(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
７．０〜１０ｍａｓｓ％のＡｌ、０〜１．５ｍａｓｓ％のＺｎ、０．３〜３．２ｍａｓｓ％のＣａ、０．０１〜０．３ｍａｓｓ％のＭｎを含有し、残部がマグネシウムおよび不可避不純物からなる難燃特性を有するＭｇ合金において、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されている鋳造材を利用することを特徴とし、前記金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径とは、所定の断面で観察される金属間化合物を円形と仮定し、結晶粒面積：Ａ＝π／４×Ｄ２の式から算出した前記円形の直径（Ｄ）であり、試料温度が４００℃を超える温度から４５０℃以下、ロール温度が８０〜１５０℃の範囲において、総圧下率７５％以上の圧延を行うことを特徴とする、板厚３ｍｍ以上のＭｇ合金圧延材を作製するためのマグネシウム合金製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の手法で作製されることを特徴とし、圧延後に１５０〜２７５℃で焼鈍を行うことを特徴とする、板厚３ｍｍ以上のＭｇ合金圧延材を作製するためのマグネシウム合金製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の手法で作製されることを特徴とし、準静的歪み速度による室温引張り試験において、圧延方向に対して平行方向に引張り試験を行った際に、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを示す板厚３ｍｍ以上のＭｇ合金圧延材を作製することを特徴とするマグネシウム合金製造方法。
【請求項４】
７．０〜１０ｍａｓｓ％のＡｌ、０〜１．５ｍａｓｓ％のＺｎ、０．３〜３．２ｍａｓｓ％のＣａ、０．０１〜０．３ｍａｓｓ％のＭｎを含有し、残部がマグネシウムおよび不可避不純物からなり、厚み３ｍｍ以上の難燃性を有する圧延材であり、母相の再結晶化率が５％以上であり、再結晶部分の結晶粒径が１０μｍ以下であり、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径の平均値が２μｍ以下、最大値が１０μｍ以下であり、前記金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径とは、所定の断面で観察される金属間化合物を円形と仮定し、結晶粒面積：Ａ＝π／４×Ｄ２の式から算出した前記円形の直径（Ｄ）であり、準静的歪み速度による室温引張り試験において、圧延方向に対して平行方向に引張り試験を行った際に、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを示すことを特徴とするマグネシウム合金圧延材。
【請求項５】
請求項４に記載の圧延材を用いて成形されていることを特徴とするマグネシウム合金成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金製造方法、マグネシウム合金圧延材、およびマグネシウム合金成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウムは、実用構造金属材料中、最も低密度（＝１．７ｇ／ｃｍ３）であり、金属材料特有の易リサイクル性を有し、資源も豊富に存在することから、次世代の構造用軽量材料として注目されている。
【０００３】
例えば、自動車産業においては、下記特許文献１に例示されるようなステアリングホイールや、シリンダーヘッドカバー、オイルパン等の部材が、マグネシウム合金鋳造材により作製されている。また、例えば、家電製品では、パソコン・携帯電話等の家電製品筐体が、マグネシウム合金鋳造材により作製されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、マグネシウム合金鋳造材の鋳造法による生産法には、鋳造欠陥を補うための後処理が必要であること、歩留りが低いこと、部材の強度・剛性に問題があること、等の課題が存在する。これらの課題を解決するために、マグネシウム合金に添加される添加合金元素の検討は有用である。また、塑性加工プロセスは、一般的に、歩留まりが高く、成形と同時に高強度・高靱性化を図ることができることから、マグネシウム合金の需要拡大の有効な手段と言える。
【０００６】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであり、その目的は、高強度と高延性とを同時に達成する高性能マグネシウム合金圧延材が得られるマグネシウム合金製造方法を提供することにある。また、本発明は、高強度と高延性とを同時に達成するマグネシウム合金圧延材、およびマグネシウム合金成形体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るマグネシウム合金製造方法は、７．０〜１０ｍａｓｓ％のＡｌ、０〜１．５ｍａｓｓ％のＺｎ、０．３〜３．２ｍａｓｓ％のＣａ、０．０１〜０．３ｍａｓｓ％のＭｎを含有し、残部がマグネシウムおよび不可避不純物からなる難燃特性を有するＭｇ合金において、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されている鋳造材を利用することを特徴とし、前記金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径とは、所定の断面で観察される金属間化合物を円形と仮定し、結晶粒面積：Ａ＝π／４×Ｄ２の式から算出した前記円形の直径（Ｄ）であり、試料温度が４００℃を超える温度から４５０℃以下、ロール温度が８０〜１５０℃の範囲において、総圧下率７５％以上の圧延を行うことを特徴とする、板厚３ｍｍ以上のＭｇ合金圧延材を作製するためのものである。
【０００８】
また、本発明に係るマグネシウム合金製造方法には、圧延後に１５０〜２７５℃で焼鈍を行う工程を追加することができる。
【０００９】
さらに、本発明に係るマグネシウム合金製造方法では、準静的歪み速度による室温引張り試験において、圧延方向に対して平行方向に引張り試験を行った際に、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを示す板厚３ｍｍ以上のＭｇ合金圧延材を作製することができる。
【００１１】
本発明に係るマグネシウム合金圧延材は、７．０〜１０ｍａｓｓ％のＡｌ、０〜１．５ｍａｓｓ％のＺｎ、０．３〜３．２ｍａｓｓ％のＣａ、０．０１〜０．３ｍａｓｓ％のＭｎを含有し、残部がマグネシウムおよび不可避不純物からなり、厚み３ｍｍ以上の難燃性を有する圧延材であり、母相の再結晶化率が５％以上であり、再結晶部分の結晶粒径が１０μｍ以下であり、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径の平均値が２μｍ以下、最大値が１０μｍ以下であり、前記金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径とは、所定の断面で観察される金属間化合物を円形と仮定し、結晶粒面積：Ａ＝π／４×Ｄ２の式から算出した前記円形の直径（Ｄ）であり、準静的歪み速度による室温引張り試験において、圧延方向に対して平行方向に引張り試験を行った際に、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを示すことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係るマグネシウム合金成形体は、上述した圧延材を所定の形態に加工することで得られるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高強度と高延性とを同時に達成する高性能マグネシウム合金圧延材が得られるマグネシウム合金製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高強度と高延性とを同時に達成するマグネシウム合金圧延材、およびマグネシウム合金成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】金属間化合物が形成するネットワークを説明するための図であり、図１中の分図（ａ）は、本発明外の鋳造材に見られる金属間化合物が形成するネットワークを示す図であり、図１中の分図（ｂ）は、本発明の金属間化合物が形成するネットワークを示す図である。また、図１中の分図（ａ−１）および分図（ｂ−１）は、金属間化合物が形成するネットワークを説明するための概略図であり、図１中の分図（ａ−２）および（ｂ−２）は、金属間化合物を示すＳＥＭ観察写真である。
【図２】ＡＺＸ８１１を用いて鋳造された本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材のＳＥＭ観察写真および元素分析結果を示す図であり、図２中の分図（ａ）ないし分図（ｄ）は、Ｍｎを０．０１６％含有するものであり、図２中の分図（ｅ）ないし分図（ｈ）は、Ｍｎを０．１５６％含有するものであり、図２中の分図（ｉ）ないし分図（ｌ）は、Ｍｎを０．２８３％含有するものである。
【図３】Ｍｎを１．１８０％含有するＡＺＸ８１１を用いて鋳造された比較例に係るマグネシウム合金鋳造材のＳＥＭ観察写真および元素分析結果を示す図である。
【図４】本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のミクロ観察写真であり、図４中の分図（ａ）および分図（ｄ）は、ＡＺＸ８１０．３を用いて作製されたものであり、図４中の分図（ｂ）および分図（ｅ）は、ＡＺＸ８１１を用いて作製されたものであり、図４中の分図（ｃ）および分図（ｆ）は、ＡＺＸ８１３を用いて作製されたものである。
【図５】本実施形態に係るマグネシム合金鋳造材とマグネシウム合金圧延材とを示すＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ａ）は、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材のＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ｂ）は、ＡＺＸ８１０．３を用いて作製されたマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ｃ）は、ＡＺＸ８１１を用いて作製されたマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ｄ）は、ＡＺＸ８１３を用いて作製されたマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真である。
【図６】ＡＺＸ８１０．５を用いて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真を示す図であり、図６中の分図（ａ）ないし分図（ｅ）は、マグネシウム合金圧延材の任意の箇所の視野を観察したものである。
【図７】ＡＺＸ８１１を用いて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真を示す図であり、図７中の分図（ａ）ないし分図（ｅ）は、マグネシウム合金圧延材の任意の箇所の視野を観察したものである。
【図８】ＡＺＸ８１２を用いて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真を示す図であり、図８中の分図（ａ）ないし分図（ｅ）は、マグネシウム合金圧延材の任意の箇所の視野を観察したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１７】
発明者らは、上述した課題の解決のために鋭意研究を行った結果、所定の合金組成および合金組織を有するマグネシウム合金鋳造材に対して所定の条件で圧延を施すことにより、高強度と高延性とを同時に達成するマグネシウム合金圧延材が得られるとの知見を得た。そこで、以下に記す実施形態では、発明者らが見出したマグネシウム合金製造方法およびかかる製造方法によって製造されたマグネシウム合金鋳造材、マグネシウム合金圧延材およびマグネシウム合金成形体の特徴を示す分析結果および試験結果について説明することとする。ここで、図１は、金属間化合物が形成するネットワークを説明するための図であり、図１中の分図（ａ）は、本発明外の鋳造材に見られる金属間化合物が形成するネットワークを示す図であり、図１中の分図（ｂ）は、本発明の金属間化合物が形成するネットワークを示す図である。また、図１中の分図（ａ−１）および分図（ｂ−１）は、金属間化合物が形成するネットワークを説明するための概略図であり、図１中の分図（ａ−２）および（ｂ−２）は、金属間化合物を示すＳＥＭ観察写真である。なお、図１のＳＥＭ観察写真は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；日本電子株式会社製、ＪＣＭ−６０００）を用いて得た。
【００１８】
本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法に用いられるマグネシウム合金は、７．０〜１０ｍａｓｓ％のＡｌ、０〜１．５ｍａｓｓ％のＺｎ、０．３〜３．２ｍａｓｓ％のＣａ、０．０１〜０．３ｍａｓｓ％のＭｎを含有し、残部がマグネシウムおよび不可避不純物からなる成分組成を有するものである。
【００１９】
アルミニウム（Ａｌ）は、マグネシウム合金内部にカルシウムとの析出物（Ａｌ２Ｃａ）を析出するために、７．０〜１０％の範囲内で添加されていることが好ましい。アルミニウムの添加量が１０％を超えると、過度の析出物が析出し、加工性が低下する。また、アルミニウムの添加量が７．０％未満では、十分な析出物の析出を期待することができず、所望の強度を得ることが難しい。
【００２０】
亜鉛（Ｚｎ）は、０〜１．５％の範囲内で添加されてもよい。亜鉛は、鋳造性と強度等の機械的性質の向上に寄与するものであるが、亜鉛の添加量が１．５％を超えると、鋳造性が低下する。
【００２１】
カルシウム（Ｃａ）は、マグネシウム合金に難燃特性を付与するために、０．４〜３．２％の範囲内で添加されていることが好ましい。
【００２２】
マンガン（Ｍｎ）は、０．０１〜０．３％の範囲内で添加されていることが好ましい。この範囲内でマンガンを添加することにより、耐食性を低下させる不純物元素である鉄の影響を緩和することができる。
【００２３】
本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法では、上述した成分組成を有するマグネシウム合金を鋳造してマグネシウム合金鋳造材を得る。ここで、特に限定されないが、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材は、ＡＭ６０Ｂ地金およびＭｇ−３０％Ｃａ母合金を目的組成となるよう秤量し、鋼製坩堝にてＡｒガス雰囲気中で溶解し、Ａｒガスを用いたバブリングを実施した後、溶湯沈静の間に溶湯温度を出湯温度に調整して作製することができる。そして、特に限定されないが、鋳造前には溶湯のスラグを除去し、反重力鋳造を行った。反重力鋳造とは、鋼性鋳型を溶湯内に直接沈め、鋳型に接続した真空ポンプとの気圧差を使用して鋳造する方法である。なお、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法は、上述した方法に限定されず、後述するように、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されれば、どのような鋳造法を用いても良い。
【００２４】
本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材は、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されている。ここで、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径とは、金属間化合物を円形と仮定し、結晶粒面積：Ａ＝π／４×Ｄ２の式から算出した直径（Ｄ）である。本実施形態では、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されているマグネシウム合金鋳造材を用いることにより、後述する圧延加工プロセスを容易に行うことができる。
【００２５】
図１の分図（ａ）に示すように、本発明外の鋳造材に見られる金属間化合物のネットワークは、粒界に連続的に形成して粗大粒となる。一方、図１の分図（ｂ）に例示されるように、本発明に係る金属間化合物のネットワークは、粒界に不連続的に形成し微細粒となる。このような形成組織に限定されないが、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法では、金属間化合物が微細分散されているマグネシウム合金鋳造材を用いることが好適である。なお、図１中の分図（ａ−２）および分図（ｂ−２）のＳＥＭ観察写真において、白色および灰色部分が金属間化合物を示している。
【００２６】
次に、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法は、上述した本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材に対して圧延加工プロセスを施す。本実施形態に係る圧延加工プロセスには、一般的な圧延機を用いることができる。マグネシウム合金鋳造材の圧延加工時の試料温度は、４００℃を超える温度から４５０℃以下とすることが好ましい。また、圧延機のロールのロール温度は、８０〜１５０℃の範囲とすることが好ましい。さらに、例えば１パスあたり１５〜２５％の圧下率で、総圧下率が７５％以上となるように圧延を行うことが好ましい。総圧下率を７５％以上とすることにより、マグネシウム合金圧延材の合金組織が微細化される。
【００２７】
本実施形態では、マグネシウム合金鋳造材に圧延加工プロセスが施された後に、１５０〜２７５℃で焼鈍を行うこととすることができる。圧延加工プロセスが施された後に焼鈍を行うことにより、マグネシウム合金圧延材の破断伸びを大きくすることが可能である。
【００２８】
本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法では、上記の圧延条件でマグネシウム合金鋳造材に圧延加工を施すことにより、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを示す板厚３ｍｍ以上のマグネシウム合金圧延材が得られる。したがって、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法によれば、高強度と高延性とを同時に達成する高性能マグネシウム合金圧延材を提供することが可能である。
【００２９】
以上、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法について説明した。次に、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法で製造されたマグネシウム合金鋳造材の特徴を示す分析結果および試験結果について説明する。
【００３０】
発明者らは、上述したマグネシウム合金製造方法により得られたマグネシウム合金鋳造材について、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；日本電子株式会社製、ＪＣＭ−６０００）を用いて組織観察を行うとともに、走査型電子顕微鏡に付随するＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）および解析ソフト（株式会社ヒューリンクス社製、Ｓｉｇｍａ  Ｓｃａｎ  Ｐｒｏ５）を用いた画像解析によって組成分析を行った。また、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径については、上述した方法と同様の方法で算出した。具体的には、図２および図３で示された２次電子像から読み取った。ここで、図２は、ＡＺＸ８１１を用いて鋳造された本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材のＳＥＭ観察写真および元素分析結果を示す図であり、図２中の分図（ａ）ないし分図（ｄ）は、Ｍｎを０．０１６％含有するものであり、図２中の分図（ｅ）ないし分図（ｈ）は、Ｍｎを０．１５６％含有するものであり、図２中の分図（ｉ）ないし分図（ｌ）は、Ｍｎを０．２８３％含有するものである。また、図３は、Ｍｎを１．１８０％含有するＡＺＸ８１１を用いて鋳造された比較例に係るマグネシウム合金鋳造材のＳＥＭ観察写真および元素分析結果を示す図である。ここで、合金名の命名法は、「Ａ」が「Ａｌ」を表し、「Ｚ」が「Ｚｎ」を表し、「Ｘ」が「Ｃａ」を表し、さらに、「Ｍ」が「Ｍｎ」を表す。そして、アルファベットに続く数字は、それぞれの元素のおよその添加濃度（ｍａｓｓ％）を表す。例えば、実施例１に係るＡＺＸ８１１の添加元素のおよその濃度は、Ｍｇ−８ｍａｓｓ％Ａｌ−１ｍａｓｓ％Ｚｎ−１ｍａｓｓ％Ｃａとなる。
【００３１】
図２の分図（ａ）に示されるＭｎを０．０１６％含有するＡＺＸ８１１を用いた本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材は、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が１６０μｍであった。また、図２の分図（ｅ）に示されるＭｎを０．１５６％含有するＡＺＸ８１１を用いた本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材は、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が１６０μｍであった。さらに、図２の分図（ｉ）に示されるＭｎを０．２８３％含有するＡＺＸ８１１を用いた本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材は、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が１６０μｍであった。一方、図３の分図（ａ）に示されるＭｎを１．１８０％含有するＡＺＸ８１１を用いた比較例に係るマグネシウム合金鋳造材は、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が１５６μｍであった。以上より、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材は、金属間化合物が微細化されていることが確認された。上述したように、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されているマグネシウム合金鋳造材を用いることにより、圧延加工プロセスを容易に行うことができる。
【００３２】
また、図２に示すように、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材のネットワークを形成する金属間化合物は、ＡｌおよびＣａが主要な成分となっていることが分かる。一方、図３に示すように、比較例に係るマグネシウム合金鋳造材のネットワークを形成する金属間化合物は、Ａｌ、ＣａおよびＭｎが主要な成分となっていることが分かる。
【００３３】
以上、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材について説明した。次に、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法で製造されたマグネシウム合金圧延材の特徴を示す分析結果および試験結果について説明する。ここで、図４は、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のミクロ観察写真であり、図４中の分図（ａ）および分図（ｄ）は、ＡＺＸ８１０．３を用いて作製されたものであり、図４中の分図（ｂ）および分図（ｅ）は、ＡＺＸ８１１を用いて作製されたものであり、図４中の分図（ｃ）および分図（ｆ）は、ＡＺＸ８１３を用いて作製されたものである。また、図５は、本実施形態に係るマグネシム合金鋳造材とマグネシウム合金圧延材とを示すＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ａ）は、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材のＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ｂ）は、ＡＺＸ８１０．３を用いて作製されたマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ｃ）は、ＡＺＸ８１１を用いて作製されたマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真であり、図５中の分図（ｄ）は、ＡＺＸ８１３を用いて作製されたマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真である。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、金属間化合物の結晶粒が１０μｍ以下に微細化された組織を有することが確認された。なお、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、結晶粒径の分布に２つのピークを有するｂｉｍｏｄａｌ組織であることが分かった。
【００３５】
また、図５中の分図（ｂ）ないし分図（ｄ）に示すように、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、図５中の分図（ａ）に示される本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材に圧延加工プロセスを施すことにより、鋳造時には塊状又は板状であった金属間化合物が、針状、微細な粒状又は微細な板状となることが分かった。
【００３６】
次に、合金組成および圧延条件を変えて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材の実施例１ないし実施例１３と比較例１ないし比較例３に係るマグネシウム合金圧延材の合金組成および圧延条件を表１に示す。また、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材の実施例１ないし実施例１３および比較例１ないし比較例３に係るマグネシウム合金圧延材の機械的性質の測定結果を表２に示す。ここで、マグネシウム合金圧延材の引張強度の測定は、ＪＩＳ  Ｚ２２４１  金属材料引張り試験方法に従った準静的歪み速度による室温引張り試験であって、圧延方向に対して平行方向に試験を行った。より詳しくは、引張り試験は、マグネシウム合金圧延材を圧延方向に対して平行に、直径１２ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱形状の試験片を作製し、当該試験片を用いて室温で初期歪み速度１．１×１０−３ｓ−１で行った。また、マグネシウム合金圧延材の破断伸びおよび降伏強度の測定は、ＪＩＳ  Ｚ２２４１  金属材料引張り試験方法に基づいて行った。なお、表１および表３において、同じ合金名で合金組成が異なるものはロットが異なることによる。
【００３７】
【表１】
0006649665.tif 000002
【００３８】
【表２】
0006649665.tif 000003
【００３９】
表２から分かるように、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、本発明の目標値である３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを示した。一方、比較例に係るマグネシウム合金圧延材は、本発明の目標値である３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを同時に満足することができなかった。したがって、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法によれば、高強度と高延性とを同時に達成するマグネシウム合金圧延材を得ることが可能であることが確認できた。
【００４０】
また、本実施形態に係るマグネシウム合金鋳造材に圧延加工を施した後、所定の条件で焼鈍を行った本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材と比較例に係るマグネシウム合金圧延材の合金組成、圧延条件および焼鈍条件を表３に示す。さらに、上述した圧延条件でマグネシウム合金鋳造材に圧延加工を施した後、所定の条件で焼鈍を行ったマグネシウム合金圧延材の機械的性質の測定結果と比較例に係るマグネシウム合金圧延材の機械的性質の測定結果を表４に示す。
【００４１】
【表３】
0006649665.tif 000004
【００４２】
【表４】
0006649665.tif 000005
【００４３】
表４から分かるように、上述した圧延条件でマグネシウム合金鋳造材に圧延加工を施した後、上述した条件で焼鈍を行った本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを同時に示す高性能マグネシウム合金となっている。一方、比較例に係るマグネシウム合金圧延材は、３３０ＭＰａ以上の引張強度と１１％以上の破断伸びを同時に満足することができなかった。したがって、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法によれば、上述した圧延条件でマグネシウム合金鋳造材に圧延加工を施した後、所定の条件で焼鈍を行った場合も、上述した場合と同様に高強度と高延性とを同時に達成するマグネシウム合金圧延材が得られる。
【００４４】
次に、発明者らは、高強度と高延性とを同時に達成するマグネシウム合金圧延材の合金組織の更なる特徴を調べるために、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材および比較例に係るマグネシウム合金圧延材の再結晶粒径と再結晶率の測定・算出を行った。当該結果を表５に示す。ここで、再結晶粒径の粒径は、切片法を用いて得た。
【００４５】
【表５】
0006649665.tif 000006
【００４６】
表５から分かるように、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、再結晶部分の結晶粒径が１０μｍ以下であり、母相の再結晶化率が５％以上となっている。また、表５の結果から、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材の再結晶部分の結晶粒径は、比較例に係るマグネシウム合金圧延材の再結晶部分の結晶粒径よりも、微細化されている傾向があると言うことができる。
【００４７】
また、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材に晶出する金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径について、図６ないし図８を用いて、上述した方法と同様の方法で算出した。ここで、図６は、ＡＺＸ８１０．５を用いて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真を示す図であり、図６中の分図（ａ）ないし分図（ｅ）は、マグネシウム合金圧延材の任意の箇所の視野を観察したものである。また、図７は、ＡＺＸ８１１を用いて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真を示す図であり、図７中の分図（ａ）ないし分図（ｅ）は、マグネシウム合金圧延材の任意の箇所の視野を観察したものである。さらに、図８は、ＡＺＸ８１２を用いて作製された本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材のＳＥＭ観察写真を示す図であり、図８中の分図（ａ）ないし分図（ｅ）は、マグネシウム合金圧延材の任意の箇所の視野を観察したものである。
【００４８】
図６に示されるように、ＡＺＸ８１０．５を用いた本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材の金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径は、最大値９．９μｍであり、平均値は２μｍであった。また、図７に示されるように、ＡＺＸ８１１を用いた本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材の金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径は、最大値７．８μｍであり、平均値は１．６μｍであった。さらに、図８に示されるように、ＡＺＸ８１２を用いた本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材の金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径は、最大値が３．２μｍであり、平均値は１．３μｍであった。
【００４９】
したがって、本実施形態に係るマグネシウム合金製造方法によれば、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径が２００μｍ以下に微細化されているマグネシウム合金鋳造材に圧延加工プロセスを施すことで、金属間化合物のネットワークが形成する相当円直径の平均値が２μｍ以下、最大値が１０μｍ以下となっており、金属間化合物は微細分散されることが分かった。
【００５０】
以上の分析および試験結果より、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、従来、不要なものとして考えられていたマグネシウム合金内部に析出する析出物（Ａｌ２Ｃａ）が、機械的特性を改善するための強化材として機能し、粒子分散および結晶粒微細化により強度が向上していることが明らかとなった。
【００５１】
そして、本実施形態に係るマグネシウム合金圧延材は、所定の形態に加工されてマグネシウム合金成形体とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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