WO2021214891A1 - 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 PDF

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WO2021214891A1
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less
rolling
alloy plate
mass
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雄 吉田
克仁 吉田
大貴 中田
秀亮 大橋
重晴 鎌土
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住友電気工業株式会社
国立大学法人長岡技術科学大学
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/0682—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a magnesium alloy plate material, a press-formed body, and a method for manufacturing a magnesium alloy plate material.
  • the magnesium alloy plate material of Patent Document 1 is an alloy plate material containing 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less of Al, heated from 490 ° C. to 566 ° C., hot-rolled, and annealed at 300 ° C. to 450 ° C. after rolling. It is manufactured by doing.
  • the magnesium alloy plate material according to the present disclosure is A magnesium alloy plate made of a magnesium-based alloy
  • the magnesium-based alloy is A composition consisting of 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass of Al
  • the crystal orientation is measured by the EBSD (Electron Backscatter Diffraction) method, and the ratio of the number of pixels whose bottom crystal orientation is inclined from 0 ° to 10 ° with respect to the plate surface among all the pixels in one field is fa.
  • Schmidt factor for bottom surface slip where fb is the ratio of the number of pixels whose crystal orientation is inclined from 25 ° to 45 ° with respect to the plate surface, and the direction perpendicular to both the plate width direction and the plate thickness direction is the tensile direction.
  • the Schmid factor for bottom slip with the plate width direction as the tensile direction is mC
  • the Schmid factor for bottom slip with the direction inclined by 45 ° with respect to both the orthogonal direction and the plate width direction is the tensile direction.
  • mD it has a tissue in which fb / fa satisfies 7 or more and mL / mC and mL / mD satisfy 0.9 or more and less than 1.3.
  • the press-molded body according to the present disclosure is made of the magnesium alloy plate material of the present disclosure.
  • the method for producing a magnesium alloy plate material is as follows.
  • the magnesium-based alloy has a composition of 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass of Al.
  • the step of producing the rolled material is performed by heating the preheating temperature of the cast material and the temperature of the rolled roll to 170 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. Multiple passes from the rolling of the k-th pass to the rolling of the n-th pass, which is the final pass, are performed under specific conditions.
  • the specific condition is The temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll of each pass was set to be lower than the recrystallization temperature of the magnesium-based alloy.
  • the reduction rate from the k-th pass to the n-th pass is 40% or more.
  • the k is an integer of 1 or more and n-1 or less.
  • the heat treatment is performed by heating the rolled material to 280 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a magnesium alloy plate material according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an outline of crystals of the magnesium alloy plate material according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an outline of the press-molded article according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a magnesium alloy plate material according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a cooling rate in a casting process in the method for manufacturing a magnesium alloy plate material according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a twin roll casting apparatus used in the method for manufacturing a magnesium alloy plate material according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a magnesium alloy plate material according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an outline of crystals of the magnesium alloy plate material according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an outline of the press-molded article according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a rolling apparatus used in the method for producing a magnesium alloy plate material according to an embodiment.
  • FIG. 8 shows the sample No. It is a pole figure of the bottom surface by the EBSD method of 2.
  • FIG. 9 shows the sample No. It is a pole figure of the bottom surface by the EBSD method of 8.
  • FIG. 10 shows the sample No. It is a pole figure of the bottom surface by the EBSD method of 16.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating how to obtain the total angle occupied by a region having a relative intensity of 2.0 or more and less than 5.7 between a point inclined at 25 ° and a point inclined at 45 ° in the pole figure on the bottom surface. Is.
  • the magnesium alloy plate material has excellent plastic workability at room temperature and has low strength anisotropy.
  • Anisotropy of strength means that the strength differs depending on the direction of the magnesium alloy plate material. If the anisotropy of the strength is large, the stress at the start of deformation changes depending on the load direction, for example, when simulating press working. Therefore, the difficulty in designing increases, such as complicated parameter setting. Therefore, the usability of the magnesium alloy plate material deteriorates.
  • one of the purposes of the present disclosure is to provide a magnesium alloy plate material which is excellent in plastic workability at room temperature and has low strength anisotropy.
  • Another object of the present disclosure is to provide a press-molded product made of the above magnesium alloy plate material.
  • one of the other purposes of the present disclosure is to provide a method for producing a magnesium alloy plate material which is excellent in plastic workability at room temperature and can produce a magnesium alloy plate material having a small strength anisotropy.
  • the magnesium alloy plate material according to the present disclosure is excellent in plastic workability at room temperature and has low strength anisotropy.
  • the press-molded product according to the present disclosure is excellent in productivity.
  • 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 magnesium alloy plate material according to one aspect of the present disclosure is A magnesium alloy plate made of a magnesium-based alloy
  • the magnesium-based alloy is A composition consisting of 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass of Al
  • the crystal orientation is measured by the EBSD method, and the ratio of the number of pixels in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined from 0 ° to 10 ° with respect to the plate surface among all the pixels in one field of view is fa, and the crystal orientation is relative to the plate surface.
  • the ratio of the number of pixels inclined by 25 ° or more and 45 ° or less is fb
  • the Schmid factor of bottom slip whose tensile direction is the direction orthogonal to both the plate width direction and the plate thickness direction is mL, the plate width direction.
  • fb / It has a tissue in which fa satisfies 7 or more and mL / mC and mL / mD satisfy 0.9 or more and less than 1.3.
  • the magnesium alloy plate material has excellent plastic workability at room temperature and has low strength anisotropy.
  • the reason why the plastic workability at room temperature is excellent is that fb / fa satisfies 7 or more, so that the crystal orientation of the bottom surface, that is, the crystal orientation of the (0001) plane is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface. This is because the ratio of the number of crystals is large, and the ratio of the number of crystals in which the crystal orientation of the (0001) plane is inclined by 0 ° or more and 10 ° or less with respect to the plate surface is small.
  • the reason why the strength anisotropy is small is that mL / mC and mL / mD satisfy 0.9 or more and less than 1.3, so that the crystal orientation of the bottom surface is 25 ° or more and 45 ° or less inclined with respect to the plate surface. This is because they are substantially evenly present in any of the orthogonal directions, the plate width direction, and the inclined direction. Therefore, the magnesium alloy plate material tends to exert the same bending resistance against deformation in various load directions. Further, since the magnesium alloy plate material contains Al in the above range, the plastic workability at room temperature is unlikely to decrease, and the strength and corrosion resistance are excellent.
  • the average crystal grain size of the structure measured by the EBSD method is 2 ⁇ m or more and less than 11 ⁇ m.
  • the magnesium alloy plate material is excellent in plastic workability. Further, the strength of the magnesium alloy plate material is likely to be improved by work hardening. Further, the magnesium alloy plate material can have a uniform elongation. When the average crystal grain size is less than 11 ⁇ m, the magnesium alloy plate material has excellent strength.
  • the Eriksen value at room temperature is 6.0 mm or more.
  • the magnesium alloy plate material has a large Eriksen value at room temperature, so it has excellent plastic workability at room temperature.
  • the magnesium alloy plate material is excellent in strength in the orthogonal direction and the plate width direction, and has small strength anisotropy in the orthogonal direction and the plate width direction.
  • the composition further includes Zn in an amount of 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less.
  • the magnesium alloy plate material has excellent strength.
  • the reason is that the high Zn content makes it easy to obtain the effect of improving the strength by strengthening the solid solution.
  • the Zn content is 2.0% by mass or less, the plastic workability and strength of the magnesium alloy plate material at room temperature are unlikely to decrease. The reason is that the Zn content is not excessively high, so that it is difficult to form an intermetallic compound.
  • the composition further comprises at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr, Sn, Zr, and rare earth elements.
  • the content of each of the at least one element is 0.1% by mass or more and 1.1% by mass or less.
  • the magnesium alloy plate material is excellent in strength. The reason is that the effect of refining the crystal grains can be easily obtained.
  • the magnesium alloy plate material is unlikely to deteriorate in plastic workability and strength at room temperature. The reason is that the content of each of the at least one element is not excessively large, so that it is difficult to form an intermetallic compound.
  • the composition further includes Mn of 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the magnesium alloy plate material When the Mn content is 0.1% by mass or more, the magnesium alloy plate material is excellent in strength and corrosion resistance. This is because the crystal grain size tends to be fine because Mn is contained in a considerable amount. That is, it is easy to obtain the effect of improving the strength by refining the crystal grains. Further, since a considerable amount of Mn is contained, the effect of improving the corrosion resistance due to the inclusion of Mn can be easily obtained.
  • the magnesium alloy plate material has excellent mechanical properties. This is because since an appropriate amount of Mn is contained, the crystal grain size is unlikely to be coarse, and the formation of intermetallic compounds is likely to be suppressed.
  • the press-molded article according to one aspect of the present disclosure is It is composed of any one of the above (1) to (7) magnesium alloy plate materials.
  • the press-molded product is excellent in plastic workability at room temperature and is made of a magnesium alloy plate having low strength anisotropy, so that it is excellent in productivity.
  • the method for producing a magnesium alloy plate material is as follows.
  • the magnesium-based alloy has a composition of 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass of Al.
  • the step of producing the rolled material is performed by heating the preheating temperature of the cast material and the temperature of the rolled roll to 170 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
  • the specific condition is The temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll of each pass was set to be lower than the recrystallization temperature of the magnesium-based alloy.
  • the reduction rate from the k-th pass to the n-th pass is 40% or more.
  • the k is an integer of 1 or more and n-1 or less.
  • the heat treatment is performed by heating the rolled material to 280 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
  • the method for producing the magnesium alloy plate material a cast material having a composition of 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass of Al is used, and each of the above steps is carried out in the above temperature range to obtain the above-mentioned fb / fa. And, it is possible to produce a magnesium alloy plate material having a structure in which mL / mC and mL / mD each satisfy a specific range. That is, the above-mentioned method for producing a magnesium alloy plate can produce a magnesium alloy plate having excellent plastic workability at room temperature and having low strength anisotropy. The reasons for this are as follows.
  • a step of heat-treating the cast material is provided before the step of producing the rolled material.
  • the step of heat-treating the cast material includes heating the cast material to 480 ° C. or higher and 520 ° C. or lower.
  • the above-mentioned method for producing a magnesium alloy plate material is to heat-treat the magnesium alloy plate material before rolling. Easy to manufacture.
  • the above-mentioned manufacturing method of magnesium alloy plate material is excellent in plastic workability at room temperature, and can enhance the productivity of magnesium alloy plate material having small anisotropy of plastic workability.
  • the reason is that magnesium alloy sheet metal, which is excellent in plastic workability at room temperature and has small anisotropy of plastic workability, can be produced without heat treatment before rolling, so it is compared with the case of heat treatment before rolling. This is because the number of steps is small.
  • the cooling rate during casting is 100 ° C / s or more and 2000 ° C / s or less.
  • the plate thickness of the cast material is 2 mm or more and 6 mm or less.
  • magnesium alloy plate material In the method for producing the magnesium alloy plate material, if the casting material is used as the material, magnesium having a structure in which the above-mentioned fb / fa, mL / mC, and mL / mD each satisfy a specific range through the subsequent steps. Easy to manufacture alloy plates. The reason is that it is easy to obtain a cast material having a structure in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined in various directions with respect to the plate surface by the quenching solidification method.
  • the magnesium alloy plate material 1 is made of a magnesium-based alloy.
  • One of the features of the magnesium alloy plate 1 is that it has a structure having a specific composition and characteristics.
  • a detailed description will be given.
  • the magnesium-based alloy contains Al (aluminum) as an additive element.
  • the magnesium-based alloy is further selected as an additive element from the group consisting of Mn (manganese), Zn (zinc), Ca (calcium), Sr (strontium), Sn (tin), Zr (zinc), and rare earth elements. It may contain at least one element.
  • the rare earth element is at least one rare earth element selected from the group consisting of elements of Group 3 of the periodic table, that is, scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanoid, and actinoid, and includes a plurality of rare earth elements. It also includes Mish metal (MM), which is an alloy.
  • Magnesium-based alloys are allowed to contain unavoidable impurities in addition to Mg (magnesium) and additive elements.
  • the Mg content is 88% by mass or more, and further 90% by mass or more, particularly 93% by mass.
  • the content of unavoidable impurities is 1% or less, and further includes 0.5% by mass or less, particularly 0.2% by mass or less. When there are a plurality of elements contained as unavoidable impurities, the content of unavoidable impurities is the total content.
  • Examples of the type of magnesium-based alloy include AZX-based alloys, AM-based alloys, AZJ-based alloys, AMX-based alloys, and AZXM-based alloys in the notation according to the ASTM standard.
  • the AZX-based alloy contains Al, Zn, and Ca as additive elements, and examples thereof include AZX510.
  • the AM alloy contains Al and Mn as additive elements, and examples thereof include AM60.
  • the AZJ-based alloy contains Al, Zn, Mn, and Sr as additive elements, and examples thereof include AZJ600.
  • the AMX-based alloy contains Al, Mn, and Ca as additive elements, and examples thereof include AMX801.
  • the AZXM-based alloy contains Al, Zn, Ca, and Mn as additive elements, and examples thereof include AZXM5100.
  • (Al) Al enhances the strength and corrosion resistance of the magnesium alloy plate material 1.
  • the strength referred to here includes tensile strength and 0.2% proof stress in a tensile test.
  • the corrosion resistance includes a rating number in a salt spray test, a corrosion weight loss, and the like.
  • the Al content may be 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass. When the Al content is 4.5% by mass or more, the magnesium alloy plate 1 is excellent in strength and corrosion resistance. When the Al content is less than 8.5% by mass, the plastic workability of the magnesium alloy plate 1 at room temperature is unlikely to decrease.
  • the normal temperature includes 20 ° C. ⁇ 15 ° C.
  • the Al content further includes 4.75% by mass or more and 8.0% by mass or less, and particularly 5.0% by mass or more and 7.0% by mass or less.
  • the Al content is a value when the total content of the elements contained in the magnesium-based alloy is 100% by mass. This point is the same for the contents of Mn, Ca, Sr, Sn, Zr, and rare earth elements, which will be described later.
  • the Mn content is preferably, for example, 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the Mn content is preferably, for example, 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • the magnesium alloy plate 1 is excellent in strength and corrosion resistance.
  • the Mn content is 1.0% by mass or less, the formation of coarse intermetallic compounds can be suppressed, so that the plastic workability and strength of the magnesium alloy plate 1 at room temperature are unlikely to decrease.
  • the intermetallic compound include those composed of Al and Mn.
  • the coarseness includes, for example, a diameter equivalent to an equal area circle exceeding 10 ⁇ m.
  • the Mn content is preferably 0.15% by mass or more and 0.8% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or more and 0.4% by mass or less, and particularly 0.15% by mass or more and 0.3% by mass or less. Is preferable.
  • the Zn content is preferably, for example, 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less.
  • the Zn content is preferably, for example, 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less.
  • the magnesium alloy plate 1 is excellent in strength. The reason is that the high Zn content makes it easy to obtain the effect of improving the strength by strengthening the solid solution.
  • the Zn content is 2.0% by mass or less, the formation of intermetallic compounds is easily suppressed, so that the plastic workability and strength of the magnesium alloy plate 1 at room temperature are unlikely to decrease.
  • the Zn content is further preferably 0.1% by mass or more and 1.5% by mass or less, and particularly preferably 0.15% by mass or more and 1.0% by mass or less.
  • Ca, Sr, Sn, Zr, and rare earth elements increase the strength of the magnesium alloy plate 1.
  • the content of each of Ca, Sr, Sn, Zr, and a rare earth element is preferably, for example, 0.1% by mass or more and 1.1% by mass or less.
  • the content of each of the above is 0.1% by mass or more, the crystal grains become finer as compared with the case where each of the above elements is not contained, so that the magnesium alloy plate 1 is excellent in strength.
  • the content of each of the above is 1.1% by mass or less, it is difficult for an intermetallic compound to be formed, so that the magnesium alloy plate 1 is likely to suppress a decrease in plastic workability and a decrease in strength at room temperature.
  • the content of each of the above is preferably 0.15% by mass or more and 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.2% by mass or more and 0.3% by mass or less. More preferably, the total content of Ca, Sr, Sn, Zr, and rare earth elements satisfies, for example, 0.1% by mass or more and 1.1% by mass or less. The total content is more preferably 0.15% by mass or more and 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.2% by mass or more and 0.3% by mass or less.
  • the composition of the magnesium-based alloy can be confirmed by, for example, ICP emission spectroscopy (Inductively Coupled Plasma Optical Simulation Spectroscopy).
  • the magnesium alloy plate 1 has a structure in which fb / fa, mL / mC, and mL / mD each satisfy a specific range.
  • fa refers to the ratio of the number of pixels in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined from 0 ° to 10 ° with respect to the plate surface among all the pixels.
  • fb refers to the ratio of the number of pixels in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface among all the pixels. All pixels are all pixels in one field of view as described later.
  • the bottom surface refers to the (0001) plane.
  • the plate surface is a surface orthogonal to the plate thickness direction 22 (FIG. 1).
  • the magnesium alloy plate material 1 is excellent in plastic workability at room temperature.
  • the reason is that the ratio of the number of crystals 12 as shown in FIG. 2 is large and the ratio of the number of crystals 11 is small.
  • Crystals 11 and 12 are hexagonal crystals.
  • the crystal 12 is a crystal in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface.
  • the crystal 11 is a crystal in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 0 ° or more and 10 ° or less with respect to the plate surface. It is preferable that fb / fa further satisfies 10 or more, and particularly preferably 15 or more.
  • the upper limit of fb / fa is practically about 40. That is, fb / fa includes 7 or more and 40 or less, further 10 or more and 40 or less, and particularly 15 or more and 40 or less.
  • fa preferably satisfies 7.5 or less.
  • the magnesium alloy plate material 1 having a fa satisfying 7.5 or less is excellent in plastic workability at room temperature because the ratio of the number of crystals 11 is small and the ratio of the number of crystals 12 is large.
  • the fa is more preferably 7.0 or less and 6.5 or less, and particularly preferably 6.0 or less and 5.5 or less.
  • the fa can also be 5.0 or less.
  • the fa is preferably 0.5 or more. Since the ratio of the number of crystals 11 is not excessively small in the magnesium alloy plate material 1 having a fa satisfying 0.5 or more, it is easy to have both plastic workability and strength at room temperature.
  • the fa is more preferably 1.0 or more, and particularly preferably 1.5 or more. That is, fa is 0.5 or more and 7.5 or less, further 1.0 or more and 7.0 or less, 1.0 or more and 6.5 or less, especially 1.5 or more and 6.0 or less, 1.5 or more and 5.5. The following can be mentioned.
  • the fa can also be 1.5 or more and 5.0 or less.
  • mL refers to a Schmid factor for bottom slip whose tensile direction is the orthogonal direction 23 orthogonal to both the plate width direction 21 and the plate thickness direction 22.
  • the magnesium alloy plate 1 is rolled during the manufacturing process, as will be described in detail later.
  • the plate width direction 21 is a direction orthogonal to the longitudinal direction of the magnesium alloy plate 1. That is, the orthogonal direction 23 is the rolling direction 25 in the manufacturing process of the magnesium alloy plate material 1.
  • mC refers to a Schmid factor for bottom slip with the plate width direction 21 as the tensile direction.
  • mD refers to a Schmidt factor for bottom slip whose tensile direction is the inclination direction 24 which is inclined by 45 ° with respect to both the orthogonal direction 23 and the plate width direction 21.
  • the magnesium alloy plate 1 has a small strength anisotropy.
  • small anisotropy of strength means that the difference between the strength along an arbitrary direction in the plate surface and the strength along another direction is small. The reason is that the crystal 12 (FIG. 2) in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface is substantially in any of the orthogonal direction 23, the plate width direction 21, and the inclination direction 24. This is because they exist evenly.
  • the mL / mC preferably further satisfies 0.95 or more and 1.25 or less, 0.95 or more and 1.20 or less, and particularly preferably 0.95 or more and 1.15 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 maximum value of the relative strength of the crystal orientation of the bottom surface preferably satisfies 5.5 or less.
  • Relative intensity is an index used in the pole figure and is an index showing the degree of accumulation of crystal orientations relative to random crystal orientations. The higher the relative strength, the greater the crystal orientation.
  • the magnesium alloy plate material 1 having a small maximum value has a small anisotropy of strength and elongation. The reason is that when the maximum value is 5.5 or less, the ratio of the crystal orientations of the bottom surface aligned in a specific direction is small. That is, when the maximum value of the relative strength is low, it becomes close to random orientation.
  • the maximum value is preferably 5.0 or less, preferably 4.7 or less, and particularly preferably 4.4 or less.
  • the total angle between the 25 ° point 82 and the 45 ° point 83 in the polar diagram, which will be described later with reference to FIG. 8, in the circumferential direction of the region having a relative intensity of 5.5 or less is preferably 285 ° or more. Further, 300 ° or more is preferable, and 315 ° or more is particularly preferable.
  • the method of obtaining the total angle is the same as the method of obtaining it described later.
  • the average crystal grain size of the structure is preferably, for example, 2 ⁇ m or more and less than 11 ⁇ m.
  • 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 less than 11 ⁇ m, 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 10 ⁇ m or less, and particularly preferably 4 ⁇ m or more and 9.5 ⁇ m or less.
  • Fa, fb, mL, mC, mD, and average crystal grain size can be measured by using a mapping image color-coded according to the crystal orientation of each crystal grain by the EBSD method, as will be described in detail later.
  • the maximum value of the relative strength of the crystal orientation of the bottom surface can be obtained by taking a pole figure of the bottom surface of each crystal grain by the EBSD method, as will be described in detail later.
  • the Eriksen value of the magnesium alloy plate material 1 can be, for example, 6.0 mm or more. When the Eriksen value is 6.0 mm or more, the plastic workability at room temperature is excellent.
  • the Eriksen value can be more than 6.0 mm, more can be 6.5 mm or more, and particularly 7.0 mm or more.
  • the upper limit of the Eriksen value is practically about 11 mm. That is, the Eriksen value is 6.0 mm or more and 11 mm or less, 6.0 mm or more and 11 mm or less, and 6.5 or more and 11 mm or less, particularly 7.0 mm or more and 11 mm or less.
  • the Eriksen value is obtained in accordance with the JIS standard described later.
  • the magnesium alloy plate material 1 satisfies the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and the 0.2% proof stress in the plate width direction 21 of 140 MPa or more, and the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and 0 in the plate width direction 21. It is preferable that the difference from the 0.2% proof stress satisfies 20 MPa or less.
  • the magnesium alloy plate material 1 is excellent in strength in the orthogonal direction 23 and the plate width direction 21, and has small strength anisotropy in the orthogonal direction 23 and the plate width direction 21.
  • the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and the 0.2% proof stress in the plate width direction 21 preferably further satisfy 150 MPa or more, and particularly preferably 160 MPa or more.
  • the upper limit of the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and the upper limit of the 0.2% proof stress in the plate width direction 21 are practically about 240 MPa. That is, the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and the 0.2% proof stress in the plate width direction 21 are 140 MPa or more and 240 MPa or less, further 150 MPa or more and 240 MPa or less, and particularly 160 MPa or more and 240 MPa or less.
  • the difference in 0.2% proof stress is further preferably 15 MPa or less, and particularly preferably 10 MPa or less.
  • the difference in 0.2% proof stress is the absolute value of the difference.
  • the 0.2% proof stress in each direction is obtained in accordance with the JIS standard, as will be described in detail later.
  • the magnesium alloy plate material 1 of the present embodiment can be suitably used as a constituent member of a transport aircraft such as an automobile, an aircraft, and a railroad, a constituent member of electric / electronic equipment, and the like.
  • the magnesium alloy plate material 1 of this embodiment can be suitably used for, for example, a press-molded product.
  • the press-molded body can be produced by pressing the magnesium alloy plate material 1. Pressing includes drawing, overhanging, bending, stretch flange processing and the like.
  • FIG. 3 shows an example of the press molded body 10.
  • the shape of the press-molded body 10 in FIG. 3 is an example.
  • the shape of the press-molded body 10 is not particularly limited to the U-shape shown in FIG.
  • the press-molded body 10 is excellent in plastic workability at room temperature and is made of a magnesium alloy plate material 1 having a small strength anisotropy, so that it is excellent in productivity.
  • the magnesium alloy plate material 1 of this embodiment is excellent in plastic workability at room temperature and has low strength anisotropy.
  • the reason why the plastic workability at room temperature is excellent is that the ratio of the number of crystals 12 in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface is large by satisfying 7 ⁇ fb / fa. Therefore, the magnesium alloy plate material 1 of the present embodiment can satisfy the Eriksen value of 6.0 mm or more at room temperature.
  • the reasons for the small strength anisotropy are as follows. mL / mC and mL / mD satisfy a specific range.
  • the crystals 12 in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface are substantially evenly present in any of the orthogonal direction 23, the plate width direction 21, and the inclination direction 24. Moreover, the difference between the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and the 0.2% proof stress in the plate width direction 21 is small. Therefore, the magnesium alloy plate material 1 of this embodiment is easily plastically deformed in various directions. Further, the magnesium alloy plate material 1 of the present embodiment has high strength. The reason is that the average crystal grain size is small and the 0.2% proof stress in the orthogonal direction 23 and the 0.2% proof stress in the plate width direction 21 are large.
  • the method for producing a magnesium alloy plate material according to the embodiment includes a rolling step S3 and a heat treatment step S4 after rolling.
  • a plate material made of a magnesium-based alloy is rolled with a rolling roll to produce a rolled material.
  • the heat treatment step S4 after rolling heat-treats the rolled material.
  • One of the features of the method for producing a magnesium alloy plate material according to this embodiment is that each of the above two steps is performed in a specific temperature range.
  • Examples of the plate material to be used in the rolling step include a cast material produced in the casting step S1 or a processed material produced in the casting step S1 and the heat treatment step S2 before rolling.
  • the casting step S1 to the heat treatment step S4 after rolling will be described in order.
  • the casting method is preferably a quenching solidification method.
  • the temperature profile 71 of the quenching solidification method is shown by a solid line
  • the temperature profile 72 of the gravity casting method and the continuous casting method is shown by a chain double-dashed line.
  • the horizontal axis of FIG. 5 indicates time
  • the vertical axis of FIG. 5 indicates temperature.
  • the cooling rate of the quenching solidification method is much faster than the cooling rate of the gravity casting method or the like.
  • the temperature profiles 71 and 72 of FIG. 5 are shown in a simplified manner for convenience of explanation, and do not necessarily correspond to the actual temperature profiles.
  • the quenching solidification method examples include a double roll casting method.
  • the twin-roll casting method is, for example, a method of producing a casting material 42 from a molten metal 41 by using a twin-roll casting apparatus 30 as shown in FIG.
  • the twin roll casting apparatus 30 includes a melting furnace 31, a transfer gutter 32, a holding furnace 33, a supply unit 34, a pouring port 35, and a pair of rolls 36.
  • the melting furnace 31 prepares and stores the molten metal 41 of the magnesium-based alloy.
  • the composition of the molten metal 41 is as described above.
  • the composition of the molten metal 41 is maintained at the composition of the magnesium alloy plate 1 (FIG. 1) produced through the heat treatment step S4 after rolling described later.
  • the transfer gutter 32 transfers the molten metal 41 from the melting furnace 31 to the holding furnace 33.
  • the holding furnace 33 holds the molten metal 41.
  • the supply unit 34 supplies the molten metal 41 between the pair of rolls 36.
  • the pouring port 35 opens between the pair of rolls 36.
  • the molten metal 41 is cooled between the pair of rolls 36 and solidified to produce the cast material 42.
  • the cooling rate is, for example, 100 ° C./s or higher.
  • the cooling rate is high, so that the solute atoms are sufficiently solid-solved, so that the formation of coarse crystal grains is suppressed and the crystal grains tend to become finer. Crystals inclined with respect to the surface are likely to be formed.
  • the cooling rate is further preferably 500 ° C./s or higher, and particularly preferably 1000 ° C./s or higher. Practically, the upper limit of the cooling rate is 2000 ° C./s. That is, the cooling rate is 100 ° C./s or more and 2000 ° C. or less, more preferably 500 ° C./s or more and 2000 ° C./s or less, and particularly preferably 1000 ° C./s or more and 2000 ° C./s or less.
  • the crystal orientation of the bottom surface is not aligned in a specific direction, for example, the long direction of the plate, the short direction of the plate, the thickness direction of the plate, and the structure is inclined in various directions with respect to the plate surface. It is easy to obtain the casting material 42 to have. Therefore, it is easy to manufacture the magnesium alloy plate material 1 (FIG. 1) through the subsequent steps.
  • the bottom surface refers to the (0001) plane.
  • the plate thickness of the cast material 42 is, for example, preferably 2 mm or more and 6 mm or less, more preferably 2.5 mm or more and 5.5 mm or less, and particularly preferably 3 mm or more and 5 mm or less.
  • Heat treatment step S2 before rolling In this step, the plate-shaped cast material 42 is heat-treated before the rolling step S3 described later to produce a plate-shaped processed material.
  • the heat treatment before rolling can be performed in, for example, a continuous heat treatment furnace, a batch type heat treatment furnace, or the like.
  • This heat treatment before rolling is a homogenization treatment.
  • the heat treatment before rolling depending on the type of the magnesium-based alloy, it is easy to manufacture the magnesium alloy plate 1 having a smaller strength anisotropy than when the heat treatment before rolling is not performed.
  • the heat treatment before rolling is not performed, the number of steps is smaller than that when the heat treatment is performed before rolling, so that the productivity of the magnesium alloy plate 1 can be improved.
  • the heat treatment before rolling is performed so that the temperature of the cast material 42 is 480 ° C. or higher and 520 ° C. or lower.
  • the temperature of the cast material 42 is 480 ° C. or higher, the solute atom is sufficiently easily dissolved.
  • the temperature of the cast material 42 is 520 ° C. or lower, the temperature of the cast material 42 is not excessively high, and the surface texture is excellent without discoloration due to excessive oxidation or punctate defects due to melting of the intermetallic compound. Easy to make treated material.
  • the temperature of the cast material 42 can be further set to 490 ° C or higher and 510 ° C or lower, and in particular, 495 ° C or higher and 505 ° C or lower. The faster the cooling rate of the treated material is, the better, but it is sufficient to cool the treated material to 300 ° C. at about 3 ° C./s or more.
  • Rolling process S3 In this step, the cast material 42 or the treated material is rolled to produce a plate-shaped rolled material.
  • the casting material 42 or the treated material used for this rolling process may be collectively referred to as a providing material.
  • the rolling process may be either reverse rolling or tandem rolling.
  • the rolling apparatus 50 shown in FIG. 7 may be used.
  • the rolling apparatus 50 includes a pair of rolling rolls 51 that are vertically opposed to each other.
  • the rolled material 62 is produced by inserting the provided material 61 between the pair of rolling rolls 51.
  • a roll having the same diameter as each other and whose rotation axis is not eccentric and located at the center of the roll can be used.
  • the number of rotations of each rolling roll 51 may be the same.
  • the provided material 61 provided between the pair of rolling rolls 51 is preheated to a specific temperature, and the pair of rolling rolls 51 is heated to a specific temperature.
  • the preheating temperature of the provided material 61 and the temperature of the rolling roll 51 are 170 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
  • the preheating temperature of the providing material 61 refers to the temperature of the surface of the providing material 61 in a preheating furnace (not shown). That is, the preheating temperature of the donor material 61 is the temperature of the surface of the donor material 61 before rolling in the first pass.
  • the temperature of the rolling roll 51 means the temperature of the surface of the rolling roll 51. When the preheating temperature of the provided material 61 and the temperature of the rolling roll 51 are 170 ° C.
  • the preheating temperature of the provided material 61 and the temperature of the rolling roll 51 are 250 ° C. or lower, the crystal grains of the rolled material 62 are unlikely to become coarse.
  • the preheating temperature of the provided material 61 and the temperature of the rolling roll 51 can be further set to 180 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and particularly 200 ° C. or higher and 230 ° C. or lower.
  • the preheating temperature of the provided material 61 and the temperature of the rolling roll 51 may be the same or different. If the preheating temperature of the provided material 61 and the temperature of the rolling roll 51 are the same, the temperature of the plate material does not change during the rolling process, and it is easy to produce the rolled material 62 having a uniform structure over the entire length.
  • the reduction rate R per pass is preferably, for example, 10% or more and 35% or less.
  • the reduction rate R per pass is calculated by ⁇ (t 2- t 1 ) / t 2 ⁇ ⁇ 100.
  • t 2 is the plate thickness before 1-pass rolling.
  • t 1 is the plate thickness after one-pass rolling.
  • the reduction rate of each pass may be the same or may be different as long as it is within the above range.
  • the reduction rate R per pass is further preferably 15% or more and 30% or less, and particularly preferably 20% or more and 30% 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 provided 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.
  • k is an integer of 1 or more and n-1 or less. That is, each of at least two passes of rolling, including rolling of the final pass and rolling one pass before the final pass, is performed under specific conditions. Rolling of all passes from the rolling of the first pass to the rolling of the nth pass may be performed under specific conditions.
  • the specific condition is that the temperature of the plate material immediately after being discharged from the rolling roll 51 is lower than the recrystallization temperature of the magnesium-based alloy constituting the plate material, and the rolling reduction Rs from the kth pass to the nth pass is 40% or more. It means to do like this.
  • Immediately after coming out of the rolling roll 51 means a point on the central surface of the plate material in the width direction, which is 200 mm or more and 500 mm or less away from directly below the rolling roll 51.
  • the reduction rate Rs is calculated by ⁇ (t b ⁇ t k-1 ) / t b ⁇ ⁇ 100.
  • t k-1 is the plate thickness of the plate material before rolling in the k-1th pass, that is, the plate thickness after rolling in the k-1th pass.
  • t 0 is the plate thickness t b of the provided material 61 before rolling. That is, the temperature of the plate material immediately after being discharged from the rolling roll 51 is lower than the recrystallization temperature of the magnesium-based alloy constituting the plate material in each rolling until the total rolling reduction Rt is reached with respect to the provided material 61 before rolling. It is done like this.
  • the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll 51 in the rolling of each pass after the second pass is higher than the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll 51 in the rolling one pass before. , To be low. In this case, the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll 51 gradually decreases as the number of passes increases. By appropriately adjusting the traveling speed of the plate material, the time until the plate material is fed out, and the like, the temperature of the plate material immediately after being discharged from the rolling roll can be gradually lowered.
  • the lapse rate D of the plate material per pass is preferably, for example, 0.1% or more and 15% or less.
  • the lapse rate D per pass is calculated by ⁇ (T 1- T 2 ) / T 1 ⁇ ⁇ 100.
  • T 1 is the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll 51 in the rolling one pass before.
  • T 2 is the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll 51 in the rolling of the current pass.
  • the lapse rate D of the plate material in each pass may be the same, or may be different as long as it is within the above range.
  • the lapse rate D is further preferably 0.2% or more and 13% or less, and particularly preferably 0.3% or more and 12% or less.
  • the total lapse rate Dt of the plate material after rolling in the nth pass is preferably, for example, 0.5% or more and 50% or less.
  • the total lapse rate Dt is calculated by ⁇ (T k-1- T n ) / T k-1 ⁇ ⁇ 100.
  • T k-1 is the temperature of the plate material immediately after being released from the rolling roll 51 in the rolling of the k-1th pass.
  • T n is the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll 51 in the nth pass rolling.
  • the total lapse rate Dt is further preferably 0.7% or more and 40.0% or less, and particularly preferably 1.0% or more and 30.0% or less.
  • a rolled material 62 having a large amount of nuclei can be obtained.
  • the longitudinal direction thereof is the rolling direction
  • the direction orthogonal to the longitudinal direction is the plate width direction.
  • the rolling direction is the direction in which the plate advances during rolling.
  • the plate width direction is orthogonal to the rolling direction and is a direction along the plane direction of the plate, that is, a direction along the axial direction of the rolling roll 51.
  • Heat treatment step S4 after rolling This step heats the rolled material 62 to meet a specific temperature range. By this heating, the strain introduced in the rolling process is removed, recrystallized grains grow from the core, and the crystal orientation of the bottom surface is the plate width direction, the rolling direction, and the direction between the plate width direction and the rolling direction. Can also form an inclined structure.
  • the heat treatment after rolling can be performed in, for example, a continuous heat treatment furnace, a batch type heat treatment furnace, or the like. Through these steps, although the detailed mechanism is unknown, the magnesium alloy plate 1 having a structure in which the above-mentioned fb / fa, mL / mC, and mL / mD each satisfy a specific range (FIG. 1). Is produced.
  • the heating temperature of the rolled material 62 is, for example, 280 ° C. or higher and 470 ° C. or lower.
  • the heat treatment time is, for example, 0.5 hours or more and 2.0 hours or less.
  • the heating temperature of the rolled material 62 is 280 ° C. or higher and the heat treatment time is 0.5 hours or longer, it is easy to remove the strain of the rolled material 62.
  • the heating temperature of the rolled material 62 is 470 ° C. or less and the heat treatment time is 2.0 hours or less, it is easy to suppress the coarsening of the crystal grains of the rolled material 62.
  • the heating temperature of the rolled material 62 is more preferably 300 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, and particularly preferably 325 ° C. or higher and 425 ° C. or lower.
  • the heat treatment time is further preferably 0.5 hours or more and 1.5 hours or less, and particularly preferably 0.5 hours or more and 1.0 hours or less.
  • the method for producing the magnesium alloy plate material of the present embodiment a casting material 42 containing 4.5% by mass or more and less than 8.5% by mass of Al is used, and each of the rolling step S3 and the heat treatment step S4 after rolling is set to a specific temperature range.
  • the magnesium alloy plate 1 (FIG. 1) having a structure in which the above-mentioned fb / fa, mL / mC, and mL / mD each satisfy a specific range can be produced. That is, the method for producing a magnesium alloy plate material of the present embodiment can produce a magnesium alloy plate material 1 which is excellent in plastic workability at room temperature and has low strength anisotropy.
  • Test example the plastic workability of the magnesium alloy plate material at room temperature was evaluated.
  • Example No. Sample No. 1 to sample No. 19 The magnesium alloy plate material of each sample was produced through a rolling step and a heat treatment step after rolling in the same manner as in the above-mentioned manufacturing method of the magnesium alloy plate material.
  • the casting material a casting material prepared by the quenching solidification method and a casting material prepared by casting molten metal into a mold and naturally cooling without quenching were prepared.
  • the cooling rate of the quenching solidification method corresponds to the cooling rate shown in the temperature profile 71 of FIG.
  • the cooling rate of natural cooling corresponds to the cooling rate shown in the temperature profile 72 of FIG.
  • the casting material produced by the quenching solidification method is referred to as a quenching solidification plate
  • the casting material produced by natural cooling without quenching is referred to as a mold casting plate.
  • the quenching solidification plate was manufactured by a double roll casting method at a cooling rate of 1000 ° C./s.
  • the thickness of the quenching solidifying plate is the same as the value shown in the column of plate thickness before rolling in Table 3.
  • the mold casting plate was prepared by cutting out from an ingot produced by mold casting.
  • the plate thickness of the cast mold plate was 10 mm.
  • the types of additive elements and the content of additive elements in the casting material of each sample are as shown in Table 1.
  • the type of additive element and the content of the additive element in the casting material of each sample were determined by ICP emission spectroscopic analysis.
  • the content of the additive elements shown in Table 1 is a value when the total content of the elements contained in the magnesium-based alloy is 100% by mass.
  • a homogenization treatment was performed by heating the cast material of each sample.
  • the heating of the cast material was carried out so that the temperature of the cast material became a temperature selected from the range of 400 ° C. to 500 ° C. as shown in Table 2.
  • Sample No. In No. 16 the processing time was set to 5 hours.
  • Sample No. 7. Sample No. In No. 10, the temperature of the cast material was once held at 415 ° C. for 12 hours, then raised until the temperature of the cast material reached 500 ° C., and when the temperature reached 500 ° C., the cast material was taken out from the heat treatment furnace. Sample No. In 19, the temperature of the cast material was once held at 415 ° C.
  • the rolling process was performed by using a rolling apparatus equipped with a pair of rolling rolls arranged vertically and vertically, and inserting a casting material or a processed material between the rolling rolls.
  • a rolling apparatus equipped with a pair of rolling rolls arranged vertically and vertically, and inserting a casting material or a processed material between the rolling rolls.
  • a rolling 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.
  • the temperature of the rolling roll in each pass was set to a temperature selected from the range of 200 ° C. to 220 ° C.
  • the temperature of the rolling rolls was the same in each pass.
  • the preheating temperature of the cast material or the treated material was set to a temperature selected from the range of 200 ° C. to 220 ° C.
  • the preheating temperature of the cast material or the treated material is the temperature of the surface of the cast material or the treated material in the preheating furnace. It is not the temperature of the surface of the cast material or treated material before rolling after the second pass.
  • the preheating temperature of the cast or treated material is the same as the temperature of the rolling roll in each pass. Table 2 shows the preheating temperature of the cast material or the treated material and the temperature of the rolling roll together as the rolling temperature.
  • the temperature of the plate material immediately after being discharged from the rolling roll is lower than the recrystallization temperature of the magnesium-based alloy constituting the plate material. I went like that.
  • the reduction rate Rs from the kth pass to the nth pass was set to 40% or more.
  • the recrystallization temperature of AZX510, AM60, AZJ600, and AZXM5100 is 174 ° C.
  • the recrystallization temperature of AMX801 is 168 ° C.
  • the recrystallization temperature of AZ91 is 164 ° C.
  • the recrystallization temperature of AM30 is 181 ° C.
  • the recrystallization temperature of AZ41 is 177 ° C.
  • the recrystallization temperature of ZX10 is 186 ° C.
  • the plate thickness of the treated material to be rolled is shown in the plate thickness column before rolling in Table 3, and the plate thickness of the rolled material after the end of rolling is shown in the plate thickness column after rolling in Table 3.
  • Table 3 shows the reduction rate R per pass, the average value of the reduction rate R, the total reduction rate Rs, and the total reduction rate Rt in each sample.
  • sample No. 2 and sample No. Table 4 shows the lapse rate D per pass in No. 16, the average value of the lapse rate D, and the total lapse rate Dt.
  • the average value of the lapse rate D is the rate of change between the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll in the rolling one pass before and the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll in the current pass in each pass under specific conditions. Is the average value of.
  • the total lapse rate Dt is the lapse rate from the rolling of the first pass to the rolling of the final pass under specific conditions. That is, the sample No. 2 and sample No.
  • the average value of the lapse rate D of 16 is the temperature of the plate material immediately after coming out of the rolling roll one pass before and the plate material immediately after coming out of the rolling roll of the current pass in each pass from the second pass to the sixth pass. It is the average value of the rate of change with the temperature of. Sample No. 2 and sample No.
  • the total lapse rate Dt of 16 is the rate of change between the temperature of the plate material immediately after being released from the rolling roll in the first pass and the temperature of the plate material immediately after being released from the rolling roll in the sixth pass.
  • Measurement pieces for microstructure analysis were prepared from magnesium alloy plates of each sample.
  • the measurement piece Prior to polishing, the measurement piece was fixed to a polishing jig so that the cross section orthogonal to the plate width direction was the polishing surface.
  • a polishing jig was attached to IS-POLISHER manufactured by Ikegami Seiki Co., Ltd., and surface polishing, intermediate polishing, and finish polishing were performed on the measurement piece in this order.
  • surface polishing abrasive paper using silicon carbide as abrasive grains was used. The number of abrasive paper was # 400, # 1200, and # 2000.
  • For intermediate polishing aluminum oxide having a particle size of 0.3 ⁇ m was used as an abrasive.
  • silicon dioxide having a particle size of 0.04 ⁇ m was used as an abrasive.
  • the surface was washed with ethanol to prepare a measuring piece for microstructure analysis.
  • Each measuring piece was inserted into an FE-SEM (field emission scanning electron microscope).
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • JSM-7000F manufactured by JEOL Ltd. was used as the device of this FE-SEM.
  • the sample chamber of the FE-SEM was evacuated.
  • the measurement conditions were room temperature and an acceleration voltage of 10 kV.
  • One observation field of view is taken from the above cross section of each measurement piece.
  • the size of the observation field of view was set to 1200 ⁇ m ⁇ 600 ⁇ m for a sample having an average crystal grain size of 10 ⁇ m or more.
  • the size of the observation field of view was 600 ⁇ m ⁇ 600 ⁇ m for a sample having an average crystal grain size of less than 10 ⁇ m. How to obtain the average crystal grain size will be described later.
  • mapping images were obtained for each observation field of view for each measurement piece according to the crystal orientation of each crystal grain.
  • the spot diameter of the irradiated electron beam is about 0.05 ⁇ m.
  • the scanning interval of the electron beam was set to 1 ⁇ m here.
  • Image analysis of the mapping image was performed using OIM (Orientation Imaging Microscape) 5.3.1 manufactured by TSL Solutions Co., Ltd. Data points having a confidence index (CI value) of 0.1 or more in the above analysis software were adopted.
  • the confidence value coefficient is an index showing the reliability of the result of indexing / orientation calculation by the EBSD method, and a CI value of 0.1 or more indicates that a correct indexing / orientation calculation of 95% or more has been performed.
  • the plane and slip directions were determined as the (0001) plane and the [11-20] direction.
  • the stress component ⁇ RD in the stress tensor is 1 and the other stress components are 0, it means a uniaxial tensile stress state in which the orthogonal direction 23 is the tensile direction.
  • the slip surface and the slip direction of the (0001) plane and the [11-20] direction mean bottom slip.
  • the combination of "-" and "the number immediately after-" is a substitute notation for the combination of "number and overline". For example, "-2" is a combination of "2 and overline”.
  • the stress component ⁇ TD in the stress tensor is set to 1 and the other stress components are set to 0 so that the tensile load is applied in parallel with the plate width direction 21 (FIG. 1) on the above analysis software. It was determined by setting the sliding surface and the sliding direction to the (0001) surface and the [11-20] direction. When the stress component ⁇ TD in the stress tensor is 1 and the other stress components are 0, it means a uniaxial tensile stress state in which the plate width direction 21 is the tensile direction.
  • the Schmidt factor mD was the average value of the Schmidt factor mD1 and the Schmidt factor mD2.
  • the direction of rotation may be either counterclockwise or clockwise.
  • the Schmidt factor mD1 has a stress component ⁇ RD in the stress tensor set to 1 and other stress components set to 0 so that the tensile load is applied in parallel with the orthogonal direction 23, and the slip surface and the slide direction are the (0001) plane and the slip direction. It was obtained by setting the direction to [11-20].
  • the stress component ⁇ RD in the stress tensor when the stress component ⁇ RD in the stress tensor is 1 and the other stress components are 0, it means a uniaxial tensile stress state in which the orthogonal direction 23 is the tensile direction.
  • the Schmidt factor mD2 has a stress component ⁇ TD in the stress tensor set to 1, other stress components set to 0, and a slip surface and a slip direction (0001) so that a tensile load is applied in parallel with the plate width direction 21. And [11-20] direction was used.
  • the stress component ⁇ TD in the stress tensor when the stress component ⁇ TD in the stress tensor is 1 and the other stress components are 0, it means a uniaxial tensile stress state in which the plate width direction 21 is the tensile direction.
  • the [11-20] direction is equivalent to the [1-210] direction, the [-2110] direction, the [-1-120] direction, the [-12-10] direction, and the [2-1-10] direction. Therefore, any direction may be specified as the sliding direction on the analysis software.
  • the maximum value of the relative strength in the crystal orientation of the bottom surface was obtained by taking a pole figure of the crystal orientation of the bottom surface at each pixel by the EBSD method.
  • the average crystal grain size was calculated by the following procedure. First, the number of crystal grains contained in one visual field was determined from the image analysis of the cross section. Here, an aggregate of pixels having a crystal orientation difference of less than 15 ° between adjacent pixels is regarded as one crystal grain. If the crystal orientation difference of even one of the six adjacent pixels is less than 15 ° with respect to one pixel, it is regarded as the same aggregate. Next, a value obtained by dividing the measured area by the number of crystal grains, that is, the average area A of the crystal grains was obtained. Then, ⁇ 4 ⁇ (A / ⁇ ) ⁇ 1/2 was obtained, and the value was taken as the average crystal grain size. The crystal grains on the boundary line of the measurement range were also counted as one crystal grain. The results are shown in Table 5.
  • the strength of each sample in the magnesium alloy plate material was evaluated by measuring the 0.2% strength of the magnesium alloy plate material in the rolling direction and the plate width direction as follows. Two types of test pieces, a first test piece and a second test piece, were prepared from the magnesium alloy plate material of each sample. Each test piece was a small test piece having a distance between gauge points of 20 mm and a width of 4 mm. The longitudinal direction of the first test piece was along the rolling direction of the magnesium alloy plate material. The longitudinal direction of the second test piece was along the plate width direction of the magnesium alloy plate material. Tensile force was applied along the longitudinal direction of each test piece at room temperature in accordance with "Metallic Material Tensile Test Method JIS Z 2241 (2011)". Table 5 shows the absolute value of the difference between the 0.2% proof stress in the rolling direction, the 0.2% proof stress in the plate width direction, and the 0.2% proof stress of both.
  • the magnesium alloy plate material of 18 satisfies all three requirements of 7 ⁇ fb / fa, 0.9 ⁇ mL / mC ⁇ 1.3, and 0.9 ⁇ mL / mD ⁇ 1.3. Further, the magnesium alloy plate materials of these samples satisfy the average crystal grain size of 2 ⁇ m or more and less than 11 ⁇ m. Further, the magnesium alloy plate materials of these samples have an Eriksen value of 6.0 mm or more.
  • the magnesium alloy plate materials of these samples have a 0.2% proof stress of 140 MPa or more in the rolling direction, a 0.2% proof stress of 140 MPa or more in the plate width direction, and a difference of 0.2% proof stress of 20 MPa or less. That is, the magnesium alloy plates of these samples are excellent in plastic workability at room temperature. Further, it can be seen that the magnesium alloy plates of these samples are excellent in strength and have low strength anisotropy.
  • sample No. 1 Sample No. 2.
  • Sample No. 6. Sample No. 9.
  • Sample No. 10. Sample No. 12.
  • the magnesium alloy plate material of 18 has a fa of 2 or more and 5.1 or less, and easily has both plastic workability and strength at room temperature.
  • sample No. 8 Sample No. 11.
  • sample No. The magnesium alloy plate material of 19 satisfies the two requirements of 0.9 ⁇ mL / mC ⁇ 1.3 and 0.9 ⁇ mL / mD ⁇ 1.3 out of the above three requirements, but the remaining one, 7 ⁇ . Does not meet the requirements of fb / fa. Further, the magnesium alloy plate materials of these samples had an Eriksen value of less than 6 mm. That is, it can be seen that the magnesium alloy plates of these samples are inferior in plastic workability at room temperature.
  • sample No. The magnesium alloy plate material of 16 satisfies only the requirement of 7 ⁇ fb / fa out of the above three requirements, but the remaining two 0.9 ⁇ mL / mC ⁇ 1.3 and 0.9 ⁇ mL / mD ⁇ Does not meet the requirements of 1.3.
  • sample No. The magnesium alloy plate material of 16 has an average crystal grain size of 11 ⁇ m or more, a 0.2% proof stress in the rolling direction of less than 140 MPa, a 0.2% proof stress in the plate width direction of less than 140 MPa, and a difference of 0.2% proof stress. It was over 20 MPa. That is, the sample No. It can be seen that the magnesium alloy plate material of 16 has a low strength and a large anisotropy of strength.
  • each pole figure shows the distribution state of the crystal orientation of the bottom surface in gray scale. Specifically, it changes from black to white in descending order of relative strength.
  • the center of each pole figure shows a state in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 0 ° with respect to the plate surface, and the circumference shows a state in which the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 90 ° with respect to the plate surface.
  • RD is the rolling direction
  • TD is the plate width direction.
  • each pole figure shows a point 81 where the crystal orientation of the bottom surface is inclined by 10 ° with respect to the plate surface, a point 82 which is inclined by 25 °, and a point 83 which is inclined by 45 ° by a chain double-dashed line circle.
  • the relative strength is 2.0 or more in most of the circumferential direction between them.
  • the region having a relative strength of 2.8 or more and less than 4.0 is a circular region shown in darkest gray at a portion overlapping the point 82 inclined by 25 ° on the left side of FIG. 8 paper, and 25 on the right side of FIG. 8 paper. ° This is the vertically long region shown in darkest gray at the point where it overlaps the inclined point 82.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining how to obtain the total angle. Therefore, in FIG. 11, 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 FIGS. 8 to 10.
  • the above total angle is obtained from the total of the first rotation angle ⁇ 1.
  • the first rotation angle ⁇ 1 is an angle between the first straight line 911 and the first straight line 912.
  • the total angle is the first rotation angle ⁇ 1.
  • the value is obtained by subtracting the total of the second rotation angle ⁇ 2 from the total.
  • the second rotation angle ⁇ 2 is an angle between the second straight line 921 and the second straight line 922.
  • the first straight line 911 is located on the most one side in the circumferential direction of the pole figure in the region surrounded by contour lines 901 having a relative intensity of 2.0 between the point 82 inclined at 25 ° and the point 83 inclined at 45 °. It is a straight line passing through the point to be used and the center of the pole figure.
  • the first straight line 912 is located on the farthest side in the circumferential direction of the pole figure in the region surrounded by contour lines 901 having a relative intensity of 2.0 between the point 82 inclined at 25 ° and the point 83 inclined at 45 °. It is a straight line passing through the point to be used and the center of the pole figure.
  • a region surrounded by contour lines 901 having a relative intensity of 2.0 is located between the first straight line 911 and the first straight line 912.
  • the second straight line 921 is located on the most one side in the circumferential direction of the pole figure in the region surrounded by the contour lines 902 having a relative strength of 5.7 between the point 82 inclined at 25 ° and the point 83 inclined at 45 °. It is a straight line passing through the located point and the center of the pole figure.
  • the second straight line 922 is located on the farthest side in the circumferential direction of the pole figure in the region surrounded by the contour lines 902 having a relative strength of 5.7 between the point 82 inclined at 25 ° and the point 83 inclined at 45 °. It is a straight line passing through the point to be used and the center of the pole figure.
  • a region surrounded by contour lines 902 having a relative intensity of 5.7 is located between the second straight line 921 and the second straight line 922.
  • each area surrounded by contour lines 901 having a relative intensity of 2.0 is scattered.
  • the first rotation angle ⁇ 1 is obtained for the region of.
  • the contour lines 902 having a relative intensity of 5.7 are used.
  • the second rotation angle ⁇ 2 is obtained for each enclosed region.
  • a region with a relative intensity of 2.0 is included between the point 82 at 25 ° and the point 83 at 45 ° in the pole figure, but there is no end of the contour line 901 with a relative intensity of 2.0, and the relative intensity is 5.
  • the total angle occupied by the region with a relative strength of 2.0 or more and less than 5.7 is 360 °.
  • sample No. Most of the magnesium alloy plate materials of No. 2 have crystals whose bottom surface is inclined by 25 ° or more and 45 ° or less with respect to the plate surface, and crystals whose bottom surface is inclined by 0 ° or more and 10 ° or less with respect to the plate surface are extremely common. There are few.
  • the magnesium alloy plate material of 10 satisfies all three requirements of fb / fa ⁇ 7, 0.9 ⁇ mL / mC ⁇ 1.3, and 0.9 ⁇ mL / mD ⁇ 1.3. It is considered that the result was obtained. That is, the sample No. It is considered that the magnesium alloy plate material of No. 2 is excellent in plastic workability at room temperature and has a small anisotropy of plastic workability.
  • the relative strength is 1.0 or more in many regions in the circumferential direction between the two-dot chain line at the point 82 inclined at 25 ° and the two-dot chain line at the point 83 inclined at 45 °. There is an area less than 4.0. Further, the inside of the alternate long and short dash line at the point 81 inclined by 10 ° occupies most of the region having a relative strength of 5.7 or more. The total angle occupied by the region having a relative intensity of 2.0 or more and less than 5.7 between the point 82 inclined by 25 ° and the point 83 inclined by 45 ° was 337 °.
  • the relative strength is 2.8 between the two-dot chain line at the point 82 inclined at 25 ° and the two-dot chain line at the point 83 inclined at 45 ° in the region along the plate width direction between them.
  • regions having a relative density of 4.0 or more and less than 5.7 in the regions on both sides in the plate width direction are regions having a relative strength of 4.0 or more and less than 5.7 in the regions on both sides in the plate width direction.
  • the region having a relative strength of 4.0 or more and less than 5.7 is a circular region shown in the darkest gray outside the 45 ° inclined point 83 on the upper side of the paper surface in FIG. 10, and is the lower side of the paper surface in FIG.
  • Sample No. in the magnesium alloy plate material 16 the proportion of the number of crystals whose bottom surface is inclined more than 45 ° with respect to the plate surface and crystals inclined by 25 ° or more and 45 ° or less in the plate width direction is very high. Sample No. It is considered that the magnesium alloy plate material of 16 did not satisfy the requirements of 0.9 ⁇ mL / mC ⁇ 1.3 and 0.9 ⁇ mL / mD ⁇ 1.3 as described above. That is, the sample No. It is considered that the magnesium alloy plate material of 16 has a large anisotropy of strength.

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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、前記マグネシウム基合金は、Ａｌを４．５質量％以上８．５質量％未満含む組成と、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７以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たす組織と、を有する、マグネシウム合金板材。

Description

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
　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。
特開２０１０－１３３００５号公報
　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４．５質量％以上８．５質量％未満からなる組成と、
　　ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折）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７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、
　前記圧延材を熱処理する工程とを備え、
　前記マグネシウム基合金は、Ａｌを４．５質量％以上８．５質量％未満からなる組成を有し、
　前記圧延材を作製する工程は
　　前記鋳造材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２５０℃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、
　前記熱処理は、前記圧延材を２８０℃以上４７０℃以下に加熱して行う。
図１は、実施形態に係るマグネシウム合金板材の概略を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るマグネシウム合金板材の結晶の概略を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係るプレス成形体の概略を示す斜視図である。 図４は、実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法の製造工程を説明する図である。 図５は、実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法における鋳造過程における冷却速度を説明する図である。 図６は、実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法に用いる双ロール鋳造装置を説明する図である。 図７は、実施形態に係るマグネシウム合金板材の製造方法に用いる圧延装置を説明する図である。 図８は、試料Ｎｏ．２のＥＢＳＤ法による底面の極点図である。 図９は、試料Ｎｏ．８のＥＢＳＤ法による底面の極点図である。 図１０は、試料Ｎｏ．１６のＥＢＳＤ法による底面の極点図である。 図１１は、底面の極点図における２５°傾斜した地点と４５°傾斜した地点との間において、相対強度が２．０以上５．７未満の領域の占める合計角度の求め方を説明する説明図である。
　［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。
　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。
　（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４．５質量％以上８．５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７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７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が０．９以上１．３未満を満たすため、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１１μｍ未満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１１μｍ未満であれば、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、
　常温でのエリクセン値が６．０ｍｍ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。
　（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２０ＭＰａ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、
　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。
　（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、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１．１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１．１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。
　（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、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。
　（８）本開示の一態様に係るプレス成形体は、
　上記（１）から上記（７）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。
　（９）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、
　前記圧延材を熱処理する工程とを備え、
　前記マグネシウム基合金は、Ａｌを４．５質量％以上８．５質量％未満からなる組成を有し、
　前記圧延材を作製する工程は
　　前記鋳造材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２５０℃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、
　前記熱処理は、前記圧延材を２８０℃以上４７０℃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４．５質量％以上８．５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できる。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。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。
　（１０）上記マグネシウム合金板材の製造方法の一形態として、
　前記圧延材を作製する工程の前に、前記鋳造材を熱処理する工程を備え、
　前記鋳造材を熱処理する工程は、前記鋳造材を４８０℃以上５２０℃以下に加熱することが挙げられる。
　上記マグネシウム合金板材の製造方法は、圧延前に熱処理することで、マグネシウム基合金の種類によっては、圧延前に熱処理しない場合に比較して塑性加工性の異方性がより一層小さいマグネシウム合金板材を製造し易い。
　（１１）上記マグネシウム合金板材の製造方法の一形態として、
　前記鋳造材を熱処理することなく前記圧延材を作製する工程を行うことが挙げられる。
　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、塑性加工性の異方性が小さいマグネシウム合金板材の生産性を高められる。その理由は、圧延前に熱処理しなくても、常温での塑性加工性に優れる上に、塑性加工性の異方性が小さいマグネシウム合金板材を製造できるため、圧延前に熱処理する場合に比較して工程数が少ないからである。
　（１２）上記マグネシウム合金板材の製造方法の一形態として、
　前記鋳造材を作製する工程において、
　　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以下であることが挙げられる。
　上記マグネシウム合金板材の製造方法は、素材として上記鋳造材を用いれば、その後の工程を経て上述したｆｂ／ｆａと、ｍＬ／ｍＣと、ｍＬ／ｍＤ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。その理由は、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からである。
　《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。
　《実施形態》
　〔マグネシウム合金板材〕
　図１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９０質量％以上、特に９３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ＡＺＸ系合金、ＡＭ系合金、ＡＺＪ系合金、ＡＭＸ系合金、ＡＺＸＭ系合金などが挙げられる。ＡＺＸ系合金は、添加元素としてＡｌとＺｎとＣａとを含むもので、例えば、ＡＺＸ５１０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、ＡＭ６０が挙げられる。ＡＺＪ系合金としては、添加元素としてＡｌとＺｎとＭｎとＳｒとを含むもので、例えば、ＡＺＪ６００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、ＡＭＸ８０１が挙げられる。ＡＺＸＭ系合金としては、添加元素としてＡｌとＺｎとＣａとＭｎとを含むもので、例えば、ＡＺＸＭ５１００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、４．５質量％以上８．５質量％未満が挙げられる。Ａｌの含有量が４．５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８．５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４．７５質量％以上８．０質量％以下が挙げられ、特に５．０質量％以上７．０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、０．１５質量％以上０．８質量％以下が好ましく、更に０．１５質量％以上０．４質量％以下が好ましく、特に０．１５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。
　　　（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１．１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１．１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１．１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、７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。板表面は板厚方向２２（図１）に直交する面である。ｆｂ／ｆａが７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１０以上を満たすことが好ましく、特に１５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、７以上４０以下、更に１０以上４０以下、特に１５以上４０以下が挙げられる。
　特に、ｆａは、７．５以下を満たすことが好ましい。ｆａが７．５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７．０以下、６．５以下が好ましく、特に６．０以下、５．５以下が好ましい。ｆａは、５．０以下とすることもできる。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１．０以上が好ましく、特に１．５以上が好ましい。即ち、ｆａは、０．５以上７．５以下、更に１．０以上７．０以下、１．０以上６．５以下、特に１．５以上６．０以下、１．５以上５．５以下が挙げられる。ｆａは、１．５以上５．０以下とすることもできる。
　　　（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、０．９５以上１．２０以下を満たすことが好ましく、特に０．９５以上１．１５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、５．５以下を満たすことが好ましい。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５．５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、４．７以下を満たすことが好ましく、特に４．４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５．５以下の領域の周方向に占める合計角度は、２８５°以上が好ましく、更に３００°以上が好ましく、特に３１５°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１１μｍ未満が好ましい。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１１μｍ未満であれば、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１０μｍ以下が好ましく、特に４μｍ以上９．５μｍ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。
　　　（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、６．０ｍｍ以上とすることができる。エリクセン値が６．０ｍｍ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、６．０ｍｍ超とすることができ、更に６．５ｍｍ以上とすることができ、特に７．０ｍｍ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、６．０ｍｍ以上１１ｍｍ以下、６．０ｍｍ超１１ｍｍ以下、更に６．５以上１１ｍｍ以下、特に７．０ｍｍ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２０ＭＰａ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１５０ＭＰａ以上を満たすことが好ましく、特に１６０ＭＰａ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、２４０ＭＰａ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２４０ＭＰａ以下、更に１５０ＭＰａ以上２４０ＭＰａ以下、特に１６０ＭＰａ以上２４０ＭＰａ以下が挙げられる。０．２％耐力の差は、更に１５ＭＰａ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。
　〔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、７≦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。そのため、本形態のマグネシウム合金板材１は、常温でのエリクセン値が６．０ｍｍ以上を満たすことができる。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。その上、直交方向２３の０．２％耐力と板幅方向２１の０．２％耐力の差が小さいからである。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、圧延工程Ｓ３と、圧延後の熱処理工程Ｓ４とを備える。圧延工程Ｓ３は、マグネシウム基合金からなる板材を圧延ロールで圧延して圧延材を作製する。圧延後の熱処理工程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、上記二つの工程の各々を特定の温度範囲で行う点にある。圧延工程に供する板材は、鋳造工程Ｓ１により作製された鋳造材、又は鋳造工程Ｓ１と圧延前の熱処理工程Ｓ２を経て作製された処理材が挙げられる。以下、鋳造工程Ｓ１から圧延後の熱処理工程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。鋳造方法は、急冷凝固法であることが好ましい。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、後述の圧延後の熱処理工程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、例えば、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、板表面に対してに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が得られ易い。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。
　　［圧延前の熱処理工程Ｓ２］
　この工程は、後述する圧延工程Ｓ３の前に板状の鋳造材４２に熱処理をして板状の処理材を作製する。圧延前の熱処理は、例えば、連続熱処理炉、バッチ式熱処理炉などで行える。この圧延前の熱処理は、均質化処理である。圧延前の熱処理をする場合、マグネシウム基合金の種類によっては、圧延前の熱処理をしない場合に比較して強度の異方性がより一層小さいマグネシウム合金板材１を製造し易い。圧延前の熱処理をしない場合、圧延前の熱処理をする場合に比較して工程数が少ないため、マグネシウム合金板材１の生産性を高められる。
　圧延前の熱処理は、鋳造材４２の温度が４８０℃以上５２０℃以下となるように行う。鋳造材４２の温度が４８０℃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５２０℃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４９０℃以上５１０℃以下とすることができ、特に４９５℃以上５０５℃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、鋳造材４２、又は処理材に圧延加工を施して板状の圧延材を作製する。以下、説明の便宜上、この圧延加工に供する鋳造材４２、又は処理材をまとめて提供材ということがある。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間に提供材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間に供する提供材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。提供材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とは、１７０℃以上２５０℃以下が挙げられる。提供材６１の予熱温度は、図示を省略する予熱炉内における提供材６１の表面の温度をいう。即ち、提供材６１の予熱温度は、１パス目の圧延を施す前における提供材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。提供材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。提供材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とが２５０℃以下であることで、圧延材６２の結晶粒が粗大になり難い。提供材６１の予熱温度と圧延ロール５１の温度とは、更に１８０℃以上２４０℃以下とすることができ、特に２００℃以上２３０℃以下とすることができる。提供材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。提供材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、圧延前の提供材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、圧延前の提供材６１の板厚ｔｂである。即ち、圧延前の提供材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、後述する圧延後の熱処理工程後に、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。
　　［圧延後の熱処理工程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。圧延後の熱処理は、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、２８０℃以上４７０℃以下が挙げられる。熱処理時間は、例えば、０．５時間以上２．０時間以下が挙げられる。圧延材６２の加熱温度が２８０℃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４７０℃以下であることや熱処理時間が２．０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３００℃以上４５０℃以下が好ましく、特に３２５℃以上４２５℃以下が好ましい。熱処理時間は、更に０．５時間以上１．５時間以下が好ましく、特に０．５時間以上１．０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。
　〔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４．５質量％以上８．５質量％未満含む鋳造材４２を用い、圧延工程Ｓ３と圧延後の熱処理工程Ｓ４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。
　〔試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．１９〕
　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、圧延工程、圧延後の熱処理工程の順に経て作製した。
　　［圧延工程］
　この工程は、板状の鋳造材、又は処理材に圧延加工を施して板状の圧延材を作製した。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．６、試料Ｎｏ．８、試料Ｎｏ．９、及び試料Ｎｏ．１１から試料Ｎｏ．１５では、圧延前の熱処理を施さなかった鋳造材を用いた。試料Ｎｏ．７、試料Ｎｏ．１０、試料Ｎｏ．１６、及び試料Ｎｏ．１７では、鋳造材に後述する圧延前の熱処理を施した板状の処理材を用いた。
　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。
　圧延前の熱処理としては、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。試料Ｎｏ．１６では、処理時間は５ｈとした。試料Ｎｏ．７，試料Ｎｏ．１０では、一旦、鋳造材の温度を４１５℃で１２ｈ保持し、その後、鋳造材の温度が５００℃に達するまで昇温し、５００℃に達した時点で鋳造材を熱処理炉から取り出した。試料Ｎｏ．１９では、一旦、鋳造材の温度を４１５℃に２ｈ保持し、その後、鋳造材の温度が４５０℃に達するまで昇温し、４５０℃で１２ｈ時間保持した時点で鋳造材を熱処理炉から取り出した。表２の圧延前の熱処理における温度の欄に示す「－」は、圧延前の熱処理をしていないことを示す。
　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鋳造材、又は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、２００℃から２２０℃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。鋳造材、又は処理材の予熱温度は、２００℃から２２０℃の範囲から選択される温度となるようにした。
鋳造材、又は処理材の予熱温度とは、予熱炉内での鋳造材、又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鋳造材、又は処理材の表面の温度ではない。鋳造材、又は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、鋳造材、又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。
　ＡＺＸ５１０、ＡＭ６０、ＡＺＪ６００、ＡＺＸＭ５１００の再結晶温度は、１７４℃である。
　ＡＭＸ８０１の再結晶温度は、１６８℃である。
　ＡＺ９１の再結晶温度は、１６４℃である。
　ＡＭ３０の再結晶温度は、１８１℃である。
　ＡＺ４１の再結晶温度は、１７７℃である。
　ＺＸ１０の再結晶温度は、１８６℃である。
　試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．１５、及び試料Ｎｏ．１７から試料Ｎｏ．１９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。試料Ｎｏ．１６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。いずれの試料においても、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。
　各試料において、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。各試料における１パス当たりの圧下率Ｒと、圧下率Ｒの平均値と、総圧下率Ｒｓと、総圧下率Ｒｔとを表３に示す。
　代表して、試料Ｎｏ．２、及び試料Ｎｏ．１６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．２及び試料Ｎｏ．１６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．２及び試料Ｎｏ．１６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。
　　［圧延後の熱処理工程］
　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℃から４５０℃の範囲から選択される温度となるように行った。加熱時間は、表２に示すように０．５ｈから４ｈの範囲から選択される時間とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　〔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。
　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。
　　　（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。
　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。
　　　（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。
　〔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。
　〔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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表５に示すように、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．７、試料Ｎｏ．９、試料Ｎｏ．１０、試料Ｎｏ．１２、試料Ｎｏ．１７、及び試料Ｎｏ．１８のマグネシウム合金板材は、７≦ｆｂ／ｆａと、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と、０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の三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１１μｍ未満を満たす。更に、これらの試料のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が６．０ｍｍ以上である。そして、これらの試料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２０ＭＰａ以下である。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。また、これらの試料のマグネシウム合金板材は、強度に優れる上に強度の異方性が小さいことがわかる。
　特に、試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．６のマグネシウム合金板材は、底面の結晶方位における相対強度の最大値が４．４以下であり、強度の異方性が小さい。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．４、試料Ｎｏ．６、試料Ｎｏ．９、試料Ｎｏ．１０、試料Ｎｏ．１２、試料Ｎｏ．１７、及び試料Ｎｏ．１８のマグネシウム合金板材は、ｆａは２以上５．１以下であり、常温での塑性加工性と強度とを兼ね備え易い。
　これらの試料に対して、試料Ｎｏ．８、試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．１３から試料Ｎｏ．１５、及び試料Ｎｏ．１９のマグネシウム合金板材は、上記三つの要件のうち、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、残り一つの７≦ｆｂ／ｆａの要件を満たさない。また、これらの試料のマグネシウム合金板材は、エリクセン値が６ｍｍ未満であった。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劣ることがわかる。
　試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、上記三つの要件のうち、７≦ｆｂ／ｆａの要件のみをたすものの、残り二つの０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の要件を満たさない。また、試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、平均結晶粒径が１１μｍ以上であり、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２０ＭＰａ超であった。即ち、試料Ｎｏ．１６のマグネシウム合金板材は、低強度であり、かつ強度の異方性が大きいことがわかる。
　代表して、ＥＢＳＤ法によりとった試料Ｎｏ．２，試料Ｎｏ．８、及び試料Ｎｏ．１６の底面の極点図を図８、図９、及び図１０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．２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。相対強度が２．８以上４．０未満の領域は、図８紙面左側の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縦長の領域である。そして、１０°傾斜した地点８１の二点鎖線の内側は、相対強度が２．８以上の領域が少なく、相対強度が１．０以上１．４未満の領域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、３６０°であった。
　図１１を参照して、上記合計角度の求め方を説明する。図１１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１１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から図１０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。
　試料Ｎｏ．２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非常に少ない。また、試料Ｎｏ．２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傾斜方向とに実質的に均等に存在する。そのため、試料Ｎｏ．１０のマグネシウム合金板材は、上述のように、ｆｂ／ｆａ≧７と、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と、０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の三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．２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、塑性加工性の異方性が小さい結果となったと考えられる。
　試料Ｎｏ．１、試料Ｎｏ．３から試料Ｎｏ．７、試料Ｎｏ．９、試料Ｎｏ．１０、及び試料Ｎｏ．１２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．２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．２と同様、ｆｂ／ｆａ≧７と、０．９≦ｍＬ／ｍＣ＜１．３と、０．９≦ｍＬ／ｍＤ＜１．３の三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．８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、その間の周方向の多くの領域に相対強度が１．０以上４．０未満の領域が存在している。また、１０°傾斜した地点８１の二点鎖線の内側は、相対強度が５．７以上の領域が大部分を占めている。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、３３７°であった。
　試料Ｎｏ．８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０°以上１０°以下傾斜した結晶が多い。そのため、試料Ｎｏ．８のマグネシウム合金板材は、上述のように、７≦ｆｂ／ｆａ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．８のマグネシウム合金板材は、常温での塑性加工性に劣る結果となったと考えられる。
　図１０に示すように、試料Ｎｏ．１６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密度が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１０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１０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．１６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。試料Ｎｏ．１６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．１６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　提供材
　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 (12)

  1. 　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４．５質量％以上８．５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７以上を満たし、かつ、ｍＬ／ｍＣ及びｍＬ／ｍＤが０．９以上１．３未満を満たす組織と、を有する、
    マグネシウム合金板材。
  2. 　ＥＢＳＤ法で測定した前記組織の平均結晶粒径が２μｍ以上１１μｍ未満である請求項１に記載のマグネシウム合金板材。
  3. 　常温でのエリクセン値が６．０ｍｍ以上である請求項１又は請求項２に記載のマグネシウム合金板材。
  4. 　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２０ＭＰａ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。
  5. 　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４のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。
  6. 　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１．１質量％以下である請求項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。
  7. 　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６のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材。
  8. 　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からなるプレス成形体。
  9. 　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、
    　前記圧延材を熱処理する工程とを備え、
    　前記マグネシウム基合金は、Ａｌを４．５質量％以上８．５質量％未満からなる組成を有し、
    　前記圧延材を作製する工程は
    　　前記鋳造材の予熱温度及び前記圧延ロールの温度を１７０℃以上２５０℃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、
    　前記熱処理は、前記圧延材を２８０℃以上４７０℃以下に加熱して行う、
    マグネシウム合金板材の製造方法。
  10. 　前記圧延材を作製する工程の前に、前記鋳造材を熱処理する工程を備え、
    　前記鋳造材を熱処理する工程は、前記鋳造材を４８０℃以上５２０℃以下に加熱する請求項９に記載のマグネシウム合金板材の製造方法。
  11. 　前記鋳造材を熱処理することなく前記圧延材を作製する工程を行う請求項９に記載のマグネシウム合金板材の製造方法。
  12. 　前記鋳造材を作製する工程において、
    　　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以下である請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のマグネシウム合金板材の製造方法。
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