の比較片は押出速度が高くなるに従いクリープ特性が悪くなるのに対し、合金組成がMg96Zn2Y1.9La0.1の試験片は押出速度と関係なくクリープ特性が良いことが確認された。
FIG. 25 shows the creep of the comparative piece 2 shown in FIG. 20, the test piece 38 and the comparative piece 4 shown in FIG. 22, the test piece 42 and the comparative piece 5 shown in FIG. 23, and the test piece 46 and the comparative piece 6 shown in FIG. It is a graph which shows a characteristic.
According to FIG. 25, the comparative specimen with the alloy composition Mg96Zn2Y2 deteriorates in creep characteristics as the extrusion speed increases, whereas the specimen with the alloy composition Mg96Zn2Y1.9La0.1 has good creep characteristics regardless of the extrusion speed. It was confirmed.

図26は、図22に示すクリープ試験を行った後の比較片4、図23に示すクリープ試験を行った後の比較片5、図24に示すクリープ試験を行った後の比較片6それぞれの結晶組織写真である。図27は、図22に示すクリープ試験を行った後の試験片38、図23に示すクリープ試験を行った後の試験片42、図24に示すクリープ試験を行った後の試験片46それぞれの結晶組織写真である。   26 shows the comparison piece 4 after the creep test shown in FIG. 22, the comparison piece 5 after the creep test shown in FIG. 23, and the comparison piece 6 after the creep test shown in FIG. It is a crystal structure photograph. 27 shows a test piece 38 after the creep test shown in FIG. 22, a test piece 42 after the creep test shown in FIG. 23, and a test piece 46 after the creep test shown in FIG. It is a crystal structure photograph.

図28は、平均結晶粒径と押出速度との関係を示すグラフであり、図20に示す比較片2、図22に示す試験片38及び比較片4、図23に示す試験片42及び比較片5、図24に示す試験片46及び比較片6それぞれのクリープ試験後の平均結晶粒径と押出速度との関係が示されている。   FIG. 28 is a graph showing the relationship between the average crystal grain size and the extrusion speed. The comparative piece 2 shown in FIG. 20, the test piece 38 and the comparative piece 4 shown in FIG. 22, the test piece 42 and the comparative piece shown in FIG. 5, the relationship between the average crystal grain size after the creep test and the extrusion rate of each of the test piece 46 and the comparison piece 6 shown in FIG. 24 is shown.

図26及び図28によれば、合金組成がMg96Zn2Y2のクリープ試験後の比較片は、押出速度が高くなるに従い、結晶粒径が大きくなることが分かる。
また、図26〜図28によれば、合金組成がMg96Zn2Y1.9La0.1のクリープ試験後の試験片は、押出速度が高くなっても結晶粒径の変化がMg96Zn2Y2に比べて少ないことが分かる。
26 and 28, it can be seen that the comparative specimen after the creep test having an alloy composition of Mg96Zn2Y2 has a larger crystal grain size as the extrusion rate increases.
Further, according to FIGS. 26 to 28, it can be seen that the test piece after the creep test with an alloy composition of Mg96Zn2Y1.9La0.1 has a smaller change in crystal grain size compared with Mg96Zn2Y2 even when the extrusion rate is increased.

11,17 室温での引張強度
12,18 室温での降伏強度
13,19 250℃の温度での引張強度
14,20 250℃の温度での降伏強度
15,21 250℃の温度での伸び
16,22 室温での伸び
23,26 LPSOの体積分率と引張強度との関係
24,27 LPSOの体積分率と降伏強度との関係
25,28 LPSOの体積分率と伸びとの関係
11,17 Tensile strength at room temperature 12,18 Yield strength at room temperature 13,19 Tensile strength at a temperature of 250 ° C. 14,20 Yield strength at a temperature of 250 ° C. 15,21 Elongation at a temperature of 250 ° C. 16, 22 Elongation at room temperature 23,26 Relationship between volume fraction of LPSO and tensile strength 24,27 Relationship between volume fraction of LPSO and yield strength 25,28 Relationship between volume fraction of LPSO and elongation

Claims (4)

常温より高い温度で使用される高強度マグネシウム合金であって、
Znをa原子%含有し、Yをb原子%含有し、La、Ce、Nd、Pr、Sm及びYbからなる群から選択される少なくとも1つの元素を合計でc原子%含有し、残部がMgと不可避的不純物からなり、aとbとcは下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする高強度マグネシウム合金。
(1)0<a≦2.0
(2)1.0≦b≦1.95
(3)0.05≦c≦1.0
A high-strength magnesium alloy used at a temperature higher than room temperature,
Zn contains a atomic%, Y contains b atomic%, contains at least one element selected from the group consisting of La, Ce, Nd, Pr, Sm, and Yb in total, containing c atomic%, with the balance being Mg A high-strength magnesium alloy characterized in that a, b, and c satisfy the following formulas (1) to (3).
(1) 0 <a ≦ 2.0
(2) 1.0 ≦ b ≦ 1.95
(3) 0.05 ≦ c ≦ 1.0
請求項1において、前記常温より高い温度が250℃であることを特徴とする高強度マグネシウム合金。   The high-strength magnesium alloy according to claim 1, wherein a temperature higher than the normal temperature is 250 ° C. 請求項1又は2において、前記高強度マグネシウム合金は常温において長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度マグネシウム合金。   3. The high-strength magnesium alloy according to claim 1, wherein the high-strength magnesium alloy has a long-period laminated structure phase at room temperature. 請求項1乃至3のいずれか一項において、前記高強度マグネシウム合金は350℃の温度で1時間の熱処理を施しても平均結晶粒径が1.7μm以下であることを特徴とする高強度マグネシウム合金。   4. The high-strength magnesium according to claim 1, wherein the high-strength magnesium alloy has an average crystal grain size of 1.7 μm or less even when heat-treated at a temperature of 350 ° C. for 1 hour. alloy.
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