DE112017001307T5

DE112017001307T5 - Magnesiumlegierung

Info

Publication number: DE112017001307T5
Application number: DE112017001307.0T
Authority: DE
Inventors: Manabu Mizutani; Katsuhito Yoshida; Nozomu Kawabe; Seiji Saikawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; University of Toyama NUC
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; University of Toyama NUC
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2018-11-29
Also published as: US20180371583A1; JPWO2018012602A1; WO2018012602A1; CN108474067A; JP6329714B1; US10808302B2

Abstract

Eine Magnesiumlegierung wird bereitgestellt, die enthält: 5,0 Massen-% oder mehr und 15,0 Massen-% oder weniger Al; 2,5 Massen-% oder mehr und 7,0 Massen-% oder weniger Sr; 0,05 Massen-% oder mehr und weniger als 3,0 Massen-% Ca; und 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger Mn, worin ein Rest Mg und unvermeidbare Verunreinigungen enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnesiumlegierung.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. Juli 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-140004 und enthält die gesamte Beschreibung in der japanischen Patentanmeldung.
Stand der Technik
Unter den geeigneten Metallen weisen Magnesiumlegierungen das niedrigste spezifische Gewicht und eine ausgezeichnete spezifische Festigkeit und spezifische Stabilität auf. Daher haben Magnesiumlegierungen mehr Beachtung als leichte Materialien gefunden. Solche Magnesiumlegierungen enthalten verschiedene Arten von zusätzlichen Elementen, wodurch sie verschiedene Eigenschaften zeigen (zum Beispiel PTD 1 und PTD 2).
ZITATLISTE
Patentdokumente

PTD 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2012-136727
PTD 2: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-242146

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Magnesiumlegierung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält: 5,0 Massen-% oder mehr und 15,0 Massen-% oder weniger Al; 2,5 Massen-% oder mehr und 7,0 Massen-% oder weniger Sr; 0,05 Massen-% oder mehr und weniger als 3,0 Massen-% Ca; und 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger Mn, worin ein Rest Mg und unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine Mikrophotographie, die einen Querschnitt eines Druckgussmaterials der in Versuchsbeispiel 1 hergestellten Proben Nr. 1-17 zeigt, das mittels eines Rasterelektronenmikroskops („scanning electron microscope“ - SEM) betrachtet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
[Durch die vorliegende Offenbarung zu lösendes Problem]
Die Entwicklung von Magnesiumlegierungen, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und auch eine ausgezeichnete Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall aufweisen, wurde verlangt.
Komponenten, wie Automobilkomponenten und Flugzeugkomponenten, können bei einer Umgebungstemperatur verwendet werden, die höher als Raumtemperatur ist. Da beispielsweise nahe dem Motorraum angeordnete Komponenten bei einer Umgebungstemperatur von etwa 100°C bis etwa 180°C verwendet werden, ist es wünschenswert, dass diese Komponenten eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweisen. Insbesondere wenn diese Komponenten an einer anderen Komponente oder einem mit einem Bolzen zu befestigenden Objekt und dergleichen befestigt werden, besteht die Möglichkeit, dass der Befestigungszustand im Laufe der Zeit durch Verformung lose wird. Daher ist es wünschenswert, dass sich die Befestigungskraft (Restaxialkraft) weniger wahrscheinlich verringert, was heißt, dass der Hochtemperatur-Kriechwiderstand ausgezeichnet ist.
Diese Komponenten sind typischerweise aus Gusselementen gebildet. Wenn ein solches Gusselement hergestellt wird, wird im Allgemeinen Schutzgas verwendet, so dass die Entzündung des geschmolzenen Metalls einer Magnesiumlegierung unterdrückt wird. Wenn ein solches Schutzgas verwendet wird, können die Kosten der Bestandteile ansteigen und die Handhabung von geschmolzenem Metall kann schwierig werden. Dementsprechend ist es erwünscht, dass eine Magnesiumlegierung die Entzündung von geschmolzenem Metall hervorragend unterdrückt.
Daher besteht eine Aufgabe darin, eine Magnesiumlegierung bereitzustellen, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist und ebenso die Entzündung von geschmolzenem Metall hervorragend unterdrückt.
[Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Offenbarung]
Die Magnesiumlegierung der vorliegenden Offenbarung weist eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf und unterdrückt ebenso die Entzündung von geschmolzenem Metall.
«Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung»
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Untersuchung über die Arten und die Gehalte zusätzlicher Elemente zur Herstellung einer Magnesiumlegierung durchgeführt, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und ebenso eine ausgezeichnete Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall aufweist. Als Ergebnis haben sie herausgefunden, dass eine Magnesiumlegierung, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und auch eine ausgezeichnete Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall aufweist, durch Aufbringen von Aluminium (Al), Strontium (Sr), Calcium (Ca) und Mangan (Mn) als zusätzliche Elemente erreicht werden kann, wobei die Ca-Menge relativ gering ist, während die Sr-Menge relativ groß ist,. Die vorliegende Erfindung basiert auf den oben beschriebenen Erkenntnissen. Zuerst werden die Inhalte der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und nachfolgend beschrieben.
(1) Eine Magnesiumlegierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält: 5,0 Massen-% oder mehr und 15,0 Massen-% oder weniger Al; 2,5 Massen-% oder mehr und 7,0 Massen-% oder weniger Sr; 0,05 Massen-% oder mehr und weniger als 3,0 Massen-% Ca; und 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger Mn, worin ein Rest Mg und unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
Die oben beschriebene Konfiguration ermöglicht ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und eine hervorragende Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall. Wie später im Detail beschrieben, wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Ca-Menge relativ gering ist, während die Sr-Menge relativ groß ist,. Aufgrund der ausgezeichneten Wärmebeständigkeit kann eine geeignete Anwendung für verschiedene Arten von Materialien, die aus einer Magnesiumlegierung hergestellt sind, realisiert werden. Aufgrund der ausgezeichneten Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall kann die Entzündung von geschmolzenem Metall selbst dann unterdrückt werden, wenn eine Zersetzung in der Atmosphäre auftritt, so dass der Bedarf an Schutzgas ausgeschlossen werden kann und die Herstellbarkeit verbessert werden kann. Keine Entzündung von geschmolzenem Metall bedeutet, dass keine Entzündung im stationären Zustand bei der typischen Metallschmelztemperatur einer Magnesiumlegierung auftritt. Details eines jedes zusätzlichen Elements werden später beschrieben.
(2) Als eine Ausführungsform der Magnesiumlegierung weist die Magnesiumlegierung eine Struktur auf, in der ein Flächenanteil einer Verbindung, die Mg und Al enthält, in einem Querschnitt 5% oder weniger beträgt.
Die Verbindung, die Mg und Al enthält, weist einen relativ niedrigen Schmelzpunkt auf. Wenn dementsprechend der Flächenanteil der Verbindung 5% oder weniger beträgt, wird eine Verschlechterung der Wärmebeständigkeit problemlos unterdrückt.
(3) Als eine Ausführungsform der Magnesiumlegierung enthält die Magnesiumlegierung 0,5 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger eines Seltenerdelements.
Wenn der Gehalt des Seltenerdelements 0.5 Massen-% oder mehr beträgt, kann die Verbindung, die Aluminium und ein Seltenerdelement enthält, in der Legierungsstruktur vorliegen, so dass der Hochtemperatur-Kriechwiderstand problemlos verbessert wird. Wenn der Gehalt des Seltenerdelements 3,0 Massen-% oder weniger beträgt, wird eine übermäßige Ausweitung der Verbindung, die Aluminium und ein Seltenerdelement enthält, unterdrückt, so dass Heißreißen ohne weiteres unterdrückt wird.
(4) Als eine Ausführungsform der Magnesiumlegierung beträgt der Gesamtgehalt an Sr und Ca 6,0 Massen-% oder weniger.
Wenn der Gesamtgehalt an Sr und Ca 6,0 Massen-% oder weniger beträgt, werden Defekte, wie beispielsweise ein Anhaften der Gussform an der Düse und das Heißreißen in der Gussform problemlos unterdrückt.
<<Details der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung>>
Die Details der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend beschrieben.
[Magnesiumlegierung]
Eine Magnesiumlegierung gemäß einer Ausführungsform enthält spezifische Mengen an Al, Sr, Ca und Mn als zusätzliche Elemente, worin ein Rest Mg und unvermeidbare Verunreinigungen enthält. Eine der Charakteristiken dieser Mg-Legierung ist, dass der Gehalt an Sr relativ groß ist und der Gehalt an Ca relativ klein, was nachfolgend im Detail beschrieben wird.
[Aluminium (Al)]
Aluminium verbessert den Hochtemperatur-Kriechwiderstand. Zusätzlich verbessert Al die mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Widerstand gegen plastische Deformationen. Al bildet eine Verbindung, die Sr enthält (eine Al-Sr-Verbindung), eine Verbindung, die Calcium enthält (eine Al-Ca-Verbindung) und dergleichen und liegt in der Legierungsstruktur vor. Die Details zu jeder Verbindung werden später beschrieben.
Der Gehalt an Aluminium beträgt 5,0 Massen-% oder mehr und 15,0 Massen-% oder weniger. Wenn der Gehalt an Al 5,0 Massen-% oder mehr beträgt, werden eine Al-Sr-Verbindung und eine Al-Ca-Verbindung in ausreichender Weise gebildet und der Hochtemperatur-Kriechwiderstand wird problemlos verbessert. Wenn der Gehalt an Al 15,0 Massen-% oder weniger beträgt, kann eine geeignete Härte erreicht werden. Da die Verbindung, die Mg enthält (eine Mg-Al-Verbindung), nicht übermäßig gebildet (abgelagert) wird, wird eine Abnahme des Hochtemperatur-Kriechwiderstands problemlos unterdrückt. Es ist ferner bevorzugt, dass der Gehalt an Al 6,0 Massen-% oder mehr und 12,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Al 6,0 Massen-% oder mehr beträgt, nimmt der Schmelzpunkt der Magnesiumlegierung ab, wodurch die Fließfähigkeit verbessert wird, so dass wiederum die Gießbarkeit verbessert wird. Wenn der Gehalt an Al 12,0 Massen-% oder weniger beträgt, wird die Bildung einer Mg-Al-Verbindung problemlos unterdrückt und die Wärmebeständigkeit wird ferner verbessert. Es ist besonders bevorzugt, dass der Gehalt an Al 8,0 Massen-% oder mehr und 10,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Al 8,0 Massen-% oder mehr und 10,0 Massen-% oder weniger beträgt, wird ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen der Gießbarkeit, der Korrosionsbeständigkeit, der Festigkeit und der Härte erreicht.
[Strontium (Sr)]
Sr verbessert den Hochtemperatur-Kriechwiderstand und verbessert ebenso die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall. Durch die verbesserte Unterdrückung von geschmolzenem Metall kann die Entzündung von geschmolzenem Metall sogar unterdrückt werden, wenn eine Zersetzung in der Atmosphäre auftritt. Unterdrücken der Entzündung von geschmolzenem Metall bedeutet, dass keine Entzündung im stationären Zustand bei der typischen Metallschmelztemperatur einer Magnesiumlegierung auftritt. Die typische Metallschmelztemperatur der Magnesiumlegierung beträgt beispielsweise etwa 660°C oder höher und etwa 750°C oder weniger. Dementsprechend kann der Bedarf an Schutzgas ausgeschlossen werden und die Herstellbarkeit kann verbessert werden. Sr bildet eine Al-Sr-Verbindung und existiert in der Legierungsstruktur. Aufgrund einer solchen Bildung einer Al-Sr-Verbindung wird die Bildung (Ablagerung) einer Mg-Al-Verbindung unterdrückt.
Der Gehalt an Sr beträgt 2,5 Massen-% oder mehr und 7,0 Massen-% oder weniger. Wenn der Gehalt an Sr 2,5 Massen-% oder mehr beträgt, wird eine Al-Sr-Verbindung ausreichend gebildet und die Bildung einer Mg-Al-Verbindung wird unterdrückt, so dass der Hochtemperatur-Kriechwiderstand verbessert wird. Zusätzlich wird die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall verbessert. Da der Gehalt an Sr höher ist, werden Al-Sr-Verbindungen ausreichender gebildet und existieren mehr in der Korngrenze, so dass ein Gleiten an der Korngrenze und dergleichen problemlos unterdrückt wird und die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall verbessert wird. Wenn der Gehalt an Sr 7,0 Massen-% oder weniger beträgt, wird das Anhaften der Gussform an der Düse problemlos unterdrückt. Es ist ferner bevorzugt, dass der Gehalt an Sr 2,5 Massen-% oder mehr und 5,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Sr-Gehalt 5,0 Massen-% oder weniger beträgt, kann das Anhaften der Gussform an der Düse verringert werden. Es ist besonders bevorzugt, dass der Gehalt an Sr 2,5 Massen-% oder mehr und 4,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Sr 4,0 Massen-% oder weniger beträgt, kann das Anhaften der Gussform an der Düse weiter verringert werden, ohne die Wärmebeständigkeit zu verringern.
[Calcium (Ca)]
Calcium verbessert den Hochtemperatur-Kriechwiderstand. Ca bildet eine Al-Ca-Verbindung und liegt in der Legierungsstruktur vor. Aufgrund der Bildung einer Al-Ca-Verbindung, wird die Bildung (Ablagerung) einer Mg-Al-Verbindung unterdrückt.
Der Gehalt an Ca beträgt 0,05 Massen-% oder mehr und weniger als 3,0 Massen-%. Wenn der Gehalt an Ca 0,05 Massen-% oder mehr beträgt, kann eine Al-Ca-Verbindung ausreichend gebildet werden und die Bildung einer Mg-Al-Verbindung wird unterdrückt, so dass der Hochtemperatur-Kriechwiderstand verbessert werden kann. Da der Gehalt an Ca höher ist, werden Al-Ca-Verbindungen in ausreichender Weise ähnlich wie Sr gebildet und existieren mehr in der Korngrenze, so dass ein Gleiten an der Korngrenze und dergleichen leicht unterdrückt wird. Wenn der Gehalt an Ca weniger als 3,0 Massen-% beträgt, wird es möglich, ein übermäßiges Vorhandensein von Al-Ca-Verbindungen problemlos zu unterdrücken, welches Defekte wie Heißriss verursacht, und es ist auch möglich die Gießbarkeit zu verbessern. Es ist ferner bevorzugt, dass der Gehalt an Ca 0,5 Massen-% oder mehr und 2,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Ca 0,5 Massen-% oder mehr beträgt, wird eine Al-Ca-Verbindung gebildet, so dass die Wärmebeständigkeit verbessert wird, und die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall wird ebenso verbessert. Es ist besonders bevorzugt, dass der Gehalt an Ca 0,5 Massen- % oder mehr und 1,5 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Ca 1,5 Massen-% oder weniger beträgt, kann das Auftreten von Defekten, wie Heißriss, unterdrückt werden, ohne die Wärmebeständigkeit und die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall zu verschlechtern.
[Mangan (Mn)]
Mn verbessert den Hochtemperatur-Kriechwiderstand. Zusätzlich verringert Mn das Vorkommen von Fe, welches als Verunreinigung in einer Magnesiumlegierung vorliegen kann, und trägt ebenso zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei. Mn bildet eine Verbindung, die Al enthält (eine Al-Mn-Verbindung), und unterdrückt die Bildung (Ablagerung) einer Mg-Al-Verbindung.
Der Gehalt an Mn beträgt 0,1 Massen% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger. Wenn der Gehalt an Mn 0,1 Massen-% oder mehr beträgt, wird eine Al-Mn-Verbindung in ausreichender Weise gebildet und die Bildung (Ablagerung) einer Mg-Al-Verbindung wird verhindert. Zusätzlich wird die Korrosionsbeständigkeit verbessert. Der oben beschriebene Effekt ist gesättigt, wenn der Gehalt an Mn etwa 0,6 Massen-% beträgt. Es ist ferner bevorzugt, dass der Gehalt an Mn 0,2 Massen-% oder mehr und 0,4 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Mn 0,2 Massen% oder mehr und 0,4 Massen-% oder weniger beträgt, kann die Menge an Fe-Verunreinigungen, welche die Korrosionsbeständigkeit verschlechtern, verringert werden. Es ist besonders bevorzugt, dass der Gehalt an Mn 0,2 Massen-% oder mehr und 0,3 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Mn 0,2 Massen-% oder mehr und 0,3 Massen-% oder weniger beträgt, kann die Bildung von voluminösen und grobkörnigen Al-Mn-Verbindungen verringert werden, ohne dass der Effekt des Verringerung der Menge an Fe-Verunreinigungen verschlechtert wird. Dementsprechend kann die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden, ohne dass die Wärmebeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften nachteilig beeinflusst werden.
[Seltenerdelement (SE)]
SE verbessert den Hochtemperatur-Kriechwiderstand. SE bildet eine Verbindung, die Al enthält (eine Al-SE-Verbindung) und liegt in der Legierungsstruktur vor. Aufgrund einer solchen Bildung einer Al-SE-Verbindung kann die Bildung (Ablagerung) einer Mg-Al-Verbindung unterdrückt werden. SE ist mindestens eine Art Seltenerdelement, ausgewählt aus Elementen der Gruppe III im Periodensystem, nämlich Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthanoid und Actinoid, und umfasst ebenso Mischmetall, welches eine Legierung ist, die eine Vielzahl an Arten von Seltenerdelementen enthält.
Der Gehalt an SE beträgt 0,5 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger. Wenn der Gehalt an SE 0,5 Massen-% oder mehr beträgt, werden Al-SE-Verbindungen ausreichend gebildet und existieren mehr in der Korngrenze, so dass ein Gleiten an der Korngrenze und dergleichen ohne weiteres unterdrückt wird. Wenn der Gehalt an SE 3,0 Massen-% oder weniger beträgt wird es möglich, ein übermäßiges Vorhandensein von Al-SE-Verbindungen problemlos zu unterdrücken, welches Defekte wie Heißriss verursacht. Es ist ferner bevorzugt, dass der Gehalt an SE 0,5 Massen-% oder mehr und 2,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an SE 2,0 Massen-% oder weniger beträgt, wird die Wärmebeständigkeit verbessert, während Heißriss verringert werden kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der Gehalt an SE 0,5 Massen-% oder mehr und 1,5 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an SE 1,5 Massen-% oder weniger beträgt, kann die Wärmebeständigkeit ausreichend verbessert werden. Zusätzlich kann die Menge an zu verwendenden teuren Seltenerdelementen verringert werden, so dass die Kosten der Legierung reduziert werden können.
[Sr + Ca]
Es ist bevorzugt, dass der Gesamtgehalt an Sr und Ca 3,0 Massen-% oder mehr beträgt. Wenn dieser Gesamtgehalt mehr als 3,0 Massen-% beträgt, ist der Hochtemperatur-Kriechwiderstand wirksam verbessert. Es ist bevorzugt, dass der Gesamtgehalt an Sr und Ca 6,0 Massen-% oder weniger beträgt. Wenn dieser Gesamtgehalt 6,0 Massen-% oder weniger beträgt, können Defekte, wie ein Anhaften der Gussform an der Düse und Heißriss in der Gussform, effektiv verhindert werden. Der Gesamtgehalt an Sr und Ca beträgt ferner 3,0 Massen-% oder mehr und 5,0 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 3,5 Massen-% oder mehr und 4,5 Massen-% oder weniger. Es ist bevorzugt, dass der Gesamtgehalt an Sr und Ca höher im oben beschriebenen Bereich liegt, wenn der Gehalt an Al höher ist. Dadurch werden eine Al-Sr-Verbindung und eine Al-Ca-Verbindung gebildet und die Bildung einer Mg-Al-Verbindung kann wirksam unterdrückt werden, obwohl der Gehalt an Aluminium relativ hoch ist.
Es ist bevorzugt, dass das Verhältnis des Gehalts an Sr und Ca beispielsweise 2:1 bis 5:1 beträgt. Auf diese Weise wird der Effekt der Verbesserung des Hochtemperatur-Kriechwiderstands und der Effekt der Unterdrückung von Defekten, wie dem Anhaften der Gussform an der Düse und dem Heißriss in einer Gussform, problemlos in ausgezeichnetem Gleichgewicht erreicht. Es ist besonders bevorzugt, dass das Verhältnis des Gehalts an Sr und Ca etwa 3:1 beträgt.
[Struktur]
Eine Magnesiumlegierung weist eine Struktur auf, in der mindestens eine der oben beschriebenen Al-Sr-Verbindung und der Al-Ca-Verbindung, typischerweise sowohl die Al-Sr-Verbindung als auch die Al-Ca-Verbindung, in der Korngrenze dispergiert sind. Wenn eine Magnesiumlegierung SE als ein zusätzliches Element enthält, existieren ebenso Al-SE-Verbindungen, die wie die Al-Sr-Verbindung und die Al-Ca-Verbindung in der Korngrenze dispergiert vorliegen. Diese Magnesiumlegierung weist eine Struktur auf, die eine geringe Anzahl an Mg-Al-Verbindungen enthält oder im Wesentlichen keine Mg-Al-Verbindung enthält.
Solch eine Al-Sr-Verbindung, eine Al-Ca-Verbindung und eine Al-SE-Verbindung sind typischerweise kristallisierte Produkte. Die Schmelzpunkte der Al-Sr-Verbindung und der Al-Ca-Verbindung betragen 1000°C oder höher und der Schmelzpunkt der Al-SE-Verbindung beträgt 1100°C oder höher, was ausreichend höher als der Schmelzpunkt der Mg-Al-Verbindung (462°C) ist. Es wird angenommen, dass Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt, wie eine Al-Sr-Verbindung, eine Al-Ca-Verbindung und eine Al-SE-Verbindung, in der Korngrenze dispergiert vorliegen und Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, wie eine Mg-Al-Verbindung, in geringer Anzahl vorliegen, so dass ein Korngrenzengleiten und dergleichen selbst bei hoher Temperatur unterdrückt werden kann, mit dem Ergebnis, dass eine Kriechverformung weniger wahrscheinlich auftreten kann.
Die Al-Sr-Verbindungen können zum Beispiel Al₂Sr, Al₄Sr, Mg₁₃Al₃Sr, Mg₁₁Al₃Sr, Mg₉Al₃Sr und dergleichen sein. Die Al-Ca-Verbindungen können zum Beispiel Al₂Ca, Al₄Ca, (MgAl)₂Ca und dergleichen sein. Die Al-SE-Verbindungen können zum Beispiel Al₂SE, Al₁₁SE₃ und dergleichen sein. Die Mg-Al-Verbindungen können zum Beispiel Mg₁₇Al₁₂ und dergleichen sein. Die Zusammensetzungen dieser Verbindungen können durch Durchführen einer Bestandteilsanalyse bestätigt werden, beispielsweise durch energiedispersive Röntgenspektrometrie (EDX), Auger-Elektronenspektroskopie (AES) und dergleichen.
Die Struktur, die eine kleine Anzahl an Mg-Al-Verbindungen enthält oder im Wesentlichen keine Mg-Al-Verbindung enthält, bezeichnet eine Struktur, in welcher der Flächenanteil an Mg-Al-Verbindungen im Querschnitt einer Magnesiumlegierung quantitativ 5% oder weniger beträgt. Wenn der Flächenanteil kleiner ist, wird der Hochtemperatur-Kriechwiderstand besser und Defekte, wie zum Beispiel oben beschriebener Heißriss, können stärker unterdrückt werden. Der Flächenanteil beträgt vorzugsweise 4% oder weniger und noch bevorzugter 2% oder weniger. Es ist am bevorzugtesten, dass der Flächenanteil 0% beträgt, das heißt, dass keine Mg-Al-Verbindung existiert.
Das Verfahren zum Messen des Flächenanteils ist wie nachstehend beschrieben. Unter Verwendung einer Mikrophotographie des Querschnitts einer Magnesiumlegierung werden Mg-Al-Verbindungen (überwiegend Mg₁₇Al₁₂), die in einem Beobachtungsfeld Sf (350 µm × 250 µm) vorhanden sind, zur Berechnung der Flächen davon und ferner zur Berechnung einer Gesamtfläche Sm davon extrahiert. Anschließend wird (Sm/Sf) ≥ 100% als ein Flächenanteil der Mg-Al-Verbindung im Querschnitt berechnet, und der Durchschnitt der Flächenverhältnisse in 10 Beobachtungsfeldern wird als Flächenanteil (%) definiert. Die Extraktion des Querschnitts kann unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Querschnitts-Polier-Verarbeitungsvorrichtung („cross-section polisher“ - CP) durchgeführt werden. Die Querschnittsfläche der Mg-Al-Verbindung kann problemlos unter Verwendung eines binärisierten Bildes oder dergleichen gemessen werden, das durch Binärisierungsverarbeitung einer Mikrophotographie (SEM-Bild) durch eine Bildverarbeitungsvorrichtung erhalten wird. Die Binarisierungsverarbeitung kann durchgeführt werden, indem die Mg-Al-Verbindung von einer Mutterphase und anderen Verbindungen durch einen Unterschied in den Farbtönen unterschieden wird. Zum jetzigen Zeitpunkt können die Mutterphase und jede der anderen Verbindungen durch Durchführen einer Punktanalyse mittels EDX überprüft werden.
[Verwendung]
Eine Magnesiumlegierung gemäß einer Ausführungsform kann in geeigneter Weise für Materialien verschiedener Gusselemente verwendet werden.
[Funktionen und Effekte]
In Übereinstimmung mit der Magnesiumlegierung gemäß der Ausführungsform können die folgenden Effekte erzielt werden.

(1) Ausgezeichnete Hitzebeständigkeit. Daher kann die Magnesiumlegierung gemäß der Ausführungsform in geeigneter Weise für Materialien verschiedener Gusselemente aus einer Magnesiumlegierung verwendet werden.
(2) Ausgezeichnete Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall. Da die Entzündung des geschmolzenen Metalls selbst dann unterdrückt werden kann, wenn eine Zersetzung in der Atmosphäre auftritt, kann daher der Bedarf an Schutzgas eliminiert werden, so dass die Herstellbarkeit verschiedener Gusselemente aus einer Magnesiumlegierung verbessert werden kann.
(3) Es ist weniger wahrscheinlich, dass ein Anhaften der Gussform an der Düse auftritt. Daher kann die Herstellbarkeit verschiedener Gusselemente aus einer Magnesiumlegierung verbessert werden.
(4) Defekte wie Heißriss treten weniger wahrscheinlich auf. Daher kann die Magnesiumlegierung gemäß der Ausführungsform in geeigneter Weise für Materialien verschiedener Gusselemente aus einer Magnesiumlegierung mit einem ausgezeichneten äußeren Erscheinungsbild verwendet werden.

«Versuchsbeispiel 1»
Ein Druckgussmaterial wurde unter Verwendung einer Magnesiumlegierung hergestellt. Die Wärmebeständigkeit, die Rissbildung und das Anhaften des Druckgussmaterials an der Düse wurden bewertet. Die Herstellungsbedingungen der Magnesiumlegierung der vorliegenden Erfindung sind nicht notwendigerweise auf die unten beschriebenen Bedingungen zur Herstellung des Druckgussmaterials beschränkt.
Geschmolzenes Metall einer Magnesiumlegierung wurde hergestellt. Zuerst wurden 50 kg Magnesium in einer Reinheit von 99,9 Massen-% hergestellt und anschließend bei 690°C in einem Schmelzofen unter Ar-Atmosphäre gelöst, so dass geschmolzenes Metall aus reinem Magnesium erzeugt wurde. Dann wurden Mengen der unten aufgelisteten zusätzlichen Elemente 1 bis 5 zu dem geschmolzenen Metall aus vollständig gelöstem, reinem Magnesium hinzugefügt, so dass geschmolzene Metalle aus Magnesiumlegierungen mit den in den Tabellen 1 bis 4 gezeigten Zusammensetzungen hergestellt wurden. Das Zeichen „-“ in den Tabellen 1 bis 4 zeigt an, dass kein zusätzliches Element enthalten ist. Die zusätzlichen Elemente wurden zugegeben und gelöst, während unter Verwendung einer stabförmigen Vorrichtung 10 Minuten lang in einem Zustand gerührt wurde, in dem die Temperatur des geschmolzenen Metalls bei 690°C gehalten wurde.

1. Reines Aluminium mit einer Reinheit von 99,9 Massen-%
2. Sr mit einer Reinheit von 99 Massen-%
3. Ca mit einer Reinheit von 99,5 Massen-%
4. Aluminium-Mutterlegierung (Al-10 Massen-% Mn)
5. Mischmetallmasse mit einer Reinheit von 99 Massen-%

Die im Mischmetall enthaltenen Elemente und deren Gehalte sind wie folgt: La beträgt 28 Massen-%, Ce beträgt 51 Massen-%, Nd beträgt 16 Massen-% und Pr beträgt 5 Massen-%.
Das Druckgussmaterial wurde unter Verwendung von geschmolzenem Metall der Magnesiumlegierung einer jeden hergestellten Probe produziert. Das Druckgussmaterial wurde unter Verwendung einer Kaltkammer-Druckgussmaschine (Modellnummer UB530iS2, hergestellt von Ube Machinery Corporation, Ltd.) hergestellt. Die Gießbedingungen wurden in diesem Fall auf eine Metallschmelztemperatur von 690°C bei einer Einspritzgeschwindigkeit von 2,5 m/s und einem Gießdruck von 60 MPa eingestellt. Das Druckgussmaterial wurde so geformt, dass es eine Ringform aufwies.
[Betrachtung des Querschnitts]
Der Flächenanteil der Mg-Al-Verbindung (überwiegend Mg₁₇Al₁₂) im Querschnitt des Druckgussmaterials in jeder der hergestellten Proben wurde berechnet. Die Extraktion jedes Querschnitts wurde unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Querschnitts-Polier-Verarbeitungsvorrichtung (CP) durchgeführt. Jeder Querschnitt wurde unter Verwendung eines SEM beobachtet. Der Flächenanteil der Mg-Al-Verbindung wurde auf die folgende Weise berechnet. Unter Verwendung eines SEM-Bildes wurden Mg-Al-Verbindungen (überwiegend Mg₁₇Al₁₂), die im Beobachtungsfeld Sf (350 µm × 250 µm) vorhanden waren, extrahiert, und eine Gesamtfläche Sm davon wurde berechnet. Dann wurde (Sm/Sf) ≥ 100% als Flächenanteil der Mg-Al-Verbindung im Querschnitt definiert. Unter der Annahme, dass die Anzahl der Beobachtungsfelder 10 betrug, wurde der Durchschnitt der Flächenanteile in diesen 10 Beobachtungsfeldern als Flächenanteil (%) der Mg-Al-Verbindung in jeder Probe definiert. Die Ergebnisse davon sind in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt. Die Querschnittsfläche der Mg-Al-Verbindung kann unter Verwendung eines binarisierten Bildes oder dergleichen gemessen werden, das durch Binärisierungsverarbeitung einer Mikrophotographie (SEM-Bild) durch eine Bildverarbeitungsvorrichtung erhalten wird.
Als Beispiel zeigt 1 eine Mikrophotographie der Proben Nr. 1-17. In 1 zeigen die in tiefem Grau dargestellten Bereiche eine Mutterphase der Magnesiumlegierung, die hellgrau dargestellten Bereiche zeigen Al-Ca-Verbindungen an und die weiß dargestellten Bereiche sind Al-Sr-Verbindungen. Wie in 1 gezeigt, stellt sich heraus, dass in den Proben Nr. 1-17, die Al, Sr, Ca und Mn in bestimmten Bereichen enthalten, Al-Sr-Verbindungen und Al-Ca-Verbindungen in der Korngrenze dispergiert vorliegen. Darüber hinaus können Mg-Al-Verbindungen in den Proben Nr. 1-17 nicht nachgewiesen werden und existieren im Wesentlichen nicht.
[Beurteilung der Wärmebeständigkeit]
Die Wärmebeständigkeit des Druckgussmaterials einer jeden hergestellten Probe wurde ausgewertet. Die Auswertung wurde wie folgt durchgeführt. Im Speziellen wurde eine Wärmebehandlung für das Testelement durchgeführt, welches durch Befestigen eines Druckgussmaterials jeder Probe und eines Blockmaterials aus Aluminium mit einem Eisenbolzen erhalten wurde, und anschließend wurde die Restaxialkraft (%) basierend auf der Stärke der Verformung des Bolzen vor und nach der Wärmebehandlung berechnet. Das Testelement wurde durch Festziehen des Eisenbolzens hergestellt, während ein Loch im Druckgussmaterial einer jeden Probe mit einem Bolzenloch ausgerichtet wurde, das an einer geeigneten Position in dem Blockmaterial bereitgestellt wurde und den gleichen Durchmesser wie das Loch im Druckgussmaterial einer jeden Probe aufwies. Die Wärmebehandlung wurde bei einer Temperatur von 150°C für eine Retentionszeit von 170 Stunden durchgeführt. Die Stärke der Verformung wurde mittels eines handelsüblichen Dehnungsmessers erhalten, der in dem Bolzen angeordnet war. Die Restaxialkraft wurde gemäß [(St-So)/So] × 100(%) unter der Annahme berechnet, dass die Stärke der Verformung des Bolzens unmittelbar nach dem Festziehen und vor dem Erhitzen auf 150°C als So und die Stärke der Verformung des Bolzens, nachdem dieser einer thermischen Hysterese von 150°C × 170 Stunden ausgesetzt war, als St definiert wurde. Die Stärke der Verformung So vor dem Erwärmen wurde als Stärke der Verformung definiert, die erhalten wird, wenn der Bolzen beim anfänglichen Festziehen mit einer Axialkraft von 9 N festgezogen wurde. Die Ergebnisse der Restaxialkraft und die Bewertungen A bis C sind in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt. Die Bewertung A gibt an, dass die Restaxialkraft 50% oder mehr betrug; die Bewertung B zeigt an, dass die Restaxialkraft 40% oder mehr und weniger als 50% betrug; und die Bewertung C zeigt an, dass die Restaxialkraft weniger als 40% betrug. Das in Tabelle 4 gezeigte Symbol „*“ zeigt an, dass aufgrund des Auftretens von Rissen keine Messung durchgeführt werden konnte.
[Bewertung der Rissbildung]
Der Zustand der Rissbildung im Druckgussmaterial einer jeden hergestellten Probe wurde bewertet. Eine solche Bewertung der Rissbildung wurde durchgeführt, indem die Oberfläche des Druckgussmaterials einer jeden Probe visuell auf die Häufigkeit des Auftretens von Rissen überprüft wurde. Die Häufigkeit des Auftretens von Rissen wurde als eine durchschnittliche Anzahl von Rissen in 10 Druckgussmaterialien definiert, die für jede der Proben vorbereitet wurden. Die Ergebnisse der Häufigkeit des Auftretens von Rissen (Anzahl) und die Bewertungen A bis C davon sind in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt. Die Bewertung A gibt an, dass die Häufigkeit des Auftretens von Rissen 0 war; die Bewertung B zeigt an, dass die Häufigkeit des Auftretens von Rissen mehr als 0 und 5 oder weniger betrug; und die Bewertung C zeigt an, dass die Häufigkeit des Auftretens von Rissen mehr als 5 betrug.
[Bewertung des Anhaftens an der Düse]
Das Anhaften des Druckgussmaterials einer jeder der hergestellten Proben an der Düse wurde bewertet. Ähnlich wie bei der Bewertung der Rissbildung wurde diese Bewertung des Anhaftens an der Düse durchgeführt, indem die Oberfläche des Druckgussmaterials einer jeder Probe visuell überprüft wurde, so dass die Anzahl der Teile untersucht wurde, an denen das Anhaften an der Düse auftrat. Die Anzahl der Bereiche, in denen das Anhaften an der Düse auftrat, wurde als eine durchschnittliche Anzahl von Bereichen definiert, in denen das Anhaften an der Düse in 10 Druckgussmaterialien auftrat, die für jede Probe hergestellt wurden. Die Ergebnisse der Anzahl der Bereiche, in denen ein Anhaften der Düse auftrat (Bereiche) und die Bewertungen A bis C davon sind in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt. Die Bewertung A zeigt an, dass die Anzahl der Bereiche, in denen ein Anhaften an der Düse auftrat, 0 betrug; die Bewertung B zeigt an, dass die Anzahl der Bereiche, in denen ein Anhaften an der Düse auftrat, mehr als 0 und 5 oder weniger betrug; und die Bewertung C zeigt an, dass die Anzahl der Teile, an denen ein Anhaften an der Düse auftrat, mehr als 5 betrug.
[Gesamtbewertung]

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Gesamtbewertung von drei Bewertungen hinsichtlich der Wärmebeständigkeit, der Rissbildung und des Anhaftens an der Düse. Eine Gesamtbewertung A zeigt an, dass alle drei Bewertungen für die Wärmebeständigkeit, die Rissbildung und das Anhaften an der Düse als A beurteilt wurden; eine Gesamtbewertung B bedeutet, dass mindestens eine der drei Bewertungen als B beurteilt wurde und keine der drei Bewertungen als C beurteilt wurde; und eine Gesamtbewertung C zeigt an, dass mindestens eine der drei Bewertungen als C beurteilt wurde. [Tabelle 1]

Proben Nr.	Al	Sr	Ca	Mn	SE	Sr+Ca	Mg₁₇Al₁₂ Flächen -anteil	Restaxial kraft		Häufigkeit des Auftretens von Rissen		Anhaften an der Düse		Gesamtbewertung
Proben Nr.	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(%)	(%)	Bewertung	(Anzahl)	Bewertung	(Anteile)	Bewertung	Gesamtbewertung
1-1	6,1	2,8	0,7	0,26	-	3,5	0	63	A	0	A	0	A	A
1-2	6,5	4, 0	0,5	0,25	-	4,5	0	62	A	0	A	0	A	A
1-3	6,2	3,3	1,5	0,25	-	4,8	0	73	A	0	A	0	A	A
1-4	6,1	2,6	1,8	0,25	-	4,4	0	70	A	0	A	0	A	A
1-5	7,2	3,1	0,9	0,25	-	4, 0	0	62	A	0	A	0	A	A
1-6	6,8	2,6	1,8	0,27	-	4,4	0	70	A	0	A	0	A	A
1-7	7,0	3,8	1,0	0,24	-	4,8	0	61	A	0	A	0	A	A
1-8	7,3	4, 0	0,6	0,24	-	4,6	0	60	A	0	A	0	A	A
1-9	7,1	3,0	1,5	0,25	-	4,5	0	68	A	0	A	0	A	A
1-10	7,9	4, 0	0,6	0,25	-	4,6	1	59	A	0	A	0	A	A
1-11	8,3	2,6	1,5	0,30	-	4,1	0	64	A	0	A	0	A	A
1-12	8,2	4,2	0,5	0,24	-	4,7	2	57	A	0	A	0	A	A
1-13	8,5	3,2	1,0	0,25	-	4,2	0	63	A	0	A	0	A	A
1-14	9,3	2,5	1,5	0,23	-	4, 0	0	69	A	0	A	0	A	A
1-15	9,2	4, 0	0,6	0,25	-	4,6	3	58	A	0	A	0	A	A
1-16	9,1	3,1	1,8	0,25	-	4,9	0	72	A	0	A	0	A	A
1-17	9,3	3,3	1,5	0,29	-	4,8	0	66	A	0	A	0	A	A

[Tabelle 2]

Proben Nr.	Al	Sr	Ca	Mn	SE	Sr+Ca	Mg₁₇Al₁₂ Flächen -anteil	Restaxial kraft		Häufigkeit des Auftretens von Rissen		Anhaften an der Düse		Gesamtbewertung
Proben Nr.	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(%)	(%)	Bewertung	(Anzahl)	Bewertung	(Anteile)	Bewertung	Gesamtbewertung
1-18	10, 0	2,6	0,7	0,26	-	3,3	4	57	A	0	A	0	A	A
1-19	9,5	3,4	1,0	0,30	-	4,4	2	67	A	0	A	0	A	A
1-20	9,7	4, 0	0,5	0,24	-	4,5	0	57	A	0	A	0	A	A
1-21	9,9	2,7	1,9	0,25	-	4,6	0	65	A	0	A	0	A	A
1-22	6,5	2,6	0, 6	0,28	0,5	3,2	0	65	A	0	A	0	A	A
1-23	6,4	3,4	1,1	0,25	1,1	4,5	0	68	A	0	A	0	A	A
1-24	6,4	4,2	0, 8	0,25	1,9	5,0	0	66	A	0	A	0	A	A
1-25	8,2	2,8	1,7	0,26	1,6	4,5	0	68	A	0	A	0	A	A
1-26	8,5	3,3	0,9	0,25	0, 6	4,2	0	65	A	0	A	0	A	A
1-27	8,2	4, 0	1,5	0,27	1,3	5,5	0	70	A	0	A	0	A	A
1-28	9,7	2,8	0, 6	0,25	0,7	3,4	0	58	A	0	A	0	A	A
1-29	9,5	3,5	1,0	0,26	1,2	4,5	0	68	A	0	A	0	A	A
1-30	9,8	4,2	1,7	0,25	1,8	5,9	0	76	A	0	A	0	A	A
1-31	6,1	2,7	0,5	0,25	-	3,2	4	54	A	0	A	0	A	A
1-32	9,8	4, 0	1,7	0,24	-	5,7	0	74	A	0	A	0	A	A
1-33	9,2	3,3	1,25	0,25	0,75	4,55	0	50	A	0	A	0	A	A
1-34	9,2	3,3	1,25	0,25	1,5	4,55	0	55	A	0	A	0	A	A

[Tabelle 3]

Proben Nr.	Al	Sr	Ca	Mn	SE	Sr+Ca	Mg₁₇Al₁₂ Flächen -anteil	Restaxial kraft		Häufigkeit des Auftretens von Rissen		Anhaften an der Düse		Gesamtbewertung
Proben Nr.	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(%)	(%)	Bewertung	(Anzahl)	Bewertung	(Anteile)	Bewertung	Gesamtbewertung
1-35	8,5	6,2	1,0	0,25	-	7,2	0	74	A	0	A	4	B	B
1-36	9,8	5,9	1,5	0,25	-	7,4	0	79	A	0	A	3	B	B
1-37	11,4	3,1	2,9	0,25	-	6, 0	0	82	A	4	B	0	A	B
1-38	14,9	4,5	2,7	0,27	-	7,2	4	65	A	3	B	1	B	B
1-39	14,7	6, 8	0,07	0,25	-	6,87	4	41	B	0	A	5	B	B
1-40	5,1	3,2	1,2	0,24	-	4,4	0	48	B	0	A	0	A	B
1-41	5,5	2,6	0,08	0,25	-	2,68	4	45	B	0	A	0	A	B
1-42	5,3	2,7	0,05	0,23	2,0	2,75	0	49	B	0	A	0	A	B
1-43	14,5	2,8	0,05	0,25	-	2,85	5	45	B	0	A	0	A	B

[Tabelle 4]

Proben Nr.	Al	Sr	Ca	Mn	SE	Sr+Ca	Mg₁₇Al₁₂ Flächen -anteil	Restaxial kraft		Häufigkeit des Auftretens von Rissen		Anhaften an der Düse		Gesamtbewertung
Proben Nr.	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(Massen -%)	(%)	(%)	Bewertung	(Anzahl)	Bewertung	(Anteile)	Bewertung	Gesamtbewertung
1-101	9,1	2,7	-	0,27	-	-	10	33	C	0	A	0	A	C
1-102	9,3	3,5	-	0,28	-	-	8	35	C	0	A	0	A	C
1-103	9,3	5,0	3,7	0,30	-	8,7	0	-*	C	25	C	0	A	C
1-104	7,2	2,0	1,3	0,25	-	3,3	6	39	C	6	C	0	A	C
1-105	6, 0	2,5	-	0,26	-	-	6	34	C	1	B	0	A	C
1-106	8,4	-	2,1	0,25	-	-	7	37	C	16	C	0	A	C
1-107	11,2	6, 0	4,1	0,25	2,5	10,1	5	65	A	18	C	1	B	C
1-108	5,5	6,3	4,5	0,24	3,5	10,8	0	67	A	13	C	1	B	C
1-109	5, 2	2,0	-	0,24	3,7	-	6	39	C	0	A	0	A	C
1-110	11,5	-	3,5	0,27	3, 6	-	0	-*	C	8	C	0	A	C
1-111	4, 0	-	-	0,25	4, 0	-	0	57	A	9	C	0	A	C
1-112	7,0	0,3	3,1	0,28	-	3,4	0	55	A	16	C	0	A	C
1-113	8,4	3,5	-	0,22	1,5	-	9	35	C	0	A	0	A	C
1-114	8,5	3,4	-	0,21	3, 0	-	0	39	C	0	A	0	A	C
1-115	11,4	3,3	4,2	0,25	-	7,5	0	80	A	8	C	0	A	C
1-116	9,3	8, 1	1,0	0,25	-	9,1	0	65	A	0	A	8	C	C
1-117	8,5	9,5	1,8	0,24	-	11,3	0	69	A	0	A	13	C	C

Wie aus den Tabellen 1 bis 3 ersichtlich ist, welche die Proben Nr. 1-1 bis Nr. 1-43 zeigen, die 5 Massen-% oder mehr und 15 Massen-% oder weniger Al; 2,5 Massen-% oder mehr und 7 Massen-% oder weniger Sr; 0,05 Massen-% oder mehr und weniger als 3,0 Massen-% Ca; und 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger Mn enthalten, weisen diese Proben jeweils eine hohe Restaxialkraft, weniger Rissbildung und weniger Anhaften an der Düse auf. Es stellte sich auch heraus, dass Probe Nr. 1-1 bis Probe Nr. 1-43 jeweils eine Mg-Al-Verbindung in einem geringen Flächenanteil enthalten, der 5% oder weniger beträgt. Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, enthalten insbesondere die Proben Nr. 1-1 bis Nr. 1-34 jeweils 6 Massen-% oder mehr und 10 Massen-% oder weniger Al; 2,5 Massen-% oder mehr und 5 Massen-% oder weniger Sr; 0,5 Massen-% oder mehr und 2,0 Massen-% oder weniger Ca; und 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger Mn, die Restaxialkraft beträgt 50% oder mehr, die Anzahl der Risse beträgt null und die Anzahl der Bereiche, in denen ein Anhaften an der Düse aufgetreten ist, beträgt null. Somit stellt sich heraus, dass die Hitzebeständigkeit, die Rissbildung und das Anhaften an der Düse ausgezeichnet sind. Andererseits weisen die in Tabelle 4 gezeigten Proben Nr. 1-101 bis Nr. 1-117, welche nicht die oben beschriebene spezifische Zusammensetzung aufweisen, jeweils eine geringe Restaxialkraft, mehr Rissbildung und mehr Anhaften an der Düse auf. Somit zeigt sich, dass die Proben Nr. 1-101 bis Nr. 1-117 bezüglich der Wärmebeständigkeit, der Rissbildung und des Anhaftens an der Düse den Proben Nr. 1-1 bis Nr. 1-43 unterlegen sind. Darüber hinaus zeigt sich basierend auf diesen Proben, dass ein Anhaften an der Düse wahrscheinlicher auftritt, wenn der Gehalt an Sr höher ist, und ebenso tritt eine Rissbildung wahrscheinlicher auf, wenn der Gehalt an Ca höher ist.
«Versuchsbeispiel 2»
Die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall der Magnesiumlegierung wurde bewertet. Die Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall wurde bewertet, indem der Entzündungszustand des geschmolzenen Metalls einer Magnesiumlegierung überprüft wurde. Zuerst wurde das geschmolzene Metall einer Magnesiumlegierung mit der gleichen Zusammensetzung wie der Probe Nr. 1-13 (Tabelle 1) und der Probe Nr. 1-105 (Tabelle 4) in Versuchsbeispiel 1 auf die gleiche Weise wie im Versuchsbeispiel 1 hergestellt. Anschließend wurde in der Atmosphäre in dem Zustand, in dem das geschmolzene Metall 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 700°C gehalten wurde, ohne gerührt zu werden, der Entzündungszustand des geschmolzenen Metalls überprüft.
Das geschmolzene Metall der Magnesiumlegierung der Probe Nr. 1-13 entzündete sich nicht, wohingegen sich das geschmolzene Metall der Magnesiumlegierung der Probe Nr. 1-105 entzündete. Basierend auf diesem Ergebnis, zeigte sich, dass die Magnesiumlegierung, die Al, Sr, Ca und Mn in bestimmten Bereichen enthält, eine hervorragende Unterdrückung der Entzündung von geschmolzenem Metall aufwies.
Die vorliegende Erfindung wird durch die Bedingungen in den Ansprüchen definiert, ist jedoch nicht auf die obige Beschreibung beschränkt und soll jegliche Modifikationen innerhalb des Sinnes und des Umfangs umfassen, die äquivalent zu den Bedingungen der Ansprüche sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016140004 [0002]

Claims

Magnesiumlegierung, umfassend: 5,0 Massen-% oder mehr und 15,0 Massen-% oder weniger Al; 2,5 Massen-% oder mehr und 7,0 Massen-% oder weniger Sr; 0,05 Massen-% oder mehr und weniger als 3,0 Massen-% Ca; und 0,1 Massen-% oder mehr und 0,6 Massen-% oder weniger Mn, worin ein Rest Mg und unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
Magnesiumlegierung gemäß Anspruch 1, die eine Struktur enthält, in der ein Flächenanteil einer Verbindung, die Mg und Al enthält, in einem Querschnitt 5% oder weniger beträgt.
Magnesiumlegierung gemäß Anspruch 1 oder 2, die 0,5 Massen-% oder mehr und 3,0 Massen-% oder weniger eines Seltenerdelements umfasst.
Magnesiumlegierung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin ein Gesamtgehalt an Sr and Ca 6,0 Massen-% oder weniger beträgt.