集合組織制御による高成形性を持つ難燃性マグネシウム合金板材の創製

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06518
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 黄 新ショウ 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 構造材料研究部門, 主任研究員 (80415679)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 難燃性マグネシウム合金 / 圧延 / 集合組織制御 / 成形性

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は、優れた室温成形性を示す難燃性Mg合金板材を開発することを目的として、Mg-Al合金及びMg-Zn合金に難燃化元素（Ca）を添加し、Ca添加量（wt%）が圧延材の組織、機械的特性、張出し成形性などに与える影響を調査した。
Mg-5Al合金に0～2%のCaを添加した結果、Ca添加量の増大に伴って発火点は上昇し、1%のCa添加により、発火点は約640℃から900℃まで大きく上昇した。なお、2%にCa量を増やしても、さらなる発火点の上昇は見られなかった。高温圧延を実施したため、いずれも室温成形に適した弱い集合組織を示した。一方、0%、0.5%、1.0%、2.0%のCaを添加した圧延材の室温エリクセン値はそれぞれ8.9、8.2、7.9、6.3であった。Ca添加量増大に伴う成形性低下の原因としては、破壊の起点となる第二相粒子（Al2Ca）が増加したことが挙げられる。
次に、Ca添加量を1%に固定し、Al添加量（3～9%）が室温成形性に及ぼす影響を調査した。その結果、Mg-6Al-1Ca合金が一番弱い底面集合組織を示し、最も優れた成形性（室温エリクセン値：8.1）を示すことを確認した。
次に、0～2%のCaの添加をしたMg-1.5Zn合金の特性を調査した。Caの添加により、通常の強い底面集合組織からｃ軸が板幅方向に約35°傾く弱い集合組織に変化した。0.5%のCaを添加すると、室温エリクセン値は3.6から8.0に大きく向上した。一方、Ca量の増大に伴って伸びと張出し成形性は低下した。1.0%、1.5%、2.0%のCaを添加した圧延材の室温エリクセン値はそれぞれ7.2、6.6、5.8であった。成形性の低下は破壊の起点となる第二相粒子が増加したためと考えられる。
以上の結果より、優れた室温成形性と難燃性を両立するための適正なCa添加量は1%程度であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Mg-Al-Ca合金とMg-Zn-Ca合金のCa添加量と各種特性の関係を系統的に調査した。その結果、優れた室温成形性と難燃性を兼備したMg合金板材を得るための基本合金組成を導出した。

Strategy for Future Research Activity

今年度は導出した基本合金組成（Mg-6wt%Al-1wt%CaとMg-1.5wt%Zn-1wt%Ca）に、その他の元素を微量添加し、微量添加元素が集合組織、結晶粒径、機械的特性、室温成形性等に及ぼす影響を調査する。

Causes of Carryover

作製した合金の化学組成分析の費用を次年度に残したため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

合金作製原料、研磨用消耗品、電子顕微鏡用消耗品などの購入、化学組成分析、学会参加などに使用する予定である。