專利名稱：：鎂合金材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及齢金材及其審l臘方法，特別是涉及機(jī)械強(qiáng)度高的齢金材及其制造方法。
背景技術(shù)：
：一般，齡金材在實(shí)用化的合金中，密度最低、輕量、強(qiáng)度也高，因此向電氣制品的框體或汽車的車輪或行走零件，或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)零件等的應(yīng)用正在進(jìn)展。特別，在與汽車有關(guān)的用途的零件中，要求高的機(jī)械性能，因而作為添加Gd和Zn等元素的齢金材，正在進(jìn)^f傭單輥法、快速凝固絲制徵寺定形態(tài)的材料(例如專利文獻(xiàn)l、專利文獻(xiàn)2和非專利文獻(xiàn)1)。可是，上述的f錄金材，在特定的制造方法中，雖然得到高的機(jī)械性能，但殊的設(shè)備是必要的，也有生產(chǎn)率低這樣的問題，還有能夠應(yīng)用的零件受到限制這樣的問題。因此，以往提出，在制造!齢金材時(shí)，在不使甲像上述專利文獻(xiàn)l、專禾忟獻(xiàn)2和非專利文獻(xiàn)1的那樣的特殊設(shè)備或者工藝下，從生產(chǎn)率高的一般的熔鑄實(shí)施塑性加工(擠壓)，也得到實(shí)用上有用的機(jī)械性能(例如參照專利文獻(xiàn)36)。在專利文獻(xiàn)36中公開的,M^金材，在組織中具有長周期有序結(jié)構(gòu)(longperiodorderedstructure),得到高的機(jī)械性能是已知的。專利文獻(xiàn)l:特開平06—041701號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開2002—256370號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:國際公開第2005/052204號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)4:國際公開第2005/052203號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)5:國際公開第2006/036033號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)6:特開2006—97037號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)l:山崎倫昭、他3名，《高溫?zé)崽幚矸╚A^長周期積層構(gòu)造力、'形成十3新穎Mg—Zn—Gd合金(由高溫?zé)崽幚矸ㄐ纬砷L周期有序結(jié)構(gòu)的新穎Mg-Zn—Gd合金)》，輕金屬學(xué)會(huì)第108次春期大會(huì)演講概要(2005)，社団法人輕金屬學(xué)會(huì)，2005年，p.43—44可是，現(xiàn)有的^金材，有像以下所示的應(yīng)該改進(jìn)的余地。艮口，現(xiàn)有的,M^金材，為了以輕量化的目的,向汽車的應(yīng)用，要求更加提咼強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述的問題而創(chuàng)造的，在不使用特殊的制造設(shè)備和工藝下，以提供機(jī)械性能優(yōu)良的傲金材及其制造方齒乍為課題。本發(fā)明為了解決上述的課題，作為像下面的f鈴金材進(jìn)行構(gòu)成。即，傲金沐是作為必須成分以Zn:0.53原子％、RE:15原子％的范圍含有，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成的鎂合金材，在，Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成的,給金的合金組織中，具有以長周期有序結(jié)構(gòu)(longperiodorderedstructure)和a—Mg形成的層狀相(lamellarphase),至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部中的至少一方，而_&±^長周期有序結(jié)構(gòu)是具有分?jǐn)嗖康臉?gòu)成。像這樣，鎂合金材由Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成，在該合金組織中具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg形成的層狀相，至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部的至少一方，而且，長周期有序結(jié)構(gòu)是具有分?jǐn)嗖浚軌蛱岣哝V合金材的機(jī)械性能(抗拉3驢、0.2。^屈服3雖和延伸率)。再者，由于長周期有序結(jié)構(gòu)的形成，而防止纟鈴金晶體的孿晶變形，因而,I^金材的機(jī)械性能提高。另外，長周期有序結(jié)構(gòu)在齢金的晶體的C軸底面(C一axisbottomsurface)形成。因此，M31該長周期有序結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲或者翹曲，C軸底面構(gòu)成彎曲或者翹曲。這樣的C軸底面的彎曲或者翹曲，{贓變時(shí)的位錯(cuò)移動(dòng)非常困難，因而防止,1^金晶體的，^金材的機(jī)械性能提高。另外，f給金材是形成上述Mg-Zn—RE系合金的合^M織中的至少一部分被細(xì)化成平均粒徑2Mm以下的a—Mg的構(gòu)成。亍総樣，餘金材因在Mg—Zn—RE系合金的合^ta織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分?jǐn)嗖?形成細(xì)化的a—Mg的構(gòu)成，倉灘更加提高齢金材的機(jī)械性能。另外，鎂合金材規(guī)定為上述RE由Y、Dy、Ho、Er、Tm的至少一種以上組成構(gòu)成。{総樣，艦將構(gòu)成Mg—Zn—RE系合金的RE規(guī)定為特定的元素，就能夠更加提高鎂合金材的抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率。另外，,鈴金材規(guī)定為上述RE由Gd、Tb的至少一禾中以上鄉(xiāng)賊的構(gòu)成。像這樣，Mii將構(gòu)成Mg-Zn—RE系合金的RE規(guī)定為特定的元素，就能夠更加提高鎂合金材的抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率。此外，f齢金材的制造方》跑括，熔煉作為必須成始有Zm0.53原子%、作為RE以15原子％含有Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Mg—Zn—RE系合金,進(jìn)行鑄造而得到鑄造材的烙鑄工序，以及在上述熔鑄材上實(shí)施熱塑性加工，來制造在至少一部分具有等效應(yīng)變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。禾傭這樣的《轉(zhuǎn)金材的制造方法，在鑄造時(shí)在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中產(chǎn)生以長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg形成的層狀相，M3i在高溫下在該層狀相中給予規(guī)定量的應(yīng)變，層狀相就發(fā)生細(xì)化，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)中形成彎曲部和翹曲部的至少一方，而且形成分?jǐn)嗖俊Ａ硗?，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的部)形成細(xì)化的oc—Mg。由此得到具有優(yōu)良的抗拉纟驢、屈服強(qiáng)度、延伸率的齡金材。另外，f鈴金材的制造方跑括，熔煉作為必須成始有Zn:0.53原子%、作為RE以l5原子X含有Gd、Tb中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的Mg—Zn—RE系合金，進(jìn)行鑄造而得到鑄造材的熔鑄工序，在48(TC550'C對(duì)，鑄造材進(jìn)行熱處理的熱處理工序，以及在上述已熱處理的上述熔鑄材上實(shí)施熱塑性加工，來制造在至少一部分具有等效應(yīng)變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。利用這樣的鎂合金材的制造方法，在鑄造時(shí)在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中產(chǎn)生以長周期有序結(jié)構(gòu)和cc一Mg形成的層狀相，M以后的熱處理控制層狀相的形成。在高溫下在該層狀相中給予規(guī)定量的應(yīng)變，層狀相就發(fā)生細(xì)化，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)中形成彎曲部和翹曲部的至少一方，而且形成分?jǐn)嗖?。另外，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分?jǐn)嗖?形成細(xì)化的a—Mg。由此得到具有優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率的傲金材。再有，鎂合金材的制造方法規(guī)定為上述熱塑性加工是擠壓加工(extrudingprocess)或者鍛造力口工(forgingprocess)。禾擁這樣的,I^金材的制造方法，，向長周期有序結(jié)構(gòu)的彎曲部和翹曲部中的至少一方的形成，而且艦分?jǐn)嗖康男纬?。另外，艦Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分?jǐn)嗖?中的a—Mg的細(xì)化。由此得妾懼有優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率的辭金材。有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材是在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg形成的層狀相，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)中形成彎曲部和翹曲部的至少一方，而且形成分?jǐn)嗖浚c具有現(xiàn)有的長周期有序結(jié)構(gòu)的合金材相比，能夠提高抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率(機(jī)械性能)。另外，因在Mg一Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如，長周期有序結(jié)構(gòu)的分?jǐn)嗖?形成細(xì)化的a—Mg，能夠更提高^金材的抗拉3雖、屈服S雖、延伸率。因此，有關(guān)本發(fā)明的《鈴金材，例如即使在汽車用零件，特別是活塞等機(jī)械性能的條件要求嚴(yán)格的部分中使用也成為可能。另外，本發(fā)明的鎂合金材的制造方法，與現(xiàn)有的m^金材的制造方法相比，使用一般的制造設(shè)備或者工藝效率良好地制造機(jī)械性能提高的鎂合金材成為可圖1是示意地說明有關(guān)本發(fā)明的,I^金材的合金組織的說明圖。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的IH^金材中的鑄造材的合金組織的光學(xué)顯微鏡照片。圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的^^金材(加工材)的加工組織(合金組織)的光學(xué)顯微鏡照片。圖4是表示有關(guān)本發(fā)明的齢金材(加工材)的合金組織的光學(xué)顯微鏡照片。圖5是表示有關(guān)本發(fā)明的,鈴金材(加工材)的合金組織的光學(xué)顯微鏡照片。圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的,鈴金材(加工材)的合金組織的光學(xué)顯微鏡照片。圖7是放大表示圖6的分?jǐn)嗖康囊徊糠值膾呙桦娮语@微鏡照片。圖8是表示有關(guān)本發(fā)明辦鈴金材(加工材)的等效應(yīng)變分布的縱咅価圖。具體實(shí)施方式以下，參照附圖來說明實(shí)施本發(fā)明的最佳的方式。圖1是示意地說明有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材的合金組織的說明圖，圖2是表示鑄造材的合金組織的光學(xué)顯微鏡照片，圖3是表示加工材的加工組織(合金組織)的光學(xué)顯微鏡照片，圖4圖6是表示加工材的合金組織的光學(xué)顯微鏡照片，圖7是放大表示圖6的分?jǐn)嗖康囊徊糠值膾呙桦娮语@微鏡照片，圖8是表示有關(guān)本發(fā)明的f給金材(加工材)的等效應(yīng)變分布的縱剖面圖。鎂合金材用于在高溫氛圍中使用的零件，例如汽車用零件，特別是內(nèi)燃機(jī)用活塞、閥門、挺桿(lifter)、頂桿(tappet)、鏈輪(sprocket)等。再者，鎂合金材的形狀例如是板狀、棒狀等，根據(jù)使用的零件的形,宜itt擇。,M金材，作為必須成分以Zn:0.53原子％、RE:15原子％的范圍含有，縫由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金構(gòu)成。以下詳細(xì)地說明各成分。合金成分ZnMg—Zn—RE系合金，作為必須成分在0.53原子％的范圍含有Zn。Zn如果是不到0.5原子％，就得不到Mg—RE系金屬間化合物(htermetalliccompound)(例如Mg3Gd)，fM金材的抗拉強(qiáng)度、0.2°/。屈服強(qiáng)度斷氐。另外，若Zn繊3原子％，層狀相的長周期有序結(jié)構(gòu)的形態(tài)就成形彎曲部或者翹曲部，而且也原封不動(dòng)地成為不形成分?jǐn)嗖康闹本€狀(連續(xù)形態(tài))。另外，Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分的a—Mg不發(fā)生細(xì)化(不形成細(xì)小的oc—Mg)。因此，得不至湘稱于,給金材的添加量的抗拉纟驢、0.2%屈服強(qiáng)度的提高，延伸率降低(發(fā)生脆化)。RE:稀土元素Mg—Zn—RE系合金，作為必須成分在15原子％的范圍含有RE。31和Zn—起添加特定量的RE，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中形成長周期有序結(jié)構(gòu)，倉,在該長周期有序結(jié)構(gòu)和a—Mg中生j^狀相。在此，RE若不到1原子％，就得不到Mg—RE系金屬間化合物(MgsGd)，齢金材的抗拉強(qiáng)度、0.2°/。屈服強(qiáng)度降低。另外，若RE鵬5原子^，層狀相的長周期有序結(jié)構(gòu)的形態(tài)就不形成彎曲部或者翹曲部，而且也原封不動(dòng)地成為不形成分?jǐn)嗖康闹本€狀(連續(xù)形態(tài))。另外，Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分的a—Mg不發(fā)生細(xì)化。因此，得不到相稱于鎂合金材的添加量的抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度的提高，延伸率斷氏(發(fā)生脆化)。而且，這里所說的RE是由Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種組成的類型1的RE，或者是由Gd、Tb中的至少一種組成的類型2的RE。再者，在類型1的RE中，Y在熔煉、重復(fù)利用中往往產(chǎn)生問題，因此REifc^Dy、Ho、Er中的至少一種。再者，Mg二Zn:RE系合金，在，的成分以外，在不可避免的雜質(zhì)的范圍也可以添加其他的成分，例如在2原子％以下的范圍即使含有有助于細(xì)化的Zr也沒關(guān)系。如果^m范圍內(nèi)，X寸有關(guān)本發(fā)明的g金材的效果就不纟^影響。另外，即使各0,2質(zhì)量^以下含有Fe、Ni、Cu、Si等也沒關(guān)系。fl^金材，如圖1所示，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中含有以長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)2禾Qoc—Mg形成的層狀相L，至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)2具有彎曲部2a和翹曲部2b中的至少一方，而且長周期有序結(jié)構(gòu)2具有分?jǐn)嗖?c。另外，鎂合金材在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如長周期有序結(jié)構(gòu)2的分?jǐn)嗖?c)中形成被細(xì)化成平均粒徑2mhi以下的a—Mg。ot—Mg如圖1所示，在熔鑄工序(鑄造材)中，a—Mg在Mg—Zn—RE系合金的單元結(jié)構(gòu)(平均粒徑50^m以上)內(nèi)和后述的長周期有序結(jié)構(gòu)2形成層狀相L。而且，優(yōu)選在高溫氛圍下進(jìn)行的熱塑性加工工序中，在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(長周期有序結(jié)構(gòu)2的分?jǐn)嗖?細(xì)化成平均粒徑2nm以下(形成細(xì)小的a—Mg)。長周期有序結(jié)構(gòu)如圖l、圖2所示，長周期有序結(jié)構(gòu)2，在熔鑄工序，或者熔煉、鑄造后的熱處理工序中，在鑄造材(Mg—Zn—RE系合金)的合^ia織內(nèi)，即在單元結(jié)構(gòu)1內(nèi)，禾口ot—Mg—起形成是層狀組織晶粒的層狀相L。而且，長周期有序結(jié)構(gòu)2形成直線狀，其形成方向在同一單元結(jié)構(gòu)1內(nèi)在同一方向形成，單元結(jié)構(gòu)1彼此在相互不同的方向形成。在圖1中，長周期有序結(jié)構(gòu)2用細(xì)線記載，粗線表示長周期有序結(jié)構(gòu)2高密度聚集的狀態(tài)。所謂長周期有序結(jié)構(gòu)，例如數(shù)個(gè)有序晶格(orderedlattice)排列，M反相的錯(cuò)動(dòng)，數(shù)個(gè)有序晶格再排列，制成單元的晶格的數(shù)倍至10數(shù)倍的單位的結(jié)構(gòu)，稱做其周期長的結(jié)構(gòu)。而且，長周期有序結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在有序相和無序相之間的小溫度范圍，在電子衍射圖中有序相的反射發(fā)生分裂，在對(duì)應(yīng)于數(shù)倍至數(shù)10倍的周期的位置出現(xiàn)衍射斑點(diǎn)(diffiBctionspots)。在形成該長周期有序結(jié)構(gòu)的原封不動(dòng)的狀態(tài)，M金材的機(jī)械性能是不充分的，雖然維持高的抗拉強(qiáng)度和0.2%屈服破，但不能得至犒的延伸率。因此，如圖1所示，在已形成的長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)2、2...的至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)2中形成彎曲部2a和翹曲部2b的至少一方，而且，形成有序晶格的排列被破壞的分?jǐn)嗖?c。再者，向這樣的長周期有序結(jié)構(gòu)2的彎曲部2a、翹曲部2b、分?jǐn)嗖?c的形成，fflil將鑄造材或者已熱處理的鑄造材進(jìn)行熱塑性加工的塑性加工工序來完成。而且，如上所述，ilita行上述的塑性加工，也達(dá)到被細(xì)化成Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如長周期有序結(jié)構(gòu)2的分?jǐn)嗖?c)中的平均粒徑2Mm以下的細(xì)小a-Mg的析出。另外，在鑄造時(shí)形成的單元結(jié)構(gòu)1由于熱塑性加工而消失(在圖1的加工材中，用虛線記載單元結(jié)構(gòu)l)。再者，優(yōu)選具有彎曲部2a、翹曲部2b和分?jǐn)嗖?c(包括在分?jǐn)嗖?c形成的細(xì)小ot—Mg)的長周期有序結(jié)構(gòu)2，是在加工材中形成的長周期有序結(jié)構(gòu)2，即在鑄造時(shí)(包括鑄造后的熱處理)形成的全部長周期有序結(jié)構(gòu)2的10%以上。而且，如圖3所示，具有彎曲部2a、翹曲部2b和分?jǐn)嗖?c(包括在分?jǐn)嗖?c形成的細(xì)小a—Mg)的長周期有序結(jié)構(gòu)2，在加工材的光學(xué)顯微鏡(放大倍數(shù)50倍)下的觀察中，作為加工度高的高加工組織3(粗線框內(nèi))被觀察到。而高力口工組織3以外的部分，作為加工度低的、近似鑄造組織的低加工組織4MH察到。在本發(fā)明中，所謂彎曲部2a、翹曲部2b和分?jǐn)嗖?c是指，用顯微鏡(放大倍數(shù)100倍以上，最好是400500倍)觀察加工材的合金組織時(shí)，在以下的狀態(tài)觀察到的部分。即，如圖4所示，將觀察到的長周期有序結(jié)構(gòu)2不是直線狀而發(fā)生彎曲的部分稱做彎曲部2a。如圖5所示，將觀察到的長周期有序結(jié)構(gòu)不是直線狀而發(fā)生彎曲的部分稱做翹曲部2b。如圖6、圖7所示，將觀察到的直線狀、彎曲狀或者翹曲狀的長周期有序結(jié)構(gòu)2的中途被截?cái)嗟牟糠?，例如被截?cái)嗟膶訝钕嗪拖噜彽膶訝钕嘀g的部分稱做分?jǐn)嗖?c。再者，雖然未觀察圖6、圖7，但在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如分?jǐn)嗖?c)析出被細(xì)化成平均粒徑2,以下的細(xì)小a—Mg。接著，說明有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材的制造方法。g金材的制造方法，根據(jù)構(gòu)成^^金材的Mg—Zn—RE系合金的類型不同而不同。艮口，選擇4頓RE由Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上構(gòu)成的類型1的Mg—Zn—RE系合金(第1制造方法)、和作為使用RE由Gd、Tb中的至少一種以上構(gòu)成的類型2的Mg—Zn—RE系合金(第2制造方法)的2種制造方法。[第1制造方淘第1制造方法是包括熔鑄工序和塑性加工工序的制造方法。以下說明各工序。熔鑄工序熔煉含有0.53原子XZn,作為RE以15原子％的范圍含有Y、Dy、Ho、Er、Tm的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金(類型l)，進(jìn)行鑄造作為鑄造材。在由該類型l的Mg-Zn—RE系合金構(gòu)成的鑄造材中，Mg—Zn—RE系合金得到單元結(jié)構(gòu)形態(tài)，在該單元結(jié)構(gòu)1內(nèi)，以長周期有序結(jié)構(gòu)2和a—Mg形成層狀相L(參照?qǐng)Dl、圖2)。再者，熔煉、鑄造方法按照常規(guī)方法進(jìn)行。另外，為了M^屬熔液去P綠化物，熔煉tt^熔劑法精煉o塑性加工將上M序中制成的鑄造材實(shí)施熱塑性加工。熱塑性加工，在使由鑄造產(chǎn)生的層狀相L細(xì)化的同時(shí)，在至少一部分的長周期有序結(jié)構(gòu)2中形成彎曲部2a和翹曲部2b的至少一方，而且需要對(duì)于形成分?jǐn)嗖?c給予必要的充分的應(yīng)變。另外，為了在Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分(例如長周期有序結(jié)構(gòu)2的分?jǐn)嗖?c)形成細(xì)化的a-Mg，優(yōu)選給予必要的充分應(yīng)變。再者，由于該熱塑性加工，在鑄造時(shí)形成的單元結(jié)構(gòu)1消失(參照?qǐng)D1)。因而，如圖8所示,利由熱塑性加工制成的加工材10，在至少一部分具有等效應(yīng)變1.5以上的部分IOA。于是，在加工材在汽車用零件等中i頓時(shí)，做到要求高的機(jī)械性能的部分以等效應(yīng)變1.5以上的部分1(^構(gòu)成。因此，為了形成等艦變不到1,5的部分IOB、IOC，雌實(shí)施熱塑性加工，以使在加工材的所有部分成為等效應(yīng)變1.5以上。另外，在分?jǐn)嗖?c、以分?jǐn)嗖?c的寬度是lMm以上發(fā)生細(xì)小的a—Mg。所謂等效^，變，是對(duì)應(yīng)于VonMieses的屈服應(yīng)力的等效應(yīng)變，稱為以下式(1)計(jì)算的應(yīng)變。再者，在下式(1)中，以(s)表示等效應(yīng)變、以(s,)表示長度方向的真應(yīng)變、以(S2)表示寬度方向的真應(yīng)變、以(s3)表示厚度方向的真應(yīng)變。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(1)若這里給予的應(yīng)變(等效應(yīng)變)不到1.5，在長周期有序結(jié)構(gòu)上就變得難以形成彎曲部、翹曲部、分?jǐn)嗖俊Ａ硗?，Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的oc—Mg(例如分?jǐn)嗖康膐c—Mg)也難以細(xì)化成平均粒徑2pm以下。因而，齢金材的抗拉纟破和屈服強(qiáng)度變低，當(dāng)然，延伸率也成為低值。再者，雖然等效應(yīng)變的上限值沒有特別地限制，但給予的等效應(yīng)變?nèi)暨^高，齢金材抗拉強(qiáng)度、0.2屈服強(qiáng)度、延伸率就M^、，因此^^不到2.3。更imi.52.0。另外，關(guān)于進(jìn)行熱塑性加工時(shí)的溫度，可以根據(jù)鑄造材的加工性在300500的范圍適宜itt擇。在熱塑性加工是擠壓加工時(shí)，在擠壓驗(yàn)300500°C，若以擠壓比59.9的范圍，更好是69的范圍進(jìn)行，就能夠得至晰械性能良好的齢金材。在熱塑性加工是鍛造加工時(shí)，若在下式(2)的條件下進(jìn)行，就f,一邊防止鑄造材的開裂，一邊謀求晶粒的細(xì)化，因此是更令人滿意的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>...(2)再者，在式(2)中，T(。C)是辦鵬，X(%)是壓下量。在鍛造加工中X寸鍛造材給予等效應(yīng)變的情況下，Mit行滿足規(guī)定的剝牛地鍛造加工，鍛造加工中的加工終了溫度和壓下量變得適當(dāng)，在鍛造加工時(shí)不產(chǎn)生裂紋。也就是說，在終鍛溫度(T)達(dá)不到在2倍的壓下量(X)上加210算出的值的鵬時(shí)，變得易發(fā)生^3t^紋，是不適當(dāng)?shù)?。另外，在終鍛驗(yàn)(過高)時(shí)，由塑性加工產(chǎn)生的細(xì)亞晶粒M動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行成長，^"金材的機(jī)械性能就容易陶氏。因此，雌終鍛驗(yàn)(T)的上限鶴在2倍的壓下量(X)上加310算出的值的溫度。[第2制造方法]第2制造方法是包括熔鑄工序、熱處理工序、塑性加工工序的制造方法。以下說明各工序。熔鑄工序除了使用含有0.53原子XZn、作為RE以15原子％含有Gd、Tb中的至少一種以上、余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)組成的Mg—Zn—RE系合金(第2類型)以外，是和第l制造方法相同。熱處理工序在4S055(TC，在Jl^工序中制成的鑄造材上實(shí)施熱處理，控制長周期有序結(jié)構(gòu)的形成。如果熱處理，^(牛是不到48(TC或者不到1小時(shí)，在鑄造材上就不充分地形成長周期有序結(jié)構(gòu)。另外，若超過55(TC，鑄造材就發(fā)生局部的熔化等不，。再者，熱處理方法，使用公知的熱處理設(shè)備，用常規(guī)方法進(jìn)行。再有，熱處理時(shí)間，雖然根據(jù)鑄造材的大小而不同，但例如是外徑29mmx長75mm的鑄造材，優(yōu)選l小時(shí)以上，外徑是100mmx長180mm的鑄造材，24小時(shí)以上。再者，熱處理后，也往往形成平均粒徑1020pm的a—Mg。塑性加工工序在上^I序中已熱處理的鑄造材上，和第1制造方法同樣地實(shí)施熱塑性力口工，來制造在至少一部分上具有等效應(yīng)變1.5以上的部分的加工材。有關(guān)本發(fā)明的鎂合金材的制造方法，在進(jìn)行第1#第2制造方法中的塑性加工后，為了fl^金材(加工材)的尺寸穩(wěn)定化，也可以在200300'C施加保持10小時(shí)以上的穩(wěn)定化處理工序。特別，招頓類型2的Mg—Zn—RE系合金時(shí)，由于施加上述的穩(wěn)定化處理工序，尺寸穩(wěn)定性提高，雖然經(jīng)受內(nèi)燃機(jī)用活塞、閥門、挺桿、頂桿、鏈輪等熱影響，但是向所j頓的制品的應(yīng)用成為可能，因而是合適的。另外，在塑性加工是鍛造加工時(shí)，在用于上述的尺寸穩(wěn)定化的穩(wěn)定化處理工序后，根據(jù)需要，在內(nèi)燃機(jī)用活塞、閥門、挺桿、頂桿、鏈輪等規(guī)定的形狀上也可以對(duì)加工材進(jìn)行切削加工的切削工序。接著，說明本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例112在熔煉爐中投A^1所^^且成的Mg—Zn—RE系合金，^fflM備煉進(jìn)行熔煉。接著，用金屬模鑄造已加熱熔化的金屬熔液，制成外徑29mmx長60mm的金屬錠。為了等娘變成為0.72.2，變化擠壓比在擠壓、鵬375匸將該金屬f皿行擠壓加工，制成實(shí)施例112的g金材。用1201000號(hào)的砂纟婦每得到的實(shí)施例112的g金材的表面研磨后，用氧化鋁等進(jìn)行拋光研磨，進(jìn)行鏡面化，用乙酸乙二醇7jC溶液等進(jìn)行腐蝕，形成組織觀察面。用放大倍數(shù)400倍的光學(xué)顯微鏡觀察該組織崖察面，觀察長周期有序結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。另外，用翻電子顯微鏡(放大倍數(shù)4000倍)觀察該組郷見察面，確認(rèn)有無平均粒徑2pm以下的細(xì)小a—Mg。另外，/A^f得到的實(shí)施例112的!鈴金材切取JIS規(guī)格的說羊，在常溫進(jìn)行拉伸i微，測定抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率。這些結(jié)果示于表1中。再者，判斷抗拉強(qiáng)度和0.2%屈服強(qiáng)度是270MPa以上時(shí)為[^]，不到270MPa時(shí)為[低]。另外，判斷延伸率(延性)是3%以上時(shí)為[飼，不到3%時(shí)為[低]。對(duì)比例15將對(duì)比例1、2的Mg—Zn—RE系合金的Zn、RE的含量，對(duì)比例35除了擠壓加工中的等效應(yīng)變規(guī)定為本發(fā)明的權(quán)禾(傻求的范圍以外，和實(shí)施例18同樣地制作，制成對(duì)比例15的,f^金材。而且和實(shí)施例18同樣地進(jìn)行，確iA^寸比例15,i^金材的長周期有序結(jié)構(gòu)的狀態(tài)、有無平均粒徑2Mm以下的細(xì)小a—Mg，與此同時(shí)測定抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率。其結(jié)果示于表l中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>勝)扭ilf(kinking):有彎曲部或者翹曲部(注)細(xì)^a—Mg(平均粒徑2^以下)?！瑇..,不包含如表i戶;n己載，滿足本發(fā)明的權(quán)利要求范圍的實(shí)施例ii2的齢金材，抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率優(yōu)良，具有作為活塞零件等材料所要求的高強(qiáng)度和延性。再者，實(shí)施例18、11、12的細(xì)小ct一Mg在已分?jǐn)嗟膶訝钕嗪拖噜彽膶訝钕嘀g(長周期有序結(jié)構(gòu)的分?jǐn)嗖?形成。另外，實(shí)施例9的細(xì)小a—Mg在是Mg-Zn—RE系合金的己分?jǐn)嗟膶訝钕嗪滔驵彽膶訝钕嘀g以夕卜的部分的合金組織中形成。另一方面，對(duì)比例1的^金材，Zn、Y的含量是不到下限值，因此即使給予等效應(yīng)變1.6，雖然延伸率某種禾號(hào)，但抗拉3艘、0.2%屈服強(qiáng)度降低。對(duì)比例2的鎂合金材，Zn、Y的含量ffiLt限值，因此雖然抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度變高，但延伸率0.6%顯著地降低，缺乏延性。對(duì)比例35的齢金材，Zn、Y的含量雖然在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，但等效應(yīng)變比1,5低，因此幾乎沒有延伸率。另外，對(duì)比例3、4抗拉強(qiáng)度也低。實(shí)施例1320在熔煉爐中SA^2所示組成的Mg—Zn—RE系合金，4頓熔劑精煉進(jìn)行熔煉。接著，用金屬模鑄造已加熱熔化的金屬烙液，制成外徑29mmx長60mm的金屬錠。在51(TC將該金屬f皿行2小時(shí)熱處理后，為了從圓柱垂直方向成為等效應(yīng)變0.72.2，變化鐓鍛比在鍛造鵬350。C進(jìn)行鐓鍛鍛造，制成實(shí)施例1320的纟M^金材。用光學(xué)顯微鏡和，電子顯微鏡觀察所得到的實(shí)施例1320的纟f^金材的金屬組織，確認(rèn)長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)的狀態(tài)、有無平均粒徑2nm以下的細(xì)小a—Mg。另外，從得到的實(shí)施例1320的纟轉(zhuǎn)金材切取JIS規(guī)格的i辦，在常溫進(jìn)行拉伸i(驗(yàn)，觀啶抗拉弓艘、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率。對(duì)比例610使對(duì)比例6、7的Mg—Zn—RE系合金的Zn、RE的含量，對(duì)比例810的鐓鍛鍛造中的等效應(yīng)變?cè)诒景l(fā)明的權(quán)利要求的范圍以外，和實(shí)施例915同樣地審舴制艦比例610的齢金材。而且，和實(shí)施例915同樣i艦行，確iA^t比例610的,f^金材的長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)的狀態(tài)、有無平均粒徑2pm以下的細(xì)小a—Mg，與此同時(shí)，觀l」定抗拉強(qiáng)度、0.2。%屈服弓驢、延伸率。這些結(jié)果示于表2中。對(duì)比例11在不進(jìn)行金屬錠的熱處理和鐓鍛鍛造下(意味著等效應(yīng)變?yōu)?)，除以金屬錠作為l鈴金樹頓以外，和對(duì)比例10同樣地制作，制成對(duì)比例11的f鈴金材。而且，和對(duì)比例10同樣地進(jìn)行，確認(rèn)長周期有序結(jié)構(gòu)(LPSO)的狀態(tài)、有無平均粒徑2^m以下的細(xì)小a—Mg，與此同時(shí)，測定抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率。這些結(jié)果示于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>彼)扭折^曲部^翹曲部勝)細(xì)扭一Mg(平均粒徑2)om以下):o...包含x…不包含(注)用鍋錠測就比例11的抗撻艘、0.2%屈鵬驢和延伸率如表2船己載，滿足本發(fā)明的權(quán)利要求范圍的實(shí)施例1320的齢金材，抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度、延伸率優(yōu)良，具有作為活塞零件等材料所要求的高強(qiáng)度和延性。再者，實(shí)施例1318的細(xì)小ct一Mg在己分?jǐn)嗟膶訝钕嗪拖噜彽膶訝钕嘀g(長周期有序結(jié)構(gòu)的分?jǐn)嗖?形成。另外，實(shí)施例19的細(xì)小a—Mg在是Mg—Zn—RE系合金的已分?jǐn)嗟膶訝钕嗪拖噜彽膶訝钕嘀g以外的部分的合金組織中形成。另一方面，對(duì)比例6的齢金材，Zn、Gd的含量是不到下限值，因此即使給予等效應(yīng)變1.6，雖然延伸率是某種程度，但抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度降低。對(duì)比例7的鎂合金沐Zn、Gd的含量^3ii:限值，因此雖然抗拉強(qiáng)度、0.2%屈服強(qiáng)度變高，但延伸率顯著地降低至0.6%，缺乏延性。對(duì)比例810的齢金沐雖然Zn、Gd的含量在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍以外，但等效應(yīng)變也比1.5低，幾乎沒有延伸率。另外，對(duì)比例8、9，抗拉3艘也降低。對(duì)比例ll的齢金材，不進(jìn)行熱處理和鐓鍛麟，因此抗拉雖、0.2%屈服雖和延伸率斷氐。權(quán)利要求1.一種鎂合金材，其由Mg-Zn-RE系合金構(gòu)成，該Mg-Zn-RE系合金作為必須成分含有Zn0.5～3原子％、RE1～5原子％的范圍，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該鎂合金材的特征在于，在上述Mg-Zn-RE系合金的合金組織中，具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和α-Mg形成的層狀相，至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部中的至少一個(gè)，并且具有分?jǐn)嗖俊?.根據(jù)權(quán)利要求1戶脫的fM金材，其特征在于，在戰(zhàn)Mg—Zn—RE系合金的合金組織中的至少一部分形成細(xì)化成平均粒徑2mhi以下的a—Mg。3.根據(jù)權(quán)利要求l或2戶脫的lf^金材，其特征在于，，RE由Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齢金材，其特征在于，上述RE由Gd、Tb中的至少一種以上構(gòu)成。5.—種,鈴金材的帝隨方法，其特征在于，包括熔煉、鑄造Mg—Zn—RE系合金得到鑄造材的賺工序，該Mg—Zn—RE系合金作為必須成M有Zn:0.53原子％，作為RE以15原子％含有Y、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；對(duì)戰(zhàn)鑄造材實(shí)施熱塑性加工，制造在至少一部分上具有等效應(yīng)變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。6.—種^金材的制造方法，其特征在于，包括熔煉、鑄造Mg—Zn—RE系合金得到鑄造材的熔鑄工序，該Mg—Zn—RE系合金作為必須成M有Zn:0.53原子％，作為RE以15原子％含有Gd、Tb中的至少一種以上，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；在48(TC55(TC對(duì)，鑄造材實(shí)施熱處理的熱處SX序；對(duì)進(jìn)行了熱處理的，鑄造材進(jìn)行熱塑性加工，制造在至少一部分上具有等效應(yīng)變1.5以上的部分的加工材的塑性加工工序。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6戶脫的!給金材的制造方法，其特征在于，戰(zhàn)熱塑性加工是擠壓加工或者鋅媳加工。全文摘要本發(fā)明在不使用特殊的制造設(shè)備和工藝下，提供機(jī)械性能優(yōu)良的鎂合金材及其制造方法。由本發(fā)明的Mg-Zn-RE系合金構(gòu)成的鎂合金材，作為必須成分以Zn0.5～3原子％、RE1～5原子％的范圍含有，余量由Mg和不可避免的雜質(zhì)。在Mg-Zn-RE系合金的合金組織中具有以長周期有序結(jié)構(gòu)和α-Mg形成的層狀相。至少一部分的上述長周期有序結(jié)構(gòu)具有彎曲部和翹曲部中的至少一方，而且具有分?jǐn)嗖?。在分?jǐn)嗖啃纬杉?xì)化成平均粒徑2μm以下的α-Mg。文檔編號(hào)C22C23/04GK101225494SQ20071009327公開日2008年7月23日申請(qǐng)日期2007年11月21日優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日發(fā)明者中田守,岡田義夫,山崎倫昭,山田雄一,板倉浩二,河村能人申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所;日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社;國立大學(xué)法人熊本大學(xué)