JP2018513914A - 成形可能なマグネシウム型の展伸用合金 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]本発明は、一般には、新規なマグネシウム‐カルシウム合金組成物に関する。より詳細には、本発明は、成形性を高めるためのいくつかの合金化元素を含む、マグネシウム‐亜鉛‐希土類‐カルシウム‐ジルコニウム、及びマグネシウム‐カルシウム‐亜鉛‐(ジルコニウム)型の展伸用合金、それから形成されたマグネシウム型の展伸用合金シート並びに上記マグネシウム型の展伸用合金シートを形成する方法又はプロセスに特に関する。
[2]以下の本発明の背景の論考は、本発明の理解を容易にしようとするものである。しかし、本論考は、言及された任意の材料が、出願の優先日において発表されている、公知である又は一般常識の一部であることを認めるものでも承認するものでもないことが理解される。
[7]本発明の第1の側面は、(wt%):0.1〜2.0のZn、0.05〜1.5のCa、0.1〜1.0のZr、0〜1.3の、Gd若しくはYを含む希土類元素又はその混合物、0〜0.3のSr、Al:0〜0.7wt%、残部のMg及び他の不可避不純物から本質的になるマグネシウム型の展伸用合金を提供する。
グループ1:Mg‐Zn‐Gd‐Ca‐Zr型の合金;及び
グループ2:Mg‐Ca‐Zn‐(Zr)型の合金
[15]グループ1において、Mg合金は、0.5%を超えるが2.0%未満のZn、0.05%〜1.0%のGd、0.05%〜1.0%のCa、0.1%〜1.0%のZr、0%〜0.3%のストロンチウム(Sr)、0%〜0.3%のランタン(La)、0%〜0.7%のAl並びに残部のMg、及び他の不可避不純物を含む。加えて、好ましくは、Znの量は、0.5%〜1.5%の範囲である。さらに、Gdの量は、好ましくは、0.1%を超え0.5%未満である。加えて、0.1%を超え0.7%未満のCaを含有することが好ましい。さらに、Zrの量は、好ましくは、0.2%を超え0.7%未満である。加えて、Srの量は、好ましくは0.2%未満である。さらに、Laの含有量は、0.2%未満であることが好ましい。加えて、Alの量は、好ましくは0.2%を超え0.5%未満である。
[16]グループ2において、Mg合金は、0.3%を超えるが1.5%未満のCa、0.1%〜0.8%のZn、0%〜1.0%、好ましくは0.1%〜1.0%のGd、0%〜0.7%のAl、0%〜0.3%Sr、0.1%〜1.0%のZr、並びに残部のMg、及び他の不可避不純物を含む。加えて、Caの含有量は、0.6%〜1.0%の範囲であることが好ましい。さらに、Znの量は、好ましくは、0.3%を超え0.5%未満である。加えて、Gdの量は、好ましくは、0.1%を超え0.5%未満である。さらに、Alの量は、好ましくは0.1%を超え0.7%未満であり、より好ましくはAlの量は、0.2%を超え0.5%未満である。加えて、Srの量は、好ましくは0.2%未満である。さらに、Zrの量は、好ましくは、0.2%を超え0.7%未満である。
本発明の第1又は第2の側面によるマグネシウム型の合金からマグネシウム合金溶融物を用意するステップと、
上記マグネシウム合金溶融物を所定の厚さに従ってスラブ又はストリップに鋳造するステップと、
上記鋳造スラブ又はストリップを均質化又は予熱するステップと、
引き続いて、上記均質化したスラブ又はストリップの上記厚さを減少させるために、上記均質化又は予熱したスラブ又はストリップを適切な温度で熱間圧延して、所定の厚さの合金シート製品を製造するステップと、
上記合金シート製品を適切な温度である時間アニールするステップと、
を含む、方法を提供する。
[37]本発明は、成形性を高めるためにいくつかの合金化元素を含む、マグネシウム‐亜鉛‐希土類‐カルシウム‐ジルコニウム、及びマグネシウム‐カルシウム‐亜鉛‐(ジルコニウム)型の展伸用合金に関する。本発明は、Mg‐Zn‐Gd‐Zr合金等のマグネシウム‐亜鉛‐希土類‐カルシウム‐ジルコニウム、及びマグネシウム‐カルシウム‐亜鉛‐(ジルコニウム)型の展伸用合金の成形性が、微量又は希薄合金化量のCaの添加により向上することを明らかにする。
[53]開発された合金(B1〜B16)及び対照試料(AZ31及びT4‐Al6016)のアニールされたままのシートの、引張特性及び成形性を室温で評価した。
[61]アニールされたMg‐Ca‐Zn‐(Zr)型の合金シートを、シリコーン油中で150℃において最大析出硬化を得るのに十分な期間加熱することによって、時効硬化処理した。
[68]上記の結果は、B2合金シートがMg‐Zn‐Gd‐Ca‐Zr系の中でも最良の延性及び成形性を示すことを表している。したがって、この合金シートの機械的特性をさらに改善するために、該シートの性能に影響を及ぼすはずである2種の重要な加工パラメーターを調整した:圧延温度及びアニール条件。
[78]全体的に見れば、実験結果からMg‐Ca‐Zn‐(Zr)型の合金は、中程度の成形性を示すが、これらは人工時効処理によって有意に強化することができることを結論づけることができる。例えば、アニールされたままの状態のMg‐0.8Ca‐0.4Zn‐0.1Sr‐0.4Gd‐0.5Zr合金の降伏強度は、約137MPaに過ぎないが、150℃の時効処理の適用によって168MPaまで増加させることができる。
Claims (25)
- (wt%):
0.1〜2.0のZn、
0.05〜1.5のCa、
0.1〜1.0のZr、
0〜1.3の、Gd若しくはYを含む希土類元素又はその混合物、
0〜0.3のSr、
0〜0.7のAl、
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になる、マグネシウム型の展伸用合金。 - 希土類元素混合物が、ガドリニウム又はイットリウム及びランタニド系列の希土類元素を含む、請求項1に記載の合金。
- 希土類元素混合物が、ガドリニウム及びLaを含む、請求項1又は2に記載の合金。
- 希土類元素が、ガドリニウムから本質的になる、請求項1又は2に記載の合金。
- (wt%):
Zn:0.1〜2.0、
Ca:0.05〜1.5、
Zr:0.1〜1.0、
Gd:0〜1.0、
Sr:0〜0.3、
La:0〜0.3、
Al:0〜0.7、並びに
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になる、マグネシウム型の展伸用合金。 - (wt%):
Zn:0.3〜1.0、
Ca:0.3〜1.0、
Zr:0.2〜0.7、
Gd:0.1〜0.5、
Sr:0〜0.2、
La:0〜0.2、
Al:0〜0.5、並びに
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のマグネシウム型の展伸用合金。 - (wt%):
Zn:0.5〜2.0、
Ca:0.05〜1.0、
Zr:0.1〜1.0、
Gd:0.05〜1.0、
Sr:0〜0.3、
La:0〜0.3、
Al:0〜0.7、並びに
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になるMg‐Zn‐Gd‐Ca‐Zr型の合金を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のマグネシウム型の展伸用合金。 - (wt%):
Zn:0.5〜1.5、
Ca:0.1〜0.7、
Zr:0.2〜0.7、
Gd:0.1〜0.5、
Sr:0〜0.2、
La:0〜0.2、
Al:0.2〜0.5、並びに
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になるMg‐Zn‐Gd‐Ca‐Zr型の合金を含む、請求項7に記載のマグネシウム型の展伸用合金。 - (wt%):
Ca:0.3〜1.5、
Zn:0.1〜0.8、
Zr:0.1〜1.0、
Gd:0〜1.0、
Al:0〜0.7、
Sr:0〜0.3、並びに
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になるMg‐Ca‐Zn‐(Zr)型の合金を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のマグネシウム型の展伸用合金。 - (wt%):
Ca:0.6〜1.0、
Zn:0.3〜0.5、
Zr:0.2〜0.7、
Gd:0〜0.5、
Al:0.2〜0.5、
Sr:0〜0.2、並びに
残部のMg及び他の不可避不純物
から本質的になるMg‐Ca‐Zn‐(Zr)型の合金を含む、請求項9に記載のマグネシウム型の展伸用合金。 - 合金化元素の総重量%が、4%未満、好ましくは3%未満である、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム型の展伸用合金。
- 0.05〜0.7Mn、好ましくは0.1〜0.5Mnをさらに含む、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム型の展伸用合金。
- マグネシウム型の合金が、0.5重量%未満の付随的不純物を含む、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム型の展伸用合金。
- マグネシウム型の合金が、0.2重量%未満の付随的不純物を含む、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム型の展伸用合金。
- Mg‐1Zn‐0.4Gd‐0.2Ca‐0.5Zr、又はMg‐0.8Ca‐0.4Zn‐0.1Sr‐0.4Gd‐0.5Zrのうちの1つから選択される、前述の請求項のいずれかに記載のマグネシウム型の展伸用合金。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載のマグネシウム型の展伸用合金の少なくとも1種を含む、マグネシウム型の展伸用合金シート。
- マグネシウム型の合金シート製品を製作する方法であって、
請求項1〜15のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金からマグネシウム合金溶融物を用意するステップと、
前記マグネシウム合金溶融物を所定の厚さに従ってスラブ又はストリップに鋳造するステップと、
前記鋳造スラブ又はストリップを均質化又は予熱するステップと、
引き続いて、前記均質化したスラブ又はストリップの前記厚さを減少させるために、前記均質化又は予熱したスラブ又はストリップを適切な温度で熱間圧延して、所定の厚さの合金シート製品を製造するステップと、
前記合金シート製品を適切な温度である時間アニールするステップと、
を含む、方法。 - 鋳造が、マグネシウム合金溶融物を双ロール鋳造機のロール間に供給してストリップを作り出すことを含む、請求項17に記載の方法。
- 鋳造スラブ又はストリップの均質化又は予熱が、300〜500℃の間の温度で起こる、請求項17又は18に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
- 鋳造スラブ又はストリップの均質化又は予熱の後に、急冷、好ましくは水急冷が続く、請求項17〜19のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
- 熱間圧延が、300〜550℃、好ましくは350〜500℃の温度範囲で行われる、請求項17〜20のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
- 熱間圧延が、50〜95%、好ましくは70〜80%の総減厚を生じさせる、請求項17〜21のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
- 熱間圧延が、複数の圧延パスを用いて行われ、ここで、各圧延パスの後、シートが次の圧延の前に350〜500℃の範囲の温度で再加熱される、請求項17〜22のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
- 鋳造が、マグネシウム合金溶融物を直接チル(DC)鋳造機、砂型鋳造機、又は金型鋳造機のうちの1つに流し込むことを含む、請求項17〜23のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
- アニールされた合金に、150℃で少なくとも1時間合金を加熱することを含む時効硬化処理を施すステップをさらに含む、請求項17〜24のいずれか一項に記載のマグネシウム型の合金シート製品を製作する方法。
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