JP6089353B2 - マグネシウム合金およびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記マグネシウム合金に熱処理を行うことにより、前記マグネシウム合金に長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を形成することを特徴とするマグネシウム合金の製造方法である。
(1)0.01≦[Al含有量(原子%)]≦2.0
(2)0.2≦[Gd含有量(原子%)]b≦5.0
なお、最密原子面積層欠陥は、最密原子面に沿って溶質原子であるZnと希土類元素が積層方向に連続した二原子層の濃化した溶質原子濃化二原子層を含み、前記溶質原子濃化二原子層が積層方向に周期性を有さないものである。
前記熱処理は、400〜700Kの温度範囲で2〜100時間の条件で行われることが好ましい。
この態様によれば、400〜673K(ケルビン)といった低温で時効することで、長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を形成することができる。
前記熱処理を行う前に、前記マグネシウム合金を溶体化する溶体化処理を行うことが好ましい。
前記長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を形成したマグネシウム合金に塑性加工を行うことにより、前記長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相の少なくとも一部を湾曲または屈曲させることも可能である。
前記長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を形成したマグネシウム合金を切削することによってチップ形状の切削物を作製し、
前記切削物に塑性加工による固化を行うことも可能である。
前記塑性加工は、圧延、押出し、ECAE、引抜加工及び鍛造、これらの繰り返し加工、FSW加工のうちの少なくとも一つを行うものであっても良い。
長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相およびhcp構造マグネシウム相を有する結晶組織を具備することを特徴とするマグネシウム合金である。
(1)0.01≦[Al含有量(原子%)]≦2.0
(2)0.2≦[Gd含有量(原子%)]b≦5.0
前記長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相の少なくとも一部が湾曲又は屈曲していることも可能である。
本実施の形態によるマグネシウム合金は、AlとGdを含有し、残部がMgからなり、Al含有量とGd含有量が下記式(1)および(2)を満たす合金であって、長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相およびhcp構造マグネシウム相を有する結晶組織を具備するものである。
(1)0.01≦[Al含有量(原子%)]≦2.0
(2)0.2≦[Gd含有量(原子%)]b≦5.0
なお、最密原子面積層欠陥は、最密原子面に沿って溶質原子であるZnと希土類元素が積層方向に連続した二原子層の濃化した溶質原子濃化二原子層を含み、前記溶質原子濃化二原子層が積層方向に周期性を有さないものである。
Al含有量が2.0原子%超であると、長周期積層構造相または最密原子面積層欠陥を含むhcp構造マグネシウム相以外のAlを含む相が優先的に形成されるため好ましくないからである。
Al含有量が0.01原子%未満であると、長周期積層構造相が形成されないからである。
Gd含有量が5.0原子%超であると、長周期積層構造相または最密原子面積層欠陥を含むhcp構造マグネシウム相以外のGdを含む化合物相が形成されるからである。
Gd含有量が0.2原子%未満であると、長周期積層構造相が形成されず、AlとMgからなる化合物が優先的に形成されるからである。
本実施の形態によるマグネシウム合金の製造方法について説明する。
まず、AlとGdを含有し、残部がMgからなり、Al含有量とGd含有量が下記式(1)および(2)を満たすマグネシウム合金を作製する。このマグネシウム合金は、溶解鋳造によって作製しても良いし、急速凝固によって作製しても良い。
(1)0.01≦[Al含有量(原子%)]≦2.0
(2)0.2≦[Gd含有量(原子%)]b≦5.0
前記塑性加工物については、塑性加工を行う前のマグネシウム合金材に比べてビッカース硬度及び降伏強度がともに上昇する。
本実施の形態によるマグネシウム合金は、実施の形態2と同様の方法により長周期積層構造または最密原子面積層欠陥を含む相を形成したマグネシウム合金材を用意し、このマグネシウム合金材を切削することによって作られた複数の数mm角以下のチップ形状の切削物を作製し、この切削物に塑性加工による固化を行ったものである。
鋳造材のサンプル1には、αMg相に加え、「N」で示すLPSO相とは異なる化合物が存在することが確認された。
溶体化処理材のサンプル2には、鋳造材のサンプル1に存在する「N」で示す化合物が消失しており、溶体化が十分に行われていることが確認された。
523Kの時効処理材のサンプル4には、「N」で示す化合物はほとんど析出せず、LPSO相が析出していることが確認された。
673Kの時効処理材のサンプル5には、「N」で示す化合物は析出せず、LPSO相が析出していることが確認された。
773Kの時効処理材のサンプル6には、「N」で示す化合物が再び析出しており、LPSO相は析出していないことが確認された。
Claims (7)
- AlとGdを含有し、残部がMgからなり、Al含有量とGd含有量が下記式(1)および(2)を満たすマグネシウム合金を作製し、
前記マグネシウム合金を溶体化する溶体化処理を行い、
前記マグネシウム合金に熱処理を行うことにより、前記マグネシウム合金に18周期の積層を有する長周期積層構造相を形成することを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。
(1)0.01≦[Al含有量(原子%)]≦2.0
(2)0.2≦[Gd含有量(原子%)]≦5.0 - 請求項1において、
前記熱処理は、473〜700Kの温度範囲で2〜100時間の条件で行われることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項1または2において、
前記長周期積層構造相を形成したマグネシウム合金に塑性加工を行うことにより、前記長周期積層構造相の少なくとも一部を湾曲又は屈曲させることを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項1または2において、
前記長周期積層構造相を形成したマグネシウム合金を切削することによってチップ形状の切削物を作製し、
前記切削物に塑性加工による固化を行うことを特徴とするマグネシウム合金の製造方法。 - 請求項3または4において、
前記塑性加工は、圧延、押出し、ECAE、引抜加工及び鍛造、これらの繰り返し加工、FSW加工のうちの少なくとも一つを行うものであるマグネシウム合金の製造方法。 - AlとGdを含有し、残部がMgからなり、Al含有量とGd含有量が下記式(1)および(2)を満たすマグネシウム合金であって、
18周期の積層を有する長周期積層構造相およびhcp構造マグネシウム相を有する結晶組織を具備することを特徴とするマグネシウム合金。
(1)0.01≦[Al含有量(原子%)]≦2.0
(2)0.2≦[Gd含有量(原子%)]b≦5.0 - 請求項6において、
前記長周期積層構造相の少なくとも一部が湾曲又は屈曲していることを特徴とするマグネシウム合金。
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