[發明專利]偽彈性鎂合金、偽彈性鎂合金部件及其制造方法

在審

• 申請號: 201410440375.X
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104419854A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 鷲尾宏太;三浦誠司
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;國立大學法人北海道大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22F1/06;C30B29/52
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;冷永華

技術領域

本發明涉及鎂合金，更具體地，涉及偽彈性鎂合金。

背景技術

在常用于結構材料等的金屬中，鎂具有最低的密度。此外，由于其豐富的天然資源和優異的再循環能力，鎂已作為下一代結構材料受到相當多的關注。特別地，通過向鎂添加各種添加元素制得的鎂合金是輕質的，具有高水平的比強度和比剛性以及優異的減震性。因此，鎂合金已被研究用作各種結構材料如汽車零件、移動電子設備用的殼體等(例如，日本專利申請公開第2005-213535號(JP?2005-213535A)、日本專利申請公開第2006-257478號(JP?2006-257478A))。

同時，Ti-Ni系列合金作為形狀記憶合金和作為偽彈性合金已見報道，形狀記憶合金在低溫下變形后當被加熱到預定的溫度時將返回到先前記憶的形狀，偽彈性合金將在應力下發生明顯的塑性變形，但當應力被卸載時將返回到其初始形狀(例如，日本專利申請公開第2001-262298號(JP2001-262298A)、日本專利申請公開第10-237572號(JP?10-237572))。

也已見報道，當施加的應力自鎂合金卸載時，變形將因孿晶的形成和消亡而略微回復。然而，此類回復的程度小并小于0.5％(Reversible?plastic?strain?during?cyclic?loading-unloading?of?Mg?and?Mg-Zn?alloys(Mg和Mg-Zn合金的循環加載-卸載過程中的可逆塑性應變)，Materials?Science?and?Engineering?A，第456卷，2007，第138-146頁)。

發明內容

如上所述，已有偽彈性合金的各種報道。然而，表現出偽彈性的鎂合金尚未見報道。具有偽彈性的輕質鎂合金將具有寬的應用范圍；因此，存在開發其的需要。因此，本發明提供了一種具有偽彈性的鎂合金及其制品。

本發明人進行了勤勉而透徹的研究以獲得偽彈性鎂合金，所述偽彈性鎂合金利用孿晶的形成和消亡，并且如果因施加超過彈性變形范圍的應力而變形，則將在應力被卸載時返回到其初始形狀。結果，本發明人發現，通過制備含有特定元素并具有對齊的晶體取向的鎂合金，由施加的應力所致的應變因規則地形成的孿晶而得到阻抑，并且當應力被卸載時，應變因孿晶的消亡而消除，合金將返回到其初始形狀。

基于此認識，本發明涉及一種鎂合金，所述鎂合金包含作為主要組分的鎂以及選自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一種元素，并且具有單向晶體結構。因為孿晶的規則形成阻抑來自施加的應力的應變并且當應力被卸載時孿晶變得消亡，由此可以獲得其中應變消除的偽彈性鎂合金。

根據本發明，可獲得使用相關技術不可能獲得的偽彈性鎂合金。

附圖說明

本發明的示例性實施方案的特征、優點以及技術和工業重要性將在下文結合附圖來描述，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的要素，且其中：

圖1為現有技術的鎂合金的應力-應變圖；

圖2為示出Mg-Y單晶中在兩個方向上形成的孿晶的照片；

圖3示出了隨應力的施加而生長并隨應力的卸載而變得消亡的孿晶；

圖4示出了本發明的鎂合金的應力-應變圖；

圖5A示出了本發明的實施方案的鎂合金(溶體(solution))的應力-應變圖；

圖5B為本發明的實施方案的鎂合金(時效5小時，欠時效)的應力-應變圖；

圖5C為本發明的實施方案的鎂合金(時效96小時，完全時效)的應力-應變圖；

圖5D為本發明的實施方案的鎂合金(時效240小時，過時效)的應力-應變圖；

圖6A示出了本發明的實施方案的鎂合金(溶體，未時效)的組織的照片；

圖6B示出了本發明的實施方案的鎂合金(時效5小時)的組織的照片；

圖6C示出了本發明的實施方案的鎂合金(時效96小時)的組織的照片；

圖6D示出了本發明的實施方案的鎂合金(時效240小時)的組織的照片；和

圖7A為對比例的鎂合金的應力-應變圖。

圖7B為對比例的鎂合金的應力-應變圖。

圖7C為對比例的鎂合金的應力-應變圖。

具體實施方式