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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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