JPH0823057B2 - 超塑性マグネシウム合金 - Google Patents
超塑性マグネシウム合金Info
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- JPH0823057B2 JPH0823057B2 JP9732592A JP9732592A JPH0823057B2 JP H0823057 B2 JPH0823057 B2 JP H0823057B2 JP 9732592 A JP9732592 A JP 9732592A JP 9732592 A JP9732592 A JP 9732592A JP H0823057 B2 JPH0823057 B2 JP H0823057B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は軽量高強度で超塑性を有
するマグネシウム合金に関し、より詳しくは超塑性特性
における伸び、塑性変形速度を改善し、且つ室温での強
度を向上させた加工用マグネシウム合金に関する。
するマグネシウム合金に関し、より詳しくは超塑性特性
における伸び、塑性変形速度を改善し、且つ室温での強
度を向上させた加工用マグネシウム合金に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の自動車、家電OA産業における軽
量化の流れの中でMg合金が注目されている。しかし、
一般のMg合金の欠点として塑性加工が困難であること
が挙げられる。そのような合金の中でMg−Li共晶合
金は超塑性特性を有することで知られている。もし、超
塑性特性を利用して複合材料の製造やブロー成形が可能
になればMg合金の新しい加工技術として有用である。
量化の流れの中でMg合金が注目されている。しかし、
一般のMg合金の欠点として塑性加工が困難であること
が挙げられる。そのような合金の中でMg−Li共晶合
金は超塑性特性を有することで知られている。もし、超
塑性特性を利用して複合材料の製造やブロー成形が可能
になればMg合金の新しい加工技術として有用である。
【0003】また、SU−455161明細書には、M
g−Li合金にYを添加すると高温強度や塑性変形が改
善されることが開示されている。
g−Li合金にYを添加すると高温強度や塑性変形が改
善されることが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Mg−
Li合金の超塑性は一般に歪み速度の遅い領域で発現す
るので実用面で問題がある。また、Mg−Li合金は室
温での強度の安定性がないことも実用化を阻害してい
る。上記SU−455161明細書には高温強度や一般
的な変形性能について記載されているが、超塑性合金と
してのMg−Li合金の特性改善には触れられていな
い。
Li合金の超塑性は一般に歪み速度の遅い領域で発現す
るので実用面で問題がある。また、Mg−Li合金は室
温での強度の安定性がないことも実用化を阻害してい
る。上記SU−455161明細書には高温強度や一般
的な変形性能について記載されているが、超塑性合金と
してのMg−Li合金の特性改善には触れられていな
い。
【0005】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、Mg
−Li合金の特徴である低密度という特性を維持しつ
つ、その超塑性特性を実用化させるために歪み速度の速
い領域でも超塑性を発現し、且つ室温での強度の向上及
び強度安定性の改善を図ったMg−Li合金を提供する
ことにある。
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、Mg
−Li合金の特徴である低密度という特性を維持しつ
つ、その超塑性特性を実用化させるために歪み速度の速
い領域でも超塑性を発現し、且つ室温での強度の向上及
び強度安定性の改善を図ったMg−Li合金を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、リチウム添加
量を合金に超塑性特性をもたらす7重量%超10.5重
量%未満とし、且つ適量のイットリウムを添加すること
により歪み速度を10倍にした領域でも超塑性が発現
し、室温での強度が向上し、且つ時間経過による強度の
劣化が抑制される即ち強度の安定性が改善されることを
見出し、本発明に到達した。
を解決するために種々検討を重ねた結果、リチウム添加
量を合金に超塑性特性をもたらす7重量%超10.5重
量%未満とし、且つ適量のイットリウムを添加すること
により歪み速度を10倍にした領域でも超塑性が発現
し、室温での強度が向上し、且つ時間経過による強度の
劣化が抑制される即ち強度の安定性が改善されることを
見出し、本発明に到達した。
【0007】即ち、本発明の超塑性マグネシウム合金は
リチウム7重量%超10.5重量%未満及びイットリウ
ム0.3〜3重量%を含有し、残部がマグネシウムと不
可避の不純物からなることを特徴とする。
リチウム7重量%超10.5重量%未満及びイットリウ
ム0.3〜3重量%を含有し、残部がマグネシウムと不
可避の不純物からなることを特徴とする。
【0008】本発明の超塑性マグネシウム合金は、所望
により、更に4重量%以下のアルミニウム、4重量%以
下の亜鉛、それぞれ2重量%以下の銀、マンガン、ケイ
素及びランタノイドからなる群から選ばれた少なくとも
1種の合金元素を含有することができる。
により、更に4重量%以下のアルミニウム、4重量%以
下の亜鉛、それぞれ2重量%以下の銀、マンガン、ケイ
素及びランタノイドからなる群から選ばれた少なくとも
1種の合金元素を含有することができる。
【0009】 リチウムは比重が0.53であり、リチ
ウム添加量を増加させることにより本発明の超塑性マグ
ネシウム合金を更に低比重とすることができる。そして
Mg−Li合金においてリチウム添加量が7重量%超1
0.5重量%未満の範囲内では超塑性特性を有すること
が知られている。この範囲から外れるとHCP単相及び
BCC単相となる。従って、本発明の超塑性マグネシウ
ム合金においてはリチウム添加量を7重量%超10.5
重量%未満、好ましくは7.5〜9.0重量%とする。
ウム添加量を増加させることにより本発明の超塑性マグ
ネシウム合金を更に低比重とすることができる。そして
Mg−Li合金においてリチウム添加量が7重量%超1
0.5重量%未満の範囲内では超塑性特性を有すること
が知られている。この範囲から外れるとHCP単相及び
BCC単相となる。従って、本発明の超塑性マグネシウ
ム合金においてはリチウム添加量を7重量%超10.5
重量%未満、好ましくは7.5〜9.0重量%とする。
【0010】 本発明の超塑性マグネシウム合金におい
ては、イットリウムは凝固段階で微細なMg−Y系化合
物として晶出し、凝固組織を微細化する効果を有する。
この組織の微細化は言うまでもなく超塑性特性を改善す
る。また、このような晶出に費やされたイットリウム以
外は主にBCC相に固溶し、合金を固溶硬化すると共に
合金の加工組織の回復など経時変化を抑制するので、室
温強度の向上と強度の安定化に寄与する。イットリウム
の添加量が3重量%を越えるとMg−Li系化合物が結
晶粒界にネットワーク状に晶出するようになるので超塑
性特性を阻害するようになる。また、イットリウム添加
量が0.3重量%未満の場合にはMg−Li系化合物が
晶出しないので組織の微細化効果が得られず、超塑性特
性は改善されない。従って、本発明の超塑性マグネシウ
ム合金においてはイットリウム添加量を0.3〜3重量
%、好ましくは0.5〜2重量%とする。
ては、イットリウムは凝固段階で微細なMg−Y系化合
物として晶出し、凝固組織を微細化する効果を有する。
この組織の微細化は言うまでもなく超塑性特性を改善す
る。また、このような晶出に費やされたイットリウム以
外は主にBCC相に固溶し、合金を固溶硬化すると共に
合金の加工組織の回復など経時変化を抑制するので、室
温強度の向上と強度の安定化に寄与する。イットリウム
の添加量が3重量%を越えるとMg−Li系化合物が結
晶粒界にネットワーク状に晶出するようになるので超塑
性特性を阻害するようになる。また、イットリウム添加
量が0.3重量%未満の場合にはMg−Li系化合物が
晶出しないので組織の微細化効果が得られず、超塑性特
性は改善されない。従って、本発明の超塑性マグネシウ
ム合金においてはイットリウム添加量を0.3〜3重量
%、好ましくは0.5〜2重量%とする。
【0011】Mg−Li合金においては、アルミニウ
ム、亜鉛、銀、マンガン、ケイ素及びランタノイド(例
えば、La、Ce、ミッシュメタル等)はいずれも合金
の強度向上に寄与することが知られており、この効果は
イットリウムとの共存によっても相殺されるものではな
い。これらの合金元素の添加量の増加と共に合金の強度
が増大するが、アルミニウム及び亜鉛については4重量
%で、また銀、マンガン、ケイ素及びランタノイドにつ
いては2重量%で合金強度の増大に対する効果が飽和
し、それ以上添加してもそれ以上の合金強度の増大は認
められない。一方、アルミニウム及び亜鉛については4
重量%を越えて、また銀、マンガン及びランタノイドに
ついては2重量%を越えて添加すると、合金は脆くなる
こともあり、合金の比重が大きくなり、また加工性も低
下することになる。従って、本発明の超塑性マグネシウ
ム合金においては、アルミニウム及び亜鉛の添加量につ
いては4重量%以下、好ましくは1.0〜3.0重量
%、また銀、マンガン、ケイ素及びランタノイドの添加
量については2重量%以下、好ましくは0.5〜1.5
重量%とする。
ム、亜鉛、銀、マンガン、ケイ素及びランタノイド(例
えば、La、Ce、ミッシュメタル等)はいずれも合金
の強度向上に寄与することが知られており、この効果は
イットリウムとの共存によっても相殺されるものではな
い。これらの合金元素の添加量の増加と共に合金の強度
が増大するが、アルミニウム及び亜鉛については4重量
%で、また銀、マンガン、ケイ素及びランタノイドにつ
いては2重量%で合金強度の増大に対する効果が飽和
し、それ以上添加してもそれ以上の合金強度の増大は認
められない。一方、アルミニウム及び亜鉛については4
重量%を越えて、また銀、マンガン及びランタノイドに
ついては2重量%を越えて添加すると、合金は脆くなる
こともあり、合金の比重が大きくなり、また加工性も低
下することになる。従って、本発明の超塑性マグネシウ
ム合金においては、アルミニウム及び亜鉛の添加量につ
いては4重量%以下、好ましくは1.0〜3.0重量
%、また銀、マンガン、ケイ素及びランタノイドの添加
量については2重量%以下、好ましくは0.5〜1.5
重量%とする。
【0012】
【実施例】実施例1〜12及び比較例1〜5 アルゴン雰囲気の真空溶解炉に、表1に示す組成の合金
となるように原材料をを装入し、溶解させた。坩堝とし
てSUS304材を使用し、フラックス等は使用しなか
った。その溶湯を50mm×50mm×300mmの金型中に
鋳込んで試験用鋳物を作成した。このようにして得た試
験用鋳物を250℃で1時間熱処理した後、250℃で
5mmから0.8mmに圧延して引張試験片を作成し、以下
の試験を実施した。試験はいずれも圧延方向である: 引張試験:インストロン引張試験機による、 試験片:厚さ0.8mm、長さ20mm、幅20mm、標点間
距離10mm、標点間幅5mm、 鋳造後25℃で測定(引張強度)及び60℃で1週間保
持した後に25℃で測定(60℃保持後の引張強度)、 歪み速度=4×10-4/s、測定単位=MPa; 比重:アルキメデス法; 超塑性特性試験:温度250℃、300℃、350℃、
標点間距離10mm、 歪み速度=4×10-5〜4×10-2/s;測定結果は表
1及び図1に示す通りであった。図1においてピークの
位置が超塑性特性を示す。
となるように原材料をを装入し、溶解させた。坩堝とし
てSUS304材を使用し、フラックス等は使用しなか
った。その溶湯を50mm×50mm×300mmの金型中に
鋳込んで試験用鋳物を作成した。このようにして得た試
験用鋳物を250℃で1時間熱処理した後、250℃で
5mmから0.8mmに圧延して引張試験片を作成し、以下
の試験を実施した。試験はいずれも圧延方向である: 引張試験:インストロン引張試験機による、 試験片:厚さ0.8mm、長さ20mm、幅20mm、標点間
距離10mm、標点間幅5mm、 鋳造後25℃で測定(引張強度)及び60℃で1週間保
持した後に25℃で測定(60℃保持後の引張強度)、 歪み速度=4×10-4/s、測定単位=MPa; 比重:アルキメデス法; 超塑性特性試験:温度250℃、300℃、350℃、
標点間距離10mm、 歪み速度=4×10-5〜4×10-2/s;測定結果は表
1及び図1に示す通りであった。図1においてピークの
位置が超塑性特性を示す。
【0013】
【表1】 60℃保 350℃での 合 金 組 成 引張 持後の 超塑性伸び例番号 Li Y Mg その他 強度 引張強度 比重 率、% 実施例1 8.5 1.0 残 − 210 205 1.55 400% 実施例2 8.5 3.0 残 − 230 230 1.60 320% 実施例3 8.5 0.3 残 − 190 180 1.53 520% 実施例4 7.0 1.0 残 − 240 240 1.58 350% 実施例5 10.5 1.0 残 − 180 170 1.50 300% 比較例1 8.5 − 残 − 180 140 1.53 600% 比較例2 6.0 1.0 残 − 250 245 1.60 ※ 比較例3 11.0 1.0 残 − 170 170 1.48 ※ 比較例4 8.5 4.0 残 − 240 240 1.61 ※ 実施例6 8.5 1.0 残 Al:2.0 280 270 1.60 320% 実施例7 8.5 1.0 残 Zn:2.0 270 260 1.62 − 実施例8 8.5 1.0 残 Ag:1.0 240 240 1.56 380% 実施例9 8.5 1.0 残 Mn:0.7 215 210 1.56 − 実施例10 8.5 1.0 残 La:1.0 230 230 1.56 400% 実施例11 8.5 1.0 残 Ce:1.0 230 230 1.56 − 実施例12 8.5 1.0 残 Mm:1.0 230 230 1.56 − 比較例5 8.5 1.0 残 Al:6.0 275 270 1.62 ※ ※伸びは120%前後であるが超塑性は示さない。 上記の実施例及び比較例のデータから次のことが明らか
である:実施例1と比較例1との比較から明らかなよう
にイットリウムは室温での強度向上及び強度の安定性に
有効である;図1から明らかなように超塑性の伸び率自
体はイットリウムの添加によって低下するが、超塑性特
性を利用する加工技術の実用化において一層有意義な超
塑性を発現する歪み速度は10倍になることが分かる;
比較例2〜4から明らかなようにリチウム添加量が共晶
組成から外れる場合及びイットリウム添加量が過大な場
合には超塑性特性を示さない;アルミニウム、亜鉛、
銀、マンガン及びランタノイドの添加はMg−Li合金
の強度の向上に寄与し、且つ超塑性特性を損なうことも
ない。
である:実施例1と比較例1との比較から明らかなよう
にイットリウムは室温での強度向上及び強度の安定性に
有効である;図1から明らかなように超塑性の伸び率自
体はイットリウムの添加によって低下するが、超塑性特
性を利用する加工技術の実用化において一層有意義な超
塑性を発現する歪み速度は10倍になることが分かる;
比較例2〜4から明らかなようにリチウム添加量が共晶
組成から外れる場合及びイットリウム添加量が過大な場
合には超塑性特性を示さない;アルミニウム、亜鉛、
銀、マンガン及びランタノイドの添加はMg−Li合金
の強度の向上に寄与し、且つ超塑性特性を損なうことも
ない。
【0014】
【発明の効果】本発明の超塑性マグネシウム合金は、超
塑性を有するとされながら実用化されなかった従来のM
g−Li合金の超塑性特性を改善しており、また室温強
度の向上及び強度の安定性に優れている。
塑性を有するとされながら実用化されなかった従来のM
g−Li合金の超塑性特性を改善しており、また室温強
度の向上及び強度の安定性に優れている。
【0015】本発明の超塑性マグネシウム合金は、超塑
性特性を利用した加工、例えばブロー成形が可能とな
り、航空・宇宙関連はもとより、自動車・車両、家電・
OA関係に活用することができる。
性特性を利用した加工、例えばブロー成形が可能とな
り、航空・宇宙関連はもとより、自動車・車両、家電・
OA関係に活用することができる。
【図1】本発明の超塑性マグネシウム合金の超塑性特性
(歪み速度と伸びとの関係)を示すグラフである。
(歪み速度と伸びとの関係)を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 耕平 埼玉県上尾市原市1333−2 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 二宮 隆二 埼玉県上尾市原市1333−2 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 ギュンター ルドルフ ドイツ連邦共和国 D−6451 ナウベルグ アルバート シュワイツァー ストラッ セ 5 (72)発明者 ギュンター ナイテ ドイツ連邦共和国 D−6350 バッド ナ ウハイム マイヌスストラッセ 9
Claims (2)
- 【請求項1】 リチウム7重量%超10.5重量%未満
及びイットリウム0.3〜3重量%を含有し、残部がマ
グネシウムと不可避の不純物からなることを特徴とする
超塑性マグネシウム合金。 - 【請求項2】 リチウム7重量%超10.5重量%未満
及びイットリウム0.3〜3重量%を含有し、更に4重
量%以下のアルミニウム、4重量%以下の亜鉛、それぞ
れ2重量%以下の銀、マンガン、ケイ素及びランタノイ
ドからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を含有
し、残部がマグネシウムと不可避の不純物からなること
を特徴とする超塑性マグネシウム合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9732592A JPH0823057B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 超塑性マグネシウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9732592A JPH0823057B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 超塑性マグネシウム合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0665668A JPH0665668A (ja) | 1994-03-08 |
JPH0823057B2 true JPH0823057B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14189339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9732592A Expired - Fee Related JPH0823057B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 超塑性マグネシウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0823057B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004042099A1 (ja) | 2002-11-06 | 2004-05-21 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | 耐食性に優れた室温成形可能なマグネシウム合金 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19853632B4 (de) * | 1997-11-20 | 2006-10-26 | Ricoh Co., Ltd. | Bildverarbeitungsvorrichtung |
JP2001283796A (ja) | 2000-04-04 | 2001-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム二次電池とその製造方法 |
CN107447152B (zh) * | 2017-06-19 | 2019-01-29 | 郑州轻研合金科技有限公司 | 一种高强高韧的镁合金板材及其制备方法 |
CN110819861A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-02-21 | 陕西科技大学 | 一种Mg-Li-Al-Zn-Y系铸造镁锂合金及其制备方法 |
CN111270117B (zh) * | 2020-02-08 | 2021-04-20 | 苏州轻金三维科技有限公司 | 一种高强度超轻合金及其制备方法 |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP9732592A patent/JPH0823057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004042099A1 (ja) | 2002-11-06 | 2004-05-21 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | 耐食性に優れた室温成形可能なマグネシウム合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0665668A (ja) | 1994-03-08 |
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