[发明专利]降解性Mg合金

说明书

利用如下降解性Mg合金而制造具有充分的强度、且在水系环境中在适当的时刻降解的镁合金制的降解性构造部件，该降解性Mg合金含有3.9质量％以上14.0质量％以下的Al、0.1质量％以上0.6质量％以下的Mn、0.0质量％以上1.0质量％以下的Zn、以及0.01质量％以上10.0质量％以下的Ni、Cu或者这两种成分，剩余部分为Mg和不可避免的杂质。

技术领域

本发明涉及能够调整为任意的腐蚀速度的降解性Mg合金。

背景技术

作为通用的镁合金(Mg合金)，已知添加有Al以及Mn的AM系Mg合金、添加有Al、Mn以及Zn的AZ系Mg合金。另外，还提出有通过添加上述元素以外的元素、或对制造方法进行变更而提高耐腐蚀性的各种Mg合金。

下述专利文献1中记载有如下Mg合金，其构成为含有67～85％(原子比)的Mg、5～20％(原子比)的Si，其余皆为Ni。还记载有如下内容：使用上述组成的原料粉末并通过机械式合金化法(机械合金化法)而生成非晶粉末或纳米晶粉末。该Mg合金是表现出优异的耐腐蚀性、且难以被降解、腐蚀的合金。

另一方面，下述专利文献2中记载有一种Mg合金，该Mg合金含有质量比为Al：0.1％～15.0％；Li：0.01％～10.0％；Ca：0.1％～10.0％；Zn：0.1％～6.5％；In：0.01％～3.0％；Ga：0.0％～2.0％；Si：0.1％～1.5％；Mn：0.0％～0.8％；Zr：0.0％～1.0％；Fe：0.016％～1.0％；Ni：0.016％～5.0％；Cu：0.15％～5.0％的各成分。这是在引入至石油井、天燃气井而临时对构造进行支承、如果不需要则被降解的部件中使用的降解性Mg合金。为了使其具有在高压环境下对构造进行支承所需的强度特性、以及降解性，作为必要元素而具有各种元素。

另外，下述专利文献3中同样作为降解性Mg合金而记载有下述合金，该合金含有质量比为Al：3.0％～7.0％；Li：0.01％～1.0％；Ca：0.5％～1.0％；Y：0.3％～2.3％；Si：0.3％～2.0％；Ni：0.016％～0.8％；Cu：0.05％～1.0％；Fe：0.016％～1.0％的各成分。

另一方面，下述专利文献4中记载有如下铸造用Mg合金，该铸造用Mg合金含有质量比为Cu：0.5％～10％；Ca：0.01～3％；Al：0～3％的各成分。还记载有下述Mg合金，该Mg合金由于含有Cu以及Ca而具有优异的耐蠕变性，并且适于在高温环境下使用。

专利文献1：日本特开2002-249801号公报

专利文献2：CN104004950A

专利文献3：CN104651691A

专利文献4：国际专利申请公开WO2008/072435号公报

发明内容

然而，对于在引入至油田、天然气田的构造部件中使用的降解性Mg合金而言，为了耐受地下的高压环境而需要具有充分的机械特性。另一方面，由于引入至不可回收的环境，因此优选在引入后实施降解而不会使之在地下长时间残留。对此，专利文献2所记载的降解性Mg合金含有会对伸长率、韧性造成不良影响的Si作为必要元素。另外，含有在用后即弃的部件中使用的价格极高的In作为必要元素。

另外，专利文献3所记载的降解性Mg合金也同样以会对伸长率、韧性造成不良影响的Si作为必要元素，该Si的最低含量高于专利文献2的降解性Mg合金中的含量。

并且，对于上述专利文献2及3所记载的降解性Mg合金而言，必要的元素的种类众多，因此存在如下问题，即，不容易确保降解性以外的机械特性，材料自身的价格也容易变得昂贵。另外，由于造成影响的元素过多，因此必然难以任意地控制腐蚀速度。

另一方面，专利文献1的合金并非通过组成而提高降解性，而是利用机械式合金化法生成非晶相、纳米晶而提高耐腐蚀性的Mg合金，用途有所不同。