JP2023174228A - Alloy, alloy member, apparatus and manufacturing method of alloy - Google Patents

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Abstract

To provide a magnesium-lithium based alloy having an α phase and a β phase excellent in machinability.SOLUTION: An alloy includes Mg, Li and O, and a sum of a content of the Mg and a content of the Li is 90 mass% or more, with respect to a mass excluding the O. The alloy has an α phase and a β phase at 25°C. On a surface of the alloy, if a ratio of a present amount of the α phase with respect to a present amount of the α phase and the β phase measured by X-ray diffraction (XRD) is αr and a ratio of a present amount of the O with respect to a present amount of the Mg, the Li and the O measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is Or, a ratio Or/αr of the Or with respect to αr is 0.11 or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、Mg-Li系合金、合金部材、機器及び合金部材の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a Mg-Li alloy, an alloy member, a device, and a method for manufacturing the alloy member.

マグネシウム系合金よりなる合金部材は、軽量であり、かつ、制振性や比強度に優れることから様々な機器に使用されている。近年、機器の更なる軽量化が要求されており、マグネシウム系合金よりも比重が小さいマグネシウム-リチウム系合金(Mg-Li系合金)が注目されている。特許文献1には、α相とβ相を有するマグネシウム-リチウム系合金が開示されている。 Alloy members made of magnesium-based alloys are lightweight and have excellent vibration damping properties and specific strength, so they are used in various devices. In recent years, there has been a demand for further weight reduction of equipment, and magnesium-lithium alloys (Mg-Li alloys), which have a lower specific gravity than magnesium alloys, are attracting attention. Patent Document 1 discloses a magnesium-lithium alloy having an α phase and a β phase.

特開2004-156089号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-156089

マグネシウム-リチウム系合金はLiの含有量が多いほど軽量になる。しかし、Liの含有量が多くなりβ相を有するようになると、切削加工時に長い切屑が発生し、その切屑が加工機械に巻き付くなど切削し難くなるという課題があった。 The larger the Li content, the lighter the magnesium-lithium alloy becomes. However, when the Li content increases and the material has a β phase, long chips are generated during cutting, and the chips become wrapped around a processing machine, making it difficult to cut.

上記課題を解決する第一の態様は、MgとLi及びOとを含有し、前記Oを除いた質量に対して前記Mgの含有量及び前記Liの含有量の和が90質量%以上であり、25℃においてα相とβ相とを有する合金であって、前記合金の表面においてX線回折(XRD)によって測定される、前記α相及び前記β相の存在量に対する前記α相の存在量の比をαrとし、前記合金の表面においてX線光電子分光法(XPS)によって測定される、前記Mg、前記Li及び前記Oの存在量に対する前記Oの存在量の比をOrとしたときに、前記αrに対する前記Orの比であるOr/αrが0.11以上であることを特徴とする合金である。 A first aspect of solving the above problem contains Mg, Li, and O, and the sum of the Mg content and the Li content is 90% by mass or more with respect to the mass excluding the O. , an alloy having an α phase and a β phase at 25° C., the amount of the α phase relative to the amount of the α phase and the β phase measured by X-ray diffraction (XRD) on the surface of the alloy. αr is the ratio of O, and Or is the ratio of the O abundance to the Mg, Li, and O abundances measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) on the surface of the alloy. The alloy is characterized in that Or/αr, which is the ratio of Or to αr, is 0.11 or more.

上記課題を解決する第二の態様は、Mg及びLiを含有し、前記Mgの含有量及び前記Liの含有量の和が90質量%以上である原料を用意する用意工程と、1×10-4Pa以上1Pa以下の範囲の真空度で、前記原料を600℃以上に加熱して溶融する加熱工程と、前記溶融した原料を冷却し、固化する冷却工程と、を有することを特徴とする合金の製造方法である。 A second aspect of solving the above problem includes a preparation step of preparing a raw material containing Mg and Li, in which the sum of the Mg content and the Li content is 90% by mass or more, and 1×10 - An alloy characterized by having a heating step of heating the raw material to 600° C. or higher to melt it at a degree of vacuum in a range of 4 Pa or more and 1 Pa or less, and a cooling step of cooling and solidifying the molten raw material. This is a manufacturing method.

本開示によれば、切削性に優れたα相とβ相とを有するマグネシウム-リチウム系合金を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a magnesium-lithium alloy having an α phase and a β phase with excellent machinability.

第1実施形態に係る合金部材の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of an alloy member according to a first embodiment. 第2実施形態に係る機器の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a device according to a second embodiment. 第3実施形態に係る機器の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a device according to a third embodiment. 第4実施形態に係る機器の概略図。A schematic diagram of a device according to a fourth embodiment. 実施例1の反射電子像を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a backscattered electron image of Example 1. 実施例1のOの分布を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the distribution of O in Example 1. 実施例2のX線回折パターンを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of Example 2. 実施例2のO1sスペクトルを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an O1s spectrum of Example 2.

以下、本開示の実施形態について説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below.

(第1実施形態 (First embodiment

[合金部材]
図1は、第1実施形態に係る合金部材の概略図であり、積層方向から切断した断面図である。
[Alloy member]
FIG. 1 is a schematic diagram of an alloy member according to a first embodiment, and is a sectional view taken from the stacking direction.

合金部材100は、マグネシウム-リチウム系合金部材(Mg-Li系合金部材)である。合金部材は、基材102と、基材102上に設けられた被膜101と、を備える。被膜101は、基材の第1面102Aの耐食性を向上させるために設けられ、例えば、リン酸マグネシウム等やフッ化マグネシウムを含む材料を用いることができる。また、ユーザーの目的に応じて被膜101の上にプライマや上塗り層などの塗装膜を設けても良い。塗装膜としては、例えば、遮熱機能を備える遮熱膜が挙げられる。ただし、使用目的によっては、被膜101はなくても構わない。そのため、本開示では、被膜101がない態様もMg-Li系合金部材と呼ぶ。 The alloy member 100 is a magnesium-lithium alloy member (Mg-Li alloy member). The alloy member includes a base material 102 and a coating 101 provided on the base material 102. The coating 101 is provided to improve the corrosion resistance of the first surface 102A of the base material, and may be made of, for example, a material containing magnesium phosphate or magnesium fluoride. Further, a coating film such as a primer or an overcoat layer may be provided on the coating 101 depending on the purpose of the user. Examples of the coating film include a heat shielding film having a heat shielding function. However, depending on the purpose of use, the coating 101 may be omitted. Therefore, in the present disclosure, an embodiment without the coating 101 is also referred to as an Mg-Li alloy member.

基材102は、第1面102Aを有する。また、その形状は特に限定されない。図1に示した直方体や立方体といった六面体に限らず、円柱、球体、角柱、錐体、筒状であっても構わない。また、第1面102Aは任意の表面であるため、その場所は特に限定されない。本明細書において表面とは、大気と接する最表面から深さ1mmまでの位置のことである。基材102は、マグネシウム-リチウム系合金(Mg-Li系合金)を含む。本開示において、Mg-Li系合金とは、Mg及びLiを含有し、Oを除いた質量に対しMgの含有量及びLiの含有量の和が90質量%以上である合金のことを指す。Mgの含有量及びLiの含有量の和が90質量%以上であると、比重を1.60以下にすることが容易となる。Mg-Li系合金は、軽量金属材料であり、Liを含有しないMg合金と比べて、軽量、制振性、比強度に優れる。制振性に優れるとは、振動エネルギーを素早く熱エネルギーに変換することにより、振動を早く収束させることをいう。また、比強度は密度あたりの引っ張り強さであり、比強度が高いほど部材の軽量化が可能となる。一方、Mg及びLiの含有量の和が90質量%未満であると、比重が1.60を超えて軽量にすることが困難となる。より好ましい比重は1.50以下である。 The base material 102 has a first surface 102A. Moreover, the shape is not particularly limited. The shape is not limited to a hexahedron such as a rectangular parallelepiped or a cube shown in FIG. 1, but may be a cylinder, a sphere, a prism, a pyramid, or a cylinder. Moreover, since the first surface 102A is an arbitrary surface, its location is not particularly limited. In this specification, the surface refers to a position from the outermost surface in contact with the atmosphere to a depth of 1 mm. The base material 102 includes a magnesium-lithium alloy (Mg-Li alloy). In the present disclosure, the Mg-Li alloy refers to an alloy that contains Mg and Li, and the sum of the Mg content and the Li content is 90% by mass or more based on the mass excluding O. When the sum of the Mg content and the Li content is 90% by mass or more, it becomes easy to reduce the specific gravity to 1.60 or less. Mg-Li alloys are lightweight metal materials, and are superior in weight, vibration damping properties, and specific strength compared to Mg alloys that do not contain Li. Having excellent vibration damping properties means that vibrations can be quickly converged by quickly converting vibration energy into thermal energy. Further, the specific strength is the tensile strength per density, and the higher the specific strength, the lighter the member can be. On the other hand, if the sum of the contents of Mg and Li is less than 90% by mass, the specific gravity will exceed 1.60, making it difficult to reduce the weight. A more preferable specific gravity is 1.50 or less.

Mg-Li系合金は、Liの含有量によって結晶構造が異なることが知られている。その構造を文献“「二元合金状態図集」、長崎誠三、平林眞編著、出版社:アグネ技術センター、ISBN-13:978-4900041882、発売日:2001/01”に記載の相図に基づき説明する。この相図によると、Mg-Li系合金は、α相の単相領域と、β相の単相領域と、α相とβ相を同時に有する共晶領域と、が存在することが分かる。α相は、Mgが多く、稠密六方相とも呼ばれ、その結晶構造はhcp(HexagonalClose-Packed)構造である。β相は、Liが多く、体心立方相とも呼ばれ、その結晶構造はbcc(Body-Centered Cubic)構造である。25℃において、Mgの含有量とLiの含有量の総和に対しLiの含有量が5.34質量%よりも低い場合、α相のみとなる。また、25℃において、Liが5.34質量%以上11質量%以下の場合、α相とβ相の混相となる。また、25℃においてLiが11質量%を超える場合、β相のみとなる。ただし、この状態図は二元合金であるため、Ge,Mn及びSiからなる第1群から選ばれる1以上の元素を含有させたり、製造方法によって共晶領域のLi含有量が上述した範囲から変化する。 It is known that Mg--Li alloys have different crystal structures depending on the Li content. Its structure is based on the phase diagram described in the document “Binary Alloy State Diagram Collection”, edited by Seizo Nagasaki and Makoto Hirabayashi, publisher: Agne Gijutsu Center, ISBN-13:978-4900041882, release date: January 2001. According to this phase diagram, the Mg-Li alloy has a single phase region of α phase, a single phase region of β phase, and a eutectic region having both α phase and β phase. I understand. The α phase contains a lot of Mg and is also called a close-packed hexagonal phase, and its crystal structure is an hcp (Hexagonal Close-Packed) structure. The β phase contains a lot of Li and is also called a body-centered cubic phase, and its crystal structure is has a bcc (Body-Centered Cubic) structure. At 25° C., if the Li content is lower than 5.34% by mass with respect to the sum of the Mg content and the Li content, only the α phase is present. In addition, at 25°C, if Li is 5.34% by mass or more and 11% by mass or less, a mixed phase of α phase and β phase will be formed.Also, if Li exceeds 11% by mass at 25°C, only β phase will be formed. However, since this phase diagram is a binary alloy, one or more elements selected from the first group consisting of Ge, Mn, and Si may be included, or the Li content in the eutectic region may be within the range mentioned above depending on the manufacturing method. Changes from

しかし、Mg-Li系合金はLiの含有量が増えて、β相を有すると、切削加工時に長い切屑が発生し、その切屑が加工機械に巻き付くなど加工し難くなるという課題があった。これはβ相が体心立方晶であるため、β相はα相よりもすべり面を多く有することにより、α相より延性が大きいことに起因する。一般に延性が大きく塑性変形しやすいと、押出、圧延、鍛造といった手法で形状を制御する際に利点になるが、β相があると切削加工時には切屑が長くなってしまうことがあった。 However, when the Mg-Li alloy has an increased Li content and has a β phase, there is a problem that long chips are generated during cutting, and the chips become wrapped around the processing machine, making it difficult to process. This is because the β phase is a body-centered cubic crystal, and therefore has more slip planes than the α phase, and is therefore more ductile than the α phase. In general, high ductility and ease of plastic deformation are advantageous when controlling the shape using methods such as extrusion, rolling, and forging, but the presence of the β phase can result in long chips during cutting.

そこで、本願発明者が鋭意検討した結果、Mg-Li系合金に含まれるα相の割合と、Mg-Li系合金に含まれるO(酸素)の割合を所定の量より大きくすることで、β相を有するMg-Li系合金の切屑を短くできることを見出した。具体的には、第1面102A等の表面のα相及びβ相の存在量に対するα相の存在量の比をαrとし、第1面102A等の表面のMg、Li及びOの存在量に対するOの存在量の比をOrとしたときに、Or/αrを0.11以上とすると切屑を短くなることを見出した。 Therefore, as a result of intensive studies, the inventor of the present application found that by increasing the proportion of α phase contained in the Mg-Li alloy and the proportion of O (oxygen) contained in the Mg-Li alloy, the β It has been found that it is possible to shorten the length of chips of an Mg-Li alloy having a phase. Specifically, the ratio of the abundance of α phase to the abundance of α phase and β phase on the surface such as the first surface 102A is αr, and the ratio of the abundance of Mg, Li, and O on the surface such as the first surface 102A is It has been found that when the ratio of the amount of O present is Or, when Or/αr is set to 0.11 or more, the chips become shorter.

本願発明者はこのメカニズムを以下のように考えている。α相とβ相とを有するMg-Li系合金がOを含有すると、Oは体心立方晶であるβ相よりも稠密六方晶であるβ相に優先的に取り込まれる。これは、α相のc軸長が0.517nmとβ相のc軸長の0.303nmよりも長く、α相の方がβ相よりも単位格子にOが入り込むもしくは固溶する余地があるためである。このようにα相にOが取り込まれることによって、従来技術であるOが取り込まれていないα相よりも格子が歪み脆化する。α相が脆化することで切削した際に発生する切屑が短くなる。 The inventor of this application considers this mechanism as follows. When an Mg-Li alloy having an α phase and a β phase contains O, O is preferentially incorporated into the β phase, which is a dense hexagonal system, rather than the β phase, which is a body-centered cubic system. This is because the c-axis length of the α phase is 0.517 nm, which is longer than the c-axis length of the β phase, which is 0.303 nm, and there is more room for O to enter the unit cell or form a solid solution in the α phase than in the β phase. It's for a reason. By incorporating O into the alpha phase in this way, the lattice becomes more strained and brittle than the prior art alpha phase in which no O is incorporated. As the α phase becomes brittle, the chips generated during cutting become shorter.

Or/αrは0.15以上であることが好ましい。Or/αrの値が増えていくと、Oはα相に取り込まれるだけではなく、Mg及び/又はLiと酸化物を形成し結晶粒の粒界に析出する。酸化物が結晶粒の粒界に析出した状態で切削加工を行うと、その析出箇所が応力集中源となり、さらに切屑を短くすることができる。なお、析出する酸化物はLi酸化物であることが好ましい。Mg酸化物が析出すると、α相からMgの成分が少なくなりα相が脆化しにくくなるためである。 It is preferable that Or/αr is 0.15 or more. As the value of Or/αr increases, O is not only taken into the α phase, but also forms oxides with Mg and/or Li and precipitates at the grain boundaries of crystal grains. If cutting is performed with the oxide precipitated at the grain boundaries of the crystal grains, the precipitated location becomes a stress concentration source, and the chips can be further shortened. Note that the precipitated oxide is preferably a Li oxide. This is because when Mg oxide precipitates, the Mg component in the α phase decreases, making the α phase less likely to become brittle.

Or/αrは7.4以下であることが好ましい。この範囲であるとMg-Li系合金におけるLiの軽量効果が得られる。一方、Or/αrが7.4を超えるとLiよりも重いOが合金を占める割合が増えることになり、Liによる軽量効果が小さくなってしまうためである。 Or/αr is preferably 7.4 or less. Within this range, the lightweight effect of Li in the Mg-Li alloy can be obtained. On the other hand, if Or/αr exceeds 7.4, the proportion of O, which is heavier than Li, in the alloy will increase, and the lightweight effect of Li will become smaller.

Or/αrは3.0以下であることがより好ましい。この範囲であれば十分な耐食性を得ることができる。さらに好ましくは、0.70以下である。 More preferably, Or/αr is 3.0 or less. Within this range, sufficient corrosion resistance can be obtained. More preferably, it is 0.70 or less.

すなわち、Or/αrは0.15以上7.4以下の範囲が好ましく、より好ましくは0.15以上3.0以下の範囲である。さらに好ましくは0.15以上0.70以下の範囲である。 That is, Or/αr is preferably in the range of 0.15 or more and 7.4 or less, more preferably in the range of 0.15 or more and 3.0 or less. More preferably, it is in the range of 0.15 or more and 0.70 or less.

αrは2%以上85%以下の範囲であることが好ましい。この範囲であるとMg-Li系合金は切削性に優れる。より好ましくは5%以上60%以下の範囲である。さらに好ましくは8%以上40%以下の範囲である。 It is preferable that αr is in the range of 2% or more and 85% or less. Within this range, the Mg-Li alloy has excellent machinability. More preferably, it is in the range of 5% or more and 60% or less. More preferably, it is in the range of 8% or more and 40% or less.

α相及びβ相の存在量に対するα相の存在量の比であるαrは、X線回折(XRD)によって測定できる。具体的には、例えば、以下のような手順で測定することが可能である。まず、Mg-Li系合金に対して、2θが20°以上100°以下の範囲に対し、2θ-θ法によって回折パターンを取得し、バックグラウンドを除去する。次に、バックグラウンドを除去した回折パターンの各々ピークをα相由来のピークとβ相由来ピークとに分ける。各回折ピークのcps(Count per Second)値を用いて、(α相を示す全cpsの合計)/{(α相を示す全cpsの合計)+(β相を示す全cpsの合計)}の式より、αrを算出する。回折パターンの各々ピークをα相由来のピークとβ相由来ピークと同定する際には、公知の粉末X線回折データを参照して行うことができる。 αr, which is the ratio of the amount of α phase present to the amounts of α phase and β phase, can be measured by X-ray diffraction (XRD). Specifically, for example, it is possible to measure by the following procedure. First, a diffraction pattern is obtained using the 2θ-θ method for a Mg-Li alloy in a range where 2θ is 20° or more and 100° or less, and the background is removed. Next, each peak of the diffraction pattern from which the background has been removed is divided into a peak derived from the α phase and a peak derived from the β phase. Using the cps (Count per Second) value of each diffraction peak, calculate (sum of all cps showing α phase)/{(sum of all cps showing α phase) + (sum of all cps showing β phase)} Calculate αr from the formula. Identification of each peak in the diffraction pattern as a peak derived from the α phase and a peak derived from the β phase can be performed with reference to known powder X-ray diffraction data.

Mg、Li及びOの存在量に対するOの存在量の比であるOrは、X線光電子分光法(XPS)によって測定できる。例えば、以下のような手順で測定することができる。まず、Mg-Li系合金に対してArスパッタを深さ750nmに達するまで行い、Mg2p、Li1s、O1sのスペクトルを取得する。測定する順番はO1s、Mg2p、Li1sの順であることが好ましい。O1sの測定が後になると、真空中で酸化が進んでしまい、Oの存在量を正確に計測することが困難になる。その後、さらに深さ1000nmに達するまでArスパッタを行いMg2p、Li1s、O1sのスペクトルを取得する。スペクトルの取得は複数個所で行う。取得したスペクトルからMg、Li、Oの存在量を算出し、2つの深さそれぞれにおける複数個所の存在量から平均値を算出する。そしてその平均値を用いて、(Oの存在量)/{(Oの存在量)+(Mgの存在量)+(Liの存在量)}の式より、Orを算出する。 Or, which is the ratio of the amount of O present to the amounts of Mg, Li, and O, can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). For example, it can be measured using the following procedure. First, Ar sputtering is performed on a Mg--Li alloy to a depth of 750 nm, and spectra of Mg2p, Li1s, and O1s are obtained. The order of measurement is preferably O1s, Mg2p, and Li1s. If O1s is measured later, oxidation progresses in vacuum, making it difficult to accurately measure the amount of O present. After that, Ar sputtering is further performed until the depth reaches 1000 nm, and spectra of Mg2p, Li1s, and O1s are obtained. Spectra are acquired at multiple locations. The abundances of Mg, Li, and O are calculated from the acquired spectra, and an average value is calculated from the abundances at multiple locations at each of the two depths. Then, using the average value, Or is calculated from the formula (abundance of O)/{(abundance of O)+(abundance of Mg)+(abundance of Li)}.

Mg-Li系合金に酸化物が含まれるか否かは、X線光電子分光法(XPS)によって測定できる。具体的にはO1sスペクトルから判断することが可能である。また酸化物がLi酸化物であること、Li酸化物が結晶粒の粒界に存在することは走査型電子顕微鏡(SEM)の反射電子像及びエネルギー分散型X線分析(EDX)から判断することが可能である。 Whether or not the Mg-Li alloy contains oxides can be determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Specifically, it can be determined from the O1s spectrum. In addition, it can be determined from the backscattered electron image of a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDX) that the oxide is Li oxide and that Li oxide exists at the grain boundaries of crystal grains. is possible.

Mg-Li系合金は、Ge,Mn及びSiからなる第1群から選ばれる1以上の元素を含有することが好ましい。詳細なメカニズムは解明しきれていないが、後述する実施例を含む実験結果から、これらの第1群の元素はα相を生成する役割を担っていると考えている。 The Mg--Li alloy preferably contains one or more elements selected from the first group consisting of Ge, Mn, and Si. Although the detailed mechanism has not been completely elucidated, based on experimental results including the examples described below, it is believed that these first group elements play a role in generating the α phase.

Mg-Li系合金におけるGeの含有量は、Oを除いた質量に対し0.3質量%以下であることが好ましい。Geの含有量が0.3質量%以下であると、耐食性が特に良好なものとなる。一方、Geの含有量が0.3質量%を超えると、Ge酸化物がMg-Li系合金の粒界に偏析するおそれがある。靭性を良好にするという観点において、より好ましいGeの含有量は0.01質量%以上0.3質量%以下の範囲である。 The content of Ge in the Mg-Li alloy is preferably 0.3% by mass or less based on the mass excluding O. When the Ge content is 0.3% by mass or less, corrosion resistance is particularly good. On the other hand, if the Ge content exceeds 0.3% by mass, there is a risk that Ge oxides will segregate at the grain boundaries of the Mg-Li alloy. From the viewpoint of improving toughness, the more preferable Ge content is in the range of 0.01% by mass or more and 0.3% by mass or less.

Mg-Li系合金におけるMnの含有量は、Oを除いた質量に対し2質量%以下であることが好ましい。Mnの含有量が2質量%以下であると、靭性が良好なものとなる。一方、Mnの含有量が2質量%を超えると、Mnを含有しない時と耐食性が同程度となることがある。より好ましいMnの含有量は1.5質量%以下である。さらに好ましいMnの含有量は0.09質量%1.1質量%以下の範囲である。 The content of Mn in the Mg-Li alloy is preferably 2% by mass or less based on the mass excluding O. When the Mn content is 2% by mass or less, the toughness is good. On the other hand, when the Mn content exceeds 2% by mass, the corrosion resistance may be the same as when no Mn is contained. A more preferable Mn content is 1.5% by mass or less. A more preferable Mn content is 0.09% by mass and 1.1% by mass or less.

Mg-Li系合金におけるSiの含有量は、Oを除いた質量に対し0.5質量%以下であることが好ましい。Siの含有量が0.5質量%以下であると、耐食性が特に良好なものとなる。一方、Siの含有量が0.5質量%を超えると、Siを含有しない時と耐食性が同程度となることがある。より好ましいSiの含有量は0.1質量%未満である。さらに好ましいSiの含有量は0.01質量%以上0.03質量%以下の範囲である。 The content of Si in the Mg-Li alloy is preferably 0.5% by mass or less based on the mass excluding O. When the Si content is 0.5% by mass or less, corrosion resistance is particularly good. On the other hand, when the Si content exceeds 0.5% by mass, the corrosion resistance may be the same as when no Si is contained. A more preferable Si content is less than 0.1% by mass. More preferably, the Si content is in the range of 0.01% by mass or more and 0.03% by mass or less.

なお、第1実施形態のMg-Li系合金おいて、α相を生成し易くするという観点において、第1群の元素は2種以上含有されていることが好ましい。より好ましくは3種全て含有されていることが好ましい。また、同じ観点において、この3種の中ではGeの含有量が最も多いことが好ましい。また、同じ観点において、この3種の中ではSiの含有量が最も少ないことが好ましい。 In addition, in the Mg-Li alloy of the first embodiment, it is preferable that two or more types of elements of the first group are contained from the viewpoint of facilitating the formation of the α phase. More preferably, all three types are contained. Moreover, from the same viewpoint, it is preferable that the content of Ge is the highest among these three types. Further, from the same viewpoint, it is preferable that the content of Si is the smallest among these three types.

第1実施形態のMg-Li系合金は、さらに、Al,Zn,Zr,Ca及びBeからなる第2群から選ばれる1以上の元素を含有することが好ましい。これらの第2群の元素は、Mg-Li系合金中に存在してもα相の生成を阻害しにくいことを発明者が実験的に確認した元素である。ここで、第2群から選ばれる1以上の元素の含有量の和が、0.01質量%以上7質量%以下であることが好ましい。第2群から選ばれる1以上の元素の含有量の和が上述した範囲であると、耐食性、破壊強度、延性及び靭性の少なくとも1つが良好なものとなる。 Preferably, the Mg-Li alloy of the first embodiment further contains one or more elements selected from the second group consisting of Al, Zn, Zr, Ca, and Be. These elements of the second group are elements that the inventor has experimentally confirmed that even if they exist in the Mg-Li alloy, they do not easily inhibit the formation of the α phase. Here, it is preferable that the sum of the contents of one or more elements selected from the second group is 0.01% by mass or more and 7% by mass or less. When the sum of the contents of one or more elements selected from the second group is within the above range, at least one of corrosion resistance, fracture strength, ductility, and toughness will be good.

Mg-Li系合金におけるAlの含有量は、Oを除いた質量に対し5質量%以下であることが好ましい。Alの含有量が5質量%以下であると、破壊強度が良好なものとなる。一方、Alの含有量が5質量%を超えると、メカニズムは不明だがプロセスウインドウが狭くなり、第1群の元素によるα相を生成する効果を阻害するおそれがある。より好ましいAlの含有量は0.1質量%以上4質量%以下の範囲である。 The content of Al in the Mg-Li alloy is preferably 5% by mass or less based on the mass excluding O. When the Al content is 5% by mass or less, the fracture strength will be good. On the other hand, if the Al content exceeds 5% by mass, the process window becomes narrower, although the mechanism is unknown, and there is a risk that the effect of the first group elements to generate the α phase may be inhibited. A more preferable Al content is in the range of 0.1% by mass or more and 4% by mass or less.

Mg-Li系合金におけるZnの含有量は、Oを除いた質量に対し4質量%以下であることが好ましい。Znの含有量が4質量%以下であると、延性が良好なものとなる。一方、Znの含有量が4質量%を超えると、メカニズムは不明だがプロセスウインドウが狭くなり、第1群の元素によるα相を生成する効果を阻害するおそれがある。より好ましいZnの含有量は0.1質量%以上3質量%以下である。 The content of Zn in the Mg-Li alloy is preferably 4% by mass or less based on the mass excluding O. When the Zn content is 4% by mass or less, ductility becomes good. On the other hand, if the Zn content exceeds 4% by mass, the process window becomes narrower, although the mechanism is unknown, and there is a risk that the effect of the first group elements to generate the α phase may be inhibited. A more preferable Zn content is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less.

Mg-Li系合金におけるZrの含有量は、Oを除いた質量に対し0.7質量%以下であることが好ましい。Zrの含有量が0.7質量%以下であると、靭性が良好なものとなる。一方、Zrの含有量が0.7質量%を超えると、Zrを含有しない時と靭性が同程度となることがある。より好ましいZrの含有量は0.1質量%0.5質量%以下の範囲である。 The content of Zr in the Mg-Li alloy is preferably 0.7% by mass or less based on the mass excluding O. When the Zr content is 0.7% by mass or less, the toughness will be good. On the other hand, when the Zr content exceeds 0.7% by mass, the toughness may be comparable to that when Zr is not contained. A more preferable Zr content is in the range of 0.1% by mass to 0.5% by mass.

Mg-Li系合金におけるCaの含有量は、Oを除いた質量に対し0.3質量%以下であることが好ましい。Caの含有量が0.3質量%以下であると、耐食性が良好なものとなる。一方、Caの含有量が0.3質量%を超えると、Caを含有しない時と耐食性が同程度となることがある。より好ましいCaの含有量は0.01質量%以上0.15質量%以下の範囲である。 The content of Ca in the Mg-Li alloy is preferably 0.3% by mass or less based on the mass excluding O. When the Ca content is 0.3% by mass or less, corrosion resistance is good. On the other hand, when the content of Ca exceeds 0.3% by mass, the corrosion resistance may be the same as when no Ca is contained. A more preferable Ca content is in the range of 0.01% by mass or more and 0.15% by mass or less.

Mg-Li系合金におけるBeの含有量は、Oを除いた質量に対し0.1質量%以下であることが好ましい。Beの含有量が0.1質量%以下であると、靭性が良好なものとなる。一方、Beの含有量が0.1質量%を超えると、Beを含有しない時と靭性が同程度となることがある。より好ましいBeの含有量は0.01質量%以上0.05質量%以下の範囲である。 The Be content in the Mg-Li alloy is preferably 0.1% by mass or less based on the mass excluding O. When the Be content is 0.1% by mass or less, the toughness is good. On the other hand, when the Be content exceeds 0.1% by mass, the toughness may be comparable to that when Be is not contained. A more preferable Be content is in the range of 0.01% by mass or more and 0.05% by mass or less.

また、第1実施形態のMg-Li系合金は、上記に例示した元素以外の金属元素を、特性が変動しない範囲で含有させても良い。これらの金属元素には製造上、混入を回避できない不可避不純物も含まれる。不可避不純物としては、例えば、Fe、Cuがある。Mg-Li系合金における不可避不純物の含有量は1質量%以下である。 Further, the Mg--Li alloy of the first embodiment may contain metal elements other than the elements exemplified above as long as the characteristics do not change. These metal elements also include unavoidable impurities that cannot be avoided during manufacturing. Examples of unavoidable impurities include Fe and Cu. The content of unavoidable impurities in the Mg-Li alloy is 1% by mass or less.

[合金部材の製造方法]
第1実施形態の合金の製造方法は、Or/αrが0.11以上になるように酸素を含ませるように合成できるのであれば、特に限定されない。以下に好ましい製造方法の一例を説明する。
[Method for manufacturing alloy members]
The method for producing the alloy of the first embodiment is not particularly limited as long as it can be synthesized to include oxygen so that Or/αr is 0.11 or more. An example of a preferred manufacturing method will be described below.

まず、Mg-Li系合金の原料を用意する(用意工程)。具体的には、所望の組成となるように、MgとLiを含有し、Mgの含有量及びLiの含有量の和が90質量%以上である原料を用意する。原料の純度は、例えば、2N、3N及び4Nであり、市販の高純度金属を用いることができる。Or/αrの値を大きくするという観点においては、純度が2Nの原料を用いることが好ましく、Liを含有する原料の純度が2Nであることがより好ましい。金属の形態は特に限定されず、例えば、インゴット、チップ、フレーク、粉末、ショット及びペレットから所望の形態を選択することができる。金属は、単体の金属元素のみならず、複数の金属元素からなる合金を用いても良い。 First, a raw material for an Mg-Li alloy is prepared (preparation step). Specifically, a raw material containing Mg and Li and having a sum of Mg content and Li content of 90% by mass or more is prepared so as to have a desired composition. The purity of the raw material is, for example, 2N, 3N, and 4N, and commercially available high-purity metals can be used. From the viewpoint of increasing the value of Or/αr, it is preferable to use a raw material with a purity of 2N, and it is more preferable that the purity of the raw material containing Li is 2N. The form of the metal is not particularly limited, and a desired form can be selected from, for example, ingot, chip, flake, powder, shot, and pellet. As for the metal, not only a single metal element but also an alloy made of a plurality of metal elements may be used.

次に、これらの原料を加熱して溶融する(加熱工程)。具体的には、これらの原料を坩堝に入れて600℃以上に加熱して溶融する。温度はこれらの原料の融点以上の温度であればよいが、好ましくは700℃以上である。より好ましくは800℃以上である。加熱する手段は特に限定されないが、例えば、高周波誘導加熱、電磁誘導撹拌を採用することができる。加熱工程は、炉内の真空度を1×10-4Pa以上1Pa以下の範囲とすることが好ましい。Or/αrの値を大きくするためである。Or/αrの値をより大きくするという観点において、より好ましくは1×10-3以上1Pa以下の範囲である。真空度を維持する手段は限定されず、例えば、油拡散ポンプやターボ分子ポンプ等のポンプで調整したり、ポンプと炉の間に絞りを設けたりすることができる。Or/αrの値を7.4以下にするという観点において、加熱時の雰囲気は還元雰囲気であることが好ましく、例えば、アルゴンガス雰囲気で行うことが好ましい。なお、溶融する温度までの昇温速度は特に限定されない。また、加熱溶融時に温度を一定時間保持しても良いが、所望の酸素量によって保持時間は適宜選択することができる。 Next, these raw materials are heated and melted (heating step). Specifically, these raw materials are placed in a crucible and heated to 600° C. or higher to melt them. The temperature may be any temperature higher than the melting point of these raw materials, but preferably 700°C or higher. More preferably, the temperature is 800°C or higher. The means for heating is not particularly limited, but for example, high frequency induction heating or electromagnetic induction stirring can be employed. In the heating step, it is preferable that the degree of vacuum in the furnace is in the range of 1×10 −4 Pa or more and 1 Pa or less. This is to increase the value of Or/αr. From the viewpoint of increasing the value of Or/αr, the range is more preferably 1×10 −3 or more and 1 Pa or less. The means for maintaining the degree of vacuum is not limited, and for example, it can be adjusted with a pump such as an oil diffusion pump or a turbomolecular pump, or a throttle can be provided between the pump and the furnace. From the viewpoint of setting the value of Or/αr to 7.4 or less, the atmosphere during heating is preferably a reducing atmosphere, for example, an argon gas atmosphere is preferable. Note that the rate of temperature increase to the melting temperature is not particularly limited. Further, the temperature may be maintained for a certain period of time during heating and melting, but the holding time can be appropriately selected depending on the desired amount of oxygen.

次に、溶融した原料を冷却し固化する(冷却工程)。冷却工程における降温速度は特に限定されないが、溶融した原料が凝固され始めてから再結晶温度直下の100℃までの冷却速度が100℃/分以下になるように冷却速度を制御することが好ましい。合金中にα相を発現し易くするためである。なお、上述した冷却速度は、溶融した原料が凝固され始めてから再結晶温度直下の100℃まで冷却したときの平均の冷却速度である。以上の工程を経ることにより、第1実施形態のMg-Li系合金を得ることができる。 Next, the molten raw material is cooled and solidified (cooling step). The temperature decreasing rate in the cooling step is not particularly limited, but it is preferable to control the cooling rate so that the cooling rate from the time when the molten raw material begins to solidify to 100° C., which is just below the recrystallization temperature, is 100° C./min or less. This is to facilitate the development of α phase in the alloy. Note that the cooling rate mentioned above is the average cooling rate when the molten raw material is cooled to 100° C., which is just below the recrystallization temperature, after it begins to solidify. By going through the above steps, the Mg--Li alloy of the first embodiment can be obtained.

なお、よりα相を発現し易くするという観点において、冷却工程におけるより好ましい冷却速度は50℃/分以下であり、さらに好ましい冷却速度は25℃/分以下である。また、溶融した原料が凝固され始めてから100℃まで冷却する冷却工程の全域において、100℃/分以下の速度で冷却するが好ましい。また、200℃以下における冷却速度は、200℃より高い温度域での冷却速度より遅いことが好ましい。 In addition, from the viewpoint of making it easier to express the α phase, a more preferable cooling rate in the cooling step is 50° C./min or less, and an even more preferable cooling rate is 25° C./min or less. Moreover, it is preferable to cool at a rate of 100° C./min or less throughout the entire cooling process in which the molten raw material is cooled down to 100° C. after it begins to solidify. Further, the cooling rate at temperatures below 200°C is preferably slower than the cooling rate at temperatures higher than 200°C.

また、得られたMg-Li系合金を所望の形状にするために機械加工を行っても構わない。機械加工は、ラップ加工、切削加工、バレル研磨、等必要に応じて適宜選択を行う。また、得られたMg-Li系合金に対して洗浄を行っても構わない。洗浄では、切削加工等の機械加工による金属屑や塵埃、油汚れ、変質層等を落とすことができる。そのため、酸やアルカリによる洗浄や、界面活性剤を用いる洗浄、ブラシ洗浄、超音波洗浄など一般的な洗浄方法を用いることが可能である。洗浄後は、必要に応じて乾燥を行っても構わない。 Further, the obtained Mg-Li alloy may be machined to form a desired shape. The machining process may be lapping, cutting, barrel polishing, etc., and can be selected as needed. Further, the obtained Mg-Li alloy may be cleaned. Cleaning can remove metal scraps, dust, oil stains, altered layers, etc. caused by machining such as cutting. Therefore, it is possible to use general cleaning methods such as acid or alkali cleaning, surfactant cleaning, brush cleaning, and ultrasonic cleaning. After washing, drying may be performed if necessary.

また、得られたMg-Li系合金を基材として、その基材の上に被膜を設けても構わない。被膜を設ける手段は特に限定されず、設ける被膜によって適宜選択することができる。被膜がフッ化マグネシウムである場合は、公知の陽極酸化プロセスや公知の処理液を用いて化成処理を用いることができる。また、被膜がリン酸マグネシウムである場合は、公知の処理液を用いた化成処理を用いることができる。 Alternatively, the obtained Mg-Li alloy may be used as a base material and a coating may be provided on the base material. The means for providing the coating is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the coating to be provided. When the film is made of magnesium fluoride, a known anodic oxidation process or a chemical conversion treatment using a known treatment liquid can be used. Further, when the film is made of magnesium phosphate, a chemical conversion treatment using a known treatment liquid can be used.

以上、第1実施形態にMg-Li系合金によれば、Or/αrが0.11以上と酸素の含有量が従来技術よりも多いため、切削性に優れたα相とβ相とを有するMg-Li系合金を提供することができる。 As described above, according to the Mg-Li alloy of the first embodiment, since Or/αr is 0.11 or more and the oxygen content is higher than that of the conventional technology, it has an α phase and a β phase with excellent machinability. A Mg-Li based alloy can be provided.

(第2実施形態 (Second embodiment

[光学機器・撮像装置]
図2は、本開示の第2実施形態である機器の一例の撮像装置である、一眼レフデジタルカメラ600の構成を示している。図2において、カメラ本体602と光学機器であるレンズ鏡筒601とが結合されているが、レンズ鏡筒601はカメラ本体602に対して着脱可能ないわゆる交換レンズである。
[Optical equipment/imaging device]
FIG. 2 shows the configuration of a single-lens reflex digital camera 600, which is an imaging device that is an example of a device according to a second embodiment of the present disclosure. In FIG. 2, a camera body 602 and a lens barrel 601, which is an optical device, are combined, but the lens barrel 601 is a so-called interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 602.

被写体からの光は、レンズ鏡筒601の筐体内の撮影光学系の光軸上に配置された部品の一例である複数のレンズ603、605などからなる光学系を通過して撮像素子が受光することにより撮影される。ここで、レンズ605は内筒604によって支持されて、フォーカシングやズーミングのためにレンズ鏡筒601の外筒に対して可動支持されている。撮影前の観察期間では、被写体からの光は、カメラ本体の筐体621内の部品の一例である主ミラー607により反射され、プリズム611を透過後、ファインダレンズ612を通して撮影者に撮影画像が映し出される。主ミラー607は例えばハーフミラーとなっており、主ミラーを透過した光はサブミラー608によりAF(オートフォーカス)ユニット613の方向に反射され、例えばこの反射光は測距に使用される。また、主ミラー607は主ミラーホルダ640に接着などによって装着、支持されている。不図示の駆動機構を介して、撮影時には主ミラー607とサブミラー608を光路外に移動させ、シャッタ609を開き、撮像素子610にレンズ鏡筒601から入射した撮影光像を結像させる。また、絞り606は、開口面積を変更することにより撮影時の明るさや焦点深度を変更できるよう構成される。 Light from the subject passes through an optical system consisting of a plurality of lenses 603 and 605, which are examples of parts arranged on the optical axis of the photographing optical system within the housing of the lens barrel 601, and is received by the image sensor. It is photographed by this. Here, the lens 605 is supported by an inner tube 604 and movably supported relative to the outer tube of the lens barrel 601 for focusing and zooming. During the observation period before photographing, light from the subject is reflected by the main mirror 607, which is an example of a component inside the housing 621 of the camera body, and after passing through the prism 611, the photographed image is projected to the photographer through the finder lens 612. It will be done. The main mirror 607 is, for example, a half mirror, and the light transmitted through the main mirror is reflected by a submirror 608 in the direction of an AF (autofocus) unit 613, and this reflected light is used, for example, for distance measurement. Further, the main mirror 607 is mounted and supported by a main mirror holder 640 by adhesive or the like. During photographing, the main mirror 607 and sub mirror 608 are moved out of the optical path through a drive mechanism (not shown), the shutter 609 is opened, and a photographic light image incident from the lens barrel 601 is formed on the image sensor 610. Further, the diaphragm 606 is configured so that brightness and depth of focus during photographing can be changed by changing the aperture area.

合金部材100は筐体620,621の少なくとも一部に用いることができる。なお筐体620,621は、Mg-Li系合金部材のみで構成されても良いし、合金部材100に塗装膜を設けても良い。本開示のMg-Li系合金は切削性に優れるため、従来の撮像装置より製造しやすい撮像装置を提供することができる。 The alloy member 100 can be used for at least a portion of the housings 620 and 621. Note that the casings 620 and 621 may be made of only an Mg-Li alloy member, or the alloy member 100 may be provided with a coating film. Since the Mg-Li alloy of the present disclosure has excellent machinability, it is possible to provide an imaging device that is easier to manufacture than conventional imaging devices.

なお、一眼レフデジタルカメラを一例として撮像装置を説明したが、本開示はこれに限定されず、スマートフォンやコンパクトデジタルカメラであっても構わない。 Note that although the imaging device has been described using a single-lens reflex digital camera as an example, the present disclosure is not limited thereto, and may be a smartphone or a compact digital camera.

(第3実施形態 (Third embodiment

[電子機器]
図3は、本開示の第3実施形態である機器の一例である電子機器である、パーソナルコンピュータの構成を示している。図3において、パーソナルコンピュータ800は表示部801と本体部802を備える。本体部802の筐体820の内部には筐体内に設けられた部品の一例である電子部品830が備えられている。合金部材100は本体部802の筐体820の少なくとも一部に用いることができる。筐体820はMg-Li系合金部材のみで構成されても良いし、合金部材100に塗装膜を設けても良い。本開示のMg-Li系合金は切削性に優れるため、従来のパーソナルコンピュータより製造しやすいパーソナルコンピュータを提供することができる。
[Electronics]
FIG. 3 shows the configuration of a personal computer, which is an electronic device that is an example of a device according to a third embodiment of the present disclosure. In FIG. 3, a personal computer 800 includes a display section 801 and a main body section 802. An electronic component 830, which is an example of a component provided within the housing, is provided inside the housing 820 of the main body portion 802. The alloy member 100 can be used for at least a portion of the casing 820 of the main body portion 802. The housing 820 may be made of only a Mg-Li alloy member, or the alloy member 100 may be provided with a coating film. Since the Mg-Li alloy of the present disclosure has excellent machinability, it is possible to provide a personal computer that is easier to manufacture than conventional personal computers.

なお、パーソナルコンピュータ800を一例として電子機器を説明したが、本開示はこれに限定されず、スマートフォンやタブレットであっても構わない。 Note that although the electronic device has been described using the personal computer 800 as an example, the present disclosure is not limited thereto, and may be a smartphone or a tablet.

(第4実施形態 (Fourth embodiment

[移動体]
図4は、本開示の第4実施形態である移動体の一例であるドローンである。ドローン700は、複数の駆動部701と、駆動部701と接続される本体部702を備える。本体部702の中には、部品の一例である不図示の駆動回路がある。駆動部701は、例えば、プロペラを有する。図4のように、本体部702には脚部703を接続しても良いし、カメラ704を接続する構成にしても良い。合金部材100は、本体部702および脚部703の筐体710の少なくとも一部に用いることが可能である。筐体710はMg-Li系合金部材のみで構成されても良いし、合金部材100に塗装膜を設けても良い。本開示のMg-Li系合金は、切削性に優れるため、従来のドローンより製造しやすいドローンを提供することができる。
[Mobile object]
FIG. 4 shows a drone that is an example of a mobile object according to the fourth embodiment of the present disclosure. The drone 700 includes a plurality of drive units 701 and a main body 702 connected to the drive units 701. Inside the main body portion 702, there is a drive circuit (not shown) that is an example of a component. The drive unit 701 includes, for example, a propeller. As shown in FIG. 4, a leg 703 may be connected to the main body 702, or a camera 704 may be connected. The alloy member 100 can be used for at least a portion of the housing 710 of the main body portion 702 and the leg portions 703. The casing 710 may be made of only a Mg-Li alloy member, or the alloy member 100 may be provided with a coating film. Since the Mg-Li alloy of the present disclosure has excellent machinability, it is possible to provide a drone that is easier to manufacture than conventional drones.

なお、ドローン700を一例として移動体を説明したが、本開示はこれに限定されず、自動車や航空機であっても構わない。 Note that although the mobile object has been described using the drone 700 as an example, the present disclosure is not limited thereto, and may be a car or an airplane.

以下、実施例を挙げて説明する。まず、合金の評価方法について説明する。 Examples will be described below. First, a method for evaluating alloys will be explained.

[合金の評価方法 [Alloy evaluation method

(αrの測定・算出)
α相及びβ相の存在量に対するα相の存在量の比であるαrは、25℃(±2℃)の環境下においてX線回折(XRD)法を用いて測定した。使用したX線回折装置はリガク社製UltimaIVである。管球はCu管球を用い、測定波長λは1.5418Åとした。また管電圧は40kV、管電流は40mAとした。まず、2θが20°以上100°以下の範囲に対し、2θ-θ法によって回折パターンを取得した。ステップ幅は0.02°、スキャン速度は2°/分(2回積算)とした。次に、取得した回折パターンからバックグラウンドを除去した。そして、バックグラウンドを除去した回折パターンの各々ピークをα相由来のピークとβ相由来とピークに分けた。各回折ピークのcps(Count per Second)値を用いて、(α相を示す全cpsの合計)/{(α相を示す全cpsの合計)+(β相を示す全cpsの合計)}の式より、αrを算出した。
(Measurement and calculation of αr)
αr, which is the ratio of the amount of α phase to the amounts of α phase and β phase, was measured using an X-ray diffraction (XRD) method in an environment of 25° C. (±2° C.). The X-ray diffraction device used was Ultima IV manufactured by Rigaku Corporation. A Cu tube was used as the tube, and the measurement wavelength λ was 1.5418 Å. Further, the tube voltage was 40 kV, and the tube current was 40 mA. First, a diffraction pattern was obtained using the 2θ-θ method for a range in which 2θ is 20° or more and 100° or less. The step width was 0.02°, and the scanning speed was 2°/min (accumulated twice). Next, the background was removed from the obtained diffraction pattern. Then, each peak of the diffraction pattern from which the background was removed was divided into a peak derived from the α phase and a peak derived from the β phase. Using the cps (Count per Second) value of each diffraction peak, calculate (sum of all cps showing α phase)/{(sum of all cps showing α phase) + (sum of all cps showing β phase)} αr was calculated from the formula.

測定には、φ160mmの円柱ビレットを20mm×50mm×2mmサイズの板状に切断加工したサンプルを用いた。サンプルの測定面(第1面102A)である20mm×50mmの面に対して、研磨機を用いて#2000の仕上げ研磨を行ったものにX線を照射した。 For the measurements, samples were used in which a cylindrical billet with a diameter of 160 mm was cut into a plate shape of 20 mm x 50 mm x 2 mm in size. A 20 mm x 50 mm surface, which is the measurement surface (first surface 102A) of the sample, was finished polished to #2000 using a polishing machine, and then X-rays were irradiated.

(Orの測定・算出)
Mg、Li及びOの存在量に対するOの存在量の比であるOrは、25℃(±2℃)の環境下においてX線光電子分光法(XPS)を用いて測定した。使用したX線光電子分光装置はULVAC-PHI社製PHI QuanteraIIである。X線源はAlKα線を用い、Arスパッタを併用した深さ方向分析を行った。X線照射条件は、ビーム径を200μm、X線出力を50W、加速電圧を15kVとした。検出器の条件は、パスエナジーを112eV、Time per Stepを10msとした。Arスパッタは加速電圧4kVで2mm×2mmの範囲を加工する条件とした。深さ換算は、SiOを用いたエッチングレートを適用した。
(Measurement/calculation of Or)
Or, which is the ratio of the amount of O to the amounts of Mg, Li, and O, was measured using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) in an environment of 25° C. (±2° C.). The X-ray photoelectron spectrometer used was PHI Quantera II manufactured by ULVAC-PHI. Depth direction analysis was performed using AlKα rays as the X-ray source and Ar sputtering. The X-ray irradiation conditions were a beam diameter of 200 μm, an X-ray output of 50 W, and an accelerating voltage of 15 kV. The detector conditions were a pass energy of 112 eV and a time per step of 10 ms. The conditions for Ar sputtering were to process an area of 2 mm x 2 mm at an accelerating voltage of 4 kV. For depth conversion, an etching rate using SiO 2 was applied.

深さとして750nmに到達した地点と、1000nmに到達した地点の2点において測定を行った。O1sを評価するため、523.0eVから543.0eVの範囲を測定し、Mg2pとLi1sを評価するため、44.0eVから72.0eVの範囲を測定した。測定中に表面がしないようにするため、523.0eVから543.0eVの範囲の測定を最初に行い、15回繰り返し測定し積算した。その後、44.0eVから72.0eVの範囲を測定繰り返し回数30回で測定し積算した。 Measurements were performed at two points: a point where the depth reached 750 nm and a point where the depth reached 1000 nm. To evaluate O1s, a range from 523.0 eV to 543.0 eV was measured, and to evaluate Mg2p and Li1s, a range from 44.0 eV to 72.0 eV was measured. In order to avoid surface distortion during the measurement, measurements in the range from 523.0 eV to 543.0 eV were first performed, and measurements were repeated 15 times and integrated. Thereafter, the measurement was repeated 30 times in the range from 44.0 eV to 72.0 eV and integrated.

次に得られたスペクトルを用いて、それぞれの元素の強度を取得した。45eVから51eVまでのスペクトルの積分強度にMg2pの感度係数をかけたものをMgの強度とした。51eVから55eVまでのスペクトルの積分強度にLi1sの感度係数をかけたものをLiの強度とした。525eVから535eVまでのスペクトルの積分強度にO1sの感度係数をかけたものをOの強度とした。スペクトルの積分強度を取得する際にバックグラウンド設定はShirley法を用いた。(Oの強度)/{(Oの強度)+(Mgの強度)+(Liの強度)}をOrとした。 Next, the intensity of each element was obtained using the obtained spectrum. The Mg intensity was obtained by multiplying the integrated intensity of the spectrum from 45 eV to 51 eV by the sensitivity coefficient of Mg2p. The Li intensity was obtained by multiplying the integrated intensity of the spectrum from 51 eV to 55 eV by the Li1s sensitivity coefficient. The O intensity was obtained by multiplying the integrated intensity of the spectrum from 525 eV to 535 eV by the sensitivity coefficient of O1s. The Shirley method was used for background setting when acquiring the integrated intensity of the spectrum. (Intensity of O)/{(Intensity of O)+(Intensity of Mg)+(Intensity of Li)} was defined as Or.

測定には、作製したφ160mmの円柱ビレットを20mm×50mm×2mmサイズの板状に切断加工したサンプルを用いた。サンプルの測定面である20mm×50mmの面に対して、研磨機を用いて#400、#800、#1200、#2000の研磨シートを用いて、それぞれ前の研磨痕が無くなるまで研磨を行い、仕上げ研磨としてコロイダルシリカで鏡面を出した。さらに鏡面を出したサンプルを3%エタノールのナイタール液に30秒浸漬し、さらにエタノール液に浸し3分超音波洗浄行った。用いた研磨機は株式会社池上精機製IS-POLISHERである。超音波洗浄後5分以内にX線光電子分光装置に投入した。 For the measurement, a sample was used in which the prepared cylindrical billet with a diameter of 160 mm was cut into a plate shape of 20 mm x 50 mm x 2 mm in size. A surface of 20 mm x 50 mm, which is the measurement surface of the sample, was polished using a polishing machine using #400, #800, #1200, and #2000 polishing sheets until the previous polishing marks were removed. As a final polish, a mirror surface was created using colloidal silica. Furthermore, the sample with a mirror surface was immersed in a 3% ethanol nital solution for 30 seconds, and further immersed in an ethanol solution for 3 minutes of ultrasonic cleaning. The polisher used was IS-POLISHER manufactured by Ikegami Seiki Co., Ltd. The sample was placed into an X-ray photoelectron spectrometer within 5 minutes after ultrasonic cleaning.

(切削性)
切削性はφ110mm×100mmの円柱ビレットを切削することにより評価した。使用した装置はDMG森精機社製のCR-253である。刃物は超硬チップを用い、送りは0.1mm/revで切込みは0.5mm、回転速度は400rpmとし、変性エチルアルコール冷却溶媒としながら切削を行った。切屑の巻き数が8回の切屑を用いて良否判断を行った。発生した切屑を任意に10個ピックアップし、その平均長さを求めた。平均長さが40mm以下をA(良)、平均長さが40mmより長いものをB(不良)と判断した。
(cutting performance)
The machinability was evaluated by cutting a cylindrical billet of φ110 mm×100 mm. The device used was CR-253 manufactured by DMG Mori Seiki. Cutting was performed using a carbide tip as a blade, with a feed rate of 0.1 mm/rev, a depth of cut of 0.5 mm, and a rotational speed of 400 rpm, using denatured ethyl alcohol as a cooling solvent. The quality was judged using chips with eight turns of chips. Ten chips were randomly picked up and their average length was determined. Those with an average length of 40 mm or less were evaluated as A (good), and those with an average length longer than 40 mm were evaluated as B (bad).

[合金部材の製造・評価 [Manufacture and evaluation of alloy parts

(実施例1)
まず、組成が、Mg-12.3wt%Li-2.9wt%Al-0.09wt%Mn-0.15wt%Ca-0.29wt%Ge-0.02wt%Siとなるように、原料である純度4Nのそれぞれの元素の金属片を用意した。
(Example 1)
First, the raw materials were adjusted so that the composition was Mg-12.3wt%Li-2.9wt%Al-0.09wt%Mn-0.15wt%Ca-0.29wt%Ge-0.02wt%Si. Metal pieces of each element with a purity of 4N were prepared.

続いて、これらの原料をセラミックス製の坩堝に入れた。坩堝をチャンバーに入れ、そのチャンバーを0.1Paまで真空引きし、アルゴンガス雰囲気中、最高温度800℃で坩堝を加熱し、原料を溶融させた。800℃で1時間保持した後、冷却させた。冷却は徐冷であり、凝固が開始した594℃から100℃までの間の冷却速度は15℃/分とした。冷却が完了し、直径160mmの円柱ビレットである実施例1の合金部材を得た。得られた合金はICP-AES(誘導結合プラズマ発光分析)を用いて組成を評価した。 Subsequently, these raw materials were placed in a ceramic crucible. The crucible was placed in a chamber, the chamber was evacuated to 0.1 Pa, and the crucible was heated at a maximum temperature of 800° C. in an argon gas atmosphere to melt the raw materials. After holding at 800° C. for 1 hour, it was cooled. Cooling was slow cooling, and the cooling rate from 594°C, when solidification started, to 100°C was 15°C/min. After cooling was completed, the alloy member of Example 1, which was a cylindrical billet with a diameter of 160 mm, was obtained. The composition of the obtained alloy was evaluated using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy).

続いて、得られた円柱ビレットから各測定を行うためにサンプルを作製し、各測定を行った。その結果、実施例1の合金のαrは22.2%であり、Orは3.5at%であり、算出したOr/αrは0.16となった。また、平均切屑長は6mmであり、切削性の評価はAとした。 Subsequently, samples were prepared from the obtained cylindrical billet in order to perform each measurement, and each measurement was performed. As a result, αr of the alloy of Example 1 was 22.2%, Or was 3.5 at%, and the calculated Or/αr was 0.16. Moreover, the average chip length was 6 mm, and the machinability was evaluated as A.

(実施例2)
実施例2は、実施例1と組成が異なる。実施例2の組成は、Mg-11.5wt%Li-3.4wt%Al-0.18wt%Mn-0.25wt%Ge-0.04wt%Be-0.02wt%Siである。それ以外は実施例1と同様の方法で実施例2の合金を得た。得られた合金はICP-AES(誘導結合プラズマ発光分析)を用いて組成を評価した。
(Example 2)
Example 2 differs from Example 1 in composition. The composition of Example 2 is Mg-11.5wt%Li-3.4wt%Al-0.18wt%Mn-0.25wt%Ge-0.04wt%Be-0.02wt%Si. An alloy of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above. The composition of the obtained alloy was evaluated using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy).

実施例2の合金のαrは35.4%であり、Orは8.4at%であり、算出したOr/αrは0.24となった。また、平均切屑長は11mmであり、切削性の評価はAとした。 The αr of the alloy of Example 2 was 35.4%, the Or was 8.4 at%, and the calculated Or/αr was 0.24. Further, the average chip length was 11 mm, and the machinability was evaluated as A.

(実施例3)
実施例3は、実施例1と組成及び原料のグレードが異なる。実施例3-1の組成は、Mg-12.2wt%Li-3.0wt%Zn-0.41wt%Zr-0.01wt%Siである。原料は純度4NのMgと2NのLiMg、純度4NのZn、Zr及びSiの金属片を用意した。それ以外は実施例1と同様の方法で実施例3の合金を得た。
(Example 3)
Example 3 differs from Example 1 in composition and grade of raw materials. The composition of Example 3-1 is Mg-12.2wt%Li-3.0wt%Zn-0.41wt%Zr-0.01wt%Si. As raw materials, metal pieces of Mg with a purity of 4N, LiMg with a purity of 2N, and Zn, Zr, and Si with a purity of 4N were prepared. An alloy of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

実施例3の合金のαrは8.1%であり、Orは5.6at%であり、算出したOr/αrは0.69となった。また、平均切屑長は6mmであり、切削性の評価はAとした。 The αr of the alloy of Example 3 was 8.1%, the Or was 5.6 at%, and the calculated Or/αr was 0.69. Moreover, the average chip length was 6 mm, and the machinability was evaluated as A.

(比較例1)
比較例1の合金は、安立材料科技股ふん有限公司社製の製品名LAZ-Aresである。合金はICP-AES(誘導結合プラズマ発光分析)を用いて組成を評価した。組成はMg-9.0wt%Li-4.1wt%Al-1.1wt%Zn-0.01wt%Mn-0.02wt%Siであった。
(Comparative example 1)
The alloy of Comparative Example 1 is manufactured by Anri Materials Technology Co., Ltd. and has the product name LAZ-Ares. The composition of the alloy was evaluated using ICP-AES (inductively coupled plasma emission spectrometry). The composition was Mg-9.0wt%Li-4.1wt%Al-1.1wt%Zn-0.01wt%Mn-0.02wt%Si.

続いてサンプルを作製し、各測定を行った。その結果、比較例1の合金のαrは47.0%であり、Orは1.3at%であり、算出したOr/αrは0.03となった。また、平均切屑長は186mmであり、切削性の評価はBとした。 Subsequently, samples were prepared and various measurements were performed. As a result, αr of the alloy of Comparative Example 1 was 47.0%, Or was 1.3 at%, and the calculated Or/αr was 0.03. Further, the average chip length was 186 mm, and the machinability was evaluated as B.

(比較例2)
比較例2の合金は、株式会社三徳製のマグネシウム-リチウム-アルミニウム合金である。合金はICP-AES(誘導結合プラズマ発光分析)を用いて組成を評価した。組成はMg-14.7wt%Li-6.0wt%Al-0.3wt%Ca-0.02wt%Siであった。
(Comparative example 2)
The alloy of Comparative Example 2 is a magnesium-lithium-aluminum alloy manufactured by Santoku Corporation. The composition of the alloy was evaluated using ICP-AES (inductively coupled plasma emission spectrometry). The composition was Mg-14.7wt%Li-6.0wt%Al-0.3wt%Ca-0.02wt%Si.

続いてサンプルを作製し、各測定を行った。その結果、比較例2の合金のαrは32.0%であり、Orは3.1at%であり、算出したOr/αrは0.10となった。また、平均切屑長は433mmであり、切削性の評価はBとした。 Subsequently, samples were prepared and various measurements were performed. As a result, αr of the alloy of Comparative Example 2 was 32.0%, Or was 3.1 at%, and the calculated Or/αr was 0.10. Further, the average chip length was 433 mm, and the machinability was evaluated as B.

以上の評価結果を表1に示す。 The above evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2023174228000002
表1より、切屑性の評価がAだった実施例1~3はいずれもOr/αrが0.11以上であった。一方、Or/αrが0.11に満たなかった比較例1及び2は切削性の評価がBだった。
Figure 2023174228000002
From Table 1, all of Examples 1 to 3 in which the evaluation of chipping property was A were Or/αr of 0.11 or more. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 in which Or/αr was less than 0.11 were evaluated as B in machinability.

図5Aは実施例1における走査型電子顕微鏡の反射電子像であり、図5Bはエネルギー分散型X線分析におけるOの分布を示す図である。図5A及び図5Bは同一面を測定して得られたものである。反射電子像は、CarlZeiss社製 Sigma500VPを用いて加速電圧10kV、アパーチャーサイズ60μmの条件で取得した。Oの分布図はOXFORD社製、X-MAXN80を用いて取得した。反射電子像は元素分布に対応する像が取得でき、黒く表示される部分は原子番号が小さい物が存在し、白く表示される部分は原子番号が大きい物が表示される。図5Aにおいて実施例1の測定面内には黒く表示される析出物が確認された。析出物の周りはMg-Liであるので、黒い部分はLiが多く含まれていることが分かる。図5BはOの分布であり、白く表示される部分において、Oが多いことを示している。図5Bにおいては、図5Aにおいて黒く表示されている部分が白く表示されていることから、析出物が酸化物であることが分かる。これらの結果から実施例1では結晶粒の粒界にLi酸化物が析出していたと言える。 FIG. 5A is a backscattered electron image taken by a scanning electron microscope in Example 1, and FIG. 5B is a diagram showing the distribution of O in energy dispersive X-ray analysis. 5A and 5B were obtained by measuring the same surface. The backscattered electron image was obtained using Sigma 500VP manufactured by Carl Zeiss under conditions of an accelerating voltage of 10 kV and an aperture size of 60 μm. The O distribution map was obtained using X-MAXN80 manufactured by OXFORD. A backscattered electron image can be obtained that corresponds to the element distribution, with parts displayed in black containing substances with small atomic numbers, and parts displayed in white containing substances with large atomic numbers. In FIG. 5A, a black precipitate was observed within the measurement surface of Example 1. Since the area around the precipitate is Mg-Li, it can be seen that the black part contains a large amount of Li. FIG. 5B shows the distribution of O, and shows that there are many O in the white portion. In FIG. 5B, the portions shown in black in FIG. 5A are shown in white, indicating that the precipitates are oxides. From these results, it can be said that in Example 1, Li oxide was precipitated at the grain boundaries of the crystal grains.

図6は実施例2の2θ-θ測定によって取得されたX線回折パターンであり、α相とβ相とがそれぞれ観測されたことが分かる。 FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern obtained by 2θ-θ measurement in Example 2, and it can be seen that α phase and β phase were observed, respectively.

図7は実施例2のO1sのスペクトルを示す図であり、結合エネルギーが530eV付近に固溶Oピークが観測された。また、結合エネルギーが527eV付近に酸化物ピークが観測された。530eV付近のピークからOはα相に固溶していると考えられる。また、酸化物ピークも観測されたことから、Oはα相に固溶されるだけではなく、結晶粒の粒界にも析出していると考えられる。 FIG. 7 is a diagram showing the spectrum of O1s of Example 2, in which a solid solution O peak was observed at a binding energy of around 530 eV. Further, an oxide peak was observed at a binding energy of around 527 eV. From the peak around 530 eV, it is considered that O is dissolved in the α phase. Moreover, since an oxide peak was also observed, it is considered that O is not only dissolved in the α phase but also precipitated at the grain boundaries of the crystal grains.

以上、本開示によれば、25℃においてα相とβ相を有するMg-Li系合金において、切削性に優れた切屑分断性の良い合金を提供できる。 As described above, according to the present disclosure, it is possible to provide an Mg-Li alloy having an α phase and a β phase at 25° C., which has excellent machinability and good chip breaking properties.

本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含 The disclosure of this embodiment includes the following configuration and method.

(構成1)
MgとLi及びOとを含有し、前記Oを除いた質量に対して前記Mgの含有量及び前記Liの含有量の和が90質量%以上であり、25℃においてα相とβ相とを有する合金であって、
前記合金の表面においてX線回折(XRD)によって測定される、前記α相及び前記β相の存在量に対する前記α相の存在量の比をαrとし、
前記合金の表面においてX線光電子分光法(XPS)によって測定される、前記Mg、前記Li及び前記Oの存在量に対する前記Oの存在量の比をOrとしたときに、
前記αrに対する前記Orの比であるOr/αrが0.11以上であることを特徴とする合金。
(Configuration 1)
Contains Mg, Li and O, the sum of the Mg content and the Li content is 90% by mass or more with respect to the mass excluding the O, and the α phase and the β phase are formed at 25°C. An alloy having
αr is the ratio of the abundance of the α phase to the abundance of the α phase and the β phase, which is measured by X-ray diffraction (XRD) on the surface of the alloy;
When the ratio of the amount of O to the amounts of Mg, Li and O measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) on the surface of the alloy is Or,
An alloy characterized in that Or/αr, which is the ratio of the Or to the αr, is 0.11 or more.

(構成2)
前記合金は、Li酸化物を有する構成1に記載の合金。
(Configuration 2)
The alloy according to configuration 1, wherein the alloy includes Li oxide.

(構成3)
前記Li酸化物は、前記合金の粒界から析出している構成2に記載の合金。
(Configuration 3)
The alloy according to configuration 2, wherein the Li oxide is precipitated from grain boundaries of the alloy.

(構成4)
前記Or/αrが7.4以下である構成1乃至3のいずれか1項に記載の合金
(Configuration 4)
The alloy according to any one of configurations 1 to 3, wherein the Or/αr is 7.4 or less

(構成5)
前記Or/αrが3.0以下である構成1乃至3のいずれか1項に記載の合金。
(Configuration 5)
The alloy according to any one of configurations 1 to 3, wherein the Or/αr is 3.0 or less.

(構成6)
前記Or/αrが0.15以上0.70以下の範囲である構成1乃至3のいずれか1項に記載の合金。
(Configuration 6)
The alloy according to any one of configurations 1 to 3, wherein the Or/αr is in a range of 0.15 or more and 0.70 or less.

(構成7)
前記αrが2%以上85%以下の範囲である構成1乃至6のいずれか1項に記載の合金。
(Configuration 7)
The alloy according to any one of configurations 1 to 6, wherein the αr is in a range of 2% or more and 85% or less.

(構成8)
前記αrが5%以上60%以下の範囲である構成7に記載の合金。
(Configuration 8)
The alloy according to configuration 7, wherein the αr is in a range of 5% or more and 60% or less.

(構成9)
前記αrが8%以上40%以下の範囲である構成7に記載の合金。
(Configuration 9)
The alloy according to configuration 7, wherein the αr is in a range of 8% or more and 40% or less.

(構成10)
前記合金が、さらにGe,Mn及びSiからなる第1群から選ばれる1以上の元素を含有する構成1乃至9のいずれか1項に記載の合金。
(Configuration 10)
The alloy according to any one of configurations 1 to 9, wherein the alloy further contains one or more elements selected from the first group consisting of Ge, Mn, and Si.

(構成11)
前記Geの含有量が、0.3質量%以下である構成10に記載の合金。
(Configuration 11)
The alloy according to configuration 10, wherein the Ge content is 0.3% by mass or less.

(構成12)
前記Mnの含有量が、2質量%以下である構成10又は11に記載の合金。
(Configuration 12)
The alloy according to configuration 10 or 11, wherein the Mn content is 2% by mass or less.

(構成13)
前記Siの含有量が、0.5質量%以下である構成10乃至12のいずれか1項に記載の合金。
(Configuration 13)
The alloy according to any one of configurations 10 to 12, wherein the Si content is 0.5% by mass or less.

(構成14)
前記合金が、さらにAl,Zn,Zr,Ca及びBeからなる第2群から選ばれる1以上の元素を含有し、
前記第2群から選ばれる1以上の元素の含有量の和が、0.01質量%以上7質量%以下である構成1乃至13のいずれか1項に記載の合金。
(Configuration 14)
The alloy further contains one or more elements selected from the second group consisting of Al, Zn, Zr, Ca and Be,
The alloy according to any one of Structures 1 to 13, wherein the sum of the contents of one or more elements selected from the second group is 0.01% by mass or more and 7% by mass or less.

(構成15)
前記Alの含有量が、5質量%以下であり、
前記Znの含有量が、2質量%以下であり、
前記Zrの含有量が、0.7質量%以下であり、
前記Caの含有量が、0.3質量%以下であり、
前記Beの含有量が、0.1質量%以下である構成14に記載の合金。
(Configuration 15)
The content of Al is 5% by mass or less,
The content of Zn is 2% by mass or less,
The content of Zr is 0.7% by mass or less,
The content of Ca is 0.3% by mass or less,
The alloy according to configuration 14, wherein the Be content is 0.1% by mass or less.

(構成16)
基材と、
前記基材の上に設けられた被膜と、を有する合金部材であって、
前記基材が構成1乃至15のいずれか1項に記載の合金を含むことを特徴とする合金部材。
(Configuration 16)
base material and
An alloy member comprising a coating provided on the base material,
An alloy member characterized in that the base material contains the alloy according to any one of Structures 1 to 15.

(構成17)
前記被膜が、フッ化マグネシウム又はリン酸マグネシウムを含む構成16に記載の合金部材。
(Configuration 17)
17. The alloy member according to configuration 16, wherein the coating contains magnesium fluoride or magnesium phosphate.

(構成18)
筐体と、
前記筐体内に設けられた部品と、を備える機器であって、
前記筐体が、構成16又は17に記載の合金部材を含むことを特徴とする機器。
(Configuration 18)
A casing and
A device comprising: a component provided within the housing;
An apparatus characterized in that the casing includes the alloy member according to configuration 16 or 17.

(方法19)
Mg及びLiを含有し、前記Mgの含有量及び前記Liの含有量の和が90質量%以上である原料を用意する用意工程と、
1×10-4Pa以上1Pa以下の範囲の真空度で、前記原料を600℃以上に加熱して溶融する加熱工程と、
前記溶融した原料を冷却し、固化する冷却工程と、を有することを特徴とする合金の製造方法。
(Method 19)
a preparation step of preparing a raw material containing Mg and Li, the sum of the Mg content and the Li content being 90% by mass or more;
A heating step of heating the raw material to 600° C. or higher to melt it at a degree of vacuum in a range of 1×10 −4 Pa or more and 1 Pa or less;
A method for producing an alloy, comprising a cooling step of cooling and solidifying the molten raw material.

(方法20)
前記冷却工程において、前記溶融した原料が凝固され始めてから100℃までの冷却速度が100℃/分以下である方法19に記載の合金の製造方法。
(Method 20)
20. The method for producing an alloy according to method 19, wherein in the cooling step, the cooling rate from when the molten raw material starts to solidify to 100°C is 100°C/min or less.

100 合金部材
101 被膜
102 基材
600 一眼レフデジタルカメラ(機器)
601 レンズ鏡筒(機器)
700 ドローン(機器
800 パソコン(機器)

100 Alloy member 101 Coating 102 Base material 600 Single-lens reflex digital camera (equipment)
601 Lens barrel (equipment)
700 Drones (equipment) 800 Computers (equipment)

(第1実施形態 (First embodiment )

(第2実施形態 (Second embodiment )

(第3実施形態 (Third embodiment )

(第4実施形態 (Fourth embodiment )

[合金の評価方法 [Alloy evaluation method ]

[合金部材の製造・評価 [Manufacture and evaluation of alloy parts ]

本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。 The disclosure of this embodiment includes the following configuration and method.

(構成4)
前記Or/αrが7.4以下である構成1乃至3のいずれか1項に記載の合金
(Configuration 4)
The alloy according to any one of configurations 1 to 3, wherein the Or/αr is 7.4 or less .

Claims (20)

MgとLi及びOとを含有し、前記Oを除いた質量に対して前記Mgの含有量及び前記Liの含有量の和が90質量%以上であり、25℃においてα相とβ相とを有する合金であって、
前記合金の表面においてX線回折(XRD)によって測定される、前記α相及び前記β相の存在量に対する前記α相の存在量の比をαrとし、
前記合金の表面においてX線光電子分光法(XPS)によって測定される、前記Mg、前記Li及び前記Oの存在量に対する前記Oの存在量の比をOrとしたときに、
前記αrに対する前記Orの比であるOr/αrが0.11以上であることを特徴とする合金。
Contains Mg, Li and O, the sum of the Mg content and the Li content is 90% by mass or more with respect to the mass excluding the O, and the α phase and the β phase are formed at 25°C. An alloy having
αr is the ratio of the abundance of the α phase to the abundance of the α phase and the β phase, which is measured by X-ray diffraction (XRD) on the surface of the alloy;
When the ratio of the amount of O to the amounts of Mg, Li and O measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) on the surface of the alloy is Or,
An alloy characterized in that Or/αr, which is the ratio of the Or to the αr, is 0.11 or more.
前記合金は、Li酸化物を有する請求項1に記載の合金。 The alloy according to claim 1, wherein the alloy includes Li oxide. 前記Li酸化物は、前記合金の粒界から析出している請求項2に記載の合金。 The alloy according to claim 2, wherein the Li oxide is precipitated from grain boundaries of the alloy. 前記Or/αrが7.4以下である請求項1に記載の合金。 The alloy according to claim 1, wherein the Or/αr is 7.4 or less. 前記Or/αrが3.0以下である請求項1に記載の合金。 The alloy according to claim 1, wherein the Or/αr is 3.0 or less. 前記Or/αrが0.15以上0.70以下の範囲である請求項5に記載の合金。 The alloy according to claim 5, wherein the Or/αr is in a range of 0.15 or more and 0.70 or less. 前記αrが2%以上85%以下の範囲である請求項1に記載の合金。 The alloy according to claim 1, wherein the αr is in a range of 2% or more and 85% or less. 前記αrが5%以上60%以下の範囲である請求項7に記載の合金。 The alloy according to claim 7, wherein the αr is in a range of 5% or more and 60% or less. 前記αrが8%以上40%以下の範囲である請求項7に記載の合金。 The alloy according to claim 7, wherein the αr is in a range of 8% or more and 40% or less. 前記合金が、さらにGe,Mn及びSiからなる第1群から選ばれる1以上の元素を含有する請求項1に記載の合金。 The alloy according to claim 1, wherein the alloy further contains one or more elements selected from the first group consisting of Ge, Mn, and Si. 前記Geの含有量が、0.3質量%以下である請求項10に記載の合金。 The alloy according to claim 10, wherein the Ge content is 0.3% by mass or less. 前記Mnの含有量が、2質量%以下である請求項10に記載の合金。 The alloy according to claim 10, wherein the Mn content is 2% by mass or less. 前記Siの含有量が、0.5質量%以下である請求項10に記載の合金。 The alloy according to claim 10, wherein the Si content is 0.5% by mass or less. 前記合金が、さらにAl,Zn,Zr,Ca及びBeからなる第2群から選ばれる1以上の元素を含有し、
前記第2群から選ばれる1以上の元素の含有量の和が、0.01質量%以上7質量%以下である請求項1に記載の合金。
The alloy further contains one or more elements selected from the second group consisting of Al, Zn, Zr, Ca and Be,
The alloy according to claim 1, wherein the sum of the contents of one or more elements selected from the second group is 0.01% by mass or more and 7% by mass or less.
前記Alの含有量が、5質量%以下であり、
前記Znの含有量が、2質量%以下であり、
前記Zrの含有量が、0.7質量%以下であり、
前記Caの含有量が、0.3質量%以下であり、
前記Beの含有量が、0.1質量%以下である請求項14に記載の合金。
The content of Al is 5% by mass or less,
The content of Zn is 2% by mass or less,
The content of Zr is 0.7% by mass or less,
The content of Ca is 0.3% by mass or less,
The alloy according to claim 14, wherein the Be content is 0.1% by mass or less.
基材と、
前記基材の上に設けられた被膜と、を有する合金部材であって、
前記基材が請求項1乃至15のいずれか1項に記載の合金を含むことを特徴とする合金部材。
base material and
An alloy member comprising a coating provided on the base material,
An alloy member characterized in that the base material contains the alloy according to any one of claims 1 to 15.
前記被膜が、フッ化マグネシウム又はリン酸マグネシウムを含む請求項16に記載の合金部材。 The alloy member according to claim 16, wherein the coating contains magnesium fluoride or magnesium phosphate. 筐体と、
前記筐体内に設けられた部品と、を備える機器であって、
前記筐体が、請求項16に記載の合金部材を含むことを特徴とする機器。
A casing and
A device comprising: a component provided within the housing;
An apparatus characterized in that the housing includes the alloy member according to claim 16.
Mg及びLiを含有し、前記Mgの含有量及び前記Liの含有量の和が90質量%以上である原料を用意する用意工程と、
1×10-4Pa以上1Pa以下の範囲の真空度で、前記原料を600℃以上に加熱して溶融する加熱工程と、
前記溶融した原料を冷却し、固化する冷却工程と、を有することを特徴とする合金の製造方法。
a preparation step of preparing a raw material containing Mg and Li, the sum of the Mg content and the Li content being 90% by mass or more;
A heating step of heating the raw material to 600° C. or higher to melt it at a degree of vacuum in a range of 1×10 −4 Pa or more and 1 Pa or less;
A method for producing an alloy, comprising a cooling step of cooling and solidifying the molten raw material.
前記冷却工程において、前記溶融した原料が凝固され始めてから100℃までの冷却速度が100℃/分以下である請求項19に記載の合金の製造方法。

20. The method for manufacturing an alloy according to claim 19, wherein in the cooling step, the cooling rate from when the molten raw material starts to solidify to 100°C is 100°C/min or less.

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