固化材および押出材の硬さ

5章+】抽打むおよびMCM･Zr複合材料の創製と機械的特性

第Ⅲ編 粉末押出加工によるマグネシウム合金の創製と疲労特性

なお,Zr45粉末を10mass%以上添加したMg75‑Zr45押出材の硬さは,既存合金の AZ31圧延材,AZ91鋳造材やAM60鋳造材の硬さと比べてほぼ同程度である.さらに, Mg合金鋳造材,制振合金のMCMやKIA合金鋳造材の硬さと比較すると約2倍の硬

さを示す.

以上の結果から,押出材の高硬度化の手法として,微細粉末を用いた熱間押出加工 が有効であることがわかった.

MCM‑Zr系について,Fig.5‑12に各加工温度のMCM押出材およびM3Z押出材の硬 さを示す.なお,M3Z押出材に対する硬さの測定箇所は,Zr粒子を含まないマトリッ クスである.押出温度の影響については,MCM‑F,C両押出材ともに,押出温度の上 昇に伴い硬さが低下する傾向を示す.一方,M3Z‑F,C両押出材の場合も,最も高い 押出温度である673Kにおいて硬さが若干低い.これらは粉末押出加工において生じ

る加工硬化が,押出温度の上昇に伴って小さくなるためと考えられる.

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Zr(TTnSS%)

Fig･5‑12 Vickers hardness ofhot‑eXtruded MCM‑Zr alloys comparedwith COnVemtionalMgcastingalloys.

次に,M3Z押出材とMCM押出材を比較すると,押出温度573KではM3Z押出材の ほうが若干低い硬さを示すが,押出温度623Kおよび673Kでは逆に高い傾向を示す.

この理由として,M3Z押出材とMCM押出材における各押出材の結晶粒径(Thble5‑1) と硬さの関係をみると,結晶粒の微細化により硬さは増加する傾向があることから,

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第5章 Mg二ZrおよびMCM‑Zr複合材料の創製と機械的特性

押出材の結晶粒径の差異が挙げられる.ただし,押出温度573Kにおいてこの傾向が 異なるのは,MCM合金およびM3Z‑F押出材の場合,結晶粒径に顕著な相違がないこ

とから,硬さに大きな相違が現れなかったと考えられる.また,押出温度573Kにお けるMCM合金およびM3Z‑C押出材の場合は,MCM押出材の結晶粒径が約1.8pm, M3Z押出材の場合が約5.9Llmで,MCM合金粉末のほうが微細なことから,他の場合

と全く異なる結果になったと考えられる.しかし,押出材の結晶粒の微細化により硬 さが向上する傾向は他の押出材と同様であった.そこで,全ての押出材の硬さと結晶 粒径の関係を整理すると(Fig.5‑13),両者には明らかに相関があることがわかる･

Mg合金のなかで一般的な合金であるAZ91およびAM60鋳造材の硬さと各押出材の 硬さを比較すると,各押出材の硬さはそれらの鋳造材よりも低い.しかし,制振合金

のMCMおよびKIA鋳造材(25)●(27),(35)と比較すると,各押出材の硬さはMCMおよび KIA鋳造材(それぞれ〃円6,〃円4)のほぼ2倍である.これは粉末による熱間押出 加工の効果であり,それに伴う押出材の組織の微細化が主たる理由と考えられる.

0 2 4 6 8 10 Averagegrainsize(pm)

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Fig･5‑13 Relationship between Vickers hardness and average grain sizein hot‑eXtrudedMCM‑ZralIoys･

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象Ⅲ編 粉末押出加工によるマグネシウム合金の創製と疲労特性