镁合金板材的制造方法
【专利说明】镁合金板材的制造方法
[0001]本申请为申请号201180016377.0、申请日为2011年3月31日、发明名称“镁合金板材”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及镁合金板材。详细地说，涉及具有高强度与高延展性的镁合金板材。
【背景技术】
[0003]一般，镁合金，在已实用化的合金中，由于密度最低、质轻、强度也高，正越来越多地在电子产品的壳体及汽车的车轮、底盘部件、发动机周围部件等中使用。
[0004]特别是，在汽车相关用途的部件中，由于要求高的机械特性，所以，把添加了 Gd和Zn等元素的镁合金，采用单辊法、急速凝固法，制造特定形态的材料(例如，参照专利文献1、专利文献2)。
[0005]然而，上述的镁合金，在特定的制造方法中，为了得到高的机械特性而采用特定的制造方法，故必需有特殊的设备，而且存在生产效率低的问题，另外，还存在可以适用的构件有限的问题。
[0006]在此，提出了如下技术:在现有的制造镁合金时，不采用上述专利文献I及专利文献2中记载的特殊设备或工艺，从生产效率高的通常的熔解铸造实施塑性加工(挤出)，可以得到实用上有用的机械特性的技术(例如，参照专利文献3)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:特开平6-41701号公报
[0010]专利文献2:特开2002-256370号公报
[0011]专利文献3:特开2006-97037号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]在专利文献3中公开的具有长周期叠层结构相(以下称作LPSO相::Long Per1dStacking Order相)的镁合金，拉伸强度与延展性的平衡优良，当为铸造材料时，没有那样高的拉伸强度，例如，通过实施挤出加工即塑性加工，可不使延展性降低，能够实现拉伸强度的提高。即，即使进行挤出加工等大加工率的塑性加工，也可以得到充分的延展性。
[0014]但是，在制造作为原材料的板材或棒材时，实施塑性加工，可以谋求拉伸强度的提高，但招致延展性下降。
[0015]例如，图6示出Mg96ZnY3合金的铸造材料与热轧材料(Rl、R2)的屈服强度、强度及伸长率。热轧材料(R2)显示比热轧材料(Rl)高的屈服强度及强度，但伸长率小。应当指出，图 6 记载于非专利文献(R.G.Li, D.Q.Fang, J.An, Y.Lu, Z.Y.Cao, Y.B.Liu,MATERIALSCHARACTERIZAT10N60(2009)470-475)中。
[0016]另外，图7示出各种材料的机械特性，当比较同一合金在不同工艺的机械特性时，发现具有高屈服强度及强度的试样，伸长率小。应当指出，图7记载于非专利文献(T.1toi et al.Scripta Material ia 59(2008) 1155-1158)。
[0017]因此，拉伸强度与延展性的两特性难以同时提高。
[0018]本发明是鉴于以上问题提出的，本发明的目的是提供在实现拉伸强度提高的同时，也实现延展性提高的镁合金板材。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]为了达到上述目的，本发明的镁合金板材是对具有在铸造时析出结晶的长周期叠层结构相的镁合金实施轧制加工而制成的镁合金板材，在用扫描型电子显微镜在与纵向方向大致成直角方向观察板厚横断面的合金组织时，包含如下组织:以长周期叠层结构相为主，同时在观察断面中的厚度为0.5 μπι以下的至少2个以上的α Mg相与板状的长周期叠层结构相层叠为层状的组织。
[0021]在此，在用扫描型电子显微镜在与纵向方向大致成直角方向观察板厚横断面的合金组织时，包含如下组织:以长周期叠层结构相为主，同时在观察断面中的厚度为0.5 μπι以下的至少2个以上的α Mg相与板状的长周期叠层结构相层叠为层状的组织，由此，在实现拉伸强度提高的同时，也实现延展性的提高，能够实现优良的拉伸强度与良好的延展性。
[0022]即，由于LPSO相以板状(plate shape)存在，与LPSO相以块状存在时比较，伴随着轧制加工，LPSO相的至少一部分变成易剪断变形或压缩变形的组织状态。另外，由于LPSO相的至少一部分变成易剪断变形或压缩变形的组织状态，故纽结带(kink band)易导入LPSO相，结果是可以实现优良的拉伸强度。还有，由于LPSO相的至少一部分变成易剪断变形或压缩变形的组织状态，故也可以实现良好的延展性。
[0023]再有，层叠了的组织中的LPSO相的最大膜厚在9 μπι以下时，可以实现约10%以上的伸长率。
[0024]另外，当在层叠了的组织中(具体的是LPSO相内或α Mg相内)具有金属间化合物(例如，Mg3Zn2Y2)时，变成金属间化合物夹住板状(plateshape)的LPSO相而存在的组织状态。此外，这样的组织状态，由于金属间化合物易助长LPSO相的变形，故LPSO相为易变形的状态。因此，在LPSO相易导入纽结带，能够实现优良的拉伸强度。
[0025]还有，通过层叠组织的至少一部分发生剪断变形或压缩变形，则层叠组织的至少一部分发生弯曲或折弯。而且，如此弯曲或折弯了的组织成为实现优良的拉伸强度的一个原因。
[0026]在此，所谓“在用扫描型电子显微镜在与纵向方向大致成直角方向观察板厚横断面的合金组织时的板状LPSO相”，例如，是指图8所示的组织，图8中的用淡灰色表示的场所表示LPSO相。应当指出，图8 (a)为放大150倍、图8 (b)为放大2500倍、图8 (c)为放大3000倍的扫描型电子显微镜照片。
[0027]另外，所谓“板厚横断面”，是指通过轧制，其厚度减少的断面，在轧制时，与板材的行进方向大致平行的断面(与轧制辊近似直角的断面)。另外，所谓“板厚横断面的纵向方向”，是指轧制时，与板材的行进方向近似平行的方向(与轧制辊近似直角的方向)。另外，所谓“对板厚横断面的纵向方向近似直角方向”，是指板厚横断面的厚度方向。
[0028]即，所谓“在与纵向方向大致成直角方向观察板厚横断面”，是指，“通过轧制，其厚度减少的断面，轧制时与板材的行进方向大致平行的断面”，在“轧制时与板材的行进方向大致平行的方向”成近似直角方向的“该断面的厚度方向”进行的观察。
[0029]另外，作为“在铸造时LPSO相析出结晶的镁合金”，可以举出Mg-Zn-RE (RE=Y, Dy, Ho, Er, Tm)、Mg-Cu-RE (RE = Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm) , Mg-N1-RE (RE =Y, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er)、Mg-Co-RE (RE = Y, Dy, Ho, Er, Tm)、Mg-Al-Gd 等。应当指出,这里的RE表示稀土类元素。
[0030]还有，作为“在铸造时LPSO相析出结晶的镁合金”，不限于上述列举的3成分系，在上述镁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。
[0031]发明效果
[0032]采用本发明的镁合金板材，能够实现拉伸强度提高，同时也能够实现延展性提尚O
【附图说明】
[0033]图lA(a)为表示本发明的镁合金板材Mg96Zn2Y2合金的结晶组织的显微镜照片⑴。
[0034]图lA(b)为表示本发明的镁合金板材Mg96Zn2Y2合金的结晶组织的显微镜照片⑵。
[0035]图1A(C)为表示本发明的镁合金板材Mg96Zn2Y2合金的结晶组织的显微镜照片
[0036]图lB(a)为表示本发明的镁合金板材Mg96Zn2Y2合金的结晶组织的显微镜照片⑷。
[0037]图lB(b)为表示本发明的镁合金板材Mg96Zn2Y2合金的结晶组织的显微镜照片
(5)。
[0038]图1B(C)为表示本发明的镁合金板材Mg96Zn2Y2合金的结晶组织的显微镜照片
(6)。
[0039]图2为用于说明镁合金板材制造方法的流程图。
[0040]图3为用于说明金属间化合物Mg3Zn3Y2的显微镜照片。
[0041]图4A为表示对不实施热处理工序的塑性加工物实施轧制加工S4的镁合金材料的结晶组织显微镜照片(I)。
[0042]图4B(a)为表示对不实施热处理工序的塑性加工物实施轧制加工S4的镁合金材料的结晶组织显微镜照片(2)。
[0043]图4B(b)为表示对不实施热处理工序的塑性加工物实施轧制加工S4的镁合金材料的结晶组织显微镜照片(3)。
[0044]图4B(c)为表示对不实施热处理工序的塑性加工物实施轧制加工S4的镁合金材料的结晶组织显微镜照片(4)。
[0045]图5为表示实施例及比较例的0.2%屈服强度、拉伸强度及延展性的图。
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