WO2012091112A1 - マグネシウム合金材 - Google Patents

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WO2012091112A1
WO2012091112A1 PCT/JP2011/080455 JP2011080455W WO2012091112A1 WO 2012091112 A1 WO2012091112 A1 WO 2012091112A1 JP 2011080455 W JP2011080455 W JP 2011080455W WO 2012091112 A1 WO2012091112 A1 WO 2012091112A1
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magnesium alloy
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region
concentration
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山川　真弘
正禎 沼野
崇康 杉原
優吾 久保
光治 井口
水野　修
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住友電気工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to various members such as casings for electric and electronic devices, automobile parts, and magnesium alloy materials suitable for materials of these members.
  • it relates to a magnesium alloy material having excellent corrosion resistance.
  • Magnesium alloys containing various additive elements in magnesium have been used as constituent materials for various members such as casings of portable electric and electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers and automobile parts.
  • Patent Document 1 proposes a magnesium alloy plate made of an alloy equivalent to the AZ91 alloy in the ASTM standard and having excellent press workability.
  • the corrosion resistance such as anodizing treatment and chemical conversion treatment is applied to the surface of the above-mentioned member and the magnesium alloy plate as the material to enhance the corrosion resistance.
  • the magnesium alloys containing Al such as AZ31 alloy and AZ91 alloy described above tend to have better corrosion resistance as the Al content increases.
  • AZ91 alloy is said to be excellent in corrosion resistance among magnesium alloys.
  • the above-described anticorrosion treatment is required even for members made of AZ91 alloy (mainly die-cast material or thixomold material). This is because even when a die-cast material made of AZ91 alloy or the like is not subjected to anticorrosion treatment, local corrosion may occur when a corrosion test is performed as described later. Therefore, further improvement in corrosion resistance is desired for the magnesium alloy material.
  • an object of the present invention is to provide a magnesium alloy material having excellent corrosion resistance.
  • the corrosion resistance can be improved as the Al content increases. Accordingly, the present inventors have studied magnesium alloys containing various forms of magnesium alloys containing 7.3% by mass or more of Al and investigated the corrosion resistance. As a result, even if the Al content of the entire magnesium alloy material was the same, the corrosion resistance was superior or inferior depending on the form. In order to elucidate the cause, first, the structure of each form was examined. In the magnesium alloy material inferior in corrosion resistance, coarse precipitates (based on additive elements in the alloy. Typically, Al and Mg In the case of a magnesium alloy material having at least one intermetallic compound and having excellent corrosion resistance, fine precipitates are present in a uniformly dispersed state, or substantially no precipitates are present.
  • the additive element such as Al in the magnesium alloy mainly exists in at least one state of a precipitate (typically an intermetallic compound), a crystallized product, and a solid solution.
  • a precipitate typically an intermetallic compound
  • a crystallized product typically an intermetallic compound
  • a solid solution typically an intermetallic compound
  • the structure in which the coarse precipitate is present is a region where the Al concentration is higher than the surrounding area and the area of this high Al concentration portion is relatively large (mainly the region formed by the precipitate and the surrounding area). It can be said that this organization exists. In other words, it can be said that the region where the Al concentration is relatively low is a local and abundant tissue. And it is thought that corrosion tends to occur in each of the regions where the Al concentration is low, and local corrosion such as pitting corrosion occurs or proceeds.
  • a structure in which fine precipitates uniformly exist can be said to be a structure in which an Al concentration is higher than that of the surroundings and a minute region consisting of this high Al concentration portion exists uniformly.
  • the structure substantially free of precipitates consists of a matrix in which Al is substantially uniformly dispersed, and can be said to be a structure in which very fine precipitates are present slightly or not at all. Since Al is uniformly dispersed, local corrosion as described above is unlikely to occur and progress, and a magnesium alloy material having such a structure is considered to have excellent corrosion resistance.
  • the magnesium alloy material having excellent corrosion resistance contains Al in the entire alloy material.
  • the amount is x mass%
  • the area of x mass% ⁇ ⁇ occupies half of the area, where there are virtually no locations with very little Al content, and there are also places with very high Al content.
  • the present inventors have obtained the knowledge that it is possible to quantitatively specify that the corrosion resistance is excellent by using a parameter such as the area ratio of the Al concentration. In addition, it is considered that this quantitative regulation can be used regardless of the presence form of Al.
  • the present invention is based on the above knowledge, and a magnesium alloy material having excellent corrosion resistance is defined by the Al concentration and its area ratio.
  • the present invention relates to a magnesium alloy material made of a magnesium alloy containing Al in a range of 7.3 mass% to 16 mass%.
  • This magnesium alloy material satisfies the following (1) to (3) when the Al content of the entire magnesium alloy material is x mass%.
  • (1) The area where the Al content is (x x 0.8) mass% or more and (x x 1.2) mass% or less is 50 area% or more
  • the magnesium alloy material of the present invention there is substantially no region with poor corrosion resistance such as Al content of 4.2% by mass or less, and a region with a high Al concentration (0.8x mass% to 1.2x mass%). In addition, more than half of the region) occupies more than half, and there are few regions with a very high Al concentration (regions of 1.4x mass% or more). That is, the magnesium alloy material of the present invention can effectively prevent local corrosion because the region having a low Al concentration does not substantially exist. Further, the magnesium alloy material of the present invention has few or substantially no regions where the concentration of Al is very high (typically, precipitates containing Al etc. are fine and their total abundance is small (form In other words, Al is sufficiently and widely dispersed in the magnesium alloy matrix itself. Thus, the magnesium alloy material of the present invention is in a state in which the Al concentration is uniformly high over at least the entire surface side region. With this configuration, the magnesium alloy material of the present invention is excellent in corrosion resistance.
  • a region where the Al content is (x ⁇ 0.8) mass% or more and (x ⁇ 1.2) mass% or less is 70 area% or more, and the Al content is (x ⁇ 1.4) mass% or more. In which the region is 5 area% or less.
  • a region with a high Al concentration accounts for 70% or more, and a region with a very high Al concentration (region of 1.4x mass% or more) is 5%.
  • Al is less than 3% or less depending on the form, depending on the form, so Al is present more uniformly and is more excellent in corrosion resistance.
  • a region having an Al content of (x ⁇ 0.9) mass% or more and (x ⁇ 1.2) mass% or less is 50 area% or more.
  • the region with higher Al concentration occupies more than half, and there are many regions that are excellent in corrosion resistance.
  • the total area of the intermetallic compound containing at least one of Al and Mg is 3 area% or less in the cross section of the surface side region of the magnesium alloy material.
  • the above-described form is excellent in corrosion resistance because the intermetallic compound containing Al and Mg is very fine and has a small total abundance or not at least over the entire surface side region.
  • the intermetallic compound containing Al is very little or does not exist at all, the Al concentration of the parent phase is uniformly high and the corrosion resistance is excellent.
  • the magnesium alloy material is a plate material.
  • the above-described embodiment can be suitably used for a material of a plastic work material to be subjected to plastic working such as press working, forging work, and bending work.
  • plastic working such as press working, forging work, and bending work.
  • the obtained plastic working material can also maintain the same Al concentration distribution as the plate material, and is excellent in corrosion resistance.
  • the magnesium alloy material is a coil material obtained by winding a long plate material.
  • the coil material is composed of a plate material having excellent corrosion resistance
  • the coil material can be used as a material for a plastic material that is subjected to plastic processing such as press processing, forging processing, and bending processing. It can contribute to mass production of materials.
  • the obtained plastic working material can also maintain the same Al concentration distribution as the coil material, and is excellent in corrosion resistance.
  • the coil material can be rewound and appropriately punched or cut to produce a plate material having a desired shape, which can contribute to mass production of such a plate material. Since the obtained plate material substantially maintains the Al concentration distribution of the coil material, it is excellent in corrosion resistance.
  • the obtained plate material can be used as it is as well as the material of the plastic working material.
  • the magnesium alloy material may be a plastic working material obtained by subjecting a plate material to plastic working.
  • the magnesium alloy material of the present invention can take various forms as described later.
  • it is a plastic working material (molded product) molded into a desired shape as in the above-described embodiment, it can be suitably used for various structural members, cases, and the like.
  • a solution treatment particularly a final solution treatment
  • any plastic work that can be pressed or forged is applied to such a plate material.
  • it Compared to die-cast material and thixomold material, it has excellent toughness in addition to corrosion resistance.
  • the plate material has been subjected to plastic processing such as rolling (primary processing) or when the primary processing material has been further subjected to final solution treatment, voids ( The internal defects such as nests are reduced or substantially eliminated, and the toughness is improved, and the strength is improved by refining crystal grains by rolling or the like.
  • plastic processing such as rolling (primary processing) or when the primary processing material has been further subjected to final solution treatment
  • voids The internal defects such as nests are reduced or substantially eliminated, and the toughness is improved, and the strength is improved by refining crystal grains by rolling or the like.
  • the form in which such plate material is subjected to press working or forging plastic processing (secondary processing) has mechanical properties such as toughness and strength in addition to corrosion resistance, compared to die-casting materials and thixo-mold materials. Also excellent.
  • the magnesium alloy material of the present invention is excellent in corrosion resistance.
  • FIG. 1 (A) shows sample No. 1: coil material (no final solution)
  • Fig. 1 (B) shows sample No. 2: coil material (magnification mapping image of magnesium alloy material by FE-EPMA.
  • FIG. 1 (C) shows Sample No. 3: sheet material (rapid heating and quenching material), and
  • FIG. 1 (D) shows Sample No. 100: die casting material.
  • 2A is a bar graph showing the relationship between the Al concentration and area ratio (%) of a magnesium alloy material.
  • FIG. 2A shows sample No. 1: coil material (no final solution)
  • FIG. 2B shows the sample.
  • No.2 Coil material (with final solution)
  • FIG. 3 shows sample No.3: Sheet material (rapidly heated and quenched), Fig.2 (D) shows sample No.100: Die-cast material .
  • Fig. 3 (A) shows sample No.1: coil material (no final solution), and
  • Fig. 3 (B) shows sample No. 2: coil material (final).
  • 3 (C) shows sample No. 3: sheet material (rapid heating / cooling material), and
  • FIG. 3 (D) shows sample No. 100: die casting material.
  • the magnesium alloy constituting the magnesium alloy material of the present invention includes those having various compositions containing an additive element in Mg (remainder: Mg and impurities, Mg: 50% by mass or more).
  • a high-concentration alloy containing 7.3% by mass or more of an additive element, particularly an Mg—Al alloy containing at least Al as an additive element is used.
  • the Al content is preferably 12% by mass or less, more preferably in terms of plastic workability, particularly 11% by mass or less, and more preferably 8.3% by mass to 9.5% by mass.
  • Additive elements other than Al were selected from Zn, Mn, Si, Be, Ca, Sr, Y, Cu, Ag, Sn, Li, Zr, Ce, Ni, Au, and rare earth elements (excluding Y and Ce)
  • the content of each element is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.
  • at least one element selected from Si, Ca, Sn, Y, Ce, and rare earth elements (excluding Y and Ce) is 0.001% by mass or more in total, preferably 0.1% by mass in total. When it is contained in an amount of 5% by mass or less, heat resistance and flame retardancy are excellent.
  • the rare earth element is contained, the total content is preferably 0.1% by mass or more, and particularly when Y is contained, the content is preferably 0.5% by mass or more.
  • the impurity include Fe.
  • Mg-Al alloys include, for example, ASTM standard AZ alloys (Mg-Al-Zn alloys, Zn: 0.2 mass% to 1.5 mass%), AM alloys (Mg-Al-Mn) Alloy, Mn: 0.15 mass% to 0.5 mass%), Mg-Al-RE (rare earth element) alloy, AX alloy (Mg-Al-Ca alloy, Ca: 0.2 mass% to 6.0 mass%), AS Alloy (Mg—Al—Si alloy, Si: 0.2 mass% to 6.0 mass%), AJ alloy (Mg—Al—Sr alloy, Sr: 0.2 mass% to 7.0 mass%), and the like.
  • an Mg-Al alloy containing 8.3% to 9.5% by mass of Al and 0.5% to 1.5% by mass of Zn, typically AZ91 alloy is preferable because of its excellent corrosion resistance and mechanical properties.
  • the content of Al in the entire magnesium alloy material (hereinafter referred to as Al total average amount): x mass% is the presence state of Al in the magnesium alloy material (mainly precipitates, crystallized materials, and solid solution). Regardless of (at least one), it means the total amount of Al contained in the magnesium alloy material.
  • x mass% is the presence state of Al in the magnesium alloy material (mainly precipitates, crystallized materials, and solid solution).
  • it means the total amount of Al contained in the magnesium alloy material.
  • ICP emission spectroscopy ICP emission spectroscopy
  • ICP-AES Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy
  • Al concentration and area ratio (area ratio) The most characteristic feature of the magnesium alloy material of the present invention is the Al concentration distribution. Specifically, when the Al concentration is analyzed with respect to the surface of the alloy material, (1) the area where the Al content is the Al total average amount (x mass%) ⁇ 20% occupies the majority (however, 7.3 ⁇ x ⁇ 16). The area below 0.8x mass% (minimum 5.84 mass%) is inferior in corrosion resistance, and the area above 1.2x mass% (maximum 19.2 mass%) has high corrosion resistance in this area itself. The presence of the concentrated concentration makes it relatively easy to have a region inferior in corrosion resistance.
  • the region of 0.8xmass% to 1.2xmass% (hereinafter, this region is referred to as the central composition region) has a small difference in Al concentration, and the region where such Al concentration is uniform is 50 areas. % Or more, it is difficult for a location where the difference in Al concentration is large, that is, a region of less than 0.8x mass% and a region of more than 1.2x mass% as described above. Accordingly, the magnesium alloy material of the present invention has few or less regions inferior in corrosion resistance, and at least the surface side region of the alloy material is constituted by a region where the Al concentration is relatively high, thereby locally Corrosion hardly occurs and has excellent corrosion resistance.
  • the area ratio of the central composition region is preferably 55 area% or more, particularly 70 area% or more, more preferably 90 area% or more, and particularly preferably 95 area% or more.
  • the Al concentration is higher, specifically, the area of 0.9x mass% to 1.2x mass% is 30 area% or more, more preferably 50 area% or more, the Al concentration is high and this high concentration The presence of a uniform region is superior in corrosion resistance. Details of the Al concentration measurement method and the area ratio measurement method will be described later.
  • the measurement of the Al concentration takes an arbitrary cross section of the magnesium alloy material and can be performed at an arbitrary position of the cross section, but the region most involved in corrosion is the surface of the alloy material. Accordingly, at least the surface of the magnesium alloy material of the present invention satisfies the Al concentration distribution defined above.
  • the internal Al concentration The distribution allows a different form from the surface Al concentration distribution.
  • the magnesium alloy material of the present invention has (2) a region where the Al content is Al total average amount (x mass%) ⁇ 140% or more (however, 7.3 ⁇ x ⁇ 16). In the region of 1.4x mass% (maximum 22.4 mass%) or more, although this region itself has high corrosion resistance, there is a region where Al concentration is relatively low and the corrosion resistance is inferior due to the concentration of Al in this region. It becomes easy to do. On the other hand, in the magnesium alloy material of the present invention, since the region of 1.4x mass% or more (hereinafter, this region is referred to as an ultra-high concentration region) is as small as 17.5 area% or less, there is hardly a region inferior in corrosion resistance. Excellent corrosion resistance.
  • the area ratio of the ultra-high concentration region is 15 area% or less, more preferably 14 area% or less, particularly 5 area% or less, especially 3 area% or less, and further preferably 1 area% or less. More preferably, the ultra-high concentration region is 0.15 area% or less and ideally does not exist.
  • a region having an Al content of 4.2% by mass or less (hereinafter, this region is referred to as a low concentration region), that is, a region inferior in corrosion resistance as described above. not exist.
  • this region is referred to as a low concentration region
  • the magnesium alloy material of the present invention is excellent in corrosion resistance because there are substantially no locations where such an Al concentration is extremely low, that is, locations where corrosion is likely to occur or where corrosion is likely to proceed. “Substantially absent” means that no point of 4.2 mass% or less is observed by EPMA measurement.
  • each intermetallic compound is small (average particle size: 3.0 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or less) and uniformly dispersed (total area ratio: 11% The following is preferable: Al concentration tends to be uniform.
  • Al-rich precipitates such as the above intermetallic compounds are present uniformly, a function as a barrier against corrosion can be expected.
  • an intermetallic compound containing Mg such as Mg 2 Si, Mg 2 Ca, Mg 2 Sn, Mg 17 Sr 2 can be formed in addition to the Al-rich intermetallic compound described above.
  • the intermetallic compound containing Mg or Al as described above is preferably 3 area% or less because of excellent corrosion resistance. Therefore, in the present invention, there is no particular lower limit for the intermetallic compound.
  • the surface side region in which the area ratio of the intermetallic compound is measured is a region extending from the surface of the magnesium alloy material to 100 ⁇ m in the thickness direction. When the thickness of the magnesium alloy material is less than 100 ⁇ m, the area is from the surface to 1/4 of the thickness in the thickness direction. A method for measuring the area ratio of the intermetallic compound will be described later.
  • Form As a form of the magnesium alloy material of the present invention, when distinguished from the manufacturing process, a wrought material subjected to a stretching process such as a rolled material and an extruded material (however, there is a solution treatment in the middle of manufacturing), the wrought material is subjected to a correction treatment. Straightened material, heat treated material that has been subjected to heat treatment to remove strain, etc., die cast material, thixo mold material, stretched material, straightened material, casting material (for example, by twin roll continuous casting method) The final solution treatment was applied to various forms such as, and the solution treatment was subjected to a stretching process such as rolling / extrusion (after solution treatment), and the solution treatment material was corrected (solution treatment).
  • the rolled material is refined in crystal grains by rolling, for example, an average crystal grain size of 10 ⁇ m or less, further a microstructure of 5 ⁇ m or less, or internal defects such as voids (nests) May be a small, small, or substantially non-existing structure (a structure in which a density actually measured with respect to a theoretical density material calculated from a material composition is 99% or more). Having such a fine structure and a structure having a high density can be an index indicating that the material is a rolled material. As described above, the rolled material has few internal defects, is small, or preferably is substantially non-existent, and has excellent mechanical properties such as tensile strength, elongation, and rigidity. Can be suitably used.
  • leveler roll processing can be used.
  • a straightening material by leveler roll processing may have a structure in which a clear grain boundary is difficult to observe even when microscopic observation is performed by introducing a shear band.
  • the monochromatic X-ray diffraction peak can be obtained, it is a non-amorphous structure, the monochromatic X-ray diffraction peak can be obtained, and it has a structure in which grain boundaries cannot be observed.
  • It can be an index indicating that Correction materials, especially correction materials by leveler roll processing, tend to recrystallize during plastic processing such as press processing, and tend to be excellent in plastic workability.
  • the degree of correction is low, the appearance, structure, and mechanical properties may be similar to the rolled material.
  • additive elements such as Al exist mainly as a solid solution, Al 12 Mg 17 , Al (MnFe), Al 2 Ca, Al 4 Ca, Precipitates such as Al 3 Ni-containing intermetallic compounds are unlikely to exist, and even if present, they are small and few. Therefore, a small proportion of Al-containing intermetallic compounds can be an indicator of a solution material.
  • the ratio of the total area of the intermetallic compound containing at least one of Al and Mg in the cross section of the surface side region of the magnesium alloy material is Those having a content of 3% or less, more preferably 1% or less, can be cited as solution materials.
  • the solution material is subjected to a heat treatment of 400 ° C. ⁇ 30 hours or more, the hardness tends not to decrease after the heat treatment or the elongation does not substantially change (however, the test The piece shall be ground.) Therefore, it is considered that such a degree of change in mechanical properties before and after the heat treatment can be used as an indicator of the solution material.
  • the Al composition has a central composition region of 90 area% or more, an ultrahigh concentration region of 3 area% or less, and further 1 area% or less. Therefore, the solution material is superior in corrosion resistance.
  • the solution material is excellent in plastic workability because there are substantially no defects such as coarse precipitates (typically, intermetallic compounds) that become the starting point of cracking during plastic working. Therefore, this solution material can be suitably used as a material for plastic working material.
  • the abrasive has a smooth surface and excellent surface properties. Therefore, a small surface roughness (for example, a maximum height Rz of 20 ⁇ m or less) or the presence of polishing traces is an indicator of an abrasive.
  • the heat treatment material depends on the heat treatment conditions, for example, (1) no shear band is observed inside the magnesium alloy material, (2) the proportion of particles having a crystal grain size of 0.1 ⁇ m or less in the cross section is 5 area% or less It can be considered that this can be an index indicating that it is a heat treatment material.
  • the plastic processed material also has a central composition region by using a form in which the magnesium alloy material of the present invention is a plate material and performing plastic processing under specific conditions.
  • the machined material described above can substantially maintain the Al concentration distribution of the material.
  • the plate material can be cut and punched to obtain various shapes, for example, a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, and various forms including a through hole (including a large one such as a window) in a part thereof. Can take the shape of a plane.
  • the plate material includes forms having different thicknesses such as a form having a concave groove in part and a form having a rib (convex part) in part by using a deformed roller as described later.
  • the irregular shape include an arbitrary three-dimensional shape that can be formed by a die casting method or a thixomold method, and a three-dimensional shape that can be formed by plastic working such as press working.
  • the three-dimensional shape body for example, has a protrusion such as a rib or a concave groove integrally on a part of a plate material, a shape partially different in thickness, a cross section used for a housing of various devices, etc.] And a relatively simple shape such as a polygonal columnar body such as a spherical body, an ellipsoidal body, and a triangular columnar body.
  • the irregularly shaped body may have a form including a through hole (including a large one such as a window) in a part thereof.
  • Such a concavo-convex shape or a shape having a through hole can be easily formed by using a die casting method or the like.
  • a material obtained by forming an ingot or the like into a desired shape by cutting or grinding may be used.
  • examples of the irregularly shaped body include a form having a plastic working part in which plastic working such as press working is performed on a part thereof.
  • the magnesium alloy material of the present invention can take various shapes as described above, but if it is a coil material, the magnesium alloy material can be suitably used as a material for a plastic work material subjected to plastic working such as press work. It can contribute to mass production of plastic working materials.
  • the magnesium alloy material of the present invention is a coil material, more specific forms include a solution coil material obtained by subjecting a rolled coil material, a cast coil material, or a rolled coil material to a final solution treatment.
  • These coil materials include, for example, those having a thickness of 10 mm or less, further 5 mm or less, a width of 100 mm or more, further 200 mm or more, particularly 250 mm or more, a length of 30 m or more, further 50 m or more, particularly 100 m or more.
  • a long material and a wide material are suitable for the material of the plastic working material as described above.
  • a rolled material or a material obtained by subjecting the rolled material to a final solution treatment can have a form with a thinner thickness or a longer length as compared with the cast material.
  • a thin material having a thickness of 2 mm or less, particularly 1.5 mm or less, particularly 1 mm or less, or a long material having a length of 50 m or more, further 100 m or more, particularly 200 m or more can be used.
  • Thin-walled materials with a thickness of 2 mm or less can be suitably used as a material for thin and lightweight plastic working materials.
  • the thickness is preferably 0.1 mm or more, and 0.3 mm to 1.2 mm is easy to use.
  • the magnesium alloy material of the present invention is excellent in corrosion resistance, it is expected that it can be used satisfactorily even if it is not subjected to anticorrosion treatment such as chemical conversion treatment or anodizing treatment depending on the corrosive environment. In this case, the anticorrosion process can be reduced, the productivity of the magnesium alloy material can be increased, and waste can be reduced, so that it is expected that the environmental load can be reduced.
  • the magnesium alloy material of the present invention can be in a form in which an anticorrosion treatment such as a chemical conversion treatment or an anodizing treatment is performed, that is, a form having an anticorrosion layer.
  • the Al concentration can be measured by removing the anticorrosion layer by polishing or cutting and exposing the surface of the base material made of a magnesium alloy without performing high-precision cross-sectional observation.
  • the coating layer is provided in addition to the anticorrosion layer, the corrosion resistance can be further improved, and the commercial value can be improved by coloring or applying a pattern. An anticorrosion layer and a coating layer are good to apply to a desired location.
  • the production method of the magnesium alloy material of the present invention includes a form having a rolling process (manufacturing method 1-1 to 1-5) and a form not having a rolling process (manufacturing method 2).
  • a form having a rolling process manufactured by the production method of the magnesium alloy material of the present invention
  • a form not having a rolling process manufactured by the production method described below.
  • at least one step is deleted as long as the magnesium alloy material of the present invention having a specific Al concentration distribution that satisfies the above conditions (1) to (3) is obtained, The order of each process can be changed.
  • the magnesium alloy material of the present invention When the magnesium alloy material of the present invention is used as a rolled material, for example, it can be manufactured by a manufacturing method including the following preparation process, intermediate solution forming process, and rolling process.
  • Preparation step a step of preparing a cast material made of a magnesium alloy containing Al of 7.3 mass% to 16 mass% and manufactured by a continuous casting method.
  • Intermediate solution treatment step A step of producing an intermediate solution material by subjecting the cast material to a solution treatment of holding temperature: not less than the minimum holding temperature below and holding time: not less than 1 hour and not more than 25 hours.
  • Minimum holding temperature Temperature that is 10 ° C lower than the temperature at which Al dissolves in Mg (solidus temperature) in the Mg-Al binary phase diagram (mass%)
  • Rolling process More than 1 pass to the intermediate solution material A process of producing rolled material by performing warm rolling.
  • the total time for maintaining the material to be processed typically rolled material in a temperature range of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower within 12 hours, and 300
  • the thermal history of the material is controlled so that it is not heated to a temperature higher than ° C.
  • the average cooling rate from the temperature of the material when starting cooling to the temperature of the material becomes 100 ° C or less is 0.8 ° C / min or more
  • a temperature that is 10 ° C. lower than the solidus temperature is typically expressed as follows (also described later in production method 1-2) The same).
  • the solidus temperature is 283 ° C to 437 ° C, and the solidus temperature increases as the Al total average amount increases.
  • the minimum holding temperature is expressed by the following linear expression.
  • the total time for keeping the materials in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is shortened to 12 hours or less.
  • the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is a temperature range in which an Al-rich intermetallic compound such as Al 12 Mg 17 is easily grown.
  • the intermetallic compound Growth can be suppressed, and an increase in the ultra-high concentration region and the low concentration region can be suppressed.
  • Increasing the cooling rate is preferable because the increase in the ultrahigh concentration region and the low concentration region can be suppressed.
  • the growth of the intermetallic compound is also suppressed by preventing the heating above 300 ° C.
  • the magnesium alloy material of the present invention can be manufactured by a manufacturing method including the following preparation process, intermediate solution process, rolling process, and final solution process.
  • Preparation step a step of preparing a cast material made of a magnesium alloy containing Al of 7.3 mass% to 16 mass% and manufactured by a continuous casting method.
  • Intermediate solution treatment step A step of producing an intermediate solution material by subjecting the cast material to a solution treatment of holding temperature: not less than the minimum holding temperature below and holding time: not less than 1 hour and not more than 25 hours.
  • Minimum holding temperature Temperature that is 10 ° C lower than the temperature at which Al dissolves in Mg (solidus temperature) in the Mg-Al binary phase diagram (mass%)
  • Rolling process More than 1 pass to the intermediate solution material
  • Final solution treatment step a step of subjecting the rolled material to a final solution treatment of holding temperature: above the minimum holding temperature and holding time: from 1 hour to 40 hours.
  • the cooling rate in the temperature range of 330 ° C. to 380 ° C. satisfies the following.
  • the surface layer region is cooled at 1 ° C./min or more.
  • the cooling rate after the final warm rolling may be set to a specific range in the same manner as in the manufacturing method 1-1 described above. Also in this production method 1-2, until the final product is obtained after the final solution treatment step, the total time for maintaining the temperature range of 150 ° C. or more and 300 ° C. or less is as short as possible, and more than 300 ° C. It is preferable to control the heat history of the raw material so that it is not heated to a temperature, because the Al concentration distribution of the solution material obtained through the final solution treatment step can be maintained.
  • the rolled material manufactured by the above-described manufacturing method 1-1 can be subjected to a final heat treatment for the purpose of distortion removal. That is, when the magnesium alloy material of the present invention is a heat treatment material that has undergone a rolling process, in addition to the preparation process, intermediate solution forming process, and rolling process of the production method 1-1, a production method that includes a final heat treatment process described later. Can be manufactured.
  • the rolled material or solution material produced by the production methods 1-1 and 1-2 may be subjected to correction (typically warm correction) for the purpose of increasing straightness or the surface properties. Cleaning and polishing can be performed for the purpose of improvement (removal of oxide layer, surface defects, lubricant used in rolling, etc.) and the like.
  • the magnesium alloy material of the present invention when used as an orthodontic material or an abrasive, a preparation process, an intermediate solution forming process, a rolling process (process specified in the manufacturing method 1-1 or 1-2), a final solution forming process (manufacturing method) In addition to the steps defined only for 1-2, it can be produced by a production method comprising at least one of a correction step and a polishing step described later.
  • a manufacturing method comprising the above preparation step, intermediate solution forming step, rolling step, and further comprising at least one step selected from a final solution forming step, a final heat treatment step, a straightening step, a polishing step and a cleaning step.
  • a plate material having a predetermined length a short plate material considered to be difficult to wind (for example, a length of 5 m or less, particularly 1 m or less), hereinafter referred to as a sheet material), or a long plate material is obtained. It is done.
  • the sheet material is obtained, for example, by cutting the cast material into a predetermined length in the preparation step to obtain a cast material (cast plate) having a predetermined length, and using the cast material as a raw material through the subsequent steps.
  • a sheet material can be obtained by winding a long cast material in the preparation step to produce a cast coil material, producing a coil material in each step, and finally cutting it to a predetermined length.
  • magnesium alloy material of the form of a coil material is obtained by winding up this elongate board
  • the magnesium alloy material of the present invention can be produced by using either a sheet material or a coil material as a material for each step.
  • the cast material preferably uses a continuous casting method.
  • the continuous casting method can stably obtain a cast material of uniform quality in the longitudinal direction and can be rapidly solidified, so it can reduce oxides and segregation, and can also be the starting point of cracking during rolling. As a result, it is possible to suppress the formation of coarse crystal precipitates exceeding 10 ⁇ m, which can be obtained, and a cast material excellent in plastic workability such as rolling and extrusion can be obtained.
  • the twin roll continuous casting method is easy to form a plate-shaped cast material with little segregation.
  • the cross-sectional area, thickness, width, and length of the cast material are not particularly limited, but segregation is likely to occur if it is too thick. Therefore, the thickness is preferably 10 mm or less, more preferably 7 mm or less, and particularly preferably 5 mm or less.
  • the long cast material with a length of 30 m or more, 50 m or more, especially 100 m or more, or a wide cast material with a width of 100 mm or more, 250 mm or more, especially 600 mm or more is used as the material of the rolled material, the long Simple rolled plates and wide rolled plates can be produced.
  • the cast material may be a cast coil material wound in a coil shape, or may be a cast sheet material cut into a predetermined length, and may be appropriately selected according to a desired form.
  • the inner diameter of the cast coil material is small when winding it in a coil shape, it can be wound up without cracking when it is heated to 150 ° C or more just before winding the cast material, and the cast coil material can be easily Can be made.
  • ⁇ Intermediate solution process A material that is excellent in plastic workability such as rolling and extrusion by reducing the presence of coarse precipitates by applying an intermediate solution treatment to the above cast material to homogenize the composition and dissolving elements such as Al. It can be.
  • the holding temperature of the intermediate solution treatment is typically 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, particularly 380 ° C. or higher, and more preferably 390 ° C. or higher and 420 ° C. or lower.
  • the holding time is 1 hour to 25 hours, particularly 10 hours to 25 hours.
  • the holding time is preferably increased as the Al content increases.
  • the cooling rate is increased by using forced cooling such as water cooling or blast as in the final solution treatment described later (preferably 1 ° C./min or more, more preferably 50 ° C./min or more), which is preferable because growth and precipitation of precipitates can be suppressed.
  • forced cooling such as water cooling or blast as in the final solution treatment described later (preferably 1 ° C./min or more, more preferably 50 ° C./min or more)
  • the cast material may be subjected to an intermediate solution treatment as it is, but before the intermediate solution treatment is performed, rolling with a small reduction ratio (a reduction ratio of about 1% / 1 pass to 15% / 1 pass) Alternatively, surface grinding may be performed.
  • the temperature of the material is room temperature, it is difficult to increase the rolling reduction, resulting in a decrease in production efficiency. Therefore, considering productivity, it is preferable to perform at least one pass warm rolling. .
  • Heating the material can improve the plastic workability such as rolling, and the higher the material temperature, the more the plastic workability can be improved.
  • Precipitates such as intermetallic compounds are coarsened, leading to an increase in the ultra-high concentration region and the low concentration region, and a coarse precipitate causes a decrease in plastic workability.
  • the temperature of the material is preferably 300 ° C. or lower, particularly 150 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.
  • the material can be heated using a heating means such as an atmospheric heating furnace by providing a preheating step.
  • a heating furnace an appropriate one that can store a material (a sheet material or a coil material) can be used.
  • the holding temperature of the preheating step It is preferable to shorten the holding time.
  • the material is controlled so as to be as short as possible (preferably within 12 hours) when the material is maintained in a specific temperature range: 150 ° C. to 300 ° C. mainly during rolling, precipitates ( In particular, the growth of the Al-rich intermetallic compound) can be effectively suppressed to prevent an increase in the area ratio of the ultrahigh concentration region, the low concentration region, and the intermetallic compound.
  • an in-line heating device typically a heating device using radiant heat, current heating, induction heating, etc.
  • a rolling device typically, a rolling roller
  • the rolled material is immersed in a refrigerant or a lubricant and then rapidly cooled. (Preferably a cooling rate of 1 ° C./sec or more).
  • the time during which the material is maintained at 150 ° C. to 300 ° C. in the rolling process can be effectively shortened.
  • the rapid heating and rapid cooling can be easily performed when the material to be rolled is a short material such as a cast sheet material.
  • the time for heating each material to a uniform temperature is relatively short by providing an appropriate gap between the materials. it can.
  • This technique can also be easily applied when the material to be rolled is a short material such as a cast sheet material.
  • the total holding time in the preheating before rolling is preferably 0.01 hours or more and 8 hours or less, and particularly preferably 0.01 hours or more and 0.3 hours or less.
  • the rolling including the warm rolling may be performed in one pass or multiple passes.
  • a rolled material with a small thickness is obtained, and the average crystal grain size of the structure constituting the rolled material is reduced (for example, 10 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less), or press working. It is possible to improve the plastic workability.
  • the number of passes, the reduction rate of each pass, and the total reduction rate can be appropriately selected so that a rolled material having a desired thickness can be obtained.
  • known rolling conditions for example, appropriate conditions such as heating not only the raw material but also the rolling roll may be used.
  • the final warm rolling was performed.
  • the average cooling rate from the temperature of the material at the start of cooling until the temperature of the material reaches at least 100 ° C. is 0.8 ° C./min or more.
  • the average cooling rate is, for example, the temperature of the raw material when starting cooling after the final warm rolling, and the time t (min) from the obtained measurement temperature: Tmp (° C.) to 100 ° C. Is set to a speed represented by (Tmp-100) / t (° C./min).
  • the cooling state may be adjusted so that (Tmp-100) / t (° C./min) ⁇ 0.8 (° C./min).
  • the material temperature may be measured using either a contact sensor such as a thermocouple or a non-contact sensor such as a thermography. It is recommended to prepare an extremely thin thermocouple and place it on the surface of the material.
  • any cooling means that can achieve the cooling rate can be used.
  • the cooling rate can be increased.
  • forced cooling means such as those that use a gaseous medium such as a fan (air cooling) or blast (jet air cooling), those that use a liquid medium such as water cooling, and those that use a solid medium such as a cooling roll. Can be used.
  • liquid refrigerant that includes a cleaning agent (for example, a surfactant) that can remove the lubricant used in rolling or the like because cooling can be performed together with cooling.
  • the forced cooling means may be arranged off-line, but if arranged in-line, a large contact area between the material surface and the cooling medium can be secured, so that the cooling efficiency can be improved.
  • the cooling may be performed after winding.
  • the cooling may be performed in a wound state, but if it is performed in a rewinded state, the cooling rate can be easily increased. If the cooling rate can be achieved, natural cooling may be performed without using the forced cooling means.
  • intermediate heat treatment can be performed between passes so long as the above-mentioned total time includes the holding time in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C.
  • the holding temperature of the intermediate heat treatment material is also preferably 300 ° C. or lower.
  • the holding temperature is preferably 150 ° C. or higher, particularly 250 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.
  • the holding time is, for example, about 0.5 to 3 hours.
  • the thickness, width, and length of the rolled material can be appropriately selected.
  • the frictional resistance at the time of rolling can be reduced, the burning of a raw material etc. is prevented and it is easy to perform rolling.
  • a roll having a groove on the outer periphery of the roll (deformed roller) a rolled material having a rib, and a roller having a convex on the outer periphery of the roll (deformed roller)
  • a rolled material having a groove can be manufactured.
  • the obtained rolled material can be cut or ground to form a desired uneven shape or stepped shape, or a boss or a through hole can be formed.
  • the precipitate By applying a final solution treatment after the rolling, the precipitate can be re-dissolved to sufficiently reduce the ultra-high concentration region and intermetallic compound, and the low concentration region can be substantially absent. .
  • the holding temperature is less than the above-mentioned minimum holding temperature or the holding time is less than 1 hour, a supersaturated solid solution cannot be sufficiently produced, and it is difficult to sufficiently reduce the ultra-high concentration region and the intermetallic compound.
  • the holding temperature is too high (typically over 450 ° C) or the holding time is over 40 hours, it is an energy loss to heat the matrix even after it has been seized or becomes sufficiently solid solution. Since the productivity may be lowered, the holding temperature is preferably set to a low value. For example, 390 ° C. or more and 420 ° C. or less and holding time: 10 hours or more and 25 hours or less can be mentioned.
  • the cooling rate is adjusted so that the cooling rate in the temperature range of 330 ° C. to 380 ° C. is 1 ° C./min or more in the cooling step from the holding temperature.
  • the cooling rate in a magnesium alloy containing a large amount of Al with an Al content of 7.3% by mass or more, precipitates such as Al-rich intermetallic compounds such as Al 12 Mg 17 are likely to occur in the temperature range of 330 ° C. to 380 ° C. It is said. Therefore, it is desirable to pass through this temperature range as quickly as possible. Therefore, in the production of the magnesium alloy material of the present invention having an Al content of 7.3% by mass or more, the cooling rate in the temperature range of 330 ° C. to 380 ° C.
  • the cooling rate is preferably as high as possible, and is preferably 1 ° C./min or more, and more preferably 50 ° C./min or more.
  • the surface layer region of the rolled material to be processed satisfies the above cooling rate.
  • corrosion occurs and proceeds from the surface of the magnesium alloy material.
  • the surface layer region in the magnesium alloy material is excellent in corrosion resistance, that is, it should have a specific Al concentration distribution that satisfies the above conditions (1) to (3), the surface layer region to be processed Is cooled at least at the above cooling rate.
  • forced cooling as described above can be suitably used.
  • air cooling such as blast using a blast means such as a fan or a jet jet mechanism of cold air is used, it is difficult to oxidize and there are few cooling spots. The effect of suppressing the deterioration of the surface properties accompanying the adhesion of is obtained.
  • a cooling method such as mist spraying, spraying water, or immersion in a liquid refrigerant that sprays a liquid refrigerant such as water or a reducing liquid can be used.
  • a lubricant is used as a liquid refrigerant, and cooling is performed by applying the lubricant to the solution material or immersing it in the lubricant. May be.
  • a liquid refrigerant containing a cleaning agent as described above may be used as the forced cooling means.
  • Water cooling using a liquid refrigerant can increase the cooling rate more than air cooling.
  • a coil material it may be cooled as it is, but if it is rewound, it is easy to increase the cooling rate.
  • the cooling rate is about 50 ° C./min, and when performing water cooling, the cooling rate is about 400 ° C./min. be able to. It is good to wind up after cooling to about room temperature.
  • the plate material (including the cast material) that has undergone the final solution treatment process is also excellent in plastic workability, it can be sufficiently wound even at a room temperature of about a winding diameter that is industrially used.
  • the cooling rate is determined by measuring the surface temperature of the material after final solution treatment, setting the time (min) so that the cooling rate in the temperature range of 330 ° C. to 380 ° C. becomes the desired rate, It is good to adjust a cooling state so that it may become.
  • the temperature of the region (surface region) from the surface to the thickness direction of 10 ⁇ m is synonymous with the temperature of the outermost surface. Accordingly, the cooling rate of the surface region can be set by measuring the temperature of the outermost surface of the material and measuring the temperature.
  • any of the above-described contact sensors such as thermocouples and thermography and non-contact sensors can be used.
  • the holding temperature is preferably 300 ° C. or lower. More specific conditions include a holding temperature: 100 ° C. to 300 ° C. and a holding time: 5 minutes to 60 minutes. The time for holding the material (rolled material) in the temperature range of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower in the final heat treatment step is preferably included in the total time, and the holding time is preferably less than 30 minutes. With such specific conditions, a rolled material having a specific Al concentration distribution that satisfies the above conditions (1) to (3) and reduced or eliminated distortion during rolling can be obtained. can do.
  • the flatness of the plate material can be improved by performing correction after rolling or after the final solution treatment.
  • the correction can be carried out at room temperature or a temperature below room temperature, but if it is carried out warm, the flatness can be further improved.
  • the holding temperature is preferably 300 ° C. or lower. More specific conditions include a holding temperature: 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, preferably 150 ° C. to 280 ° C. It is preferable that the total time includes the time for holding the material (for example, rolled material) in the temperature range of 150 ° C. or more and 300 ° C. or less in the straightening process.
  • Warm correction is, for example, a heating furnace capable of heating a material, and a roll unit in which a plurality of rolls are arranged in a staggered manner so as to bend (strain) the heated material continuously.
  • a roll leveler device comprising: When a roll leveler is used, even a long material can be continuously corrected.
  • a warm press device can be used for warm correction. Even after warm straightening, if the average cooling rate from the temperature of the material at the start of cooling to the temperature of the material reaches 100 ° C or less is 0.8 ° C / min or more, it is extremely high due to the growth of precipitates.
  • the forced cooling means may be appropriately used as described above, or natural cooling may be used.
  • the cooling rate when performing warm correction continuously from rolling, if the cooling rate is controlled as described above, the Al concentration distribution can be made to be in a specific state, and even when wound in a coil shape, curling is not possible.
  • a plate material that is difficult to stick and is excellent in flatness is preferable.
  • the plastic workability can be improved by heating the material such as the sheet material or the coil material.
  • the temperature of the material is preferably 350 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower, and particularly preferably 280 ° C. or lower.
  • 150 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower are preferable.
  • the retention time is set to 8 hours or less as described above, thereby suppressing the growth of precipitates, increasing the ultra-high concentration region and low concentration region, and the area ratio of intermetallic compounds.
  • the holding time is preferably as short as possible, 0.5 hours or less (30 minutes or less), and more preferably 0.3 hours or less.
  • the coil material may require a longer time for making the entire temperature uniform than that of the sheet material.
  • An apparatus can be used, or a fan or a wind guide plate can be appropriately disposed in the heating furnace.
  • the time during plastic working such as press working itself depends on the shape, it is as short as several seconds to several minutes in press working, and it is considered that defects such as coarsening of precipitates do not substantially occur.
  • the heat treatment conditions include a holding temperature: 100 ° C. to 300 ° C. and a holding time: about 5 minutes to 60 minutes. However, also in this heat treatment, it is preferable that the holding time in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is included in the total time.
  • the material is 150 ° C. to 300 ° C. It is preferable to control the total time kept in the temperature range of ° C to a relatively short time of 12 hours or less. In the case of performing the final solution treatment, it is preferable that the total time for keeping the material in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is 12 hours or less in the process from the final solution treatment to the final product.
  • the total time of maintaining the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. is preferably 0.01 hours or more. More preferably, the temperature range: 150 ° C. or more and 280 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or more and 220 ° C. or less, the total time: 8 hours or less, particularly 0.3 hours or less, the processing degree of each pass in the rolling process Control manufacturing conditions such as total processing degree, preheating conditions (such as preheating means and time), cooling process conditions (such as cooling means and time), and line speed. Moreover, since the Al-rich intermetallic compound described above tends to precipitate as the Al content increases, the total time is preferably adjusted according to the Al content.
  • ⁇ intermediate solution preferably, cooling rate is controlled in the cooling process
  • ⁇ rolling ⁇ intermediate heat treatment cooling depending on the holding temperature
  • the cooling rate is controlled by the process
  • ⁇ rolling ⁇ correction / polishing / cleaning by performing an intermediate solution treatment before rolling, precipitates can be made fine and minimal, and subsequent rolling can refine the structure and improve mechanical properties.
  • the magnesium alloy material of the present invention is a form formed by a manufacturing method that does not include a rolling process, typically a molded body (including irregularly shaped bodies) formed by die casting or the like, for example, the following preparation It can be produced by a production method comprising a process and a final solution treatment process.
  • Preparation step A step of preparing one material selected from a die-cast material made of a magnesium alloy containing Al in a range of 7.3 mass% to 16 mass%, a thixo mold material, and an extruded material.
  • Final solution treatment step Holding temperature in the above material: Mg-Al binary phase diagram (mass%) 10 ° C lower than the temperature at which Al dissolves in Mg (minimum holding temperature), holding time: 1 hour
  • the cooling rate in the temperature range of 330 ° C. to 380 ° C. satisfies the following.
  • the surface layer region is cooled at 1 ° C./min or more.
  • a specific Al concentration distribution that satisfies the above-mentioned conditions (1) to (3) is obtained by subjecting the material prepared in the preparation step to a final solution treatment similar to the production method 1-2 described above. It can be set as the solution material which has this.
  • the production method 2 can be suitably used for producing a magnesium alloy material having a complicated three-dimensional shape as described above.
  • the extruded material can be manufactured, for example, by preparing an ingot made of a magnesium alloy containing the specific amount of Al and extruding it under known conditions.
  • An abrasive having a specific Al concentration distribution that satisfies the above condition (one form of the magnesium alloy material of the present invention) is obtained.
  • the above-described (1) to (3) are further provided by providing a process for performing an anticorrosion process such as a chemical conversion process or an anodizing process or a process for forming a coating layer.
  • the magnesium alloy material of the present invention comprising a base material having a specific Al concentration distribution that satisfies the conditions (2) and an anticorrosion layer or coating layer formed on the base material is obtained.
  • Known materials and conditions can be used for the material and forming conditions of the anticorrosion layer and the coating layer.
  • pretreatment such as degreasing, acid etching, desmutting, and surface adjustment is preferably performed.
  • plastic working if the anticorrosion layer and the coating layer are formed after the plastic working, damage to the anticorrosion layer and the coating layer during the plastic working can be prevented.
  • a magnesium alloy material of Sample Nos. 1 to 5 prepared as follows and a commercially available die-cast material (AZ91 alloy, 3 mm thick, 75 mm wide, 150 mm long plate material) were prepared for comparison.
  • This die cast material was subjected to wet belt polishing under the same conditions as the polishing treatment applied to Samples Nos. 1 to 5 described later to produce a polishing plate.
  • This polishing plate was designated as Sample No. 100.
  • Sample No.1 Coil material (No final solution after rolling) Casting ⁇ Intermediate solution ⁇ Rolling ⁇ Straightening ⁇ Polishing
  • Sample No.2 Solution coil material (with final solution after rolling) Casting-> Intermediate solution->Rolling-> Final solution->Correction-> Polishing
  • Sample No.3 Sheet material (rapid heating and quenching material) * No intermediate winding Casting (cutting after casting)-> Intermediate solution->Rolling->Correction-> Polishing sample No.4: Solution material (die casting) Preparation of die-cast material ⁇ final solution sample No. 5: solution material (extrusion) Preparation of extruded material ⁇ final solution
  • Example No. 1 Long cast plate (thickness 4mm, width 300mm) made of a magnesium alloy with a composition equivalent to AZ91 alloy (Mg-8.75% Al-0.65% Zn (all mass%)) and obtained by twin-roll continuous casting method was wound up once to produce a cast coil material.
  • the obtained intermediate solution coil material was rewound and rolled by multiple passes under the following conditions to produce a rolled coil material having a thickness of 0.6 mm, a width of 250 mm, and a length of 800 m.
  • Rolling rate 5% / pass to 40% / pass Material temperature: 200 ° C to 280 ° C
  • Roll temperature 100 °C ⁇ 250 °C
  • the unwound material is passed between a feeding drum housed in a heating furnace and a take-up drum housed in another heating furnace, and the materials run between both drums by the rotation of both drums. I did it. Further, a rolling roll is disposed between these two drums so that the material to be rolled is rolled.
  • the feeding drum and the winding drum are rotated counterclockwise for each pass, and the feeding and winding are reversed to perform a plurality of passes of rolling continuously. And the raw material wound up by the heating furnace for every pass was heated so that it might become the said temperature, and the raw material of a heating state was made to drive between drums.
  • the final warm rolling pass After the final warm rolling pass is applied to the material, it is wound up as it is, and after adjusting the temperature of the material in the heating furnace, it is cooled by blowing wind adjusted to a certain temperature on the rewinded material. The speed was adjusted.
  • the average cooling rate until the material temperature (200 ° C to 280 ° C) reaches 100 ° C is as follows: Sample No.1: 2.0 ° C / min, Sample No.2: 1.7 ° C / min, 100 ° C to room temperature ( The temperature of the wind was adjusted and cooled so that the average cooling rate until it reached about 20 ° C. was Sample No. 1: 1.0 ° C./min and Sample No. 2: 0.9 ° C./min. And the rolled coil material was produced by winding up the rolled sheet returned to room temperature.
  • the rolled coil material is rewound and warmed by a roll leveler device to produce a straightened coil material (material temperature: 250 ° C.).
  • the straightened coil material is rewound and a # 600 polishing belt is used. Then, wet belt polishing was performed, and the obtained polishing plate was wound up to produce a polishing coil material.
  • This polishing coil material is designated as sample No. 1.
  • sample No. 1 in the manufacturing process from the above intermediate solution treatment until the final polished coil material is obtained, the total time for holding the material in the temperature range of 150 ° C to 300 ° C is within 12 hours, No heating above 300 ° C was performed.
  • the average cooling rate of the surface layer region (region from the surface to 10 ⁇ m in the thickness direction) of the plate material constituting the coil material is 3 ° C / min ( ⁇ 1 ° C / min)
  • the temperature, air volume, and wind speed of the cold air were adjusted so that
  • a thermocouple was attached to an appropriate position of the coil material, and the above adjustment was performed so that the cooling rate at the slowest cooling point was 3 ° C./min.
  • the obtained solution coil material was rewound and subjected to warm correction and wet belt polishing under the same conditions as in Sample No. 1.
  • the obtained polishing coil material is designated as sample No. 2.
  • sample No. 2 the total time for holding the material in the temperature range of 150 ° C to 300 ° C is less than 12 hours in the manufacturing process after the final solution treatment until the final polished coil material is obtained. And heating above 300 ° C. was not performed.
  • the process in which the material is held in the temperature range of 150 ° C. to 300 ° C. after the final solution treatment is substantially only warm correction.
  • the holding time in the temperature range can be set to about several minutes.
  • Example No. 3 A plurality of cast plates (a cast sheet material having a thickness of 5 mm, a width of 300 mm, and a length of 500 mm) made of a magnesium alloy having the same composition as Sample Nos. 1 and 2 and obtained by a twin roll continuous casting method were prepared. Each of the obtained cast plates was subjected to a solution treatment (intermediate solution treatment) at 400 ° C. for 24 hours, and then subjected to the same conditions as sample Nos. 1 and 2 while cutting to adjust the length. Then, a plurality of passes were rolled to produce a rolled plate (sheet material) having a thickness of 0.6 mm, a width of 300 mm, and a length of 2000 mm.
  • a solution treatment intermediate solution treatment
  • Preheating was performed by a heating means capable of rapid heating before each rolling pass, and the material was heated to a predetermined temperature.
  • the total holding time in the preheating is 3 hours.
  • the material was placed on a cooling steel plate (which can be controlled by circulating the heat medium) to adjust the cooling rate.
  • the average cooling rate until the temperature of the material (200 ° C to 280 ° C) reaches 100 ° C is 60 ° C / min
  • the average cooling rate until it reaches room temperature (about 20 ° C) is 40 ° C / min.
  • the steel sheet for cooling was cooled by adjusting the temperature and mounting time.
  • sample No. 3 is the total time for holding the material in the temperature range of 150 ° C to 300 ° C in the manufacturing process after the intermediate solution treatment until the final polishing plate is obtained. Was within 12 hours, and heating above 300 ° C. was not performed.
  • Example No. 5 After remelting and casting a commercially available die-cast material similar to sample No. 100, an extruded material (AZ91 alloy, thickness 3 mm, width 50 mm, length 150 mm) was prepared, and this extruded material was 380 ° C ⁇ After the final solution treatment for 20 hours, it was cooled by forced cooling to room temperature (about 20 ° C.) using a jet ejection mechanism in the same manner as in Sample No. 4. After this forced cooling, correction and wet polishing by warm pressing is performed under the same conditions as in Sample No. 4, and the resulting polishing plate is referred to as Sample No. 5. For sample No. 5, the temperature, air volume, and wind speed of the cold air were adjusted so that the cooling rate of the surface layer in the temperature range of 380 ° C. to 330 ° C. was 50 ° C./min ( ⁇ 1 ° C./min).
  • the adjustment of the cooling rate in the cooling step after the final warm rolling and the cooling rate in the final solution treatment step can be easily performed by preparing the following correlation data in advance and referring to the correlation data.
  • the parameters of forced cooling means such as cold air temperature, air volume, and wind speed are appropriately changed, the temperature of the material at the start of cooling in the cooling process is changed to 100 ° C.
  • the cooling rate is obtained by measuring the time to reach or the time from 380 ° C to 330 ° C, and the correlation data between each parameter and the cooling rate is created.
  • a temperature sensor may be arranged at an appropriate position of the coil material, and correlation data relating to the cooling rate of the slowest cooling portion may be created in advance.
  • the Al content (mass%) in the elemental analysis was determined by preparing the following calibration curve and converting the X-ray intensity of EPMA into the Al content (mass%) using this calibration curve.
  • FIG. 1 is a mapping image (observation field of view: 24 ⁇ m ⁇ 18 ⁇ m) regarding the Al content obtained by analyzing the surface of each sample by FE-EPMA.
  • Fig. 1 (A) is the coil material of sample No. 1
  • Fig. 1 (B) is the solution coil material of sample No. 2
  • Fig. 1 (C) is the sheet material of sample No. 3 (rapid quenching material)
  • FIG. 1 (D) shows the die-cast material of sample No.100. Although shown in gray scale in FIG.
  • FIGS. 1 (A), 1 (B), and 1 (C) and the white variant in FIG. 1 (D) are Al-rich intermetallic compounds.
  • the die-cast material of sample No. 100 has many regions with a very high Al concentration. It can also be seen that there is a region where the Al concentration is very low.
  • the coil material of sample No. 1 the solution coil material of sample No. 2, the sheet material of sample No. 3 (rapid heating and quenching) It can be seen that the material) does not have a large area where the Al concentration is very high.
  • the solution coil material of sample No. 2 has a small and very small region where the Al concentration is very high.
  • the coil material, the solution coil material, and the sheet material are substantially free of a region having a very low Al concentration.
  • FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) micrograph of each sample No. 1 to 3,100 (5000 times).
  • the light gray granule in FIGS. 3 (A) to 3 (C) and the light gray variant in FIG. 3 (D) show precipitates.
  • FIG. 3 (D) it can be seen that the die-cast material of sample No. 100 has large precipitates and an irregular shape. This is consistent with the fact that in the mapping image, the ultra-high concentration region having a very high Al concentration is large and has an irregular shape.
  • the average particle size ( ⁇ m) and the ratio of the total area (area%) of the intermetallic compounds of each sample No. 1 to 5,100 were measured. The results are also shown in Table 1.
  • the average particle diameter and area ratio can be easily calculated by image processing the above micrograph using a commercially available image processing apparatus.
  • the average particle size of the intermetallic compound was measured as follows. For each sample, five cross sections are taken in the thickness direction, and three fields of view (here, one field of view: 22.7 ⁇ m ⁇ 17 ⁇ m region) are arbitrarily taken from the observation image of each section. Here, the field of view was selected from the surface side region up to 100 ⁇ m in the thickness direction from the surface of each sample. For each observation field, the equivalent circle diameter of each intermetallic compound existing in one observation field (the diameter of the equivalent area circle of the area of each intermetallic compound) is obtained, and the sum of the equivalent circle diameters is obtained as one observation field.
  • a value obtained by dividing by the number of intermetallic compounds present therein: (total of equivalent circle diameter) / (total number) is defined as the average particle diameter of the observation visual field.
  • Table 1 shows the average of the average particle diameters of 15 observation fields for each sample.
  • the ratio of the total area of the intermetallic compound was measured as follows. As described above, the observation field is taken from the surface side region, and for each observation field, the total area is calculated by examining the areas of all intermetallic compounds existing in one observation field, and this total area is calculated by one observation. The value divided by the area of the visual field (here 385.9 ⁇ m 2 ): (total area) / (area of the observation visual field) is the area ratio of the observation visual field. Table 1 shows the average of the area ratios of the 15 observation fields for each sample.
  • Corrosion weight loss was measured as follows by performing a salt spray test in accordance with JIS H 8502 (1999) as a salt water corrosion test. After preparing a test piece for corrosion from sample Nos. 1 to 5,100 and measuring the mass (initial value) of the test piece for corrosion, the test surface of a preset size is exposed on the test piece for corrosion. Mask unnecessary parts of the corrosion test piece. Insert the masked corrosion test piece into the corrosion test equipment and place it leaning at a predetermined angle with respect to the equipment bottom (here, the angle between the equipment bottom and the test piece: 70 ° ⁇ 80 °).
  • the test solution (5 mass% NaCl aqueous solution, temperature: 35 ⁇ 2 ° C.) is sprayed on the corrosion test piece for a predetermined time (here 96 hours). After a predetermined time has elapsed, the corrosion test piece was taken out of the corrosion test apparatus, masking was removed, and the corrosion test piece was generated in accordance with the method described in Reference Table 1 of JIS Z 2371 (2000). Corrosion products are removed by chromic acid dissolution. The mass of the test piece for corrosion after removing the corrosion product is measured, and the value obtained by dividing the difference between the mass and the initial value by the area of the test surface of the test piece for corrosion is weight loss ( ⁇ g / cm 2 ). And
  • the amount of Mg elution was measured as follows by performing a salt water immersion test as a salt water corrosion test under the following conditions.
  • a corrosion test piece is prepared from Sample Nos. 1 to 5,100, and unnecessary portions of the corrosion test piece are masked so that a test surface having a predetermined size is exposed in the corrosion test piece.
  • Make the masked corrosion test piece into the test solution (5 mass% NaCl aqueous solution, liquid amount: (A) x 2 ml when the test piece area (exposed area) is (A) cm 2 ) Hold for a predetermined time in a completely immersed state (here, hold for 96 hours at room temperature (25 ⁇ 2 ° C.) under air conditioning).
  • the test solution is collected, the amount of Mg ions in the test solution is quantified with ICP-AES, and the value obtained by dividing the Mg ion amount by the area of the test surface of the corrosion test piece is the Mg elution amount ( ⁇ g / cm 2 ).
  • Sample Nos. 1 to 3 all have a distribution of Al concentration with a total Al content of each sample: 8.75% by mass and a peak in the vicinity thereof. In addition, it can be seen that Sample Nos. 1 to 3 do not have a location where the Al concentration is extremely low. Samples No. 4 and 5 also showed the same Al concentration distribution as Sample No. 2. As shown in Table 1, Sample Nos. 1 to 5 having a small variation in Al concentration have low corrosion weight loss and Mg elution amount, and are excellent in corrosion resistance.
  • the solution coil material of sample No. 2, the sheet material of sample No. 3, and the solution material of sample Nos. 4 and 5 have a central composition region in which the Al concentration is 0.8x mass% to 1.2x mass%.
  • an ultra-high concentration region with an Al concentration of 1.4x mass% or more is very small at 5% or less, and a sample with a central composition region of 90% or more or an ultra-high concentration region. It can be seen that there are samples with 3 area% or less. That is, it can be seen that Sample Nos. 2 to 5 have Al present more uniformly.
  • Sample No. 2 has a very small ultra-high concentration region and a small difference between the maximum value and the minimum value of Al concentration, indicating that Al is present more uniformly. It can be seen that Samples Nos. 2 to 5 having such a uniform composition are superior in corrosion resistance.
  • solution solution coil material of sample No. 2 and the solution solution materials of sample Nos. 4 and 5 that have undergone the final solution treatment have a low intermetallic compound of 3 area% or less and the maximum value of the Al concentration. It can be seen that it is relatively low. From this, it is considered that Samples Nos. 2, 4, and 5 are excellent in corrosion resistance. In particular, since sample No. 2 is a long material, it can contribute to mass production of a plastic processed material having excellent corrosion resistance, and is expected to have high industrial significance.
  • the die-cast material of sample No. 100 has a low concentration region in which the Al concentration is 0.8x mass% to 1.2x mass% and the central composition region is small, and the Al concentration is 4.2 mass% or less.
  • the minimum value of Al is equivalent to AZ31 alloy.
  • Sample No. 100 has a large area ratio of the intermetallic compound. From this, it can be considered that the sample No. 100 has a relatively inferior corrosion resistance, resulting in inferior corrosion resistance.
  • Test Example 2 After pressing the plate materials of Sample Nos. 1 to 5 prepared in Test Example 1, the Al concentration was measured in the same manner. Both the sample No. 1 coil material and the sample No. 2 solution coil material were unwound and cut to a predetermined length to produce a rectangular plate. Each of the prepared plate materials was preheated to 250 ° C. and subjected to press working in this heated state. The preheating holding time and the total time during pressing are 2 minutes (0.1 hour or less).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.
  • the composition of the magnesium alloy (particularly the Al content), the shape of the magnesium alloy material, the specifications (thickness, width, length), production conditions, etc. can be changed as appropriate.
  • the magnesium alloy material of the present invention is a component member of various electric / electronic devices, particularly a portable or small-sized electric / electronic device casing, members of various fields where high strength is desired, for example, It can be suitably used for components of transportation equipment such as automobile parts and aircraft, skeleton members, bags, and the like. Or this invention magnesium alloy material can be utilized suitably for the raw material of the said member.

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Abstract

耐食性に優れるマグネシウム合金材を提供する。A1を7.3質量％～16質量％含有するマグネシウム合金からなるマグネシウム合金材であり、このマグネシウム合金材全体のAlの含有量をx質量％とするとき、Alの含有量が0.8x質量％以上1.2x質量％以下の領域が50面積％以上、Alの含有量が1.4x質量％以上の領域が17.5面積％以下、かつAlの含有量が4.2質量％以下の領域が実質的に存在しない。このマグネシウム合金材は、Al濃度のばらつきが小さく、Alの含有量が極端に少ない領域が少ないことで、局所的な腐食の発生や、この腐食の進行を効果的に防止できる。従って、このマグネシウム合金材は、全体のAlの含有量が同じであるダイカスト材に比較して耐食性に優れる。このマグネシウム合金材は、板材や長尺な板材を巻き取ったコイル材、成形品が挙げられる。

Description

マグネシウム合金材
　本発明は、電気・電子機器類の筐体、自動車用部品などの各種の部材やこれらの部材の素材に適したマグネシウム合金材に関するものである。特に、耐食性に優れるマグネシウム合金材に関するものである。
　マグネシウムに種々の添加元素を含有したマグネシウム合金が、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータといった携帯用電気・電子機器類の筐体や自動車部品などの各種の部材の構成材料に利用されてきている。
　マグネシウム合金からなる部材は、ダイカスト材やチクソモールド材(ASTM規格のAZ91合金)が主流である。近年、ASTM規格のAZ31合金に代表される展伸用マグネシウム合金からなる板にプレス加工を施した部材が使用されつつある。特許文献1は、ASTM規格におけるAZ91合金相当の合金からなり、プレス加工性に優れるマグネシウム合金板を提案している。
　マグネシウムは、活性な金属であるため、上記部材やその素材となるマグネシウム合金板の表面に陽極酸化処理や化成処理といった防食処理を施して、耐食性を高めることがなされている。
特開2007-098470号公報
　上述したAZ31合金やAZ91合金などのAlを含有するマグネシウム合金は、Alの含有量が多くなるほど耐食性に優れる傾向にある。例えば、AZ91合金は、マグネシウム合金の中でも耐食性に優れるとされている。しかし、AZ91合金により構成された部材(主としてダイカスト材やチクソモールド材)であっても、上記防食処理が必要とされている。この理由は、AZ91合金から構成されたダイカスト材などであっても防食処理を施さない場合、後述するように腐食試験を行うと、局所的な腐食が生じ得るからである。従って、マグネシウム合金材に対して、更なる耐食性の向上が望まれる。
　そこで、本発明の目的は、耐食性に優れるマグネシウム合金材を提供することにある。
　上述のようにAlの含有量が多いほど、耐食性を向上できる。そこで、本発明者らは、Alを7.3質量％以上含有するマグネシウム合金を対象とし、種々の形態のマグネシウム合金材を作製して耐食性を調べた。その結果、マグネシウム合金材全体のAlの含有量が同じであっても、形態によって耐食性に優劣があった。この原因を解明するために、まず、各形態の組織を調べたところ、耐食性に劣るマグネシウム合金材では、粗大な析出物(合金中の添加元素に基づくもの。代表的には、Al及びMgの少なくとも一方を含む金属間化合物)が存在しており、耐食性に優れるマグネシウム合金材では、微細な析出物が均一的に分散して存在する、或いは析出物が実質的に存在していなかった。
　ここで、マグネシウム合金中のAlといった添加元素は主として、析出物(代表的には金属間化合物)、晶出物、及び固溶体の少なくとも一つの状態で存在する。Alが析出物などに利用されると、析出物及びその周囲から離れた領域を構成するマグネシウム合金の母相自体のAl量が少なくなる。
　上述の粗大な析出物が存在する組織とは、Al濃度が周囲と比較して高く、かつこの高Al濃度部分の面積が比較的大きい領域(主として析出物及びその周囲によりつくられる領域)が局所的に存在する組織と言える。換言すれば、Al濃度が相対的に低い領域が局所的に、かつ多く存在する組織と言える。そして、上記Al濃度が低い領域のそれぞれにおいて腐食が発生し易く、孔食といった局所的な腐食が生じたり、進行したりすると考えられる。
　一方、微細な析出物が均一的に存在する組織とは、Al濃度が周囲と比較して高く、かつこの高Al濃度部分からなる微小な領域が均一的に存在する組織と言える。換言すれば、微細な析出物が均一的に分散して存在し、かつ母相に残存するAlが多く均一的に分散する組織と言える。析出物が実質的に存在しない組織とは、実質的にAlが均一的に分散した母相からなり、非常に微細な析出物が若干存在する、或いは全く存在しない組織と言える。Alが均一的に分散することで、上記のような局所的な腐食の発生や進行が生じ難く、このような組織を有するマグネシウム合金材は、耐食性に優れる、と考えられる。
　上述のような粗大な領域から微小な領域に亘ってAl濃度を分析するには、EPMA(Electron　Probe　Micro　Analyzer、電子線マイクロアナライザ)を好適に利用できる。そこで、EPMA装置を利用し、上記種々の形態のマグネシウム合金材について、Al濃度を分析した結果、後述する実施例に示すように、耐食性に優れるマグネシウム合金材は、当該合金材全体のAlの含有量をx質量％とするとき、x質量％±αの領域が半数を占め、Alの含有量が非常に少ない箇所が実質的に存在せず、かつAlの含有量が非常に多い箇所も比較的少ない、との知見を得た。即ち、本発明者らは、Al濃度の面積率といったパラメータを用いて、耐食性に優れることを定量的に規定できる、との知見を得た。また、この定量規定は、Alの存在形態を問わず利用可能であると考えられる。
　本発明は上記知見に基づくものであり、耐食性に優れるマグネシウム合金材を、Al濃度と、その面積率により規定する。
　本発明は、Alを7.3質量％以上16質量％以下含有するマグネシウム合金からなるマグネシウム合金材に係るものである。このマグネシウム合金材は、上記マグネシウム合金材全体のAlの含有量をx質量％とするとき、以下の(1)～(3)を満たす。
　(1)　Alの含有量が(x×0.8)質量％以上(x×1.2)質量％以下の領域が50面積％以上
　(2)　Alの含有量が(x×1.4)質量％以上の領域が17.5面積％以下
　(3)　Alの含有量が4.2質量％以下の領域が実質的に存在しない
　本発明マグネシウム合金材は、上述のようにAlの含有量が4.2質量％以下といった耐食性に劣る領域が実質的に存在せず、かつ、Al濃度が高い領域(0.8x質量％～1.2x質量％の領域)が半数以上を占め、その上、Al濃度が非常に高い領域(1.4x質量％以上の領域)が少ない。即ち、本発明マグネシウム合金材は、Al濃度が低い領域が実質的に存在しないことで、局所的な腐食を効果的に防止できる。また、本発明マグネシウム合金材は、Alの濃度が非常に高い領域が少ない、或いは実質的に存在しない(代表的には、Alなどを含む析出物が、微細でその合計存在量が少ない(形態によっては実質的に存在しない)）ことで、マグネシウム合金母相自体にもAlが十分に、かつ広く分散して存在する。このように本発明マグネシウム合金材は、その少なくとも表面側領域の全体に亘って、Al濃度が均一的に高い状態となっている。この構成により、本発明マグネシウム合金材は、耐食性に優れる。
　本発明の一形態として、Alの含有量が(x×0.8)質量％以上(x×1.2)質量％以下の領域が70面積％以上、かつAlの含有量が(x×1.4)質量％以上の領域が5面積％以下である形態が挙げられる。
　上記形態によれば、Al濃度が高い領域(0.8x質量％～1.2x質量％の領域)が7割以上を占め、かつAl濃度が非常に高い領域(1.4x質量％以上の領域)が5面積％以下、形態によっては3面積％以下と非常に少ないことから、Alがより均一的に存在しており、耐食性により優れる。
　本発明の一形態として、Alの含有量が(x×0.9)質量％以上(x×1.2)質量％以下の領域が50面積％以上である形態が挙げられる。
　上記形態によれば、Al濃度がより高い領域(0.9x質量％～1.2x質量％の領域)が半数以上を占め、耐食性に優れる領域が多いことから、耐食性により優れる。
　本発明の一形態として、上記マグネシウム合金材の表面側領域の断面において、Al及びMgの少なくとも一方を含む金属間化合物の合計面積が3面積％以下である形態が挙げられる。
　上記形態は、少なくとも表面側領域の全体に亘って、AlやMgを含む金属間化合物が非常に微細でその合計存在量が少ない、或いは全く存在しないことから耐食性に優れる。また、特にAlを含む金属間化合物が非常に少ない或いは全く存在しない形態では、母相のAl濃度が均一的に高い状態であり、耐食性に優れる。
　本発明の一形態として、上記マグネシウム合金材が板材である形態が挙げられる。
　上記形態は、プレス加工、鍛造加工、曲げ加工などの塑性加工が施される塑性加工材の素材に好適に利用することができる。特に、塑性加工の条件を後述する特定の条件とすることで、得られた塑性加工材も上記板材と同様のAl濃度分布を維持でき、耐食性に優れる。
　本発明の一形態として、上記マグネシウム合金材が長尺な板材を巻き取ったコイル材である形態が挙げられる。
　上記コイル材は、耐食性に優れる板材から構成されていることから、このコイル材をプレス加工、鍛造加工、曲げ加工などの塑性加工が施される塑性加工材の素材に利用することで、塑性加工材の量産に寄与することができる。特に、塑性加工の条件を後述する特定の条件とすることで、得られた塑性加工材も上記コイル材と同様のAl濃度分布を維持でき、耐食性に優れる。或いは、上記コイル材は、巻き戻して適宜打ち抜いたり、切断したりすることで、所望の形状の板材を製造でき、このような板材の量産に寄与することができる。得られた板材は、当該コイル材のAl濃度分布を実質的に維持していることから、耐食性に優れる。得られた板材はそのまま利用することは勿論、上記塑性加工材の素材にも利用できる。
　本発明の一形態として、当該マグネシウム合金材は、板材に塑性加工が施された塑性加工材である形態が挙げられる。
　本発明マグネシウム合金材は、後述するように種々の形態を取り得る。特に、上記形態のように所望の形状に成形された塑性加工材(成形品)であることで、各種の構成部材や筐体などに好適に利用できる。上記板材が後述するように溶体化処理(特に最終溶体化処理)を施されたものである場合、伸びに優れるため、このような板材にプレス加工や鍛造可能などの塑性加工が施された形態は、ダイカスト材やチクソモールド材に比較して、耐食性に加えて、靭性にも優れる。或いは、上記板材が圧延などの塑性加工(1次加工)を施されたものである場合や1次加工材に更に最終溶体化処理が施されたものである場合、圧延などの加工時に空隙(巣)などの内部欠陥が低減されたり、実質的に消滅されたりすることで靭性が向上したり、圧延などにより結晶粒が微細化されることで強度が向上したりする。このような板材にプレス加工や鍛造可能などの塑性加工(2次加工)が施された形態は、ダイカスト材やチクソモールド材に比較して、耐食性に加えて、靭性や強度といった機械的特性にも優れる。
　本発明マグネシウム合金材は、耐食性に優れる。
マグネシウム合金材のFE-EPMAによる組成マッピング像であり、図1(A)は、試料No.1:コイル材(最終溶体化無し)、図1(B)は、試料No.2:コイル材(最終溶体化有り)、図1(C)は、試料No.3:シート材(急熱急冷材)、図1(D)は、試料No.100:ダイカスト材である。 マグネシウム合金材のAl濃度と面積率(％)との関係を示す棒グラフであり、図2(A)は、試料No.1:コイル材(最終溶体化無し)、図2(B)は、試料No.2:コイル材(最終溶体化有り)、図2(C)は、試料No.3:シート材(急熱急冷材)、図2(D)は、試料No.100:ダイカスト材である。 マグネシウム合金材の顕微鏡写真(5000倍)であり、図3(A)は、試料No.1:コイル材(最終溶体化無し)、図3(B)は、試料No.2:コイル材(最終溶体化有り)、図3(C)は、試料No.3:シート材(急熱急冷材)、図3(D)は、試料No.100:ダイカスト材である。 Alの含有量が異なるマグネシウム合金材におけるICP発光分光分析によるAl濃度(質量％)と、EPMAによるX線強度との関係を示すグラフである。
　以下、本発明をより詳細に説明する。
　[マグネシウム合金材]
　(組成)
　本発明マグネシウム合金材を構成するマグネシウム合金は、Mgに添加元素を含有した種々の組成のもの(残部:Mg及び不純物、Mg:50質量％以上)が挙げられる。特に、本発明では、添加元素を7.3質量％以上含有する高濃度合金、なかでも、添加元素に少なくともAlを含有するMg-Al系合金とする。Alの含有量が多いほど、耐食性に優れる上に、強度、硬度といった機械的特性にも優れる傾向にある。従って、本発明のようにAlの含有量が7.3質量％以上といった高濃度な合金は、Alの含有量が少ない合金に比較して耐食性、機械的特性に優れる。但し、Alの含有量が16質量％を超えると塑性加工性の低下を招くことから、上限は16質量％とする。Alの含有量は、12質量％以下であると塑性加工性に更に優れて好ましく、特に11質量％以下、更に8.3質量％～9.5質量％がより好ましい。
　Al以外の添加元素は、Zn,Mn,Si,Be,Ca,Sr,Y,Cu,Ag,Sn,Li,Zr,Ce,Ni,Au及び希土類元素(Y,Ceを除く)から選択された1種以上の元素が挙げられる。これらの元素を含む場合、各元素の含有量は、0.01質量％以上10質量％以下が挙げられ、好ましくは0.1質量％以上5質量％以下が挙げられる。また、上記添加元素のうち、Si,Ca,Sn,Y,Ce,及び希土類元素(Y,Ceを除く)から選択される少なくとも1種の元素を合計0.001質量％以上、好ましくは合計0.1質量％以上5質量％以下含有すると、耐熱性、難燃性に優れる。希土類元素を含有する場合、その合計含有量は0.1質量％以上が好ましく、特に、Yを含有する場合、その含有量は0.5質量％以上が好ましい。不純物は、例えば、Feなどが挙げられる。
　Mg-Al系合金のより具体的な組成は、例えば、ASTM規格におけるAZ系合金(Mg-Al-Zn系合金、Zn:0.2質量％～1.5質量％)、AM系合金(Mg-Al-Mn系合金、Mn:0.15質量％～0.5質量％)、Mg-Al-RE(希土類元素)系合金、AX系合金(Mg-Al-Ca系合金、Ca:0.2質量％～6.0質量％)、AS系合金(Mg-Al-Si系合金、Si:0.2質量％～6.0質量％)、AJ系合金(Mg-Al-Sr系合金、Sr:0.2質量％～7.0質量％)などが挙げられる。特に、Alを8.3質量％～9.5質量％、Znを0.5質量％～1.5質量％含有するMg-Al系合金、代表的にはAZ91合金は、耐食性、機械的特性に優れて好ましい。
　本発明においてマグネシウム合金材全体のAlの含有量(以下、Al全平均量と呼ぶ):x質量％は、マグネシウム合金材中におけるAlの存在状態(主として、析出物、晶出物、及び固溶体の少なくとも一つ)に係わらず、マグネシウム合金材に含有されるAlの総量を意味する。この総量の測定には、代表的には、ICP発光分光分析法(Inductively　Coupled　Plasma　Atomic　Emission　Spectroscopy：ICP-AES)を好適に利用することができる。
　(Al濃度と面積率(面積割合))
　本発明マグネシウム合金材の最も特徴とするところは、Al濃度分布にある。具体的には、当該合金材の表面に対して、Al濃度を分析した場合、(1)Alの含有量がAl全平均量(x質量％)±20％である領域が過半数を占める(但し、7.3≦x≦16)。0.8x質量％(最小5.84質量％)未満の領域は、耐食性に劣る領域であり、1.2x質量％(最大19.2質量％)超の領域は、この領域自体の耐食性は高いものの、この領域にAlが集中して存在することで耐食性に劣る領域が相対的に存在し易くなる。これに対して、0.8x質量％～1.2x質量％の領域(以下、この領域を中心組成領域と呼ぶ)は、Al濃度の差が小さく、このようなAl濃度が均一的な領域が50面積％以上であることで、Al濃度の差が大きな箇所、即ち、上述のような0.8x質量％未満の領域及び1.2x質量％超の領域が存在し難い。従って、本発明マグネシウム合金材は耐食性に劣る領域が少なく、或いは実質的に存在せず、かつAl濃度が比較的高い領域により、少なくとも当該合金材の表面側領域が構成されることで、局所的な腐食が生じ難く、耐食性に優れる。中心組成領域の面積率が高いほど、上述のようにAl濃度が均一的な領域が広く、Al濃度が均一的になり易い。即ち、Al濃度分布幅が狭くなり易い。従って、中心組成領域の面積率は、55面積％以上、特に70面積％以上、更に90面積％以上、とりわけ95面積％以上が好ましい。また、Al濃度がより高い領域、具体的には0.9x質量％～1.2x質量％の領域が30面積％以上、より好ましくは50面積％以上であると、Al濃度が高く、かつこの高濃度な領域が均一的に存在することで、耐食性により優れる。Al濃度の測定方法及び面積率の測定方法の詳細は、後述する。
　Al濃度の測定は、マグネシウム合金材の任意の断面をとり、断面の任意の箇所について行うことができるが、腐食に最も関与する領域は、当該合金材の表面である。従って、本発明マグネシウム合金材では少なくともその表面が上記規定するAl濃度分布を満たすものとする。マグネシウム合金材の内部(例えば、表面から厚さ方向に厚さの1/4を超える領域)のAl濃度分布が表面のAl濃度分布と同様である形態の他、本発明では、内部のAl濃度分布が表面のAl濃度分布と異なる形態を許容する。
　また、本発明マグネシウム合金材は、(2)Alの含有量がAl全平均量(x質量％)×140％以上の領域が少ない(但し、7.3≦x≦16)。1.4x質量％(最大22.4質量％)以上の領域は、この領域自体の耐食性は高いものの、この領域にAlが集中して存在することでAl濃度が相対的に低くて耐食性に劣る領域が存在し易くなる。これに対して、本発明マグネシウム合金材は、1.4x質量％以上の領域(以下、この領域を超高濃度領域と呼ぶ)が17.5面積％以下と少ないことで、耐食性に劣る領域が存在し難く、耐食性に優れる。超高濃度領域の面積率が低いほど、Al濃度が相対的に低い領域が少なく、耐食性に劣る領域を低減できる。即ち、Al濃度分布幅が狭くなり易い。従って、超高濃度領域の面積率は、15面積％以下、更に14面積％以下、特に5面積％以下、とりわけ3面積％以下がより好ましく、1面積％以下が更に好ましい。超高濃度領域が0.15面積％以下、理想的には存在しないことが更に好ましい。
　更に、本発明マグネシウム合金材は、(3)Alの含有量が4.2質量％以下の領域(以下、この領域を低濃度領域と呼ぶ)、即ち、上述のように耐食性に劣る領域が実質的に存在しない。Alの含有量が相対的に多い箇所が存在する場合、相対的に少ない箇所で優先的に腐食が生じたり、腐食が進行したりする。これに対して、本発明マグネシウム合金材は、このようなAl濃度が極端に低い箇所、即ち、腐食が発生し易い箇所や腐食が進行し易い箇所が実質的に存在しないことから耐食性に優れる。なお、実質的に存在しないとは、EPMAの測定により、4.2質量％以下の地点が観測されないことを言う。
　(組織)
　耐食性に優れる組織としては、Al濃度が極端に高い領域が小さく、少ないこと、好ましくは実質的に存在しないことが望まれる。従って、Al12Mg17、添加元素によっては、Al2Ca,Al4Ca,Al3NiなどといったAlリッチな金属間化合物に代表されるAlリッチな析出物が実質的に存在しない組織は、耐食性に最も優れると期待される。但し、上記超高濃度領域の面積率が特定の範囲を満たし、かつ低濃度領域が実質的に存在しなければ、耐食性に優れることから、本発明では、上記面積率を満たす範囲で、上記金属間化合物のようなAlリッチな析出物の存在を許容する。特に、Alリッチな金属間化合物が存在する場合、各金属間化合物が小さく(平均粒径:3.0μm以下、好ましくは0.5μm以下)、均一的に分散している組織(合計面積率:11％以下)であると、Al濃度が均一的になり易く好ましい。また、上記金属間化合物のようなAlリッチな析出物が均一的に存在する場合、腐食に対するバリアとしての機能が期待できる。
　合金中の添加元素によっては、上述のAlリッチな金属間化合物の他、Mg2Si、Mg2Ca、Mg2Sn、Mg17Sr2などのMgを含む金属間化合物が形成され得る。マグネシウム合金材の少なくともその表面側領域において、上述のようなMgやAlを含む金属間化合物が3面積％以下であると、耐食性に優れて好ましい。従って、本発明では、上記金属間化合物の下限は特に設けない。本発明において上記金属間化合物の面積率を測定する表面側領域とは、マグネシウム合金材の表面から厚さ方向に100μmまでの領域とする。マグネシウム合金材の厚さが100μm未満の場合、表面から厚さ方向に厚さの1/4までの領域とする。上記金属間化合物の面積割合の測定方法は後述する。
　(形態)
　本発明マグネシウム合金材の形態としては、製造工程から区別すると、圧延材・押出材といった展伸加工を施した展伸材(但し、製造途中で溶体化処理有り)、展伸材に矯正処理を施した矯正材、展伸材に歪み除去などを目的とした熱処理を施した熱処理材、ダイカスト材・チクソモールド材・展伸材・矯正材・鋳造材(例えば、双ロール連続鋳造法によるもの)といった種々の形態に最終溶体化処理を施した溶体化材、溶体化材に圧延・押出といった展伸加工を施した(溶体化後)展伸材、溶体化材に矯正を施した(溶体化後)矯正材、溶体化材に圧延などの展伸加工及び上記熱処理を順次施した(溶体化後)熱処理材、展伸材・矯正材・熱処理材・溶体化材に研削を施した研磨材が挙げられる。更に、展伸材・矯正材・熱処理材・溶体化材・研磨材のいずれかの形態の板材に、絞り、曲げ、鍛造、プレス加工などの塑性加工や、切削、打抜きなどの機械加工を施した加工材が挙げられる。
　上記展伸材のうち、特に、圧延材は、圧延により結晶粒が微細化され、例えば、平均結晶粒径が10μm以下、更には5μm以下の微細組織であったり、空隙(巣)といった内部欠陥が少ない、或いは小さい、或いは実質的に存在しない組織(材料組成から計算で求められる理論密度材料に対して実測した密度が99％以上である組織)であったりする。このような微細組織や上記密度が高い組織を有することが、圧延材であることを示す一つの指標となり得る。圧延材は、上述のように内部欠陥が少なかったり、小さかったり、好ましくは実質的に存在しないことで、引張強さ、伸び、剛性などの機械的特性に優れるため、構造材や構造材の素材に好適に利用することできる。
　矯正には、例えば、レベラロール加工などが利用できる。レベラロール加工による矯正材は、矯正加工の度合いによってはせん断帯が導入されることで顕微鏡観察を行っても明確な粒界が観察され難い組織となる場合がある。この場合、単色光X線回折ピークが取得可能なことから非晶質でもない組織であり、単色光X線回折ピークが取得でき、粒界が観察できない組織を有することが、レベラロール加工による矯正材であることを示す一つの指標となり得る。矯正材、特にレベラロール加工による矯正材は、プレス加工などの塑性加工時に再結晶化を生じて、塑性加工性に優れる傾向にある。矯正の度合いが低い場合は、外観、組織、機械的性質が上記圧延材に類似する場合がある。
　溶体化材は、過飽和固溶体を生成する溶体化処理が施されていることから、Alといった添加元素が主として固溶体として存在し、Al12Mg17,Al(MnFe),Al2Ca,Al4Ca,Al3NiといったAlを含有する金属間化合物などの析出物が存在し難く、存在しても小さくかつ少ない。従って、Alを含有する金属間化合物の存在割合が少ないことが溶体化材であることを示す一つの指標となり得る。具体的には、マグネシウム合金材の表面側領域(代表的には、表面から厚さ方向に100μmまでの領域)の断面において、Al及びMgの少なくとも一方を含む金属間化合物の合計面積の割合が3％以下、更に1％以下であるものが溶体化材として挙げられる。その他、溶体化材は、400℃×30時間以上の熱処理を施した場合、当該熱処理後において硬度が低下し難かったり、伸びが実質的に変化しなかったりする、という傾向にある(但し、試験片は表面を研削したものとする)。従って、このような熱処理前後における機械的特性の変化度合いを溶体化材の指標に利用できると考えられる。
　溶体化材は、上述のようにその全体に亘って過飽和固溶体が形成されることでAlが均一的に存在し易い。具体的には、最終溶体化処理を施した溶体化材の場合、中心組成領域が90面積％以上、超高濃度領域が3面積％以下、更には1面積％以下といったAl濃度分布を有する。そのため、溶体化材は、耐食性により優れる。また、溶体化材は、塑性加工時に割れの起点となるような粗大な析出物(代表的には金属間化合物)などの欠陥が実質的に存在しないことで、塑性加工性にも優れる。そのため、この溶体化材は、塑性加工材の素材に好適に利用することができる。
　研磨材は、表面が平滑化されて表面性状に優れる。従って、表面粗さが小さいこと(例えば、最大高さRzで20μm以下)、或いは研磨痕が見られることが、研磨材であることを示す一つの指標となる。
　熱処理材は、熱処理条件にもよるが、例えば、(1)マグネシウム合金材の内部にせん断帯が観察されない、(2)断面において結晶粒径が0.1μm以下の粒子が占める割合が5面積％以下であることが、熱処理材であることを示す一つの指標となり得ると考えられる。
　上述した加工材が塑性加工材である場合、素材として、本発明マグネシウム合金材が板材である形態を利用し、かつ特定の条件で塑性加工を施すことで、この塑性加工材も、中心組成領域が50面積％以上、超高濃度領域が17.5面積％以下、低濃度領域が実質的に存在しないというAl濃度分布を有し、耐食性に優れる。即ち、この塑性加工材は、上記素材のAl濃度分布を実質的に維持できる。上述した機械加工材も、上記素材のAl濃度分布を実質的に維持できる。
　一方、本発明マグネシウム合金材の形態を形状で区別すると、板材(実質的に平面からなる平行する表裏面と、これら表裏面間を繋ぐ側面とから構成され、表裏間の距離(＝厚さ)が全体に亘って実質的に均一的な形状であり、平面視した場合、代表的には矩形状、その他、円形状、楕円状、多角形状などの種々の平面形状を取り得る)、長尺な板材を巻き取ったコイル材、上記板材を除く種々の異形状体が挙げられる。板材は、切削や打ち抜きなどを行うことで、種々の形状、例えば、円形状、楕円状、多角形状、その一部に貫通孔(窓のような大きなものも含む)を具える形態などの種々の平面形状を取り得る。その他、板材は、後述するように異形ローラなどを用いることで、一部に凹溝を有する形態、一部にリブ(凸部)を有する形態など、厚さの異なる部分を有する形態を含む。異形状体は、例えば、ダイカスト法やチクソモールド法で成形可能な任意の三次元形状体やプレス加工などの塑性加工で成形可能な三次元形状体が挙げられる。上記三次元形状体は、例えば、板材の一部にリブなどの突起や凹溝を一体に有して、部分的に厚さが異なる形状、各種の機器の筐体などに利用される断面]状の箱体や]状の枠体、有底筒状体、その他、球体、楕円体、三角柱状体などの多角柱状体といった比較的単純な形状のものが挙げられる。また、異形状体は、その一部に貫通孔(窓のような大きなものも含む)を具える形態とすることができる。このような凹凸形状や貫通孔を有する形状はダイカスト法などを利用することで容易に成形できる。インゴットなどに切削加工、研削加工などを施して所望の形状に成形した素材を利用してもよい。その他、異形状体は、プレス加工などの塑性加工が一部にのみ施された塑性加工部を有する形態などが挙げられる。
　本発明マグネシウム合金材は、上述のように種々の形状を取り得るが、コイル材であると、プレス加工などの塑性加工が施されてなる塑性加工材の素材に好適に利用できる上に、当該塑性加工材の量産に寄与することができる。本発明マグネシウム合金材がコイル材である場合、より具体的な形態は、圧延コイル材、鋳造コイル材又は圧延コイル材に最終溶体化処理を施した溶体化コイル材が挙げられる。これらコイル材は、例えば、厚さが10mm以下、更に5mm以下、幅が100mm以上、更に200mm以上、とりわけ250mm以上、長さが30m以上、更に50m以上、とりわけ100m以上のものが挙げられる。このような長尺材や広幅材は、上述のように塑性加工材の素材に好適である。特に、圧延材や圧延材に最終溶体化処理を施したものでは、上記鋳造材と比較して、厚さが更に薄い形態や長さが更に長い形態とすることができる。例えば、厚さが2mm以下、特に1.5mm以下、とりわけ1mm以下といった薄肉材、長さが50m以上、更に100m以上、とりわけ200m以上といった長尺材とすることができる。厚さが2mm以下といった薄肉材は、薄型、軽量の塑性加工材の素材に好適に利用できる。但し、厚さは、0.1mm以上が好ましく、0.3mm～1.2mmが利用し易い。
　本発明マグネシウム合金材は、耐食性に優れることから、腐食環境によっては化成処理や陽極酸化処理などの防食処理を施していなくても、十分に使用できると期待される。この場合、防食処理の工程を削減でき、マグネシウム合金材の生産性を高められる上に、廃棄物を低減できるため、環境負荷を低減できると期待される。勿論、本発明マグネシウム合金材は、化成処理や陽極酸化処理といった防食処理を施した形態、即ち、防食層を具える形態とすることができる。表面に防食層を具える場合、高精度な断面観察を行わなくても、研磨や切削などにより防食層を除去してマグネシウム合金からなる基材表面を露出させることで、Al濃度を測定できる。防食層に加えて、塗装層などを具える形態とすると、耐食性の更なる向上を図ったり、着色や模様の付与などによる商品価値の向上を図ったりすることができる。防食層や塗装層は所望の箇所に施すとよい。
　[製造方法]
　本発明マグネシウム合金材を製造するには、最終製品を得るまでの間に溶体化処理を少なくとも1回施すことを必須とする。特に、温間圧延工程を含む製造方法とする場合、溶体化工程を含むことに加えて、最終の温間圧延後の冷却工程において、素材を特定の温度にするまでの冷却速度を特定の範囲に制御する製造方法を利用することができる。或いは、温間圧延工程の有無に係わらず、最終の溶体化工程において、特定の温度域の冷却速度を特定の範囲に制御する製造方法を利用することができる。例えば、本発明マグネシウム合金材の製造方法として、圧延工程を具える形態(製造方法1-1～1-5)と、圧延工程を具えない形態(製造方法2)とが挙げられる。なお、以下に述べる各製造方法において、上述の(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する本発明マグネシウム合金材が得られる範囲で、少なくとも一つの工程を削除したり、各工程の順序を変更することができる。
　(製造方法1-1)
　本発明マグネシウム合金材を圧延材とする場合、例えば、以下の準備工程、中間溶体化工程、及び圧延工程を具える製造方法により製造することができる。
　準備工程:Alを7.3質量％以上16質量％以下含有するマグネシウム合金からなり、連続鋳造法で製造した鋳造材を準備する工程。
　中間溶体化工程:上記鋳造材に保持温度:以下の最低保持温度以上、保持時間:1時間以上25時間以下の溶体化処理を施して、中間溶体化材を製造する工程。
　　最低保持温度：Mg-Alの二元状態図(質量％)においてAlがMgに固溶する温度(固相線温度)よりも10℃低い温度
　圧延工程:上記中間溶体化材に1パス以上の温間圧延を施し、圧延材を製造する工程。
　特に、中間溶体化工程以降の製造工程において、加工対象である素材(代表的には圧延材)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する総合計時間を12時間以内とすると共に、300℃超の温度に加熱しないように、上記素材の熱履歴を制御する。
　かつ、圧延工程において、最終の温間圧延を施した後、冷却を開始するときの素材の温度から、当該素材の温度が100℃以下になるまでの間の平均冷却速度を0.8℃/min以上とする。
　上記最低保持温度:Mg-Alの二元状態図(質量％)において固相線温度よりも10℃低い温度とは、代表的には以下のように表わされる(後述する製造方法1-2も同様である)。マグネシウム合金中のAl全平均量:x質量％が5質量％以上13質量％以下の場合、固相線温度は283℃～437℃であり、Al全平均量の増加に伴って固相線温度が上昇することから、上記最低保持温度は、以下の一次式で表わされる。
　(式)　(最低保持温度)=20×x+(182-10)＝20x+172
　一方、Al全平均量が13質量％超16質量％以下の場合、上記最低保持温度は(437-10)℃＝427℃とする。
　製造方法1-1では、特に、中間溶体化処理以降、好ましくは最終製品までの工程において、素材を150℃～300℃の温度域に保持する総合計時間を12時間以下と短くする。150℃～300℃の温度域は、Al12Mg17といったAlリッチな金属間化合物が成長され易い温度域である。この温度域の保持時間を上述のように比較的短時間とすることで、特に上記金属間化合物の成長を抑止し、超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制したり、金属間化合物の面積率を低減したりすることができる。かつ、最終の温間圧延後においてAlの拡散が実質的に生じないように、冷却工程において少なくとも100℃になるまでは上記特定の冷却速度となるように冷却状態を調整すると、上記金属間化合物の成長を抑止し、超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制することができる。冷却速度を速めるほど、超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制できて好ましい。更に、300℃超に加熱しないようにすることでも、上記金属間化合物の成長の抑制を図る。
　(製造方法1-2)
　本発明マグネシウム合金材を、圧延工程を経た溶体化材とする場合、例えば、以下の準備工程、中間溶体化工程、圧延工程、及び最終溶体化工程を具える製造方法により、製造することができる。
　準備工程:Alを7.3質量％以上16質量％以下含有するマグネシウム合金からなり、連続鋳造法で製造した鋳造材を準備する工程。
　中間溶体化工程:上記鋳造材に保持温度:以下の最低保持温度以上、保持時間:1時間以上25時間以下の溶体化処理を施して、中間溶体化材を製造する工程。
　　最低保持温度：Mg-Alの二元状態図(質量％)においてAlがMgに固溶する温度(固相線温度)よりも10℃低い温度
　圧延工程:上記中間溶体化材に1パス以上の温間圧延を施し、圧延材を製造する工程。
　最終溶体化工程：上記圧延材に保持温度:上記最低保持温度以上、保持時間:1時間以上40時間以下の最終溶体化処理を施す工程。
　特に、最終溶体化工程では、330℃～380℃の温度域における冷却速度が以下を満たす。
　　上記圧延材の表面から厚さ方向に10μmまでの領域を表層領域とするとき、表層領域を1℃/min以上で冷却する。
　上述のように圧延後に更に最終溶体化処理を施すことで、圧延工程までに生成されたAlリッチな金属間化合物などの析出物を固溶させて、超高濃度領域や低濃度領域の増大を効果的に抑制したり、金属間化合物の面積率を低減したりすることができる。上記製造方法1-2における圧延工程において上述した製造方法1-1と同様に最終の温間圧延後の冷却速度を特定の範囲にしてもよい。また、この製造方法1-2においても、最終溶体化工程以降、最終製品が得られるまでにおいて、150℃以上300℃以下の温度域に保持する合計時間をできる限り短くし、かつ300℃超の温度に加熱しないように、素材の熱履歴を制御すると、最終溶体化工程を経て得られた溶体化材のAl濃度分布を維持することができて好ましい。
　(製造方法1-3)
　上述の製造方法1-1で製造された圧延材に対して、歪み取りを目的とする最終熱処理を施すことができる。即ち、本発明マグネシウム合金材を、圧延工程を経た熱処理材とする場合、製造方法1-1の準備工程、中間溶体化工程、圧延工程に加えて、後述する最終熱処理工程を具える製造方法により、製造することができる。
　(製造方法1-4)
　或いは、製造方法1-1,1-2で製造された圧延材や溶体化材に対して、直進性を高めるなどを目的として矯正(代表的には温間矯正)を施したり、表面性状の向上(酸化層や表面欠陥、圧延などで用いた潤滑剤などの除去)などを目的として洗浄や研磨を施すことができる。特に、本発明マグネシウム合金材を矯正材や研磨材とする場合、準備工程、中間溶体化工程、圧延工程(製造方法1-1又は1-2に規定の工程)、最終溶体化工程(製造方法1-2のみに規定の工程)に加えて、後述する矯正工程及び研磨工程の少なくとも一方を具える製造方法により、製造することができる。
　(製造方法1-1～1-4の生産物の形態)
　上記準備工程、中間溶体化工程、圧延工程を具える製造方法、この製造方法に更に最終溶体化工程、最終熱処理工程、矯正工程、研磨工程及び洗浄工程から選択される少なくとも一つの工程を具える製造方法では、所定の長さの板材(巻き取ることが難しいと考えられる短尺な板材(例えば、長さ5m以下、特に1m以下)。以下、シート材と呼ぶ)、又は長尺な板材が得られる。
　上記シート材は、例えば、準備工程で鋳造材を所定の長さに切断して所定の長さの鋳造材(鋳造板)とし、この鋳造材を素材として以降の工程を経ることで得られる。或いは、準備工程で長尺な鋳造材を巻き取って鋳造コイル材を作製し、各工程でもコイル材を作製し、最終的に所定の長さに切断することでもシート材が得られる。一方、上記切断を行わない場合、長尺な板材が得られ、この長尺な板材を巻き取ることで、コイル材の形態の本発明マグネシウム合金材が得られる。コイル材を作製する場合、準備工程以降の各工程では、コイル材の繰出し及び巻き取りを概ね行う。また、この場合、各工程に提供する素材は長尺材や幅広材が巻き取られたコイル材であるため、一度に大量の素材を移行したり加熱したり、連続して各工程の処理を行えることから、マグネシウム合金材の生産性に優れる。本発明マグネシウム合金材は、各工程の素材にシート材、コイル材のいずれを用いても作製することができる。
　(製造方法1-5)
　或いは、上記圧延材、溶体化材、熱処理材、矯正材、研磨材及び洗浄材のいずれかの板材に塑性加工を施して本発明マグネシウム合金材を塑性加工材とする場合、上述の各製造方法に、更に以下の塑性加工工程を具えることで、製造することができる。
　塑性加工工程：得られた板材を保持温度：350℃以下(好ましくは300℃以下)、保持時間：8時間以下(好ましくは0.5時間以下)で予備加熱を行い、この加熱状態の板材に塑性加工を施す工程。
　以下、製造方法1-1～1-5の各工程をより詳細に説明する。
　≪準備工程≫
　上記鋳造材は、連続鋳造法を利用することが好ましい。連続鋳造法は、長手方向に均一的な品質の鋳造材を安定して得られる上に、急冷凝固が可能であるため、酸化物や偏析などを低減できる上に、圧延時などで割れの起点と成り得る10μm超といった粗大な晶析出物の生成を抑制でき、圧延、押出などの塑性加工性に優れた鋳造材が得られる。特に、双ロール連続鋳造法は、偏析が少ない板状の鋳造材を形成し易い。鋳造材の断面積や厚さ、幅、及び長さは特に問わないが、厚過ぎると偏析が生じ易いため、厚さは10mm以下、更に7mm以下、特に5mm以下が好ましい。また、長さが30m以上、更に50m以上、とりわけ100m以上といった長尺な鋳造材や、幅が100mm以上、更に250mm以上、とりわけ600mm以上といった広幅な鋳造材を圧延材の素材とすると、長尺な圧延板や広幅な圧延板を作製できる。鋳造材は、コイル状に巻き取った鋳造コイル材としてもよいし、所定の長さに切断した鋳造シート材としてもよく、所望の形態に応じて適宜選択するとよい。コイル状に巻き取るにあたり、鋳造コイル材の内径が小さい場合、鋳造材を巻き取る直前で150℃以上に加熱した状態で巻き取ると、割れが生じることなく巻き取れて、鋳造コイル材を容易に作製できる。
　≪中間溶体化工程≫
　上記鋳造材に中間溶体化処理を施して、組成を均質化すると共に、Alといった元素を固溶させることで、粗大な析出物の存在を低減でき、圧延、押出などの塑性加工性に優れる素材とすることができる。中間溶体化処理の保持温度は、代表的には350℃以上450℃以下が挙げられ、特に380℃以上、更に390℃以上420℃以下が挙げられる。保持時間は1時間以上25時間以下、特に10時間以上25時間以下が挙げられる。保持時間は、Alの含有量が多いほど長くすることが好ましい。更に、上記保持温度からの冷却工程において、後述する最終溶体化処理時と同様に水冷や衝風といった強制冷却などを利用して冷却速度を速めると(好ましくは1℃/min以上、より好ましくは50℃/min以上)、析出物の成長や析出を抑制することができて好ましい。特に、鋳造シート材を利用する場合、冷却速度を制御し易い。
　上記鋳造材にそのまま中間溶体化処理を施してもよいが、中間溶体化処理を施す前に、圧下率が小さい圧延(圧下率:1％/1パス～15％/1パス程度)を施したり、表面研削を行ったりしてもよい。
　≪圧延工程≫
　マグネシウム合金に圧延を施す場合、素材の温度を室温とすると、圧下率を高めることが難しく生産効率の低下を招くことから、生産性を考慮すると、少なくとも1パスは温間圧延を行うことが好ましい。素材(中間溶体化材や圧延途中の圧延材)を加熱することで圧延といった塑性加工性を高められ、素材の温度を高めるほど塑性加工性を高められるが、素材の温度の上昇は、Alを含有する金属間化合物といった析出物が粗大化して、超高濃度領域や低濃度領域の増大を招いたり、粗大な析出物により塑性加工性の低下を招く。従って、素材の温度は、300℃以下、特に150℃以上280℃以下が好ましい。素材の加熱は、予備加熱工程を設けて、雰囲気加熱炉などの加熱手段を利用して行うことができる。加熱炉は、素材(シート材又はコイル材)を収納可能な適宜なものを利用できる。
　特に、鋳造シート材に圧延を施して圧延材(シート材)を作製し、得られた圧延材が上記特定のAl濃度分布を有する本発明マグネシウム合金材とする場合、上記予備加熱工程の保持温度の保持時間を短くすることが好ましい。ここで、上述のように主として圧延時に素材が特定の温度域:150℃～300℃に保持される時間ができるだけ短くなるように(好ましくは12時間以内となるように)制御すると、析出物(特にAlリッチな金属間化合物)の成長を効果的に抑制して、超高濃度領域や低濃度領域、金属間化合物の面積率の増大を防止できる。長尺材や広幅材を巻き取ったコイル材では、コイル材全体を均一的な温度に加熱しようとすると、コイル材の少なくとも一部は、予備加熱中、上記特定の温度域に保持される時間が長くなる傾向にある。特に、長尺材や広幅材であっても小型なコイル材とするために、素材を密に巻回してターン間の隙間を小さくしている場合などでは、コイル材全体を均一的に加熱するための所要時間がある程度長く必要になる。従って、上記特定の温度域に保持される時間が長くなる領域が存在し得る。コイル材全体に亘って析出物の成長を抑制するためには、予備加熱時間も上記総合計時間に含まれるように、コイル材の大きさを調整したり、予備加熱時間を短縮することが望まれる。予備加熱時間を短縮するための手法として、例えば、圧延装置の直前にインライン加熱装置(代表的には、輻射熱、通電加熱、誘導加熱などを利用した加熱装置)を設けて急速加熱を実施することが挙げられる。インラインとすることで、加熱後、圧延を施すまでの時間も短縮できる。また、素材が150℃～300℃に保持される時間を短くするための手法として、圧延装置(代表的には圧延ローラ)を通過後、圧延材を冷媒や潤滑剤に浸漬するなどして急冷する(好ましくは冷却速度:1℃/sec以上)ことが挙げられる。上記急熱及び急冷の双方を行うと、圧延工程において素材が150℃～300℃に保持される時間を効果的に短縮できる。特に、上記急熱及び急冷は、圧延を施す素材が鋳造シート材といった短尺材である場合に容易に施すことができる。その他、例えば、素材を複数用意して積層し、これらを一度に加熱する場合などでも、素材間に適宜な隙間を設けることで各素材を均一的な温度に加熱するための時間を比較的短くできる。この手法も、圧延を施す素材が鋳造シート材といった短尺材である場合に容易に施すことができる。例えば、所定の長さの圧延材(シート材)であって、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有するものを作製するにあたり1パス以上の温間圧延を施すときには、圧延前の予備加熱における合計の保持時間を0.01時間以上8時間以下、特に、0.01時間以上0.3時間以下とすることが好ましい。このように予備加熱条件を制御することで、析出物が実質的に存在せず、Al濃度分布幅がより狭いマグネシウム合金材、即ち、耐食性により優れるマグネシウム合金材が得られる。
　上記温間圧延を含む圧延は、1パスでも複数パス行ってもよい。複数パスの圧延を行うことで、厚さが薄い圧延材が得られる上に、圧延材を構成する組織の平均結晶粒径を小さくしたり(例えば、10μm以下、好ましくは5μm以下)、プレス加工といった塑性加工性を高められる。所望の厚さの圧延材が得られるように、パス数、各パスの圧下率、及び総圧下率を適宜選択することができる。その他、公知の圧延条件、例えば、素材だけでなく圧延ロールも加熱するなど、適宜な条件を利用してもよい。
　特に、圧延材(シート材)や圧延コイル材であって、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有するものを作製する場合、最終の温間圧延を施した後の冷却工程において、冷却開始時の素材の温度から当該素材の温度が少なくとも100℃になるまでの間の平均冷却速度を0.8℃/min以上とすることが好ましい。最終の温間圧延後、素材を速やかに冷却することで、冷却中に析出物が成長して、超高濃度領域や低濃度領域、金属間化合物の面積率が増大することを効果的に防止することができる。特に、コイル材の場合、上述のように加熱された状態が長時間保持され易いことから、最終の温間圧延後に速やかに冷却することは、超高濃度領域や低濃度領域の生成や増大などの抑制に効果がある。なお、圧延後に最終溶体化処理を施す場合、必ずしも上記冷却速度を満たす必要はないが、最終溶体化処理前までに超高濃度領域や低濃度領域、金属間化合物の面積率を低減することで、最終的に得られる溶体化材においても、超高濃度領域や低濃度領域、金属間化合物の面積率を低減し易いと期待される。上記平均冷却速度は、例えば、最終の温間圧延後、冷却を開始するときの素材の温度を測定し、得られた測定温度:Tmp(℃)から100℃になるまでの時間ｔ(min)を設定し、(Tmp-100)/t(℃/min)で表わされる速度とすることが挙げられる。そして、(Tmp-100)/t(℃/min)≧0.8(℃/min)となるように冷却状態を調整するとよい。素材の温度の測定は、熱電対などの接触型センサ、サーモグラフィといった非接触型センサのいずれを用いてもよい。熱電対は、極薄いものを用意して、素材の表面に設置して測定するとよい。
　上記冷却速度は速いほど好ましく、1℃/sec以上、更に5℃/sec以上がより好ましい。冷却工程では、上記冷却速度を達成し得る任意の冷却手段が利用できる。特に、強制冷却を利用すると、冷却速度を速められる。強制冷却手段は、ファン(空冷)や衝風(ジェット空冷)などの気体媒体を使用するもの、水冷などの液体媒体を使用するもの、その他、冷却ロールなどの固体媒体を利用するものなど、種々利用することができる。特に、衝風などの空冷を利用すると、素材に付着した液体冷媒の除去工程が不要である、液体冷媒の付着による表面性状の劣化が生じない、といった効果が得られる。一方、液体冷媒を利用すると、冷却速度を速め易い。液体冷媒は、圧延などで利用した潤滑剤の除去が可能な洗浄剤(例えば、界面活性剤)などを含むものを利用すると、冷却と共に洗浄も行えて好ましい。強制冷却手段は、オフラインで配置してもよいが、インラインで配置すると、素材表面と冷却媒体との接触面積を大きく確保できることから、冷却効率を高められる。コイル材の場合、最終の温間圧延後、一旦巻き取ってから上記冷却を行ってもよい。また、コイル材の場合、巻き取った状態で上記冷却を行ってもよいが、巻き戻した状態で行うと、冷却速度を速め易い。上記冷却速度を達成できる場合は、上記強制冷却手段を用いず自然放冷を行ってもよい。
　なお、仕上げ圧延などで圧下率が小さい圧延を行う場合は、冷間加工とすることができる。冷間加工では、Al濃度の変化が実質的に生じ難く、冷間加工前のAl濃度の分布が実質的に維持される。
　複数パスの圧延を行う場合、上述した150℃～300℃の温度域の保持時間が上記総合計時間に含まれる範囲で、パス間に中間熱処理を行うことができる。中間熱処理により、当該熱処理までの塑性加工(主として圧延)により素材に導入された歪みや残留応力、集合組織などを除去、軽減することができる。こうすることで、当該熱処理後の圧延で不用意な割れや歪み、変形を防止して、より円滑に圧延を行える。この中間熱処理の素材の保持温度も300℃以下とすることが好ましい。保持温度は、150℃以上、特に250℃以上280℃以下が好ましい。保持時間は、例えば、0.5時間～3時間程度が挙げられる。また、中間熱処理後の冷却工程においても、冷却速度を速める(好ましくは1℃/min以上、より好ましくは50℃/min以上)ことで、析出物の成長を抑制できて好ましい。
　上述のように圧延材の厚さ、幅、及び長さは、適宜選択することができる。また、上記圧延は、潤滑剤を適宜利用すると、圧延時の摩擦抵抗を低減でき、素材の焼き付きなどを防止して、圧延を施し易い。更に、圧延ロールとして、ロール外周に凹溝を有するもの(異形ローラ)を利用すると、リブを有する圧延材、ロール外周に凸部を有するもの(異形ローラ)を利用すると、凹溝を有する圧延材を製造できる。その他、得られた圧延材に対して、切削加工や研削加工を施して、所望の凹凸形状、段差形状に形成したり、ボスや貫通孔を形成したりすることができる。
　≪最終溶体化処理≫
　上記圧延後に最終溶体化処理を施すことで、析出物を再固溶させて、超高濃度領域や金属間化合物を十分に低減し、低濃度領域を実質的に存在しないようにすることができる。保持温度が上記最低保持温度未満或いは保持時間が1時間未満では、過飽和固溶体を十分に生成できず、超高濃度領域や金属間化合物の低減を十分に図ることが難しい。保持温度が高過ぎる(代表的には450℃超)或いは保持時間が40時間超では、母相の焼付きが生じたり、十分に固溶状態となった後にも加熱することはエネルギーロスであり、生産性を低下させたりすることもあるため、保持温度は低めに設定することが好ましい。例えば、390℃以上420℃以下、保持時間:10時間以上25時間以下が挙げられる。
　そして、最終溶体化処理を施す場合、上記保持温度からの冷却工程において、330℃～380℃の温度域における冷却速度が1℃/min以上となるように冷却速度を調整する。ここで、Alの含有量が7.3質量％以上といったAlを多く含有するマグネシウム合金では、330℃～380℃の温度域でAl12Mg17といったAlリッチな金属間化合物といった析出物が発生し易いと言われている。従って、この温度域をできるだけ速やかに通過することが望まれる。そこで、Alの含有量が7.3質量％以上である本発明マグネシウム合金材の製造にあたり、330℃～380℃の温度域における冷却速度を上述のように速めて析出物が発生し易い温度域を通過する時間を短くすることで、上記金属間化合物の析出を抑制し、当該析出物の生成に伴う超高濃度領域や低濃度領域の増大を抑制する。冷却速度は大きいほど好ましく、1℃/min以上、更に50℃/min以上が好ましい。
　少なくとも、処理対象である圧延材の表層領域が上記冷却速度を満たせばよい。上述のように、腐食はマグネシウム合金材の表面から発生、進行する。従って、マグネシウム合金材における上記表層領域が耐食性に優れる状態、即ち、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有していればよいことから、処理対象の表層領域が少なくとも上記冷却速度で冷却されるようにする。具体的には、上述したような強制冷却を好適に利用できる。特に、ファンや冷風のジェット噴出機構などの衝風手段を用いた衝風などの空冷を利用すると、酸化し難い、冷却斑が少ないといった効果の他、上述のように液体冷媒の除去や液体冷媒の付着に伴う表面性状の劣化の抑制といった効果が得られる。一方、液体冷媒を利用する場合は、水や還元性液体などの液体冷媒を噴霧するミスト噴霧や散水、液体冷媒への浸漬といった冷却方法が利用できる。また、最終溶体化処理後に矯正加工を施したり、プレス加工などの塑性加工を施したりする場合、液体冷媒として潤滑剤を利用し、溶体化材に潤滑剤を塗布或いは潤滑剤に浸漬して冷却してもよい。圧延などに利用した潤滑剤を除去することを望む場合、強制冷却手段として、上述のように洗浄剤を含有する液体冷媒を利用してもよい。液体冷媒を用いた水冷は、空冷よりも冷却速度を速められる。コイル材の場合、そのまま冷却してもよいが、巻き戻した状態で行うと、冷却速度を速め易い。コイル材を構成する板材の厚さにもよるが、例えば、巻き戻した状態でジェット噴出機構による冷却を行うと50℃/min程度、水冷を行う場合、400℃/min程度といった冷却速度にすることができる。室温程度に冷却した後、巻き取るとよい。なお、最終溶体化工程を経た板材(鋳造材を含む)は、塑性加工性にも優れるため、工業的に用いられる巻き取り径程度では、室温程度であっても十分に巻き取ることができる。
　上記冷却速度は、最終溶体化後の素材の表面温度を測定し、330℃～380℃の温度域における冷却速度が所望の速度となるように、時間(min)を設定し、所望の速度となるように冷却状態を調整するとよい。ここで、マグネシウム合金は熱伝導性に優れることから、表面から厚さ方向に10μmまでの領域(表層領域)の温度は、最表面の温度と同義である。従って、表面領域の冷却速度は、素材の最表面の温度を測定し、この測定温度により設定できる。素材の最表面の温度の測定には、上述した熱電対やサーモグラフィなどの接触型センサ、非接触型センサのいずれも利用できる。
　≪最終熱処理≫
　圧延後に最終熱処理を施す場合、保持温度を300℃以下とすることが好ましい。より具体的な条件は、保持温度:100℃以上300℃以下、保持時間:5分以上60分以下が挙げられる。この最終熱処理工程における素材(圧延材)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する時間も上記総合計時間に含まれるようにすることが好ましく、保持時間は、30分未満が好ましい。このような特定の条件とすることで、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有し、かつ、圧延時の歪みなどが低減、或いは除去された圧延材とすることができる。
　≪矯正≫
　圧延後や最終溶体化処理後などに矯正を施すことで、板材の平坦性を高められる。矯正は、室温或いは室温以下の温度でも実施できるが、温間で行うと、平坦性をより高められる。温間矯正を行う場合、保持温度を300℃以下とすることが好ましい。より具体的な条件は、保持温度:100℃以上300℃以下、好ましくは150℃～280℃が挙げられる。この矯正工程における素材(例えば、圧延材)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する時間も上記総合計時間に含まれるようにすることが好ましい。温間矯正は、例えば、素材を加熱可能な加熱炉と、加熱された素材に連続的に曲げ(歪)を付与するために複数のロールが上下に対向して千鳥状に配置されたロール部とを具えるロールレベラ装置を好適に利用できる。ロールレベラ装置を用いると、長尺な素材でも連続して矯正を行うことができる。その他、温間矯正には、例えば、温間プレス装置を利用することができる。温間矯正後においても、冷却を開始するときの素材の温度から当該素材の温度が100℃以下になるまでの間の平均冷却速度を0.8℃/min以上とすると、析出物の成長による超高濃度領域や低濃度領域の増大、金属間化合物といった析出物の存在量の増大を効果的に抑制できる。この冷却速度を達成するには、上述のように強制冷却手段を適宜利用してもよいし、自然放冷でもよい。特に、圧延から連続して温間矯正を行う場合は、上述のように冷却速度を制御すると、Al濃度分布を特定の状態とすることができる上に、コイル状に巻き取る場合でも巻き癖がつき難く、平坦性に優れる板材が得られて好ましい。
　≪塑性加工≫
　上述のようにして作製したシート材、或いはコイル材にプレス加工などの塑性加工を施す場合、シート材やコイル材などの素材を加熱することで塑性加工性を高められる。素材の温度は350℃以下が好ましく、更に300℃以下、特に280℃以下がより好ましい。とりわけ、150℃以上280℃以下、更に150℃以上220℃以下が好適である。当該温度に素材を予備加熱するにあたり、上述のように保持時間を8時間以下とすることで、析出物の成長を抑制し、超高濃度領域や低濃度領域の増大、金属間化合物の面積率の増大を効果的に防止できる。所望の塑性加工が可能な程度に素材が加熱されていれば、保持時間は短いほど好ましく、0.5時間以下(30分以下)、更に0.3時間以下がより好ましい。特に、上述のようにコイル材は全体を均一的な温度にするための所要時間が、シート材よりも長くなる場合があるため、保持時間が短くなるように、例えば、急速加熱が可能な加熱装置を用いたり、加熱炉内にファンや導風板を適宜配置したりすることができる。一方、プレス加工といった塑性加工時の時間自体は、形状にもよるが、プレス加工で数秒～数分程度と短く、析出物の粗大化などの不具合は実質的に生じないと考えられる。このような特定の条件で塑性加工を行うことで、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する塑性加工材とすることができる。
　上記塑性加工後に熱処理を施して、塑性加工により導入された歪みや残留応力の除去、機械的特性の向上を図ることができる。この熱処理条件は、保持温度:100℃～300℃、保持時間:5分～60分程度が挙げられる。但し、この熱処理においても150℃～300℃の温度域の保持時間が上記総合計時間に含まれるようにすることが望ましい。
　≪素材を特定の温度域に保持する総合計時間≫
　上述のように中間溶体化処理以降、好ましくは最終製品までの工程(圧延(中間熱処理を含む)、最終熱処理、矯正、塑性加工前の予備加熱などの各工程)において、素材を150℃～300℃の温度域に保持する総合計時間を12時間以下と比較的短い時間に制御することが好ましい。最終溶体化処理を行う場合は、最終溶体化処理以降、最終製品までの工程において、素材を150℃～300℃の温度域に保持する総合計時間を12時間以下とすることが好ましい。
　圧延などの塑性加工に十分な加熱時間を確保するには、上記150℃～300℃の温度域に保持する総合計時間が0.01時間以上が好ましい。より好ましくは、温度域:150℃以上280℃以下、更に好ましくは150℃以上220℃以下、総合計時間:8時間以下、特に0.3時間以下となるように、圧延工程における各パスの加工度や総加工度、予備加熱の条件(予備加熱の手段や時間など)、冷却工程の条件(冷却手段や時間など)、ライン速度などの製造条件を制御する。また、Alの含有量が多いほど、上述したAlリッチの金属間化合物が析出し易いため、上記総合計時間は、Alの含有量に応じても調整することが好ましい。
　上述のように中間溶体化処理以降、最終溶体化処理を行う場合は、最終溶体化処理以降、300℃超に加熱しないことが好ましいが、析出物の粗大化などが生じないような短時間(好ましくは8時間以下、より好ましくは1時間以下)であれば許容する。
　上述のように圧延工程を含む製造方法として、より具体的な製造方法として、例えば、鋳造→中間溶体化(好ましくは、冷却工程で冷却速度を制御)→圧延→中間熱処理(保持温度によっては冷却工程で冷却速度を制御)→圧延→矯正・研磨・洗浄という工程が挙げられる。この製造方法によれば、圧延前に中間溶体化処理を施すことで、析出物を微細・極小にすることができ、その後の圧延により組織の微細化や機械的特性の改善を行うことができる。
　(製造方法2)
　一方、本発明マグネシウム合金材が圧延工程を含まない製造方法により形成される形態、代表的には、ダイカストなどで成形される成形体(異形状体を含む)である場合、例えば、以下の準備工程及び最終溶体化工程を具える製造方法により、製造することができる。
　準備工程：Alを7.3質量％以上16質量％以下含有するマグネシウム合金からなるダイカスト材、チクソモールド材、及び押出材から選択される1種の素材を準備する工程。
　最終溶体化工程:上記素材に保持温度:Mg-Alの二元状態図(質量％)においてAlがMgに固溶する温度よりも10℃低い温度(最低保持温度)以上、保持時間:1時間以上40時間以下の最終溶体化処理を施す工程。
　特に、330℃～380℃の温度域における冷却速度が以下を満たす。
　　上記素材の表面から厚さ方向に10μmまでの領域を表層領域とするとき、表層領域を1℃/min以上で冷却する。
　製造方法2では、上記準備工程で用意した素材に上述した製造方法1-2と同様の最終溶体化処理を施すことで、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する溶体化材とすることができる。特に、上記製造方法2は、上述したような複雑な三次元形状のマグネシウム合金材の製造に好適に利用できる。
　ダイカスト条件やチクソモールド条件は、公知の条件を利用することができる。押出材は、例えば、上記特定量のAlを含有するマグネシウム合金からなるインゴットを用意し、公知の条件で押し出すことで製造することができる。
　≪その他の工程≫
　製造方法1,2で得られた圧延材・熱処理材・矯正材・溶体化材に対して研磨(好ましくは湿式研磨)を施す研磨工程を具えることで、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する研磨材(本発明マグネシウム合金材の一形態)が得られる。また、製造方法1,2のいずれにおいても、更に、化成処理や陽極酸化処理といった防食処理を施す工程を具えたり、塗装層を形成する工程を具えることで、上述した(1)～(3)の条件を満たす特定のAl濃度分布を有する基材と、この基材の上に形成された防食層や塗装層とを具える本発明マグネシウム合金材が得られる。防食層や塗装層の材質・形成条件は公知の材質・条件を利用することができる。防食処理にあたり、脱脂、酸エッチング、脱スマット、表面調整といった前処理を施すことが好ましい。塑性加工を行う場合は、防食層や塗装層は、塑性加工後に形成すると、塑性加工時における防食層や塗装層の損傷を防止できる。
　以下、本発明のより具体的な実施の形態を説明する。
　[試験例1]
　種々の条件でAlを含有するマグネシウム合金材を作製し、Al濃度の分布、及び耐食性を調べた。
　この試験では、以下のように作製した試料No.1～5のマグネシウム合金材と、比較として市販のダイカスト材(AZ91合金、厚さ3mm、幅75mm、長さ150mmの板材)を用意した。このダイカスト材に、後述する試料No.1～5に施した研磨処理と同様の条件で湿式ベルト研磨を施して研磨板を作製し、この研磨板を試料No.100とした。
　試料No.1～5の製造工程を以下に示す。
　試料No.1:コイル材(圧延後最終溶体化無し)
　　　　　　　鋳造→中間溶体化→圧延→矯正→研磨
　試料No.2:溶体化コイル材(圧延後最終溶体化有り)
　　　　　　　鋳造→中間溶体化→圧延→最終溶体化→矯正→研磨
　試料No.3:シート材(急熱急冷材)　※途中巻き取り無し
　　　　　　　鋳造(鋳造後切断)→中間溶体化→圧延→矯正→研磨
　試料No.4:溶体化材(ダイカスト)
　　　　　　　ダイカスト材の用意→最終溶体化
　試料No.5:溶体化材(押出)
　　　　　　　押出材の用意→最終溶体化
　《試料No.1,2》
　AZ91合金相当の組成(Mg-8.75％Al-0.65％Zn(全て質量％))を有するマグネシウム合金からなり、双ロール連続鋳造法により得られた長尺な鋳造板(厚さ4mm、幅300mm)を作製して、一旦巻き取り、鋳造コイル材を作製した。この鋳造コイル材をバッチ加熱炉に装入して、400℃(≧20×8.75+172＝347℃)×24時間の溶体化処理(中間溶体化処理)を施した。得られた中間溶体化コイル材を巻き戻して、以下の条件で複数パスの圧延を施して巻き取り、厚さ0.6mm、幅250mm、長さ800mの圧延コイル材を作製した。
　(圧延条件)
　圧下率:5％/パス～40％/パス
　素材の温度:200℃～280℃
　ロール温度:100℃～250℃
　ここでは、加熱炉に収納された繰出しドラムと、別の加熱炉に収納された巻取りドラムとの間に、巻き戻した素材を渡し、両ドラムの回転により、両ドラム間を素材が走行するようにした。また、これら両ドラム間に圧延ロールを配置し、走行する素材に圧延を施すようにした。ここでは、パスごとに繰出しドラムと巻取りドラムとを反回転させ、繰り出しと巻き取りとを逆転させることで、複数パスの圧延を連続して行う構成とした。そして、パスごとに加熱炉に巻き取られた素材が上記温度になるように加熱し、加熱状態の素材がドラム間を走行するようにした。
　最終の温間圧延のパスを素材に施した後、そのまま巻き取って上記加熱炉で素材の温度を調整した後、巻き戻した素材に、一定の温度に調整した風を吹きつけることで、冷却速度を調整した。ここでは、素材の温度(200℃～280℃)が100℃になるまでの平均冷却速度が、試料No.1：2.0℃/min、試料No.2：1.7℃/min、100℃から室温(約20℃)になるまでの平均冷却速度が、試料No.1：1.0℃/min、試料No.2：0.9℃/minとなるように上記風の温度を調整して冷却した。そして、室温に戻した圧延板を巻き取って圧延コイル材を作製した。
　上記圧延コイル材を巻き戻して、ロールレベラ装置により、温間矯正を施して矯正コイル材を作製し(素材の温度:250℃)、この矯正コイル材を巻き戻して、＃600の研磨ベルトを用いて湿式ベルト式研磨を施し、得られた研磨板を巻き取って、研磨コイル材を作製した。この研磨コイル材を試料No.1とする。試料No.1では、上記中間溶体化処理以降、最終的な研磨コイル材が得られるまでの製造工程において、150℃～300℃の温度域に素材を保持する総合計時間を12時間以内とし、300℃超の加熱を行わなかった。
　一方、上記圧延コイル材をバッチ炉に装入して350℃(≧(20×8.75＋172)＝347)×1時間の最終溶体化処理を施した後、室温(約20℃)まで強制冷却により冷却した。冷却は、バッチ炉から取り出したコイル材の円筒状の表面に対して、ジェット噴出機構により冷風を吹き付けることで行った。特に、380℃～330℃の温度域における、コイル材を構成する板材の表層領域(表面から厚さ方向に10μmまでの領域)の平均冷却速度が3℃/min(≧1℃/min)となるように、冷風の温度、風量、風速などを調整した。ここでは、コイル材の適宜な位置に熱電対を取り付けておき、最も冷却が遅い箇所における冷却速度が3℃/minとなるように上記調整を行った。なお、ここでは、コイル材のまま冷却したが、コイル材を巻き戻した状態で冷却してもよい。
　得られた上記溶体化コイル材を巻き戻して、試料No.1と同様にして、同様の条件で温間矯正、湿式ベルト研磨を施した。得られた研磨コイル材を試料No.2とする。なお、試料No.2では、上記最終溶体化処理以降、最終的な研磨コイル材が得られるまでの製造工程において、150℃～300℃の温度域に素材を保持する総合計時間を12時間以内とし、300℃超の加熱を行わなかった。試料No.2は、最終溶体化処理以降において150℃～300℃の温度域に素材が保持された工程は、実質的に温間矯正だけである。ここでは、圧延により薄くなった素材に対して温間矯正を施していることから、上記温度域の保持時間を数分程度とすることができる。
　《試料No.3》
　試料No.1,2と同様の組成のマグネシウム合金からなり、双ロール連続鋳造法により得られた鋳造板(厚さ5mm、幅300mm、長さ500mmの鋳造シート材)を複数用意した。得られた各鋳造板に、400℃×24時間の溶体化処理(中間溶体化処理)を施した後、長さを調整するための切断を行いながら、試料No.1,2と同様の条件で複数パスの圧延を施し、厚さ0.6mm、幅300mm、長さ2000mmの圧延板(シート材)を作製した。圧延の各パス前に急速加熱が可能な加熱手段により予備加熱を行い、素材を所定の温度に加熱した。予備加熱における合計保持時間は3時間である。また、最終の温間圧延のパスを素材に施した後、この素材を冷却用鋼板(熱媒体を循環させることで温度制御が可能なもの)に載置することで、冷却速度を調整した。ここでは、素材の温度(200℃～280℃)が100℃になるまでの平均冷却速度を60℃/min、室温(約20℃)になるまでの平均冷却速度を40℃/minとなるように冷却用鋼板の温度、載置時間を調整して冷却した。作製した圧延板に、試料No.1,2と同様にして、同様の条件で温間矯正、湿式ベルト研磨を施した。得られた研磨板(シート材。以下、急熱急冷材と呼ぶことがある)を試料No.3とする。試料No.3も試料No.1と同様に、上記中間溶体化処理以降、最終的な研磨板が得られるまでの製造工程において、150℃～300℃の温度域に素材を保持する総合計時間を12時間以内とすると共に、300℃超の加熱を行わなかった。
　《試料No.4》
　試料No.100と同様の市販のダイカスト材(AZ91合金(Al:8.75質量％)、厚さ3mm、幅75mm、長さ150mmの板材)を用意し、このダイカスト材に380℃(≧(20×8.75＋172)＝347)×20時間の最終溶体化処理を施した後、室温(約20℃)まで強制冷却により冷却した。この冷却は、試料No.2と同様にジェット噴出機構を用いて、板材の表面に冷風を吹き付けることで行い、380℃～330℃の温度域における表層領域の冷却速度が50℃/min(≧1℃/min)になるように、冷風の温度、風量、風速などを調整した。上記強制冷却後、250℃以下の条件で温間プレス加工による平坦化(矯正)を実施してから、試料No.1,2と同様の方法で、湿式研磨を施した。得られた研磨板を試料No.4とする。
　《試料No.5》
　試料No.100と同様の市販のダイカスト材を再溶解鋳造した後、押出加工した素材(AZ91合金、厚さ3mm、幅50mm、長さ150mmの板材)を用意し、この押出材に380℃×20時間の最終溶体化処理を施した後、試料No.4と同様にジェット噴出機構を用いて室温(約20℃)まで強制冷却により冷却した。この強制冷却後、試料No.4と同様の条件で温間プレス加工による矯正及び湿式研磨を施し、得られた研磨板を試料No.5とする。試料No.5も、380℃～330℃の温度域における表層領域の冷却速度が50℃/min(≧1℃/min)になるように、冷風の温度、風量、風速などを調整した。
　なお、上記最終の温間圧延後の冷却工程における冷却速度や最終溶体化処理工程における冷却速度の調整は、以下のような相関データを予め作成し、この相関データを参照すると、容易に行える。厚さ、長さ、巻回数が異なる複数のコイル材やシート材などの冷却対象の最表面、又は表面から10μmの地点の温度を温度センサにより測定できるようにし(例えば、上記地点に溝を形成してこの溝に温度センサを埋設するなど)、冷風の温度、風量、風速などの強制冷却手段の各パラメータを適宜変更したときに、上記冷却工程における冷却開始時の素材の温度から100℃に達するまでの時間や、380℃から330℃に達するまでの時間を測定して冷却速度を求め、各パラメータと冷却速度との相関データを作成する。冷却対象がコイル材の場合、コイル材の適宜な位置に温度センサを配置して、最も冷却が遅い箇所の冷却速度に関する相関データを予め作成しておくとよい。
　得られた試料No.1～5、及び比較の試料No.100から、試料全体のAlの含有量(Al全平均量):x質量％を測定するために全体量用試験片を切り出し、この試験片を利用して、ICP発光分光分析により、Al全平均量を求めたところ、いずれの試料もx＝8.75質量％であった。
　得られた試料No.1～5、及び比較の試料No.100から、マッピング用試験片を切り出し、各試験片の表面の元素:Alの分析・測定を、FE(Field　Emission)-EPMA装置(日本電子株式会社製JXA-8530F)を用いて行った。測定条件を以下に示す。
　　(測定条件)
　加速電圧:15kV
　照射電流:100nA
　サンプリングタイム：50ms
　上記元素分析におけるAlの含有量(質量％)は、以下の検量線を作成し、この検量線を用いてEPMAのX線強度をAlの含有量(質量％)に換算して求めた。
　〔検量線の作成〕
　Alの含有量が異なる市販のAZ31合金材、AZ61合金材、AZ91合金相当材に溶体化処理(400℃×120時間)を施して、均質化したものをサンプルとした。AZ91合金相当材は、試料No.2の溶体化コイル材を切断して利用した。そして、各サンプルの表面に対してICP発光分光分析を行い、Alの含有量を測定すると共に、上記測定条件によりFE-EPMAに元素分析を行い、AlのX線強度(cps/μA)を測定する。
　そして、図4に示すように得られたX線強度:yをAlの含有量:xの一次関数として表わし、一次関数の近似式:y＝11977x＋1542.5を検量線として用いる。なお、この近似式は、相関係数R2が0.9998であり、信頼性の高いものである。
　図1は、各試料の表面をFE-EPMAにより分析したAlの含有量に関するマッピング像(観察視野:24μm×18μm)である。図1(A)が試料No.1のコイル材、図1(B)が試料No.2の溶体化コイル材、図1(C)が試料No.3のシート材(急熱急冷材)、図1(D)が試料No.100のダイカスト材を示す。図1では、グレースケールで示すが、実際には、Al濃度に応じて、Alの含有量が少ない順に黒(Al濃度:ここでは0質量％)～紺～青～水色～緑～黄色～橙～赤～桃色～白(Al濃度:ここでは8.75×1.4＝12.25質量％以上)が施されている。図1(A),図1(B),図1(C)の白色の粒状体、図1(D)の白色の異形物は、Alリッチな金属間化合物である。
　図1(D)に示すように、試料No.100のダイカスト材は、Al濃度が非常に高い領域が多いことが分かる。また、Al濃度が非常に低い領域が存在することが分かる。これに対して、図1(A)～図1(C)に示すように、試料No.1のコイル材、試料No.2の溶体化コイル材、試料No.3のシート材(急熱急冷材)は、Al濃度が非常に高い領域が局所的に大きく存在していないことが分かる。特に、試料No.2の溶体化コイル材は、Al濃度が非常に高い領域が小さくかつ非常に少ないことが分かる。また、コイル材、溶体化コイル材、シート材(急熱急冷材)は、いずれも、Al濃度が非常に低い領域が実質的に存在しないことが分かる。ダイカスト材や押出材に最終溶体化を施した試料No.4,5はいずれも試料No.2と同様に、Al濃度が非常に高い領域が小さくかつ非常に少ないこと、及びAl濃度が非常に低い領域が実質的に存在しないことを確認した。
　このマッピング像を用いて、各試料の観察視野において、Al濃度が4.2質量％以下の低濃度領域の面積率、Al濃度が0.8x(＝8.75×0.8＝7)質量％以上1.2x(＝8.75×1.2＝10.5)質量％以下の中心組成領域の面積率、Al濃度が0.9x(＝8.75×0.9＝7.875)質量％以上1.2x質量％以下の領域の面積率、Al濃度が1.4x(＝8.75×1.4＝12.25)質量％以上の超高濃度領域の面積率、Al濃度の最大値及び最小値を求めた。その結果を表1に示す。また、Al濃度分布を図2のグラフに示す。
　図3は、各試料No.1～3,100の走査電子顕微鏡:SEMによる顕微鏡写真である(5000倍)。図3(A)～図3(C)の薄い灰色の粒状体、図3(D)の薄い灰色の異形物は、析出物を示す。図3(D)に示すように、試料No.100のダイカスト材は、析出物が大きく、異形状であることが分かる。このことは、マッピング像において、Al濃度が非常に高い超高濃度領域が大きく、異形状をとることと一致する。これに対して、図3(A)に示す試料No.1のコイル材、図3(B)に示す試料No.2の溶体化コイル材、図3(C)に示す試料No.3のシート材(急熱急冷材)はいずれも、析出物が小さく、また、いずれも円形状の粒状体が均一的に存在することが分かる。特に、試料No.1のコイル材は、均一的な大きさの丸い粒状体が全体に亘って均一的に分散して存在すること、試料No.2の溶体化コイル材は、析出物が非常に小さく、かつ非常に少ないことが分かる。このことは、マッピング像において小さな超高濃度領域が分散して存在することと一致する。試料No.4,5の溶体化材は、試料No.2の溶体化コイル材と同様に析出物が非常に小さくかつ非常に少なかった。上記薄い灰色の粒状体や異形物の組成をEDS(エネルギー分散型X線分析装置:Energy　Dispersive　X-ray　Spectrometer)により調べたところ、Mg17Al12やAl(MnFe)といったAlやMgを含む金属間化合物であった。当該金属間化合物の存在は、X線回折などを利用して組成及び構造を調べることでも判別できる。
　各試料No.1～5,100の金属間化合物の平均粒径(μm)及び合計面積の割合(面積％)を測定した。その結果も表1に示す。平均粒径や面積割合は、市販の画像処理装置を利用して、上記顕微鏡写真を画像処理することで容易に算出できる。
　金属間化合物の平均粒径は、以下のようにして測定した。各試料に対してそれぞれ、板厚方向に5つの断面をとり、各断面の観察像から任意に3つの視野(ここでは1視野:22.7μm×17μmの領域)をそれぞれとる。ここでは、上記視野は、各試料の表面から厚さ方向に100μmまでの表面側領域から選択した。観察視野ごとに、一つの観察視野内に存在する各金属間化合物の円相当径(各金属間化合物の面積の等価面積円の直径)をそれぞれ求め、上記円相当径の総和を一つの観察視野内に存在する金属間化合物の数で除した値:(円相当径の合計)/(合計数)を当該観察視野の平均粒径とする。そして、各試料のそれぞれについて、15個の観察視野の平均粒径の平均を表1に示す。
　金属間化合物の合計面積の割合は、以下のようにして測定した。上述のように表面側領域から観察視野をとり、観察視野ごとに、一つの観察視野内に存在する全ての金属間化合物の面積をそれぞれ調べて合計面積を算出し、この合計面積を一つの観察視野の面積(ここでは385.9μm2)で除した値:(合計面積)/(観察視野の面積)を当該観察視野の面積割合とする。そして、各試料のそれぞれについて、15個の観察視野の面積割合の平均を表1に示す。
　各試料No.1～5,100に対して、塩水腐食試験を行い、腐食減量(μg/cm2)、Mg溶出量(μg/cm2)を測定した。その結果を表1に示す。
　腐食減量は、塩水腐食試験として、JIS　H　8502(1999)に準拠して塩水噴霧試験を行い、以下のように測定した。試料No.1～5,100から腐食用試験片を作製し、この腐食用試験片の質量(初期値)を測定した後、腐食用試験片において予め設定した大きさの試験面が露出するように、腐食用試験片の不要な箇所にマスキングを施す。マスキングした腐食用試験片を腐食試験装置内に装入し、当該装置底面に対して所定の角度に傾斜するように立て掛けて配置する(ここでは装置底面と試験片とがつくる角:70°～80°)。試験液(5質量％のNaCl水溶液、温度:35±2℃)を霧状にして腐食用試験片に吹き掛けた状態で所定時間保持する(ここでは96時間)。所定時間経過後、腐食用試験片を腐食試験装置から取り出して、マスキングを除去した後、JIS　Z　2371(2000)の参考表1に記載の方法に準拠して、腐食用試験片に生成された腐食生成物をクロム酸溶解により除去する。腐食生成物を除去した後の腐食用試験片の質量を測定し、この質量と上記初期値との差分を腐食用試験片の試験面の面積で除した値を腐食減量(μg/cm2)とする。
　Mg溶出量は、塩水腐食試験として、以下の条件で塩水浸漬試験を行い、以下のように測定した。試料No.1～5,100から腐食用試験片を作製し、腐食用試験片において予め設定した大きさの試験面が露出するように、腐食用試験片の不要な箇所にマスキングを施す。マスキングした腐食用試験片を試験液(5質量％のNaCl水溶液、液量:試験片の試験面の面積(露出面積)を(A)cm2としたとき、(A)×20mlとする)に完全に浸漬した状態で所定時間保持する(ここでは96時間、空調下の室温(25±2℃)に保持)。所定時間経過後、試験液を回収し、ICP-AESにて、試験液中のMgイオン量を定量し、Mgイオン量を腐食用試験片の試験面の面積で除した値をMg溶出量(μg/cm2)とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表1に示すように、試料No.1～5は、少なくとも表面側領域においてAl濃度が0.8x質量％～1.2x質量％(ここではx＝8.75)である中心組成領域が50面積％以上を占め、かつAl濃度が4.2質量％以下である低濃度領域が存在せず、Al濃度が1.4x質量％以上の超高濃度領域が17.5面積％以下であることが分かる。特に、試料No.1～5は、超高濃度領域が15面積％以下、Al濃度が0.9x質量％～1.2x質量％である領域が30面積％以上であることが分かる。即ち、試料No.1～5はAl濃度のばらつきが小さいと言える。このことは、図2のグラフからも分かる。図2に示すように、試料No.1～3はいずれもAl濃度の分布が、各試料のAl全平均量:8.75質量％及びその近傍にピークを有する分布となっていることが分かる。また、試料No.1～3は、Al濃度が極端に低い箇所が存在しないことが分かる。試料No.4,5も試料No.2と同様のAl濃度分布を示した。そして、このようなAl濃度のばらつきが小さい試料No.1～5は、表1に示すように、腐食減量及びMg溶出量が少なく、耐食性に優れることが分かる。
　特に、試料No.2の溶体化コイル材、試料No.3のシート材、試料No.4,5の溶体化材は、Al濃度が0.8x質量％～1.2x質量％である中心組成領域が70面積％以上と非常に大きい上に、Al濃度が1.4x質量％以上の超高濃度領域が5面積％以下と非常に小さく、中心組成領域が90面積％以上の試料や、超高濃度領域が3面積％以下の試料もあることが分かる。即ち、試料No.2～5は、Alがより均一的に存在することが分かる。なかでも、試料No.2は、超高濃度領域が非常に少ない上に、Al濃度の最大値と最小値との差が小さく、Alが更に均一的に存在することが分かる。そして、このような均一的な組成を有する試料No.2～5は、耐食性により優れることが分かる。
　また、最終溶体化処理を施した試料No.2の溶体化コイル材、及び試料No.4,5の溶体化材は、金属間化合物が3面積％以下と少なく、かつAl濃度の最大値が比較的低いことが分かる。このことからも、試料No.2,4,5は、耐食性に優れると考えられる。特に、試料No.2は、長尺材であることから、耐食性に優れる塑性加工材の量産に寄与することができ、工業的意義が高いと期待される。
　これに対して、試料No.100のダイカスト材は、Al濃度が0.8x質量％～1.2x質量％の中心組成領域が少なく、かつAl濃度が4.2質量％以下である低濃度領域が存在する。特に、Alの最小値がAZ31合金相当の値となっている。また、試料No.100は、金属間化合物の面積率が大きい。このことから、試料No.100は、相対的に耐食性に劣る箇所が存在して、耐食性に劣る結果となったと考えられる。
　[試験例2]
　試験例1で作製した試料No.1～5の板材にプレス加工を施した後、同様にAl濃度を測定した。試料No.1のコイル材、試料No.2の溶体化コイル材はいずれも、巻き戻して所定の長さに切断して矩形板を作製した。用意した各板材を250℃に予備加熱を行い、この加熱状態でプレス加工に供した。上記予備加熱の保持時間及びプレス加工時の総合計時間は2分(0.1時間以下)である。
　得られたプレス加工材(塑性加工材)のいずれも、試料No.1～5と同様のAl濃度の分布を有していた。このことから、これらのプレス加工材も耐食性に優れると期待される。
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能である。例えば、マグネシウム合金の組成(特にAlの含有量)、マグネシウム合金材の形状、仕様(厚さ、幅、長さ)、製造条件などを適宜変更することができる。
　本発明マグネシウム合金材は、各種の電気・電子機器類の構成部材、特に、携帯用や小型な電気・電子機器類の筐体、高強度であることが望まれる種々の分野の部材、例えば、自動車部品や航空機といった輸送機器の構成部材、骨格部材、カバンなどに好適に利用することができる。或いは、本発明マグネシウム合金材は、上記部材の素材に好適に利用することができる。

Claims (7)

  1. 　Alを7.3質量％以上16質量％以下含有するマグネシウム合金からなるマグネシウム合金材であって、
    　前記マグネシウム合金材全体のAlの含有量をx質量％とするとき、
    　Alの含有量が(x×0.8)質量％以上(x×1.2)質量％以下の領域が50面積％以上であり、
    　Alの含有量が(x×1.4)質量％以上の領域が17.5面積％以下であり、
    　Alの含有量が4.2質量％以下の領域が実質的に存在しないことを特徴とするマグネシウム合金材。
  2. 　Alの含有量が(x×0.8)質量％以上(x×1.2)質量％以下の領域が70面積％以上であり、
    　Alの含有量が(x×1.4)質量％以上の領域が5面積％以下であることを特徴とする請求項1に記載のマグネシウム合金材。
  3. 　Alの含有量が(x×0.9)質量％以上(x×1.2)質量％以下の領域が50面積％以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマグネシウム合金材。
  4. 　前記マグネシウム合金材の表面側領域の断面において、Al及びMgの少なくとも一方を含む金属間化合物の合計面積が3面積％以下であることを特徴とする請求項1～3のいずれか1項に記載のマグネシウム合金材。
  5. 　前記マグネシウム合金材は、板材であることを特徴とする請求項1～4のいずれか1項に記載のマグネシウム合金材。
  6. 　前記マグネシウム合金材は、長尺な板材を巻き取ったコイル材であることを特徴とする請求項1～5のいずれか1項に記載のマグネシウム合金材。
  7. 　前記マグネシウム合金材は、板材に塑性加工が施された塑性加工材であることを特徴とする請求項1～5のいずれか1項に記載のマグネシウム合金材。
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