[发明专利]Mg基合金

说明书

技术领域

本发明涉及在镁母相中分散有准晶相而成的Mg基合金，更详细地说，是涉及在作为电子设备、结构构件等的轻量化材料使用时，不使用稀土类元素而使拉伸和压缩的屈服各向异性降低的Mg基合金原料，和对其实施了应变加工的应变加工材。

背景技术

镁由于轻量并显示出丰富的资源，作为电子设备、结构构件等的轻量化材料而受到注意。另外，在研究对于铁道车辆、汽车等的移动用结构构件的适应时，从使用时的安全性·可靠性的观点出发，要求原料的高强度·高延展性·高韧性特性。近年来，延伸化工艺即应变加工被认为是创制高强度·高延展性·高韧性镁合金的有效手段之一。例如图15(Materials Science and Technology(原料科学及技术)，T.Mukai，H.Watanabe，K.Higashi，16，(2000)PP.1314-1319.)所示，延伸材与铸造材相比，显示出优异的强度·延展性。另外如图16(まてりあ(原材料)，染川英俊，47，(2008)pp.157-160.)所示，延伸材与铸造材相比，显示出优异的强度·断裂韧性。

但是，对于原料实施轧制、挤压等应变加工存在如下问题：由于镁特有的结晶结构即六方晶结构，引起在加工时所形成的底面定向的集合组织直接残留在材料中。因此，一般的镁合金延伸材在室温下显示出高抗拉强度，另一方面，其压缩强度低。因此，将现有的镁合金延伸材应用于移动用结构构件时，有着在发生压缩应变的地方脆弱，难以各向同性变形这样的缺点。

近年来，发现与一般的结晶相不同，不显示一定的原子排列反复并排的结构(平移秩序性)的特异的相：准晶相在Mg-Zn-RE(RE：稀土类元素＝Y、Gd、Dy、Ho、Er、Tb)合金中出现。

准晶相与镁母相的晶格紧密相连，即，具有形成整合界面，界面之间牢固结合这样的特征。因此，将准晶相分散在镁母相中，可以降低集合组织的强度(底面的集聚程度)，在维持高抗拉强度水平的状态下，改善压缩特性，消除结构用途的构件设计中所不期望的屈服各向异性。但是，为了在镁合金中出现准晶相，抱有的重大问题是稀土类元素的使用不可欠缺。稀土类元素如字面意思所示，是稀少而高价的元素，因此现状是，即使发挥出良好的特性，也不可避免原料价格的上涨。

例如具体来说，在专利文献1～3中记载有为了使镁母相内出现准晶而需要添加稀土类元素(特别是钇)。另外在专利文献4中显示，为了使镁母相内出现准晶，必须添加钇、其他稀土类元素，以及借助准晶分散和晶粒微细化的效果，消除延伸材的屈服各向异性。而且，还记述了关于准晶分散镁合金的二次成形加工条件(加工温度、速度等)。但是均必须添加稀土类元素，由此存在如前述这样的障碍。

另一方面，从有别于添加稀土类元素的观点出发也进行了研究。例如在非专利文献1、2中，有关于由Mg-Zn-Al构成的准晶相的生成的记述，但由于是准晶的单一相，所以不存在Mg母相。在非专利文献3中，由于是基于铸造法，所以Mg母相的晶粒直径为50μm以上。因此，未显示可发挥出等同于添加有前述稀土类元素的合金或比之更高的高强度·高延展性·高韧性特性，另外认为在技术上也有困难。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]特开2002-309332

[专利文献2]特开2005-113234

[专利文献3]特开2005-113235

[专利文献4]WO2008-16150

非专利文献

[非专利文献1]G.Bergman，J.Waugh，L.Pauling：Acta Cryst.(1957)10254.

[非专利文献2]T.Rajasekharan，D.Akhtar，R.Gopalan，K.Muraleedharan：Nature.(1986)322528.

[非专利文献3]L.Bourgeois，C.L.Mendis，B.C.Muddle，J.F.Nie：Philo.Mag.Lett.(2001)81709.

发明内容

从如上背景出发，在本发明中，着眼于不使用稀土类元素，而是使用作为廉价的添加元素的铝，使准晶相或其近似结晶相出现，以及进行应变加工前的微细组织的控制，以在Mg基合金中，实现强度·延展性的综合权衡(trade offbalance)化，和作为镁合金延伸材的重要课题的屈服各向异性的降低作为课题。