WO2021214890A1 - マグネシウム合金板材、プレス成形体、及びマグネシウム合金板材の製造方法 - Google Patents
マグネシウム合金板材、プレス成形体、及びマグネシウム合金板材の製造方法 Download PDFInfo
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Definitions
- the method for producing a magnesium alloy plate material according to the present disclosure can produce a magnesium alloy plate material having excellent plastic workability at room temperature and having low strength anisotropy.
- the mL / mC preferably further satisfies 0.95 or more and 1.25 or less, and particularly preferably 0.95 or more and 1.20 or less.
- the mL / mD preferably further satisfies 0.95 or more and 1.15 or less, and particularly preferably 0.95 or more and 1.10 or less.
- the average crystal grain size of the structure is preferably, for example, 2 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less.
- the magnesium alloy plate 1 is excellent in plastic workability. Further, the magnesium alloy plate material 1 tends to improve its strength by work hardening. Further, the magnesium alloy plate 1 can have a uniform elongation.
- the average crystal grain size is 7 ⁇ m or less, the magnesium alloy plate 1 is excellent in plastic workability and strength at room temperature.
- the average crystal grain size is further preferably 3 ⁇ m or more and less than 7 ⁇ m, and particularly preferably 4 ⁇ m or more and 6.5 ⁇ m or less.
- the total rolling reduction Rt after rolling of the nth pass, which is the final pass, is preferably, for example, 50% or more and 90% or less.
- Total rolling reduction Rt is calculated by ⁇ (t b -t a) / t b ⁇ ⁇ 100.
- t b is the plate thickness of the treated material 61 before rolling.
- t a is the thickness of the rolled material 62 after the end of rolling.
- the total reduction rate Rt is further preferably 60% or more and 90% or less, and particularly preferably 70% or more and 90% or less.
- Example No. Sample No. 1 to sample No. 16 The magnesium alloy plate material of each sample was produced in the same order as the above-mentioned manufacturing method of the magnesium alloy plate material through a casting step, a first heat treatment step, a rolling step, and a second heat treatment step.
- Rolling process In this step, the treated material was rolled to produce a plate-shaped rolled material.
- the rolling process was performed by using a rolling apparatus provided with a pair of rolling rolls arranged vertically and vertically, and inserting a processing material between the rolling rolls.
- a rolling apparatus provided with a pair of rolling rolls arranged vertically and vertically, and inserting a processing material between the rolling rolls.
- a rolling roll For each rolling roll, a roll having the same diameter as each other and having a rotation axis not eccentric and located at the center of the roll was used. The rotation speed of each rolling roll was the same.
- the rolling process was performed in a plurality of passes.
- FIG. 10 is a diagram for explaining how to obtain the total angle. Therefore, in FIG. 10, for convenience of explanation, the region surrounded by the contour lines 901 having a relative strength of 2.0 and the region surrounded by the contour lines 902 having a relative strength of 5.7 are shown in a simplified manner. It does not match the pole figure shown in 8 and 9.
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Abstract
マグネシウム基合金からなるマグネシウム合金板材であって、マグネシウム基合金は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成と、ＥＢＳＤ法により結晶方位を測定し、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆａ、結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆｂとし、板幅方向と板厚方向の両方に対して直交する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＬ、板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＣ、４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＤとするとき、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすと共に、底面の結晶方位の相対強度の最大値が５．２以下を満たす組織と、を有する、マグネシウム合金板材。
Description
本開示は、マグネシウム合金板材、プレス成形体、及びマグネシウム合金板材の製造方法に関する。
特許文献１のマグネシウム合金板材は、Ａｌを１．０質量％以上１０．０質量％以下含む合金板材を４９０℃から５６６℃まで加熱して熱間圧延し、圧延後に３００℃から４５０℃で焼鈍を行うことで製造されている。
本開示に係るマグネシウム合金板材は、
マグネシウム基合金からなるマグネシウム合金板材であって、
前記マグネシウム基合金は、
Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成と、
ＥＢＳＤ法により結晶方位を測定し、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆａ、前記結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆｂとし、板幅方向と板厚方向の両方に対して直交する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＬ、前記板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＣ、前記直交する方向と前記板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＤとするとき、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすと共に、前記底面の結晶方位の相対強度の最大値が５．２以下を満たす組織と、を有する。
マグネシウム基合金からなるマグネシウム合金板材であって、
前記マグネシウム基合金は、
Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成と、
ＥＢＳＤ法により結晶方位を測定し、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆａ、前記結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆｂとし、板幅方向と板厚方向の両方に対して直交する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＬ、前記板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＣ、前記直交する方向と前記板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＤとするとき、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすと共に、前記底面の結晶方位の相対強度の最大値が５．２以下を満たす組織と、を有する。
本開示に係るプレス成形体は、本開示のマグネシウム合金板材からなる。
本開示に係るマグネシウム合金板材の製造方法は、
マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する工程と、
前記鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する工程と、
前記処理材に圧延ロールで複数パスの圧延をして圧延材を作製する工程と、
前記圧延材に第２の熱処理をする工程とを備え、
前記鋳造材を作製する工程において、
前記マグネシウム基合金は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成を有し、
鋳造時の冷却速度は、１００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下であり、
前記鋳造材の板厚は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
前記第１の熱処理は、前記鋳造材を４６０℃以上５１０℃以下に加熱して行い、
前記圧延材を作製する工程は、
前記処理材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２７０℃以下に加熱して行い、
ｋパス目の圧延から最終パスであるｎパス目の圧延までの複数パスを特定条件で行い、
前記特定条件は、
各パスの前記圧延ロールから出た直後の板材の温度を前記マグネシウム基合金の再結晶温度未満とし、
前記ｋパス目から前記ｎパス目までの圧下率が４０％以上であり、
前記ｋは１以上、ｎ－１以下の整数であり、
前記第２の熱処理は、前記圧延材を１８０℃以上４２５℃以下に加熱して行う。
マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する工程と、
前記鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する工程と、
前記処理材に圧延ロールで複数パスの圧延をして圧延材を作製する工程と、
前記圧延材に第２の熱処理をする工程とを備え、
前記鋳造材を作製する工程において、
前記マグネシウム基合金は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成を有し、
鋳造時の冷却速度は、１００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下であり、
前記鋳造材の板厚は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
前記第１の熱処理は、前記鋳造材を４６０℃以上５１０℃以下に加熱して行い、
前記圧延材を作製する工程は、
前記処理材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２７０℃以下に加熱して行い、
ｋパス目の圧延から最終パスであるｎパス目の圧延までの複数パスを特定条件で行い、
前記特定条件は、
各パスの前記圧延ロールから出た直後の板材の温度を前記マグネシウム基合金の再結晶温度未満とし、
前記ｋパス目から前記ｎパス目までの圧下率が４０％以上であり、
前記ｋは１以上、ｎ－１以下の整数であり、
前記第２の熱処理は、前記圧延材を１８０℃以上４２５℃以下に加熱して行う。
［本開示が解決しようとする課題］
マグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいことが望まれている。強度の異方性とは、マグネシウム合金板材の方向によって強度が異なることをいう。強度の異方性が大きいと、例えば、プレス加工のシミュレーションを行う場合など、負荷方向によって変形開始時の応力が変化する。そのため、パラメーターの設定が複雑になるなど設計上の難易度が上がる。よって、マグネシウム合金板材の使い勝手が悪くなる。
マグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいことが望まれている。強度の異方性とは、マグネシウム合金板材の方向によって強度が異なることをいう。強度の異方性が大きいと、例えば、プレス加工のシミュレーションを行う場合など、負荷方向によって変形開始時の応力が変化する。そのため、パラメーターの設定が複雑になるなど設計上の難易度が上がる。よって、マグネシウム合金板材の使い勝手が悪くなる。
そこで、本開示は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材を提供することを目的の一つとする。
また、本開示は、上記マグネシウム合金板材からなるプレス成形体を提供することを別の目的の一つとする。
更に、本開示は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材を製造できるマグネシウム合金板材の製造方法を提供することを他の目的の一つとする。
［本開示の効果］
本開示に係るマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さい。
本開示に係るマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さい。
本開示に係るプレス成形体は、生産性に優れる。
本開示に係るマグネシウム合金板材の製造方法は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材を製造できる。
《本開示の実施形態の説明》
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係るマグネシウム合金板材は、
マグネシウム基合金からなるマグネシウム合金板材であって、
前記マグネシウム基合金は、
Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成と、
ＥＢＳＤ法により結晶方位を測定し、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆａ、前記結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆｂとし、板幅方向と板厚方向の両方に対して直交する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＬ、前記板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＣ、前記直交する方向と前記板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＤとするとき、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすと共に、前記底面の結晶方位の相対強度の最大値が５．２以下を満たす組織と、を有する。
マグネシウム基合金からなるマグネシウム合金板材であって、
前記マグネシウム基合金は、
Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成と、
ＥＢＳＤ法により結晶方位を測定し、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆａ、前記結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆｂとし、板幅方向と板厚方向の両方に対して直交する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＬ、前記板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＣ、前記直交する方向と前記板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＤとするとき、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすと共に、前記底面の結晶方位の相対強度の最大値が５．２以下を満たす組織と、を有する。
上記マグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さい。常温での塑性加工性に優れる理由は、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たすことで、底面の結晶方位、即ち（０００１）面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶の数の割合が多く、（０００１）面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶の数の割合が少ないからである。強度の異方性が小さい理由は、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤ並びに底面の結晶方位の相対強度の最大値が特定の範囲を満たすことで、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶が、上記直交する方向、板幅方向、上記傾斜する方向のいずれの方向にも実質的に均等に存在するからである。そのため、上記マグネシウム合金板材は、種々の負荷方向に対して同等の変形に対する抗折力を発揮し易い。また、上記マグネシウム合金板材は、Ａｌを上記範囲含むため、常温での塑性加工性が低下し難く、強度及び耐食性に優れる。
（２）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
ＥＢＳＤ法で測定した前記組織の平均結晶粒径が２μｍ以上７μｍ以下であることが挙げられる。
ＥＢＳＤ法で測定した前記組織の平均結晶粒径が２μｍ以上７μｍ以下であることが挙げられる。
平均結晶粒径が２μｍ以上であれば、上記マグネシウム合金板材は、塑性加工性に優れる。また、上記マグネシウム合金板材は、加工硬化により強度を向上し易い。更に、上記マグネシウム合金板材は、均一な伸びを有することができる。平均結晶粒径が７μｍ以下であれば、上記マグネシウム合金板材は、強度に優れる。
（３）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
前記ｆａが２以下であることが挙げられる。
前記ｆａが２以下であることが挙げられる。
ｆａが２以下であれば、上記マグネシウム合金板材は、（０００１）面が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶の数の割合が少ないため、常温での塑性加工性に優れる。
（４）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
前記直交する方向の０．２％耐力をα、前記板幅方向の０．２％耐力をβとするとき、α及びβが１４０ＭＰａ以上であり、αとβとの差が１５ＭＰａ以下であることが挙げられる。
前記直交する方向の０．２％耐力をα、前記板幅方向の０．２％耐力をβとするとき、α及びβが１４０ＭＰａ以上であり、αとβとの差が１５ＭＰａ以下であることが挙げられる。
上記マグネシウム合金板材は、上記直交する方向と上記板幅方向の強度に優れる上に、上記直交する方向と上記板幅方向の強度の異方性が小さい。
（５）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
常温でのエリクセン値が８．５ｍｍ以上であることが挙げられる。
常温でのエリクセン値が８．５ｍｍ以上であることが挙げられる。
上記マグネシウム合金板材は、常温でのエリクセン値が大きいため、常温での塑性加工性に優れる。
（６）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
前記組成は、更に、Ｚｎを０．０１質量％以上２．０質量％以下含むことが挙げられる。
前記組成は、更に、Ｚｎを０．０１質量％以上２．０質量％以下含むことが挙げられる。
Ｚｎの含有量が０．０１質量％以上であれば、上記マグネシウム合金板材は強度に優れる。その理由は、Ｚｎの含有量が多いことで、固溶強化による強度向上効果が得られ易いからである。Ｚｎの含有量が２．０質量％以下であれば、上記マグネシウム合金板材は常温での塑性加工性と強度とが低下し難い。その理由は、Ｚｎの含有量が過度に多すぎないため、金属間化合物が形成され難いからである。
（７）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
前記組成は、更に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含み、
前記少なくとも１種の元素の各々の含有量が、０．１質量％以上１．０質量％以下であることが挙げられる。
前記組成は、更に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含み、
前記少なくとも１種の元素の各々の含有量が、０．１質量％以上１．０質量％以下であることが挙げられる。
上記少なくとも１種の元素の各々の含有量が０．１質量％以上であれば、上記マグネシウム合金板材は強度に優れる。その理由は、結晶粒の微細化効果が得られ易いからである。上記少なくとも１種の元素の各々の含有量が１．０質量％以下であれば、上記マグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性と強度とが低下し難い。その理由は、上記少なくとも１種の元素の各々の含有量が過度に多すぎないため、金属間化合物が形成され難いからである。
（８）上記マグネシウム合金板材の一形態として、
前記組成は、更に、Ｍｎを０．１質量％以上１．０質量％以下含むことが挙げられる。
前記組成は、更に、Ｍｎを０．１質量％以上１．０質量％以下含むことが挙げられる。
Ｍｎの含有量が０．１質量％以上であれば、上記マグネシウム合金板材は強度と耐食性とに優れる。Ｍｎが相当量含まれるため、結晶粒径が微細になり易いからである。即ち、結晶粒の微細化による強度の向上効果が得られ易い。また、Ｍｎが相当量含まれることで、Ｍｎを含有することによる耐食性の向上効果が得られ易いからである。Ｍｎの含有量が１．０質量％以下であれば、上記マグネシウム合金板材は、機械的特性に優れる。Ｍｎが適量含まれるため、結晶粒径が粗大になり難い上に、金属間化合物の生成が抑制され易いからである。
（９）本開示の一態様に係るプレス成形体は、
上記（１）から上記（８）のいずれか１つのマグネシウム合金板材からなる。
上記（１）から上記（８）のいずれか１つのマグネシウム合金板材からなる。
上記プレス成形体は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材からなるため、生産性に優れる。
（１０）本開示の一態様に係るマグネシウム合金板材の製造方法は、
マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する工程と、
前記鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する工程と、
前記処理材に圧延ロールで複数パスの圧延をして圧延材を作製する工程と、
前記圧延材に第２の熱処理をする工程とを備え、
前記鋳造材を作製する工程において、
前記マグネシウム基合金は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成を有し、
鋳造時の冷却速度は、１００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下であり、
前記鋳造材の板厚は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
前記第１の熱処理は、前記鋳造材を４６０℃以上５１０℃以下に加熱して行い、
前記圧延材を作製する工程は、
前記処理材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２７０℃以下に加熱して行い、
ｋパス目の圧延から最終パスであるｎパス目の圧延までの複数パスを特定条件で行い、
前記特定条件は、
各パスの前記圧延ロールから出た直後の板材の温度を前記マグネシウム基合金の再結晶温度未満とし、
前記ｋパス目から前記ｎパス目までの圧下率が４０％以上であり、
前記ｋは１以上、ｎ－１以下の整数であり、
前記第２の熱処理は、前記圧延材を１８０℃以上４２５℃以下に加熱して行う。
マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する工程と、
前記鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する工程と、
前記処理材に圧延ロールで複数パスの圧延をして圧延材を作製する工程と、
前記圧延材に第２の熱処理をする工程とを備え、
前記鋳造材を作製する工程において、
前記マグネシウム基合金は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成を有し、
鋳造時の冷却速度は、１００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下であり、
前記鋳造材の板厚は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
前記第１の熱処理は、前記鋳造材を４６０℃以上５１０℃以下に加熱して行い、
前記圧延材を作製する工程は、
前記処理材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２７０℃以下に加熱して行い、
ｋパス目の圧延から最終パスであるｎパス目の圧延までの複数パスを特定条件で行い、
前記特定条件は、
各パスの前記圧延ロールから出た直後の板材の温度を前記マグネシウム基合金の再結晶温度未満とし、
前記ｋパス目から前記ｎパス目までの圧下率が４０％以上であり、
前記ｋは１以上、ｎ－１以下の整数であり、
前記第２の熱処理は、前記圧延材を１８０℃以上４２５℃以下に加熱して行う。
上記マグネシウム合金板材の製造方法は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成を有する鋳造材を用い、上記各工程を上記温度範囲で行うことで、上述したｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度の最大値とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有するマグネシウム合金板材を製造し易い。即ち、上記マグネシウム合金板材の製造方法は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材を製造できる。その理由は、次のことが挙げられる。急冷凝固法により、底面の結晶方位が板表面に対して種々の方向に傾斜している組織を有する鋳造材が得られ易い。そのため、処理材に第１の熱処理をしても、底面が板表面に沿い難い。そして、特定条件の圧延により、詳しくは後述するものの、底面の結晶方位が板表面に対して種々の方向に傾斜した状態を維持し易い。そのため、圧延材に第２の熱処理を行った後の結晶配向は、後述する金型鋳造材に比較して、よりランダムになり易い。
《本開示の実施形態の詳細》
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
《実施形態》
〔マグネシウム合金板材〕
図１、図２を参照して、実施形態に係るマグネシウム合金板材１を説明する。マグネシウム合金板材１は、マグネシウム基合金からなる。マグネシウム合金板材１の特徴の一つは、特定の組成と特性の組織とを有する点にある。以下、詳細に説明する。
〔マグネシウム合金板材〕
図１、図２を参照して、実施形態に係るマグネシウム合金板材１を説明する。マグネシウム合金板材１は、マグネシウム基合金からなる。マグネシウム合金板材１の特徴の一つは、特定の組成と特性の組織とを有する点にある。以下、詳細に説明する。
［組成］
マグネシウム基合金は、添加元素としてＡｌ（アルミニウム）を含む。マグネシウム基合金は、更に、添加元素としてＭｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｚｒ（ジルコニウム）、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいてもよい。希土類元素は、周期表３族の元素、即ちスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド、及びアクチノイドからなる群より選択される少なくとも１種の希土類元素であって、複数種の希土類元素を含む合金であるミッシュメタル（ＭＭ）も含む。マグネシウム基合金は、Ｍｇ（マグネシウム）及び添加元素以外に不可避不純物を含むことを許容する。Ｍｇの含有量は、８８質量％以上が挙げられ、更に９３質量％以上、特に９５質量％が挙げられる。不可避不純物の含有量は、１％以下が挙げられ、更に０．５質量％以下、特に０．２質量％以下が挙げられる。不可避不純物として含まれる元素が複数の場合、不可避不純物の含有量は合計含有量である。
マグネシウム基合金は、添加元素としてＡｌ（アルミニウム）を含む。マグネシウム基合金は、更に、添加元素としてＭｎ（マンガン）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｚｒ（ジルコニウム）、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいてもよい。希土類元素は、周期表３族の元素、即ちスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド、及びアクチノイドからなる群より選択される少なくとも１種の希土類元素であって、複数種の希土類元素を含む合金であるミッシュメタル（ＭＭ）も含む。マグネシウム基合金は、Ｍｇ（マグネシウム）及び添加元素以外に不可避不純物を含むことを許容する。Ｍｇの含有量は、８８質量％以上が挙げられ、更に９３質量％以上、特に９５質量％が挙げられる。不可避不純物の含有量は、１％以下が挙げられ、更に０．５質量％以下、特に０．２質量％以下が挙げられる。不可避不純物として含まれる元素が複数の場合、不可避不純物の含有量は合計含有量である。
マグネシウム基合金の種類としては、例えば、ＡＳＴＭ規格に準じた表記におけるＡＭ系合金、ＡＺ系合金、ＡＭＪ系合金、ＡＭＸ系合金、ＡＭＥ系合金などが挙げられる。ＡＭ系合金は、添加元素としてＡｌとＭｎとを含むもので、例えば、ＡＭ３０が挙げられる。ＡＺ系合金としては、添加元素としてＡｌとＺｎとを含むもので、例えば、ＡＺ３１、ＡＺ４１が挙げられる。ＡＭＪ系合金としては、添加元素としてＡｌとＭｎとＳｒとを含むもので、例えば、ＡＭＪ３００が挙げられる。ＡＭＸ系合金としては、添加元素としてＡｌとＭｎとＣａとを含むもので、例えば、ＡＭＸ３００が挙げられる。ＡＭＥ系合金としては、添加元素としてＡｌとＭｎと希土類元素とを含むもので、例えば、ＡＭＥ３００が挙げられる。
（Ａｌ）
Ａｌは、マグネシウム合金板材１の強度と耐食性とを高める。ここでいう強度とは、引張試験における引張強さや０．２％耐力などが挙げられる。また、耐食性とは、塩水噴霧試験におけるレイティングナンバーや腐食減量などが挙げられる。Ａｌの含有量は、２．０質量％以上４．５質量％未満が挙げられる。Ａｌの含有量が２．０質量％以上であることで、マグネシウム合金板材１は、強度と耐食性とに優れる。Ａｌの含有量が４．５質量％未満であることで、マグネシウム合金板材１の常温での塑性加工性が低下し難い。常温とは、２０℃±１５℃が挙げられる。Ａｌの含有量は、更に２．５質量％以上４．２５質量％以下が挙げられ、特に３．０質量％以上４．０質量％以下が挙げられる。Ａｌの含有量は、マグネシウム基合金に含まれる元素の合計含有量を１００質量％としたときの値である。この点は、後述するＭｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素の含有量でも同様である。
Ａｌは、マグネシウム合金板材１の強度と耐食性とを高める。ここでいう強度とは、引張試験における引張強さや０．２％耐力などが挙げられる。また、耐食性とは、塩水噴霧試験におけるレイティングナンバーや腐食減量などが挙げられる。Ａｌの含有量は、２．０質量％以上４．５質量％未満が挙げられる。Ａｌの含有量が２．０質量％以上であることで、マグネシウム合金板材１は、強度と耐食性とに優れる。Ａｌの含有量が４．５質量％未満であることで、マグネシウム合金板材１の常温での塑性加工性が低下し難い。常温とは、２０℃±１５℃が挙げられる。Ａｌの含有量は、更に２．５質量％以上４．２５質量％以下が挙げられ、特に３．０質量％以上４．０質量％以下が挙げられる。Ａｌの含有量は、マグネシウム基合金に含まれる元素の合計含有量を１００質量％としたときの値である。この点は、後述するＭｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素の含有量でも同様である。
（Ｍｎ）
Ｍｎは、マグネシウム合金板材１の強度と耐食性とを高める。Ｍｎの含有量は、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下が好ましい。Ｍｎの含有量が０．１質量％以上であれば、マグネシウム合金板材１は、強度と耐食性とに優れる。Ｍｎの含有量が１．０質量％以下であれば、粗大な金属間化合物の生成を抑制できるため、マグネシウム合金板材１の常温での塑性加工性と強度とが低下し難い。金属間化合物は、ＡｌとＭｎとからなるものが挙げられる。粗大とは、例えば、等面積円相当径で１０μｍを超えるものが挙げられる。Ｍｎの含有量は、０．２質量％以上０．８質量％以下が好ましく、更に０．２質量％以上０．４質量％以下が好ましく、特に０．２質量％以上０．３質量％以下が好ましい。
Ｍｎは、マグネシウム合金板材１の強度と耐食性とを高める。Ｍｎの含有量は、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下が好ましい。Ｍｎの含有量が０．１質量％以上であれば、マグネシウム合金板材１は、強度と耐食性とに優れる。Ｍｎの含有量が１．０質量％以下であれば、粗大な金属間化合物の生成を抑制できるため、マグネシウム合金板材１の常温での塑性加工性と強度とが低下し難い。金属間化合物は、ＡｌとＭｎとからなるものが挙げられる。粗大とは、例えば、等面積円相当径で１０μｍを超えるものが挙げられる。Ｍｎの含有量は、０．２質量％以上０．８質量％以下が好ましく、更に０．２質量％以上０．４質量％以下が好ましく、特に０．２質量％以上０．３質量％以下が好ましい。
（Ｚｎ）
Ｚｎは、マグネシウム合金板材１の強度を高める。Ｚｎの含有量は、例えば、０．０１質量％以上２．０質量％以下が好ましい。Ｚｎの含有量が０．０１質量％以上であれば、マグネシウム合金板材１は、強度に優れる。その理由は、Ｚｎの含有量が多いことで、固溶強化による強度向上効果が得られ易いからである。Ｚｎの含有量が２．０質量％以下であれば、金属間化合物の形成を抑制し易いため、マグネシウム合金板材１の常温での塑性加工性と強度とが低下し難い。Ｚｎの含有量は、更に０．１質量％以上１．５質量％以下が好ましく、特に０．１５質量％以上１．０質量％以下が好ましい。
Ｚｎは、マグネシウム合金板材１の強度を高める。Ｚｎの含有量は、例えば、０．０１質量％以上２．０質量％以下が好ましい。Ｚｎの含有量が０．０１質量％以上であれば、マグネシウム合金板材１は、強度に優れる。その理由は、Ｚｎの含有量が多いことで、固溶強化による強度向上効果が得られ易いからである。Ｚｎの含有量が２．０質量％以下であれば、金属間化合物の形成を抑制し易いため、マグネシウム合金板材１の常温での塑性加工性と強度とが低下し難い。Ｚｎの含有量は、更に０．１質量％以上１．５質量％以下が好ましく、特に０．１５質量％以上１．０質量％以下が好ましい。
（Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素）
Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素は、マグネシウム合金板材１の強度を高める。Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素の各々の含有量は、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下が好ましい。上記各々の含有量が０．１質量％以上であれば、上記各元素を含まない場合と比較して、結晶粒が微細化するため、マグネシウム合金板材１は強度に優れる。上記各々の含有量が１．０質量％以下であれば、金属間化合物が形成され難いため、マグネシウム合金板材１は、常温での塑性加工性の低下、及び強度の低下を抑制し易い。上記各々の含有量は、更に０．１５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、特に０．２質量％以上０．３質量％以下が好ましい。より好ましくは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素の合計含有量が、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下を満たすことが挙げられる。上記合計含有量は、更に０．１５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、特に０．２質量％以上０．３質量％以下が好ましい。
Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素は、マグネシウム合金板材１の強度を高める。Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素の各々の含有量は、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下が好ましい。上記各々の含有量が０．１質量％以上であれば、上記各元素を含まない場合と比較して、結晶粒が微細化するため、マグネシウム合金板材１は強度に優れる。上記各々の含有量が１．０質量％以下であれば、金属間化合物が形成され難いため、マグネシウム合金板材１は、常温での塑性加工性の低下、及び強度の低下を抑制し易い。上記各々の含有量は、更に０．１５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、特に０．２質量％以上０．３質量％以下が好ましい。より好ましくは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素の合計含有量が、例えば、０．１質量％以上１．０質量％以下を満たすことが挙げられる。上記合計含有量は、更に０．１５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、特に０．２質量％以上０．３質量％以下が好ましい。
マグネシウム基合金の組成は、例えば、ＩＣＰ発光分光分析法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により確認できる。
［組織］
マグネシウム合金板材１は、ｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有する。
マグネシウム合金板材１は、ｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有する。
（ｆｂ／ｆａ）
ｆｂ／ｆａは、１０以上を満たす。ｆａは、全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をいう。ｆｂは、全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をいう。全ピクセルとは、後述するように１視野における全てのピクセルである。底面とは、（０００１）面をいう。板表面は図１に示す板厚方向２２に直交する面である。ｆｂ／ｆａが１０以上を満たすことで、マグネシウム合金板材１は、常温での塑性加工性に優れる。その理由は、図２に示すような結晶１２の数の割合が多く、結晶１１の数の割合が少ないからである。結晶１１，１２は、六方晶である。結晶１２とは、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶である。結晶１１とは、底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶である。ｆｂ／ｆａは、更に１５以上を満たすことが好ましく、特に１８以上を満たすことが好ましい。ｆｂ／ｆａの上限値は、実用上、４０程度が挙げられる。即ち、ｆｂ／ｆａは、１０以上４０以下、更に１５以上４０以下、特に１８以上４０以下が挙げられる。
ｆｂ／ｆａは、１０以上を満たす。ｆａは、全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をいう。ｆｂは、全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をいう。全ピクセルとは、後述するように１視野における全てのピクセルである。底面とは、（０００１）面をいう。板表面は図１に示す板厚方向２２に直交する面である。ｆｂ／ｆａが１０以上を満たすことで、マグネシウム合金板材１は、常温での塑性加工性に優れる。その理由は、図２に示すような結晶１２の数の割合が多く、結晶１１の数の割合が少ないからである。結晶１１，１２は、六方晶である。結晶１２とは、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶である。結晶１１とは、底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶である。ｆｂ／ｆａは、更に１５以上を満たすことが好ましく、特に１８以上を満たすことが好ましい。ｆｂ／ｆａの上限値は、実用上、４０程度が挙げられる。即ち、ｆｂ／ｆａは、１０以上４０以下、更に１５以上４０以下、特に１８以上４０以下が挙げられる。
特に、ｆａは、２以下を満たすことが好ましい。ｆａが２以下を満たすマグネシウム合金板材１は、結晶１１の数の割合が少なく結晶１２の数の割合が多いため、常温での塑性加工性に優れる。ｆａは、更に１．９以下が好ましく、特に１．８以下が好ましい。ｆａは、０．５以上が好ましい。ｆａが０．５以上を満たすマグネシウム合金板材１は、結晶１１の数の割合が過度に少なすぎないため、常温での塑性加工性と強度とを兼ね備え易い。ｆａは、更に０．７以上が好ましく、特に１．０以上が好ましい。即ち、ｆａは、０．５以上２以下、更に０．７以上１．９以下、特に１．０以上１．８以下が挙げられる。
（ｍＬ／ｍＣ、ｍＬ／ｍＤ）
ｍＬ／ｍＣとｍＬ／ｍＤとは、０．９以上１．３未満を満たす。ｍＬは、板幅方向２１と板厚方向２２の両方に対して直交する直交方向２３を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をいう。マグネシウム合金板材１は、詳しくは後述するように製造過程で圧延加工が施される。マグネシウム合金板材１を平面視し、マグネシウム合金板材１の長手方向を圧延方向２５とした場合、板幅方向２１は、マグネシウム合金板材１の長手方向に直交する方向である。即ち、直交方向２３とは、マグネシウム合金板材１の製造過程における圧延方向２５である。ｍＣは、板幅方向２１を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をいう。ｍＤは、直交方向２３と板幅方向２１の両方に対して４５°傾斜する傾斜方向２４を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をいう。
ｍＬ／ｍＣとｍＬ／ｍＤとは、０．９以上１．３未満を満たす。ｍＬは、板幅方向２１と板厚方向２２の両方に対して直交する直交方向２３を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をいう。マグネシウム合金板材１は、詳しくは後述するように製造過程で圧延加工が施される。マグネシウム合金板材１を平面視し、マグネシウム合金板材１の長手方向を圧延方向２５とした場合、板幅方向２１は、マグネシウム合金板材１の長手方向に直交する方向である。即ち、直交方向２３とは、マグネシウム合金板材１の製造過程における圧延方向２５である。ｍＣは、板幅方向２１を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をいう。ｍＤは、直交方向２３と板幅方向２１の両方に対して４５°傾斜する傾斜方向２４を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をいう。
ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすことで、マグネシウム合金板材１は、強度の異方性が小さい。ここでいう強度の異方性が小さいとは、板面内の任意の方向に沿った強度と、別の方向に沿った強度の差異が小さいことをいう。その理由は、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶１２（図２）が、直交方向２３、板幅方向２１、及び傾斜方向２４のいずれの方向にも実質的に均等に存在するからである。ｍＬ／ｍＣは、更に０．９５以上１．２５以下を満たすことが好ましく、特に０．９５以上１．２０以下を満たすことが好ましい。ｍＬ／ｍＤは、更に、０．９５以上１．１５以下を満たすことが好ましく、特に０．９５以上１．１０以下を満たすことが好ましい。
（相対強度）
底面の結晶方位の相対強度の最大値は、５．２以下を満たす。相対強度は、極点図において使用される指標であって、ランダムな結晶配向に対する相対的な結晶方位の集積度合いを示す指標である。相対強度が高いほどその結晶配向が多いことを示す。上記最大値が小さいマグネシウム合金板材１は、強度と伸びの異方性が小さい。その理由は、上記最大値が５．２以下であることで、底面の結晶方位が特定の方向に揃っている割合が少ないからである。即ち、相対強度の最大値が低いとランダム配向に近くなる。上記最大値は、更に５．０以下を満たすことが好ましく、特に４．８以下を満たすことが好ましい。
底面の結晶方位の相対強度の最大値は、５．２以下を満たす。相対強度は、極点図において使用される指標であって、ランダムな結晶配向に対する相対的な結晶方位の集積度合いを示す指標である。相対強度が高いほどその結晶配向が多いことを示す。上記最大値が小さいマグネシウム合金板材１は、強度と伸びの異方性が小さい。その理由は、上記最大値が５．２以下であることで、底面の結晶方位が特定の方向に揃っている割合が少ないからである。即ち、相対強度の最大値が低いとランダム配向に近くなる。上記最大値は、更に５．０以下を満たすことが好ましく、特に４．８以下を満たすことが好ましい。
図８を参照して後述する極点図の２５°の地点８２と４５°の地点８３との間において、相対強度が５．２以下の領域の周方向に占める合計角度は、２００°以上が好ましく、更に２３０°以上が好ましく、特に２５０°以上が好ましい。合計角度の求め方は、後述する求め方と同様である。
（平均結晶粒径）
組織の平均結晶粒径は、例えば、２μｍ以上７μｍ以下が好ましい。平均結晶粒径が２μｍ以上であれば、マグネシウム合金板材１は塑性加工性に優れる。また、マグネシウム合金板材１は、加工硬化により強度を向上し易い。更に、マグネシウム合金板材１は、均一な伸びを有することができる。平均結晶粒径が７μｍ以下であれば、マグネシウム合金板材１は常温での塑性加工性と強度とに優れる。平均結晶粒径は、更に３μｍ以上７μｍ未満が好ましく、特に４μｍ以上６．５μｍ以下が好ましい。
組織の平均結晶粒径は、例えば、２μｍ以上７μｍ以下が好ましい。平均結晶粒径が２μｍ以上であれば、マグネシウム合金板材１は塑性加工性に優れる。また、マグネシウム合金板材１は、加工硬化により強度を向上し易い。更に、マグネシウム合金板材１は、均一な伸びを有することができる。平均結晶粒径が７μｍ以下であれば、マグネシウム合金板材１は常温での塑性加工性と強度とに優れる。平均結晶粒径は、更に３μｍ以上７μｍ未満が好ましく、特に４μｍ以上６．５μｍ以下が好ましい。
ｆａ、ｆｂ、ｍＬ、ｍＣ、ｍＤ、及び平均結晶粒径は、詳しくは後述するように、ＥＢＳＤ法によって各結晶粒の結晶方位別に色別したマッピング像を用いて測定できる。底面の結晶方位の相対強度の最大値は、詳しくは後述するように、ＥＢＳＤ法によって各結晶粒における底面の極点図をとることで求めることができる。
［特性］
マグネシウム合金板材１は、エリクセン値、及び０．２％耐力の少なくとも一方が以下の範囲を満たすことが好ましい。マグネシウム合金板材１は、エリクセン値と０．２％耐力の両方が以下の範囲を満たすことが好ましい。
マグネシウム合金板材１は、エリクセン値、及び０．２％耐力の少なくとも一方が以下の範囲を満たすことが好ましい。マグネシウム合金板材１は、エリクセン値と０．２％耐力の両方が以下の範囲を満たすことが好ましい。
（エリクセン値）
マグネシウム合金板材１のエリクセン値は、例えば、８．５ｍｍ以上とすることができる。エリクセン値が８．５ｍｍ以上であることで、常温での塑性加工性に優れる。エリクセン値は、８．５ｍｍ超とすることができ、更に８．７ｍｍ以上とすることができ、特に９．０ｍｍ以上とすることができる。エリクセン値の上限値は、実用上、１１ｍｍ程度が挙げられる。即ち、エリクセン値は、８．５ｍｍ以上１１ｍｍ以下、更に８．７以上１１ｍｍ以下、特に９．０ｍｍ以上１１ｍｍ以下が挙げられる。エリクセン値は、後述するＪＩＳ規格に準拠して求められる。
マグネシウム合金板材１のエリクセン値は、例えば、８．５ｍｍ以上とすることができる。エリクセン値が８．５ｍｍ以上であることで、常温での塑性加工性に優れる。エリクセン値は、８．５ｍｍ超とすることができ、更に８．７ｍｍ以上とすることができ、特に９．０ｍｍ以上とすることができる。エリクセン値の上限値は、実用上、１１ｍｍ程度が挙げられる。即ち、エリクセン値は、８．５ｍｍ以上１１ｍｍ以下、更に８．７以上１１ｍｍ以下、特に９．０ｍｍ以上１１ｍｍ以下が挙げられる。エリクセン値は、後述するＪＩＳ規格に準拠して求められる。
（０．２％耐力）
マグネシウム合金板材１は、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とが１４０ＭＰａ以上を満たし、かつ直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力との差が１５ＭＰａ以下を満たすことが好ましい。このマグネシウム合金板材１は、直交方向２３と板幅方向２１の強度に優れる上に、直交方向２３と板幅方向２１の強度の異方性が小さい。直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とは、更に１４５ＭＰａ以上を満たすことが好ましく、特に１５０ＭＰａ以上を満たすことが好ましい。直交方向２３の０．２％耐力の上限値と板幅方向２１の０．２％耐力の上限値とは、実用上、２２０ＭＰａ程度が挙げられる。即ち、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とは、１４０ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下、更に１４５ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下、特に１５０ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下が挙げられる。０．２％耐力の差は、更に１２ＭＰａ以下が好ましく、特に１０ＭＰａ以下が好ましい。０．２％耐力の差とは、差の絶対値である。各方向の０．２％耐力は、詳しくは後述するように、ＪＩＳ規格に準拠して求められる。
マグネシウム合金板材１は、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とが１４０ＭＰａ以上を満たし、かつ直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力との差が１５ＭＰａ以下を満たすことが好ましい。このマグネシウム合金板材１は、直交方向２３と板幅方向２１の強度に優れる上に、直交方向２３と板幅方向２１の強度の異方性が小さい。直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とは、更に１４５ＭＰａ以上を満たすことが好ましく、特に１５０ＭＰａ以上を満たすことが好ましい。直交方向２３の０．２％耐力の上限値と板幅方向２１の０．２％耐力の上限値とは、実用上、２２０ＭＰａ程度が挙げられる。即ち、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とは、１４０ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下、更に１４５ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下、特に１５０ＭＰａ以上２２０ＭＰａ以下が挙げられる。０．２％耐力の差は、更に１２ＭＰａ以下が好ましく、特に１０ＭＰａ以下が好ましい。０．２％耐力の差とは、差の絶対値である。各方向の０．２％耐力は、詳しくは後述するように、ＪＩＳ規格に準拠して求められる。
［用途］
本形態のマグネシウム合金板材１は、自動車、航空機、鉄道などの輸送機の構成部材や、電気・電子機器類の構成部材などに好適に利用できる。特に、本形態のマグネシウム合金板材１は、例えば、プレス成形体に好適に利用できる。プレス成形体は、マグネシウム合金板材１をプレス加工することで作製できる。プレス加工には、絞り加工、張出し加工、曲げ加工、伸びフランジ加工などが含まれる。図３にプレス成形体１０の一例を示す。なお、図３のプレス成形体１０の形状は例示である。プレス成形体１０の形状は、図３に示すＵ字状に特に限定されない。プレス成形体１０は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材１からなるため、生産性に優れる。
本形態のマグネシウム合金板材１は、自動車、航空機、鉄道などの輸送機の構成部材や、電気・電子機器類の構成部材などに好適に利用できる。特に、本形態のマグネシウム合金板材１は、例えば、プレス成形体に好適に利用できる。プレス成形体は、マグネシウム合金板材１をプレス加工することで作製できる。プレス加工には、絞り加工、張出し加工、曲げ加工、伸びフランジ加工などが含まれる。図３にプレス成形体１０の一例を示す。なお、図３のプレス成形体１０の形状は例示である。プレス成形体１０の形状は、図３に示すＵ字状に特に限定されない。プレス成形体１０は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材１からなるため、生産性に優れる。
〔作用効果〕
本形態のマグネシウム合金板材１は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さい。常温での塑性加工性に優れる理由は、１０≦ｆｂ／ｆａを満たすことで底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶１２の数の割合が多いからである。強度の異方性が小さい理由は、次のことが挙げられる。ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度の最大値とが特定の範囲を満たす。そのため、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶１２が、直交方向２３、板幅方向２１、傾斜方向２４のいずれの方向にも実質的に均等に存在する。よって、本形態のマグネシウム合金板材１は、種々の方向に塑性変形し易い。また、本形態のマグネシウム合金板材１は、強度が高い。その理由は、平均結晶粒径が小さい上に、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とが大きいからである。
本形態のマグネシウム合金板材１は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さい。常温での塑性加工性に優れる理由は、１０≦ｆｂ／ｆａを満たすことで底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶１２の数の割合が多いからである。強度の異方性が小さい理由は、次のことが挙げられる。ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度の最大値とが特定の範囲を満たす。そのため、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶１２が、直交方向２３、板幅方向２１、傾斜方向２４のいずれの方向にも実質的に均等に存在する。よって、本形態のマグネシウム合金板材１は、種々の方向に塑性変形し易い。また、本形態のマグネシウム合金板材１は、強度が高い。その理由は、平均結晶粒径が小さい上に、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力とが大きいからである。
〔マグネシウム合金板材の製造方法〕
図４から図７を参照して実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法を説明する。実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法は、図４に示すように、鋳造工程Ｓ１と、第１の熱処理工程Ｓ２と、圧延工程Ｓ３と、第２の熱処理工程Ｓ４とを備える。鋳造工程Ｓ１は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する。第１の熱処理工程Ｓ２は、鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する。圧延工程Ｓ３は、処理材を圧延ロールで圧延して圧延材を作製する。第２の熱処理工程Ｓ４は、圧延材を熱処理する。本形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法の特徴の一つは、上記四つの工程の各々を特定の条件で行う点にある。以下、鋳造工程Ｓ１から第２の熱処理工程Ｓ４を順に説明する。
図４から図７を参照して実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法を説明する。実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法は、図４に示すように、鋳造工程Ｓ１と、第１の熱処理工程Ｓ２と、圧延工程Ｓ３と、第２の熱処理工程Ｓ４とを備える。鋳造工程Ｓ１は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する。第１の熱処理工程Ｓ２は、鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する。圧延工程Ｓ３は、処理材を圧延ロールで圧延して圧延材を作製する。第２の熱処理工程Ｓ４は、圧延材を熱処理する。本形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法の特徴の一つは、上記四つの工程の各々を特定の条件で行う点にある。以下、鋳造工程Ｓ１から第２の熱処理工程Ｓ４を順に説明する。
［鋳造工程Ｓ１］
この工程は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する。鋳造材の作製は、急冷凝固法により行う。図５は、急冷凝固法の温度プロファイル７１を実線で示し、重力鋳造法や連続鋳造法などの温度プロファイル７２を二点鎖線で示す。図５の横軸は時間を示し、図５の縦軸は温度を示す。図５に示すように、急冷凝固法の冷却速度は、重力鋳造法などの冷却速度に比較して非常に早い。図５の温度プロファイル７１，７２は、説明の便宜上、簡略化して示されたものであり、必ずしも実際の温度プロファイルに対応しているわけではない。
この工程は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する。鋳造材の作製は、急冷凝固法により行う。図５は、急冷凝固法の温度プロファイル７１を実線で示し、重力鋳造法や連続鋳造法などの温度プロファイル７２を二点鎖線で示す。図５の横軸は時間を示し、図５の縦軸は温度を示す。図５に示すように、急冷凝固法の冷却速度は、重力鋳造法などの冷却速度に比較して非常に早い。図５の温度プロファイル７１，７２は、説明の便宜上、簡略化して示されたものであり、必ずしも実際の温度プロファイルに対応しているわけではない。
急冷凝固法としては、例えば、双ロール鋳造法が挙げられる。双ロール鋳造法は、例えば、図６に示すような双ロール鋳造装置３０を用いて、溶湯４１から鋳造材４２を作製する方法である。双ロール鋳造装置３０は、溶解炉３１と、移送樋３２と、保持炉３３と、供給部３４と、注湯口３５と、一対のロール３６とを備える。溶解炉３１は、マグネシウム基合金の溶湯４１を作製し、貯留する。溶湯４１の組成は、上述の通りである。溶湯４１の組成は、後述の第２の熱処理工程Ｓ４を経て作製されるマグネシウム合金板材１（図１）の組成に維持される。移送樋３２は、溶解炉３１から保持炉３３へ溶湯４１を移送する。保持炉３３は、溶湯４１を保持する。供給部３４は、一対のロール３６間に溶湯４１を供給する。注湯口３５は、一対のロール３６間に開口する。溶湯４１が一対のロール３６間で冷却されて凝固することで、鋳造材４２が作製される。
冷却速度は、１００℃／ｓ以上が挙げられる。冷却速度が１００℃／ｓ以上であれば、冷却速度が早いため、溶質原子が十分に固溶することで、粗大な結晶粒の形成が抑制されて結晶粒が微細になり易い上に、板表面に対して傾斜した結晶が形成され易い。冷却速度は、更に５００℃／ｓ以上が好ましく、特に１０００℃／ｓ以上が好ましい。冷却速度の上限値は、実用上、２０００℃／ｓが挙げられる。即ち、冷却速度は、１００℃／ｓ以上２０００℃以下が挙げられ、更に５００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下が好ましく、特に１０００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下が好ましい。
急冷凝固法により、底面の結晶方位が特定の方向、例えば、板の長尺方向、板の短尺方向、板厚方向などに揃わず、板表面に対して種々の方向に傾斜している組織を有する鋳造材４２が得られる。そのため、その後の工程を経てマグネシウム合金板材１（図１）を製造し易い。底面とは、（０００１）面をいう。
鋳造材４２の板厚は、例えば、２ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましく、更に２．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下が好ましく、特に３ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。
［第１の熱処理工程Ｓ２］
この工程は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材４２に第１の熱処理をして板状の処理材を作製する。第１の熱処理は、例えば、連続熱処理炉、バッチ式熱処理炉などで行える。第１の熱処理は、均質化処理である。
この工程は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材４２に第１の熱処理をして板状の処理材を作製する。第１の熱処理は、例えば、連続熱処理炉、バッチ式熱処理炉などで行える。第１の熱処理は、均質化処理である。
第１の熱処理は、鋳造材４２の温度が４６０℃以上５１０℃以下となるように行う。鋳造材４２の温度が４６０℃以上であれば、溶質原子を十分に固溶し易い。鋳造材４２の温度が５１０℃以下であれば、鋳造材４２の温度が過度に高すぎず、過剰な酸化による変色や金属間化合物の溶融に起因する点状の欠陥などがない表面性状に優れる処理材を作製し易い。鋳造材４２の温度は、更に４７０℃以上５００℃以下とすることができ、特に４８０℃以上５００℃以下とすることができる。処理材の冷却速度は、早いほどよいが、３００℃まで３℃／ｓ程度以上で冷却すれば十分である。
［圧延工程Ｓ３］
この工程は、処理材に圧延加工を施して板状の圧延材を作製する。圧延加工は、リバース圧延、タンデム圧延のいずれでもよい。圧延加工は、例えば、図７に示す圧延装置５０を用いることが挙げられる。圧延装置５０は、上下に対向配置された一対の圧延ロール５１を備える。一対の圧延ロール５１間に処理材６１を挿通させることで、圧延材６２が作製される。各圧延ロール５１には、互いに同径であり、回転軸が偏心しておらずロールの中心に位置するロールを用いることが挙げられる。各圧延ロール５１の回転数は同一とすることが挙げられる。
この工程は、処理材に圧延加工を施して板状の圧延材を作製する。圧延加工は、リバース圧延、タンデム圧延のいずれでもよい。圧延加工は、例えば、図７に示す圧延装置５０を用いることが挙げられる。圧延装置５０は、上下に対向配置された一対の圧延ロール５１を備える。一対の圧延ロール５１間に処理材６１を挿通させることで、圧延材６２が作製される。各圧延ロール５１には、互いに同径であり、回転軸が偏心しておらずロールの中心に位置するロールを用いることが挙げられる。各圧延ロール５１の回転数は同一とすることが挙げられる。
一対の圧延ロール５１間に供する処理材６１を特定の温度に予熱すると共に、一対の圧延ロール５１を特定の温度に加熱する。処理材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とは、１７０℃以上２７０℃以下が挙げられる。処理材６１の予熱温度は、図示を省略する予熱炉内における処理材６１の表面の温度をいう。即ち、処理材６１の予熱温度は、１パス目の圧延を施す前における処理材６１の表面の温度である。圧延ロール５１の温度とは、圧延ロール５１の表面の温度をいう。処理材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とが１７０℃以上であることで、微細な結晶粒を有する圧延材６２を作製し易い。処理材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とが２７０℃以下であることで、圧延材６２の結晶粒が粗大になり難い。処理材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とは、更に１８０℃以上２６０℃以下とすることができ、特に２００℃以上２５０℃以下とすることができる。処理材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とは、同一であってもよいし異なっていてもよい。処理材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とが同一であれば、圧延加工中に板材の温度が変化せず、全長にわたって均質な組織を有する圧延材６２を作製し易い。
圧延加工は、複数パス行う。１パス当たりの圧下率Ｒは、例えば、１０％以上３５％以下が好ましい。１パスあたりの圧下率Ｒは、｛（ｔ２－ｔ１）／ｔ２｝×１００で求められる。ｔ２は、１パス圧延前の板厚である。ｔ１は、１パス圧延後の板厚である。各パスの圧下率は、同一であってもよいし、上記範囲内であれば異なっていてもよい。１パス当たりの圧下率Ｒは、更に１５％以上３０％以下が好ましく、特に２０％以上３０％以下が好ましい。
最終パスであるｎパス目の圧延後の総圧下率Ｒｔは、例えば、５０％以上９０％以下が好ましい。総圧下率Ｒｔは、｛（ｔｂ－ｔａ）／ｔｂ｝×１００で求められる。ｔｂは、圧延前の処理材６１の板厚である。ｔａは、圧延終了後の圧延材６２の板厚である。総圧下率Ｒｔは、更に、６０％以上９０％以下が好ましく、特に７０％以上９０％以下が好ましい。
圧延加工は、ｋパス目の圧延からｎパス目の圧延までの複数パスを特定条件で行う。ｋとは、１以上、ｎ－１以下の整数である。即ち、最終パスの圧延と最終パスより１パス前の圧延とを含む少なくとも２パスの圧延の各々が特定条件で行われる。１パス目の圧延からｎパス目の圧延までの全パスの圧延が特定条件で行われてもよい。
特定条件とは、圧延ロール５１から出た直後の板材の温度をその板材を構成するマグネシウム基合金の再結晶温度未満とし、ｋパス目からｎパス目までの圧下率Ｒｓが４０％以上となるように行うことをいう。圧延ロール５１から出た直後とは、板材の幅方向中央の表面のうち、圧延ロール５１の直下から２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下離れた地点をいう。圧下率Ｒｓは、｛（ｔｂ－ｔｋ－１）／ｔｂ｝×１００で求められる。ｔｋ－１は、ｋパス目の圧延前までの板材の板厚、即ち、ｋ－１パス目の圧延後の板厚である。
例えば、ｔｋ－１は、ｋ＝１のときｔ０である。ｔ０は、圧延前の処理材６１の板厚ｔｂである。即ち、圧延前の処理材６１に対し、総圧下率Ｒｔに達するまでの各圧延が、圧延ロール５１から出た直後の板材の温度をその板材を構成するマグネシウム基合金の再結晶温度未満となるように行われる。
特定条件の圧延では、２パス目以降の各パスの圧延において、圧延ロール５１から出た直後の板材の温度が、１パス前の圧延において、圧延ロール５１から出た直後の板材の温度よりも、低くなるようにすることが挙げられる。この場合、圧延ロール５１から出た直後の板材の温度は、パス回数が増えるにつれて段階的に下がる。板材の走行速度や板材の繰出までの時間などを適宜調整することで、圧延ロールから出た直後の板材の温度が段階的に下がるようにすることができる。
１パス当たりの板材の降温率Ｄは、例えば、０．１％以上１５％以下が好ましい。１パス当たりの降温率Ｄは、｛（Ｔ１－Ｔ２）／Ｔ１｝×１００で求められる。Ｔ１は、１パス前の圧延における圧延ロール５１から出た直後の板材の温度である。Ｔ２は、現パスの圧延における圧延ロール５１から出た直後の板材の温度である。各パスにおける板材の降温率Ｄは、同一であってもよいし、上記範囲内であれば異なっていてもよい。降温率Ｄは、更に０．２％以上１３％以下が好ましく、特に０．３％以上１２％以下が好ましい。
ｎパス目の圧延後における板材の総降温率Ｄｔは、例えば、０．５％以上５０％以下が好ましい。総降温率Ｄｔは、｛（Ｔｋ－１－Ｔｎ）／Ｔｋ－１｝×１００で求められる。Ｔｋ－１は、ｋ－１パス目の圧延において圧延ロール５１から出た直後の板材の温度である。Ｔｎは、ｎパス目の圧延において圧延ロール５１から出た直後の板材の温度である。総降温率Ｄｔは、更に０．７％以上４０．０％以下が好ましく、特に１．０％以上３０．０％以下が好ましい。
この圧延加工により、後述する第２の熱処理工程後に、底面の結晶方位が板幅方向、圧延方向、板幅方向と圧延方向との間の方向にも傾斜した組織を形成するための核ができる。その理由は次のことが挙げられる。特定条件の圧延を行うことで、圧延を施した板材に蓄積される歪が圧延の過程で除去されることが抑制され易い。即ち、底面が板表面に沿う原因である動的再結晶が抑制され、多量の歪が蓄積された圧延材６２が作製される。この歪によって、上記核を多量に導入することができる。また、この圧延加工による多量の歪により、多量の核を有する圧延材６２が得られる。圧延材６２は、板材を平面視したとき、その長手方向が圧延方向、長手方向に直交する方向が板幅方向である。換言すれば、圧延方向は、圧延時に板が進行する方向である。板幅方向は、圧延方向に直交し、かつ板の平面方向に沿った方向、即ち圧延ロール５１の軸方向に沿った方向である。
［第２の熱処理工程Ｓ４］
この工程は、圧延材６２を特定の温度範囲を満たすように加熱する。この加熱により、圧延工程で導入された歪が除去されると共に、上記核から再結晶粒が成長し、底面の結晶方位が板幅方向、圧延方向、板幅方向と圧延方向との間の方向にも傾斜した組織を形成できる。第２の熱処理は、例えば、連続熱処理炉、バッチ式熱処理炉などで行える。これらの工程を経ることで、詳しいメカニズムはわかっていないものの、上述したｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有するマグネシウム合金板材１（図１）が作製される。
この工程は、圧延材６２を特定の温度範囲を満たすように加熱する。この加熱により、圧延工程で導入された歪が除去されると共に、上記核から再結晶粒が成長し、底面の結晶方位が板幅方向、圧延方向、板幅方向と圧延方向との間の方向にも傾斜した組織を形成できる。第２の熱処理は、例えば、連続熱処理炉、バッチ式熱処理炉などで行える。これらの工程を経ることで、詳しいメカニズムはわかっていないものの、上述したｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有するマグネシウム合金板材１（図１）が作製される。
圧延材６２の加熱温度は、例えば、１８０℃以上４２５℃以下が挙げられる。熱処理時間は、例えば、０．５時間以上４．０時間以下が挙げられる。圧延材６２の加熱温度が１８０℃以上であることや熱処理時間が０．５時間以上であることで、圧延材６２の歪を除去し易い。圧延材６２の加熱温度が４２５℃以下であることや熱処理時間が４．０時間以下であることで、圧延材６２の結晶粒の粗大化を抑制し易い。圧延材６２の加熱温度は、更に２００℃以上４００℃以下が好ましく、特に２２０℃以上３５０℃以下が好ましい。熱処理時間は、更に１．０時間以上４．０時間以下が好ましく、特に２．０時間以上４．０時間以下が好ましい。
［用途］
本形態のマグネシウム合金板材の製造方法は、上述した各種の構成部材の製造に好適に利用できる。
本形態のマグネシウム合金板材の製造方法は、上述した各種の構成部材の製造に好適に利用できる。
〔作用効果〕
本形態のマグネシウム合金板材の製造方法は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満含む鋳造材４２を用い、上記三つの工程の各々を特定の温度範囲とすることで、上述したｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度の最大値とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有するマグネシウム合金板材１（図１）を製造できる。即ち、本形態のマグネシウム合金板材の製造方法は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材１を製造できる。
本形態のマグネシウム合金板材の製造方法は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満含む鋳造材４２を用い、上記三つの工程の各々を特定の温度範囲とすることで、上述したｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤと、底面の結晶方位の相対強度の最大値とがそれぞれ特定の範囲を満たす組織を有するマグネシウム合金板材１（図１）を製造できる。即ち、本形態のマグネシウム合金板材の製造方法は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいマグネシウム合金板材１を製造できる。
《試験例》
試験例では、マグネシウム合金板材の常温での塑性加工性を評価した。
試験例では、マグネシウム合金板材の常温での塑性加工性を評価した。
〔試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．１６〕
各試料のマグネシウム合金板材は、上述のマグネシウム合金板材の製造方法と同様にして、鋳造工程、第１の熱処理工程、圧延工程、第２の熱処理工程の順に経て作製した。
各試料のマグネシウム合金板材は、上述のマグネシウム合金板材の製造方法と同様にして、鋳造工程、第１の熱処理工程、圧延工程、第２の熱処理工程の順に経て作製した。
［鋳造工程］
この工程は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する。鋳造材としては、急冷凝固法により作製した鋳造材と、金型に溶融金属を鋳込み、急冷されず自然冷却して作製された鋳造材とを用意した。急冷凝固法の冷却速度は、図５の温度プロファイル７１に示す冷却速度に相当する。自然冷却の冷却速度は、図５の温度プロファイル７２に示す冷却速度に相当する。以下の説明では、急冷凝固法により作製した鋳造材を急冷凝固板といい、急冷されず自然冷却して作製された鋳造材を金型鋳造板という。
この工程は、マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する。鋳造材としては、急冷凝固法により作製した鋳造材と、金型に溶融金属を鋳込み、急冷されず自然冷却して作製された鋳造材とを用意した。急冷凝固法の冷却速度は、図５の温度プロファイル７１に示す冷却速度に相当する。自然冷却の冷却速度は、図５の温度プロファイル７２に示す冷却速度に相当する。以下の説明では、急冷凝固法により作製した鋳造材を急冷凝固板といい、急冷されず自然冷却して作製された鋳造材を金型鋳造板という。
急冷凝固板は、双ロール鋳造法により、冷却速度を１０００℃／ｓとして作製した。急冷凝固板の厚さは表３の圧延前の板厚の欄に示す値と同じである。金型鋳造板は、金型鋳造により作製したインゴットから切り出すことで用意した。金型鋳造板の板厚は、１０ｍｍとした。各試料の鋳造材における添加元素の種類と添加元素の含有量とは、表１に示す通りである。各試料の鋳造材における添加元素の種類と添加元素の含有量とは、ＩＣＰ発光分光分析法により求めた。表１に示す添加元素の含有量は、マグネシウム基合金に含まれる元素の合計含有量を１００質量％としたときの値である。表１の添加元素の欄に示す「－」は、該当する添加元素を含んでいないことを示す。いずれの鋳造材においても、添加元素を除く残部は、Ｍｇ及び不可避不純物である。不可避不純物の含有量は、いずれの試料も１％以下であった。
［第１の熱処理工程］
この工程は、鋳造材に第１の熱処理を施すことで処理材を作製する。第１の熱処理としては、各試料の鋳造材を加熱する均質化処理を行った。鋳造材の加熱は、鋳造材の温度が表２に示すように４００℃から５００℃の範囲から選択される温度となるように行った。処理時間は、表２に示すように５ｈから１２ｈとした。
この工程は、鋳造材に第１の熱処理を施すことで処理材を作製する。第１の熱処理としては、各試料の鋳造材を加熱する均質化処理を行った。鋳造材の加熱は、鋳造材の温度が表２に示すように４００℃から５００℃の範囲から選択される温度となるように行った。処理時間は、表２に示すように５ｈから１２ｈとした。
［圧延工程］
この工程は、処理材に圧延加工を施して板状の圧延材を作製した。圧延加工は、上下に対向配置された一対の圧延ロールを備える圧延装置を用い、その圧延ロール間に処理材を挿通させることで行った。各圧延ロールには、互いに同径であり、かつ回転軸が偏心しておらずロールの中心に位置するロールを用いた。各圧延ロールの回転数は同一とした。圧延加工は、複数パス行った。
この工程は、処理材に圧延加工を施して板状の圧延材を作製した。圧延加工は、上下に対向配置された一対の圧延ロールを備える圧延装置を用い、その圧延ロール間に処理材を挿通させることで行った。各圧延ロールには、互いに同径であり、かつ回転軸が偏心しておらずロールの中心に位置するロールを用いた。各圧延ロールの回転数は同一とした。圧延加工は、複数パス行った。
各パスにおける圧延ロールの温度は、１８０℃から２８０℃の範囲から選択される温度となるようにした。各パスにおいて、圧延ロールの温度は同一とした。処理材の予熱温度は、１８０℃から２８０℃の範囲から選択される温度となるようにした。処理材の予熱温度とは、予熱炉内での処理材の表面の温度である。２パス目以降の圧延を施す前の処理材の表面の温度ではない。処理材の予熱温度と各パスにおける圧延ロールの温度とは同一である。表２は、処理材の予熱温度と圧延ロールの温度とをまとめて圧延温度として示している。
圧延加工は、ｋパス目から最終パスであるｎパス目までの複数パスの各圧延において、圧延ロールから出た直後の板材の温度をその板材を構成するマグネシウム基合金の再結晶温度未満となるように行った。その際、ｋパス目からｎパス目の圧下率Ｒｓが４０％以上となるようにした。
ＡＭ３０の再結晶温度は、１８１℃である。
ＡＺ３１の再結晶温度は、１８０℃である。
ＡＺ４１の再結晶温度は、１７７℃である。
ＡＭＪ３００、ＡＭＸ３００、ＡＭＥ３００の再結晶温度は、実質的にＡＭ３０と同様である。
Ｍ１の再結晶温度は、１８９℃である。
ＺＸ１０の再結晶温度は、１８６℃である。
ＡＺ３１の再結晶温度は、１８０℃である。
ＡＺ４１の再結晶温度は、１７７℃である。
ＡＭＪ３００、ＡＭＸ３００、ＡＭＥ３００の再結晶温度は、実質的にＡＭ３０と同様である。
Ｍ１の再結晶温度は、１８９℃である。
ＺＸ１０の再結晶温度は、１８６℃である。
試料Ｎｏ．１では、６パスの圧延を行い、２パス目から６パス目までの圧延を特定条件で行った。特定条件の圧延では、圧延ロールから出た直後の板材の温度が、１パス圧延前において、圧延ロールから出た直後の板材の温度よりも、低くなるようにした。
試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．３、試料Ｎｏ．７から試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１３から試料Ｎｏ．１５では、試料Ｎｏ．１と同様、６パスの圧延を行い、２パス目から６パス目までの圧延を特定条件で行った。試料Ｎｏ．４では、５パスの圧延を行い、１パス目から５パス目までの圧延を特定条件で行った。試料Ｎｏ．５、試料Ｎｏ．６では、５パスの圧延を行い、２パス目から５パス目までの圧延を特定条件で行った。試料Ｎｏ．１０から試料Ｎｏ．１２では、６パスの圧延を行い、１パス目から６パス目までの圧延を特定条件で行った。試料Ｎｏ．２から試料Ｎｏ．１５においても、試料Ｎｏ．１と同様、特定条件の圧延では、圧延ロールから出た直後の板材の温度が、１パス圧延前において、圧延ロールから出た直後の板材の温度よりも、低くなるようにした。
試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．１５において、圧延に供する処理材の板厚を表３の圧延前の板厚の欄に示し、圧延終了後の圧延材の板厚を表３の圧延後の板厚の欄に示す。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．１５における１パス当たりの圧下率Ｒと、圧下率Ｒの平均値と、圧下率Ｒｓと、総圧下率Ｒｔとを表３に示す。試料Ｎｏ．４から試料Ｎｏ．６では、５パスの圧延を行い、６パス目を行っていないため、表３における６パス目の欄は「－」としている。
試料Ｎｏ．１６では、９パスの圧延を行った。試料Ｎｏ．１６では、板厚１０ｍｍの処理材を用い、１ｍｍの圧延材を作製した。試料Ｎｏ．１６の圧下率Ｒの平均値は２０％で、総圧下率Ｒｔは９０％であった。
代表して、試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．４、及び試料Ｎｏ．１２から試料Ｎｏ．１５における１パス当たりの降温率Ｄと、降温率Ｄの平均値と、総降温率Ｄｔとを表４に示す。降温率Ｄの平均値は、特定条件の各パスにおいて、１パス前の圧延における圧延ロールから出た直後の板材の温度と、現パスの圧延ロールから出た直後の板材の温度との変化率の平均値である。総降温率Ｄｔは、特定条件の１パス目の圧延から最終パスの圧延までの降温率である。即ち、試料Ｎｏ．１の降温率Ｄの平均値は、２パス目から６パス目までの各パスにおいて、１パス前の圧延ロールから出た直後の板材の温度と、現パスの圧延ロールから出た直後の板材の温度との変化率の平均値である。試料Ｎｏ．１の総降温率Ｄｔは、１パス目の圧延ロールから出た直後の板材の温度と、６パス目の圧延ロールから出た直後の板材の温度との変化率である。試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．３、試料Ｎｏ．５から試料Ｎｏ．１０における１パス当たりの降温率Ｄと、降温率Ｄの平均値と、総降温率Ｄｔとは、試料Ｎｏ．１と同様である。試料Ｎｏ．１１における１パス当たりの降温率Ｄと、降温率Ｄの平均値と、総降温率Ｄｔとは、試料Ｎｏ．１２と同様である。
［第２の熱処理工程］
この工程では、圧延材を加熱した。この加熱は、圧延材の温度が表２に示すように２５０℃又は３５０℃となるように行った。加熱時間は、表２に示すように１．５ｈ又は４ｈとした。
この工程では、圧延材を加熱した。この加熱は、圧延材の温度が表２に示すように２５０℃又は３５０℃となるように行った。加熱時間は、表２に示すように１．５ｈ又は４ｈとした。
〔組織分析〕
各試料のマグネシウム合金板材の組織分析として、ｆｂ／ｆａ、ｍＬ／ｍＣ、ｍＬ／ｍＤ、底面の結晶方位の相対強度の最大値、及び平均結晶粒径を次のようにして求めた。
各試料のマグネシウム合金板材の組織分析として、ｆｂ／ｆａ、ｍＬ／ｍＣ、ｍＬ／ｍＤ、底面の結晶方位の相対強度の最大値、及び平均結晶粒径を次のようにして求めた。
組織分析用の測定片を各試料のマグネシウム合金板材から作製した。
測定片は、研磨に先立ち、板幅方向に直交する断面が研磨面となるように研磨用治具に固定した。研磨治具を株式会社池上精機製ＩＳ－ＰＯＬＩＳＨＥＲに取り付け、測定片に対して面出し研磨、中間研磨、仕上げ研磨の順に行った。面出し研磨は、炭化ケイ素を砥粒とする研磨紙を用いた。研磨紙の番手は、＃４００、＃１２００、＃２０００の３種類とした。中間研磨は、研磨剤として粒度が０．３μｍの酸化アルミニウムを用いた。仕上げ研磨は、研磨剤として粒度が０．０４μｍの二酸化ケイ素を用いた。仕上げ研磨後、エタノールにより表面を洗浄し、組織分析用の測定片とした。
各測定片をＦＥ－ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡）に挿入した。このＦＥ－ＳＥＭの装置は、日本電子社製ＪＳＭ－７０００Ｆを用いた。ＦＥ－ＳＥＭの試料室内を真空状態とした。測定条件は、室温、加速電圧を１０ｋＶとした。各測定片の上記断面から観察視野を１個とる。観察視野の大きさは、平均結晶粒径が１０μｍ以上の試料については、１２００μｍ×６００μｍとした。観察視野の大きさは、平均結晶粒径が１０μｍ未満の試料については、６００μｍ×６００μｍとした。平均結晶粒径の求め方は後述する。ＥＢＳＤ法により、測定片ごとの各観察視野について各結晶粒の結晶方位別に色別したマッピング像を取得した。照射した電子線のスポット径は０．０５μｍ程度である。電子線の走査間隔は、ここでは、１μｍとした。株式会社ＴＳＬソリューションズ社製ＯＩＭ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）５．３．１を用い、マッピング像の画像解析を行った。上記解析ソフトウェアにおける信頼値係数（Ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ：ＣＩ値）が０．１以上のデータ点を採用した。信頼値係数とは、ＥＢＳＤ法による指数付け／方位計算の結果の信頼性を表す指標で、０．１以上のＣＩ値は、９５％以上の正しい指数付け／方位計算がされたことを表す。
（ｆｂ／ｆａ）
１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合ｆａと、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合ｆｂとをそれぞれ算出し、ｆｂ／ｆａを求めた。底面とは、（０００１）面をいう。各ピクセルの中心が電子線が照射された点に相当する。各ピクセルの形状は、正六角形とした。１ピクセルの等面積円相当径は、１．０５μｍとした。ｆｂ／ｆａが大きいと、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶が多く、底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶が少ないことを意味する。その結果を表５に示す。
１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合ｆａと、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合ｆｂとをそれぞれ算出し、ｆｂ／ｆａを求めた。底面とは、（０００１）面をいう。各ピクセルの中心が電子線が照射された点に相当する。各ピクセルの形状は、正六角形とした。１ピクセルの等面積円相当径は、１．０５μｍとした。ｆｂ／ｆａが大きいと、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶が多く、底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶が少ないことを意味する。その結果を表５に示す。
（ｍＬ／ｍＣ、ｍＬ／ｍＤ）
圧延方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子ｍＬと、板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子ｍＣと、圧延方向と板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子ｍＤとを、上記断面の画像解析から求めた。
圧延方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子ｍＬと、板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子ｍＣと、圧延方向と板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子ｍＤとを、上記断面の画像解析から求めた。
シュミット因子ｍＬは、上記解析ソフトウェア上で、引張荷重が直交方向２３（図１）と平行に印加されるように、応力テンソル中の応力成分σＲＤを１とし、他の応力成分を０とし、すべり面及びすべり方向を（０００１）面及び［１１－２０］方向として求めた。応力テンソル中の応力成分σＲＤが１で、他の応力成分が０であるとは、直交方向２３を引張方向とする一軸引張応力状態を意味する。すべり面及びすべり方向が（０００１）面および［１１－２０］方向であるとは、底面すべりを意味する。すべり方向の表記において、「－」と「－の直後の数字」との組み合わせは、「数字とオーバーライン」の組み合わせの代用表記である。例えば、「－２」は、「２とオーバーライン」の組み合わせである。
シュミット因子ｍＣは、上記解析ソフトウェア上で、引張荷重が板幅方向２１（図１）と平行に印加されるように、応力テンソル中の応力成分σＴＤを１とし、他の応力成分を０とし、すべり面及びすべり方向を（０００１）面及び［１１－２０］方向とすることで求めた。応力テンソル中の応力成分σＴＤが１で、他の応力成分が０であるとは、板幅方向２１を引張方向とする一軸引張応力状態を意味する。
シュミット因子ｍＤは、シュミット因子ｍＤ１とシュミット因子ｍＤ２との平均値とした。まず、上記解析ソフトウェア上で板厚方向２２（図１）を軸として全ピクセルの結晶方位を４５°回転させる操作を行った。回転方向は左回り、右回りのどちらでも構わない。シュミット因子ｍＤ１は、引張荷重が直交方向２３と平行に印加されるように、応力テンソル中の応力成分σＲＤを１とし、他の応力成分を０とし、すべり面及びすべり方向を（０００１）面及び［１１－２０］方向とすることで求めた。上述のように、応力テンソル中の応力成分σＲＤが１で、他の応力成分が０であるとは、直交方向２３を引張方向とする一軸引張応力状態を意味する。シュミット因子ｍＤ２は、引張荷重が板幅方向２１と平行に印加されるように、応力テンソル中の応力成分σＴＤを１とし、他の応力成分を０とし、すべり面及びすべり方向を（０００１）面及び［１１－２０］方向とすることで求めた。上述のように、応力テンソル中の応力成分σＴＤが１で、他の応力成分が０であるとは、板幅方向２１を引張方向とする一軸引張応力状態を意味する。
なお、［１１－２０］方向は、［１－２１０］方向、［－２１１０］方向、［－１－１２０］方向、［－１２－１０］方向、及び［２－１－１０］方向と等価であるため、上記解析ソフトウェア上では、すべり方向としてどの方向を指定しても良い。
得られたシュミット因子ｍＬ、シュミット因子ｍＣ、及びシュミット因子ｍＤから、ｍＬ／ｍＣ、ｍＬ／ｍＤを求めた。その結果を表５に示す。ｍＬ／ｍＣ、及びｍＬ／ｍＤは、１に近いほど異方性が小さいことを意味する。
（底面の結晶方位の相対強度の最大値）
底面の結晶方位における相対強度の最大値は、ＥＢＳＤ法により各ピクセルにおける底面の結晶方位の極点図をとることで求めた。
底面の結晶方位における相対強度の最大値は、ＥＢＳＤ法により各ピクセルにおける底面の結晶方位の極点図をとることで求めた。
（平均結晶粒径）
平均結晶粒径は、下記の手順によって算出した。まず、上記断面の画像解析から１視野に含まれる結晶粒の数を求めた。ここでは、隣接するピクセル同士の結晶方位差が１５°未満のピクセルの集合体を１つの結晶粒とした。１つのピクセルに対し、隣接する６つのピクセルのうち１つでも結晶方位差が１５°未満であれば、同一の集合体とした。次に、測定面積を結晶粒の数で除した値、即ち、結晶粒の平均面積Ａを求めた。そして、｛４×（Ａ／π）｝１／２を求め、その値を平均結晶粒径とした。なお、測定範囲の境界線上の結晶粒も、一つの結晶粒として数えた。その結果を表５に示す。
平均結晶粒径は、下記の手順によって算出した。まず、上記断面の画像解析から１視野に含まれる結晶粒の数を求めた。ここでは、隣接するピクセル同士の結晶方位差が１５°未満のピクセルの集合体を１つの結晶粒とした。１つのピクセルに対し、隣接する６つのピクセルのうち１つでも結晶方位差が１５°未満であれば、同一の集合体とした。次に、測定面積を結晶粒の数で除した値、即ち、結晶粒の平均面積Ａを求めた。そして、｛４×（Ａ／π）｝１／２を求め、その値を平均結晶粒径とした。なお、測定範囲の境界線上の結晶粒も、一つの結晶粒として数えた。その結果を表５に示す。
〔塑性加工性の評価〕
各試料のマグネシウム合金板材における常温での塑性加工性の評価は、常温でのエリクセン値を測定することで行った。エリクセン値は、「エリクセン試験機 ＪＩＳ Ｂ ７７２９（２００５）」及び「エリクセン試験方法 ＪＩＳ Ｚ ２２４７（２００６）」に準拠して求めた。その結果を表５に示す。
各試料のマグネシウム合金板材における常温での塑性加工性の評価は、常温でのエリクセン値を測定することで行った。エリクセン値は、「エリクセン試験機 ＪＩＳ Ｂ ７７２９（２００５）」及び「エリクセン試験方法 ＪＩＳ Ｚ ２２４７（２００６）」に準拠して求めた。その結果を表５に示す。
〔強度の評価〕
各試料のマグネシウム合金板材における強度の評価は、マグネシウム合金板材の圧延方向及び板幅方向の０．２％耐力を次のようにして測定することで行った。各試料のマグネシウム合金板材から第１試験片と第２試験片の２種類の試験片を作製した。各試験片は、標点間距離２０ｍｍ、幅４ｍｍの小型試験片とした。第１試験片は、その長手方向がマグネシウム合金板材の圧延方向に沿ったものとした。第２試験片は、その長手方向がマグネシウム合金板材の板幅方向に沿ったものとした。「金属材料引張試験方法 ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）」に準拠し、常温で各試験片の長手方向に沿って引張力を付与した。圧延方向の０．２％耐力と、板幅方向の０．２％耐力と、両方の０．２％耐力の差の絶対値とを表５に示す。
各試料のマグネシウム合金板材における強度の評価は、マグネシウム合金板材の圧延方向及び板幅方向の０．２％耐力を次のようにして測定することで行った。各試料のマグネシウム合金板材から第１試験片と第２試験片の２種類の試験片を作製した。各試験片は、標点間距離２０ｍｍ、幅４ｍｍの小型試験片とした。第１試験片は、その長手方向がマグネシウム合金板材の圧延方向に沿ったものとした。第２試験片は、その長手方向がマグネシウム合金板材の板幅方向に沿ったものとした。「金属材料引張試験方法 ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）」に準拠し、常温で各試験片の長手方向に沿って引張力を付与した。圧延方向の０．２％耐力と、板幅方向の０．２％耐力と、両方の０．２％耐力の差の絶対値とを表５に示す。
表５に示すように、試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．４から試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１２から試料Ｎｏ．１４のマグネシウム合金板材は、１０≦ｆｂ／ｆａと、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と、０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３、底面の結晶方位における相対強度の最大値≦５．２の四つの要件を全て満たす。また、これらの試料のマグネシウム合金板材は、平均結晶粒径が２μｍ以上７μｍ以下を満たす。即ち、これらの試料のマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さいことがわかる。
試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．４、試料Ｎｏ．７、試料Ｎｏ．８、試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１２のマグネシウム合金板材は、ｆａ≦２を満たす。即ち、試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．４、試料Ｎｏ．７、試料Ｎｏ．８、試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１２のマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる。試料Ｎｏ．１、及び試料Ｎｏ．４のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が８．５ｍｍ以上である。即ち、試料Ｎｏ．１、及試料Ｎｏ．４のマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に優れる。特に、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が９．５ｍｍであり、５０００系のアルミニウム合金からなる板材と同等程度の塑性加工性を有することができる。試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．４から試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１２から試料Ｎｏ．１４のマグネシウム合金板材は、圧延方向の０．２％耐力が１４０ＭＰａ以上、板幅方向の０．２％耐力が１４０ＭＰａ以上、０．２％耐力の差が１５ＭＰａ以下である。即ち、試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．４から試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１２から試料Ｎｏ．１４のマグネシウム合金板材は、強度が高く、かつ強度の異方性が小さい。
これらの試料に対して、試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．３、試料Ｎｏ．１０、及び試料Ｎｏ．１５のマグネシウム合金板材は、上記四つの要件のうち、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の二つの要件を満たすものの、残り二つの１０≦ｆｂ／ｆａと底面の結晶方位における相対強度の最大値≦５．２の要件を満たさない。即ち、試料Ｎｏ．２のマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に劣ることと、強度の異方性が高いこととがわかる。試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材は、上記四つの要件のうち、１０≦ｆｂ／ｆａと底面の結晶方位における相対強度の最大値≦５．２の二つの要件を満たすものの、残二つの０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の要件を満たさない。即ち、試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材は、強度の異方性が大きいことがわかる。試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、上記四つの要件のうち、１０≦ｆｂ／ｆａと、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と、０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３とを満たすものの、残り一つの底面の結晶方位における相対強度の最大値≦５．２の要件を満たさない。即ち、試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、強度の異方性が大きいことがわかる。
試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．３、試料Ｎｏ．１０、及び試料Ｎｏ．１５のマグネシウム合金板材は、ｆａが２超であった。試料Ｎｏ．２のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が８．５ｍｍ未満であった。また、試料Ｎｏ．２のマグネシウム合金板材は、０．２％耐力の差が１５ＭＰａ超であった。試料Ｎｏ．３のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が８．５ｍｍ未満であった。試料Ｎｏ．１０のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が８．５ｍｍ未満であった。また、試料Ｎｏ．１０のマグネシウム合金板材は、圧延方向の０．２％耐力が１４０ＭＰａ未満、板幅方向の０．２％耐力が１４０ＭＰａ未満であった。試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材は、平均結晶粒径が７μｍ超であり、圧延方向の０．２％耐力が１４０ＭＰａ未満、板幅方向の０．２％耐力が１４０ＭＰａ未満、０．２％耐力の差が１５ＭＰａ超であった。試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が８．５ｍｍ未満であった。また、試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、０．２％耐力の差が１５ＭＰａ超であった。
代表して、ＥＢＳＤ法によりとった試料Ｎｏ．１、及び試料Ｎｏ．１１の底面の極点図を図８、及び図９に示す。各極点図は、底面の結晶方位の分布状態をグレースケールで表す。具体的には、相対強度が大きい順に、黒から白へと変化する。各極点図の中心は底面の結晶方位が板表面に対して０°、円周上は底面の結晶方位が板表面に対して９０°傾斜した状態を示す。ＲＤは圧延方向であり、ＴＤは板幅方向である。相対強度は、上述したように、ランダムな結晶配向に対する相対的な結晶方位の集積度合いを示す指標で、相対強度が高いほどその結晶配向が多いことを示す。各極点図は、説明の便宜上、底面の結晶方位が板表面に対して１０°傾斜した地点８１と、２５°傾斜した地点８２と、４５°傾斜した地点８３とを二点鎖線円で示す。
図８に示すように、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材において、２５°傾斜した地点８２の二点鎖線と４５°傾斜した地点８３の二点鎖線との間には、その間の周方向の殆どの領域に相対強度が２．０以上４．０未満の領域が存在している。また、２５°傾斜した地点８２の二点鎖線と４５°傾斜した地点８３の二点鎖線との間のうち圧延方向に、相対強度が４．０以上５．７未満の領域が存在する。相対強度が４．０以上５．７未満の領域は、図８紙面左側の２５°傾斜した地点８２付近において、最も濃いグレーで示される縦長の領域であり、図８紙面右側の２５°傾斜した地点８２に重なる箇所において、最も濃いグレーで示される円形状の領域である。この相対強度が４．０以上５．７未満の領域の大きさは非常に小さい。そして、１０°傾斜した地点８１の二点鎖線の内側は、相対強度が２．８以上の領域が実質的に存在せず、相対強度が１．０未満の領域と１．０以上１．４以下の領域とが大部分を占めている。
図８に示すように、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材において、２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間において、相対強度が２．０以上５．７未満の領域の占める合計角度は、２６５°であった。
図１０を参照して、上記合計角度の求め方を説明する。図１０は、上記合計角度の求め方の説明用の図である。そのため、図１０では、説明の便宜上、相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる領域と、相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる領域とは、簡略化して示されていて、図８や図９に示す極点図とは一致していない。
上記合計角度とは、第一回転角度θ１の合計から求められる。第一回転角度θ１とは、第一直線９１１と第一直線９１２との間の角度である。なお、後述する相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる領域内に、相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる領域が存在する場合、上記合計角度とは、第一回転角度θ１の合計から第二回転角度θ２の合計を引いた値とする。第二回転角度θ２とは、第二直線９２１と第二直線９２２との間の角度である。
第一直線９１１とは、２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間において相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる領域のうち、極点図の周方向の最も一方側に位置する点と、極点図の中心とを通る直線である。第一直線９１２とは、２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間において相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる領域のうち、極点図の周方向の最も他方側に位置する点と、極点図の中心とを通る直線である。相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる領域が第一直線９１１と第一直線９１２との間に位置する。
第二直線９２１とは、２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間において相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる領域のうち、極点図の周方向の最も一方側に位置する点と、極点図の中心とを通る直線である。第二直線９２２は、２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間において相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる領域のうち、極点図の周方向の最も他方側に位置する点と、極点図の中心とを通る直線である。相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる領域が第二直線９２１と第二直線９２２との間に位置する。
相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる領域が２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間に複数点在する場合、相対強度が２．０の等高線９０１で囲まれる各々の領域に対して、第一回転角度θ１を求める。同様に、相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる領域が２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間に複数点在する場合、相対強度が５．７の等高線９０２で囲まれる各々の領域に対して第二回転角度θ２を求める。
極点図の２５°の地点８２と４５°の地点８３との間に相対強度が２．０の領域を含むが、相対強度が２．０の等高線９０１の端部がなく、かつ相対強度が５．７の領域を含まないものに対しては、相対強度が２．０以上５．７未満の領域の占める合計角度を３６０°とする。
このように、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材は、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶が多く、底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜した結晶が殆ど存在しない。また、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材は、底面の結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜した結晶が、圧延方向と、板幅方向と、圧延方向と板幅方向との間の方向とに実質的に均等に存在する。そのため、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材は、上述のように、上記四つの要件を全て満たす結果となったと考えられる。即ち、試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材は、高いエリクセン値に見られるように常温での塑性加工性に優れる上に、強度の異方性が小さい結果となったと考えられる。
試料Ｎｏ．４から試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１２から試料Ｎｏ．１４のマグネシウム合金板材における底面の極点図の図示は省略しているものの、これらの試料のマグネシウム合金板材の極点図も図８に示す試料Ｎｏ．１のマグネシウム合金板材の極点図と同様になると考えられる。その理由は、これらの試料のマグネシウム合金板材は、上述のように、試料Ｎｏ．１と同様、上記四つの要件を全て満たすからである。
図９に示すように、試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材において、２５°傾斜した地点８２の二点鎖線と４５°傾斜した地点８３の二点鎖線との間には、その間の板幅方向に沿った領域に相対強度が２．８以上４．０未満の領域が存在している。また、４５°傾斜した地点８３よりも外側には、板幅方向の両側の領域に相対強度が４．０以上５．７未満の領域が存在している。相対強度が４．０以上５．７未満の領域は、図９の紙面上側の４５°傾斜した地点８３の外側において、最も濃いグレーで示される円形状の領域であり、図９の紙面下側の４５°傾斜した地点８３の外側において、最も濃いグレーで示される円形状の領域である。そして、１０°傾斜した地点８１の二点鎖線の内側は、実質的に全域にわたって相対強度が１．０以上１．４未満の領域が存在している。２５°傾斜した地点８２と４５°傾斜した地点８３との間において、相対強度が２．０以上５．７未満の領域の占める合計角度は、１１９°であった。
試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材は、底面の結晶方位が板表面に対して４５°超傾斜した結晶や２５°以上４５°以下傾斜した結晶の板幅方向に存在する数の割合が非常に高い。そのため、試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材は、上述のように、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の要件を満たさない結果となったと考えられる。即ち、試料Ｎｏ．１１のマグネシウム合金板材は、強度の異方性が大きい結果となったと考えられる。
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ マグネシウム合金板材
１０ プレス成形体
１１ ０°以上１０°以下傾斜した結晶
１２ ２５°以上４５°以下傾斜した結晶
２１ 板幅方向
２２ 板厚方向
２３ 直交方向
２４ 傾斜方向
２５ 圧延方向
３０ 双ロール鋳造装置
３１ 溶解炉
３２ 移送樋
３３ 保持炉
３４ 供給部
３５ 注湯口
３６ ロール
４１ 溶湯
４２ 鋳造材
５０ 圧延装置
５１ 圧延ロール
６１ 処理材
６２ 圧延材
７１、７２ 温度プロファイル
８１ １０°傾斜した地点
８２ ２５°傾斜した地点
８３ ４５°傾斜した地点
９０１ 相対強度が２．０の等高線
９０２ 相対強度が５．７の等高線
９１１，９１２ 第一直線
９２１、９２２ 第二直線
θ１ 第一回転角度
θ２ 第二回転角度
ＲＤ 圧延方向
ＴＤ 板幅方向
１０ プレス成形体
１１ ０°以上１０°以下傾斜した結晶
１２ ２５°以上４５°以下傾斜した結晶
２１ 板幅方向
２２ 板厚方向
２３ 直交方向
２４ 傾斜方向
２５ 圧延方向
３０ 双ロール鋳造装置
３１ 溶解炉
３２ 移送樋
３３ 保持炉
３４ 供給部
３５ 注湯口
３６ ロール
４１ 溶湯
４２ 鋳造材
５０ 圧延装置
５１ 圧延ロール
６１ 処理材
６２ 圧延材
７１、７２ 温度プロファイル
８１ １０°傾斜した地点
８２ ２５°傾斜した地点
８３ ４５°傾斜した地点
９０１ 相対強度が２．０の等高線
９０２ 相対強度が５．７の等高線
９１１，９１２ 第一直線
９２１、９２２ 第二直線
θ１ 第一回転角度
θ２ 第二回転角度
ＲＤ 圧延方向
ＴＤ 板幅方向
Claims (10)
- マグネシウム基合金からなるマグネシウム合金板材であって、
前記マグネシウム基合金は、
Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成と、
ＥＢＳＤ法により結晶方位を測定し、１視野における全ピクセルのうち底面の結晶方位が板表面に対して０°以上１０°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆａ、前記結晶方位が板表面に対して２５°以上４５°以下傾斜したピクセルの数の割合をｆｂとし、板幅方向と板厚方向の両方に対して直交する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＬ、前記板幅方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＣ、前記直交する方向と前記板幅方向の両方に対して４５°傾斜する方向を引張方向とする底面すべりのシュミット因子をｍＤとするとき、ｆｂ／ｆａが１０以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たすと共に、前記底面の結晶方位の相対強度の最大値が５．２以下を満たす組織と、を有する、
マグネシウム合金板材。 - ＥＢＳＤ法で測定した前記組織の平均結晶粒径が２μｍ以上７μｍ以下である請求項１に記載のマグネシウム合金板材。
- 前記ｆａが２以下である請求項１又は請求項２に記載のマグネシウム合金板材。
- 前記直交する方向の０．２％耐力をα、前記板幅方向の０．２％耐力をβとするとき、α及びβが１４０ＭＰａ以上であり、αとβとの差が１５ＭＰａ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。
- 常温でのエリクセン値が８．５ｍｍ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。
- 前記組成は、更に、Ｚｎを０．０１質量％以上２．０質量％以下含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。
- 前記組成は、更に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｚｒ、及び希土類元素からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含み、
前記少なくとも1種の元素の各々の含有量が、０．１質量％以上１．０質量％以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。 - 前記組成は、更に、Ｍｎを０．１質量％以上１．０質量％以下含む請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。
- 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材からなるプレス成形体。
- マグネシウム基合金からなる板状の鋳造材を作製する工程と、
前記鋳造材に第１の熱処理をして処理材を作製する工程と、
前記処理材に圧延ロールで複数パスの圧延をして圧延材を作製する工程と、
前記圧延材に第２の熱処理をする工程とを備え、
前記鋳造材を作製する工程において、
前記マグネシウム基合金は、Ａｌを２．０質量％以上４．５質量％未満からなる組成を有し、
鋳造時の冷却速度は、１００℃／ｓ以上２０００℃／ｓ以下であり、
前記鋳造材の板厚は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、
前記第１の熱処理は、前記鋳造材を４６０℃以上５１０℃以下に加熱して行い、
前記圧延材を作製する工程は、
前記処理材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２７０℃以下に加熱して行い、
ｋパス目の圧延から最終パスであるｎパス目の圧延までの複数パスを特定条件で行い、
前記特定条件は、
各パスの前記圧延ロールから出た直後の板材の温度を前記マグネシウム基合金の再結晶温度未満とし、
前記ｋパス目から前記ｎパス目までの圧下率が４０％以上であり、
前記ｋは１以上、ｎ－１以下の整数であり、
前記第２の熱処理は、前記圧延材を１８０℃以上４２５℃以下に加熱して行う、
マグネシウム合金板材の製造方法。
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