JPWO2021157748A5 - - Google Patents
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Claims (46)
- A元素をa原子%含有し、B元素をb原子%含有し、C元素をc原子%含有し、D元素をd原子%含有し、残部がMg及び不可避的不純物からなるマグネシウム合金であり、
前記aを横軸に取り、前記bを縦軸に取った座標(a,b)によって前記a原子%のA元素含有量と前記b原子%のB元素含有量を以下の(1)~(4)で表される直線で囲まれた範囲内とし、
前記cは下記式34を満たし、
前記dは下記式35を満たし、
前記A元素及び前記B元素は、下記の条件1から条件3を満たす元素であり、
前記C元素は、下記の条件4を満たす元素であり、
前記D元素は、下記の条件5を満たす元素であり、
前記B元素及び前記D元素の各々はY(イットリウム)が除かれ、
前記マグネシウム合金はα-Mg相を有し、
前記マグネシウム合金には、前記A元素と前記B元素からなる化合物が面積分率でX%含有され、前記Xは下記式41を満たし、
前記マグネシウム合金には、Mgと前記A元素からなる化合物が面積分率でY%含有され、前記Yは下記式42を満たし、
前記マグネシウム合金には、Mgと前記B元素からなる化合物が面積分率でZ%含有され、前記Zは下記式43を満たし、
前記マグネシウム合金には、Mgと前記A元素と前記B元素からなる化合物が面積分率でW%含有され、前記Wは下記式44を満たし、
前記X、前記Y、前記Z及び前記Wの合計含有量は下記式45を満たし、
熱伝導率が75W/m・K以上であることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)aが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0.5≦a≦7
(式1b)b=2/13a+37/26
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2.5≦b≦5
(式2b)a=2.4b+1
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)5≦b≦9.5
(式3b)a=-b+18
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)1.5≦b≦9.5
(式4b)a=b-1
(式34)0≦c≦0.1
(式35)0≦d≦1
(条件1)MgとA元素の混合エンタルピーをΔHMg-Aとした場合に、以下の式を満たす。
-4.5(kJ/mol)<ΔHMg-A<0(kJ/mol)
(条件2)MgとB元素の混合エンタルピーをΔHMg-Bとした場合に、以下の式を満たす。
-7.5(kJ/mol)<ΔHMg-B<-5.5(kJ/mol)
(条件3)A元素とB元素の混合エンタルピーをΔHA-Bとした場合に、以下の式を満たす。
ΔHA-B<-11(kJ/mol) かつ ΔHA-B/ΔHMg-B≧2.0
(条件4)A元素とC元素の混合エンタルピーをΔHA-Cとし、B元素とC元素の混合エンタルピーをΔHB-Cとした場合に、以下の式を満たす。
ΔHA-B<ΔHA-C かつ ΔHA-B<ΔHB-C
(条件5)C元素とD元素の混合エンタルピーをΔHC-Dとした場合に、以下の式を満たす。
ΔHA-B<ΔHC-D
(式41)0<X≦10
(式42)Y=0
(式43)0<Z≦5
(式44)5≦W≦40
(式45)5≦X+Y+Z+W≦45 - 請求項1において、
前記aを横軸に取り、前記bを縦軸に取った座標(a,b)によって前記a原子%のA元素含有量と前記b原子%のB元素含有量を以下の(5)~(9)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)1.5≦b≦4.5
(式1b)7b/3+4/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)7.5<a<11.5
(式6b)b=4.5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5<b<6
(式7b)a=7.5
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4.5<a<12
(式8b)b=6
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)6≦b≦9.5
(式9b)a=-b+18 - 請求項1または2において、
前記A元素は、Al又はZnであり、
前記B元素は、Ca又はCeであり、
前記C元素は、Mn又はZrであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項3において、
前記REの含有量は、下記式51を満たすことを特徴とするマグネシウム合金。
(式51)0≦RE≦0.4wt% - 請求項1から4のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、前記B元素がCaである場合は、前記A元素と前記B元素からなる化合物がC15型金属間化合物相(Al2Ca相)であり、Mgと前記A元素からなる化合物がβ相(Mg17Al12化合物)等であり、Mgと前記B元素からなる化合物がC14型金属間化合物相(Mg2Ca相)であり、Mgと前記A元素と前記B元素からなる化合物がC36型金属間化合物相((Mg,Al)2Ca相)であることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項1から5のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記マグネシウム合金はSi及びSrを含有せず、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(8)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)0≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.5≦a≦2
(式8b)b=0 - 請求項1から5のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、Yb以外のRE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記マグネシウム合金は、Yb及びBeの少なくとも一方を含有し、前記Ybの含有量がe原子%であり、前記Beの含有量がfであり、
前記eは下記式18を満たし、
前記fは下記式19を満たし、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(8)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(式18)0.01≦e≦1
(式19)5ppm≦f≦100ppm
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)0≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.5≦a≦2
(式8b)b=0 - 請求項6または7において、
前記マグネシウム合金の熱伝導率が100W/m・K以上であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(10)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)1≦b≦2
(式1b)a=2
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2≦b≦3
(式2b)a=2b-2
(3)aが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)4≦a≦5
(式3b)b=3
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)3≦b≦3.5
(式4b)a=5
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)3.5≦b≦5
(式5b)a=2b/3+8/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)6≦a≦10
(式6b)b=5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5≦b≦5
(式7b)a=10
(8)bが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4≦b≦5
(式8b)a=4b-8
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)3≦b≦4
(式9b)a=3b/2+2
(10)bが下記式10aの範囲の場合、下記式10bの直線である。
(式10a)1≦b≦3
(式10b)a=9b/4-1/4 - 請求項1から5のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(8)で表される直線で囲まれた範囲内とし、
前記マグネシウム合金は、第1の方向に対する第1の熱伝導率が75W/m・K以上であり、第2の方向に対する第2の熱伝導率が前記第1の熱伝導率以下であり、前記第1の熱伝導率をλ1とし、前記第2の熱伝導率をλ2とした場合、λ1及びλ2は下記式20を満たし、
前記マグネシウム合金の0.2%耐力が200MPa以上であることを特徴とするマグネシウム合金。
(式20)1≦λ1/λ2≦1.3
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)0≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.5≦a≦2
(式8b)b=0 - 請求項9において、
前記第1の熱伝導率が100W/m・K以上であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(10)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)1≦b≦2
(式1b)a=2
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2≦b≦3
(式2b)a=2b-2
(3)aが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)4≦a≦5
(式3b)b=3
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)3≦b≦3.5
(式4b)a=5
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)3.5≦b≦5
(式5b)a=2b/3+8/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)6≦a≦10
(式6b)b=5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5≦b≦5
(式7b)a=10
(8)bが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4≦b≦5
(式8b)a=4b-8
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)3≦b≦4
(式9b)a=3b/2+2
(10)bが下記式10aの範囲の場合、下記式10bの直線である。
(式10a)1≦b≦3
(式10b)a=9b/4-1/4 - 請求項1から5のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(9)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)2.5≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)1.25≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.25≦a≦2.5
(式8b)a=4.5
(9)aが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)1.5≦a≦4.5
(式9b)b=2.5 - 請求項11において、
前記マグネシウム合金はYb及びBeの少なくとも一方を含有し、前記Ybの含有量がe原子%であり、前記Beの含有量がfであり、
前記eは下記式18を満たし、
前記fは下記式19を満たすことを特徴とするマグネシウム合金。
(式18)0.01≦e≦1
(式19)5ppm≦f≦100ppm - 請求項11において、
前記マグネシウム合金は、第1の方向に対する第1の熱伝導率が75W/m・K以上であり、第2の方向に対する第2の熱伝導率が前記第1の熱伝導率以下であり、前記第1の熱伝導率をλ1とし、前記第2の熱伝導率をλ2とした場合、λ1及びλ2は下記式20を満たし、
前記マグネシウム合金の0.2%耐力が200MPa以上であることを特徴とするマグネシウム合金。
(式20)1≦λ1/λ2≦1.3 - 請求項11または12において、
前記マグネシウム合金の熱伝導率が100W/m・K以上であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(10)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)1≦b≦2
(式1b)a=2
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2≦b≦3
(式2b)a=2b-2
(3)aが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)4≦a≦5
(式3b)b=3
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)3≦b≦3.5
(式4b)a=5
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)3.5≦b≦5
(式5b)a=2b/3+8/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)6≦a≦10
(式6b)b=5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5≦b≦5
(式7b)a=10
(8)bが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4≦b≦5
(式8b)a=4b-8
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)3≦b≦4
(式9b)a=3b/2+2
(10)bが下記式10aの範囲の場合、下記式10bの直線である。
(式10a)1≦b≦3
(式10b)a=9b/4-1/4 - 請求項13において、
前記第1の熱伝導率が100W/m・K以上であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(10)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)1≦b≦2
(式1b)a=2
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2≦b≦3
(式2b)a=2b-2
(3)aが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)4≦a≦5
(式3b)b=3
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)3≦b≦3.5
(式4b)a=5
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)3.5≦b≦5
(式5b)a=2b/3+8/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)6≦a≦10
(式6b)b=5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5≦b≦5
(式7b)a=10
(8)bが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4≦b≦5
(式8b)a=4b-8
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)3≦b≦4
(式9b)a=3b/2+2
(10)bが下記式10aの範囲の場合、下記式10bの直線である。
(式10a)1≦b≦3
(式10b)a=9b/4-1/4 - 請求項6から15のいずれか一項において、
前記マグネシウム合金は、複数のα-Mg粒と、前記α-Mg相と前記C36型金属間化合物相との共晶ラメラ組織を有し、
前記複数のα-Mg粒の相互間が前記共晶ラメラ組織により接続されており、
前記α-Mg粒同士は、前記共晶ラメラ組織の前記α-Mg相を介してネットワーク化されていることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項16において、
前記α-Mg粒内のα-Mg母相中には、Alが0.5原子%以上2.5原子%以下含有され、Caが0原子%超1.0原子%以下含有されていることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項6から17のいずれか一項において、
前記α-Mg相のX線回折ピークの半値幅が、純MgのX線回折ピークの半値幅の1.5倍未満であることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項6から18のいずれか一項において、
前記α-Mg相のX線回折ピークの半値幅が、請求項6に記載の合金組成で鋳造法により製造した直後の鋳造材のα-Mg相のX線回折ピークの半値幅に対して10%以上減少していることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項6から19のいずれか一項において、
前記C36型金属間化合物のX線回折ピークの半値幅が、請求項6に記載の合金組成で鋳造法により製造した直後の鋳造材のC36型金属間化合物のX線回折ピークの半値幅に対して10%以上減少していることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項6から20のいずれか一項において、
aとbは、下記の式5と式6、式7と式8、式9と式10、及び、式11と式12のいずれかを満たすことを特徴とするマグネシウム合金。
(式5)2.0≦a≦12.5
(式6)1.0≦b<3
(式7)2.0≦a≦12.5
(式8)7<b≦7.5
(式9)2.0≦a<4.5
(式10)1.0≦b≦7.5
(式11)12.0<a≦12.5
(式12)1.0≦b≦7.5 - 請求項6から20のいずれか一項において、
aとbは、下記の式13及び式14を満たし、且つ下記の式15または式16を満たすことを特徴とするマグネシウム合金。
(式13)2.0≦a≦12.5
(式14)3.0≦b≦7.0
(式15)a/b<1.2
(式16)3.0<a/a - 請求項6から22のいずれか一項に記載のマグネシウム合金の粉末、リボン、ワイヤー及び棒状からなる鋳造塑性加工材、並びに急冷材を電子ビーム又はレーザービームを用いて3D積層造形したことを特徴とする3D積層造形材料。
- 請求項6から22のいずれか一項に記載のマグネシウム合金に、粒子及び繊維の少なくとも一方を複合化した複合材料であり、
前記粒子は、カーボン粒子、セラミックス粒子、金属粒子及び金属間化合物粒子の少なくとも一つであり、
前記繊維は、カーボン繊維、セラミックス繊維及び金属繊維の少なくとも一つであることを特徴とする複合材料。 - 工程(a1)または工程(a2)を有し、
前記工程(a1)は、マグネシウム合金を1000K/秒未満の凝固速度により鋳造することで鋳造材を形成する工程であり、
前記工程(a2)は、前記マグネシウム合金を1000K/秒以上1,000,000K/秒以下の凝固速度により急冷することで急冷材を形成する工程であり、
前記工程(a1)の後の前記鋳造材又は前記工程(a2)の後の前記急冷材に、200℃以上510℃以下の温度で200時間以下の熱処理を行うことで、熱処理材を形成する工程(b1)を有し、
前記マグネシウム合金は、A元素をa原子%含有し、B元素をb原子%含有し、C元素をc原子%含有し、D元素をd原子%含有し、残部がMg及び不可避的不純物からなり、
前記aを横軸に取り、前記bを縦軸に取った座標(a,b)によって前記a原子%のA元素含有量と前記b原子%のB元素含有量を以下の(1)~(4)で表される直線で囲まれた範囲内とし、
前記cは下記式34を満たし、
前記dは下記式35を満たし、
前記A元素及び前記B元素は、下記の条件1から条件3を満たす元素であり、
前記C元素は、下記の条件4を満たす元素であり、
前記D元素は、下記の条件5を満たす元素であり、
前記B元素及び前記D元素の各々はY(イットリウム)が除かれ、
前記鋳造材又は前記急冷材はα-Mg相を有し、
前記鋳造材又は前記急冷材には、前記A元素と前記B元素からなる化合物が面積分率でX%含有され、前記Xは下記式41を満たし、
前記鋳造材又は前記急冷材には、Mgと前記A元素からなる化合物が面積分率でY%含有され、前記Yは下記式42を満たし、
前記鋳造材又は前記急冷材には、Mgと前記B元素からなる化合物が面積分率でZ%含有され、前記Zは下記式43を満たし、
前記鋳造材又は前記急冷材には、Mgと前記A元素と前記B元素からなる化合物が面積分率でW%含有され、前記Wは下記式44を満たし、
前記X、前記Y、前記Z及び前記Wの合計含有量は下記式45を満たし、
前記鋳造材及び前記急冷材それぞれの熱伝導率は75W/m・K以上であることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(1)aが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0.5≦a≦7
(式1b)b=2/13a+37/26
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2.5≦b≦5
(式2b)a=2.4b+1
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)5≦b≦9.5
(式3b)a=-b+18
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)1.5≦b≦9.5
(式4b)a=b-1
(式34)0≦c≦0.1
(式35)0≦d≦1
(条件1)MgとA元素の混合エンタルピーをΔHMg-Aとした場合に、以下の式を満たす。
-4.5(kJ/mol)<ΔHMg-A<0(kJ/mol)
(条件2)MgとB元素の混合エンタルピーをΔHMg-Bとした場合に、以下の式を満たす。
-7.5(kJ/mol)<ΔHMg-B<-5.5(kJ/mol)
(条件3)A元素とB元素の混合エンタルピーをΔHA-Bとした場合に、以下の式を満たす。
ΔHA-B<-11(kJ/mol) かつ ΔHA-B/ΔHMg-B≧2.0
(条件4)C元素とA元素の混合エンタルピーをΔHA-Cとし、C元素とB元素の混合エンタルピーをΔHB-Cとした場合に、以下の式を満たす。
ΔHA-B<ΔHA-C かつ ΔHA-B<ΔHB-C
(条件5)D元素とC元素の混合エンタルピーをΔHC-Dとした場合に、以下の式を満たす。
ΔHA-B<ΔHC-D
(式41)0<X≦10
(式42)Y=0
(式43)0<Z≦5
(式44)5≦W≦40
(式45)5≦X+Y+Z+W≦45 - 請求項25において、
前記aを横軸に取り、前記bを縦軸に取った座標(a,b)によって前記a原子%のA元素含有量と前記b原子%のB元素含有量を以下の(5)~(9)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)1.5≦b≦4.5
(式1b)7b/3+4/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)7.5<a<11.5
(式6b)b=4.5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5<b<6
(式7b)a=7.5
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4.5<a<12
(式8b)b=6
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)6≦b≦9.5
(式9b)a=-b+18 - 請求項25または26において、
前記工程(b1)は、前記鋳造材に塑性加工を行う前又は前記急冷材に固化成型を行う前に前記熱処理を行うことで、熱処理材を形成する工程であり、
前記熱処理材は、前記鋳造材又は前記急冷材より熱伝導率が高いことを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項25から27のいずれか一項において、
前記A元素は、Al又はZnであり、
前記B元素は、Ca又はCeであり、
前記C元素は、Mn又はZrであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項28において、
前記REの含有量は、下記式51を満たすことを特徴とするマグネシウム合金。
(式51)0≦RE≦0.4wt% - 請求項25から29のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、前記B元素がCaである場合は、前記A元素と前記B元素からなる化合物がC15型金属間化合物相(Al2Ca相)であり、Mgと前記A元素からなる化合物がβ相(Mg17Al12化合物)等であり、Mgと前記B元素からなる化合物がC14型金属間化合物相(Mg2Ca相)であり、Mgと前記A元素と前記B元素からなる化合物がC36型金属間化合物相((Mg,Al)2Ca相)であることを特徴とするマグネシウム合金。 - 請求項25から30のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記マグネシウム合金はSi及びSrを含有せず、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(8)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(式1)0≦c≦0.1
(式2)0≦d≦1
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)0≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.5≦a≦2
(式8b)b=0 - 請求項25から30のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、Yb以外のRE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記マグネシウム合金は、Yb及びBeの少なくとも一方を含有し、前記Ybの含有量がe原子%であり、前記Beの含有量がfであり、
前記eは下記式18を満たし、
前記fは下記式19を満たし、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(8)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(式18)0.01≦e≦1
(式19)5ppm≦f≦100ppm
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)0≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)0≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.5≦a≦2
(式8b)b=0 - 請求項31又は32において、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(10)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)1≦b≦2
(式1b)a=2
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2≦b≦3
(式2b)a=2b-2
(3)aが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)4≦a≦5
(式3b)b=3
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)3≦b≦3.5
(式4b)a=5
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)3.5≦b≦5
(式5b)a=2b/3+8/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)6≦a≦10
(式6b)b=5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5≦b≦5
(式7b)a=10
(8)bが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4≦b≦5
(式8b)a=4b-8
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)3≦b≦4
(式9b)a=3b/2+2
(10)bが下記式10aの範囲の場合、下記式10bの直線である。
(式10a)1≦b≦3
(式10b)a=9b/4-1/4 - 請求項25から30のいずれか一項において、
前記A元素がAlであり、
前記B元素がCaであり、
前記C元素がMnであり、
前記D元素は、RE(希土類元素)、Sr、Sn、Li、Zn、Ag、Be及びScの一種類又は複数種類の元素であり、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(9)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)2.5≦b≦3.5
(式1b)a=1.5
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)3.5≦b≦7
(式2b)a=9b/7-3
(3)bが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)7≦b≦8
(式3b)a=4b-22
(4)aが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)10≦a≦12
(式4b)b=8
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)4≦b≦8
(式5b)a=12
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)10≦a≦12
(式6b)b=4
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)1.25≦b≦4
(式7b)a=2b+2
(8)aが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)1.25≦a≦2.5
(式8b)a=4.5
(9)aが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)1.5≦a≦4.5
(式9b)b=2.5 - 請求項34において、
前記マグネシウム合金はYb及びBeの少なくとも一方を含有し、前記Ybの含有量がe原子%であり、前記Beの含有量がfであり、
前記eは下記式18を満たし、
前記fは下記式19を満たすことを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(式18)0.01≦e≦1
(式19)5ppm≦f≦100ppm - 請求項34または35において、
前記aを縦軸に取り、前記bを横軸に取った座標(b,a)によってa原子%のAl含有量とb原子%のCa含有量を以下の(1)~(10)で表される直線で囲まれた範囲内とすることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(1)bが下記式1aの範囲の場合、下記式1bの直線である。
(式1a)1≦b≦2
(式1b)a=2
(2)bが下記式2aの範囲の場合、下記式2bの直線である。
(式2a)2≦b≦3
(式2b)a=2b-2
(3)aが下記式3aの範囲の場合、下記式3bの直線である。
(式3a)4≦a≦5
(式3b)b=3
(4)bが下記式4aの範囲の場合、下記式4bの直線である。
(式4a)3≦b≦3.5
(式4b)a=5
(5)bが下記式5aの範囲の場合、下記式5bの直線である。
(式5a)3.5≦b≦5
(式5b)a=2b/3+8/3
(6)aが下記式6aの範囲の場合、下記式6bの直線である。
(式6a)6≦a≦10
(式6b)b=5
(7)bが下記式7aの範囲の場合、下記式7bの直線である。
(式7a)4.5≦b≦5
(式7b)a=10
(8)bが下記式8aの範囲の場合、下記式8bの直線である。
(式8a)4≦b≦5
(式8b)a=4b-8
(9)bが下記式9aの範囲の場合、下記式9bの直線である。
(式9a)3≦b≦4
(式9b)a=3b/2+2
(10)bが下記式10aの範囲の場合、下記式10bの直線である。
(式10a)1≦b≦3
(式10b)a=9b/4-1/4 - 請求項25から36のいずれか一項において、
前記工程(a1)の後に、前記鋳造材に塑性加工又は巨大ひずみ加工を行う工程(c)を有し、
前記工程(c)の後の前記鋳造材に200℃以上510℃以下の温度で0時間以上200時間以下の熱処理を行うことで、熱処理材を形成する工程を有す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25から37のいずれか一項において、
前記工程(a1)の後に、前記鋳造材を切削することでチップ材を形成する工程(d)と、
前記チップ材を固化成形することで固化成形材を形成する工程(e1)を有す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38において、
前記工程(d)と前記工程(e1)の間に、前記チップ材に200℃以上510℃以下の温度で0時間以上200時間以下の熱処理を行うことで、チップ熱処理材を形成する工程(b2)を有し、
前記工程(e1)は、前記チップ熱処理材を固化成形することで固化成形材を形成する工程であり、
前記固化成形材の熱伝導率は75W/K・m以上であ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25から37のいずれか一項において、
前記工程(a2)の後に、前記急冷材を固化成形することで固化成形材を形成する工程(e2)を有す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28から40のいずれか一項において、
前記工程(a1)の前記鋳造材は、複数のα-Mg粒と、前記α-Mg相と前記C36型金属間化合物相との共晶ラメラ組織を有し、
前記複数のα-Mg粒の相互間が前記共晶ラメラ組織により接続されており、
前記α-Mg粒同士は、前記共晶ラメラ組織の前記α-Mg相を介してネットワーク化されてい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41において、
前記α-Mg粒内のα-Mg母相中には、Alが0.5原子%以上2.5原子%以下含有され、Caが0原子%超1.0原子%以下含有されてい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28から42のいずれか一項において、
前記工程(a1)の前記鋳造材の前記α-Mg相のX線回折ピークの半値幅が、純MgのX線回折ピークの半値幅の1.5倍未満であ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37において、
前記工程(b1)の前記鋳造材に熱処理を行った前記熱処理材のα-Mg相のX線回折ピークの半値幅が、純MgのX線回折ピークの半値幅の1.5倍未満であ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37から44において、
前記工程(b1)の前記鋳造材に熱処理を行った前記熱処理材のα-Mg相のX線回折ピークの半値幅が、前記工程(a1)の直後の鋳造材のα-Mg相のX線回折ピークの半値幅に対して10%以上減少してい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37から45のいずれか一項において、
前記工程(b1)の前記鋳造材に熱処理を行った前記熱処理材のC36型金属間化合物のX線回折ピークの半値幅が、前記工程(a1)の直後の鋳造材のC36型金属間化合物のX線回折ピークの半値幅に対して10%以上減少していることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
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