JPH0625790A - 高強度マグネシウム合金 - Google Patents
高強度マグネシウム合金Info
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- JPH0625790A JPH0625790A JP4097321A JP9732192A JPH0625790A JP H0625790 A JPH0625790 A JP H0625790A JP 4097321 A JP4097321 A JP 4097321A JP 9732192 A JP9732192 A JP 9732192A JP H0625790 A JPH0625790 A JP H0625790A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 アルミニウム２〜１０重量％及びカルシウム
１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比が０．７
以上であり、所望により更にそれぞれ２重量％以下の亜
鉛及びケイ素、及び４重量％以下の希土類元素からなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有し、残部が
マグネシウムと不可避の不純物からなる室温及び高温強
度に優れたマグネシウム合金。 【効果】 本発明の合金は、従来実用されている汎用の
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金よりも室温及び高温強度
に優れており、軽量且つ耐熱性が要求される自動車エン
ジン部品に適した汎用の耐熱性軽量マグネシウム合金で
ある。
１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比が０．７
以上であり、所望により更にそれぞれ２重量％以下の亜
鉛及びケイ素、及び４重量％以下の希土類元素からなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有し、残部が
マグネシウムと不可避の不純物からなる室温及び高温強
度に優れたマグネシウム合金。 【効果】 本発明の合金は、従来実用されている汎用の
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金よりも室温及び高温強度
に優れており、軽量且つ耐熱性が要求される自動車エン
ジン部品に適した汎用の耐熱性軽量マグネシウム合金で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は室温及び高温強度に優れ
たマグネシウム合金に関し、より詳しくは自動車エンジ
ン部品などの軽量化において要請されている４７３Ｋ程
度までの高温でも十分な強度を有するマグネシウム合金
に関する。
たマグネシウム合金に関し、より詳しくは自動車エンジ
ン部品などの軽量化において要請されている４７３Ｋ程
度までの高温でも十分な強度を有するマグネシウム合金
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年地球環境保全の意識の高まりから、
自動車の燃費向上の要請が強まり、自動車用軽量材料の
開発が強く求められようになってきた。
自動車の燃費向上の要請が強まり、自動車用軽量材料の
開発が強く求められようになってきた。
【０００３】マグネシウム合金は現在実用化されている
金属材料の中で最も低密度であり、今後の自動車用軽量
材料として強く期待されている。現在最も一般的に用い
られているマグネシウム合金はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ
系合金（例えば、ＡＺ９１合金＝Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ
−０．５Ｍｎ）であり、この合金の鋳造技術等の周辺技
術は完成段階にあり、自動車軽量化にあたって先ずこの
合金が検討されている。また、耐熱用マグネシウム合金
としてマグネシウムに希土類元素（ＲＥ）を添加した合
金、例えばＭｇ−ＲＥ−Ｚｒ系合金が開発されている。
金属材料の中で最も低密度であり、今後の自動車用軽量
材料として強く期待されている。現在最も一般的に用い
られているマグネシウム合金はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ
系合金（例えば、ＡＺ９１合金＝Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ
−０．５Ｍｎ）であり、この合金の鋳造技術等の周辺技
術は完成段階にあり、自動車軽量化にあたって先ずこの
合金が検討されている。また、耐熱用マグネシウム合金
としてマグネシウムに希土類元素（ＲＥ）を添加した合
金、例えばＭｇ−ＲＥ−Ｚｒ系合金が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金は３９３Ｋ以上で強度が
低下し、自動車エンジン部品の中でも耐熱性が要求され
る用途には適さない。また、上記の耐熱性Ｍｇ−ＲＥ−
Ｚｒ系合金においてはＲＥは重元素であるため溶湯中で
ＲＥが下部に偏る傾向があり、また必須成分として用い
ているＺｒの添加が不安定であり、コスト高になる。
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金は３９３Ｋ以上で強度が
低下し、自動車エンジン部品の中でも耐熱性が要求され
る用途には適さない。また、上記の耐熱性Ｍｇ−ＲＥ−
Ｚｒ系合金においてはＲＥは重元素であるため溶湯中で
ＲＥが下部に偏る傾向があり、また必須成分として用い
ているＺｒの添加が不安定であり、コスト高になる。
【０００５】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、耐熱
性と室温強度の両方が要求される自動車エンジン部品用
材料に適した新規な高強度マグネシウム合金を提供する
ことにある。
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、耐熱
性と室温強度の両方が要求される自動車エンジン部品用
材料に適した新規な高強度マグネシウム合金を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
に適量のアルミニウムと適量のカルシウムとを所定の比
率で添加することにより室温及び高温での強度が向上す
ることを見出した。
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
に適量のアルミニウムと適量のカルシウムとを所定の比
率で添加することにより室温及び高温での強度が向上す
ることを見出した。
【０００７】上記ＡＺ合金等にカルシウムを添加するこ
とにより室温及び高温での強度が向上することは既に知
られている。しかしながら、これらの場合のカルシウム
添加量は一般に０．１５重量％以下であり、ＡＺ合金の
強度を補完するする程度に用いられているに過ぎない。
これに対し、カルシウム添加量を１．４〜１０重量％と
し、且つアルミニウム添加量の０．７倍以上とすること
により室温及び高温での強度が著しく向上することを見
出し、本発明に到達した。
とにより室温及び高温での強度が向上することは既に知
られている。しかしながら、これらの場合のカルシウム
添加量は一般に０．１５重量％以下であり、ＡＺ合金の
強度を補完するする程度に用いられているに過ぎない。
これに対し、カルシウム添加量を１．４〜１０重量％と
し、且つアルミニウム添加量の０．７倍以上とすること
により室温及び高温での強度が著しく向上することを見
出し、本発明に到達した。
【０００８】即ち、本発明の室温及び高温強度に優れた
マグネシウム合金はアルミニウム２〜１０重量％及びカ
ルシウム１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比
が０．７以上であり、残部がマグネシウムと不可避の不
純物からなることを特徴とする。
マグネシウム合金はアルミニウム２〜１０重量％及びカ
ルシウム１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比
が０．７以上であり、残部がマグネシウムと不可避の不
純物からなることを特徴とする。
【０００９】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金は、所望により、更にそれぞれ２重量％以下
の亜鉛、マンガン、ジルコニウム及びケイ素、及び４重
量％以下の希土類元素（例えば、イットリウム、ネオジ
ム、ランタン、セリウム、ミッシュメタル）からなる群
から選ばれた少なくとも１種の元素を含有することがで
きる。
シウム合金は、所望により、更にそれぞれ２重量％以下
の亜鉛、マンガン、ジルコニウム及びケイ素、及び４重
量％以下の希土類元素（例えば、イットリウム、ネオジ
ム、ランタン、セリウム、ミッシュメタル）からなる群
から選ばれた少なくとも１種の元素を含有することがで
きる。
【００１０】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金においては、アルミニウムはマグネシウム固
溶し、時効硬化性を示し、合金の機械的性質を向上させ
る。アルミニウムの添加効果はその添加量の増加に伴っ
て増加するが、２重量％未満では不十分であり、また１
０重量％で飽和に達する。更にアルミニウムの添加量が
増加するに従って合金の伸びが低下する。従って、本発
明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金におい
てはアルミニウム添加量を２〜１０重量％、好ましくは
３〜９重量％とする。
シウム合金においては、アルミニウムはマグネシウム固
溶し、時効硬化性を示し、合金の機械的性質を向上させ
る。アルミニウムの添加効果はその添加量の増加に伴っ
て増加するが、２重量％未満では不十分であり、また１
０重量％で飽和に達する。更にアルミニウムの添加量が
増加するに従って合金の伸びが低下する。従って、本発
明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金におい
てはアルミニウム添加量を２〜１０重量％、好ましくは
３〜９重量％とする。
【００１１】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金においては、カルシウムは高温強度の向上に
有効な元素である。しかしカルシウムの添加量が１．４
重量％未満の場合及びＣａ／Ａｌの比が０．７未満の場
合にはその合金の高温強度が不十分である。またカルシ
ウム添加量の増加に伴って高温強度は向上するが、コス
ト高になる。コスト面を考慮するとカルシウムを１０重
量％を越えて添加してもメリットがない。Ｃａ／Ａｌの
比を０．７以上にするとマグネシウム合金中に晶出する
析出物の組織形態が変化し、Ｍｇ−Ｃａ化合物が晶出し
て優れた高温強度特性を示すようになる。従って、本発
明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金におい
てはカルシウム添加量を１．４〜１０重量％、好ましく
は２〜８重量％とし、Ｃａ／Ａｌの比を０．７以上、好
ましくは０．７５以上とする。
シウム合金においては、カルシウムは高温強度の向上に
有効な元素である。しかしカルシウムの添加量が１．４
重量％未満の場合及びＣａ／Ａｌの比が０．７未満の場
合にはその合金の高温強度が不十分である。またカルシ
ウム添加量の増加に伴って高温強度は向上するが、コス
ト高になる。コスト面を考慮するとカルシウムを１０重
量％を越えて添加してもメリットがない。Ｃａ／Ａｌの
比を０．７以上にするとマグネシウム合金中に晶出する
析出物の組織形態が変化し、Ｍｇ−Ｃａ化合物が晶出し
て優れた高温強度特性を示すようになる。従って、本発
明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金におい
てはカルシウム添加量を１．４〜１０重量％、好ましく
は２〜８重量％とし、Ｃａ／Ａｌの比を０．７以上、好
ましくは０．７５以上とする。
【００１２】Ｍｇ−Ａｌ合金に一般に２重量％以下の量
で添加されている亜鉛は本発明のマグネシウム合金にお
いても有効であり、強度を向上させる効果を有する。し
かし亜鉛の添加量が２重量％を越えるとＭｇ−Ａｌ化合
物の晶出が生じるので好ましくない。
で添加されている亜鉛は本発明のマグネシウム合金にお
いても有効であり、強度を向上させる効果を有する。し
かし亜鉛の添加量が２重量％を越えるとＭｇ−Ａｌ化合
物の晶出が生じるので好ましくない。
【００１３】Ｍｇ合金に一般に２重量％以下の量で添加
されているジルコニウム及びマンガンは本発明のマグネ
シウム合金においても有効であり、組織を微細にし、強
度を向上させる効果を有する。
されているジルコニウム及びマンガンは本発明のマグネ
シウム合金においても有効であり、組織を微細にし、強
度を向上させる効果を有する。
【００１４】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金においては、ケイ素とカルシウムとの組合わ
せは極めて有効であり、高温強度を向上させる効果を有
する。しかしケイ素の添加量が２重量％を越えると初晶
Ｍｇ2 Ｓｉが粗大となり、機械的強度が低下するので好
ましくない。
シウム合金においては、ケイ素とカルシウムとの組合わ
せは極めて有効であり、高温強度を向上させる効果を有
する。しかしケイ素の添加量が２重量％を越えると初晶
Ｍｇ2 Ｓｉが粗大となり、機械的強度が低下するので好
ましくない。
【００１５】希土類元素（例えば、イットリウム、ネオ
ジム、ランタン、セリウム、ミッシュメタル）はマグネ
シウム合金の高温強度を向上させることは公知であり、
最近は、特にネオジム及びイットリウムが耐熱用マグネ
シウム合金に使われている。この効果はカルシウムとの
併用により更に向上することが判明した。この併用によ
る効果の向上は希土類元素添加量４重量％で飽和する。
コスト面を考慮すると希土類元素を４重量％を越えて添
加してもメリットがない。
ジム、ランタン、セリウム、ミッシュメタル）はマグネ
シウム合金の高温強度を向上させることは公知であり、
最近は、特にネオジム及びイットリウムが耐熱用マグネ
シウム合金に使われている。この効果はカルシウムとの
併用により更に向上することが判明した。この併用によ
る効果の向上は希土類元素添加量４重量％で飽和する。
コスト面を考慮すると希土類元素を４重量％を越えて添
加してもメリットがない。
【００１６】
実施例１〜１２及び比較例１〜３ アルゴン雰囲気の真空溶解炉に、表１に示す組成の合金
となるように原材料をを装入し、溶解させた。坩堝とし
てＳＵＳ３０４材を使用し、フラックス等は使用しなか
った。その溶湯を２５mm×５０mm×３００mmの金型中に
鋳込んで試験用鋳物を作成した。このようにして得た試
験用鋳物からＪＩＳ４号試験片を作成した。なお、熱処
理はいずれも５００Ｋ、１０時間である。これらの試験
片を用いて以下の試験を実施した： 引張試験：インストロン引張試験機によりクロスヘッド
速度１０mm/min、測定温度２９８Ｋ及び４７３Ｋ、引張
強度の測定単位＝ＭＰａ、破断時伸び＝％で測定。 測定結果は表１に示す通りであった（表中の％は破断時
伸びである）。
となるように原材料をを装入し、溶解させた。坩堝とし
てＳＵＳ３０４材を使用し、フラックス等は使用しなか
った。その溶湯を２５mm×５０mm×３００mmの金型中に
鋳込んで試験用鋳物を作成した。このようにして得た試
験用鋳物からＪＩＳ４号試験片を作成した。なお、熱処
理はいずれも５００Ｋ、１０時間である。これらの試験
片を用いて以下の試験を実施した： 引張試験：インストロン引張試験機によりクロスヘッド
速度１０mm/min、測定温度２９８Ｋ及び４７３Ｋ、引張
強度の測定単位＝ＭＰａ、破断時伸び＝％で測定。 測定結果は表１に示す通りであった（表中の％は破断時
伸びである）。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明のマグネシウム合金は、従来実用
されている汎用のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金よりも
室温及び高温強度に優れており、軽量且つ耐熱性が要求
される自動車エンジン部品に適した汎用の耐熱性軽量マ
グネシウム合金である。
されている汎用のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金よりも
室温及び高温強度に優れており、軽量且つ耐熱性が要求
される自動車エンジン部品に適した汎用の耐熱性軽量マ
グネシウム合金である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年５月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 高強度マグネシウム合金
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は室温及び高温強度に優れ
たマグネシウム合金に関し、より詳しくは自動車エンジ
ン部品などの軽量化において要請されている４７３Ｋ程
度までの高温でも十分な強度を有するマグネシウム合金
に関する。
たマグネシウム合金に関し、より詳しくは自動車エンジ
ン部品などの軽量化において要請されている４７３Ｋ程
度までの高温でも十分な強度を有するマグネシウム合金
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年地球環境保全の意識の高まりから、
自動車の燃費向上の要請が強まり、自動車用軽量材料の
開発が強く求められようになってきた。
自動車の燃費向上の要請が強まり、自動車用軽量材料の
開発が強く求められようになってきた。
【０００３】マグネシウム合金は現在実用化されている
金属材料の中で最も低密度であり、今後の自動車用軽量
材料として強く期待されている。現在最も一般的に用い
られているマグネシウム合金はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ
系合金（例えば、ＡＺ９１合金＝Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ
−０．５Ｍｎ）であり、この合金の鋳造技術等の周辺技
術は完成段階にあり、自動車軽量化にあたって先ずこの
合金が検討されている。また、耐熱用マグネシウム合金
としてマグネシウムに希土類元素（ＲＥ）を添加した合
金、例えばＭｇ−ＲＥ−Ｚｒ系合金が開発されている。
金属材料の中で最も低密度であり、今後の自動車用軽量
材料として強く期待されている。現在最も一般的に用い
られているマグネシウム合金はＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ
系合金（例えば、ＡＺ９１合金＝Ｍｇ−９Ａｌ−１Ｚｎ
−０．５Ｍｎ）であり、この合金の鋳造技術等の周辺技
術は完成段階にあり、自動車軽量化にあたって先ずこの
合金が検討されている。また、耐熱用マグネシウム合金
としてマグネシウムに希土類元素（ＲＥ）を添加した合
金、例えばＭｇ−ＲＥ−Ｚｒ系合金が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金は３９３Ｋ以上で強度が
低下し、自動車エンジン部品の中でも耐熱性が要求され
る用途には適さない。また、上記の耐熱性Ｍｇ−ＲＥ−
Ｚｒ系合金においてはＲＥは重元素であるため溶湯中で
ＲＥが下部に偏る傾向があり、また必須成分として用い
ているＺｒの添加が不安定であり、コスト高になる。
Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金は３９３Ｋ以上で強度が
低下し、自動車エンジン部品の中でも耐熱性が要求され
る用途には適さない。また、上記の耐熱性Ｍｇ−ＲＥ−
Ｚｒ系合金においてはＲＥは重元素であるため溶湯中で
ＲＥが下部に偏る傾向があり、また必須成分として用い
ているＺｒの添加が不安定であり、コスト高になる。
【０００５】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、耐熱
性と室温強度の両方が要求される自動車エンジン部品用
材料に適した新規な高強度マグネシウム合金を提供する
ことにある。
題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、耐熱
性と室温強度の両方が要求される自動車エンジン部品用
材料に適した新規な高強度マグネシウム合金を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
に適量のアルミニウムと適量のカルシウムとを所定の比
率で添加することにより室温及び高温での強度が向上す
ることを見出した。
を解決するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム
に適量のアルミニウムと適量のカルシウムとを所定の比
率で添加することにより室温及び高温での強度が向上す
ることを見出した。
【０００７】上記ＡＺ合金等にカルシウムを添加するこ
とにより室温及び高温での強度が向上することは既に知
られている。しかしながら、これらの場合のカルシウム
添加量は一般に０．１５重量％以下であり、ＡＺ合金の
強度を補完するする程度に用いられているに過ぎない。
これに対し、カルシウム添加量を１．４〜１０重量％と
し、且つアルミニウム添加量の０．７倍以上とすること
により室温及び高温での強度が著しく向上することを見
出し、本発明に到達した。
とにより室温及び高温での強度が向上することは既に知
られている。しかしながら、これらの場合のカルシウム
添加量は一般に０．１５重量％以下であり、ＡＺ合金の
強度を補完するする程度に用いられているに過ぎない。
これに対し、カルシウム添加量を１．４〜１０重量％と
し、且つアルミニウム添加量の０．７倍以上とすること
により室温及び高温での強度が著しく向上することを見
出し、本発明に到達した。
【０００８】即ち、本発明の室温及び高温強度に優れた
マグネシウム合金はアルミニウム２〜１０重量％及びカ
ルシウム１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比
が０．７以上であり、残部がマグネシウムと不可避の不
純物からなることを特徴とする。
マグネシウム合金はアルミニウム２〜１０重量％及びカ
ルシウム１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比
が０．７以上であり、残部がマグネシウムと不可避の不
純物からなることを特徴とする。
【０００９】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金は、所望により、更にそれぞれ２重量％以下
の亜鉛及びケイ素、及び４重量％以下の希土類元素（例
えば、イットリウム、ネオジム、ランタン、セリウム、
ミッシュメタル）からなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素を含有することができる。
シウム合金は、所望により、更にそれぞれ２重量％以下
の亜鉛及びケイ素、及び４重量％以下の希土類元素（例
えば、イットリウム、ネオジム、ランタン、セリウム、
ミッシュメタル）からなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素を含有することができる。
【００１０】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金においては、アルミニウムはマグネシウムに
固溶し、時効硬化性を示し、合金の機械的性質を向上さ
せる。アルミニウムの添加効果はその添加量の増加に伴
って増加するが、２重量％未満では不十分であり、また
１０重量％で飽和に達する。更にアルミニウムの添加量
が増加するに従って合金の伸びが低下する。従って、本
発明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金にお
いてはアルミニウム添加量を２〜１０重量％、好ましく
は３〜９重量％とする。
シウム合金においては、アルミニウムはマグネシウムに
固溶し、時効硬化性を示し、合金の機械的性質を向上さ
せる。アルミニウムの添加効果はその添加量の増加に伴
って増加するが、２重量％未満では不十分であり、また
１０重量％で飽和に達する。更にアルミニウムの添加量
が増加するに従って合金の伸びが低下する。従って、本
発明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金にお
いてはアルミニウム添加量を２〜１０重量％、好ましく
は３〜９重量％とする。
【００１１】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金においては、カルシウムは高温強度の向上に
有効な元素である。しかしカルシウムの添加量が１．４
重量％未満の場合及びＣａ／Ａｌの比が０．７未満の場
合にはその合金の高温強度が不十分である。またカルシ
ウム添加量の増加に伴って高温強度は向上するが、コス
ト高になる。コスト面を考慮するとカルシウムを１０重
量％を越えて添加してもメリットがない。Ｃａ／Ａｌの
比を０．７以上にするとマグネシウム合金中に晶出する
析出物の組織形態が変化し、Ｍｇ−Ｃａ化合物が晶出し
て優れた高温強度特性を示すようになる。従って、本発
明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金におい
てはカルシウム添加量を１．４〜１０重量％、好ましく
は２〜８重量％とし、Ｃａ／Ａｌの比を０．７以上、好
ましくは０．７５以上とする。
シウム合金においては、カルシウムは高温強度の向上に
有効な元素である。しかしカルシウムの添加量が１．４
重量％未満の場合及びＣａ／Ａｌの比が０．７未満の場
合にはその合金の高温強度が不十分である。またカルシ
ウム添加量の増加に伴って高温強度は向上するが、コス
ト高になる。コスト面を考慮するとカルシウムを１０重
量％を越えて添加してもメリットがない。Ｃａ／Ａｌの
比を０．７以上にするとマグネシウム合金中に晶出する
析出物の組織形態が変化し、Ｍｇ−Ｃａ化合物が晶出し
て優れた高温強度特性を示すようになる。従って、本発
明の室温及び高温強度に優れたマグネシウム合金におい
てはカルシウム添加量を１．４〜１０重量％、好ましく
は２〜８重量％とし、Ｃａ／Ａｌの比を０．７以上、好
ましくは０．７５以上とする。
【００１２】Ｍｇ−Ａｌ合金に一般に２重量％以下の量
で添加されている亜鉛は本発明のマグネシウム合金にお
いても有効であり、強度を向上させる効果を有する。し
かし亜鉛の添加量が２重量％を越えるとＭｇ−Ａｌ化合
物の晶出が生じるので好ましくない。
で添加されている亜鉛は本発明のマグネシウム合金にお
いても有効であり、強度を向上させる効果を有する。し
かし亜鉛の添加量が２重量％を越えるとＭｇ−Ａｌ化合
物の晶出が生じるので好ましくない。
【００１３】本発明の室温及び高温強度に優れたマグネ
シウム合金においては、ケイ素とカルシウムとの組合わ
せは極めて有効であり、高温強度を向上させる効果を有
する。しかしケイ素の添加量が２重量％を越えると初晶
Ｍｇ2 Ｓｉが粗大となり、機械的強度が低下するので好
ましくない。
シウム合金においては、ケイ素とカルシウムとの組合わ
せは極めて有効であり、高温強度を向上させる効果を有
する。しかしケイ素の添加量が２重量％を越えると初晶
Ｍｇ2 Ｓｉが粗大となり、機械的強度が低下するので好
ましくない。
【００１４】希土類元素（例えば、イットリウム、ネオ
ジム、ランタン、セリウム、ミッシュメタル）はマグネ
シウム合金の高温強度を向上させることは公知であり、
最近は、特にネオジム及びイットリウムが耐熱用マグネ
シウム合金に使われている。この効果はカルシウムとの
併用により更に向上することが判明した。この併用によ
る効果の向上は希土類元素添加量４重量％で飽和する。
コスト面を考慮すると希土類元素を４重量％を越えて添
加してもメリットがない。
ジム、ランタン、セリウム、ミッシュメタル）はマグネ
シウム合金の高温強度を向上させることは公知であり、
最近は、特にネオジム及びイットリウムが耐熱用マグネ
シウム合金に使われている。この効果はカルシウムとの
併用により更に向上することが判明した。この併用によ
る効果の向上は希土類元素添加量４重量％で飽和する。
コスト面を考慮すると希土類元素を４重量％を越えて添
加してもメリットがない。
【００１５】
【実施例】 実施例１〜１０及び比較例１〜３ アルゴン雰囲気の真空溶解炉に、表１に示す組成の合金
となるように原材料を装入し、溶解させた。坩堝として
ＳＵＳ３０４材を使用し、フラックス等は使用しなかっ
た。その溶湯を２５mm×５０mm×３００mmの金型中に鋳
込んで試験用鋳物を作成した。このようにして得た試験
用鋳物からＪＩＳ４号試験片を作成した。なお、熱処理
はいずれも５００Ｋ、１０時間である。これらの試験片
を用いて以下の試験を実施した： 引張試験：インストロン引張試験機によりクロスヘッド
速度１０mm/min、測定温度２９８Ｋ及び４７３Ｋ、引張
強度の測定単位＝ＭＰａ、破断時伸び＝％で測定。 測定結果は表１に示す通りであった（表中の％は破断時
伸びである）。
となるように原材料を装入し、溶解させた。坩堝として
ＳＵＳ３０４材を使用し、フラックス等は使用しなかっ
た。その溶湯を２５mm×５０mm×３００mmの金型中に鋳
込んで試験用鋳物を作成した。このようにして得た試験
用鋳物からＪＩＳ４号試験片を作成した。なお、熱処理
はいずれも５００Ｋ、１０時間である。これらの試験片
を用いて以下の試験を実施した： 引張試験：インストロン引張試験機によりクロスヘッド
速度１０mm/min、測定温度２９８Ｋ及び４７３Ｋ、引張
強度の測定単位＝ＭＰａ、破断時伸び＝％で測定。 測定結果は表１に示す通りであった（表中の％は破断時
伸びである）。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】本発明のマグネシウム合金は、従来実用
されている汎用のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金よりも
室温及び高温強度に優れており、軽量且つ耐熱性が要求
される自動車エンジン部品に適した汎用の耐熱性軽量マ
グネシウム合金である。
されている汎用のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金よりも
室温及び高温強度に優れており、軽量且つ耐熱性が要求
される自動車エンジン部品に適した汎用の耐熱性軽量マ
グネシウム合金である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 隆二 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 久保田 耕平 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 ギュンター ナイテ ドイツ連邦共和国 Ｄ−6350 バッド ナ ウハイム マイヌスストラッセ ９ (72)発明者 エバハード イー シュミット ドイツ連邦共和国 Ｄ−8755 アルゼナウ アイ ウンターフランクフルト イグラ ウワー ストラッセ ２Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム２〜１０重量％及びカルシ
ウム１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比が
０．７以上であり、残部がマグネシウムと不可避の不純
物からなることを特徴とする室温及び高温強度に優れた
マグネシウム合金。 - 【請求項２】 アルミニウム２〜１０重量％及びカルシ
ウム１．４〜１０重量％を含有し、Ｃａ／Ａｌの比が
０．７以上であり、更にそれぞれ２重量％以下の亜鉛、
マンガン、ジルコニウム及びケイ素、及び４重量％以下
の希土類元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の
元素を含有し、残部がマグネシウムと不可避の不純物か
らなることを特徴とする室温及び高温強度に優れたマグ
ネシウム合金。
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-
1992
- 1992-03-25 JP JP4097321A patent/JP2741642B2/ja not_active Expired - Fee Related
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