KR102542754B1 - Degradable Mg alloy - Google Patents
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Abstract
3.9 질량％ 이상 14.0 질량％ 이하의 Al과, 0.1 질량％ 이상 0.6 질량％ 이하의 Mn과, 0.0 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하의 Zn과, 0.01 질량％ 이상 10.0 질량％ 이하의 Ni, Cu, 또는 그 양자 모두를 함유하고, 잔부가 Mg와 불가피 불순물로 이루어지는 분해성 Mg 합금을 이용하여, 충분한 강도를 가지고, 수계 환경(aqueous environment)에서 적절한 타이밍에 분해되는 마그네슘 합금제의 분해성 구조 부재를 제조한다.3.9 mass% or more and 14.0 mass% or less of Al, 0.1 mass% or more and 0.6 mass% or less, 0.0 mass% or more and 1.0 mass% or less of Zn, 0.01 mass% or more and 10.0 mass% or less of Ni, Cu, or A decomposable structural member made of a magnesium alloy that has sufficient strength and decomposes at an appropriate timing in an aqueous environment is manufactured by using a decomposable Mg alloy containing both of them and the balance being Mg and unavoidable impurities.
Description
본 발명은 임의의 부식 속도로 조정 가능한 분해성 Mg 합금에 관한 것이다.The present invention relates to decomposable Mg alloys with tunable corrosion rates.
범용의 마그네슘 합금(Mg 합금)으로서, Al 및 Mn을 첨가한 AM계 Mg 합금이나, Al, Mn 및 Zn을 첨가한 AZ계 Mg 합금이 알려져 있다. 또한, 이들 원소 이외의 원소를 첨가하거나, 제법을 변경함으로써 내식성을 향상시킨 여러 가지 Mg 합금이 제안되어 있다.As general-purpose magnesium alloys (Mg alloys), AM-based Mg alloys to which Al and Mn are added, and AZ-based Mg alloys to which Al, Mn, and Zn are added are known. In addition, various Mg alloys in which corrosion resistance is improved by adding elements other than these elements or changing the manufacturing method have been proposed.
하기 특허문헌 1에는, Mg가 67∼85％(원자율), Si가 5∼20％(원자율), 나머지가 Ni로 구성되는 Mg 합금이 기재되어 있다. 이들 조성으로 이루어지는 원료 분말을 이용하여, 기계적 합금화법(mechanical alloying)에 의해 비정질 분말 또는 나노 결정 분말을 생성시키는 것이 기재되어 있다. 이 Mg 합금은 우수한 내식성을 나타내고, 분해, 부식되기 어려운 합금이다.Patent Literature 1 below describes an Mg alloy composed of 67 to 85% (atomic rate) of Mg, 5 to 20% (atomic rate) of Si, and the remainder being Ni. It is described that amorphous powder or nanocrystalline powder is produced by mechanical alloying using a raw material powder composed of these compositions. This Mg alloy exhibits excellent corrosion resistance and is an alloy that is difficult to decompose and corrode.
한편, 하기 특허문헌 2에는, 질량비로 Al: 0.1％∼15.0％; Li: 0.01％∼10.0％; Ca: 0.1％∼10.0％; Zn: 0.1％∼6.5％; In: 0.01％∼3.0％; Ga: 0.0％∼2.0％; Si: 0.1％∼1.5％; Mn: 0.0％∼0.8％; Zr: 0.0％∼1.0％; Fe: 0.016％∼1.0％; Ni: 0.016％∼5.0％; Cu: 0.15％∼5.0％;를 포함하는 Mg 합금이 기재되어 있다. 이것은, 석유정이나 천연 가스정에 도입하여 일시적으로 구조를 지지하고, 불필요해지면 분해되는 부재에 이용하는 분해성 Mg 합금이다. 고압 환경 하에서 구조를 지지하기 위해 필요한 강도 특성과 함께, 분해성을 갖게 하기 위해, 여러 가지 원소를 필수 요소로서 갖는다.On the other hand, in the following patent document 2, Al: 0.1% - 15.0% by mass ratio; Li: 0.01% to 10.0%; Ca: 0.1% to 10.0%; Zn: 0.1% to 6.5%; In: 0.01% to 3.0%; Ga: 0.0% to 2.0%; Si: 0.1% to 1.5%; Mn: 0.0% to 0.8%; Zr: 0.0% to 1.0%; Fe: 0.016% to 1.0%; Ni: 0.016% to 5.0%; Cu: 0.15% to 5.0%; a Mg alloy containing is described. This is a decomposable Mg alloy used for a member that is introduced into a petroleum well or natural gas well to temporarily support the structure and is decomposed when it becomes unnecessary. It has various elements as essential elements in order to have decomposability along with the strength properties required to support the structure under a high-pressure environment.
또한 하기 특허문헌 3에는 마찬가지로 분해성 Mg 합금으로서, 질량비로 Al: 3.0％∼7.0％; Li: 0.01％∼1.0％; Ca: 0.5％∼1.0％; Y: 0.3％∼2.3％; Si: 0.3％∼2.0％; Ni: 0.016％∼0.8％; Cu: 0.05％∼1.0％; Fe: 0.016％∼1.0％;를 포함하는 합금이 기재되어 있다.Further, in Patent Document 3 below, similarly, as a decomposable Mg alloy, Al: 3.0% to 7.0% in mass ratio; Li: 0.01% to 1.0%; Ca: 0.5% to 1.0%; Y: 0.3% to 2.3%; Si: 0.3% to 2.0%; Ni: 0.016% to 0.8%; Cu: 0.05% to 1.0%; An alloy containing Fe: 0.016% to 1.0% is described.
한편, 하기 특허문헌 4에는, 질량비로 Cu: 0.5％∼10％; Ca: 0.01∼3％; Al: 0∼3％;를 포함하는 주조용 Mg 합금이 기재되어 있다. Cu 및 Ca를 함유함으로써 우수한 내크리프성을 가지고, 고온 환경 하에서의 사용에 알맞은 Mg 합금이 기재되어 있다.On the other hand, in Patent Document 4 below, Cu: 0.5% to 10% in mass ratio; Ca: 0.01 to 3%; Al: 0 to 3%; Mg alloy for casting containing is described. A Mg alloy that has excellent creep resistance by containing Cu and Ca and is suitable for use in a high-temperature environment has been described.
그러나, 유전이나 천연 가스전에 도입하는 구조재에 이용하는 분해성 Mg 합금은, 지중의 고압 환경 하에서 견디기 위해, 충분한 기계적 특성을 가질 필요가 있다. 한편으로, 회수 불가능한 환경에 도입하기 위해, 도입 후에는 지중에서 장시간 잔존하는 일없이 분해되어 주는 것이 바람직하다. 이에 대하여 특허문헌 2에 기재된 분해성 Mg 합금은, 신장이나 인성에 악영향을 부여하는 Si를 필수 원소로서 함유하고 있다. 또한, 일회용의 부재에 이용하기에는 매우 비싼 In을 필수 원소로서 함유하고 있다.However, a decomposable Mg alloy used for a structural material introduced into an oil field or natural gas field needs to have sufficient mechanical properties in order to withstand the high-pressure environment in the ground. On the other hand, in order to introduce into an unrecoverable environment, it is preferable to decompose without remaining in the ground for a long time after introduction. In contrast, the decomposable Mg alloy described in Patent Literature 2 contains Si as an essential element, which adversely affects elongation and toughness. In addition, it contains In, which is very expensive to use for disposable members, as an essential element.
또한, 특허문헌 3에 기재된 분해성 Mg 합금도 마찬가지로, 신장이나 인성에 악영향을 부여하는 Si를 필수 원소로 하고, 그 Si의 최저 함유량은 특허문헌 2의 분해성 Mg 합금보다 높게 이루어진다.In addition, the decomposable Mg alloy described in Patent Document 3 similarly uses Si, which imparts a bad effect on elongation and toughness, as an essential element, and the minimum content of Si is higher than that of the decomposable Mg alloy in Patent Document 2.
또한 이들 특허문헌 2 및 3에 기재된 분해성 Mg 합금은, 필수로 하는 원소의 종류가 많기 때문에, 분해성 이외의 기계적 특성의 확보가 용이하지 않아, 재료 자체도 비싸지기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 영향을 부여하는 원소가 지나치게 많기 때문에, 부식 속도를 임의로 제어하는 것은 필연적으로 어려웠다.Further, since the decomposable Mg alloys described in Patent Literatures 2 and 3 have many types of essential elements, it is not easy to secure mechanical properties other than decomposability, and there is a problem that the material itself tends to be expensive. In addition, since there are too many elements imparting influence, it is inevitably difficult to arbitrarily control the corrosion rate.
한편, 특허문헌 1의 합금은, 조성에 따라 분해성을 높이는 것이 아니라, 기계적 합금화법을 이용함으로써 비정질상이나 나노 결정을 생성시킴으로써 내식성을 높인 Mg 합금으로, 용도가 다르다.On the other hand, the alloy of Patent Literature 1 is a Mg alloy whose corrosion resistance is improved by generating an amorphous phase or nanocrystal by using a mechanical alloying method, rather than increasing the decomposability depending on the composition, and has different uses.
또한, 특허문헌 4의 합금은, 분해성이나 부식 특성에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않고, 부식 특성에의 영향이 강한 Ca도 첨가되어 있기 때문에, 이쪽도 부식 속도를 제어하는 것이 어렵다.Further, since the alloy of Patent Literature 4 does not consider decomposability or corrosion characteristics at all, and Ca, which has a strong influence on corrosion characteristics, is also added, it is difficult to control the corrosion rate here as well.
그래서 본 발명은, 필수로 하는 원소의 종류가 적은 조성으로, 고압 하에서도 견딜 수 있는 구조 부재에 필요한 강도를 가지고, 또한, 부식 속도를 임의로 제어할 수 있는 분해성 Mg 합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a decomposable Mg alloy with a composition containing only a small number of essential elements, having strength required for a structural member capable of withstanding high pressure, and capable of arbitrarily controlling the corrosion rate. .
본 발명은, 3.9 질량％ 이상 14.0 질량％ 이하의 Al과, 0.1 질량％ 이상 0.6 질량％ 이하의 Mn을 함유하고,The present invention contains 3.9% by mass or more and 14.0% by mass or less of Al and 0.1% by mass or more and 0.6% by mass or less of Mn,
Ni, Cu, 또는 그 양자 모두를 0.01 질량％ 이상 10.0 질량％ 이하 함유하며,Contains 0.01% by mass or more and 10.0% by mass or less of Ni, Cu, or both,
잔부가 Mg와 불가피 불순물로 이루어지는 분해성 Mg 합금에 의해 상기 과제를 해결한 것이다. The above problems are solved by a decomposable Mg alloy, the balance of which is composed of Mg and unavoidable impurities.
이들 범위 조건을 만족하는 Mg 합금은, 충분한 인장 강도 특성을 갖는다. 게다가 이 Mg 합금은, Ni 및 Cu의 배합량에 따라 부식 속도를 조정 가능하다는 특성을 갖는다. 또한, 이 합금은, 0.0 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하의 Zn을 함유하고 있어도 좋다.Mg alloys satisfying these range conditions have sufficient tensile strength properties. Furthermore, this Mg alloy has a characteristic that the corrosion rate can be adjusted according to the blending amounts of Ni and Cu. Moreover, this alloy may contain 0.0 mass % or more and 1.0 mass % or less of Zn.
Ni를 함유하는 경우, 바람직하게는 0.01 질량％ 이상 7.0 질량％ 이하이다. 특히 Ni의 함유량이 0.01 질량％ 이상 0.3 질량％ 이하의 범위에서는, Ni의 함유량과 부식 속도의 관계를 일차 함수에 근사할 수 있는 정도의 상관 관계가 성립한다.When containing Ni, Preferably it is 0.01 mass % or more and 7.0 mass % or less. In particular, in the range where the Ni content is 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less, the correlation between the Ni content and the corrosion rate can be approximated to a linear function.
Cu를 함유하는 경우, 바람직하게는 1.0 질량％ 이상 10.0 질량％ 이하이다. 특히 Cu의 함유량이 1.5 질량％ 이상 7.0 질량％ 이하의 범위에서는, Cu의 함유량과 부식 속도의 관계를 일차 함수에 근사할 수 있는 정도의 상관 관계가 성립한다.When containing Cu, Preferably it is 1.0 mass % or more and 10.0 mass % or less. In particular, in the range where the Cu content is 1.5% by mass or more and 7.0% by mass or less, the correlation between the Cu content and the corrosion rate can be approximated to a linear function.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은 필수로 하는 원소의 종류가 적은 구성이면서 충분한 기계적 강도를 가지며, Ni 및 Cu의 함유량에 따라 부식 속도를 조정할 수 있어, 본 발명에 따른 분해성 Mg 합금을 이용한 분해성 구조재의 수명을 임의로 조정할 수 있다.The decomposable Mg alloy according to the present invention has a composition with a small number of essential elements, has sufficient mechanical strength, and can adjust the corrosion rate according to the content of Ni and Cu. The lifetime can be arbitrarily adjusted.
도 1은 실시예에서의 Ni 함유량에 대한 부식 속도의 그래프이다.
도 2는 실시예에서 이용하는 시험재의 형상의 개략도이다.
도 3은 실시예에의 Cu 함유량에 대한 부식 속도의 그래프이다.1 is a graph of corrosion rate versus Ni content in Examples.
2 is a schematic diagram of the shape of a test material used in Examples.
3 is a graph of corrosion rate versus Cu content in Examples.
이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 주로 물이 개재되는 수계 환경(aqueous environment)에서 고속으로 부식을 진행시킬 수 있는 분해성 Mg 합금 및 이것을 이용한 분해성 구조 부재, 그리고 그 분해성 구조 부재에 있어서의 부식 속도의 조정 방법이다.The present invention relates to a decomposable Mg alloy capable of undergoing corrosion at a high speed in an aqueous environment where mainly water intervenes, a decomposable structural member using the same, and a method for adjusting the corrosion rate in the decomposable structural member.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금의, Al의 함유량은 3.9 질량％ 이상인 것이 필요하고, 7.0 질량％ 이상이면 바람직하다. 상기 분해성 Mg 합금은 Al의 첨가에 의해 강도의 향상의 효과를 얻을 수 있지만, 3.9 질량％ 미만에서는 이들 효과가 불충분해져 버린다. 강도가 불충분하면, 고압 환경에서의 내구성이 불충분해져, 후술하는 조정한 분해 속도에 따라 분해되기 이전에 부재가 파괴되어 버릴 우려가 높아져 버린다. 한편, Al의 함유량은 14.0 질량％ 이하일 필요가 있고, 13.0 질량％ 이하이면 바람직하다. Al이 지나치게 많으면 인성(신장)이 저하할 뿐만 아니라, 중고온 환경에서 크리프 변형을 일으키기 쉬워짐으로써 강도가 저하할 우려가 있고, 14.0 질량％를 넘으면 부재의 형상을 유지하기 어려워져 버릴 우려가 있기 때문이다.The Al content of the decomposable Mg alloy according to the present invention needs to be 3.9% by mass or more, and is preferably 7.0% by mass or more. The above decomposable Mg alloy can obtain the effect of improving strength by adding Al, but these effects become insufficient when it is less than 3.9% by mass. If the strength is insufficient, durability in a high-pressure environment becomes insufficient, and there is a high risk that the member will be destroyed before being decomposed according to the adjusted decomposition rate described later. On the other hand, the Al content needs to be 14.0% by mass or less, and is preferably 13.0% by mass or less. If the amount of Al is too large, not only the toughness (elongation) will decrease, but also the strength may decrease due to easy occurrence of creep deformation in a high- and medium-high temperature environment. Because.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금의 Mn의 함유량은, 0.1 질량％ 이상인 것이 필요하다. Mn은 불순물로서 함유되는 일부의 원소를 제거하는 효과가 있어, 지나치게 적으면 상기 분해성 Mg 합금의 부식 속도가, 후술하는 Ni 및 Cu에 의해 조정한 값으로부터 크게 어긋나 버려, 제어 불충분해질 우려가 있다. 한편, Mn의 함유량은 0.6 질량％ 이하일 필요가 있고, 0.5 질량％ 이하이면 바람직하다. 지나치게 많으면, Mn과 Al의 금속간 화합물 및 Mn 단체(單體)가 많이 석출됨으로써 취약해져, 강도가 저하하기 때문이다.The content of Mn in the decomposable Mg alloy according to the present invention is required to be 0.1% by mass or more. Mn has an effect of removing some of the elements contained as impurities. If it is too small, the corrosion rate of the decomposable Mg alloy deviates greatly from the values adjusted by Ni and Cu described later, and control may be insufficient. On the other hand, the content of Mn needs to be 0.6% by mass or less, and is preferably 0.5% by mass or less. This is because when the amount is too large, a large amount of the intermetallic compound of Mn and Al and Mn alone are precipitated, resulting in brittleness and lowering of strength.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은 1.0 질량％ 이하의 Zn을 포함하여도 좋다. Zn은 강도(특히 내력) 향상의 효과를 얻을 수 있다. 1.0 질량％를 넘으면, 연성이 불충분해져 압출 가공이나 단조 가공이라고 하는 구조 부재의 성형 프로세스가 곤란해질 뿐만 아니라, 부식 속도를 억제하는 효과가 나타나기 때문에, 분해성 구조 부재로서 바람직하지 못하다. 한편으로, Zn을 함유하지 않아도 좋고, 후술하는 불가피 불순물로서 포함되는 범위여도 좋다.The decomposable Mg alloy according to the present invention may contain 1.0% by mass or less of Zn. Zn can obtain the effect of improving strength (especially yield strength). If it exceeds 1.0% by mass, ductility becomes insufficient, making it difficult to form a structural member such as extrusion processing or forging processing, and since the effect of suppressing the corrosion rate appears, it is not preferable as a decomposable structural member. On the other hand, it is not necessary to contain Zn, and the range included as an unavoidable impurity mentioned later may be sufficient.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은, Ni, Cu, 또는 그 양자 모두를 포함하고 있는 것이 필요하다. 미리 정해진 양의 Ni 또는 Cu를 포함함으로써 합금의 수계 환경 하에서의 부식 속도를 임의로 조정할 수 있다. 즉, 이 분해성 Mg 합금으로 제조된 분해성 구조 부재를, 불필요해진 타이밍에 분해시킬 수 있다. 단, Ni와 Cu는 모두 분해성에 기여하지만, 그 영향력이 상이하기 때문에, 최적의 부식 속도로 조정할 수 있도록 하는 바람직한 함유량의 범위가 달라진다.The decomposable Mg alloy according to the present invention needs to contain Ni, Cu or both. By including a predetermined amount of Ni or Cu, the corrosion rate of the alloy in an aqueous environment can be arbitrarily adjusted. That is, the decomposable structural member made of this decomposable Mg alloy can be decomposed at the timing when it becomes unnecessary. However, both Ni and Cu contribute to the decomposability, but since their influences are different, the range of the preferable content that can be adjusted to the optimum corrosion rate is different.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금이 Ni를 함유하는 경우, 그 함유량은, 0.01 질량％ 이상인 것이 필요하다. Ni는 Cu보다 부식 속도에의 영향이 크지만, 그래도 0.01 질량％ 미만에서는 분해성 Mg 합금으로서 필요한 효과가 충분히 얻어지기 어려워진다. 한편, Ni의 함유량은 7.0 질량％ 이하이면 바람직하다. 과도하게 함유시켜도 극단적으로 부식 속도를 향상시킬 수는 없고, 물성을 제어하기 어려워진다. 또한, Ni가 지나치게 많으면 비용의 관점에서도 부담이 지나치게 커진다.When the decomposable Mg alloy according to the present invention contains Ni, the content needs to be 0.01% by mass or more. Ni has a greater influence on the corrosion rate than Cu, but if it is less than 0.01% by mass, it becomes difficult to sufficiently obtain the necessary effects as a decomposable Mg alloy. On the other hand, the content of Ni is preferably 7.0% by mass or less. Even if it is excessively contained, the corrosion rate cannot be extremely improved, and it becomes difficult to control the physical properties. Moreover, when there is too much Ni, the burden becomes too large also from a viewpoint of cost.
특히, 본 발명에 따른 분해성 Mg 합금이 함유하는 Ni의 양은, 0.01 질량％ 이상, 0.3 질량％ 이하의 범위이면, Ni의 함유량의 대수에 대하여 부식 속도(㎎/㎠/day)를 선형으로 근사시킬 수 있다. 즉, Ni의 함유량에 따라, 상기 분해성 Mg 합금을 이용하여 제조한 분해성 구조 부재의 부식 속도를 조정할 수 있다. 이 성질을 이용함으로써, 상기 분해성 Mg 합금을 이용하여 제조한 분해성 구조 부재가 붕괴되기까지의 시간을, 높은 정밀도로 설정할 수 있다. 또한, 여기서 상기 부식 속도의 기준이 되는 부식된 상태란, 원래의 합금의 덩어리로부터 분해되어, 수계 용매 중에 용해 또는 분산되어, 상기 덩어리와 일체의 것이 아니게 된 것을 말한다.In particular, if the amount of Ni contained in the decomposable Mg alloy according to the present invention is in the range of 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less, the corrosion rate (mg/cm 2 /day) can be linearly approximated with respect to the logarithm of the Ni content. can That is, the corrosion rate of the decomposable structural member manufactured using the decomposable Mg alloy can be adjusted according to the content of Ni. By using this property, the time until the decomposable structural member manufactured using the decomposable Mg alloy collapses can be set with high precision. In addition, here, the corroded state used as a reference for the corrosion rate means that the alloy is decomposed from the original lump, dissolved or dispersed in an aqueous solvent, and is not integral with the lump.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금이 Cu를 함유하는 경우, 그 함유량은, 1.0 질량％ 이상인 것이 필요하다. Cu는 Ni보다 부식 속도에의 영향이 작아, 1.0 질량％ 미만에서는 분해성 Mg 합금으로서 필요한 효과가 충분히 얻어지기 어려워진다. 한편, Cu의 함유량은 10.0 질량％ 이하이면 바람직하다. 과도하게 함유시켜도 극단적으로 부식 속도를 향상시킬 수는 없고, 물성을 제어하기 어려워진다.When the decomposable Mg alloy according to the present invention contains Cu, the content needs to be 1.0% by mass or more. Cu has a smaller effect on the corrosion rate than Ni, and when it is less than 1.0% by mass, it becomes difficult to sufficiently obtain the necessary effects as a decomposable Mg alloy. On the other hand, the content of Cu is preferably 10.0% by mass or less. Even if it is excessively contained, the corrosion rate cannot be extremely improved, and it becomes difficult to control the physical properties.
특히, 본 발명에 따른 분해성 Mg 합금이 함유하는 Cu의 양은, 1.5 질량％ 이상, 7.0 질량％ 이하의 범위이면, Cu의 함유량의 대수에 대하여 부식 속도(㎎/㎠/day)를 선형으로 근사시킬 수 있다. 즉, Cu의 함유량에 따라, 상기 분해성 Mg 합금을 이용하여 제조한 분해성 구조 부재의 부식 속도를 조정할 수 있다. 이 성질을 이용함으로써, 상기 분해성 Mg 합금을 이용하여 제조한 분해성 구조 부재가 붕괴되기까지의 시간을, 높은 정밀도로 설정할 수 있다. 특히, Ni보다 영향도가 작은 만큼, 정밀도가 높은 조정을 하기 쉬워진다.In particular, if the amount of Cu contained in the decomposable Mg alloy according to the present invention is in the range of 1.5% by mass or more and 7.0% by mass or less, the corrosion rate (mg/cm 2 /day) can be linearly approximated with respect to the logarithm of the Cu content. can That is, the corrosion rate of the decomposable structural member manufactured using the decomposable Mg alloy can be adjusted according to the content of Cu. By using this property, the time until the decomposable structural member manufactured using the decomposable Mg alloy collapses can be set with high precision. In particular, the smaller the degree of influence than that of Ni, the easier it is to perform high-precision adjustment.
또한, 본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은, Ni와 Cu의 양자 모두를 포함하고, 각각을 적절하게 조정함으로써 최적의 부식 속도가 되도록 하여도 좋다. 함유량에 따른 영향도가 상이하기 때문에, 조정 시에는 이 차이를 이용하면 바람직하다. 예컨대, 영향력이 비교적 강한 Ni로 충분한 부식 속도를 확보하면서, 함유량에 따른 영향력이 작은 Cu로 보다 미세한 미조정을 행한다고 하는 것도 가능하다.In addition, the decomposable Mg alloy according to the present invention contains both Ni and Cu, and may be made to have an optimum corrosion rate by adjusting each appropriately. Since the degree of influence depending on the content is different, it is preferable to use this difference in the case of adjustment. For example, while securing a sufficient corrosion rate with Ni, which has a relatively strong influence, it is also possible to perform more fine adjustment with Cu, which has a small influence according to the content.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은, 상기 원소의 다른 원소를, 불가피 불순물로서 함유하여도 좋다. 이 불가피 불순물이란, 제조상의 문제, 또는 원료상의 문제 때문에, 의도에 반하여 함유하는 것을 피할 수 없는 것이다. 예컨대, Ag, Fe, Pb, Cd, Se, Y, Si, Li, In, Ca, Ti, Zr, Ga, Mm(misch metal) 등의 원소를 들 수 있다. 본 발명에 따른 분해성 Mg 합금의 특성을 저해하지 않는 범위의 함유량인 것이 필요하고, 1원소당 0.2 질량％ 미만이면 바람직하고, 0.1 질량％ 미만이면 보다 바람직하다. 이들 중에서도 특히, Si, Li, In, Ca는 각각의 함유량이 0.1 질량％ 미만이면 바람직하고, 0.05 질량％ 미만이면 보다 바람직하다. 불가피 불순물인 어느 원소도, 적으면 적을수록, 상기 Ni 및 Cu에 의한 부식 속도의 조정에 대응하여 고려해야 할 불확정 요소가 배제되기 때문에 바람직하고, 검출 한계 미만이면 특히 바람직하다.The decomposable Mg alloy according to the present invention may contain other elements than the above elements as unavoidable impurities. This unavoidable impurity is unavoidable to contain against the intention because of a manufacturing problem or a raw material problem. Examples thereof include elements such as Ag, Fe, Pb, Cd, Se, Y, Si, Li, In, Ca, Ti, Zr, Ga, and Mm (misch metal). The content must be within a range that does not impair the characteristics of the decomposable Mg alloy according to the present invention, and is preferably less than 0.2% by mass per element, more preferably less than 0.1% by mass. Among these, Si, Li, In, and Ca content is preferably less than 0.1% by mass, and more preferably less than 0.05% by mass. The smaller the amount of any element as an unavoidable impurity, the more preferable it is because the indeterminate elements to be considered in response to the adjustment of the corrosion rate by Ni and Cu are excluded, and it is particularly preferable if it is less than the detection limit.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은, 상기 Al, Mn, Zn, Ni, Cu 및 불가피 불순물 이외에는 Mg로 이루어진다.The decomposable Mg alloy according to the present invention consists of Mg other than the aforementioned Al, Mn, Zn, Ni, Cu and unavoidable impurities.
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금은, 상기 질량％의 범위가 되도록, 또한, 바람직한 부식 속도가 되도록, 상기 원소를 포함하는 원료를 이용하여, 일반적인 방법으로 조제 가능하다. 또한, 상기 질량％는, 원료에 있어서의 ％가 아니라, 조제된 합금이나, 그것을 주조, 소결 등에 의해 제조한 분해성 구조 부재에 있어서의 ％이다. 단, 특별히 강도가 요구되는 분해성 구조 부재를 제조하는 경우는, 압출(extrude)이나 단조(forge) 등의 가공을 행하여, 합금 조직의 결정 사이즈를 작게 하여 강도를 올리는 것이 바람직하다. 상기 분해성 Mg 합금을 주조한 경우, 그 결정 사이즈는 100∼200 ㎛ 정도가 되지만, 상기 압출, 단조, 연신 등에 의해 결정 사이즈를 10 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하 정도까지 미세화하면, 강도가 향상되기 때문에 바람직하다. 이와 같이 결정 사이즈를 미세화하여도, 부식 속도가 현저히 변동하는 것은 아니고, Ni 및 Cu의 함유량에 따라 부식 속도를 임의로 조정할 수 있다.The decomposable Mg alloy according to the present invention can be prepared by a general method using a raw material containing the above elements so as to have the above mass % range and a desired corrosion rate. Note that the above mass % is not % in the raw material, but % in the prepared alloy or the decomposable structural member produced by casting, sintering, or the like. However, in the case of manufacturing a decomposable structural member that requires special strength, it is preferable to increase the strength by reducing the crystal size of the alloy structure by performing processing such as extrusion or forging. When the decomposable Mg alloy is cast, the crystal size is about 100 to 200 μm, but it is preferable to refine the crystal size to about 10 μm or more and 20 μm or less by extrusion, forging, stretching, etc., because the strength is improved. . Even if the crystal size is refined in this way, the corrosion rate does not fluctuate significantly, and the corrosion rate can be arbitrarily adjusted according to the contents of Ni and Cu.
특히, Ni가 0.01 질량％ 이상 0.3 질량％ 이하의 한정 범위, Cu가 1.5 질량％ 이상 7.0 질량％ 이하의 한정 범위에서는, 부식 속도의 상승을 Ni 및 Cu의 함유량의 대수의 증가에 대하여 일차 함수에 적합하게 근사시킬 수 있다. 이 성질을 이용하여, Al, Mn 및 불가피 불순물의 함유량의 요동을 가능한 한 작게 하여, Ni 또는 Cu의 함유량이 상기 한정 범위에 대응하는 분해성 Mg 합금의 부식 속도를 복수점에 대해서 측정하여, Ni 또는 Cu의 함유량의 대수에 대한 부식 속도의 기울기와 절편을 산출하여, 요구되는 부식 속도에 대응하는 Ni 또는 Cu 함유량을 구하여, 제조하고자 하는 분해성 구조 부재에 알맞은 분해성 Mg 합금의 조성을 결정하면 좋다. 또한, 기울기와 절편의 산출에 있어서는, 최소 제곱법 등, 일반적인 방법을 이용하여도 좋다. 또한, 상기 한정 범위 미만이라도 어느 정도의 직선 근사는 가능하지만, Ni나 Cu의 양이 지나치게 적으면 실제의 함유량을 높은 정밀도로 조정하는 것이 어려워진다. 한편, 상기 한정 범위를 넘으면 일차 함수로부터의 괴리를 무시할 수 없게 된다.In particular, in the limited range of 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less of Ni, and the limited range of 1.5 mass% or more and 7.0 mass% or less of Cu, the increase in corrosion rate is expressed as a linear function with respect to the logarithmic increase in the contents of Ni and Cu. can be approximated appropriately. Using this property, fluctuations in the contents of Al, Mn, and unavoidable impurities are made as small as possible, and the corrosion rate of a decomposable Mg alloy whose Ni or Cu content corresponds to the above limited range is measured at a plurality of points, and Ni or The composition of the decomposable Mg alloy suitable for the decomposable structural member to be manufactured may be determined by calculating the slope and intercept of the corrosion rate against the logarithm of the Cu content to obtain the Ni or Cu content corresponding to the required corrosion rate. In addition, in calculating the slope and the intercept, a general method such as the least squares method may be used. In addition, although linear approximation to some extent is possible even if it is less than the said limited range, if the amount of Ni or Cu is too small, it becomes difficult to adjust the actual content with high precision. On the other hand, when the above limited range is exceeded, the deviation from the linear function cannot be ignored.
본 발명에 따른 분해성 구조 부재는, 압출 가공 등 방법에 의해 압력을 더하여 결정립 직경을 작게 하면, 주조에 의해 제조한 것보다 부식 속도의 증가의 계수(상기 기울기)가 작아져, 부식 속도의 조정을 보다 하기 쉬워진다.In the decomposable structural member according to the present invention, if the crystal grain size is reduced by adding pressure by extrusion processing or the like, the coefficient of increase in corrosion rate (the slope) is smaller than that produced by casting, and the corrosion rate can be adjusted. easier to do
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금에 의한 분해성 구조 부재를 적용하는 제품으로서는, 예컨대 유정, 천연 가스정 등의 굴착 용구를 들 수 있다. 지중 깊은 곳에 도입되기 때문에, 고압 환경에 견딜 수 있는 만큼의 강도가 필요하게 된다. 한편으로, 불필요해지면 지중 깊은 곳으로부터 취출하는 수고를 들이는 일 없이, 굴착 작업에 대응하여 도입되는 수용액에 노출됨으로써, 적절한 타이밍에 부식되어 분해됨으로써 제외시킬 수 있다.Examples of products to which the decomposable structural member made of the decomposable Mg alloy according to the present invention is applied include drilling tools for oil wells and natural gas wells. Since it is introduced deep into the ground, it needs strength enough to withstand a high-pressure environment. On the other hand, if it becomes unnecessary, it can be removed by being corroded and decomposed at an appropriate timing by being exposed to an aqueous solution introduced in response to the excavation work, without taking the trouble of extracting it from the depths of the earth.
실시예Example
<Ni 함유 합금 시험><Ni-containing alloy test>
본 발명에 따른 분해성 Mg 합금을 실제로 조정하여, 부식 속도를 측정한 예를 나타낸다. 먼저, Ni 함유 합금에 대해서, 표 1에 나타내는 조성이 되도록 원료를 조정하여 700℃로 가열하고, 주조에 의해 시험체를 제작하였다. 또한, 일부예(실시예 1∼3, 6, 7, 11, 12)에 대해서는 다이스 온도 400℃, 빌렛 온도 350℃의 조건으로 압출 가공을 행한 시험체를 제작하였다. 기재 이외의 원소는 각각이 0.1 질량％ 미만인 불가피 불순물과 Mg이다. 각각의 시험체를, 2％ KCl 수용액(93℃) 중에 침지하여, 시험체의 부식 감량(㎎) 및 시험 전후의 면적을 측정하여 하루당의 부식 속도(㎎/㎠/day: mcd)를 산출하였다. 그 값을 표 1에 나타낸다. 표 중, 「as-cast」가 주조에 의한 시험체의 측정 결과이고, 「as-extruded」가 압출 가공에 의한 시험체의 측정 결과이다.An example in which the decomposable Mg alloy according to the present invention was actually adjusted and the corrosion rate was measured is shown. First, for the Ni-containing alloy, raw materials were adjusted so as to have the composition shown in Table 1, heated at 700 ° C., and a test body was produced by casting. In addition, for some examples (Examples 1 to 3, 6, 7, 11, and 12), specimens subjected to extrusion processing were produced under conditions of a die temperature of 400°C and a billet temperature of 350°C. Elements other than the substrate are Mg and unavoidable impurities each less than 0.1% by mass. Each test body was immersed in a 2% KCl aqueous solution (93 ° C.), and the corrosion loss (mg) of the test body and the area before and after the test were measured to calculate the corrosion rate per day (mg / cm 2 / day: mcd). The values are shown in Table 1. In the table, "as-cast" is the measurement result of the test body by casting, and "as-extruded" is the measurement result of the test body by extrusion processing.
또한, 실시예 1∼10에 대해서, 횡축에 Ni의 함유량을 상용 대수 스케일로 취하고, 종축에 부식 속도를 취하여 작도한 그래프를 도 1에 나타낸다. 단, 실시예 8∼10에 대해서는 주조만의 데이터이다.Fig. 1 shows graphs of Examples 1 to 10, in which the content of Ni is taken on a common logarithmic scale on the abscissa and the corrosion rate is taken on the ordinate. However, about Examples 8-10, it is only casting data.
또한, Ni의 함유량의 대수와, 부식 속도의 값에 대해서, 최소 제곱법에 의한 직선 근사를 행하였다. 주조 「as-cast」에서는 절편이 3.4×103, 기울기가 1.5×103으로 되었다. 이에 의해, Al이 8∼13 질량％ 정도, Mn이 0.18 질량％ 전후의 분해성 구조 재료를 주조하는 경우, 하기 식 (1)에 따라 부식 속도를 Ni 함유량에 따라 조제 가능하다는 것이 나타났다. 또한, 압출 가공 「as-extruded」에서는 절편이 2.0×103, 기울기가 8.1×102로 되었다. 이에 의해, Al이 8∼13 질량％ 정도, Mn이 0.18 질량％ 전후의 분해성 구조 재료를 압출 가공으로 제조하는 경우, 하기 식 (2)에 따라 부식 속도를 Ni 함유량에 의해 조정 가능하다는 것이 나타났다. 이들 근사 직선도 더불어 도 1에 나타낸다. 특히 압출 가공을 행하면, 주조의 경우보다 부식 속도의 증가에 따른 계수가 억제되기 때문에, 부식 속도의 제어가 더욱 용이해지는 것이 나타났다.Further, linear approximation by the least squares method was performed on the logarithm of the Ni content and the value of the corrosion rate. In casting “as-cast”, the intercept was 3.4×10 3 and the slope was 1.5×10 3 . This showed that when casting a decomposable structural material containing about 8 to 13% by mass of Al and around 0.18% by mass of Mn, the corrosion rate can be adjusted according to the Ni content according to the following formula (1). In the extrusion process “as-extruded”, the intercept was 2.0×10 3 and the slope was 8.1×10 2 . This shows that when a decomposable structural material containing about 8 to 13% by mass of Al and around 0.18% by mass of Mn is produced by extrusion, the corrosion rate can be adjusted by the Ni content according to the following formula (2). These approximation straight lines are also shown in FIG. 1 together. In particular, it was found that control of the corrosion rate becomes easier when the extrusion processing is performed, since the coefficient associated with the increase in the corrosion rate is suppressed compared to the case of casting.
부식 속도(mcd: as-cast)=1.5×103×log10(Ni)+3.4×103···(1)Corrosion rate (mcd: as-cast)=1.5×10 3 ×log 10 (Ni)+3.4×10 3 ...(1)
부식 속도(mcd: as-extruded)=8.1×102×log10(Ni)+2.0×103···(2)Corrosion rate (mcd: as-extruded)=8.1×10 2 ×log 10 (Ni)+2.0×10 3 ...(2)
또한, Al의 양을 저하시킨 실시예 11 및 12를 조제하여, 실시예 1과 마찬가지로 부식 속도를 측정한 바, 분해성 Mg 합금으로서 실용적인 부식 속도의 값이기는 하였다. 그러나, 상기 Al이 8∼13 질량％ 정도의 범위에서 측정한 실시예 1∼10으로부터 구한 상기 식 (1)에 따르면, Ni=0.110 질량％ 및 0.153 질량％일 때, as-cast의 부식 속도의 계산값은 각각 2.0×103 mcd 및 2.2×103 mcd가 되고, as-extruded의 부식 속도의 계산값은 각각 1.2×103 mcd 및 1.3×103 mcd가 된다. 실제의 실시예 11 및 12의 값은 이들 계산값과 비교하면, 압출재에 관해서 특히 크게 벗어난 값이 되었다. 이에 의해, Al의 값의 변동에 따른 부식 속도의 조정은 직선 근사시킬 수 없게 되기 때문에, 부식 속도의 값을 높은 정밀도로 조정하기 위해서는, Al의 함유량을 어느 정도 통일하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.In addition, Examples 11 and 12 in which the amount of Al was reduced were prepared, and the corrosion rate was measured in the same manner as in Example 1, and the value of the corrosion rate was found to be practical as a decomposable Mg alloy. However, according to the above equation (1) obtained from Examples 1 to 10 in which Al was measured in the range of about 8 to 13 mass%, when Ni = 0.110 mass% and 0.153 mass%, the corrosion rate of as-cast The calculated values are 2.0×10 3 mcd and 2.2×10 3 mcd, respectively, and the calculated corrosion rates of as-extruded are 1.2×10 3 mcd and 1.3×10 3 mcd, respectively. The actual values of Examples 11 and 12, when compared with these calculated values, were particularly large deviations for the extruded material. As a result, since the adjustment of the corrosion rate according to the fluctuation of the value of Al cannot be linearly approximated, in order to adjust the value of the corrosion rate with high precision, it was found that it is desirable to unify the Al content to some extent.
한편, Ni의 함유량을 0.01 질량％ 미만으로 한 비교예 1∼3에서는 부식 속도가 현저히 낮아, Ni의 첨가에 의한 부식 속도 향상 효과가 충분히 얻어지지 않았다.On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 in which the Ni content was less than 0.01% by mass, the corrosion rate was remarkably low, and the effect of improving the corrosion rate by the addition of Ni was not sufficiently obtained.
또한, 몇 가지의 실시예에 대하여, 압출 후의 인장 강도, 0.2％ 내력, 신장을 측정하였다. 측정 방법을 이하에 나타내고, 결과를 표 2에 나타낸다. 어느 것이나 인장 강도가 275 ㎫를 초과함에 따라, 유전 등에 도입하는 분해성 구조 재료로서, 충분한 인장 특성과 부식 속도를 발휘할 수 있었다.Further, for some examples, tensile strength, 0.2% yield strength, and elongation after extrusion were measured. The measurement method is shown below, and the results are shown in Table 2. As all of them had tensile strengths exceeding 275 MPa, they were able to exhibit sufficient tensile properties and corrosion rates as decomposable structural materials introduced into oil fields and the like.
<인장 시험 방법><Tensile test method>
φ16의 둥근 막대로서 압출한 시료로부터, JIS Z2241(ISO6892-1)에서 규정하는 14A호 시험편으로 가공하였다. 구체적 형상은 도 2와 같다. 평행부의 원단 면적(S0)과 원표점 거리(L0)가 L0=5.65×S0 0.5의 관계에 있는 비례 시험편이다. 막대형부의 직경(d0)은 10 ㎜, 원표점 거리(L0)는 50 ㎜, 원 기둥형으로 한 평행부 길이(Lc)는 70 ㎜, 숄더부의 반경(R)은 15 ㎜로 하였다(L0=5.65×(5×5×π)0.5=50.07).From the sample extruded as a φ16 round bar, it was processed into a No. 14A test piece specified in JIS Z2241 (ISO6892-1). A specific shape is shown in FIG. 2 . It is a proportional test piece in which the far-end area (S 0 ) of the parallel section and the original gauge distance (L 0 ) have a relationship of L 0 =5.65×S 0 0.5 . The diameter (d 0 ) of the rod-shaped part was 10 mm, the distance (L 0 ) was 50 mm, the length (L c ) of the cylindrical parallel part was 70 mm, and the radius (R) of the shoulder part was 15 mm. (L 0 =5.65×(5×5×π) 0.5 =50.07).
이 시험편에 대해서, JIS Z2241(ISO6892-1)에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 그 인장 강도: Rm(㎫), 0.2％ 내력: Rp0.2(㎫) 및 신장: A(％)을 다음과 같이 평가하였다. 인장 강도는, 시험에서 불연속인 항복을 나타낼 때까지, 시험 중에 시험편이 견딘 최대의 시험력(Fm)으로 하였다. 0.2％ 내력은, 소성 신장이, 신장계 표점 거리(Le)에 대하여 0.2％로 같아졌을 때의 응력이다. 또한, 신장은 파단될 때까지 시험한 후의 시험편의 영구 신장을 원표점 거리(L0)에 대하여 백분율로 나타낸 값이다. 실시예는 모두 양호한 값을 나타내었다.A tensile test was performed on this test piece in accordance with JIS Z2241 (ISO6892-1), and the tensile strength: R m (MPa), 0.2% yield strength: R p0.2 (MPa), and elongation: A (%) were determined. It was evaluated as follows. Tensile strength was taken as the maximum test force (Fm) that the test piece endured during the test until it exhibited discontinuous yield in the test. The 0.2% proof stress is the stress when the plastic elongation becomes equal to 0.2% with respect to the gauge length (L e ) of the extensometer. In addition, the elongation is a value expressed as a percentage of the permanent elongation of the test piece after being tested until fracture with respect to the original gauge point distance (L 0 ). The examples all showed good values.
<Cu 함유 합금 시험><Cu-containing alloy test>
상기 Ni 함유 합금 시험과 동일한 순서에 따라, 표 3에 나타내는 조성이 되도록, 시험체를 주조에 의해 제작하고, 동일한 순서에 따라 부식 속도를 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 실시예 13∼16에 대해서는 샘플 온도 430℃의 조건으로 단조를 행한 후(as-forged)의 부식 속도를 측정하였다. 또한, 실시예 17∼23에 대해서는, 상기 실시예 1∼7과 동일하게 압출 가공에 의해 시험체를 제작하고, 동일한 순서에 따라 부식 속도를 측정하였다. 그 결과도 표 3에 나타낸다. 또한, 이 Cu 함유 합금 시험에서는, Cu의 값은 합금 제작 이후의 측정값이 아니라, 재료 첨가 시의 목표값으로 나타낸다.According to the same procedure as in the above Ni-containing alloy test, a test body was produced by casting so as to have the composition shown in Table 3, and the corrosion rate was measured according to the same procedure. The results are shown in Table 3. In addition, for Examples 13 to 16, the corrosion rate after forging was performed under conditions of a sample temperature of 430°C (as-forged) was measured. In Examples 17 to 23, test bodies were prepared by extrusion processing in the same manner as in Examples 1 to 7, and corrosion rates were measured according to the same procedure. The results are also shown in Table 3. In addition, in this Cu-containing alloy test, the value of Cu is expressed as a target value at the time of material addition, not a measured value after alloy production.
또한, 실시예 17∼23에 대해서, 횡축에 Cu의 함유량을 대수 스케일로 취하고, 종축에 부식 속도를 취하여 작도한 그래프를 도 3에 나타낸다. 또한, Cu의 함유량의 대수와, 부식 속도의 값에 대해서, 최소 제곱법에 의한 직선 근사를 행하였다. 주조 「as-cast」에서는 절편이 -4.0×102, 기울기가 3.1×103으로 되었다. 이에 의해, Al이 8.0 질량％ 전후, Mn이 0.18 질량％ 전후의 분해성 구조 재료를 주조하는 경우, 하기 식 (3)에 따라 부식 속도를 Cu 함유량에 따라 조제 가능하다는 것이 나타났다. 또한, 압출 가공 「as-extruded」에서는 절편이 -1.2×102, 기울기가 1.6×103으로 되었다. 이에 의해, Al이 8.0 질량％ 전후, Mn이 0.18 질량％ 전후의 분해성 구조 재료를 압출 가공으로 제조하는 경우, 하기 식 (4)에 따라 부식 속도를 Cu 함유량에 의해 조정 가능하다는 것이 나타났다. 이들 근사 직선도 더불어 도 3에 나타낸다. Ni의 경우와 마찬가지로, Cu 함유 합금에서도, 압출 가공을 행하면, 주조의 경우보다 부식 속도의 증가에 따른 계수가 억제되기 때문에, 부식 속도의 제어가 더욱 용이해지는 것으로 나타났다.Fig. 3 shows graphs of Examples 17 to 23, in which the content of Cu is taken on a logarithmic scale on the abscissa axis and the corrosion rate is taken on the ordinate axis. In addition, linear approximation by the least squares method was performed about the logarithm of the content of Cu and the value of the corrosion rate. In casting “as-cast”, the intercept became -4.0×10 2 and the slope became 3.1×10 3 . This showed that when casting a decomposable structural material containing around 8.0% by mass of Al and around 0.18% by mass of Mn, the corrosion rate can be adjusted according to the Cu content according to the following formula (3). In the extrusion process “as-extruded”, the intercept became -1.2×10 2 and the slope became 1.6×10 3 . This shows that when a decomposable structural material containing around 8.0% by mass of Al and around 0.18% by mass of Mn is produced by extrusion processing, the corrosion rate can be adjusted by the Cu content according to the following formula (4). These approximation straight lines are also shown in FIG. 3 together. Similar to the case of Ni, it has been found that control of the corrosion rate becomes easier in the case of Cu-containing alloys, since the coefficient associated with the increase in the corrosion rate is suppressed when the extrusion process is performed than in the case of casting.
부식 속도(mcd: as-cast)=3.1×103×log10(Cu)-4.0×102···(3)Corrosion rate (mcd: as-cast)=3.1×10 3 ×log 10 (Cu)-4.0×10 2 …(3)
부식 속도(mcd: as-extruded)=1.6×103×log10(Cu)-1.2×102···(4)Corrosion rate (mcd: as-extruded)=1.6×10 3 ×log 10 (Cu)-1.2×10 2 ...(4)
또한, 실시예 17∼23에 대해서도, 상기와 동일한 인장 시험을 행하였다. 그 결과, 모두 양호한 값을 나타내었다.In addition, the same tensile test as the above was done also about Examples 17-23. As a result, all showed good values.
Claims (8)
Ni를 0.01 질량% 이상 0.3 질량% 이하, Cu를 1.0 질량% 이상 10.0 질량% 이하, 또는 그 양자 모두를 함유하며,
잔부가 Mg와 불가피 불순물로 이루어지는 것인, 분해성 Mg 합금.3.9% by mass or more and 14.0% by mass or less of Al and 0.1% by mass or more and 0.6% by mass or less of Mn,
Contains 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less of Ni, 1.0 mass% or more and 10.0 mass% or less of Cu, or both,
A decomposable Mg alloy, wherein the balance consists of Mg and unavoidable impurities.
Ni를 0.01 질량% 이상 0.3 질량% 이하, Cu를 1.0 질량% 이상 10.0 질량% 이하, 또는 그 양자 모두를 함유하며,
잔부가 Mg와 불가피 불순물로 이루어지는 것인, 분해성 Mg 합금.3.9% by mass or more and 14.0% by mass or less of Al, 0.1% by mass or more and 0.6% by mass or less of Mn, and 0.0% by mass or more and 1.0% by mass or less of Zn,
Contains 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less of Ni, 1.0 mass% or more and 10.0 mass% or less of Cu, or both,
A decomposable Mg alloy, wherein the balance consists of Mg and unavoidable impurities.
Cu의 함유량이 1.5 질량％ 이상 7.0 질량％ 이하인 것인, 분해성 Mg 합금.According to claim 1 or 2,
A decomposable Mg alloy having a Cu content of 1.5% by mass or more and 7.0% by mass or less.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (2)
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