JP2010065318A

JP2010065318A - Creep-resistant magnesium alloy

Info

Publication number: JP2010065318A
Application number: JP2009193787A
Authority: JP
Inventors: Hajo Dieringa; ディーリンガハヨ; Norbert Hort; ホルトノルベルト; Karl Ulrich Kainer; ウルリッヒカイナーカール
Original assignee: GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Current assignee: GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2010-03-25
Also published as: EP2159293A2; DE102008039683B4; CN101676423A; PT2159293E; DE102008039683A1; EP2159293B1; US20100054985A1; IL200309A0; EP2159293A3; AU2009208050A1; ES2548582T3; CA2675863A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnesium-aluminium alloy with enhanced creep resistance, and the use thereof. <P>SOLUTION: The magnesium-aluminium alloy comprises, by weight, 1-9% aluminum, 0.5-5% barium, 0.5-5% calcium and the balance magnesium. Further, the alloy may additionally include zinc, tin, lithium, manganese, yttrium, neodymium, cerium and/or praseodymium in proportions of up to 7 wt.%, respectively. The alloy can be used in production of components for automobile, marine vessel and/or aircraft and also in production of power transmission mechanisms or their components. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐クリープ性マグネシウム合金に関する。 The present invention relates to a creep resistant magnesium alloy.

マグネシウムを含有する金属合金は、自動車産業、電子産業、航空宇宙産業、その他数種の技術分野で広範に用いられている。これらの合金は、高温クリープ耐性があり、高温環境で使用可能なので、特に有益である。 Magnesium-containing metal alloys are widely used in the automotive industry, electronics industry, aerospace industry and several other technical fields. These alloys are particularly beneficial because they are resistant to high temperature creep and can be used in high temperature environments.

非特許文献１や非特許文献２のような数種の異なったマグネシウム合金が開発・標準化されている。ダウケミカル社により開発されたＭｇ−４％Ａｌ−２％ＲＥ（ＲＥは希土類元素）という組成を持つ合金Ａも、高温で使用されることがよく知られている。 Several different magnesium alloys such as Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 have been developed and standardized. It is well known that the alloy A having a composition of Mg-4% Al-2% RE (RE is a rare earth element) developed by Dow Chemical Company is also used at a high temperature.

独国特許出願公開第４４４６８９８号明細書German Patent Application Publication No. 4446898 独国特許出願公開第２２０１４６０号明細書German Patent Application Publication No. 2201460

ＪＩＳＨ５２０３（ＭＣ１-ＭＣ１０）JIS H 5203 (MC1-MC10) ＪＩＳＨ５３０３（ＭＤＣ１Ａ，ＭＤＣ１Ｂ）JIS H 5303 (MDC1A, MDC1B)

しかしながら、そのような耐熱性マグネシウム合金は、金属対象物が成形後に急速冷却されなければならない鋳造には、極めて不適当である。 However, such refractory magnesium alloys are very unsuitable for casting where the metal object must be rapidly cooled after forming.

特許文献１は、以下の成分を含有する耐クリープ性マグネシウム合金を開示している：アルミニウム（Ａｌ）１．５〜１０重量％、希土類元素（ＲＥ）２重量％未満、カルシウム（Ｃａ）０．２５〜５．５重量％、残部はマグネシウム。さらに、この合金は銅および／または亜鉛０．２〜２．５重量％を含有する場合もある。 Patent Document 1 discloses a creep-resistant magnesium alloy containing the following components: aluminum (Al) 1.5 to 10% by weight, rare earth element (RE) 2% by weight, calcium (Ca) 0. 25 to 5.5% by weight, the balance being magnesium. Further, the alloy may contain 0.2 to 2.5 weight percent copper and / or zinc.

しかしながら、このような合金に含有される希土類元素は、合金のコストを増大させる。 However, the rare earth elements contained in such alloys increase the cost of the alloy.

特許文献２も、アルミニウムを含有し、また所望であれば、カルシウム、ジルコニウム、チタン、ケイ素、ストロンチウム、イットリウム、セリウム、またはバリウムから選ばれた追加の元素を含有する耐クリープ性マグネシウム合金を開示している。バリウムとカルシウムとの組合せは、追加の元素としては開示されていない。 Patent document 2 also discloses a creep-resistant magnesium alloy containing aluminum and, if desired, containing an additional element selected from calcium, zirconium, titanium, silicon, strontium, yttrium, cerium, or barium. ing. The combination of barium and calcium is not disclosed as an additional element.

したがって、本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を克服でき、さらに、より高い耐クリープ性を持つマグネシウム合金を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnesium alloy that can overcome the above-mentioned drawbacks of the prior art and that has higher creep resistance.

この目的は、マグネシウムまたはマグネシウム合金を含有する金属合金であって、当該合金の総重量に対し、アルミニウム（Ａｌ）１〜９重量％、バリウム（Ｂａ）０．５〜５重量％、カルシウム（Ｃａ）０．５〜５重量％、残りはマグネシウム（Ｍｇ）と製造に関連する不可避の不純物である、を含有する上記合金により達成される。好ましくは、上記製造に関連する不可避の不純物は、当該合金の総重量に対し、合計で２重量％以下の量である。アルミニウムの割合は、好ましくは２〜７重量％、より好ましくは３〜６重量％である。バリウムの割合は、好ましくは１〜４重量％、より好ましくは１．５〜３重量％である。カルシウムの割合は、好ましくは１〜４重量％、より好ましくは１．５〜３重量％である。 This object is a metal alloy containing magnesium or a magnesium alloy, wherein aluminum (Al) 1-9 wt%, barium (Ba) 0.5-5 wt%, calcium (Ca), based on the total weight of the alloy ) 0.5-5% by weight, with the remainder being magnesium (Mg) and the inevitable impurities associated with production. Preferably, the inevitable impurities associated with the production are in a total amount of 2% by weight or less, based on the total weight of the alloy. The proportion of aluminum is preferably 2 to 7% by weight, more preferably 3 to 6% by weight. The proportion of barium is preferably 1 to 4% by weight, more preferably 1.5 to 3% by weight. The proportion of calcium is preferably 1 to 4% by weight, more preferably 1.5 to 3% by weight.

本発明のマグネシウム合金は、さらに亜鉛、スズ、リチウム、マンガン、イットリウム、ネオジム、セリウム、および／またはプラセオジムをそれぞれ７重量％までの割合で含んでよい。 The magnesium alloy of the present invention may further contain zinc, tin, lithium, manganese, yttrium, neodymium, cerium, and / or praseodymium, each in a proportion of up to 7% by weight.

本発明のマグネシウム合金は、多くの用途分野で用いられていると思われる。好ましくは、自動車、船舶および／または航空機用部品の製造、より好ましくは動力伝達機構およびその部品の製造に用いられている。 The magnesium alloy of the present invention appears to be used in many fields of application. It is preferably used for the manufacture of parts for automobiles, ships and / or aircraft, more preferably for the production of power transmission mechanisms and parts thereof.

本発明の２種のマグネシウム合金に対し２００℃の温度で８０ＭＰａのひずみをかけた時の時間の関数としてのクリープ変形を従来の合金ＡＥ４２およびデッドシーマグネシウム社（Dead Sea Magnesium社）によりＭＲＩ２３０Ｄの名前で製造されている合金（アルミニウムとカルシウムに加え希土類元素を含有する）との比較図である。Creep deformation as a function of time when straining 80 MPa at a temperature of 200 ° C. is applied to the two magnesium alloys of the present invention under the name MRI230D by the conventional alloy AE42 and Dead Sea Magnesium. It is a comparison figure with the alloy (it contains a rare earth element in addition to aluminum and calcium).

本発明を添付の図面を参考に説明する。本発明の２種のマグネシウム合金（ＡＢＣ合金）、すなわち、アルミニウム約４重量％、バリウム約２重量％、カルシウム約１重量％を含有するマグネシウム合金（ＡＢＣ４２１）とアルミニウム約４重量％、バリウム約２重量％、カルシウム約２重量％を含有するマグネシウム合金（ＡＢＣ４２２）、に対し２００℃の温度で８０ＭＰａのひずみをかけた時の時間の関数としてのクリープ変形を従来の合金ＡＥ４２（Ｅは希土類元素を表す）、およびデッドシーマグネシウム社（Dead Sea Magnesium社）によりＭＲＩ２３０Ｄの名前で製造されている合金（アルミニウムとカルシウムに加え希土類元素を含有する）と比較して図１に示す。 The present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Two magnesium alloys of the present invention (ABC alloy), ie, a magnesium alloy (ABC421) containing about 4% by weight of aluminum, about 2% by weight of barium and about 1% by weight of calcium and about 4% by weight of aluminum and about 2% of barium Creep deformation as a function of time when applying a strain of 80 MPa at a temperature of 200 ° C. to a magnesium alloy (ABC422) containing about 2% by weight of calcium and about 2% by weight of a conventional alloy AE42 (E is a rare earth element) 1) and an alloy manufactured under the name MRI230D by Dead Sea Magnesium (containing rare earth elements in addition to aluminum and calcium).

本発明の合金は、それぞれの比較合金より著しくクリープ変形が少ない。これから、ひずみが一定の場合、温度がよりいっそう高くなるであろうという結論、または、部品は著しく長い時間ひずみをかけられるであろうという結論が導かれる。 The alloys of the present invention have significantly less creep deformation than the respective comparative alloys. This leads to the conclusion that if the strain is constant, the temperature will be even higher, or that the part will be strained for a significantly longer time.

Claims

In the magnesium alloy, the magnesium alloy containing the following components with respect to the total weight of the alloy:
Aluminum 1-9%, barium 0.5-5%, calcium 0.5-5%, the rest is magnesium.

The magnesium alloy according to claim 1, further comprising zinc, tin, lithium, manganese, yttrium, neodymium, cerium and / or praseodymium in a proportion of up to 7% by weight, respectively.

Magnesium alloy according to any of the preceding claims, wherein the proportion of aluminum is 2-7 wt%, preferably 3-6 wt%.

Magnesium alloy according to any of the preceding claims, wherein the proportion of barium is 1 to 4% by weight, preferably 1.5 to 3% by weight.

Magnesium alloy according to any of the preceding claims, wherein the proportion of calcium is 1 to 4 wt%, preferably 1.5 to 3 wt%.

Use of the magnesium alloy according to any one of claims 1 to 5 in the production of parts for automobiles, ships and / or aircraft.

Use of the magnesium alloy according to any one of claims 1 to 5 in the manufacture of a power transmission mechanism or a component thereof.