耐熱マグネシューム合金の新基本系の探索-高融点Mg-Sc-Zr系に注目して-

寻找新型耐热镁合金基础体系——聚焦高熔点Mg-Sc-Zr体系——

• 批准号: 11875150
• 负责人: 山口 正治
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875150/
• 关键词: マグネシュウム合金; 金属間化合物; 変形; 強度; 析出硬化; マグネシュウム合金; 金属間化合物; 変形; 強度; 析出硬化

欧米の自動車産業におけるマグネシュウム合金の需要は、1993年以来年率20%の伸びを示し、この方面のニーズに見合った高温強度と耐クリープ特性に優れた新合金の開発が勢いを増しつつある。しかし、典型的なダイキャスト合金の使用上限温度は約130℃であり、希土類元素等の添加による析出硬化によって高温強度の向上が計られているが、希土類元素はMgと共晶系を構成し、その添加によって合金の融点が降下するという本質的な問題がある。耐クリープ特性を改善するうえでマトリックスの融点降下は問題である。これらの添加元素によって析出硬化を計るなら、析出物によってMgマトリックスは可能な限り有効に強化されねばならない。本研究では、この本質的問題をクリアし得る新しい耐熱Mg合金の基本系としてMg-Sc系を取り上げ、本系をベースとする合金の相平衝関係と強度・変形特性を明らかにするための基礎研究を行なった。Mg-Sc系にはB2型構造のγ相(MgSc)が析出し、Zrが添加されていれば、ZrがScを一部置換し、Mg(Sc、Zr)を形成して析出硬化に寄与する。しかもScの添加によってMgマトリックスの融点が上昇する。ScはMgの他にNi、CoともB2型構造の金属間化合物を形成する。これら金属間化合物もMgマトリックスと整合性を保ちつつMgマトリックスえお有効に析出硬化すると期待される。これらマトリックスに分散される金属間化合物の中で、NiScは特に興味深い特性を示すことが判明した。NiScは常温で変形能を有し、融点も1270℃と高い。本研究の目的は、高温強度に優れたマグネシュウム合金の開発であるが、検討した合金のいくつかは水素吸蔵合金としても興味ある性質を示すことが明らかになった。

自1993年以来，西方汽车行业对镁质合金的需求每年增长20％，并且具有极好的高温强度和耐蠕变能力的新合金的发展正在增长。然而，使用典型的铸造合金的最高温度约为130°C，尽管通过添加稀土元素来实现降水量硬化，但高温强度得到改善，但是稀有地球元素构成了带有MG的Eutectic元素，并且将这些结果添加到了这些融合点降低的基本问题中。矩阵的熔点下降是改善蠕变抗性的问题。如果用这些添加元素测量沉淀硬化，则必须通过沉淀物尽可能有效地加强MG基质。在这项研究中，我们讨论了MG-SC系统是可以克服这个基本问题的新型MG合金的基本系统，并进行了基础研究以阐明基于该系统的合金的参数影响关系，强度和变形特性。在MG-SC系统中，沉淀具有B2型结构的Aγ相（MGSC），如果添加ZR，ZR会部分替换SC，形成MG（SC，ZR），这有助于降水强化。此外，SC的添加增加了MG矩阵的熔点。除MG外，SC还形成了B2结构的金属间化合物，NI和CO。这些金属间化合物也有效地沉淀并硬化MG基质，同时保持与MG矩阵的一致性。在这些矩阵中分散的金属间化合物中，已经发现NISC具有特别有趣的特性。 NISC在室温下具有可变形的特性，高熔点为1270°C。这项研究的目的是在高温下开发具有出色强度的镁合金，但据显示，研究的一些合金也表现出有趣的特性作为氢储存合金。