CN106191585A - 耐热性镁合金及其制造方法 - Google Patents

耐热性镁合金及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐热性镁合金及其制造方法，其课题在于提供一种不含有稀土成分、在200℃左右的高温区域兼具良好的机械特性和热传导性的耐热性镁合金。本发明的耐热性镁合金是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，以质量％计，Ca的含量小于9.0％、Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、Si的含量为1.3％以下，Al+8Ca≧20.5％。

Description

耐热性镁合金及其制造方法
技术领域
本发明涉及耐热性镁合金及其制造方法。
背景技术
与铁、铝相比，镁的重量轻，因而人们研究了将镁用作替代由钢铁材料或铝合金材料形成的部件的轻量替代材料。作为机械性能、铸造性等优异的镁合金，已知有AZ91D。
但是，一般的镁合金在200℃左右的高温区域的拉伸强度和蠕变伸长(クリープ伸び)等机械特性降低，无法得到与ADC12材、A4032-T6材等耐热铝合金相匹敌的高温强度。
以往，作为满足较高的高温强度的商用镁合金，已知有WE54。但是，该Mg合金是通过大量添加Y、混合稀土金属等昂贵的稀土成分来实现其较高的高温强度的，因而成本增加。
因此，有人提出了在不含有稀土成分的条件下改善高温蠕变强度的Mg-Al-Ca-Si系合金。例如，在专利文献1中记载了一种镁合金，其含有3.0质量％以上且为7.0质量％以下的Al、0.1质量％以上且为0.6质量％以下的Mn、1.5质量％以上的Ca、0.4质量％以上的Si，余量为Mg和不可避免的杂质，Ca/Si的质量比为2.0以上。其中示出了，该镁合金在170℃以上的环境下的耐蠕变性高，蠕变应变被抑制在0.20％以下。
另外，在专利文献2中记载了一种镁合金，其具有0.5质量％～5质量％的Ca、0.5质量％～5质量％的Si，使CaMgSi相在作为母相的Mg相中结晶析出(晶出)而使其具备耐热性，使Al2Ca相在Mg相的晶粒间界结晶析出而提高其硬度。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2014-1428号公报
专利文献2：日本特开2013-19030号公报
发明内容
【发明所要解决的课题】
但是，现有的Mg-Al-Ca-Si系合金作为高温环境下使用的制品的材料还不充分。作为高温部件的材料使用现有的镁合金的情况下，部件温度由于使用环境而变得过高，其结果，部件的机械强度降低，因而部件材料需要具有更高的高温强度。特别是对于发动机本体等发动机部件来说，要求具有可在高温环境下长时间耐受燃烧室的爆炸负荷的高温强度。
因此，本发明的目的在于提供一种在200℃左右的高温区域具备良好的机械特性的Mg-Al-Ca-Si系耐热性镁合金。
【解决课题的手段】
本发明人针对上述课题进行了深入研究。与耐热铝合金相比，现有的耐热镁合金无法确保充分的散热性(放熱性)，因而发明人着眼于部件温度增高、机械强度降低这一点。于是，为了提高Mg合金的散热性，对于热传导性进行了研究。其结果发现，通过维持Mg母相的高Mg纯度，能够实现高热传导率。进一步发现了，通过在Mg母相的晶界形成的(Mg,Al)2Ca相和在晶粒内形成的Ca-Mg-Si系化合物相，可得到较高的高温强度。由此达成了本发明的在高温区域兼顾良好的高温强度和热传导性的耐热性镁合金。
以往尚未获知可兼具很高的高温强度和高热传导性的耐热镁合金。如上所述，发动机部件需要耐受高温燃烧室内的爆炸负荷。进而，采用了镁合金的发动机部件由于兼具用于适当地保持燃烧室温度的散热性，能够实现轻量化和油耗定额的提高。
在本发明中，通过在特定范围内选择Ca、Al和Si的含量以及Al和Ca的关系式的值，而形成在Mg母相(晶粒)周围的晶界中以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相，成为可提高镁合金强度的骨架。另外，在晶粒内形成Ca-Mg-Si系化合物相而使强度提高。此外，可抑制合金元素在Mg母相中的固溶、维持Mg母相的Mg的高纯度，得到高热传导率。
具体地说，本发明提供下述方案。
(1)一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量为1.3％以下；
Al+8Ca≧20.5％。
(2)一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量大于1.0％且为3.0％以下；
Al+8Ca≧20.5％；
Ca与Si的组成比Ca/Si小于1.5。
(3)一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量为3.0％以下；
该镁合金具有以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相。
(4)一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量为3.0％以下；
该镁合金的热导率为70W/m·K以上，并且其200℃的拉伸强度为170MPa以上。
(5)如(1)～(4)中的任一项所述的耐热性镁合金，其中，Al与Ca的组成比Al/Ca为1.70以下。
(6)如(1)～(5)中的任一项所述的耐热性镁合金，在Mg母相中具有Ca-Mg-Si系化合物相。
(7)如(1)～(6)中的任一项所述的耐热性镁合金，其中，Mg母相的Mg纯度为98.0％以上。
(8)如(1)～(7)中的任一项所述的耐热性镁合金的制造方法，该方法具备将熔融的金属材料以小于103K/秒的速度进行冷却的工序。
(9)如(1)～(7)中的任一项所述的耐热性镁合金的制造方法，该方法具备下述工序：将熔融的金属材料冷却，使以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相、Ca-Mg-Si系化合物相以及Mg母相结晶析出。
(10)一种发动机部件，其含有(1)～(7)中的任一项所述的耐热性镁合金。
【发明的效果】
根据本发明，得到了在200℃左右的高温区域兼具良好的机械特性和热传导性的Mg-Al-Ca-Si系耐热性镁合金。因此，能够提供适于发动机部件这样的在高温环境下使用的轻量、高强度的材料，能够实现汽车等的发动机中的轻量化和油耗定额的提高。本发明的镁合金由于具备良好的散热性，因而能够适当地保持发动机等部件的温度、适当地维持热膨胀产生的部件间的间隙，能够防止部件中的不良状况的发生。另外，由于本发明的镁合金不含有昂贵的稀土成分，因而能够提供低成本的材料。
附图说明
图1是示出实施例6的铸造镁合金的金属组织的电子显微镜照片。
图2是示出比较例2的铸造镁合金的金属组织的电子显微镜照片。
图3是示出比较例4的铸造镁合金的金属组织的电子显微镜照片。
图4是示出实施例3的铸造镁合金的金属组织的电子显微镜照片。
【符号的说明】
1···(Mg,Al)2Ca相
2···Mg母相
3···Ca-Mg-Si系化合物相。
具体实施方式
以下说明本发明的适宜的实施方式。需要说明的是，本发明并不受该实施方式的限定性解释。
本实施方式为一种耐热性镁合金，该镁合金以质量％计含有小于9.0％的Ca、0.5％以上且小于5.7％的Al、1.3％以下的Si，余量由Mg和不可避免的杂质构成，Al+8Ca≧20.5％。
(合金组成)
本实施方式的镁合金的金属组织在Mg母相(晶粒)周围的晶界形成以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相，另外，在晶粒内形成Ca-Mg-Si系化合物相。这些金属间化合物相有助于高温强度的提高。
Ca是在上述(Mg,Al)2Ca相、上述Ca-Mg-Si系化合物相的形成中的必要元素，如下文所述，可以在满足Al+8Ca≧20.5％的范围内含有Ca。Ca含量若过多，则Ca在Mg母相内发生固溶的比例增加，使Mg母相的Mg纯度降低，可能使热传导率降低。因此，Ca的含量优选小于9.0％、更优选为4.0％以下。另外，Ca的含量的下限优选为2.5％以上。
Al是在上述(Mg,Al)2Ca相的形成中的必要元素，如下文所述，可以在满足Al+8Ca≧20.5％的范围内含有Al。Al含量若过多，则Al在Mg母相中发生固溶的比例增加，使Mg母相的Mg纯度降低，可能使热传导率降低。因此，Al的含量优选为5％以下、更优选为3％以下。另外，Al的含量的下限优选为0.5％以上、更优选为1％以上。
在本实施方式中，Ca和Al需要满足下述式(1)的关系。
Al+8Ca≧20.5％式(1)
Ca和Al满足上述式(1)的关系的情况下，形成上述的(Mg,Al)2Ca相，高温强度提高。因此，Al+8Ca优选为24％以上。另一方面，若Al和Ca的含量过多，则Mg母相的Mg纯度降低，可能使热传导率降低。因此，Al+8Ca的上限优选为32％以下。
在本实施方式中，Al/Ca优选为1.70以下。如上所述，Al与Ca一起形成(Mg,Al)2Ca相。但是，若Al含量过多，则剩余的Al在Mg母相中发生固溶的比例增加，可能降低Mg母相的Mg纯度。Al/Ca为1.70以下时，可抑制Al在Mg母相中的固溶、提高热传导性，从这方面考虑是优选的。Al/Ca可以为1.0以下。关于上述(Mg,Al)2Ca相的形成，Al/Ca优选为0.2以上。需要说明的是，例如在镁合金的热传导性为规定范围的情况下，Al/Ca可以超过1.70。另外，Al/Ca也可以小于0.2。
Si为上述Ca-Mg-Si系化合物相的形成中的必要元素。但是，Si含量多时，会生成与Ca化合的粗大的SiCa系化合物。该SiCa系化合物阻碍以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相的形成，具有使镁合金的高温强度降低的倾向。因此，Si的含量优选为1.3％以下、更优选为1.0％以下。关于Ca-Mg-Si系化合物相的形成，Si的含量优选为0.2％以上。
本实施方式的耐热性镁合金可以含有Mn。Mn具有提高镁合金的耐蚀性的作用。Mn的含量优选为0.1％以上0.5％以下、更优选为0.2％以上0.4％以下。需要说明的是，例如在镁合金的耐蚀性为规定的范围的情况下，Mn含量可以小于0.1％、也可以高于0.5％。
本实施方式的耐热性镁合金中，余量为Mg和不可避免的杂质。不可避免的杂质可以在不会对该镁合金的特性带来影响的范围内含有。
Mg母相的Mg纯度是指镁合金的金属组织中的晶粒中的Mg的含有比例。在本实施方式的镁合金中，Al以外的配合成分是热传导率劣于Mg的元素。因此，Mg母相的Mg纯度越高，则Mg母相的热传导率越会提高。其结果，镁合金的热传导率提高。另一方面，若在Mg母相中Mg以外的成分发生固溶、Mg纯度降低，则镁合金的热传导率也容易降低。Mg母相的Mg纯度为98.0％以上时，可得到80.0W/m·K以上的热传导率，因而是优选的。Mg母相的Mg纯度更优选为99.0％以上。需要说明的是，例如在镁合金的热传导率为规定范围的情况下，Mg母相的Mg纯度可以小于98.0％。
本实施方式的镁合金具有以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相。在镁合金铸造时，Mg、Ca和Al在晶界处形成网状结构，使镁合金在高温时的拉伸强度提高。图1是示出实施例6的铸造镁合金的金属组织的电子显微镜照片。如图1所示，(Mg,Al)2Ca相1以三维网眼状在Mg母相2的周围形成。
本实施方式的镁合金优选在Mg母相中具有Ca-Mg-Si系化合物相。利用Ca-Mg-Si系化合物相，晶粒内也被增强，具有镁合金的高温强度提高的倾向。图4是示出实施例3的铸造镁合金的金属组织的电子显微镜照片。如图4所示，在Mg母相2中形成Ca-Mg-Si系化合物相3，在200℃具备170MPa以上的高温强度。需要说明的是，例如在镁合金的高温强度为规定的范围的情况下，在Mg母相中也可以不具有Ca-Mg-Si系化合物相。
(热传导率)
现有的商用镁合金(AZ91D(比较例5)、WE54(比较例6))的热传导率为51W/m·K～52W/m·K，与铝合金(ADC12材、比较例7)的热传导率(92W/m·K)相比，为其一半左右。因此，不能确保作为高温部件的材料的充分的散热性。与此相对，本实施方式的镁合金具有70.0W/m·K以上的良好的热传导率，作为高温部件的材料可得到良好的散热性，因而适于作为发动机部件用的耐热性镁合金。为了充分确保作为高温部件的材料的散热性，热传导率更优选为80.0W/m·K以上、进一步优选为90.0W/m·K以上。需要说明的是，在例如镁合金的散热性为规定的范围的情况下，热传导率也可以小于70.0W/m·K。
(高温强度)
一般的镁合金在200℃左右的高温区域，拉伸强度和伸长率等机械特性降低，无法得到与耐热铝合金(ADC12材(比较例7)、A4032-T6材等)相匹敌的高温强度。与此相对，本实施方式的镁合金具备200℃的拉伸强度为170MPa以上这样的高温强度。因此，适于作为高温环境下使用的发动机部件用的耐热性镁合金。200℃的拉伸强度优选为185MPa以上、更优选为200MPa以上。需要说明的是，镁合金在不用作例如高温环境下使用的发动机部件用等的情况下，其200℃的拉伸强度有时也可以低于170MPa。
本实施方式的镁合金也优选以质量％计含有小于9.0％的Ca、0.5％以上且小于5.7％的Al、大于1.0％且为3.0％以下的Si，余量由Mg和不可避免的杂质构成，Al+8Ca≧20.5％，Ca与Si的组成比Ca/Si小于1.5。Si含量增多时，生成Si与Ca化合的粗大的化合物，阻碍以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相的形成，其结果，镁合金的高温强度也有降低的倾向。
但是，本发明人发现，即使Si含量大于1.0％且为3.0％以下，只要使Ca与Si的组成比Ca/Si小于1.5，即可维持以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相、还可维持镁合金的高温强度。Si更优选为1.5％以上且为3.0％以下、进一步优选为1.5％以上且为2.5％以下。需要说明的是，关于组成的数值范围等，可以适当应用上述的优选范围。
本实施方式的镁合金还优选以质量％计含有小于9.0％的Ca、0.5％以上且小于5.7％的Al、3.0％以下的Si，余量由Mg和不可避免的杂质构成，具有以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相。Si含量增多时，生成Si与Ca化合的粗大的化合物，阻碍以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相的形成，其结果，镁合金的高温强度也有降低的倾向。但是发现，在Si含量增多但为3.0％以下时，仍可维持以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相，镁合金的高温强度也得以维持。Si更优选为1.5％以上且为3.0％以下、进一步优选为1.5％以上且为2.5％以下。需要说明的是，关于组成的数值范围等，可以适当地应用上述的优选范围。
本实施方式的镁合金还优选以质量％计含有小于9.0％的Ca、0.5％以上且小于5.7％的Al、3.0％以下的Si，余量由Mg和不可避免的杂质构成，热导率为70W/m·K以上并且200℃的拉伸强度为170MPa以上。Si含量增多时，生成Si与Ca化合的粗大的化合物，阻碍以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相的形成，其结果，镁合金的高温强度也有降低的倾向。但是，在Si含量增多但为3.0％以下时，可得到热导率为70W/m·K以上并且200℃的拉伸强度为170MPa以上的兼具良好的机械特性和热传导性的耐热性镁合金。需要说明的是，关于组成的数值范围等，可以适当地应用上述的优选范围。
(制造方法)
为了制造本实施方式的镁合金，可以将下述金属材料在高温下熔解，该金属材料以质量％计含有小于9.0％的Ca、0.5％以上且小于5.7％的Al、1.3％以下的Si，余量由Mg和不可避免的杂质构成，Al+8Ca≧20.5％。作为在高温下熔解的工序，例如可以将金属材料插入到石墨坩埚中，在Ar气氛中进行高频感应熔解，在750℃～850℃的温度进行熔融。
所得到的熔融合金可以注入到金属模具中进行铸造。在进行铸造的工序中，可以将熔融的金属材料以规定的速度进行冷却。在本实施方式的镁合金的制造方法中，优选具备将熔融的金属材料冷却，使得以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相、Ca-Mg-Si系化合物相、以及Mg母相结晶析出的工序。由此能够得到兼具机械特性和热传导性的耐热性镁合金。另外，冷却速度优选小于103K/秒。冷却速度小于103K/秒时，在Mg母相的凝固中，母相内的固溶元素排出到结晶析出相中的时间容易变得充分，在Mg母相中不容易残存固溶元素，热传导率不容易降低。冷却速度优选为102K/秒以下。另外，在所得到的镁合金的热传导率为规定的范围的情况下，冷却速度可以为103K/秒以上。
(用途)
本实施方式的镁合金能够适用于发动机本体或活塞等需要高温强度的轻量化部件中，与现有的铝合金制发动机部件相比，相对密度低，因而能够达成30％以上的轻量化。另外，能够抑制发动机部件的升温或热膨胀、使活塞或汽缸的间隙适当，还有助于油耗定额的提高和发动机的肃静性。此外，能够直接以铸造的方式而不用对材料施加热处理来进行制造、能够在不添加稀土成分的条件下进行高强度化，因而与现有的镁合金相比还能够低成本地制造。
【实施例】
下面基于实施例具体地说明本发明。需要说明的是，本发明并不受该实施例的限定性解释。
(实施例1)
将在Mg中添加有1质量％的Al、3质量％的Ca、1质量％的Si、0.3质量％的Mn的金属材料插入到坩埚中，在Ar气氛中进行高频感应熔解，在750℃～850℃的温度进行熔融。将所得到的熔融合金注入到金属模具中进行铸造。在铸造时，将熔融的金属材料冷却。通过铸造得到的板状的铸造合金的尺寸为50mm宽、8mm厚。关于冷却速度，在与本申请实施例相同的条件进行冷却速度与二次枝晶臂间距的关系已知的Al-Cu共晶合金的铸造，由其二次臂间距进行类推，结果该冷却速度为55K/秒。
(实施例2～10、比较例1～9)
除了如表1所示变更组成以外，与实施例1同样地进行熔解和铸造，制造镁合金。需要说明的是，对于比较例5～7，使用文献值，为以下的组成比。
比较例5(商用镁合金AZ91D)：Al 9.23％、Zn 0.78％、Mn 0.31％、余量为Mg。
比较例6(商用镁合金WE54)：Y 5.23％、RE 1.54％、Nd 1.78％、Zr 0.51％、余量为Mg。
比较例7(商用铝合金ADC12)：Cu 1.93％、Si 10.5％、Mg 0.21％、Zn 0.82％、Fe0.84％、Mn 0.32％、余量为Al。
由实施例1～10和比较例1～4、8～9的铸造合金切出每一测定的试验体，进行以下的测定。测定结果如表1所示。
(热传导率)
基于JIS R 1611，利用激光闪光法如下进行测定。
1)为了使热的吸收和辐射率良好，在铸造合金试样的表面和背面涂布黑化材料(碳喷雾)。
2)对试样表面照射脉冲激光。
3)得到试样温度随着时间上升、再下降的温度履历曲线。
4)如以下的式(1)所示，由温度上升量θm的倒数求出比热容量Cp。
Cp＝Q/(M·θm) 式(1)
(Q：热入量(脉冲光能量)、M：试样的质量)
5)如以下的式(2)所示，由与温度上升量的1/2对应的温度上升所需要的时间t1/2求出热扩散率α。
α＝0.1388d2/t1/2 式(2)
(d：试验片的厚度)
6)如以下的式(3)所示，由比热容量Cp、热扩散率α、试验片的密度ρ求出热传导率λ。
λ＝α·Cp·ρ式(3)
热传导率中使用的测定装置和测定条件如下所示。
测定装置：ULVAC理工株式会社制造TC7000型
激光脉冲宽度：0.4ms
激光脉冲能量：10Joule/pulse以上
激光波长：1.06μm(Nd玻璃激光)
激光光束径：
温度测定方法：红外线传感器(热扩散率测定)、热电偶(比热容量测定)
测定温度范围：室温～1400℃(在同时测定比热容量时，温度范围截止至800℃)
测定气氛：真空
试样：直径10mm、厚度2.0mm
(拉伸强度)
拉伸强度如下进行测定。
拉伸试验片制成平行部直径6.35mm、标距25.4mm的ASTM E8标准试验片形状。利用高频加热线圈升温，保持30分钟，温度稳定后进行试验。
试验条件如下所述。
应变速度：5×10-4/sec
试验温度：200±2℃
200℃的拉伸强度(有时称为高温强度)的评价基准如下所示，为A时，作为拉伸强度是优异的；为B时，作为拉伸强度为充分的强度。另一方面，为C或D时，作为拉伸强度不充分。
A：200MPa以上
B：170MPa以上且小于200MPa
C：140MPa以上且小于170MPa
D：小于140MPa
(Mg母相的Mg纯度)
利用电子显微镜观察各试样的Mg母相，利用点分析对于Mg母相部分的组成进行5点测定，将其平均值(Mg的质量％)作为Mg母相纯度。
测定装置：日本电子株式会社制造，JSM-7100型扫描电子显微镜
：日本电子株式会社制造，JED-2300型能量分散型X射线分析装置
加速电压：15kV
观察视野：400倍
(网状组织形态)
将各试样的金属组织利用电子射线反向散射衍射法(EBSD法)进行分析，利用图像处理测定晶界的长度L1、以及以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相的长度L2。测定区域是作为试样的铸造合金的中央部截面的大致300μm×200μm的区域，放大到400倍进行测定。利用L2/L1×100计算出网状形成率，按下述A～C进行评价。
A：网状形成良好(80％以上)
B：网状形成有一部分碎断(寸断)(50％～79％)
C：网状形成间断(小于50％)
【表1】
备注1：Y：5.23、RE：1.54、Nd：1.78、Zr：0.51(商用镁合金WE54)
备注2：Cu：1.93、Mg：0.21、Zn：0.82、Fe：0.84(商用铝合金ADC12)
如表1所示，在实施例1～10中，金属组织中良好地形成了网状组织形态，高温强度高、热传导性也优异。图1示出实施例6的金属组织，致密地形成了(Mg,Al)2Ca相1的连续的三维网眼状的网状结构。另外，在实施例1～10中，在晶粒内形成了Ca-Mg-Si系化合物相。
在比较例1中，高温强度不充分。据认为其原因在于，由于Al少、为0.3％，因而(Mg,Al)2Ca相的网状结构的形成不充分。比较例2中的高温强度也为低值。据推测是由于不满足Al与Ca的关系式(Al+8Ca≧20.5％)，如图2所示，金属组织中的网状组织形态断成碎段。
在比较例3中，高温强度也不充分，热传导率也降低。关于高温强度，认为其原因在于，由于不满足Al与Ca的关系式(Al+8Ca≧20.5％)，因而金属组织中的网状组织形态断成碎段。另外，关于热传导率，认为其原因在于，由于Al的含量多、为6质量％，Al/Ca比高、为6.0，因而Al在Mg母相中发生固溶。
在比较例4中，Si多、为2质量％，Ca与Si的组成比Ca/Si也高、为1.5。因此认为，生成了Si与Ca化合的粗大的化合物，如图3所示网状形态崩塌，高温强度也降低。另一方面，在实施例10中，Si也为2质量％，但是Ca与Si的组成比Ca/Si低、为1.25。因此，良好地形成了网状形态、高温强度高、热传导率也为71.2W/m·K。另外，在Si添加量为1质量％的实施例3中，如图4所示，在晶粒内形成了Ca-Mg-Si系化合物相3，认为强化了Mg母相2。
比较例5为商用镁合金AZ91D、比较例6为耐热镁合金WE54，热传导率在比较例5中为51W/m·K、在比较例6中为52W/m·K，均很低。
比较例7为耐热铝合金ADC12，热传导率为92W/m·K。与此相对，在Al含量低的实施例1～4的镁合金中，热传导率为95.1W/m·K～115W/m·K，显示出了高于比较例7的热传导率。另外，Al含量高的实施例5和实施例7的镁合金显示出了与比较例7的耐热铝合金同等水平的热传导率，具有很高的高温强度。在实施例6中，Al/Ca比稍高，为1.6。因此可认为，由于Al在Mg母相中的固溶，热传导率稍低于实施例5、实施例7。另外，在实施例8、实施例9中，Al/Ca比为2.5、1.67，与实施例6相比增高。因此可认为，热传导率与实施例6相比降低。需要说明的是，在比较例9中，Al/Ca比非常高、为12。因此，热传导率大幅降低、为42.5W/m·K。

Claims (10)

1.一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量为1.3％以下；
Al+8Ca≧20.5％。
2.一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量大于1.0％且为3.0％以下；
Al+8Ca≧20.5％；
Ca与Si的组成比Ca/Si小于1.5。
3.一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量为3.0％以下；
该镁合金具有以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相。
4.一种耐热性镁合金，其是含有Mg、Ca、Al和Si的镁合金，在该镁合金中，
以质量％计，
Ca的含量小于9.0％、
Al的含量为0.5％以上且小于5.7％、
Si的含量为3.0％以下；
该镁合金的热导率为70W/m·K以上，并且其200℃的拉伸强度为170MPa以上。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的耐热性镁合金，其中，Al与Ca的组成比Al/Ca为1.70以下。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的耐热性镁合金，其中，在Mg母相中具有Ca-Mg-Si系化合物相。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的耐热性镁合金，其中，Mg母相的Mg纯度为98.0％以上。
8.权利要求1～7中的任一项所述的耐热性镁合金的制造方法，该方法具备将熔融的金属材料以小于103K/秒的速度进行冷却的工序。
9.权利要求1～7中的任一项所述的耐热性镁合金的制造方法，该方法具备如下工序：将熔融的金属材料冷却，使以三维网眼状连续的(Mg,Al)2Ca相、Ca-Mg-Si系化合物相以及Mg母相结晶析出的工序。
10.一种发动机部件，其含有权利要求1～7中的任一项所述的耐热性镁合金。
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