室温成形可能で高強度な時効硬化型マグネシウム合金を開発
~アルミニウム合金に匹敵する成形性で比強度は1.5倍以上 輸送機器の軽量化が期待~
2017.06.15
(2017.06.16 更新)
国立研究開発法人 物質・材料研究機構
国立大学法人 長岡技術科学大学
NIMSと長岡技術科学大学の研究チームは、自動車の車体などに使われているアルミニウム合金に匹敵する優れた室温成形性と強度を示すマグネシウム合金圧延材を開発しました。
概要
- 国立研究開発法人物質・材料研究機構 磁性・スピントロニクス材料研究拠点 (拠点長 : 宝野和博) のBian Ming-Zhe NIMSポスドク研究員、佐々木泰祐主任研究員らと、国立大学法人長岡技術科学大学 機械創造工学専攻 鎌土重晴教授らの研究チームは、自動車の車体などに使われているアルミニウム合金に匹敵する優れた室温成形性と強度を示すマグネシウム合金圧延材を開発しました。
- マグネシウム合金は実用金属の中で最も軽い金属であることから、軽量化による燃費向上が求められる自動車や鉄道車両などの構造材料としての応用が長年期待されてきましたが、これまで棒材や板材などに加工できる展伸マグネシウム合金の車体への応用はほとんどありませんでした。それは、一般的なマグネシウム合金が現在使われている鉄鋼材料やアルミニウム合金に比べて製造コストが高く、室温での成形性と強度が劣っていたためです。
- 今回、NIMSと長岡技術科学大学の研究チームは、一部の自動車の車体に使われている中強度アルミニウム合金に匹敵する室温成形性を持ちながら、重さ当たりの強度が1.5~2.0倍となる新たな時効硬化型マグネシウム合金、Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn-0.3Zn (at.%) (AXMZ1000)、を開発しました。これらの優れた特性が得られた要因は、亜鉛(Zn)とマンガン(Mn)の微量添加により優れた成形性を得られるような微細結晶組織を形成し、アルミニウム(Al)とカルシウム(Ca)の添加により成形後の時効処理とよばれる熱処理で強度を高めることができたためです。
- 開発合金には、資源的に豊富で安価な合金元素しか使われておらず、板材とするための加工・熱処理プロセスも、通常のアルミニウム合金と同じ単純なものです。したがって、室温成形性と強度の問題のみならず、製造コストの問題もクリアすることができるため、これまで展伸マグネシウム合金の応用の妨げとなっていた長年の課題をクリアすることができると期待されます。今後、開発合金を大型化し、輸送機器の軽量化のための構造材料としての応用を目指していきます。
- 本研究は 、科学技術振興機構 先端的低炭素化技術開発 (JST-ALCA)の一環として行われました。
- 本研究成果は、材料系の速報誌Scripta Materialia誌にて、日本時間2017年6月16日午前9時に掲載されます。
開発合金と従来材のエリクセン試験後の比較
