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HIGH-STRENGTH HIGH-TOUGHNESS MAGNESIUM ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Foreign code F070001791
File No. F070001791
Posted date Jan 18, 2008
Country WIPO
International application number 2007JP056522
International publication number WO 2007/111342
Date of international filing Mar 20, 2007
Date of international publication Oct 4, 2007
Priority data
  • P2006-077736 (Mar 20, 2006) JP
Title HIGH-STRENGTH HIGH-TOUGHNESS MAGNESIUM ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Abstract Disclosed is a high-strength high-toughness magnesium alloy having strength and toughness practically sufficient for expanded applications of magnesium alloys. Also disclosed is a method for producing such a high-strength high-toughness magnesium alloy. Specifically disclosed is a high-strength high-toughness magnesium alloy which is characterized by containing a atom% in total of at least one metal selected from Cu, Ni and Co, and b atom% in total of at least one element selected from the group consisting of Y, Dy, Er, Ho, Gd, Tb and Tm, with a and b satisfying the following formulae (1)-(3). (1) 0.2 a 10 (2) 0.2 b 10 (3) 2/3a - 2/3 < b
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(1)0.2≦a≦10(2)0.2≦b≦10(3)2/3a-2/3<b

【請求項2】請求項1において、前記高強度高靭性マグネシウム合金は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項3】請求項2において、前記高強度高靭性マグネシウム合金はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項4】請求項2又は3において、前記高強度高靭性マグネシウム合金は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一項において、前記高強度高靭性マグネシウム合金はマグネシウム合金鋳造物であり、前記マグネシウム合金鋳造物には熱処理が施されていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項6】請求項5において、前記高強度高靭性マグネシウム合金は、前記マグネシウム合金鋳造物の塑性加工を行った塑性加工物であることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項7】Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすマグネシウム合金鋳造物を作り、前記マグネシウム合金鋳造物を切削することによってチップ形状の鋳造物を作り、前記鋳造物を塑性加工により固化した塑性加工物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(1)0.2≦a≦10(2)0.2≦b≦10(3)2/3a-2/3<b

【請求項8】Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすマグネシウム合金鋳造物を作り、前記マグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行った後の塑性加工物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(1)0.2≦a≦10(2)0.2≦b≦10(3)2/3a-2/3<b

【請求項9】請求項7又は8において、前記マグネシウム合金鋳造物には熱処理が施されていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項10】請求項7乃至9のいずれか一項において、前記塑性加工物には熱処理が施されていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項11】請求項6乃至10のいずれか一項において、前記塑性加工物はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項12】請求項6乃至11のいずれか一項において、前記塑性加工物は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項13】請求項6乃至12のいずれか一項において、前記塑性加工は、圧延、押出し、ECAE、引抜加工、鍛造、プレス、転造、曲げ、FSW加工及びこれらの繰り返し加工のうち少なくとも一つを行うものであることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項14】請求項6乃至13のいずれか一項において、前記塑性加工は、少なくとも一回の相当歪量が0超5以下であることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項15】Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たす組成を有する液体を形成し、前記液体を急冷して凝固させた粉末、薄帯又は細線からなることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(1)0.2≦a≦10(2)0.2≦b≦10(3)2/3a-2/3<b

【請求項16】請求項15において、前記粉末、薄帯又は細線は長周期積層構造相の結晶組織を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項17】請求項16において、前記粉末、薄帯又は細線はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項18】請求項16又は17において、前記粉末、薄帯又は細線は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項19】請求項16乃至18のいずれか一項において、前記粉末、薄帯又は細線にせん断が付加されるように固化されたことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項20】請求項2乃至14、16乃至19のいずれか一項において、前記長周期積層構造相がキンキングしていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項21】請求項1乃至20のいずれか一項において、前記MgにZnをc原子%含有し、前記aとcは下記式(4)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(4)0.2<a+c≦15

【請求項22】請求項21において、前記aとcはさらに下記式(5)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(5)c/a≦1/2

【請求項23】請求項1乃至22のいずれか一項において、前記MgにLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Yb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でd原子%含有し、前記bとdは下記式(6)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(6)0.2<b+d≦15

【請求項24】請求項23において、前記bとdはさらに下記式(7)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(7)d/b≦1/2

【請求項25】請求項1乃至24のいずれか一項において、前記MgにZr、Ti、Mn、Al、Ag、Sc、Sr、Ca、Si、Hf、Nb、B、C、Sn、Au、Ba、Ge、Bi、Ga、In、Ir、Li、Pd、Sb、V、Fe、Cr及びMoからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でe原子%含有し、eは下記式(8)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(8)0<e≦2.5

【請求項26】請求項25において、前記eとaとbとdはさらに下記式(9)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。(9)e/(a+b+c+d)≦1/2

【請求項27】Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たすマグネシウム合金鋳造物を作る工程と、前記マグネシウム合金鋳造物に塑性加工を行うことにより塑性加工物を作る工程と、を具備することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(1)0.2≦a≦10(2)0.2≦b≦10(3)2/3a-2/3<b

【請求項28】請求項27において、前記マグネシウム合金鋳造物を作る工程と前記塑性加工物を作る工程との間に、前記マグネシウム合金鋳造物を切削する工程をさらに具備することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金。

【請求項29】請求項27又は28において、前記マグネシウム合金鋳造物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項30】請求項27乃至29のいずれか一項において、前記塑性加工物は長周期積層構造相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項31】請求項29又は30において、前記塑性加工物はαMg相を有し、前記αMg相がラメラ構造を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項32】請求項29乃至31のいずれか一項において、前記塑性加工物は化合物相を有することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項33】請求項29乃至32のいずれか一項において、前記長周期積層構造相がキンキングしていることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項34】請求項27乃至33のいずれか一項において、前記マグネシウム合金鋳造物を作る工程の後に、前記マグネシウム合金鋳造物に熱処理を施す工程をさらに含むことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項35】請求項27乃至34のいずれか一項において、前記塑性加工物を作る工程の後に、前記塑性加工物に熱処理を施す工程をさらに含むことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項36】請求項27乃至35のいずれか一項において、前記塑性加工は、圧延、押出し、ECAE、引抜加工、鍛造、プレス、転造、曲げ、FSW加工及びこれらの繰り返し加工のうち少なくとも一つを行うものであることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項37】請求項27乃至36のいずれか一項において、前記塑性加工は、少なくとも一回の相当歪量が0超5以下であることを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項38】請求項27乃至37のいずれか一項において、前記MgにZnをc原子%含有し、前記aとcは下記式(4)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(4)0.2<a+c≦15

【請求項39】請求項38において、前記aとcはさらに下記式(5)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(5)c/a≦1/2

【請求項40】請求項27乃至39のいずれか一項において、前記MgにLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Yb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でd原子%含有し、前記bとdは下記式(6)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(6)0.2<b+d≦15

【請求項41】請求項40において、前記bとdはさらに下記式(7)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(7)d/b≦1/2

【請求項42】請求項27乃至41のいずれか一項において、前記MgにZr、Ti、Mn、Al、Ag、Sc、Sr、Ca、Si、Hf、Nb、B、C、Sn、Au、Ba、Ge、Bi、Ga、In、Ir、Li、Pd、Sb、V、Fe、Cr及びMoからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でe原子%含有し、eは下記式(8)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(8)0<e≦2.5

【請求項43】請求項42において、前記eとaとbとdはさらに下記式(9)を満たすことを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(9)e/(a+b+c+d)≦1/2

【請求項44】Cu、Ni及びCoの少なくとも1種の金属を合計でa原子%含有し、Y、Dy、Er、Ho、Gd、Tb及びTmからなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計でb原子%含有し、aとbは下記式(1)~(3)を満たす組成を有する液体を形成し、前記液体を急冷して凝固させることにより粉末、薄帯又は細線を形成し、前記粉末、薄帯又は細線にせん断が付加されるように固化することを特徴とする高強度高靭性マグネシウム合金の製造方法。(1)0.2≦a≦10(2)0.2≦b≦10(3)2/3a-2/3<b
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • National University Corporation Kumamoto University
  • Chiba University
  • Inventor
  • Kawamura, Yoshihito
  • Yamasaki, Michiaki
  • Itoi, Takaomi
  • Hirohashi, Mitsuji
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BH BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GT GW HN HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LV LY MA MC MD MG MK ML MN MR MT MW MX MY MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RS RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SV SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
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