JP6040488B2 - マグネシウム合金及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記マグネシウム合金は長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を有する結晶組織を備えていることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法である。
(1)0.01≦a+b≦2.0
(2)0.2≦c≦5.0
(3)0≦a
(4)0<b
なお、溶体化処理を行った後のマグネシウム合金は、長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を有する結晶組織を備えている。
長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相およびhcp構造マグネシウム相を有する結晶組織を具備することを特徴とするマグネシウム合金である。
(1)0.01≦a+b≦2.0
(2)0.2≦c≦5.0
(3)0≦a
(4)0<b
本発明の一態様に係るマグネシウム合金は、長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相およびhcp構造マグネシウム相を有する結晶組織を備え、Znをa原子%含有し、Alをb原子%含有し、Gdをc原子%含有し、残部がMgからなり、aとbとcは下記式(1)〜(4)を満たし、より好ましくは、aとbが下記式(1')〜(4')を満たすことである。
(1)0.01≦a+b≦2.0
(2)0.2≦c≦5.0
(3)0≦a
(4)0<b
(1')0.01≦a+b≦2.0
(2')0.2≦c≦2.0
(3')0≦a
(4')0<b
ZnとAlの合計含有量が2.0原子%超であると、長周期積層構造相または最密原子面積層欠陥を含むhcp構造マグネシウム相以外のAlを含む相が優先的に形成されるため好ましくないからである。
ZnとAlの合計含有量が0.01原子%未満であると、長周期積層構造相が形成されないからである。
Gd含有量が0.2原子%未満であると、長周期積層構造相が形成されず、AlとMgからなる化合物が優先的に形成されるからである。
本実施の形態によるマグネシウム合金の製造方法について説明する。
まず、ZnとAlとGdを含有し、残部がMgからなるマグネシウム合金を作製する。このマグネシウム合金の組成は、実施の形態1と同様である。マグネシウム合金は、溶解鋳造によって作製しても良いし、ガス・アトマイズ法等の急速凝固法によって作製しても良い。このマグネシウム合金は、長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を有する結晶組織を備えている。長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相はMg82Al8Gd10からなる。
前記塑性加工物については、塑性加工を行う前のマグネシウム合金材に比べてビッカース硬度及び降伏強度がともに上昇する。
本実施の形態によるマグネシウム合金は、実施の形態2と同様の方法により長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を形成したマグネシウム合金材を用意し、このマグネシウム合金材を切削することによって作られた複数の数mm角以下のチップ形状の切削物を作製し、この切削物をせん断が付加されるようにして固化したものである。
図1および図2に、サンプル1であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金鋳造材(X=0,0.1,0.5,1.0)のSEM像を示す。
図3に、サンプル1であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金鋳造材(X=0,0.1,0.5,1.0)の表面電位分布図を示す。
図5に、サンプル1であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金鋳造材(X=0,0.1,0.5,1.0)の浸漬腐食試験結果として腐食速度のAl添加量依存性を示す。
図5に示すように、Al添加量の増大とともに腐食速度は低下する傾向を示した。
図6および図7には、サンプル2であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金熱処理材(X=0,0.1,0.5,1.0)のSEM像を示す。
図8には、サンプル2であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金熱処理材(X=0,0.1,0.5,1.0)の表面電位分布図を示す。773Kの温度で10時間の熱処理を施す事で、母相と化合物相との間の電位差も小さくなる。
図10は、サンプル2であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金熱処理材(X=0,0.1,0.5,1.0)の浸漬腐食試験結果として腐食速度のAl添加量依存性を示す。この浸漬腐食試験は、図5と同様である。
図13は、サンプル3であるMg97Zn1−XAlXGd2(at%)合金熱処理後押出材(X=0,0.1,0.5,1.0)の機械的性質(引張特性)を示す。延性重視の押出条件により作製したサンプル3の押出材であっても、Mg-(Zn/Al)-Gd合金系は、耐力で300MPaを越える強度を示すことがわかった。
Claims (7)
- Znをa原子%含有し、Alをb原子%含有し、Gdをc原子%含有し、残部がMgからなり、aとbとcは下記式(1)〜(4)を満たすマグネシウム合金を鋳造法により製造するマグネシウム合金の製造方法であって、
前記マグネシウム合金の鋳造材は長周期積層構造を含む相を有する結晶組織を備えていることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(1)0.01≦a+b≦2.0
(2)0.2≦c≦5.0
(3)0.5≦a≦0.9
(4)0.1≦b≦0.5 - 請求項1において、
前記長周期積層構造を含む相はMg82Al8Gd10からなることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項1または2において、
前記マグネシウム合金の鋳造材に溶体化処理を行った後に、前記マグネシウム合金の鋳造材に熱処理を行うことにより長周期積層構造を含む相をさらに析出させることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記マグネシウム合金の鋳造材に250℃以上500℃以下の温度で塑性加工を行うことにより前記長周期積層構造を含む相の少なくとも一部を湾曲又は屈曲させることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記マグネシウム合金の鋳造材を切削することによってチップ形状の切削物を作製し、
前記切削物をせん断が付加されるようにして固化することを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - Znをa原子%含有し、Alをb原子%含有し、Gdをc原子%含有し、残部がMgからなり、aとbとcは下記式(1)〜(4)を満たすマグネシウム合金の鋳造材であって、
長周期積層構造を含む相を有する結晶組織を具備することを特徴とするマグネシウム合金の鋳造材。
(1)0.01≦a+b≦2.0
(2)0.2≦c≦5.0
(3)0.5≦a≦0.9
(4)0.1≦b≦0.5 - 請求項6において、
前記長周期積層構造を含む相はMg82Al8Gd10からなることを特徴とするマグネシウム合金の鋳造材。
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