專利名稱：鎂合金板材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金板材。詳細(xì)地說，涉及具有高強(qiáng)度與高延展性的鎂合金板材。
背景技術(shù)：
一般，鎂合金，在已實(shí)用化的合金中，由于密度最低、質(zhì)輕、強(qiáng)度也高，正越來越多地在電子產(chǎn)品的殼體及汽車的車輪、底盤部件、發(fā)動(dòng)機(jī)周圍部件等中使用。特別是，在汽車相關(guān)用途的部件中，由于要求高的機(jī)械特性，所以，把添加了 Gd和Zn等元素的鎂合金，采用單輥法、急速凝固法，制造特定形態(tài)的材料(例如，參照專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2)。然而，上述的鎂合金，在特定的制造方法中，為了得到高的機(jī)械特性而采用特定的制造方法，故必需有特殊的設(shè)備，而且存在生產(chǎn)效率低的問題，另外，還存在可以適用 的構(gòu)件有限的問題。在此，提出了如下技術(shù)在現(xiàn)有的制造鎂合金時(shí)，不采用上述專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2中記載的特殊設(shè)備或工藝，從生產(chǎn)效率高的通常的熔解鑄造實(shí)施塑性加工(擠出)，可以得到實(shí)用上有用的機(jī)械特性的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:特開平6-41701號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開2002-256370號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:特開2006-97037號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在專利文獻(xiàn)3中公開的具有長周期疊層結(jié)構(gòu)相(以下稱作LPSO相Long PeriodStacking Order相)的鎂合金，拉伸強(qiáng)度與延展性的平衡優(yōu)良，當(dāng)為鑄造材料時(shí)，沒有那樣高的拉伸強(qiáng)度，例如，通過實(shí)施擠出加工即塑性加工，可不使延展性降低，能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸強(qiáng)度的提高。即，即使進(jìn)行擠出加工等大加工率的塑性加工，也可以得到充分的延展性。但是，在制造作為原材料的板材或棒材時(shí)，實(shí)施塑性加工，可以謀求拉伸強(qiáng)度的提高，但招致延展性下降。例如，圖6示出Mg96ZnY3合金的鑄造材料與熱軋材料(Rl、R2)的屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度及伸長率。熱軋材料(R2)顯示比熱軋材料(Rl)高的屈服強(qiáng)度及強(qiáng)度，但伸長率小。應(yīng)當(dāng)指出，圖 6 記載于非專利文獻(xiàn)(R. G. Li, D. Q. Fang, J. An, Y. Lu, Z. Y. Cao, Y. B. Liu,MATERIALSCHARACTERIZATI0N60(2009)470-475)中。另外，圖7示出各種材料的機(jī)械特性，當(dāng)比較同一合金在不同工藝的機(jī)械特性時(shí)，發(fā)現(xiàn)具有高屈服強(qiáng)度及強(qiáng)度的試樣，伸長率小。應(yīng)當(dāng)指出，圖7記載于非專利文獻(xiàn)(T.Itoi et al. Scripta Materialia 59(2008) 1155-1158)。因此，拉伸強(qiáng)度與延展性的兩特性難以同時(shí)提高。本發(fā)明是鑒于以上問題提出的，本發(fā)明的目的是提供在實(shí)現(xiàn)拉伸強(qiáng)度提高的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)延展性提高的鎂合金板材。用于解決課題的手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的鎂合金板材是對具有在鑄造時(shí)析出結(jié)晶的長周期疊層結(jié)構(gòu)相的鎂合金實(shí)施軋制加工而制成的鎂合金板材，在用掃描型電子顯微鏡在與縱向方向大致成直角方向觀察板厚橫斷面的合金組織時(shí)，包含如下組織以長周期疊層結(jié)構(gòu)相為主，同時(shí)在觀察斷面中的厚度為O. 5μπι以下的至少2個(gè)以上的aMg相與板狀的長周期疊層結(jié)構(gòu)相層疊為層狀的組織。
在此，在用掃描型電子顯微鏡在與縱向方向大致成直角方向觀察板厚橫斷面的合金組織時(shí)，包含如下組織以長周期疊層結(jié)構(gòu)相為主，同時(shí)在觀察斷面中的厚度為0.5μπι以下的至少2個(gè)以上的a Mg相與板狀的長周期疊層結(jié)構(gòu)相層疊為層狀的組織，由此，在實(shí)現(xiàn)拉伸強(qiáng)度提高的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)延展性的提高，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度與良好的延展性。即，由于LPSO相以板狀(plate shape)存在，與LPSO相以塊狀存在時(shí)比較，伴隨著軋制加工，LPSO相的至少一部分變成易剪斷變形或壓縮變形的組織狀態(tài)。另外，由于LPSO相的至少一部分變成易剪斷變形或壓縮變形的組織狀態(tài)，故紐結(jié)帶(kink band)易導(dǎo)入LPSO相，結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度。還有，由于LPSO相的至少一部分變成易剪斷變形或壓縮變形的組織狀態(tài)，故也可以實(shí)現(xiàn)良好的延展性。再有，層疊了的組織中的LPSO相的最大膜厚在9 μ m以下時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)約10%以上的伸長率。另外，當(dāng)在層疊了的組織中(具體的是LPSO相內(nèi)或α Mg相內(nèi))具有金屬間化合物(例如，Mg3Zn2Y2)時(shí)，變成金屬間化合物夾住板狀(plateshape)的LPSO相而存在的組織狀態(tài)。此外，這樣的組織狀態(tài)，由于金屬間化合物易助長LPSO相的變形，故LPSO相為易變形的狀態(tài)。因此，在LPSO相易導(dǎo)入紐結(jié)帶，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度。還有，通過層疊組織的至少一部分發(fā)生剪斷變形或壓縮變形，則層疊組織的至少一部分發(fā)生彎曲或折彎。而且，如此彎曲或折彎了的組織成為實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度的一個(gè)原因。在此，所謂“在用掃描型電子顯微鏡在與縱向方向大致成直角方向觀察板厚橫斷面的合金組織時(shí)的板狀LPSO相”，例如，是指圖8所示的組織，圖8中的用淡灰色表示的場所表示LPSO相。應(yīng)當(dāng)指出，圖8 (a)為放大150倍、圖8(b)為放大2500倍、圖8 (c)為放大3000倍的掃描型電子顯微鏡照片。另外，所謂“板厚橫斷面”，是指通過軋制，其厚度減少的斷面，在軋制時(shí)，與板材的行進(jìn)方向大致平行的斷面(與軋制輥近似直角的斷面)。另外，所謂“板厚橫斷面的縱向方向”，是指軋制時(shí)，與板材的行進(jìn)方向近似平行的方向(與軋制輥近似直角的方向)。另外，所謂“對板厚橫斷面的縱向方向近似直角方向”，是指板厚橫斷面的厚度方向。即，所謂“在與縱向方向大致成直角方向觀察板厚橫斷面”，是指，“通過軋制，其厚度減少的斷面，軋制時(shí)與板材的行進(jìn)方向大致平行的斷面”，在“軋制時(shí)與板材的行進(jìn)方向大致平行的方向”成近似直角方向的“該斷面的厚度方向”進(jìn)行的觀察。另外，作為“在鑄造時(shí)LPSO相析出結(jié)晶的鎂合金”，可以舉出Mg-Zn-RE (RE=Y, Dy, Ho, Er, Tm)、Mg-Cu-RE (RE=Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm)、Mg-Ni-RE (RE=Y, Sm,Gd, Tb, Dy, Ho, Er)、Mg-Co-RE (RE=Y, Dy, Ho, Er, Tm)、Mg-Al-Gd 等。應(yīng)當(dāng)指出，這里的 RE 表
示稀土類元素。還有，作為“在鑄造時(shí)LPSO相析出結(jié)晶的鎂合金”，不限于上述列舉的3成分系，在上述鎂合金中添加其他的添加元素的4成分系或比其更高的成分系也可以。發(fā)明效果采用本發(fā)明的鎂合金板材，能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸強(qiáng)度提高，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)延展性提 聞。


圖lA(a)為表示本發(fā)明的鎂合金板材Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的顯微鏡照片⑴。圖lA(b)為表示本發(fā)明的鎂合金板材Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的顯微鏡照片⑵。圖IA(C)為表示本發(fā)明的鎂合金板材Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的顯微鏡照片⑶。圖lB(a)為表示本發(fā)明的鎂合金板材Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的顯微鏡照片⑷。圖lB(b)為表示本發(fā)明的鎂合金板材Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的顯微鏡照片
(5)。圖IB(C)為表示本發(fā)明的鎂合金板材Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的顯微鏡照片
(6)。圖2為用于說明鎂合金板材制造方法的流程圖。圖3為用于說明金屬間化合物Mg3Zn3Y2的顯微鏡照片。圖4A為表示對不實(shí)施熱處理工序的塑性加工物實(shí)施軋制加工S4的鎂合金材料的結(jié)晶組織顯微鏡照片(I)。圖4B(a)為表示對不實(shí)施熱處理工序的塑性加工物實(shí)施軋制加工S4的鎂合金材料的結(jié)晶組織顯微鏡照片(2)。圖4B (b)為表示對不實(shí)施熱處理工序的塑性加工物實(shí)施軋制加工S4的鎂合金材料的結(jié)晶組織顯微鏡照片(3)。圖4B (C)為表示對不實(shí)施熱處理工序的塑性加工物實(shí)施軋制加工S4的鎂合金材料的結(jié)晶組織顯微鏡照片(4)。圖5為表示實(shí)施例及比較例的O. 2%屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及延展性的圖。圖6為表示Mg96ZnY3合金鑄造材料與熱軋材料(Rl、R2)的屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度及伸長率的圖。圖7為表示各種材料的機(jī)械特性的表。圖8 (a)為用于說明板狀組織之一例的顯微鏡照片⑴。
圖8 (b)為用于說明板狀組織之一例的顯微鏡照片(2)。圖8 (C)為用于說明板狀組織之一例的顯微鏡照片(3)。圖9為表示熱處理時(shí)間與拉伸屈服強(qiáng)度的關(guān)系，以及熱處理時(shí)間與室溫伸長率的關(guān)系的圖。圖10(a)為用于說明片狀組織中的LPSO相的最大厚度與鎂合金板材的伸長率的關(guān)系的圖(I)。圖10(b)為用于說明片狀組織中的LPSO相的最大厚度與鎂合金板材的伸長率的關(guān)系的圖(2)。圖IlA(a)為對實(shí)施過度的熱處理了的原材料進(jìn)行軋制的鎂合金板材的掃描型電子顯微鏡照片(I)。 圖llA(b)為對實(shí)施過度的熱處理了的原材料進(jìn)行軋制的鎂合金板材的掃描型電子顯微鏡照片(2)。圖llB(a)為對實(shí)施過度的熱處理了的原材料進(jìn)行軋制的鎂合金板材的掃描型電子顯微鏡照片(3)。圖llB(b)為對實(shí)施過度熱處理了的原材料進(jìn)行軋制的鎂合金板材的掃描型電子顯微鏡照片(4)。
具體實(shí)施例方式以下，對本發(fā)明實(shí)施方案參考附圖進(jìn)行說明，用于理解本發(fā)明。圖IA及圖IB為表示本發(fā)明的鎂合金板材即Mg96Zn2Y2合金的結(jié)晶組織的掃描型電子顯微鏡照片，圖IA及圖IB中的黑色表示aMg相，灰色表示LPSO相，白色表示Mg3Zn3Y2。應(yīng)當(dāng)指出，在本實(shí)施方案中，以Mg96Zn2Y2合金為例進(jìn)行說明，但又不限于該合金組成。例如，也可以是其他3成分系，添加了微量的添加元素的4成分系也無妨。在此，從圖IA及圖IB可知，適于本發(fā)明的鎂合金板材，具有LPSO相與aMg相，LPSO相與a Mg相以層狀存在。但是，不是全部組織均呈層狀組織，例如，圖IA(C)中用符號X表示的區(qū)域不呈層狀組織。應(yīng)當(dāng)指出，所謂LPSO相，是指在鎂合金的晶粒內(nèi)及晶粒邊界析出的析出物，在HCP結(jié)構(gòu)中的底面原子層的排列，在底面法線方向具有長周期規(guī)則而重復(fù)的結(jié)構(gòu)相，即長周期疊層結(jié)構(gòu)相。通過該LPSO相的析出，能夠提高鎂合金板材的機(jī)械特性(拉伸強(qiáng)度、O. 2%屈服強(qiáng)度及伸長率)。另外，LPSO相具有板狀(plate-shape)的組織(圖lB(b)中用符號S表示的區(qū)域)，在板狀(plate-shape)的組織彼此的間隙中存在aMg相。即，LPSO相是以板狀(plate-shape)的組織多層層疊。具體的是，在適于本發(fā)明的鎂合金板材中上述的層狀組織(參照圖lB(b)中符號S)，以LPSO相為主，用掃描型電子顯微鏡，在相對縱向方向大致直角方向，觀察板厚橫斷面時(shí)，觀察斷面中的厚度為O. 5 μ m以下的多個(gè)CtMg相與板狀(plate-shape)的LPSO相為層疊成層狀而構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)指出，采用掃描型電子顯微鏡，在相對縱向方向大致直角方向，觀察板厚橫斷面時(shí)，板狀(plate-shape)的LPSO相，在觀察斷面中的厚度為O. 25 μ m以上。
上述的層狀組織(參照圖lB(b)中符號S)，在軋制前，對其原材料(例如，擠出材料)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可把LPSO相進(jìn)行組織控制，以使具有所希望的板狀(plate-shape)。在這里，圖9(a)表示“熱處理時(shí)間與拉伸屈服強(qiáng)度的關(guān)系”，圖9(b)表示“熱處理時(shí)間與室溫伸長率的關(guān)系”。應(yīng)當(dāng)指出，在此的熱處理溫度為480°C。如圖9(b)所示的“熱處理時(shí)間與室溫伸長率的關(guān)系”可知，如僅實(shí)施熱處理，伸長率得不到提高，故為了實(shí)現(xiàn)軋制后的薄板材的大伸長率，必需進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?。另外，圖10(a)示出“層狀組織中的LPSO相的最大厚度與鎂合金板材的伸長率的關(guān)系”。如圖10(a)所示可知，使層狀組織中的LPSO相的最大觀察斷面中厚度變成9μπι以下的方式微細(xì)化時(shí)，能夠得到約10%以上的伸長率。即，通過軋制前實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使軋制后的層狀組織中的LPSO相的最大觀察斷面中的厚度達(dá)到9 μ m以下的技術(shù)極為重要。 應(yīng)當(dāng)指出，在此的所謂“LPS0相的觀察斷面中的厚度”，是指相對板狀(plate-shape)的LPSO相的縱向方向的垂直方向(圖10(b)所示的箭頭方向)的長度。還有，當(dāng)適當(dāng)選擇軋制前的熱處理?xiàng)l件時(shí)，層狀組織中的LPSO相的觀察斷面中的厚度即使看上去大的組織，提高掃描型電子顯微鏡放大倍數(shù)進(jìn)行確認(rèn)時(shí)，O. Ιμπι或小于O. Iym的薄膜的α Mg相與LPSO相形成層疊結(jié)構(gòu)。即，可以確認(rèn)，薄膜的LPSO相與觀察斷面中的厚度比其更小的α Mg相進(jìn)行層疊成的多層結(jié)構(gòu)。反之，通過不充分的熱處理，板狀(plate-shape)的LPSO相未充分形成，另外，采用延長加熱時(shí)間等的過度熱處理，板狀(plate-shape)的LPSO相的觀察斷面中的厚度加大，與薄的aMg相形成層結(jié)構(gòu)的形成頻率降低(參照圖IlA及圖11B)。在此，圖IlA及圖IlB為表示對實(shí)施過度熱處理的原材料進(jìn)行軋制的鎂合金板材的掃描型電子顯微鏡照片。應(yīng)當(dāng)指出，為了便于觀察，圖IlA(a)及圖llB(a)表示LPSO相的強(qiáng)化了對比度的狀態(tài)，圖IlA(b)及圖llB(b)表示化合物的強(qiáng)化了對比度的狀態(tài)。適于本發(fā)明的鎂合金板材，軋制前，對其原材料實(shí)施后述的制造方法那樣的適當(dāng)熱處理，層狀組織中的LPSO相的觀察斷面中的厚度，換而言之，未夾持0.5μπι以下的薄膜的aMg相的LPSO相的觀察斷面中的厚度，進(jìn)行組織控制以使最大為8 μ m。在此，通過LPSO相具有板狀(plate-shape)的組織，與具有塊狀組織的LPSO相比較，伴隨軋制加工，LPSO相的至少一部分變得易于剪斷變形或壓縮變形。明確可知，伴隨軋制加工，LPSO相的至少一部分變得易于剪斷變形或壓縮變形，與下述同樣，LPSO相與α Mg相的層狀組織一部分可產(chǎn)生彎曲或折彎。還有，由于伴隨軋制加工，LPSO相的至少一部分變得易于剪斷變形或壓縮變形的組織狀態(tài)，結(jié)果是，易于向LPSO相導(dǎo)入紐結(jié)帶，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度。另外，伴隨軋制加工，LPSO相的至少一部分變得易于剪斷變形或壓縮變形的組織狀態(tài)，也能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的延展性。應(yīng)當(dāng)指出，LPSO相不僅為板狀(plate-shape)的組織，而且，例如，圖IA (b)中符號Y表示的區(qū)域，也存在塊狀的組織。即，LPSO相的組織形狀變成板狀(plate-shape)，或板狀(plate-shape)與塊狀混合存在。另外，已知呈現(xiàn)層狀組織的LPSO相及α Mg相，兩個(gè)全部組織均形成彎曲。這可以認(rèn)為是，板狀(plate-shape)的LPSO相與被這樣板狀(plate-shape)LPSO相夾持的aMg相，產(chǎn)生剪斷變形或壓縮變形(圖lB(b)中符號T表示的區(qū)域)，組織或組織的一部分發(fā)生彎曲或折彎所致。應(yīng)當(dāng)指出，通過層狀組織發(fā)生彎曲或折彎，是呈現(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度的原因之一。再有，Mg3Zn3Y2微分散在LPSO相內(nèi)或a Mg相內(nèi)(圖IA (b)或圖IA (c)中符號Z表示的區(qū)域、圖IB(C)中符號T或符號U表示的區(qū)域)。在此，金屬間化合物Mg3Zn3Y2形成被LPSO相夾持的組織狀態(tài)。而且，LPSO相具有板狀(plate-shape)的組織。因此，金屬間化合物Mg3Zn3Y2,助長LPSO相的變形。還有，LPSO相的變形助長結(jié)果是，紐結(jié)帶變成易導(dǎo)入LPSO相，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度。如上所述，在本發(fā)明的鎂合金板材中，LPSO相具有板狀(plate-shape)的組織，伴隨軋制加工，變成易于剪斷變形或壓縮變形的組織狀態(tài)，同時(shí)，通過金屬間化合物Mg3Zn3Y2助長LPSO相變形，由此在實(shí)現(xiàn)拉伸強(qiáng)度提高的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)延展性的提高。
另外，在本發(fā)明的鎂合金板材中，為了得到大的伸長率而實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使LPSO相微分散，通過其后工序的軋制加工，由于強(qiáng)的剪斷變形或壓縮變形不破壞LPSO相，而有效地使LPSO相扭曲，S卩，通過彎曲變形而充分作用于LPSO相的強(qiáng)化機(jī)構(gòu)。因此，能夠得到不僅軋制加工率同樣，而且具有更大的伸長率的鎂合金板材。 以下對本發(fā)明的鎂合金板材的制造方法進(jìn)行說明。圖2為用于說明本發(fā)明的鎂合金板材的制造方法的流程圖。如圖2所示，在本發(fā)明的鎂合金板材的制造方法中，首先，通過鑄造工序Si進(jìn)行鑄造。在此，在鑄造工序SI中，把含有Zn與Y，余量為Mg與不可避免的雜質(zhì)的Mg-Zn-Y系合金進(jìn)行鑄造，形成含LPSO相與aMg相的鑄造材料。應(yīng)當(dāng)指出，作為鑄造材料的形成方法，可以采用在氬氣氣氛中，采用高頻感應(yīng)熔化的方法(參照國際公開第2007/111342號的實(shí)施例1)，或采用電爐邊使CO2氣體流入鐵制坩堝邊熔化鎂合金，注入鐵制鑄模的方法(參照國際公開第2007/111342號的實(shí)施例3)等任何一種方法均可。在此，已知在鑄造Mg96Zn2Y2合金時(shí)，于鑄造時(shí)點(diǎn)可形成O. 5 μ m 2. O μ m左右的金屬間化合物Mg3Zn3Y2。應(yīng)當(dāng)指出，圖3(a)為表示Mg96Zn2Y2合金在400°C、I小時(shí)退火材料的結(jié)晶組織的掃描型電子顯微鏡照片，圖3(b)為表示Mg96Zn2Y2合金在450°C、I小時(shí)退火材料的結(jié)晶組織的掃描型電子顯微鏡照片，圖3(c)為表不Mg96Zn2Y2合金在500°C、1小時(shí)退火材料的結(jié)晶組織的掃描型電子顯微鏡照片，已知形成了金屬間化合物Mg3Zn3Y2。應(yīng)當(dāng)指出，圖3(a) 圖3(c)表示的顯微鏡照片中，用符號e表示的地方為金屬間化合物Mg3Zn3Y2。其次，對鑄造了的鑄造材料進(jìn)行塑性加工工序S2。該塑性加工工序S2的塑性加工，例如，有擠出加工、鍛造加工、軋制加工或拉伸加工等，含LPSO相的鑄造材料，通過塑性加工得到的塑性加工物，與塑性加工前比較，拉伸強(qiáng)度、O. 2%屈服強(qiáng)度、伸長率提高。接著，對塑性加工了的塑性加工物，進(jìn)行實(shí)施熱處理的熱處理工序S3,由此LPSO相形成板狀(plate-shape)。作為一例，例如，在400°C以上500°C以下的溫度范圍內(nèi)，并且在O. 5小時(shí)以上10小時(shí)以內(nèi)的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理。應(yīng)當(dāng)指出，在本實(shí)施方案中，通過熱處理工序S3，LPSO相形成板狀(plate-shape),但為了實(shí)現(xiàn)圖IA及圖IB表示的結(jié)晶組織，在后述的軋制加工工序S4之前，將LPSO相制成板狀(plate-shape)是必需的。因此，只要將LPSO相制成板狀(plate-shape),則未必需要熱處理工序S3,任何方法均可。同樣地，把LPSO相制成板狀(plate-shape)是必需的，并不限于所列示的溫度范圍及時(shí)間范圍。然后，實(shí)施熱處理，對LPSO相變成板狀(plate-shape)的塑性加工物實(shí)施軋制加工S4，能夠得到圖IA及圖IB所示那樣的本發(fā)明的鎂合金板材料。圖4A及圖4B為表示對沒有實(shí)施熱處理工序S3的塑性加工物，實(shí)施軋制加工S4的鎂合金板材的結(jié)晶組織的顯微鏡照片，圖4A及圖4B中的黑色表示α Mg相，灰色表示LPSO相，白色表示Mg3Zn3Y2。從圖4Α及圖4Β可知，對沒有實(shí)施熱處理工序S3，LPSO相未形成板狀(plate-shape)的塑性加工物，實(shí)施軋制加工S4的鎂合金板材，LPSO相與α Mg相也以層狀存在。
但是，從圖4A(b)及圖4A(c)可知，關(guān)于對沒有實(shí)施熱處理工序S3，LPSO相未形成板狀(plate-shape)的塑性加工物，實(shí)施軋制加工S4的鎂合金板材的板狀組織，LPSO相為塊狀，α Mg相內(nèi)微分散的LPSO相極少。另外，從圖4B(b)及圖4B(c)可知，LPSO相為直線狀，未見彎曲或折彎的部分。應(yīng)當(dāng)指出，上述鎂合金板材制造方法只不過是一例，當(dāng)然也可采用其他的各種制造方法進(jìn)行制造，本發(fā)明的鎂合金，不限于采用上述制造方法制得。實(shí)施例以下，對本發(fā)明的實(shí)施例及比較例進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)指出，這里示出的實(shí)施例為一例，并非用于限定本發(fā)明。[實(shí)施例]首先，作為本發(fā)明實(shí)施例的鎂合金板材，將含Zn為2原子％、Y為2原子％、余量為Mg與不可避免的雜質(zhì)的Mg-Zn-Y系合金，在高頻熔化爐內(nèi)進(jìn)行熔化。其次，把加熱熔化了的材料用金屬模具進(jìn)行鑄造，制成c^69mmXL200mm的錠材(鑄造材料)。另外，在擠出溫度350°C、擠出比10，進(jìn)行塑性加工(擠出加工)，制成板狀，接著，于100°C 500°C的熱處理溫度，進(jìn)行I小時(shí)的熱處理(退火)，LPSO相形成板狀(plate-shape)。然后，實(shí)施軋制加工，制成測試片。把這樣得到的鎂合金板材，于室溫進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，機(jī)械特性的評價(jià)結(jié)果示于圖5(b)。應(yīng)當(dāng)指出，圖5中符號A表示O. 2%屈服強(qiáng)度，圖5中符號B表示拉伸強(qiáng)度，圖5中符號C表不延展性。[比較例]其次，作為比較例的鎂合金板材，將含Zn為2原子％、Y為2原子％、余量為Mg與不可避免的雜質(zhì)的Mg-Zn-Y系合金，在高頻熔化爐內(nèi)進(jìn)行熔化。其次，把加熱熔化了的材料用金屬模具進(jìn)行鑄造，制成(j5 69mmXL200mm的錠材(鑄造材料)。另外，在擠出溫度350°C、擠出比10，進(jìn)行塑性加工(擠出加工)，制成板狀，接著，LPSO相不形成板狀(plate-shape),實(shí)施軋制加工，制成測試片。把這樣得到的鎂合金板材，于室溫進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，機(jī)械特性的評價(jià)結(jié)果示于圖5(a)。應(yīng)當(dāng)指出，圖5中符號A表示O. 2%屈服強(qiáng)度，圖5中符號B表示拉伸強(qiáng)度，圖5中符號C表不延展性。從圖5可知，本發(fā)明的實(shí)施例的鎂合金板材，與比較例的鎂合金板材進(jìn)行比較，O. 2%屈服強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度均提高。另外，已知延展性也得到提高。即，在本發(fā)明的實(shí) 施例的鎂合金板材中，含LPSO相的鎂合金板材不改變合金組成，能夠同時(shí)提高強(qiáng)度與延展性。
權(quán)利要求
1.鎂合金板材，其是對具有在鑄造時(shí)析出結(jié)晶的長周期疊層結(jié)構(gòu)相的鎂合金實(shí)施軋制加工而制成的鎂合金板材，包含如下組織在用掃描型電子顯微鏡在與縱向方向大致成直角方向觀察板厚橫斷面的合金組織時(shí)，以長周期疊層結(jié)構(gòu)相為主，同時(shí)在觀察斷面中的厚度為O. 5 μ m以下的至少2個(gè)以上的α Mg相與板狀的長周期疊層結(jié)構(gòu)相層疊為層狀的組織。
2.按照權(quán)利要求I所述的鎂合金板材，其中，上述層疊的組織中的長周期疊層結(jié)構(gòu)相在觀察斷面中的最大厚度為9μ 以下。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的鎂合金板材，其中，在上述層疊的組織中，板狀的長周期疊層結(jié)構(gòu)相和比該長周期疊層結(jié)構(gòu)相在觀察斷面中的厚度小的α Mg相層疊為層狀。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的鎂合金板材，其中，上述層疊的組織中的板狀長周期疊層結(jié)構(gòu)相在觀察斷面中的最小厚度為O. 25 μ m以上。
5.按照權(quán)利要求1、2、3或4所述的鎂合金板材，其中，上述層疊的組織中具有金屬間化合物。
6.按照權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的鎂合金板材，其中，上述層疊組織的至少一部分產(chǎn)生剪斷變形或壓縮變形。
7.按照權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的鎂合金板材，其中，上述層疊組織的至少一部分發(fā)生彎曲或折彎。
全文摘要
本發(fā)明提供具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度與良好的延展性的鎂合金材料。對具有在鑄造時(shí)析出結(jié)晶的長周期疊層結(jié)構(gòu)相的鎂合金實(shí)施軋制加工而制成的鎂合金板材,包含如下組織:在用掃描型電子顯微鏡在與縱向方向大致成直角方向觀察板厚橫斷面的合金組織時(shí),以長周期疊層結(jié)構(gòu)相為主,同時(shí)在觀察斷面中的厚度為0.5μm以下的至少2個(gè)以上的αMg相與板狀的長周期疊層結(jié)構(gòu)相層疊為層狀的組織。
文檔編號C22C23/06GK102822366SQ20118001637
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者河村能人, 野田雅史, 櫻井寬 申請人:國立大學(xué)法人熊本大學(xué), 財(cái)團(tuán)法人熊本高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)財(cái)團(tuán), 日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社