JP2010090405A - 耐熱性マグネシウム合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の耐熱性マグネシウム合金は、Mgを主成分とし、Al、CaおよびMnを含み、Mg結晶粒と、該Mg結晶粒の粒界に晶出する粒界晶出物と、からなる金属組織を有する。粒界晶出物はC14型結晶構造とC36型結晶構造のラーベス相化合物の混晶相からなる。また、少なくともMg結晶粒と粒界晶出物との界面において、Mg結晶粒の六方晶系底面の法線ベクトルと粒界晶出物の六方晶系底面の法線ベクトルとの相対角度αが88°〜92°である。本マグネシウム合金は、従来よりも底面滑りが発生しにくい金属組織であり、高温においても底面滑りが発生しにくいため、高温雰囲気中で高い機械的特性を示す。
【選択図】図3
Description
前記粒界晶出物はC14型結晶構造とC36型結晶構造のラーベス相化合物の混晶相からなり、少なくとも前記Mg結晶粒と前記粒界晶出物との界面において該Mg結晶粒の六方晶系底面の法線ベクトルと該粒界晶出物の六方晶系底面の法線ベクトルとの相対角度が88°〜92°であることを特徴とする。
電気炉中で予熱した鉄製るつぼの内面に塩化物系のフラックスを塗布し、その中に秤量した純マグネシウム地金、純Al、必要に応じてMg−Mn合金を投入して溶解した。さらに750℃に保持したこの溶湯中に秤量したCaを添加した(溶湯調製工程)。
[1.Mg結晶粒および粒界晶出物の観察]
作製した試験片#01を金属顕微鏡で観察した。図4は、#01の試験片の断面を金属顕微鏡で観察した金属組織写真である。Mg結晶粒(暗い部分)および、Mg結晶粒の粒界にネットワーク状に存在する粒界晶出物(明るい部分)が観察された。なお、図示しないが、#C1の試験片の断面を観察しても、図1と同様の金属組織写真が得られた。つまり、いずれの試験片も、ネットワーク状の粒界晶出物が観察された。
金属顕微鏡で観察された粒界晶出物の微細構造を観察するために、試験片#01および#C1を薄片状の観察試料とし、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて観察した。
Mg結晶粒および粒界晶出物の結晶方位を測定するために、試験片#01をTEMを用いて観察した。結果を図9に示す。図9は、#01の観察試料をTEMで観察したTEM像および電子線回折図形である。また、回折図形は、Mg結晶粒と粒界晶出物との界面を跨ぐ所定の範囲(TEM像上で点線で囲まれた部分に相当)における制限視野回折図形である。
試験片#01、#C1およびAZ91Dからなるそれぞれの試験片について、応力緩和試験を行い、マグネシウム合金の耐熱性(クリープ特性)を調べた。応力緩和試験は、試験片に試験時間中、所定の変形量まで荷重を加えたときの応力が、時間とともに減少する過程を測定する。具体的には、150℃の大気雰囲気中において、試験片に100MPaの圧縮応力を負荷し、そのときの試験片の変位が一定に保たれるように、時間の経過に併せてその圧縮応力を低減していった。
Claims (5)
- マグネシウム(Mg)を主成分とし、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)およびマンガン(Mn)を含み、Mg結晶粒と、該Mg結晶粒の粒界に晶出する粒界晶出物と、からなる金属組織を有する耐熱性マグネシウム合金であって、
前記粒界晶出物はC14型結晶構造とC36型結晶構造のラーベス相化合物の混晶相からなり、少なくとも前記Mg結晶粒と前記粒界晶出物との界面において該Mg結晶粒の六方晶系底面の法線ベクトルと該粒界晶出物の六方晶系底面の法線ベクトルとの相対角度が88°〜92°であることを特徴とする耐熱性マグネシウム合金。 - 前記粒界晶出物は、Mg−Al−Ca系化合物からなる請求項1記載の耐熱性マグネシウム合金。
- 前記混晶相は、C36型結晶構造よりもC14型結晶構造を多く含む請求項1または2記載の耐熱性マグネシウム合金。
- 全体を100原子%としたときに、Caを1.235原子%以上2.470原子%以下、AlをCaに対する原子比(Al/Ca)で1.34以上1.63以下、Mnを0.13原子%以上0.27原子%以下含み、残部がMgおよび不可避不純物からなる請求項1〜3のいずれかに記載の耐熱性マグネシウム合金。
- Mnを0.15原子%以上0.25原子%以下含む請求項4記載の耐熱性マグネシウム合金。
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