変形温度はマグネシウム合金の塑性変形能力を左右する重要な因子である。温度が225℃より高いと、非基底表面すべり系の臨界スリット応力が大幅に減少し、エッジおよびコーン表面すべり系が活性化し、それによって材料の塑性変形性が大幅に改善される。しかし、温度が高すぎると、結晶粒の成長が顕著になり、組織が明らかに粗大化する傾向が現れ、材料の塑性変形性も低下する。マグネシウム合金の塑性変形能力に影響を与えるもう一つの要因は、変形速度である。
マグネシウム合金は塑性変形能力に乏しい。熱間加工中、その継続的な変形能力を提供するためには、動的回復や動的再結晶のような軟化効果が必要である。材料の動的回復と動的再結晶の進行は時間に関係する。変形速度が速い場合、材料の動的再結晶と動的回復は短時間で完了することが難しく、材料の塑性が発揮されにくい。
逆に、変形速度が遅いと、動的再結晶と動的回復が十分に進行し、材料変形の軟化効果が高まり、材料の塑性加工に有利となる。変形の程度もマグネシウム合金の塑性変形能力に影響を与える重要な要因である。変形量の継続的な増加に伴い、材料中の転位密度は増加し続け、移動中に転位の交差が激しくなり、固定間隔、転位の絡み合い等が生じる。障害物は、転位の移動抵抗を増加させ、変形抵抗の増加を引き起こし、材料の強度を増加させる。変形の程度が小さい場合、材料の変形エネルギーは小さく、再結晶を起こすほどではなく、結晶粒径はあまり変化しない。変形度が2％から10％の範囲になると、再結晶後の結晶粒は非常に粗くなり、この時の変形度を臨界変形度と呼ぶ。
変形度が臨界変形度を超えると、変形度が大きいほど結晶粒が細かくなる。これは、変形の度合いが大きいほど、貯蔵エネルギーが増加するため、材料の核生成率が上昇し、再結晶粒が微細化するためである。他の金属材料と同様に、CNC加工材料の結晶粒構造を微細化することは、マグネシウム合金の成形性能と多結晶マグネシウムの成形構造の特性を向上させる重要な方法である。材料の結晶粒を微細化し、粒界反転の応力を低減することで、隣接する結晶粒間の重なりや無効な変位を調整することができる。同時に、双晶の粒界体積もこの方法で調整することができるので、材料の塑性加工能力が向上しました。
合金の結晶粒径がある値まで微細化されると、材料の延性変態能力が完全に保証される。結晶粒径が小さいほど結晶降伏強度は低くなる。その結果、結晶粒微細化はマグネシウム合金の塑性を改善し、精密塑性加工を実現し、優れた機械的特性を持つ部品を製造するための重要な方法となっている。
まとめると、熱間変形過程におけるマグネシウム合金の結晶粒微細化と動的再結晶メカニズムをマスターし、マグネシウム合金の精密塑性加工の幅広い応用を実現することは、この分野で早急に解決すべき課題である。
