(57)【要約】【課題】異方性と耐力とのバランスが優れたマグネシウム合金を提供することを目的とする。【解決手段】特定組成のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系などのマグネシウム合金における平均結晶粒径を１５μm 以下とし、このマグネシウム合金が有する六方晶結晶構造の各結晶粒における（０００１）＜１１-２０＞のシュミット因子の平均値を０．１２以上、０．２未満の範囲とし、圧縮耐力／引張耐力で示される異方性を少なくして、かつ耐力も高くし、異方性と耐力とのバランスに優れさせる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ａｌ：６〜１２％、Ｚｎ：０．１〜２．０％を各々含有し、残部Ｍｇおよび不可避的不純物からなるマグネシウム合金であって、このマグネシウム合金組織の平均結晶粒径が１５μm 以下であるとともに、このマグネシウム合金が有する六方晶結晶構造の各結晶粒における、このマグネシウム合金の製造時の加工方向を軸とした（０００１）＜１１-２０＞のシュミット因子の平均値が０．１２以上、０．２未満の範囲であることを特徴とする異方性と耐力とのバランスが優れたマグネシウム合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性と耐力とのバランスが優れたＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系のマグネシウム合金に関する。以下、マグネシウムをＭｇとも言う。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の観点から、車輌の燃費向上を目的として、例えば自動車などのフレーム等の強度部材や構造材にマグネシウム合金が適用されている。また、マグネシウム合金は、電気・電子機器の筐体や、自動車、航空機等のエンジン部品（ピストン、コンロッド）などの構成材料としても広く適用されている。
【０００３】
マグネシウムは、構造材として使用する場合、比重が１．８で実用的に最も軽い金属である（アルミニウムの約２／３、鉄の約１／４の比重）。また、比強度、比剛性、熱伝導性にも優れる。また、実用されている合金中でも密度の小さい、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系などのマグネシウム合金押出材は、軽量でしかも適度の強度を有していることから、各種構造用材料として利用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
そして、このＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材の機械的特性、特に、３００ＭＰａ以上の高い引張強度や、機械的特性の均質性を有するために、押出加工の中でも、特に、熱間静水圧押出加工による押出材とし、合金元素のＡｌのうち４０％以上を固溶Ａｌとして、固溶Ａｌ量を高くすることも提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
しかし、このようなマグネシウム合金の押出材を、前記強度部材や構造材として使用する場合には、その異方性が問題となる。この異方性とは、マグネシウム合金押出材の０．２％圧縮耐力が、０．２％引張耐力に比して、著しく低くなる、つまり、引張耐力に対する圧縮耐力の比（ここでは耐力比と呼ぶ）が低くなることである。アルミニウム合金の耐力比に比べて、マグネシウム合金の耐力比は低いため、強度部材や構造材として使用する場合、必要な強度や剛性を満たすために、この異方性を考慮しなければ使用できず、設計自由度が低くなる。さらには、この耐力比が低い（異方性が大きい）と、例えば押出材の押出方向と押出に直角方向とで、即ち押出材の使用方向によって、強度、耐力、伸びなどの機械的な性質が大きく異なることにつながる。また、強度部材や構造材としての信頼性自体も低くなる。更に、強度部材や構造材への成形や機械加工なども難しくなるという問題を有している。そして、これらの問題は、当然ながら、マグネシウム合金押出材の強度部材や構造材用途へと適用を大きく制約することにつながる。
【０００６】
これに対して、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材の異方性を小さくするために、特許文献４では、集合組織、それも結晶粒の結晶方位の傾きを示すパラメータとしてのシュミット因子を制御することが提案されている。具体的には、３〜１０質量％のＡｌと、０．１〜１．５質量％のＺｎを含むマグネシウム合金押出材において、マグネシウム合金の結晶構造である六方晶（最密六方格子、ｈｃｐ）の底面である（０００１）面をランダムに配向させることで異方性を低減している。より具体的には、六方晶の各結晶粒における（０００１）＜１１−２０＞のシュミット因子の平均値を０．２以上で、且つこのシュミット因子の値が０〜０．２である結晶粒の存在割合を５５％以下としている。
【０００７】
このシュミット因子は、マグネシウム合金が有する六方晶結晶構造の変形方向対する、特定のすべり面である（０００１）面と、特定のすべり方向＜１１−２０＞方向、すなわち（０００１）＜１１−２０＞によって規定される。言い換えると、前記六方晶の各結晶粒における変形時の特定のすべり面は底面である（０００１）面で、特定のすべり方向は＜１１−２０＞方向であり、（０００１）＜１１−２０＞とは、これらすべり面とすべり方向との両方を規定しているものである。そして、前記六方晶の各結晶粒における（０００１）＜１１−２０＞のシュミット因子は、マグネシウム合金の製造時における加工方向、たとえば押出材であればその押出方向に対して、（０００１）面の法線方向とのなす角をΦ、（０００１）面内における＜１１−２０＞方向とのなす角をλとした場合に、ｃｏｓΦｃｏｓλで与えられる。このシュミット因子は、他の金属でも種々の特性に関わる因子として公知であり、例えばアルミニウム合金などでは曲げ疲労寿命に関する因子として公知である。また、このシュミット因子は、具体的に後述する通り、ＥＢＳＰ（Electron Back Scatter Diffraction Pattern）による結晶方位の組織解析（広域解析）により、測定が可能である。
【０００８】
特許文献４では、自動車の足回り部品などとして、好ましくは、前記マグネシウム合金押出材の平均結晶粒径を５０μｍ以下とし、前記異方性の目安である０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）を０．７〜１．２の範囲に高め、前記異方性を小さくしている。また、これらの組織と特性のマグネシウム合金押出材を得るために、前記マグネシウム合金を１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃、押出比４０以上で、直接押出加工し、結晶粒の結晶方位を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２１８５２７号公報
【特許文献２】特開平６−２３４２３号公報
【特許文献３】特開２００７−１１３０３７号公報
【特許文献４】特開２００８−７５１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記特許文献４のように、シュミット因子の平均値を高くした場合、異方性は確かに改善できる。しかし、一方で、このシュミット因子の平均値を前記特許文献４のように、０．２以上に高くした場合に、強度や耐力が低くなってしまうことを知見した。この点、前記特許文献４には開示が無く、強度や耐力のデータも一切記載されていない。しかし、本発明者らの知見によれば、シュミット因子の平均値が０．２以上に高いマグネシウム合金押出材は、後述する通り、前記自動車などのフレーム等の強度部材や構造材として必要な１４０ＭＰａ以上の０．２％圧縮耐力を満たさなくなる可能性が高くなる。
【００１１】
また、前記特許文献３のようなＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材は、強度や耐力は高いものの、異方性が大きすぎる。これに対して、前記特許文献４のようなＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材は、異方性は良いものの、強度や耐力が低過ぎる。したがって、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材に関するこれら従来技術は、いずれも異方性と耐力とのバランスが良くなかったものである。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、異方性と耐力とのバランスが優れたＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明の異方性と耐力とのバランスが優れたマグネシウム合金の要旨は、質量％で、Ａｌ：６〜１２％、Ｚｎ：０．１〜２．０％を各々含有し、残部Ｍｇおよび不可避的不純物からなるマグネシウム合金であって、このマグネシウム合金組織の平均結晶粒径が１５μm 以下であるとともに、このマグネシウム合金が有する六方晶結晶構造の各結晶粒における、このマグネシウム合金の製造時の加工方向を軸とした（０００１）＜１１-２０＞のシュミット因子の平均値が０．１２以上、０．２未満の範囲であることとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、異方性低減の手段として、集合組織の制御を行い、シュミット因子の平均値を制御すること自体は前記特許文献４と同じである。
【００１５】
但し、本発明は、前記シュミット因子の平均値を、前記特許文献４のように０．２以上には高くせず、０．１２〜０．２未満の範囲に規定し、異方性を改善しつつ、前記特許文献４のようにシュミット因子の平均値を高くした場合の強度や耐力の低下を極力防止する。
【００１６】
その一方で、本発明は、このマグネシウム合金組織の平均結晶粒径を１５μm 以下、好ましくは１０μm 以下に微細化し、これと前記シュミット因子の平均値制御との相乗効果によって、異方性を改善する。また、この平均結晶粒径の微細化は、当然ながら耐力も向上させるため、この耐力も、この平均結晶粒径の微細化と前記シュミット因子の平均値制御との相乗効果によって、耐力も向上する。
【００１７】
この結果、本発明では、前記マグネシウム合金の押出材として、０．２％圧縮耐力が１４０ＭＰａ以上であるとともに、０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）が０．７以上であるように異方性を抑制することができる。即ち、本発明は、異方性と耐力とのバランスが優れたＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
(マグネシウム合金成分組成)
本発明では、質量％で、Ａｌ：６〜１２％、Ｚｎ：０．１〜２．０％を各々含有し、残部Ｍｇおよび不可避的不純物からなるマグネシウム合金成分組成とする。
【００１９】
また、このＡｌ、Ｚｎ以外の元素の許容含有量は、ＪＩＳＨ４２０４に規定されたＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出形材の成分規格ＭＳ１〜ＭＳ３の上限量が多い方の規格に準じる。即ち、質量％で、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｆｅ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｃｕ：０．１０％以下、ＮＩ：０．００５％以下、Ｃａ：０．００４％以下の含有が許容される。また、これも前記規格通り、その他存在が予知される場合に限り分析される、これら以外のその他の元素の合計量は０．３０％以下とする。このような元素として、例えば、ランタン、セリウムなどのミッシュメタルが例示される。なお、以下の各元素の説明において記載する％表示は全て質量％である。
【００２０】
Ａｌ：６〜１２％
Ａｌ（アルミニウム）は合金の強化に寄与し、強度、耐力、伸び等の機械的性質を向上させる。Ａｌ含有量が過剰であると、静水圧押出時の押出圧力が上昇して、静水圧による押出性が悪化する。一方、Ａｌ含有量が過少であると耐力が不足する。したがって、Ａｌ含有量は６〜１２％の範囲とする。
【００２１】
Ｚｎ：０．１〜２．０％
Ｚｎ（亜鉛）は固溶強化によって耐力、伸びを向上させるとともに、時効硬化を誘起し、マグネシウム合金押出形材の調質処理時の時効硬化量（強度、耐力の向上）を大きくする効果がある。Ｚｎ含有量が増加するに従って、強度や耐力は大きくなる。しかし、Ｚｎ含有量が過剰であると、却って靱性及び強度が低下する。したがって、Ｚｎ含有量は０．１〜２．０％の範囲とする。
【００２２】
（マグネシウム合金組織）
シュミット因子：
先ず、金属多結晶体の塑性変形は、冷間では結晶粒を貫通するすべり変形により生じる。この結晶粒を貫通するすべり変形の場合、結晶面に沿って転位を移動させるのに必要な臨界せん断応力τの大きさは、結晶面と結晶軸方向によって異なる。単結晶円柱体の引張試験を行う場合、引張応力σは、次式：σ＝τ／（ｃｏｓφｃｏｓλ）によって与えられることが公知である。この式において、τは金属結晶のすべり変形が起きるために必要な臨界せん断応力、φはすべり面の法線と引張軸とのなす角度、λはすべり方向と引張軸とのなす角度を各々示す。
【００２３】
シュミット因子とは、前記特許文献４にも記載される通り、この式あるいはこの式を変形したτ＝σ（ｃｏｓφｃｏｓλ）における、（ｃｏｓφｃｏｓλ）を示し、引張圧縮方向に対する結晶の傾きを示している。したがって、マグネシウム合金押出材においても、金属結晶のすべり変形が起きるために必要な臨界せん断応力τは、すべり面の法線と押出軸とのなす角度φ、すべり方向と押出軸とのなす角度λとの関係から、（ｃｏｓφｃｏｓλ）によって、シュミット因子の平均値を求めることができる。
【００２４】
前記式の通り、マグネシウム合金押出材の塑性変形で主となるすべり変形が起きるために必要な前記臨界せん断応力τの値は、前記式における右辺のシュミット因子（ｃｏｓφｃｏｓλ）の値によって変化する。マグネシウム合金押出材に外力が加わった場合、シュミット因子の値が最大となるすべり系が最初にすべり変形する（動き出す）。したがって、シュミット因子の偏りが大きいほど、マグネシウム合金押出材の異方性が強くなる。
【００２５】
シュミット因子の平均値：
六方晶結晶構造有するマグネシウム合金では、主となるすべり系は、すべり面が底面の（０００１）面、この底面のすべり方向が＜１１−２０＞方向である。マグネシウム合金押出材では、押出方向に垂直な方向に（０００１）面が配向しやすく、圧延材では、圧延面に（０００１）面が配向しやすく、これが異方性の原因となっている。このように結晶粒の底面が配向した場合、シュミット因子の平均値が小さくなる。このため、前記特許文献４では、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金であるマグネシウム合金押出材の異方性を小さくするために、シュミット因子の平均値を０．２以上と高くして、結晶方位をランダム化し、結晶粒の底面が押出方向に垂直な方向に配向し異方性を低減している。
【００２６】
このようにシュミット因子の平均値を高くした場合、前記特許文献４で開示されている通り、０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）を０．７以上とでき、異方性が改善できる。しかし、反面で、前記した通り、シュミット因子の平均値を０．２以上に高くした場合は、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材の強度や耐力（絶対値）が下がってしまう。このため、マグネシウム合金押出材が、例えば自動車などのフレーム等の強度部材や構造材として必要な１４０ＭＰａ以上の０．２％圧縮耐力を満たさなくなる可能性が高くなる。したがって、シュミット因子の平均値が０．２以上では、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系マグネシウム合金押出材の異方性は良いものの、強度や耐力が低く、異方性と耐力とのバランスが良くない。
【００２７】
このため、本発明では、マグネシウム合金の製造時の加工方向を軸とした（０００１）＜１１-２０＞のシュミット因子の平均値を０．１２以上、０．２未満（０．１２〜０．２未満）の範囲として、異方性を改善しつつ、強度や耐力（絶対値）の低下を防止する。シュミット因子の平均値が０．１２未満では、異方性が改善されず、０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）が０．７以上とならない。一方、シュミット因子の平均値が０．２以上では、後述する平均結晶粒径を微細化させても、０．２％圧縮耐力が１４０ＭＰａ以上とはならない。
【００２８】
シュミット因子の測定：
このシュミット因子は、電界放射型走査電子顕微鏡ＦＥＳＥＭ（Field Emission Scanning Electron Microscope ）による、後方散乱電子回折像ＥＢＳＰ（ElectronBackscatter Diffraction Pattern）を用いた結晶方位解析方法により測定する。
【００２９】
この結晶方位解析方法は、試料表面に斜めに電子線を当てたときに生じる後方散乱電子回折パターン（菊地パターン）に基づき、結晶方位を解析する。この方法は、高分解能結晶方位解析法（ＦＥＳＥＭ／ＥＢＳＰ法）として、ダイヤモンド薄膜や、銅合金などの他の金属の結晶方位解析でも公知である。
【００３０】
この結晶方位解析方法による解析手順は、まず、製造したマグネシウム合金押出材から組織観察用の試験片を採取し、機械研磨およびバフ研磨を行った後、電解研磨して表面を調整する。このように得られた試験片について、例えば日本電子社製のＦＥＳＥＭと、ＴＳＬ社製のＥＢＳＰ測定・解析システムＯＩＭ（Orientation Imaging Macrograph）を用い、同システムの解析ソフトと（ソフト名「ＯＩＭＡｎａｌｙｓｉｓ」）を用いて、各結晶粒の測定視野における方位マッピング（シュミット因子）を求める。
【００３１】
より具体的には、測定される材料の測定領域を通常、六角形等の領域に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から、菊地パターンを得る。この際、電子線を試料表面に２次元で走査させ、所定ピッチ毎に結晶方位を測定すれば、試料表面の方位分布を測定できる。次に、得られた上記菊池パターンを解析して、電子線入射位置の結晶方位を知る。即ち、得られた菊地パターンを既知の結晶構造のデータと比較し、その測定点での結晶方位を求める。同様にして、その測定点に隣接する測定点の結晶方位を求め、各結晶粒の測定視野における方位マッピング（シュミット因子）を求める。なお、これら互いに隣接する結晶の方位差が±１５°以内（結晶面から±１０°以内のずれ）のものは同一の結晶面に属するものとする（見なす）。
【００３２】
前記方位マッピングにより、本発明マグネシウム合金の六方晶（最密六方格子、ｈｃｐ）結晶構造の各結晶粒の結晶方位における、（０００１）＜１１−２０＞のシュミット因子は、（０００１）面の法線方向と引張軸（引張試験時の引張方向または圧縮試験時の圧縮方向）とのなす角Φと、（０００１）面内における＜１１−２０＞方向と前記引張軸とのなす角をλとを求め、前記式中の（ｃｏｓφｃｏｓλ）によって、各結晶粒のシュミット因子の値を求める。そして、これら測定した各結晶粒のシュミット因子の値を平均して、本発明で規定するシュミット因子の平均値とする。
【００３３】
平均結晶粒径：
その一方で、本発明は、このマグネシウム合金組織の平均結晶粒径を１５μm 以下、好ましくは１０μm 以下に微細化し、これと前記シュミット因子の平均値制御との相乗効果によって、異方性を改善する。また、この平均結晶粒径の微細化は、当然ながら耐力も向上させるため、この耐力も、この平均結晶粒径の微細化と前記シュミット因子の平均値制御との相乗効果によって、耐力も向上する。
【００３４】
この結果、本発明では、前記マグネシウム合金の押出材として、０．２％圧縮耐力が１４０ＭＰａ以上であるとともに、０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）が０．７以上であるように異方性を抑制することができる。一方、前記平均結晶粒径が前記した規定を超えて粗大化した場合にはこれらの効果が得られない。
【００３５】
平均結晶粒径測定方法：
本発明で言う結晶粒径とは、押出後のマグネシウム合金材組織の押出方向の縦断面（押出方向に沿って切断した押出材の断面）における押出方向の結晶粒径（円相当の結晶粒径）である。この結晶粒径は、採取試料における前記押出方向の縦断面を、機械研磨、電解エッチングによって前処理した後に、４００倍の光学顕微鏡を用いて観察する。これを画像解析して、視野内に観察される結晶粒の粒径を、面積が等価な円の直径に換算した大きさとして評価し、これを平均化して、本発明で言う、平均結晶粒径とする。
【００３６】
（製造方法）
本発明マグネシウム合金を得るための好ましい製造方法、条件について以下に説明する。本発明のマグネシウム合金は、特定成分組成に調整したマグネシウム合金溶湯のインゴット鋳造後、インゴットを必要により熱間で押出加工するためのビレットへの機械加工、合金元素を固溶させるための（固溶量を確保するための）溶体化処理、静水圧押出や直接押出などの熱間加工、必要により調質処理（熱処理）を行なって製造する。
【００３７】
マグネシウム合金の溶体化処理は２００〜５００℃の溶体化処理温度で１〜３０時間行なうことが好ましい。より好ましい溶体化処理温度は２００〜４５０℃℃である。この温度が低過ぎる、あるいは時間が短過ぎると、Ａｌ、Ｚｎなどの合金元素の固溶量が不足する可能性がある。一方、この温度が高過ぎる、あるいは時間が長過ぎると、結晶粒が粗大化する可能性がある。
【００３８】
この溶体化処理後のマグネシウム合金ビレットを押出加工するが、前記異方性と耐力とのバランスが優れたマグネシウム合金押出材を得るためには、押出のうちでも静水圧押出することが好ましい。この静水圧押出を用いた、前記異方性と耐力とのバランスが優れたマグネシウム合金押出材の製造方法としては、前記組成からなるマグネシウム合金鋳塊を、１５０〜３５０℃の範囲の低温押出温度で押出して製造する。押出温度は、結晶粒を微細化するためより低温が好ましく、静水圧押出を用いることで、３００℃以下の低温で押出加工を行なうことが可能である。静水圧押出温度は好ましくは低温の１５０〜２５０℃の範囲であり、この温度が１５０℃未満では、Ａｌ、Ｚｎからなるマグネシウム合金の静水圧押出自体が困難となる。また、静水圧押出温度を２５０℃を超えて高くした場合には、１５μm 以下、好ましくは１０μm 以下に、平均結晶粒径を微細化できなくなる可能性がある。
【００３９】
また、押出速度については、シュミット因子の平均値に大きく影響し、押出速度が速すぎると、シュミット因子の平均値が０．１２より小さくなり、シュミット因子の平均値を０．１２以上、０．２未満の範囲とすることができなくなる。したがって、静水圧押出における押出速度は１２ｍｍ／秒以下の低速の押出速度とする。さらには、８ｍｍ／秒以下の低速の押出速度で静水圧押出することが好ましい。これによって、押出されたマグネシウム合金組織の平均結晶粒径を１５μm 以下とし、これら結晶粒の結晶方位の傾きを示すシュミット因子の平均値を０．１２以上、０．２未満の範囲とすることができる。
【００４０】
押出比については、静水圧押出の加工量（加工率）は、歪みの付与による結晶粒の核生成サイトを多数与えて、マグネシウム合金組織の平均結晶粒径を１５μm 以下、好ましくは１０μm 以下に微細化できるだけの十分の量とする。具体的には、押出比１０以上が好ましい。さらには、２０以上がさらに好ましく、静水圧押出を用いることで高押出比が可能となる。
また、押出後の冷却については、空冷さらには水冷することが、結晶粒粗大化防止の点で好ましい。この押出後の押出材は、必要により調質処理（熱処理）を行なう。
【００４１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明の実施例を説明する。マグネシウム合金組成と製造方法、特に溶体化処理条件や熱間押出加工条件を変えて、マグネシウム合金組織中のシュミット因子や平均結晶粒径などを種々変えて、得られたマグネシウム合金押出材の引張や圧縮の耐力や、これらの耐力比（圧縮耐力／引張耐力）などの特性を各々測定、評価した。
【００４３】
具体的には、下記表１に示す化学成分組成のマグネシウム合金を、それぞれアルゴン不活性雰囲気下の電気溶解炉において溶解し、鋳鉄製ブックモールドに７５０℃の温度で鋳込み、９５ｍｍφ×１００ｍｍ長さのマグネシウム合金鋳塊を得た。そして、これらの鋳塊の表面を機械加工により面削して、各々６８ｍｍφ×１００ｍｍ長さのマグネシウム合金ビレットとした。
【００４４】
この各ビレットを、表２に示す温度条件で溶体化処理し、この溶体化処理温度で各押出加工を開始し、また、表２に示す押出比や押出速度の条件で、直接押出加工、熱間静水圧押出加工を各々施して、丸棒状の試験材に成形した。肉厚（径）は押出比によって異なり、押出比１０ではφ２２ｍｍであった。このようにして製造した試験材（押出材）に対して、質別Ｈ１１２の調質処理を施した。
【００４５】
各例とも、前記調質処理後の試験材から切り出した試料を使用して、マグネシウム合金組織の平均結晶粒径、シュミット因子を測定した。また、引張試験により、引張や圧縮の耐力や、これらの耐力比（圧縮耐力／引張耐力）などの特性を測定した。これらの結果を表２に示す。
【００４６】
ここで、表１に示すマグネシウム合金は、記載元素含有量を除いた残部組成は酸素、水素、窒素などの極微量成分を除きマグネシウムである。なお、表１の各元素含有量において示す「−」は、元素含有量が検出限界以下であることを示す。
【００４７】
（平均結晶粒径測定方法）
結晶粒径は前記した組織写真を画像解析により測定した。同一試験片の任意の５箇所を測定し、それらの平均値を採用した。
【００４８】
（シュミット因子測定方法）
シュミット因子は、前記した高分解能結晶方位解析法（ＦＥＳＥＭ／ＥＢＳＰ法）により、観察試料を研磨した後、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）室内に試料を入れ、高感度ＳＳ−ＣＣＤカメラにより菊池パターンを取り込んだ。画像収集システムにより、段落００４９で後記する引張試験方向である押出方向に対する（０００１）＜１１−２０＞のシュミット因子を、各結晶粒ごとに評価し、方位マッピング）のデータを収集した。なお、この測定視野範囲は３００μｍ×３００μｍ程度の領域としたが、これらの方位分布は厚み方向に変化しているため、各押出材の厚み方向に５箇所任意に測定し、その平均をとることによって求めた。
【００４９】
（引張、圧縮試験）
引張試験は、長手方向を押出方向とした試験片を用いて、５８８２型インストロン社製万能試験機により、試験片サイズφ７ｍｍ、ＧＬ＝２５ｍｍ、試験速度０．２ｍｍ／ｍｉｎにて行なった。圧縮試験も同じく、長手方向を押出方向とした試験片を用いて、試験片サイズφ８ｍｍ、高さ１２ｍｍにて行なった。それぞれ同一条件の試験片を３本試験し、０．２％引張耐力と０．２％圧縮耐力（ＭＰａ）の平均値を採用した。
【００５０】
表１、２から明らかな通り、本発明組成内のマグネシウム合金である発明例１〜８（表１の合金番号１〜５）は、溶体化処理が好ましい温度条件範囲内および熱間静水圧押出加工などが好ましい押出比と押出速度範囲内で行なわれて、製品マグネシウム合金押出材を得ている。
【００５１】
このため、前記発明例のマグネシウム合金押出材は、平均結晶粒径が１５μm 以下で、シュミット因子の平均値が０．１２以上、０．２未満の範囲内である。この結果、発明例のマグネシウム合金押出材は、例えば自動車などのフレーム等の強度部材や構造材として必要な１４０ＭＰａ以上の０．２％圧縮耐力を満たし、かつ０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）が０．７以上で、異方性と耐力とのバランスが良い。
【００５２】
これに対して、比較例９〜１３（表１の合金番号１）は、発明例と同じ、本発明組成内のマグネシウム合金であるものの、溶体化処理、熱間静水圧押出加工などの製造条件が外れている。したがって、比較例は平均結晶粒径が１５μm を超えて粗大化するか、シュミット因子の平均値が０．１２以上、０．２未満の範囲を満たさない。この結果、前記比較例は、０．２％圧縮耐力が１４０ＭＰａ未満か、０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）が０．７未満で、異方性と耐力とのバランスが悪い。
【００５３】
比較例１４、１５は、Ａｌ、Ｚｎなどの合金元素のいずれかの含有量が少なすぎ、本発明組成から外れている。したがって、前記比較例は、溶体化処理や熱間静水圧押出加工などの製造条件が好ましい範囲内で行なわれているにも係わらず、０．２％圧縮耐力が１４０ＭＰａ未満か、０．２％圧縮耐力と０．２％引張耐力との比（圧縮耐力／引張耐力）が０．７未満で、異方性と耐力とのバランスが悪い。
【００５４】
以上の結果から、異方性と耐力とのバランスを優れさせるための、本発明マグネシウム合金における、組成、平均結晶粒径、シュミット因子の平均値の臨界的な意義が裏付けられる。また、これらの組織を得るための、溶体化処理、熱間静水圧押出などの熱間加工条件の意義も裏付けられる。
【００５５】
【表１】
2010163635.tif 000002
【００５６】
【表２】
2010163635.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上説明したように、本発明によれば、異方性と耐力とのバランスが優れたマグネシウム合金を提供することができる。この結果、これらの特性が要求される、電気・電子機器の筐体や、自動車、航空機のフレーム等の強度部材や構造材に、好適に適用することができる。