JP6860235B2 - マグネシウム基合金展伸材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
しかるに、本発明者らは、鋭意研究をすることにより、Mn、Zr、Bi、Snの4種類のうち二種類以上の元素を添加したMg基合金素材を、温度と減面比を制御した熱間及び温間加工を施すことにより、従来合金(例えばAZ31)に比較して、急に壊れず、破壊に対して大きな抵抗(=エネルギー吸収能)を示し、優れた室温加工性及び変形能を有するMg基合金伸展材が提供できることを見出した。ここで、展伸材とは、圧延、押出し、引抜き、鍛造などの熱間や温間又は冷間温度にて、塑性ひずみ付与加工によって造られた板状、管状、棒状、線状などからなる素材の総称をいう。
具体的には、以下のようなものを提供する。
本発明の第1の側面において、Mg−Amol%X−Bmol%Zからなり、残部がMgと不可避的不純物からなるMg基合金伸展材であって、
ここで、XはMn、Bi、Snのうちいずれか一種類の元素であり、
ZはMn、Bi、Sn、Zrのうちいずれか一種類以上の元素であって、Xの元素と重複しないものであり、
Aの値は、0.03mol%以上1mol%以下であり、
AとBの関係は、A≧Bであって、Bの上限値はAの上限値に対して1.0倍以下であり、Bの下限値は0.03mol%以上であると共に、
前記Mg基合金展伸材の平均結晶粒サイズが20μm以下であるMg基合金展伸材を提供する。ここで、一般には、Mg基合金展伸材は、金属材料を溶解し、鋳造し、鋳造合金を溶体化処理し、そして、溶体化処理後に塑性ひずみが付与されて製造される。
ここで、0.03mol%は不可避的不純物と添加元素との境界を定める値である。Mg基合金素材の原料として、リサイクルMg基合金を用いる場合には、各種の合金元素が予め含まれている可能性があるため、Mg基合金素材の原料として用いる場合に、通常含まれるような含有量を排除するためである。不可避的不純物に含まれる元素には、例えばFe(鉄)、Si(ケイ素)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)がある。
尚、本発明の実施例において、Mg基合金素材は、Mg−aMn−bBi−cSn−dZr(それぞれ、a、b、c、dはmol%)と表すことができ、次のいずれかの条件を満足するものとして、取り扱うことも可能である。尚、a、b、c、dは、それぞれ、0以上である。
(1)条件1(aがAに相当。b+c+dがBに相当。)
1≧a≧b+c+d≧0.03、
(2)条件2(bがAに相当。a+c+dがBに相当。)
1≧b≧a+c+d≧0.03、 又は
(3)条件3(cがAに相当。a+b+dがBに相当。)
1≧c≧a+b+d≧0.03。
σbk 破断時応力
F 破壊に対する抵抗(=エネルギー吸収能)
Claims (6)
- Mg−Amol%X−Bmol%Zからなり、残部がMgと不可避的不純物からなるMg基合金展伸材であって、
ここで、XはMn、Bi、Snのうちいずれか一種類の元素であり、
ZはMn、Bi、Sn、Zrのうちいずれか一種類以上の元素であって、Xの元素と重複しないものであり、
Aの値は、0.03mol%以上1mol%以下であり、
AとBの関係は、A≧Bであって、Bの上限値はAの上限値に対して1.0倍以下であり、Bの下限値は0.03mol%以上であると共に、
非底面の転位すべりが活性化するように前記Mg基合金展伸材の平均結晶粒サイズが20μm以下であり、
前記Mg基合金展伸材の金属組織中のMg母相及び/又は結晶粒界に、平均直径が0.5μm以下でMgや添加元素から構成される金属間化合物粒子が存在しているMg基合金展伸材。 - 請求項1に記載のMg基合金展伸材であって、初期ひずみ速度:1x10−3 s −1 の室温引張試験によって得られる応力−ひずみ曲線図において、最大負荷応力を(σmax)と破断時応力を(σbk)と定義したときの式(σmax−σbk)/σmaxの値が0.2以上であるものであるMg基合金からなるMg基合金展伸材。
- 請求項1又は2に記載のMg基合金展伸材であって、初期ひずみ速度:1x10−3 s −1 の室温引張又は圧縮試験によって、公称ひずみを0.2以上付与しても破断しないものであるMg基合金からなるMg基合金展伸材。
- 請求項1から3のいずれかに記載のMg基合金展伸材であって、初期ひずみ速度:1x10−3 s−1以上の室温圧縮試験によって得られる応力−ひずみ曲線図において、公称応力と公称ひずみ曲線によって囲まれる面積が、200kJ以上を示すものであるMg基合金からなるMg基合金展伸材。
- 請求項1から4のいずれかに記載のMg基合金展伸材を製造する方法であって、溶解、鋳造の工程を経たMg基合金鋳造材を400℃以上、650℃以下の温度で0.5時間以上、48時間以下の溶体化処理した後、塑性ひずみ付与として、50℃以上、550℃以下の温度で断面減少率70%以上の熱間塑性加工を施すことを特徴とするMg基合金展伸材の製造方法。
- 請求項5に記載のMg基合金展伸材の製造方法であって、塑性ひずみ付与方法が、押出加工、鍛造加工、圧延加工、引抜加工のうちのいずれかの加工法であることを特徴とするMg基合金展伸材の製造方法
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