JP2012140655A - Magnesium alloy sheet material - Google Patents

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真弘 山川
Masasada Numano
正禎 沼野
Takayasu Sugihara
崇康 杉原
Yugo Kubo
優吾 久保
Koji Iguchi
光治 井口
Osamu Mizuno
修 水野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnesium alloy sheet material with excellent corrosion resistance.SOLUTION: The magnesium alloy sheet material comprises a magnesium alloy containing 7.3 mass%-16 mass% Al. When the Al content of the whole sheet material is x mass%, the area with the Al content of 0.8x mass%-1.2x mass% is 50 area% or more, the area with the Al content of 1.4x mass% or more is 17.5 area% or less and there is substantially no area with the Al content of 4.2 mass% or less. In the magnesium alloy sheet material, since the variation of Al concentration is low and there are few areas with extremely low Al content, the occurrence of localized corrosion and the progression of the corrosion are effectively prevented. Thus, the magnesium alloy sheet material has excellent corrosion resistance compared to a die cast material with the same overall Al content.

Description

本発明は、電気・電子機器類の筐体、自動車用部品などの各種の部材の素材に適したマグネシウム合金板材に関するものである。特に、耐食性に優れるマグネシウム合金板材に関するものである。   The present invention relates to a magnesium alloy plate material suitable for materials of various members such as casings for electric and electronic devices, automobile parts, and the like. In particular, the present invention relates to a magnesium alloy sheet having excellent corrosion resistance.

マグネシウムに種々の添加元素を含有したマグネシウム合金が、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータといった携帯用電気・電子機器類の筐体や自動車部品などの各種の部材の構成材料に利用されてきている。   Magnesium alloys containing various additive elements in magnesium have been used as constituent materials for various members such as casings of portable electric and electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers and automobile parts.

マグネシウム合金からなる部材は、ダイカスト材やチクソモールド材(ASTM規格のAZ91合金)が主流である。近年、ASTM規格のAZ31合金に代表される展伸用マグネシウム合金からなる板にプレス加工を施した部材が使用されつつある。特許文献1は、ASTM規格におけるAZ91合金相当の合金からなり、プレス加工性に優れるマグネシウム合金板を提案している。   Main members made of magnesium alloys are die-cast materials and thixo-mold materials (ASTM standard AZ91 alloy). In recent years, a member obtained by pressing a plate made of a magnesium alloy for extension represented by ASTM standard AZ31 alloy is being used. Patent Document 1 proposes a magnesium alloy plate made of an alloy equivalent to the AZ91 alloy in the ASTM standard and having excellent press workability.

マグネシウムは、活性な金属であるため、上記部材やその素材となるマグネシウム合金板の表面に陽極酸化処理や化成処理といった防食処理を施して、耐食性を高めることがなされている。   Since magnesium is an active metal, corrosion resistance such as anodizing treatment or chemical conversion treatment is performed on the surface of the above-mentioned member or a magnesium alloy plate as a material thereof to enhance corrosion resistance.

特開2007-098470号公報JP 2007-098470 A

上述したAZ31合金やAZ91合金などのAlを含有するマグネシウム合金は、Alの含有量が多くなるほど耐食性に優れる傾向にある。例えば、AZ91合金は、マグネシウム合金の中でも耐食性に優れるとされている。しかし、AZ91合金により構成された部材(主としてダイカスト材やチクソモールド材)であっても、上記防食処理が必要とされている。この理由は、AZ91合金から構成されたダイカスト材などであっても防食処理を施さない場合、後述するように腐食試験を行うと、局所的な腐食が生じ得るからである。従って、マグネシウム合金部材の素材となるマグネシウム合金板材に対して、更なる耐食性の向上が望まれる。   Magnesium alloys containing Al such as the AZ31 alloy and AZ91 alloy described above tend to have better corrosion resistance as the Al content increases. For example, AZ91 alloy is said to be excellent in corrosion resistance among magnesium alloys. However, the above-described anticorrosion treatment is required even for members made of AZ91 alloy (mainly die-cast material or thixomold material). This is because even when a die-cast material made of AZ91 alloy or the like is not subjected to anticorrosion treatment, local corrosion may occur when a corrosion test is performed as described later. Therefore, further improvement in corrosion resistance is desired for the magnesium alloy plate material used as the material of the magnesium alloy member.

そこで、本発明の目的は、耐食性に優れるマグネシウム合金板材を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnesium alloy plate material having excellent corrosion resistance.

上述のようにAlの含有量が多いほど、耐食性を向上できる。そこで、本発明者らは、Alを7.3質量%以上含有するマグネシウム合金を対象とし、種々の条件でマグネシウム合金からなる板材を作製して耐食性を調べた。その結果、マグネシウム合金板材全体のAlの含有量が同じであっても、耐食性に優劣があった。この原因を解明するために、まず、組織を調べたところ、耐食性に劣るマグネシウム合金板材では、粗大な析出物(合金中の添加元素に基づくもの。代表的には、Al及びMgの少なくとも一方を含む金属間化合物)が存在しており、耐食性に優れるマグネシウム合金板材では、微細な析出物が均一的に分散して存在していた。   As described above, the corrosion resistance can be improved as the Al content increases. Therefore, the present inventors made a plate material made of a magnesium alloy under various conditions and examined the corrosion resistance, targeting a magnesium alloy containing Al of 7.3% by mass or more. As a result, even when the Al content of the entire magnesium alloy sheet was the same, the corrosion resistance was superior. In order to elucidate the cause, first, the structure was examined. As a result, the magnesium alloy plate material with poor corrosion resistance was found to have coarse precipitates (based on additive elements in the alloy. Typically, at least one of Al and Mg was removed. In the magnesium alloy sheet having excellent corrosion resistance, fine precipitates are uniformly dispersed.

ここで、マグネシウム合金中のAlといった添加元素は主として、析出物(代表的には金属間化合物)、晶出物、及び固溶体の少なくとも一つの状態で存在する。Alが析出物などに利用されると、析出物及びその周囲から離れた領域を構成するマグネシウム合金の母相自体のAl量が少なくなる。   Here, an additive element such as Al in the magnesium alloy exists mainly in at least one state of a precipitate (typically an intermetallic compound), a crystallized product, and a solid solution. When Al is used for precipitates or the like, the amount of Al in the matrix phase of the magnesium alloy constituting the precipitate and the region away from the surroundings decreases.

上述の粗大な析出物が存在する組織とは、Al濃度が周囲と比較して高く、かつこの高Al濃度部分の面積が比較的大きい領域(主として析出物及びその周囲によりつくられる領域)が局所的に存在する組織と言える。換言すれば、Al濃度が相対的に低い領域が局所的に、かつ多く存在する組織と言える。そして、上記Al濃度が低い領域のそれぞれにおいて腐食が発生し易く、孔食といった局所的な腐食が生じたり、進行したりすると考えられる。   The structure in which the coarse precipitate is present is a region where the Al concentration is higher than the surrounding area and the area of this high Al concentration portion is relatively large (mainly the region formed by the precipitate and the surrounding area). It can be said that this organization exists. In other words, it can be said that the region where the Al concentration is relatively low is a local and abundant tissue. And it is thought that corrosion tends to occur in each of the regions where the Al concentration is low, and local corrosion such as pitting corrosion occurs or proceeds.

一方、微細な析出物が均一的に存在する組織とは、Al濃度が周囲と比較して高く、かつこの高Al濃度部分からなる微小な領域が均一的に存在する組織と言える。換言すれば、微細な析出物が均一的に分散して存在し、かつ母相に残存するAlが多く均一的に分散する組織と言える。Alが均一的に分散することで、上記のような局所的な腐食の発生や進行が生じ難く、このような組織を有するマグネシウム合金板材は、耐食性に優れる、と考えられる。   On the other hand, a structure in which fine precipitates exist uniformly can be said to be a structure in which the Al concentration is higher than that of the surroundings and a minute region consisting of this high Al concentration portion exists uniformly. In other words, it can be said that fine precipitates are uniformly dispersed and a large amount of Al remaining in the mother phase is uniformly dispersed. Since Al is uniformly dispersed, local corrosion as described above is unlikely to occur and progress, and the magnesium alloy sheet having such a structure is considered to be excellent in corrosion resistance.

上述のような粗大な領域から微小な領域に亘ってAl濃度を分析するには、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer、電子線マイクロアナライザ)を好適に利用できる。そこで、EPMA装置を利用し、上記種々の形態のマグネシウム合金板材について、Al濃度を分析した結果、後述する実施例に示すように、耐食性に優れるマグネシウム合金板材は、当該合金板材全体のAlの含有量をx質量%とするとき、x質量%±αの領域が半数を占め、Alの含有量が非常に少ない箇所が実質的に存在せず、かつAlの含有量が非常に多い箇所も比較的少ない、との知見を得た。即ち、本発明者らは、Al濃度の面積率といったパラメータを用いて、耐食性に優れることを定量的に規定できる、との知見を得た。   EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) can be preferably used to analyze the Al concentration from the coarse area to the minute area as described above. Therefore, using the EPMA apparatus, as a result of analyzing the Al concentration for the magnesium alloy plate materials of the above various forms, as shown in the examples described later, the magnesium alloy plate material having excellent corrosion resistance is the Al content of the entire alloy plate material. When the amount is x mass%, the area of x mass% ± α occupies half of the area, where there are virtually no locations with very little Al content, and there are also places with very high Al content. We obtained knowledge that there was little target. That is, the present inventors have obtained the knowledge that it is possible to quantitatively specify that the corrosion resistance is excellent by using a parameter such as the area ratio of the Al concentration.

本発明は上記知見に基づくものであり、耐食性に優れるマグネシウム合金板材を、Al濃度と、その面積率により規定する。   The present invention is based on the above findings, and defines a magnesium alloy sheet having excellent corrosion resistance by the Al concentration and the area ratio.

本発明は、Alを7.3質量%以上16質量%以下含有するマグネシウム合金からなるマグネシウム合金板材に係るものである。このマグネシウム合金板材は、上記マグネシウム合金板材全体のAlの含有量をx質量%とするとき、以下の(1)〜(3)を満たす。
(1) Alの含有量が(x×0.8)質量%以上(x×1.2)質量%以下の領域が50面積%以上
(2) Alの含有量が(x×1.4)質量%以上の領域が17.5面積%以下
(3) Alの含有量が4.2質量%以下の領域が実質的に存在しない
The present invention relates to a magnesium alloy sheet made of a magnesium alloy containing Al in a range of 7.3 mass% to 16 mass%. This magnesium alloy sheet satisfies the following (1) to (3) when the content of Al in the entire magnesium alloy sheet is x mass%.
(1) Area where Al content is (x × 0.8) mass% or more and (x × 1.2) mass% or less is 50 area% or more
(2) Area where Al content is (x × 1.4) mass% or more is 17.5 area% or less
(3) There is substantially no region where the Al content is 4.2% by mass or less

本発明マグネシウム合金板材は、上述のようにAlの含有量が4.2質量%以下といった耐食性に劣る領域が実質的に存在せず、かつ、Al濃度が高い領域(0.8x質量%〜1.2x質量%の領域)が半数以上を占め、その上、Al濃度が非常に高い領域(1.4x質量%以上の領域)が少ない。即ち、本発明マグネシウム合金板材は、Al濃度が低い領域が実質的に存在しないことで、局所的な腐食を効果的に防止できる。また、本発明マグネシウム合金板材は、Alの濃度が非常に高い領域が少ない、或いは実質的に存在しない(代表的には、Alなどを含む析出物が微細でその合計存在量が少ない(形態によっては実質的に存在しない))ことで、マグネシウム合金母相自体にもAlが十分に、かつ広く分散して存在する。このように本発明マグネシウム合金板材は、その少なくとも表面側領域の全体に亘って、Al濃度が均一的に高い状態となっている。この構成により、本発明マグネシウム合金板材は、耐食性に優れる。   In the magnesium alloy sheet of the present invention, as described above, there is substantially no region inferior in corrosion resistance such as an Al content of 4.2% by mass or less, and a region having a high Al concentration (0.8x mass% to 1.2x mass%). In addition, more than half of the region) occupies more than half, and there are few regions with a very high Al concentration (regions of 1.4x mass% or more). That is, the magnesium alloy sheet material of the present invention can effectively prevent local corrosion because the region having a low Al concentration does not substantially exist. Further, the magnesium alloy sheet of the present invention has few or substantially no areas where the concentration of Al is very high (typically, precipitates containing Al etc. are fine and the total abundance is small (depending on the form) Is substantially not present)), and therefore, Al is sufficiently and widely dispersed in the magnesium alloy matrix itself. Thus, the magnesium alloy sheet of the present invention is in a state where the Al concentration is uniformly high over at least the entire surface side region. With this configuration, the magnesium alloy sheet of the present invention is excellent in corrosion resistance.

本発明の一形態として、Alの含有量が(x×0.8)質量%以上(x×1.2)質量%以下の領域が70面積%以上、かつAlの含有量が(x×1.4)質量%以上の領域が5面積%以下である形態が挙げられる。   As one embodiment of the present invention, a region where the Al content is (x × 0.8) mass% or more and (x × 1.2) mass% or less is 70 area% or more, and the Al content is (x × 1.4) mass% or more. In which the region is 5 area% or less.

上記形態によれば、Al濃度が高い領域(0.8x質量%〜1.2x質量%の領域)が7割以上を占め、かつAl濃度が非常に高い領域(1.4x質量%以上の領域)が非常に少ないことから、Alがより均一的に存在しており、耐食性により優れる。   According to the above embodiment, a region with a high Al concentration (0.8x mass% to 1.2x mass% region) accounts for 70% or more, and a region with a very high Al concentration (region of 1.4x mass% or more) is very Therefore, Al is present more uniformly and is more excellent in corrosion resistance.

本発明の一形態として、Alの含有量が(x×0.9)質量%以上(x×1.2)質量%以下の領域が50面積%以上である形態が挙げられる。   As one form of the present invention, a form in which the region where the Al content is (x × 0.9) mass% or more and (x × 1.2) mass% or less is 50 area% or more can be mentioned.

上記形態によれば、Al濃度がより高い領域(0.9x質量%〜1.2x質量%の領域)が半数以上を占め、耐食性に優れる領域が多いことから、耐食性により優れる。   According to the said form, since the area | region (area | region of 0.9x mass%-1.2x mass%) with higher Al concentration occupies half or more and there are many area | regions which are excellent in corrosion resistance, it is excellent in corrosion resistance.

本発明の一形態として、上記マグネシウム合金板材が少なくとも1パス以上の圧延が施されて製造された形態が挙げられる。   As one form of this invention, the form manufactured by rolling the said magnesium alloy board | plate material at least 1 pass or more is mentioned.

上記形態によれば、微細組織であったり、内部欠陥が低減されたりすることで、引張強さ、伸び、剛性などの機械的特性に優れる。   According to the said form, it is excellent in mechanical characteristics, such as tensile strength, elongation, rigidity, because it is a fine structure or an internal defect is reduced.

本発明マグネシウム合金板材は、耐食性に優れる。   The magnesium alloy sheet of the present invention is excellent in corrosion resistance.

図1は、マグネシウム合金材のFE-EPMAによる組成マッピング像であり、図1(A)は、試料No.1、図1(B)は、試料No.100:ダイカスト材である。FIG. 1 is a composition mapping image of a magnesium alloy material by FE-EPMA. FIG. 1 (A) is Sample No. 1 and FIG. 1 (B) is Sample No. 100: Die-cast material. 図2は、マグネシウム合金材のAl濃度と面積率(%)との関係を示す棒グラフであり、図2(A)は、試料No.1、図2(B)は、試料No.100:ダイカスト材である。Fig. 2 is a bar graph showing the relationship between the Al concentration and the area ratio (%) of the magnesium alloy material. Fig. 2 (A) shows sample No. 1 and Fig. 2 (B) shows sample No. 100: die casting. It is a material. 図3は、マグネシウム合金材の顕微鏡写真(5000倍)であり、図3(A)は、試料No.1、図3(B)は、試料No.100:ダイカスト材である。3 is a micrograph (magnification 5000) of the magnesium alloy material, FIG. 3 (A) is Sample No. 1, and FIG. 3 (B) is Sample No. 100: Die-cast material. 図4は、Alの含有量が異なるマグネシウム合金板材におけるICP発光分光分析によるAl濃度(質量%)と、EPMAによるX線強度との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the Al concentration (mass%) by ICP emission spectroscopic analysis and the X-ray intensity by EPMA in magnesium alloy sheet materials having different Al contents.

以下、本発明をより詳細に説明する。
[マグネシウム合金板材]
(組成)
本発明マグネシウム合金板材を構成するマグネシウム合金は、Mgに添加元素を含有した種々の組成のもの(残部:Mg及び不純物、Mg:50質量%以上)が挙げられる。特に、本発明では、添加元素を7.3質量%以上含有する高濃度合金、なかでも、添加元素に少なくともAlを含有するMg-Al系合金とする。Alの含有量が多いほど、耐食性に優れる上に、強度、硬度といった機械的特性にも優れる傾向にある。従って、本発明のようにAlの含有量が7.3質量%以上といった高濃度な合金は、Alの含有量が少ない合金に比較して耐食性、機械的特性に優れる。但し、Alの含有量が16質量%を超えると塑性加工性の低下を招くことから、上限は16質量%とする。Alの含有量は、12質量%以下であると塑性加工性に更に優れて好ましく、特に11質量%以下、更に8.3質量%〜9.5質量%がより好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[Magnesium alloy sheet]
(composition)
Examples of the magnesium alloy constituting the magnesium alloy sheet of the present invention include those having various compositions containing an additive element in Mg (remainder: Mg and impurities, Mg: 50% by mass or more). In particular, in the present invention, a high-concentration alloy containing 7.3% by mass or more of an additive element, particularly an Mg—Al alloy containing at least Al as an additive element is used. The higher the Al content, the better the corrosion resistance and the mechanical properties such as strength and hardness. Therefore, a high-concentration alloy having an Al content of 7.3% by mass or more as in the present invention is superior in corrosion resistance and mechanical properties as compared with an alloy having a low Al content. However, if the Al content exceeds 16% by mass, the plastic workability is lowered, so the upper limit is 16% by mass. The Al content is preferably 12% by mass or less, more preferably in terms of plastic workability, particularly 11% by mass or less, and more preferably 8.3% by mass to 9.5% by mass.

Al以外の添加元素は、Zn,Mn,Si,Be,Ca,Sr,Y,Cu,Ag,Sn,Li,Zr,Ce,Ni,Au及び希土類元素(Y,Ceを除く)から選択された1種以上の元素が挙げられる。これらの元素を含む場合、各元素の含有量は、0.01質量%以上10質量%以下が挙げられ、好ましくは0.1質量%以上5質量%以下が挙げられる。また、上記添加元素のうち、Si,Ca,Sn,Y,Ce,及び希土類元素(Y,Ceを除く)から選択される少なくとも1種の元素を合計0.001質量%以上、好ましくは合計0.1質量%以上5質量%以下含有すると、耐熱性、難燃性に優れる。希土類元素を含有する場合、その合計含有量は0.1質量%以上が好ましく、特に、Yを含有する場合、その含有量は0.5質量%以上が好ましい。不純物は、例えば、Feなどが挙げられる。   Additive elements other than Al were selected from Zn, Mn, Si, Be, Ca, Sr, Y, Cu, Ag, Sn, Li, Zr, Ce, Ni, Au, and rare earth elements (excluding Y and Ce) One or more elements are listed. When these elements are included, the content of each element is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less. Of the above additive elements, at least one element selected from Si, Ca, Sn, Y, Ce, and rare earth elements (excluding Y and Ce) is 0.001% by mass or more in total, preferably 0.1% by mass in total. When it is contained in an amount of 5% by mass or less, heat resistance and flame retardancy are excellent. When the rare earth element is contained, the total content is preferably 0.1% by mass or more, and particularly when Y is contained, the content is preferably 0.5% by mass or more. Examples of the impurity include Fe.

Mg-Al系合金のより具体的な組成は、例えば、ASTM規格におけるAZ系合金(Mg-Al-Zn系合金、Zn:0.2質量%〜1.5質量%)、AM系合金(Mg-Al-Mn系合金、Mn:0.15質量%〜0.5質量%)、Mg-Al-RE(希土類元素)系合金、AX系合金(Mg-Al-Ca系合金、Ca:0.2質量%〜6.0質量%)、AJ系合金(Mg-Al-Sr系合金、Sr:0.2質量%〜7.0質量%)などが挙げられる。特に、Alを8.3質量%〜9.5質量%、Znを0.5質量%〜1.5質量%含有するMg-Al系合金、代表的にはAZ91合金は、耐食性、機械的特性に優れて好ましい。   More specific compositions of Mg-Al alloys include, for example, AZ alloys (Mg-Al-Zn alloys, Zn: 0.2% to 1.5% by mass), AM alloys (Mg-Al-Mn) according to ASTM standards. Alloy, Mn: 0.15 mass% to 0.5 mass%), Mg-Al-RE (rare earth element) alloy, AX alloy (Mg-Al-Ca alloy, Ca: 0.2 mass% to 6.0 mass%), AJ Alloy (Mg—Al—Sr alloy, Sr: 0.2 mass% to 7.0 mass%) and the like. In particular, an Mg-Al alloy containing 8.3 mass% to 9.5 mass% Al and 0.5 mass% to 1.5 mass% Zn, typically AZ91 alloy, is preferable because of its excellent corrosion resistance and mechanical properties.

本発明においてマグネシウム合金板材全体のAlの含有量(以下、Al全平均量と呼ぶ):x質量%は、マグネシウム合金板材中におけるAlの存在状態(主として、析出物、晶出物、及び固溶体の少なくとも一つ)に係わらず、マグネシウム合金板材に含有されるAlの総量を意味する。この総量の測定には、代表的には、ICP発光分光分析法(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy:ICP-AES)を好適に利用することができる。   In the present invention, the content of Al in the entire magnesium alloy sheet (hereinafter referred to as Al total average amount): x mass% is the presence state of Al in the magnesium alloy sheet (mainly precipitates, crystallized substances, and solid solutions). Regardless of (at least one), it means the total amount of Al contained in the magnesium alloy sheet. For the measurement of the total amount, typically, ICP emission spectroscopy (ICP-AES) can be suitably used.

(Al濃度と面積率(面積割合))
本発明マグネシウム合金板材の最も特徴とするところは、Al濃度分布にある。具体的には、当該合金板材の表面に対して、Al濃度を分析した場合、(1)Alの含有量がAl全平均量(x質量%)±20%である領域が過半数を占める(但し、7.3≦x≦16)。0.8x質量%(最小5.84質量%)未満の領域は、耐食性に劣る領域であり、1.2x質量%(最大19.2質量%)超の領域は、この領域自体の耐食性は高いものの、この領域にAlが集中して存在することで耐食性に劣る領域が相対的に存在し易くなる。これに対して、0.8x質量%〜1.2x質量%の領域(以下、この領域を中心組成領域と呼ぶ)は、Al濃度の差が小さく、このようなAl濃度が均一的な領域が50面積%以上であることで、Al濃度の差が大きな箇所、即ち、上述のような0.8x質量%未満の領域及び1.2x質量%超の領域が存在し難い。従って、本発明マグネシウム合金板材は耐食性に劣る領域が少なく、或いは実質的に存在せず、かつAl濃度が比較的高い領域により、少なくとも当該合金板材の表面側領域が構成されることで、局所的な腐食が生じ難く、耐食性に優れる。中心組成領域の面積率が高いほど、上述のようにAl濃度が均一的な領域が広く、Al濃度が均一的になり易い。即ち、Al濃度分布幅が狭くなり易い。従って、中心組成領域の面積率は、55面積%以上、特に70面積%以上、更に90面積%以上が好ましい。また、Al濃度がより高い領域、具体的には0.9x質量%〜1.2x質量%の領域が50面積%以上であると、Al濃度が高く、かつこの高濃度な領域が均一的に存在することで、耐食性により優れる。Al濃度の測定方法及び面積率の測定方法の詳細は、後述する。
(Al concentration and area ratio (area ratio))
The most characteristic feature of the magnesium alloy sheet of the present invention is the Al concentration distribution. Specifically, when the Al concentration is analyzed with respect to the surface of the alloy plate material, (1) the area where the Al content is the Al total average amount (x mass%) ± 20% occupies the majority (however, 7.3 ≦ x ≦ 16). The area below 0.8x mass% (minimum 5.84 mass%) is inferior in corrosion resistance, and the area above 1.2x mass% (maximum 19.2 mass%) has high corrosion resistance in this area itself. The presence of the concentrated concentration makes it relatively easy to have a region inferior in corrosion resistance. On the other hand, the region of 0.8x mass% to 1.2xmass% (hereinafter, this region is referred to as the central composition region) has a small difference in Al concentration, and the area where such Al concentration is uniform is 50 areas. % Or more, it is difficult for a location where the difference in Al concentration is large, that is, a region of less than 0.8x mass% and a region of more than 1.2x mass% as described above. Therefore, the magnesium alloy sheet material of the present invention has few or substantially no areas inferior in corrosion resistance, and at least the surface side area of the alloy sheet material is constituted by an area where the Al concentration is relatively high, thereby locally Corrosion hardly occurs and has excellent corrosion resistance. The higher the area ratio of the central composition region, the wider the region where the Al concentration is uniform as described above, and the Al concentration tends to be uniform. That is, the Al concentration distribution width tends to be narrow. Accordingly, the area ratio of the central composition region is preferably 55 area% or more, particularly 70 area% or more, and more preferably 90 area% or more. In addition, when the area where the Al concentration is higher, specifically, the area of 0.9x mass% to 1.2x mass% is 50 area% or more, the Al concentration is high and the high concentration area exists uniformly. Therefore, it is more excellent in corrosion resistance. Details of the Al concentration measurement method and the area ratio measurement method will be described later.

Al濃度の測定は、マグネシウム合金板材の厚さ方向に沿って任意の断面をとり、断面の任意の箇所について行うことができるが、腐食に最も関与する領域は、当該合金板材の表面である。従って、本発明マグネシウム合金板材では少なくともその表面が上記規定するAl濃度分布を満たすものとする。マグネシウム合金板材の内部(例えば、表面から厚さ方向に厚さの1/4を超える領域)のAl濃度分布が表面のAl濃度分布と同様である形態の他、本発明では、内部のAl濃度分布が表面のAl濃度分布と異なる形態を許容する。   The Al concentration can be measured at an arbitrary cross section along the thickness direction of the magnesium alloy sheet, and can be performed at an arbitrary position of the cross section. The region most involved in corrosion is the surface of the alloy sheet. Therefore, at least the surface of the magnesium alloy sheet of the present invention satisfies the Al concentration distribution defined above. In addition to the form in which the Al concentration distribution inside the magnesium alloy sheet (for example, the region exceeding 1/4 of the thickness in the thickness direction from the surface) is similar to the Al concentration distribution on the surface, in the present invention, the internal Al concentration The distribution allows a different form from the surface Al concentration distribution.

また、本発明マグネシウム合金板材は、(2)Alの含有量がAl全平均量(x質量%)×140%以上の領域が少ない(但し、7.3≦x≦16)。1.4x質量%(最大22.4質量%)以上の領域は、この領域自体の耐食性は高いものの、この領域にAlが集中して存在することでAl濃度が相対的に低くて耐食性に劣る領域が存在し易くなる。これに対して、本発明マグネシウム合金板材は、1.4x質量%以上の領域(以下、この領域を超高濃度領域と呼ぶ)が17.5面積%以下と少ないことで、耐食性に劣る領域が存在し難く、耐食性に優れる。超高濃度領域の面積率が低いほど、Al濃度が相対的に低い領域が少なく、耐食性に劣る領域を低減できる。即ち、Al濃度分布幅が狭くなり易い。従って、超高濃度領域の面積率は、15面積%以下、更に14面積%以下、特に5面積%以下がより好ましい。   In the magnesium alloy sheet of the present invention, (2) there are few regions where the Al content is Al total average amount (x mass%) × 140% or more (provided that 7.3 ≦ x ≦ 16). In the region of 1.4x mass% (maximum 22.4 mass%) or more, although this region itself has high corrosion resistance, there is a region where Al concentration is relatively low and the corrosion resistance is inferior due to the concentration of Al in this region. It becomes easy to do. On the other hand, in the magnesium alloy sheet of the present invention, since the area of 1.4x% by mass or more (hereinafter, this area is referred to as an ultra-high concentration area) is as small as 17.5 area% or less, there is hardly any area inferior in corrosion resistance. Excellent corrosion resistance. As the area ratio of the ultra-high concentration region is lower, there are fewer regions with a relatively low Al concentration, and the region with poor corrosion resistance can be reduced. That is, the Al concentration distribution width tends to be narrow. Accordingly, the area ratio of the ultra-high concentration region is preferably 15 area% or less, more preferably 14 area% or less, and particularly preferably 5 area% or less.

更に、本発明マグネシウム合金板材は、(3)Alの含有量が4.2質量%以下の領域(以下、この領域を低濃度領域と呼ぶ)、即ち、上述のように耐食性に劣る領域が実質的に存在しない。Alの含有量が相対的に多い箇所が存在する場合、相対的に少ない箇所で優先的に腐食が生じたり、腐食が進行したりする。これに対して、本発明マグネシウム合金板材は、このようなAl濃度が極端に低い箇所、即ち、腐食が発生し易い箇所や腐食が進行し易い箇所が実質的に存在しないことから耐食性に優れる。なお、実質的に存在しないとは、EPMAの測定により、4.2質量%以下の地点が観測されないことを言う。   Further, in the magnesium alloy sheet of the present invention, (3) a region where the Al content is 4.2% by mass or less (hereinafter, this region is referred to as a low concentration region), that is, a region inferior in corrosion resistance as described above is substantially present. not exist. When there is a location where the Al content is relatively high, corrosion occurs preferentially at a relatively low location or the corrosion proceeds. On the other hand, the magnesium alloy sheet material of the present invention is excellent in corrosion resistance because there are substantially no places where the Al concentration is extremely low, that is, places where corrosion is likely to occur or where corrosion is likely to proceed. “Substantially absent” means that no point of 4.2 mass% or less is observed by EPMA measurement.

(組織)
本発明マグネシウム合金板材は、Al12Mg17、添加元素によっては、Al2Ca,Al4Ca,Al3NiなどといったAlリッチな金属間化合物に代表されるAlリッチ析出物が存在するが、各金属間化合物が小さく(平均粒径:3.0μm以下、好ましくは0.5μm以下)、均一的に分散している組織(合計面積率:11%以下)である。均一的に金属間化合物が存在することで、腐食に対するバリアとしての機能が期待できる。また、本発明マグネシウム合金板材は、上記金属間化合物が存在しても、上記超高濃度領域の面積率が特定の範囲を満たし、かつ低濃度領域が実質的に存在しないことで、耐食性に優れる。
(Organization)
The magnesium alloy sheet of the present invention has Al 12 Mg 17 , and depending on the additive element, there are Al-rich precipitates represented by Al-rich intermetallic compounds such as Al 2 Ca, Al 4 Ca, Al 3 Ni, etc. The intermetallic compound is small (average particle size: 3.0 μm or less, preferably 0.5 μm or less) and has a uniformly dispersed structure (total area ratio: 11% or less). The presence of an intermetallic compound uniformly can be expected to function as a barrier against corrosion. The magnesium alloy sheet of the present invention is excellent in corrosion resistance because the area ratio of the ultra-high concentration region satisfies a specific range and the low concentration region does not substantially exist even when the intermetallic compound is present. .

(形態)
本発明マグネシウム合金板材の形態としては、押出材や鋳造材に圧延を施した圧延材、この圧延材に更に矯正処理を施した矯正材、この圧延材に更に歪み除去などを目的とした熱処理を施した熱処理材、圧延材・矯正材・熱処理材に研削を施した研磨材が挙げられる。更に、圧延材・矯正材・熱処理材・研磨材のいずれかの形態の板材に、切削、打抜きなどの機械加工を施した加工材が挙げられる。
(Form)
As a form of the magnesium alloy sheet material of the present invention, a rolled material obtained by rolling an extruded material or a cast material, a straightened material obtained by further straightening the rolled material, and a heat treatment for further removing strain on the rolled material. Examples include heat-treated materials, rolled materials, straightening materials, and abrasives obtained by grinding heat-treated materials. Furthermore, a processed material obtained by subjecting a plate material in any form of a rolled material, a straightening material, a heat treatment material, and an abrasive material to machining such as cutting and punching.

圧延材は、圧延により結晶粒が微細化され、例えば、平均結晶粒径が10μm以下、更には5μm以下の微細組織であったり、空隙(巣)といった内部欠陥が少ない、或いは小さい、或いは実質的に存在しない組織(材料組成から計算で求められる理論密度材料に対して実測した密度が99%以上である組織)であったりする。このような微細組織や上記密度が高い組織を有することが、圧延材であることを示す一つの指標となり得る。また、圧延材は、上述のように内部欠陥が少なかったり、小さかったり、好ましくは実質的に存在しないことで、引張強さ、伸び、剛性などの機械的特性に優れるため、構造材や構造材の素材に好適に利用することできる。   Rolled material has crystal grains refined by rolling.For example, the average crystal grain size is 10 μm or less, further 5 μm or less, and there are few, small, or substantially internal defects such as voids (nests). Or a structure that does not exist in the structure (a structure in which the density actually measured with respect to the theoretical density material calculated from the material composition is 99% or more). Having such a fine structure and a structure having a high density can be an index indicating that the material is a rolled material. In addition, since the rolled material has few or no internal defects as described above, and preferably is substantially non-existent, it has excellent mechanical properties such as tensile strength, elongation, and rigidity. It can be suitably used for these materials.

矯正には、例えば、レベラロール加工などが利用できる。レベラロール加工による矯正材は、矯正加工の度合いによってはせん断帯が導入されることで顕微鏡観察を行っても明確な粒界が観察され難い組織となる場合がある。この場合、単色光X線回折ピークが取得可能なことから非晶質でもない組織であり、単色光X線回折ピークが取得でき、粒界が観察できない組織を有することが、レベラロール加工による矯正材であることを示す一つの指標となり得る。矯正材、特にレベラロール加工による矯正材は、プレス加工などの塑性加工時に再結晶化を生じて、塑性加工性に優れる傾向にある。矯正の度合いが低い場合は、外観、組織、機械的性質が上記圧延材に類似する場合がある。   For correction, for example, leveler roll processing or the like can be used. Depending on the degree of straightening, a straightening material by leveler roll processing may have a structure in which a clear grain boundary is difficult to observe even when microscopic observation is performed by introducing a shear band. In this case, since the monochromatic X-ray diffraction peak can be obtained, it is a non-amorphous structure, the monochromatic X-ray diffraction peak can be obtained, and it has a structure in which grain boundaries cannot be observed. It can be an index indicating that Correction materials, especially correction materials by leveler roll processing, tend to recrystallize during plastic processing such as press processing, and tend to be excellent in plastic workability. When the degree of correction is low, the appearance, structure, and mechanical properties may be similar to the rolled material.

研磨材は、表面が平滑化されて表面性状に優れる。従って、表面粗さが小さいこと(例えば、最大高さRzで20μm以下)、或いは研磨痕が見られることが、研磨材であることを示す一つの指標となる。   The abrasive has a smooth surface and excellent surface properties. Therefore, a small surface roughness (for example, a maximum height Rz of 20 μm or less) or the presence of polishing traces is an indicator of an abrasive.

熱処理材は、熱処理条件にもよるが、例えば、(1)マグネシウム合金板材の内部にせん断帯が観察されない、(2)断面において結晶粒径が0.1μm以下の粒子が占める割合が5面積%以下であることが、熱処理材であることを示す一つの指標となり得ると考えられる。   Although the heat treatment material depends on the heat treatment conditions, for example, (1) no shear band is observed inside the magnesium alloy sheet, (2) the proportion of particles having a crystal grain size of 0.1 μm or less in the cross section is 5 area% or less It can be considered that this can be an index indicating that it is a heat treatment material.

本発明マグネシウム合金板材は、代表的には、実質的に平面からなる平行する表裏面と、これら表裏面間を繋ぐ側面とから構成され、表裏間の距離(=厚さ)が全体に亘って実質的に均一的な形状である。この板材は、平面視した場合、矩形状が代表的であり、切削や打ち抜きなどを行うことで、種々の形状、例えば、円形状、楕円状、多角形状、その一部に貫通孔(窓のような大きなものも含む)を具える形態などの種々の平面形状を取り得る。その他、後述するように異形ローラなどを用いることで、一部に凹溝を有する形態、一部にリブ(凸部)を有する形態など、厚さの異なる部分を有する形態を含む。   The magnesium alloy sheet of the present invention is typically composed of parallel front and back surfaces that are substantially flat and side surfaces that connect the front and back surfaces, and the distance (= thickness) between the front and back surfaces over the entire surface. It is a substantially uniform shape. When viewed in plan, this plate material is typically rectangular, and by cutting or punching, various shapes, for example, circular, elliptical, polygonal, through holes (window Various planar shapes such as a form including a large one). In addition, by using a deformed roller or the like as will be described later, a form having a part having a different thickness, such as a form having a concave groove in part or a form having a rib (convex part) in part, is included.

本発明マグネシウム合金板材の厚さ、幅、長さは適宜選択することができる。例えば、厚さが5mm以下、特に2mm以下、更に1.5mm以下、とりわけ1mm以下、幅が100mm以上、更に200mm以上、とりわけ250mm以上のものが挙げられる。このような薄肉材や広幅材は、上述のように塑性加工材の素材に好適である。また、厚さが2mm以下といった薄肉材は、薄型、軽量の塑性加工材の素材に好適に利用できる。但し、厚さは、0.1mm以上が好ましく、0.3mm〜1.2mmが利用し易い。   The thickness, width and length of the magnesium alloy sheet of the present invention can be appropriately selected. For example, a thickness of 5 mm or less, particularly 2 mm or less, further 1.5 mm or less, especially 1 mm or less, a width of 100 mm or more, further 200 mm or more, especially 250 mm or more. Such a thin-walled material or a wide-width material is suitable as a material for plastic working material as described above. In addition, a thin-walled material having a thickness of 2 mm or less can be suitably used as a material for a thin and lightweight plastic working material. However, the thickness is preferably 0.1 mm or more, and 0.3 mm to 1.2 mm is easy to use.

本発明マグネシウム合金板材は、耐食性に優れることから、腐食環境によっては化成処理や陽極酸化処理などの防食処理を施していなくても、十分に使用できると期待される。この場合、防食処理の工程を削減でき、マグネシウム合金板材の生産性を高められる上に、廃棄物を低減できるため、環境負荷を低減できると期待される。勿論、本発明マグネシウム合金板材は、化成処理や陽極酸化処理といった防食処理を施した形態、即ち、防食層を具える形態とすることができる。表面に防食層を具える場合、高精度な断面観察を行わなくても、研磨や切削などにより防食層を除去してマグネシウム合金からなる基材表面を露出させることで、Al濃度を測定できる。防食層に加えて、塗装層などを具える形態とすると、耐食性の更なる向上を図ったり、着色や模様の付与などによる商品価値の向上を図ったりすることができる。防食層や塗装層は所望の箇所に施すとよい。   Since the magnesium alloy sheet according to the present invention is excellent in corrosion resistance, it is expected that the magnesium alloy sheet can be sufficiently used depending on the corrosive environment even if it is not subjected to anticorrosion treatment such as chemical conversion treatment or anodizing treatment. In this case, the anticorrosion treatment process can be reduced, the productivity of the magnesium alloy sheet can be increased, and the waste can be reduced, so that it is expected that the environmental load can be reduced. Of course, the magnesium alloy sheet material of the present invention can be in a form in which an anticorrosion treatment such as a chemical conversion treatment or an anodizing treatment is performed, that is, a form having an anticorrosion layer. When the surface is provided with an anticorrosion layer, the Al concentration can be measured by removing the anticorrosion layer by polishing or cutting and exposing the surface of the base material made of a magnesium alloy without performing high-precision cross-sectional observation. When the coating layer is provided in addition to the anticorrosion layer, the corrosion resistance can be further improved, and the commercial value can be improved by coloring or applying a pattern. An anticorrosion layer and a coating layer are good to apply to a desired location.

[製造方法]
本発明マグネシウム合金板材の製造方法として、例えば、以下の準備工程、中間溶体化工程、及び圧延工程を具える製造方法が挙げられる。
準備工程:Alを7.3質量%以上16質量%以下含有するマグネシウム合金からなり、連続鋳造法で製造した鋳造材を準備する工程。
中間溶体化工程:上記鋳造材に保持温度:以下の最低保持温度以上、保持時間:1時間以上25時間以下の溶体化処理を施して、中間溶体化材を製造する工程。
最低保持温度:Mg-Alの二元状態図(質量%)においてAlがMgに固溶する温度(固相線温度)よりも10℃低い温度
圧延工程:上記中間溶体化材に1パス以上の温間圧延を施し、圧延材を製造する工程。
特に、中間溶体化工程以降の製造工程において、加工対象である素材(代表的には圧延材)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する総合計時間を12時間以内とすると共に、300℃超の温度に加熱しないように、上記素材の熱履歴を制御する。
かつ、圧延工程において、最終の温間圧延を施した後、冷却を開始するときの素材の温度から、当該素材の温度が100℃以下になるまでの間の平均冷却速度を0.8℃/min以上とする。
[Production method]
As a manufacturing method of this invention magnesium alloy board | plate material, the manufacturing method provided with the following preparatory processes, an intermediate solution forming process, and a rolling process is mentioned, for example.
Preparation step: a step of preparing a cast material made of a magnesium alloy containing Al of 7.3 mass% to 16 mass% and manufactured by a continuous casting method.
Intermediate solution treatment step: A step of producing an intermediate solution material by subjecting the cast material to a solution treatment of holding temperature: not less than the minimum holding temperature below and holding time: not less than 1 hour and not more than 25 hours.
Minimum holding temperature: Temperature that is 10 ° C lower than the temperature at which Al dissolves in Mg (solidus temperature) in the Mg-Al binary phase diagram (mass%) Rolling process: More than 1 pass to the intermediate solution material A process of producing rolled material by performing warm rolling.
In particular, in the manufacturing process after the intermediate solution process, the total time for maintaining the material to be processed (typically rolled material) in a temperature range of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower within 12 hours, and 300 The thermal history of the material is controlled so that it is not heated to a temperature higher than ° C.
And, in the rolling process, after the final warm rolling, the average cooling rate from the temperature of the material when starting cooling to the temperature of the material becomes 100 ° C or less is 0.8 ° C / min or more And

上記最低保持温度:Mg-Alの二元状態図(質量%)において固相線温度よりも10℃低い温度とは、代表的には以下のように表わされる。マグネシウム合金中のAl全平均量:x質量%が5質量%以上13質量%以下の場合、固相線温度は283℃〜437℃であり、Al全平均量の増加に伴って固相線温度が上昇することから、上記最低保持温度は、以下の一次式で表わされる。
(式) (最低保持温度)=20×x+(182-10)=20x+172
一方、Al全平均量が13質量%超16質量%以下の場合、上記最低保持温度は(437-10)℃=427℃とする。
In the binary phase diagram (mass%) of the minimum holding temperature: Mg—Al, the temperature 10 ° C. lower than the solidus temperature is typically expressed as follows. Al total average amount in magnesium alloy: When x mass% is 5 mass% or more and 13 mass% or less, the solidus temperature is 283 ° C to 437 ° C, and the solidus temperature increases with the increase of Al total average amount The minimum holding temperature is expressed by the following linear expression.
(Formula) (Minimum holding temperature) = 20 × x + (182-10) = 20x + 172
On the other hand, when the Al total average amount is more than 13 mass% and 16 mass% or less, the minimum holding temperature is (437-10) ° C. = 427 ° C.

上記製造方法では、特に、中間溶体化処理以降、好ましくは最終製品までの工程において、素材を150℃〜300℃の温度域に保持する総合計時間を12時間以下と短くする。150℃〜300℃の温度域は、Al12Mg17といったAlリッチな金属間化合物が成長され易い温度域である。この温度域の保持時間を上述のように比較的短時間とすることで、特に上記金属間化合物の成長を抑止し、超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制する。かつ、最終の温間圧延後においてAlの拡散が実質的に生じないように、冷却工程において少なくとも100℃になるまでは上記特定の冷却速度となるように冷却状態を調整すると、上記金属間化合物の成長を抑止し、超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制することができる。冷却速度を速めるほど、超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制できて好ましい。更に、300℃超に加熱しないようにすることでも、上記金属間化合物の成長の抑制を図る。 In the above production method, in particular, in the steps after the intermediate solution treatment, preferably until the final product, the total time for keeping the material in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is shortened to 12 hours or less. The temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is a temperature range in which an Al-rich intermetallic compound such as Al 12 Mg 17 is easily grown. By setting the holding time in this temperature range to a relatively short time as described above, particularly the growth of the intermetallic compound is suppressed, and the increase in the ultrahigh concentration region and the low concentration region is suppressed. And, when the cooling state is adjusted so that the specific cooling rate is at least 100 ° C. in the cooling step so that Al diffusion does not substantially occur after the final warm rolling, the intermetallic compound Growth can be suppressed, and an increase in the ultra-high concentration region and the low concentration region can be suppressed. Increasing the cooling rate is preferable because the increase in the ultrahigh concentration region and the low concentration region can be suppressed. Furthermore, the growth of the intermetallic compound is also suppressed by preventing the heating above 300 ° C.

上述の製造方法で製造された圧延材に対して、歪み取りを目的とする最終熱処理を施すことができる。即ち、本発明マグネシウム合金板材を、圧延工程を経た熱処理材とする場合、上記製造方法の準備工程、中間溶体化工程、圧延工程に加えて、後述する最終熱処理工程を具える製造方法により、製造できる。   The rolled material manufactured by the above-described manufacturing method can be subjected to a final heat treatment for the purpose of removing distortion. That is, when the magnesium alloy sheet material of the present invention is used as a heat treatment material that has undergone a rolling process, it is manufactured by a manufacturing method that includes a final heat treatment process, which will be described later, in addition to the preparation process, intermediate solution forming process, and rolling process described above. it can.

或いは、上述の製造方法で製造された圧延材に対して、直進性を高めるなどを目的として矯正(代表的には温間矯正)を施したり、表面性状の向上(酸化層や表面欠陥、圧延などで用いた潤滑剤などの除去)などを目的として洗浄や研磨を施すことができる。即ち、本発明マグネシウム合金板材を矯正材や研磨材とする場合、準備工程、中間溶体化工程、圧延工程に加えて、後述する矯正工程及び研磨工程の少なくとも一方を具える製造方法により、製造できる。   Alternatively, the rolled material manufactured by the above-described manufacturing method is subjected to correction (typically warm correction) for the purpose of increasing straightness and the like, or improved surface properties (oxidized layer, surface defect, rolling) For example, cleaning or polishing can be performed for the purpose of removal of the lubricant used in the above. That is, when the magnesium alloy plate material of the present invention is used as an orthodontic material or an abrasive, it can be produced by a production method including at least one of an orthodontic process and a polishing process described later in addition to a preparation process, an intermediate solution forming process, and a rolling process. .

上記準備工程、中間溶体化工程、圧延工程を具える製造方法、この製造方法に更に最終熱処理工程、矯正工程、研磨工程及び洗浄工程から選択される少なくとも一つの工程を具える製造方法では、長尺な板材の他、所定の長さの板材(巻き取ることが難しいと考えられる短尺な板材(例えば、長さ5m以下、特に1m以下)。以下、シート材と呼ぶ)が得られる。   In the manufacturing method comprising the above preparation step, intermediate solution forming step, rolling step, and this manufacturing method further comprising at least one step selected from a final heat treatment step, a correction step, a polishing step and a washing step, In addition to a long plate material, a plate material having a predetermined length (a short plate material considered to be difficult to wind (for example, a length of 5 m or less, particularly 1 m or less), hereinafter referred to as a sheet material) is obtained.

上記シート材は、例えば、準備工程で鋳造材を所定の長さに切断して所定の長さの鋳造材(鋳造板)とし、この鋳造材を素材として以降の工程を経ることで得られる。或いは、準備工程で長尺な鋳造材を巻き取って鋳造コイル材を作製し、各工程でもコイル材を作製し、最終的に所定の長さに切断することでもシート材が得られる。コイル材を素材に用いる場合、準備工程以降の各工程では、コイル材の繰出し及び巻き取りを概ね行う。コイル材を素材に用いると、一度に大量の素材を移行したり加熱したり、連続して各工程の処理を行えることから、マグネシウム合金板材の生産性に優れる。本発明マグネシウム合金板材は、各工程の素材にシート材、コイル材のいずれを用いても作製することができる。   The sheet material is obtained, for example, by cutting the cast material into a predetermined length in the preparation step to obtain a cast material (cast plate) having a predetermined length, and using the cast material as a raw material through subsequent steps. Alternatively, a sheet material can be obtained by winding a long cast material in the preparation step to produce a cast coil material, producing a coil material in each step, and finally cutting it to a predetermined length. When using a coil material as a raw material, in each process after a preparatory process, coil | winding and winding-up of a coil material are mostly performed. When a coil material is used as a material, a large amount of material can be transferred or heated at a time, and processing of each process can be performed continuously. Therefore, the productivity of a magnesium alloy sheet is excellent. The magnesium alloy sheet of the present invention can be produced by using either a sheet material or a coil material as a material for each step.

なお、得られた本発明マグネシウム合金板材に塑性加工を施す場合、以下の条件とすることが好ましい。
塑性加工工程:得られた板材を保持温度:350℃以下(好ましくは300℃以下)、保持時間:8時間以下(好ましくは0.5時間以下)で予備加熱を行い、この加熱状態の板材に塑性加工を施す工程。
In addition, when performing plastic working on the obtained magnesium alloy sheet material of the present invention, the following conditions are preferable.
Plastic processing step: Pre-heating the obtained plate material at a holding temperature: 350 ° C. or less (preferably 300 ° C. or less) and a holding time: 8 hours or less (preferably 0.5 hour or less), and plastic processing is performed on this heated plate material The process of applying.

以下、製造方法の各工程をより詳細に説明する。
≪準備工程≫
上記鋳造材は、連続鋳造法を利用することが好ましい。連続鋳造法は、長手方向に均一的な品質の鋳造材を安定して得られる上に、急冷凝固が可能であるため、酸化物や偏析などを低減できる上に、圧延時などで割れの起点と成り得る10μm超といった粗大な晶析出物の生成を抑制でき、圧延などの塑性加工性に優れた鋳造材が得られる。特に、双ロール連続鋳造法は、偏析が少ない板状の鋳造材を形成し易い。鋳造材の断面積や厚さ、幅、及び長さは特に問わないが、厚過ぎると偏析が生じ易いため、厚さは10mm以下、更に7mm以下、特に5mm以下が好ましい。また、長さが30m以上、更に50m以上、とりわけ100m以上といった長尺な鋳造材や、幅が100mm以上、更に250mm以上、とりわけ600mm以上といった広幅な鋳造材を圧延材の素材とすると、長尺な圧延板や広幅な圧延板を作製できる。鋳造材は、コイル状に巻き取った鋳造コイル材としてもよいし、所定の長さに切断した鋳造シート材としてもよく、所望の形態に応じて適宜選択するとよい。コイル状に巻き取るにあたり、鋳造コイル材の内径が小さい場合、鋳造材を巻き取る直前で150℃以上に加熱した状態で巻き取ると、割れが生じることなく巻き取れて、鋳造コイル材を容易に作製できる。
Hereinafter, each process of a manufacturing method is demonstrated in detail.
≪Preparation process≫
The cast material preferably uses a continuous casting method. The continuous casting method can stably obtain a cast material of uniform quality in the longitudinal direction and can be rapidly solidified, so it can reduce oxides and segregation, and can also be the starting point of cracking during rolling. As a result, it is possible to suppress the formation of coarse crystal precipitates exceeding 10 μm that can be obtained, and a cast material excellent in plastic workability such as rolling can be obtained. In particular, the twin roll continuous casting method is easy to form a plate-shaped cast material with little segregation. The cross-sectional area, thickness, width, and length of the cast material are not particularly limited, but segregation is likely to occur if it is too thick. Therefore, the thickness is preferably 10 mm or less, more preferably 7 mm or less, and particularly preferably 5 mm or less. In addition, if a long cast material with a length of 30 m or more, 50 m or more, especially 100 m or more, or a wide cast material with a width of 100 mm or more, 250 mm or more, especially 600 mm or more is used as the material of the rolled material, the long Simple rolled plates and wide rolled plates can be produced. The cast material may be a cast coil material wound in a coil shape, or may be a cast sheet material cut into a predetermined length, and may be appropriately selected according to a desired form. When the inner diameter of the cast coil material is small when winding it in a coil shape, it can be wound up without cracking when it is heated to 150 ° C or more just before winding the cast material, and the cast coil material can be easily Can be made.

≪中間溶体化工程≫
上記鋳造材に中間溶体化処理を施して、組成を均質化すると共に、Alといった元素を固溶させることで、粗大な析出物の存在を低減でき、圧延などの塑性加工性に優れる素材とすることができる。中間溶体化処理の保持温度は、代表的には350℃以上450℃以下が挙げられ、特に380℃以上、更に390℃以上420℃以下が挙げられる。保持時間は1時間以上25時間以下、特に10時間以上25時間以下が挙げられる。保持時間は、Alの含有量が多いほど長くすることが好ましい。更に、上記保持時間からの冷却工程において、後述する最終の温間圧延後の冷却工程のように水冷や衝風といった強制冷却などを利用して冷却速度を速めると(好ましくは1℃/min以上、より好ましくは50℃/min以上)、析出物の成長や析出を抑制することができて好ましい。特に、鋳造シート材を利用する場合、冷却速度を制御し易い。
≪Intermediate solution process≫
The above cast material is subjected to an intermediate solution treatment to homogenize the composition, and by dissolving an element such as Al, the presence of coarse precipitates can be reduced, and a material excellent in plastic workability such as rolling can be obtained. be able to. The holding temperature of the intermediate solution treatment is typically 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, particularly 380 ° C. or higher, and more preferably 390 ° C. or higher and 420 ° C. or lower. The holding time is 1 hour to 25 hours, particularly 10 hours to 25 hours. The holding time is preferably increased as the Al content increases. Further, in the cooling step from the holding time, if the cooling rate is increased by using forced cooling such as water cooling or blast, as in the cooling step after the final warm rolling described later (preferably 1 ° C./min or more) More preferably, it is 50 ° C./min or more), which is preferable because growth and precipitation of precipitates can be suppressed. In particular, when a cast sheet material is used, it is easy to control the cooling rate.

上記鋳造材にそのまま中間溶体化処理を施してもよいが、中間溶体化処理を施す前に、圧下率が小さい圧延(圧下率:1%/1パス〜15%/1パス程度)を施したり、表面研削を行ったりしてもよい。   The cast material may be subjected to an intermediate solution treatment as it is, but before the intermediate solution treatment is performed, rolling with a small reduction ratio (a reduction ratio of about 1% / 1 pass to 15% / 1 pass) Alternatively, surface grinding may be performed.

≪圧延工程≫
マグネシウム合金に圧延を施す場合、素材の温度を室温とすると、圧下率を高めることが難しく、生産効率の低下を招くことから、生産性を考慮すると、少なくとも1パスは温間圧延を行うことが好ましい。素材(中間溶体化材や圧延途中の圧延材)を加熱することで圧延といった塑性加工性を高められ、素材の温度を高めるほど塑性加工性を高められるが、素材の温度の上昇は、Alを含有する金属間化合物といった析出物が粗大化して、超高濃度領域や低濃度領域の増大を招いたり、粗大な析出物により塑性加工性の低下を招く。従って、素材の温度は、300℃以下、特に150℃以上280℃以下が好ましい。素材の加熱は、予備加熱工程を設けて、雰囲気加熱炉などの加熱手段を利用して行うことができる。加熱炉は、素材を収納可能な適宜なものを利用できる。
≪Rolling process≫
When rolling a magnesium alloy, if the temperature of the material is room temperature, it is difficult to increase the rolling reduction, resulting in a decrease in production efficiency. Therefore, considering productivity, at least one pass may be warm-rolled. preferable. Heating the material (intermediate solution material or rolled material during rolling) can improve the plastic workability such as rolling, and the higher the material temperature, the more the plastic workability can be improved. Precipitates such as intermetallic compounds are coarsened, leading to an increase in the ultra-high concentration region and the low concentration region, and a coarse precipitate causes a decrease in plastic workability. Accordingly, the temperature of the material is preferably 300 ° C. or lower, particularly 150 ° C. or higher and 280 ° C. or lower. The material can be heated using a heating means such as an atmospheric heating furnace by providing a preheating step. As the heating furnace, an appropriate one that can store a material can be used.

特に、鋳造シート材に圧延を施して圧延材(シート材)を作製し、得られた圧延材が上記特定のAl濃度分布を有する本発明マグネシウム合金板材とする場合、上記予備加熱工程の保持温度の保持時間を短くすることが好ましい。ここで、上述のように主として圧延時に素材が特定の温度域:150℃〜300℃に保持される時間ができるだけ短くなるように(好ましくは12時間以内となるように)制御すると、析出物(特にAlリッチな金属間化合物)の成長を効果的に抑制して、超高濃度領域や低濃度領域の増大を防止できる。予備加熱時間を短縮するための手法として、例えば、圧延装置の直前にインライン加熱装置(代表的には、輻射熱、通電加熱、誘導加熱などを利用した加熱装置)を設けて急速加熱を実施することが挙げられる。インラインとすることで、加熱後、圧延を施すまでの時間も短縮できる。また、素材が150℃〜300℃に保持される時間を短くするための手法として、圧延装置(代表的には圧延ローラ)を通過後、圧延材を冷媒や潤滑剤に浸漬するなどして急冷する(好ましくは冷却速度:1℃/sec以上)ことが挙げられる。上記急熱及び急冷の双方を行うと、圧延工程において素材が150℃〜300℃に保持される時間を効果的に短縮できる。特に、上記急熱及び急冷は、圧延を施す素材が鋳造シート材といった短尺材である場合に容易に施すことができる。その他、例えば、素材を複数用意して積層し、これらを一度に加熱する場合などでも、素材間に適宜な隙間を設けることで各素材を均一的な温度に加熱するための時間を比較的短くできる。この手法も、圧延を施す素材が鋳造シート材といった短尺材である場合に容易に施すことができる。本発明マグネシウム合金板材の製造にあたり、1パス以上の温間圧延を施すときには、圧延前の予備加熱における合計の保持時間を0.01時間以上8時間以下、特に、0.01時間以上0.3時間以下とすることが好ましい。このように予備加熱条件を制御することで、析出物が実質的に存在せず、Al濃度分布幅がより狭いマグネシウム合金板材、即ち、耐食性により優れるマグネシウム合金板材が得られる。   In particular, when rolling the cast sheet material to produce a rolled material (sheet material), and the obtained rolled material is the magnesium alloy sheet material of the present invention having the specific Al concentration distribution, the holding temperature of the preheating step It is preferable to shorten the holding time. Here, as described above, when the material is controlled so as to be as short as possible (preferably within 12 hours) when the material is maintained in a specific temperature range: 150 ° C. to 300 ° C. at the time of rolling, precipitates ( In particular, the growth of the Al-rich intermetallic compound) can be effectively suppressed, and an increase in the ultra-high concentration region and the low concentration region can be prevented. As a method for shortening the preheating time, for example, an in-line heating device (typically a heating device using radiant heat, current heating, induction heating, etc.) is provided immediately before the rolling device to perform rapid heating. Is mentioned. By making it in-line, the time until rolling after heating can be shortened. In addition, as a method for shortening the time during which the material is maintained at 150 ° C. to 300 ° C., after passing through a rolling device (typically, a rolling roller), the rolled material is rapidly cooled by being immersed in a refrigerant or a lubricant. (Preferably, cooling rate: 1 ° C./sec or more). When both the rapid heating and the rapid cooling are performed, the time during which the material is held at 150 ° C. to 300 ° C. in the rolling process can be effectively shortened. In particular, the rapid heating and rapid cooling can be easily performed when the material to be rolled is a short material such as a cast sheet material. In addition, for example, even when preparing and stacking a plurality of materials and heating them at once, the time for heating each material to a uniform temperature is relatively short by providing an appropriate gap between the materials. it can. This technique can also be easily applied when the material to be rolled is a short material such as a cast sheet material. In producing the magnesium alloy sheet of the present invention, when performing warm rolling for 1 pass or more, the total holding time in the preheating before rolling may be 0.01 hours or more and 8 hours or less, particularly 0.01 hours or more and 0.3 hours or less. preferable. By controlling the preheating conditions in this manner, a magnesium alloy plate material that is substantially free of precipitates and has a narrower Al concentration distribution width, that is, a magnesium alloy plate material that is superior in corrosion resistance can be obtained.

上記温間圧延を含む圧延は、1パスでも複数パス行ってもよい。複数パスの圧延を行うことで、厚さが薄い圧延材が得られる上に、圧延材を構成する組織の平均結晶粒径を小さくしたり(例えば、10μm以下、好ましくは5μm以下)、プレス加工といった塑性加工性を高められる。所望の厚さの圧延材が得られるように、パス数、各パスの圧下率、及び総圧下率を適宜選択することができる。その他、公知の圧延条件、例えば、素材だけでなく圧延ロールも加熱するなど、適宜な条件を利用してもよい。   The rolling including the warm rolling may be performed in one pass or multiple passes. By rolling a plurality of passes, a rolled material with a small thickness is obtained, and the average crystal grain size of the structure constituting the rolled material is reduced (for example, 10 μm or less, preferably 5 μm or less), or press working. It is possible to improve the plastic workability. The number of passes, the reduction rate of each pass, and the total reduction rate can be appropriately selected so that a rolled material having a desired thickness can be obtained. In addition, known rolling conditions, for example, appropriate conditions such as heating not only the raw material but also the rolling roll may be used.

特に、本発明マグネシウム合金板材を製造するにあたり、最終の温間圧延を施した後の冷却工程において、冷却開始時の素材の温度から当該素材の温度が少なくとも100℃になるまでの間の平均冷却速度を0.8℃/min以上とすることが好ましい。最終の温間圧延後の素材を速やかに冷却することで、冷却中に析出物が成長して、超高濃度領域や低濃度領域が増大することを効果的に防止することができる。上記平均冷却速度は、例えば、最終の温間圧延後、冷却を開始するときの素材の温度を測定し、得られた測定温度:Tmp(℃)から100℃になるまでの時間t(min)を設定し、(Tmp-100)/t(℃/min)で表わされる速度とすることが挙げられる。そして、(Tmp-100)/t(℃/min)≧0.8(℃/min)となるように冷却状態を調整するとよい。素材の温度の測定は、熱電対などの接触型センサ、サーモグラフィといった非接触型センサのいずれを用いてもよい。熱電対は、極薄いものを用意して、素材の表面に設置して測定するとよい。   In particular, in producing the magnesium alloy sheet of the present invention, in the cooling step after the final warm rolling, the average cooling from the temperature of the material at the start of cooling until the temperature of the material reaches at least 100 ° C. The speed is preferably 0.8 ° C./min or higher. By rapidly cooling the material after the final warm rolling, it is possible to effectively prevent the precipitate from growing during cooling and increasing the ultra-high concentration region and the low concentration region. The average cooling rate is, for example, the temperature of the raw material when starting cooling after the final warm rolling, and the time t (min) from the obtained measurement temperature: Tmp (° C.) to 100 ° C. Is set to a speed represented by (Tmp-100) / t (° C./min). The cooling state may be adjusted so that (Tmp-100) / t (° C./min)≧0.8 (° C./min). The material temperature may be measured using either a contact sensor such as a thermocouple or a non-contact sensor such as a thermography. It is recommended to prepare an extremely thin thermocouple and place it on the surface of the material.

上記冷却速度は速いほど好ましく、1℃/sec以上、更に5℃/sec以上がより好ましい。冷却工程では、上記冷却速度を達成し得る任意の冷却手段が利用できる。特に、強制冷却を利用すると、冷却速度を速められる。強制冷却手段は、ファン(空冷)や衝風(ジェット空冷)などの気体媒体を使用するもの、水冷などの液体媒体を使用するもの、その他、冷却ロールなどの固体媒体を利用するものなど、種々利用することができる。特に、衝風などの空冷を利用すると、素材に付着した液体冷媒の除去工程が不要である、液体冷媒の付着による表面性状の劣化が生じない、といった効果が得られる。一方、液体冷媒を利用すると、冷却速度を速め易い。液体冷媒は、圧延などで利用した潤滑剤の除去が可能な洗浄剤(例えば、界面活性剤)などを含むものを利用すると、冷却と共に洗浄も行えて好ましい。強制冷却手段は、オフラインで配置してもよいが、インラインで配置すると、素材表面と冷却媒体との接触面積を大きく確保できることから、冷却効率を高められる。コイル材の場合、最終の温間圧延後、一旦巻き取ってから上記冷却を行ってもよい。また、コイル材の場合、巻き取った状態で上記冷却を行ってもよいが、巻き戻した状態で行うと、冷却速度を速め易い。上記冷却速度を達成できる場合は、上記強制冷却手段を用いず自然放冷を行ってもよい。   The cooling rate is preferably as high as possible, and is preferably 1 ° C./sec or more, and more preferably 5 ° C./sec or more. In the cooling step, any cooling means that can achieve the cooling rate can be used. In particular, if forced cooling is used, the cooling rate can be increased. There are various forced cooling means, such as those that use a gaseous medium such as a fan (air cooling) or blast (jet air cooling), those that use a liquid medium such as water cooling, and those that use a solid medium such as a cooling roll. Can be used. In particular, when air cooling such as blast is used, it is possible to obtain an effect that a step of removing the liquid refrigerant adhering to the material is unnecessary, and the surface properties are not deteriorated due to the adhesion of the liquid refrigerant. On the other hand, when the liquid refrigerant is used, it is easy to increase the cooling rate. It is preferable to use a liquid refrigerant that includes a cleaning agent (for example, a surfactant) that can remove the lubricant used in rolling or the like because cooling can be performed together with cooling. The forced cooling means may be arranged off-line, but if arranged in-line, a large contact area between the material surface and the cooling medium can be secured, so that the cooling efficiency can be improved. In the case of a coil material, after the final warm rolling, the cooling may be performed after winding. In the case of a coil material, the cooling may be performed in a wound state, but if it is performed in a rewinded state, the cooling rate can be easily increased. If the cooling rate can be achieved, natural cooling may be performed without using the forced cooling means.

なお、仕上げ圧延などで圧下率が小さい圧延を行う場合は、冷間加工とすることができる。冷間加工では、Al濃度の変化が実質的に生じ難く、冷間加工前のAl濃度の分布が実質的に維持される。   In addition, when performing rolling with a small rolling reduction by finish rolling etc., it can be set as cold work. In the cold working, the Al concentration is hardly changed, and the Al concentration distribution before the cold working is substantially maintained.

複数パスの圧延を行う場合、上述した150℃〜300℃の温度域の保持時間が上記総合計時間に含まれる範囲で、パス間に中間熱処理を行うことができる。中間熱処理により、当該熱処理までの塑性加工(主として圧延)により素材に導入された歪みや残留応力、集合組織などを除去、軽減することができる。こうすることで、当該熱処理後の圧延で不用意な割れや歪み、変形を防止して、より円滑に圧延を行える。この中間熱処理の素材の保持温度も300℃以下とすることが好ましい。保持温度は、150℃以上、特に250℃以上280℃以下が好ましい。保持時間は、例えば、0.5時間〜3時間程度が挙げられる。また、中間熱処理後の冷却工程においても、冷却速度を速める(好ましくは1℃/min以上、より好ましくは50℃/min以上)ことで、析出物の成長を抑制できて好ましい。   When rolling a plurality of passes, an intermediate heat treatment can be performed between passes within a range in which the holding time in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. described above is included in the total time. By the intermediate heat treatment, strain, residual stress, texture, etc. introduced into the material by plastic working (mainly rolling) up to the heat treatment can be removed and reduced. By carrying out like this, careless cracking, distortion, and a deformation | transformation can be prevented by the rolling after the said heat processing, and rolling can be performed more smoothly. The holding temperature of the intermediate heat treatment material is also preferably 300 ° C. or lower. The holding temperature is preferably 150 ° C. or higher, particularly 250 ° C. or higher and 280 ° C. or lower. The holding time is, for example, about 0.5 hour to 3 hours. Also in the cooling step after the intermediate heat treatment, it is preferable to increase the cooling rate (preferably 1 ° C./min or more, more preferably 50 ° C./min or more) because the growth of precipitates can be suppressed.

上述のように圧延材の厚さ、幅、及び長さは、適宜選択することができる。また、上記圧延は、潤滑剤を適宜利用すると、圧延時の摩擦抵抗を低減でき、素材の焼き付きなどを防止して、圧延を施し易い。更に、圧延ロールとして、ロール外周に凹溝を有するものを利用すると、リブを有する圧延材、ロール外周に凸部を有するものを利用すると、凹溝を有する圧延材を製造できる。その他、得られた圧延材に対して、切削加工や研削加工を施して、所望の凹凸形状、段差形状に形成したり、ボスや貫通孔を形成したりすることができる。   As described above, the thickness, width, and length of the rolled material can be appropriately selected. Moreover, when the said rolling uses suitably a lubricant, the frictional resistance at the time of rolling can be reduced, the burning of a raw material etc. is prevented and it is easy to perform rolling. Furthermore, when a roll having a groove on the outer periphery of the roll is used as a rolling roll, a rolled material having a groove can be manufactured by using a rolled material having a rib, and a roller having a protrusion on the outer periphery of the roll. In addition, the obtained rolled material can be cut or ground to form a desired uneven shape or stepped shape, or a boss or a through hole can be formed.

≪最終熱処理≫
圧延後に最終熱処理を施す場合、保持温度を300℃以下とすることが好ましい。より具体的な条件は、保持温度:100℃以上300℃以下、保持時間:5分以上60分以下が挙げられる。この最終熱処理工程における素材(圧延材)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する時間も上記総合計時間に含まれるようにすることが好ましく、保持時間は、30分未満が好ましい。このような特定の条件とすることで、上述した(1)〜(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有し、かつ、圧延時の歪みなどが低減、或いは除去された圧延材とすることができる。
≪Final heat treatment≫
When the final heat treatment is performed after rolling, the holding temperature is preferably 300 ° C. or lower. More specific conditions include a holding temperature: 100 ° C. to 300 ° C. and a holding time: 5 minutes to 60 minutes. The time for holding the material (rolled material) in the temperature range of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower in the final heat treatment step is preferably included in the total time, and the holding time is preferably less than 30 minutes. By having such a specific condition, a rolled material having a specific Al concentration distribution that satisfies the above conditions (1) to (3), and reduced or removed distortion during rolling, etc. can do.

≪矯正≫
圧延後や最終熱処理後などに矯正を施すことで、板材の平坦性を高められる。矯正は、室温或いは室温以下の温度でも実施できるが、温間で行うと、平坦性をより高められる。温間矯正を行う場合、保持温度を300℃以下とすることが好ましい。より具体的な条件は、保持温度:100℃以上300℃以下、好ましくは150℃〜280℃が挙げられる。この矯正工程における素材(例えば、圧延材)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する時間も上記総合計時間に含まれるようにすることが好ましい。温間矯正は、例えば、素材を加熱可能な加熱炉と、加熱された素材に連続的に曲げ(歪)を付与するために複数のロールが上下に対向して千鳥状に配置されたロール部とを具えるロールレベラ装置を好適に利用できる。温間矯正後においても、冷却を開始するときの素材の温度から当該素材の温度が100℃以下になるまでの間の平均冷却速度を0.8℃/min以上とすると、析出物の成長による超高濃度領域や低濃度領域の増大、Alリッチな金属間化合物といった析出物の存在量の増大を効果的に抑制できる。この冷却速度を達成するには、上述のように強制冷却手段を適宜利用してもよいし、自然放冷でもよい。
≪Correction≫
By performing correction after rolling or after the final heat treatment, the flatness of the plate material can be improved. The correction can be carried out at room temperature or a temperature below room temperature, but if it is carried out warm, the flatness can be further improved. When performing warm correction, the holding temperature is preferably 300 ° C. or lower. More specific conditions include a holding temperature: 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, preferably 150 ° C. to 280 ° C. It is preferable that the total time includes the time for holding the material (for example, rolled material) in the temperature range of 150 ° C. or more and 300 ° C. or less in the straightening process. Warm correction is, for example, a heating furnace capable of heating a material, and a roll unit in which a plurality of rolls are arranged in a staggered manner so as to bend (strain) the heated material continuously. A roll leveler device comprising: Even after warm straightening, if the average cooling rate from the temperature of the material at the start of cooling to the temperature of the material reaches 100 ° C or less is 0.8 ° C / min or more, it is extremely high due to the growth of precipitates. An increase in the amount of precipitates such as an increase in the concentration region and the low concentration region and an Al-rich intermetallic compound can be effectively suppressed. In order to achieve this cooling rate, the forced cooling means may be appropriately used as described above, or natural cooling may be used.

≪塑性加工≫
本発明マグネシウム合金板材にプレス加工などの塑性加工を施す場合、素材を加熱することで塑性加工性を高められる。素材の温度は350℃以下が好ましく、更に300℃以下、特に280℃以下がより好ましい。とりわけ、150℃以上280℃以下、更に150℃以上220℃以下が好適である。そして、当該温度に素材を予備加熱するにあたり、上述のように保持時間を8時間以下とすることで、析出物の成長を抑制し、超高濃度領域や低濃度領域の増大を効果的に防止できる。所望の塑性加工が可能な程度に素材が加熱されていれば、保持時間は短いほど好ましく、0.5時間以下(30分以下)、更に0.3時間以下がより好ましい。プレス加工といった塑性加工時の時間自体は、形状にもよるが、プレス加工で数秒〜数分程度と短く、析出物の粗大化などの不具合は実質的に生じないと考えられる。本発明マグネシウム合金板材を素材とし、かつ上記特定の条件で塑性加工を行うことで、上述した(1)〜(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する塑性加工材が得られる。
≪Plastic processing≫
When plastic working such as press working is applied to the magnesium alloy sheet of the present invention, the plastic workability can be improved by heating the material. The temperature of the material is preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, and particularly preferably 280 ° C. or lower. In particular, 150 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower are preferable. And, when the material is preheated to the temperature, by keeping the holding time to 8 hours or less as described above, the growth of precipitates is suppressed, and the increase of ultra-high concentration region and low concentration region is effectively prevented. it can. If the material is heated to such an extent that desired plastic working is possible, the holding time is preferably as short as possible, 0.5 hours or less (30 minutes or less), and more preferably 0.3 hours or less. Although the time during plastic working such as press working itself depends on the shape, it is considered to be as short as several seconds to several minutes in press working, and it is considered that defects such as coarsening of precipitates do not substantially occur. By using the magnesium alloy sheet material of the present invention as a raw material and performing plastic working under the above-mentioned specific conditions, a plastic processed material having a specific Al concentration distribution that satisfies the above conditions (1) to (3) can be obtained.

上記塑性加工後に熱処理を施して、塑性加工により導入された歪みや残留応力の除去、機械的特性の向上を図ることができる。この熱処理条件は、保持温度:100℃〜300℃、保持時間:5分〜60分程度が挙げられる。但し、この熱処理においても150℃〜300℃の温度域の保持時間が上記総合計時間に含まれるようにすることが望ましい。   Heat treatment can be performed after the plastic working to remove strain and residual stress introduced by the plastic working and improve mechanical characteristics. The heat treatment conditions include a holding temperature: 100 ° C. to 300 ° C. and a holding time: about 5 minutes to 60 minutes. However, also in this heat treatment, it is preferable that the holding time in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is included in the total time.

≪素材を特定の温度域に保持する総合計時間≫
上述のように中間溶体化処理以降、好ましくは最終製品までの工程(圧延(中間熱処理を含む)、最終熱処理、矯正、塑性加工前の予備加熱などの各工程)において、素材を150℃〜300℃の温度域に保持する総合計時間を12時間以下と比較的短い時間に制御することが好ましい。
≪Total time to keep the material in a specific temperature range≫
After the intermediate solution treatment as described above, preferably in the process up to the final product (rolling (including intermediate heat treatment), final heat treatment, straightening, preheating before plastic working, etc.), the material is 150 ° C ~ 300 It is preferable to control the total time kept in the temperature range of ° C to a relatively short time of 12 hours or less.

圧延などの塑性加工に十分な加熱時間を確保するには、上記150℃〜300℃の温度域に保持する総合計時間が0.01時間以上が好ましい。より好ましくは、温度域:150℃以上280℃以下、更に好ましくは150℃以上220℃以下、総合計時間:8時間以下、特に0.3時間以下となるように、圧延工程における各パスの加工度や総加工度、予備加熱の条件(予備加熱の手段や時間など)、冷却工程の条件(冷却手段や時間など)、ライン速度などの製造条件を制御する。また、Alの含有量が多いほど、上述したAlリッチの金属間化合物が析出し易いため、上記総合計時間は、Alの含有量に応じても調整することが好ましい。   In order to ensure a sufficient heating time for plastic working such as rolling, the total time of maintaining the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is preferably 0.01 hours or more. More preferably, the temperature range: 150 ° C. or more and 280 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or more and 220 ° C. or less, the total time: 8 hours or less, particularly 0.3 hours or less, the processing degree of each pass in the rolling process Control manufacturing conditions such as total processing degree, preheating conditions (such as preheating means and time), cooling process conditions (such as cooling means and time), and line speed. Moreover, since the Al-rich intermetallic compound described above tends to precipitate as the Al content increases, the total time is preferably adjusted according to the Al content.

上述のように中間溶体化処理以降、300℃超に加熱しないことが好ましいが、析出物の粗大化などが生じないような短時間(好ましくは8時間以下、より好ましくは1時間以下)であれば許容する。   As described above, it is preferable not to heat to more than 300 ° C. after the intermediate solution treatment, but it should be a short time (preferably 8 hours or less, more preferably 1 hour or less) that does not cause coarsening of precipitates. If allowed.

より具体的な製造方法として、例えば、鋳造→中間溶体化(好ましくは、冷却工程で冷却速度を制御)→圧延→中間熱処理(保持温度によっては冷却工程で冷却速度を制御)→圧延→矯正・研磨・洗浄という工程が挙げられる。この製造方法によれば、圧延前に中間溶体化処理を施すことで、析出物を微細・極小にすることができ、その後の圧延により組織の微細化や機械的特性の改善を行うことができる。   As a more specific manufacturing method, for example, casting → intermediate solution (preferably, cooling rate is controlled in the cooling step) → rolling → intermediate heat treatment (cooling rate is controlled in the cooling step depending on the holding temperature) → rolling → correction / A process of polishing / cleaning may be mentioned. According to this manufacturing method, by performing an intermediate solution treatment before rolling, precipitates can be made fine and minimal, and subsequent rolling can refine the structure and improve mechanical properties. .

≪その他の工程≫
上述製造方法で得られた圧延材・熱処理材・矯正材に対して研磨(好ましくは湿式研磨)を施す研磨工程を具えることで、上述した(1)〜(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する研磨材(本発明マグネシウム合金板材の一形態)が得られる。また、上述製造方法に、更に、化成処理や陽極酸化処理といった防食処理を施す工程を具えたり、塗装層を形成する工程を具えることで、上述した(1)〜(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する基材と、この基材の上に形成された防食層や塗装層とを具える本発明マグネシウム合金板材が得られる。防食層や塗装層の材質・形成条件は公知の材質・条件を利用することができる。防食処理にあたり、脱脂、酸エッチング、脱スマット、表面調整といった前処理を施すことが好ましい。塑性加工を行う場合は、防食層や塗装層は、塑性加工後に形成すると、塑性加工時における防食層や塗装層の損傷を防止できる。
≪Other processes≫
By providing a polishing step for polishing (preferably wet polishing) the rolled material, heat-treated material, and straightening material obtained by the above-described manufacturing method, a specific condition that satisfies the above-mentioned conditions (1) to (3) is satisfied. An abrasive having an Al concentration distribution (one form of the magnesium alloy sheet of the present invention) is obtained. In addition, the above-described manufacturing method further includes a step of performing an anticorrosion treatment such as a chemical conversion treatment or an anodizing treatment, or a step of forming a coating layer, thereby satisfying the above conditions (1) to (3). A magnesium alloy sheet material of the present invention comprising a base material having a specific Al concentration distribution and an anticorrosion layer or a coating layer formed on the base material is obtained. Known materials and conditions can be used for the material and forming conditions of the anticorrosion layer and the coating layer. In the anticorrosion treatment, pretreatment such as degreasing, acid etching, desmutting, and surface adjustment is preferably performed. In the case of performing plastic working, if the anticorrosion layer and the coating layer are formed after the plastic working, damage to the anticorrosion layer and the coating layer during the plastic working can be prevented.

以下、本発明のより具体的な実施の形態を説明する。
[試験例1]
Alを含有するマグネシウム合金板材を作製し、Al濃度の分布、及び耐食性を調べた。
Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described.
[Test Example 1]
Magnesium alloy sheets containing Al were prepared, and the Al concentration distribution and corrosion resistance were investigated.

この試験では、以下のように作製した試料No.1のマグネシウム合金板材と、比較として市販のダイカスト材(AZ91合金、厚さ3mm、幅75mm、長さ150mmの板材)を用意した。このダイカスト材に、後述する試料No.1に施した研磨処理と同様の条件で湿式ベルト研磨を施して研磨板を作製し、この研磨板を試料No.100とした。   In this test, a magnesium alloy plate material of sample No. 1 manufactured as follows and a commercially available die-cast material (AZ91 alloy, plate material having a thickness of 3 mm, a width of 75 mm, and a length of 150 mm) were prepared for comparison. This die-cast material was subjected to wet belt polishing under the same conditions as the polishing treatment applied to Sample No. 1 described later to produce a polishing plate. This polishing plate was designated as Sample No. 100.

試料No.1の製造工程を以下に示す。
試料No.1:シート材 ※途中巻き取り無し
鋳造(鋳造後切断)→中間溶体化→圧延→矯正→研磨
The manufacturing process of Sample No. 1 is shown below.
Sample No.1: Sheet material * No winding on the way
Casting (cutting after casting) → Intermediate solution → Rolling → Straightening → Polishing

《試料No.1》
AZ91合金相当の組成(Mg-8.75%Al-0.65%Zn(全て質量%))を有するマグネシウム合金からなり、双ロール連続鋳造法により得られた鋳造板(厚さ5mm、幅300mm、長さ500mmの鋳造シート材)を複数用意した。得られた各鋳造板をバッチ加熱炉に装入して、400℃(≧20×8.75+172=347℃)×24時間の溶体化処理(中間溶体化処理)を施した後、長さを調整するための切断を行いながら、以下の条件で複数パスの圧延を施し、厚さ0.6mm、幅270mm、長さ500mの板材(圧延シート材)を作製した。圧延の各パス前に急速加熱が可能な加熱手段により予備加熱を行い、素材を所定の温度に加熱した。予備加熱における合計保持時間は3時間である。
<Sample No. 1>
Casting plate (thickness 5mm, width 300mm, length 500mm) made of a magnesium alloy with a composition equivalent to AZ91 alloy (Mg-8.75% Al-0.65% Zn (all mass%)) A plurality of cast sheet materials) were prepared. Each cast plate obtained was charged into a batch heating furnace and subjected to a solution treatment (intermediate solution treatment) at 400 ° C. (≧ 20 × 8.75 + 172 = 347 ° C.) × 24 hours. While cutting for adjustment, a plurality of passes were rolled under the following conditions to produce a plate material (rolled sheet material) having a thickness of 0.6 mm, a width of 270 mm, and a length of 500 m. Preheating was performed by a heating means capable of rapid heating before each rolling pass, and the material was heated to a predetermined temperature. The total holding time in the preheating is 3 hours.

(圧延条件)
圧下率:5%/パス〜40%/パス
素材の温度:200℃〜280℃
ロール温度:100℃〜250℃
(Rolling conditions)
Rolling rate: 5% / pass to 40% / pass Material temperature: 200 ° C to 280 ° C
Roll temperature: 100 ℃ ~ 250 ℃

最終の温間圧延のパスを素材に施した後、この素材を冷却用鋼板(熱媒体を循環させることで温度制御が可能なもの)に載置することで、冷却速度を調整した。ここでは、素材の温度(200℃〜280℃)が100℃になるまでの平均冷却速度を60℃/min、室温(約20℃)になるまでの平均冷却速度を40℃/minとなるように冷却用鋼板の温度、載置時間を調整して冷却した。   After the final warm rolling pass was applied to the material, the material was placed on a cooling steel plate (which can be controlled by circulating a heat medium) to adjust the cooling rate. Here, the average cooling rate until the temperature of the material (200 ° C to 280 ° C) reaches 100 ° C is 60 ° C / min, and the average cooling rate until it reaches room temperature (about 20 ° C) is 40 ° C / min. The steel sheet for cooling was cooled by adjusting the temperature and mounting time.

得られた板材に、ロールレベラ装置により、温間矯正を施して矯正材を作製し(素材の温度:250℃)、この矯正材に#600の研磨ベルトを用いて湿式ベルト式研磨を施し、得られた研磨板(シート材)を試料No.1とする。試料No.1では、上記中間溶体化処理以降、最終的な研磨材が得られるまでの製造工程において、150℃〜300℃の温度域に素材を保持する総合計時間を12時間以内とし、300℃超の加熱を行わなかった。なお、ここでは、圧延により薄くなった素材に対して温間矯正を施していることから、上記温度域の保持時間を数分程度とすることができる。   The obtained plate material is warm-corrected with a roll leveler device to produce a straightened material (material temperature: 250 ° C), and wet belt type polishing is applied to this straightened material using a # 600 abrasive belt. The obtained polishing plate (sheet material) is designated as sample No. 1. In sample No. 1, in the manufacturing process from the intermediate solution treatment until the final abrasive is obtained, the total time for holding the material in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is within 12 hours, 300 No heating above ℃ was performed. Here, since warm correction is performed on the material thinned by rolling, the holding time of the temperature range can be set to about several minutes.

上記冷却速度の調整は、以下のような相関データを予め作成し、この相関データを参照すると、容易に行える。厚さや長さが異なる冷却対象の最表面、又は表面から10μmの地点の温度を温度センサにより測定できるようにし(例えば、上記地点に溝を形成してこの溝に温度センサを埋設するなど)、冷風の温度、風量、風速などの強制冷却手段の各パラメータを適宜変更したときに、最終圧延後、冷却開始時の素材温度から100℃に達するまでの時間を測定して冷却速度を求め、各パラメータと冷却速度との相関データを作成する。   The cooling rate can be easily adjusted by preparing the following correlation data in advance and referring to the correlation data. The temperature of the outermost surface of the object to be cooled with different thickness and length, or the temperature at a point 10 μm from the surface can be measured by a temperature sensor (for example, a groove is formed at the above point and the temperature sensor is embedded in the groove). When each parameter of forced cooling means such as cold air temperature, air volume, wind speed, etc. is appropriately changed, the cooling rate is obtained by measuring the time from the material temperature at the start of cooling to 100 ° C after the final rolling. Create correlation data between parameters and cooling rate.

得られた試料No.1、及び比較の試料No.100から、試料全体のAlの含有量(Al全平均量):x質量%を測定するために全体量用試験片を切り出し、この試験片を利用して、ICP発光分光分析により、Al全平均量を求めたところ、いずれの試料もx=8.75質量%であった。   From the obtained sample No. 1 and comparative sample No. 100, a test piece for the total amount was cut out to measure the Al content of the whole sample (Al total average amount): x mass%. The total average amount of Al was determined by ICP emission spectroscopic analysis using x, and all samples were x = 8.75 mass%.

得られた試料No.1、及び比較の試料No.100から、マッピング用試験片を切り出し、各試験片の表面の元素:Alの分析・測定を、FE(Field Emission)-EPMA装置(日本電子株式会社製JXA-8530F)を用いて行った。測定条件を以下に示す。   From the obtained sample No. 1 and the comparative sample No. 100, a test piece for mapping was cut out, and the analysis and measurement of the element: Al on the surface of each test piece was performed using an FE (Field Emission) -EPMA device (JEOL JXA-8530F manufactured by Co., Ltd. was used. The measurement conditions are shown below.

(測定条件)
加速電圧:15kV
照射電流:100nA
サンプリングタイム:50ms
(Measurement condition)
Acceleration voltage: 15kV
Irradiation current: 100nA
Sampling time: 50ms

上記元素分析におけるAlの含有量(質量%)は、以下の検量線を作成し、この検量線を用いてEPMAのX線強度をAlの含有量(質量%)に換算して求めた。   The content (mass%) of Al in the elemental analysis was determined by preparing the following calibration curve and converting the X-ray intensity of EPMA to the Al content (mass%) using this calibration curve.

〔検量線の作成〕
Alの含有量が異なる市販のAZ31合金材、AZ61合金材、AZ91合金相当材に溶体化処理(400℃×120時間)を施して、均質化したものをサンプルとした。AZ91合金相当材は、以下のようにして作製したコイル材を切断して利用した。双ロール連続鋳造法を用いて、Mg-8.75%Al-0.65%Zn(全て質量%)を有するマグネシウム合金からなる鋳造コイル材(厚さ4mm、幅300mm)を作製した。この鋳造コイル材に400℃×24時間の中間溶体化処理を施した後、圧下率:5%/パス〜40%/パス、素材の温度:200℃〜280℃、ロール温度:100℃〜250℃の条件で複数パスの圧延を施して圧延コイル材を作製した。この圧延コイル材に、ロールレベラ装置により温間矯正を施し(素材の温度:250℃)、この矯正材に試料No.1と同様の湿式研磨を施して、上記コイル材を作製した。そして、各サンプルの表面に対してICP発光分光分析を行い、Alの含有量を測定すると共に、上記測定条件によりFE-EPMAに元素分析を行い、AlのX線強度(cps/μA)を測定する。
(Create a calibration curve)
Commercially available AZ31 alloy materials, AZ61 alloy materials, and AZ91 alloy equivalent materials with different Al contents were subjected to solution treatment (400 ° C. × 120 hours) and homogenized to give samples. The AZ91 alloy equivalent material was used by cutting the coil material produced as follows. Using a twin-roll continuous casting method, a cast coil material (thickness 4 mm, width 300 mm) made of a magnesium alloy containing Mg-8.75% Al-0.65% Zn (all by mass%) was produced. The cast coil material is subjected to an intermediate solution treatment at 400 ° C. for 24 hours, and then the reduction rate: 5% / pass to 40% / pass, material temperature: 200 ° C. to 280 ° C., roll temperature: 100 ° C. to 250 ° C. A rolled coil material was produced by rolling a plurality of passes under the condition of ° C. The rolled coil material was warm-corrected with a roll leveler device (material temperature: 250 ° C.), and the correction material was subjected to wet polishing similar to Sample No. 1 to produce the coil material. Then, ICP emission spectroscopic analysis is performed on the surface of each sample, the Al content is measured, and elemental analysis is performed on FE-EPMA under the above measurement conditions, and the X-ray intensity (cps / μA) of Al is measured. To do.

そして、図4に示すように得られたX線強度:yをAlの含有量:xの一次関数として表わし、一次関数の近似式:y=11977x+1542.5を検量線として用いる。なお、この近似式は、相関係数R2が0.9998であり、信頼性の高いものである。 Then, as shown in FIG. 4, the obtained X-ray intensity: y is expressed as a linear function of Al content: x, and an approximate expression of the linear function: y = 11977x + 1542.5 is used as a calibration curve. Note that this approximate expression is highly reliable with a correlation coefficient R 2 of 0.9998.

図1は、各試料の表面をFE-EPMAにより分析したAlの含有量に関するマッピング像(観察視野:24μm×18μm)である。図1(A)が試料No.1、図1(B)が試料No.100のダイカスト材を示す。図1では、グレースケールで示すが、実際には、Al濃度に応じて、Alの含有量が少ない順に黒(Al濃度:ここでは0質量%)〜紺〜青〜水色〜緑〜黄色〜橙〜赤〜桃色〜白(Al濃度:ここでは8.75×1.4=12.25質量%以上)が施されている。図1(A)の白色の粒状体、図1(B)の白色の異形物は、Alリッチな金属間化合物である。   FIG. 1 is a mapping image (observation field: 24 μm × 18 μm) regarding the Al content obtained by analyzing the surface of each sample by FE-EPMA. FIG. 1 (A) shows the die-cast material of sample No. 1, and FIG. 1 (B) shows the sample No. 100. Although shown in gray scale in FIG. 1, in practice, black (Al concentration: 0% by mass here) in descending order of Al content, depending on the Al concentration, 紺 to blue to light blue to green to yellow to orange -Red-Pink-White (Al concentration: 8.75 x 1.4 = 12.25% by mass or more). The white granule in FIG. 1 (A) and the white variant in FIG. 1 (B) are Al-rich intermetallic compounds.

図1(B)に示すように、試料No.100のダイカスト材は、Al濃度が非常に高い領域が多いこと、Al濃度が非常に低い領域が存在することが分かる。これに対して、図1(A)に示すように試料No.1は、Al濃度が非常に高い領域が局所的に大きく存在していないこと、Al濃度が非常に低い領域が実質的に存在しないことが分かる。   As shown in FIG. 1B, it can be seen that the die-cast material of sample No. 100 has many regions with a very high Al concentration and regions with a very low Al concentration. On the other hand, as shown in Fig. 1 (A), sample No. 1 does not have a region where the Al concentration is very high, and there is substantially a region where the Al concentration is very low. I understand that I don't.

このマッピング像を用いて、各試料の観察視野において、Al濃度が4.2質量%以下の低濃度領域の面積率、Al濃度が0.8x(=8.75×0.8=7)質量%以上1.2x(=8.75×1.2=10.5)質量%以下の中心組成領域の面積率、Al濃度が0.9x(=8.75×0.9=7.875)質量%以上1.2x質量%以下の領域の面積率、Al濃度が1.4x(=8.75×1.4=12.25)質量%以上の超高濃度領域の面積率、Al濃度の最大値及び最小値を求めた。その結果を表1に示す。また、Al濃度分布を図2のグラフに示す。   Using this mapping image, in the observation field of each sample, the area ratio of the low concentration region where the Al concentration is 4.2% by mass or less, and the Al concentration is 0.8x (= 8.75 × 0.8 = 7) mass% or more 1.2x (= 8.75) × 1.2 = 10.5) Area ratio of the central composition region of mass% or less, Al concentration of 0.9x (= 8.75 × 0.9 = 7.875) mass area of 1.2% by mass or less, Al concentration of 1.4x (= (8.75 × 1.4 = 12.25) The area ratio of the ultra-high concentration region of mass% or more, the maximum value and the minimum value of the Al concentration were obtained. The results are shown in Table 1. The Al concentration distribution is shown in the graph of FIG.

図3は、各試料No.1,100の走査電子顕微鏡:SEMによる顕微鏡写真である(5000倍)。図3(A)の薄い灰色の粒状体、図3(B)の薄い灰色の異形物は、析出物を示す。図3(B)に示すように、試料No.100のダイカスト材は、析出物が大きく、異形状であることが分かる。このことは、マッピング像において、Al濃度が非常に高い超高濃度領域が大きく、異形状をとることと一致する。これに対して、図1(A)に示すように試料No.1は、析出物が小さな粒状体が分散した組織であることが分かる。このことは、マッピング像において小さな超高濃度領域が分散して存在することと一致する。上記薄い灰色の粒状体や異形物の組成をEDS(エネルギー分散型X線分析装置:Energy Dispersive X-ray Spectrometer)により調べたところ、Mg17Al12やAl(MnFe)といったAlやMgを含む金属間化合物であった。当該金属間化合物の存在は、X線回折などを利用して組成及び構造を調べることでも判別できる。 FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) micrograph of each sample No. 1,100 (x5000). The light gray granule in FIG. 3 (A) and the light gray variant in FIG. 3 (B) show precipitates. As shown in FIG. 3 (B), it can be seen that the die-cast material of sample No. 100 has large precipitates and an irregular shape. This is consistent with the fact that in the mapping image, the ultra-high concentration region having a very high Al concentration is large and has an irregular shape. On the other hand, as shown in FIG. 1 (A), it can be seen that Sample No. 1 has a structure in which particles with small precipitates are dispersed. This is consistent with the presence of small ultrahigh density regions in the mapping image. When the composition of the above-mentioned light gray particles and irregular shapes was examined with an EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometer), a metal containing Al or Mg such as Mg 17 Al 12 or Al (MnFe) It was an intermetallic compound. The presence of the intermetallic compound can also be determined by examining the composition and structure using X-ray diffraction or the like.

各試料No.1,100の金属間化合物の平均粒径(μm)及び合計面積の割合(面積%)を測定した。その結果も表1に示す。平均粒径や面積割合は、市販の画像処理装置を利用して、上記顕微鏡写真を画像処理することで容易に算出できる。   The average particle size (μm) and the ratio (area%) of the total area of the intermetallic compound of each sample No. 1,100 were measured. The results are also shown in Table 1. The average particle diameter and area ratio can be easily calculated by image processing the above micrograph using a commercially available image processing apparatus.

金属間化合物の平均粒径は、以下のようにして測定した。各試料に対してそれぞれ、板厚方向に5つの断面をとり、各断面の観察像から任意に3つの視野(ここでは1視野:22.7μm×17μmの領域)をそれぞれとる。ここでは、上記視野は、各試料の表面から厚さ方向に100μm程度までの表面側領域から選択した。観察視野ごとに、一つの観察視野内に存在する各金属間化合物の円相当径(各金属間化合物の面積の等価面積円の直径)をそれぞれ求め、上記円相当径の総和を一つの観察視野内に存在する金属間化合物の数で除した値:(円相当径の合計)/(合計数)を当該観察視野の平均粒径とする。そして、各試料のそれぞれについて、15個の観察視野の平均粒径の平均を表1に示す。   The average particle size of the intermetallic compound was measured as follows. For each sample, five cross sections are taken in the thickness direction, and three fields of view (here, one field of view: 22.7 μm × 17 μm region) are arbitrarily taken from the observation image of each section. Here, the field of view was selected from the surface side region up to about 100 μm in the thickness direction from the surface of each sample. For each observation field, the equivalent circle diameter of each intermetallic compound existing in one observation field (the diameter of the equivalent area circle of the area of each intermetallic compound) is obtained, and the sum of the equivalent circle diameters is obtained as one observation field. A value obtained by dividing by the number of intermetallic compounds present therein: (total of equivalent circle diameter) / (total number) is defined as the average particle diameter of the observation visual field. Table 1 shows the average of the average particle diameters of 15 observation fields for each sample.

金属間化合物の合計面積の割合は、以下のようにして測定した。上述のように観察視野をとり、観察視野ごとに、一つの観察視野内に存在する全ての金属間化合物の面積をそれぞれ調べて合計面積を算出し、この合計面積を一つの観察視野の面積(ここでは385.9μm2)で除した値:(合計面積)/(観察視野の面積)を当該観察視野の面積割合とする。そして、各試料のそれぞれについて、15個の観察視野の面積割合の平均を表1に示す。 The ratio of the total area of the intermetallic compound was measured as follows. Take the observation field as described above, and for each observation field, calculate the total area by examining the area of all intermetallic compounds present in one observation field, this total area is the area of one observation field ( Here, the value divided by 385.9 μm 2 ): (total area) / (area of observation field) is defined as the area ratio of the observation field. Table 1 shows the average of the area ratios of the 15 observation fields for each sample.

各試料No.1,100に対して、塩水腐食試験を行い、腐食減量(μg/cm2)、Mg溶出量(μg/cm2)を測定した。その結果を表1に示す。 Each sample No. 1,100 was subjected to a salt water corrosion test to measure the corrosion weight loss (μg / cm 2 ) and the Mg elution amount (μg / cm 2 ). The results are shown in Table 1.

腐食減量は、塩水腐食試験として、JIS H 8502(1999)に準拠して塩水噴霧試験を行い、以下のように測定した。試料No.1,100から腐食用試験片を作製し、この腐食用試験片の質量(初期値)を測定した後、腐食用試験片において予め設定した大きさの試験面が露出するように、腐食用試験片の不要な箇所にマスキングを施す。マスキングした腐食用試験片を腐食試験装置内に装入し、当該装置底面に対して所定の角度に傾斜するように立て掛けて配置する(ここでは装置底面と試験片とがつくる角:70°〜80°)。試験液(5質量%のNaCl水溶液、温度:35±2℃)を霧状にして腐食用試験片に吹き掛けた状態で所定時間保持する(ここでは96時間)。所定時間経過後、腐食用試験片を腐食試験装置から取り出して、マスキングを除去した後、JIS Z 2371(2000)の参考表1に記載の方法に準拠して、腐食用試験片に生成された腐食生成物をクロム酸溶解により除去する。腐食生成物を除去した後の腐食用試験片の質量を測定し、この質量と上記初期値との差分を腐食用試験片の試験面の面積で除した値を腐食減量(μg/cm2)とする。 Corrosion weight loss was measured as follows by performing a salt spray test in accordance with JIS H 8502 (1999) as a salt water corrosion test. After preparing a test piece for corrosion from sample No. 1,100 and measuring the mass (initial value) of this test piece for corrosion, the test surface of the size set in advance is exposed on the test piece for corrosion. Mask unnecessary parts of the test piece. The masked corrosion test piece is inserted into the corrosion test apparatus and is placed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the apparatus bottom face (here, the angle formed by the apparatus bottom face and the test piece: 70 ° to 80 °). The test solution (5 mass% NaCl aqueous solution, temperature: 35 ± 2 ° C.) is sprayed on the corrosion test piece for a predetermined time (here 96 hours). After a predetermined time has elapsed, the corrosion test piece was taken out of the corrosion test apparatus, masking was removed, and the corrosion test piece was generated in accordance with the method described in Reference Table 1 of JIS Z 2371 (2000). Corrosion products are removed by chromic acid dissolution. The mass of the test piece for corrosion after removing the corrosion product is measured, and the value obtained by dividing the difference between the mass and the initial value by the area of the test surface of the test piece for corrosion is weight loss (μg / cm 2 ). And

Mg溶出量は、塩水腐食試験として、以下の条件で塩水浸漬試験を行い、以下のように測定した。試料No.1,100から腐食用試験片を作製し、腐食用試験片において予め設定した大きさの試験面が露出するように、腐食用試験片の不要な箇所にマスキングを施す。マスキングした腐食用試験片を試験液(5質量%のNaCl水溶液、液量:試験片の試験面の面積(露出面積)を(A)cm2としたとき、(A)×20mlとする)に完全に浸漬した状態で所定時間保持する(ここでは96時間、空調下の室温(25±2℃)に保持)。所定時間経過後、試験液を回収し、ICP-AESにて、試験液中のMgイオン量を定量し、Mgイオン量を腐食用試験片の試験面の面積で除した値をMg溶出量(μg/cm2)とする。 The amount of Mg elution was measured as follows by performing a salt water immersion test as a salt water corrosion test under the following conditions. A corrosion test piece is prepared from sample No. 1,100, and unnecessary portions of the corrosion test piece are masked so that a test surface having a predetermined size is exposed in the corrosion test piece. Make the masked corrosion test piece into the test solution (5 mass% NaCl aqueous solution, liquid amount: (A) x 2 ml when the test piece area (exposed area) is (A) cm 2 ) Hold for a predetermined time in a completely immersed state (here, hold for 96 hours at room temperature (25 ± 2 ° C.) under air conditioning). After a predetermined time has elapsed, the test solution is collected, the amount of Mg ions in the test solution is quantified with ICP-AES, and the value obtained by dividing the Mg ion amount by the area of the test surface of the corrosion test piece is the Mg elution amount ( μg / cm 2 ).

表1に示すように、試料No.1の板材は、少なくとも表面側領域においてAl濃度が0.8x質量%〜1.2x質量%(ここではx=8.75)である中心組成領域が50面積%以上を占め(ここでは70面積%以上)、かつAl濃度が4.2質量%以下である低濃度領域が存在せず、Al濃度が1.4x質量%以上の超高濃度領域が17.5面積%以下である(ここでは5面積%以下)ことが分かる。特に、試料No.1は、Al濃度が0.9x質量%〜1.2x質量%である領域が50面積%以上であることが分かる。即ち、試料No.1はAl濃度のばらつきが小さいと言える。このことは、図2のグラフからも分かる。図2に示すように、試料No.1はAl濃度の分布が、Al全平均量:8.75質量%及びその近傍にピークを有する分布となっていることが分かる。また、試料No.1は、Al濃度が極端に低い箇所が存在しないことが分かる。そして、このようなAl濃度のばらつきが小さい試料No.1は、表1に示すように、腐食減量及びMg溶出量が少なく、耐食性に優れることが分かる。   As shown in Table 1, the plate material of sample No. 1 has a central composition region with an Al concentration of 0.8x mass% to 1.2x mass% (here x = 8.75) in at least the surface side region of 50 area% or more. Occupied (70 area% or more here) and there is no low concentration region with Al concentration of 4.2 mass% or less, and ultrahigh concentration region with Al concentration of 1.4x mass% or more is 17.5 area% or less (here It can be seen that is less than 5 area%. In particular, Sample No. 1 has an area where the Al concentration is 0.9 x mass% to 1.2 x mass% is 50 area% or more. That is, sample No. 1 has a small variation in Al concentration. This can also be seen from the graph in FIG. As shown in FIG. 2, it can be seen that Sample No. 1 has an Al concentration distribution in which the Al total average amount is 8.75 mass% and has a peak in the vicinity thereof. Further, it can be seen that Sample No. 1 does not have a portion where the Al concentration is extremely low. And, as shown in Table 1, Sample No. 1 with such a small variation in Al concentration has low corrosion weight loss and Mg elution amount, and is excellent in corrosion resistance.

これに対して、試料No.100のダイカスト材は、Al濃度が0.8x質量%〜1.2x質量%の中心組成領域が少なく、かつAl濃度が4.2質量%以下である低濃度領域が存在する。特に、Alの最小値がAZ31合金相当の値となっている。このことから、試料No.100は、相対的に耐食性に劣る箇所が存在して、耐食性に劣る結果となったと考えられる。   On the other hand, the die-cast material of Sample No. 100 has a low concentration region where the Al concentration is 0.8x mass% to 1.2x mass% and the central composition region is small, and the Al concentration is 4.2 mass% or less. In particular, the minimum value of Al is equivalent to AZ31 alloy. From this, it can be considered that the sample No. 100 has a relatively inferior corrosion resistance, resulting in inferior corrosion resistance.

[試験例2]
試験例1で作製した試料No.1の板材にプレス加工を施した後、同様にAl濃度を測定した。用意した板材を250℃に予備加熱を行い、この加熱状態でプレス加工に供した。上記予備加熱の保持時間及びプレス加工時の総合計時間は2分(0.1時間以下)である。
[Test Example 2]
After pressing the plate material of Sample No. 1 produced in Test Example 1, the Al concentration was measured in the same manner. The prepared plate material was preheated to 250 ° C. and subjected to pressing in this heated state. The preheating holding time and the total time during pressing are 2 minutes (0.1 hour or less).

得られたプレス加工材(塑性加工材)のいずれも、試料No.1と同様のAl濃度の分布を有していた。このことから、これらのプレス加工材も耐食性に優れると期待される。   All of the obtained press-worked materials (plastic work materials) had the same Al concentration distribution as Sample No. 1. From this, it is expected that these pressed materials are also excellent in corrosion resistance.

なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、マグネシウム合金の組成(特にAlの含有量)、マグネシウム合金板材の形状、仕様(厚さ、幅、長さ)、製造条件などを適宜変更することができる。   The above-described embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention, and is not limited to the above-described configuration. For example, the composition of the magnesium alloy (particularly the Al content), the shape of the magnesium alloy sheet, the specifications (thickness, width, length), production conditions, etc. can be changed as appropriate.

本発明マグネシウム合金板材は、各種の電気・電子機器類の構成部材、特に、携帯用や小型な電気・電子機器類の筐体、高強度であることが望まれる種々の分野の部材、例えば、自動車部品などの素材に好適に利用することができる。   The magnesium alloy sheet of the present invention is a component member of various electric / electronic devices, in particular, a portable or small-sized electric / electronic device casing, members of various fields where high strength is desired, for example, It can be suitably used for materials such as automobile parts.

Claims (4)

Alを7.3質量%以上16質量%以下含有するマグネシウム合金からなるマグネシウム合金板材であって、
前記マグネシウム合金板材全体のAlの含有量をx質量%とするとき、
Alの含有量が(x×0.8)質量%以上(x×1.2)質量%以下の領域が50面積%以上であり、
Alの含有量が(x×1.4)質量%以上の領域が17.5面積%以下であり、
Alの含有量が4.2質量%以下の領域が実質的に存在しないことを特徴とするマグネシウム合金板材。
A magnesium alloy sheet made of a magnesium alloy containing Al in a range of 7.3 mass% to 16 mass%,
When the content of Al of the entire magnesium alloy sheet is x mass%,
The area where the Al content is (x × 0.8) mass% or more and (x × 1.2) mass% or less is 50 area% or more,
The area where the Al content is (x × 1.4) mass% or more is 17.5 area% or less,
A magnesium alloy sheet characterized by substantially not including an Al content of 4.2% by mass or less.
Alの含有量が(x×0.9)質量%以上(x×1.2)質量%以下の領域が50面積%以上であることを特徴とする請求項1に記載のマグネシウム合金板材。   2. The magnesium alloy sheet according to claim 1, wherein a region having an Al content of (x × 0.9) mass% or more and (x × 1.2) mass% or less is 50 area% or more. Alの含有量が(x×0.8)質量%以上(x×1.2)質量%以下の領域が70面積%以上であり、
Alの含有量が(x×1.4)質量%以上の領域が5面積%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマグネシウム合金板材。
The area where the Al content is (x × 0.8) mass% or more and (x × 1.2) mass% or less is 70 area% or more,
3. The magnesium alloy sheet according to claim 1, wherein a region having an Al content of (x × 1.4) mass% or more is 5 area% or less.
前記マグネシウム合金板材は、少なくとも1パス以上の圧延が施されて製造されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマグネシウム合金板材。   4. The magnesium alloy sheet according to claim 1, wherein the magnesium alloy sheet is manufactured by rolling at least one pass.
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