JP2016079446A - マグネシウム合金鋳造品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1.5〜4.0質量%のMn(マンガン)を含み、残部がMg(マグネシウム)と、Fe(鉄)、Ni(ニッケル)、C(炭素)等の不可避的不純物から構成されているマグネシウム合金鋳造品。これにより、結晶粒が微細化されると共に、溶湯中に含まれる不純物との化合物が抑制される。亦、1.0〜2.5質量%のMnと、10質量%のGd(ガドリウム)とを含み、残部がMgと不可避的不純物からなるマグネシウム合金鋳造品。マグネシウム合金鋳造品に10質量%のGdを含有させることにより、結晶粒界等にMgとGdとの金属間化合物が析出するので、高温強度やクリープ強度等の耐熱性を向上させることができる。
【選択図】図2
Description
[第1実施形態]
本発明に係るマグネシウム合金鋳造品は、1.5質量%以上4.0質量%以下のMn(マンガン)を含み、残部がMg(マグネシウム)と不可避的不純物からなるマグネシウム合金鋳造品である。
本発明に係る他のマグネシウム合金鋳造品は、1.0質量%以上2.5質量%以下のMnと、10質量%のGd(ガドリウム)とを含み、残部がMgと不可避的不純物からなるマグネシウム合金鋳造品である。このマグネシウム合金鋳造品は、第1実施形態のマグネシウム合金鋳造品に対して、更に10質量%のGdが含有されている点と、Mnの含有率とが相違している。
溶解素材には、不純物(Fe、Ni、C等)を含む金属Mgを用いた。金属Mgをルツボに入れ、大気溶解により溶解して溶湯とした。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した。金属Mnについては、溶湯に対して金属Mnの添加率が、比較例1では0.01質量%、比較例2では0.1質量%、比較例3では0.2質量%、比較例4では0.5質量%、比較例5では1.0質量%、実施例1では1.5質量%、実施例2では2.0質量%、実施例3では3.0質量%、実施例4では4.0質量%の範囲となるように添加した。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した後、5分間静置することにより沈静化して溶湯を調製した。
溶解素材には、Mg―Gd合金を用いた。Mg−Gd合金の合金組成については、10質量%のGdを含み、残部がMgと不純物(Fe、Ni、C等)とから構成されている。Mg―Gd合金をルツボに入れ、大気溶解により溶解して溶湯とした。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した。金属Mnについては、溶湯に対して金属Mnの添加率が、比較例7では0.5質量%、実施例5では1.0質量%、実施例6では1.5質量%、実施例7では2.0質量%、実施例8では2.5質量%の範囲となるように添加した。溶湯に金属Mnを添加して撹拌した後、5分間静置することにより沈静化して溶湯を調製した。調製した溶湯の溶湯温度については、720℃とした。なお、調製した溶湯の鋳造については、Mg−Mn合金の鋳造方法と同じであるので詳細な説明を省略する。また、比較例8として、金属Mnを添加しないものについても鋳造した。
溶解素材には、不純物(Fe、Ni、C等)を含む金属Mgを用いた。金属Mgをルツボに入れ、大気溶解により溶解して溶湯とした。溶湯にマグネシウム エレクトロン社(Magnesium Electron Ltd.)製のZr−max(ZrCl4をMgに溶かしたもの)を添加して撹拌した。Zr−maxについては、溶湯に対してZr−maxの添加率が、比較例9では0.05質量%、比較例10では0.1質量%、比較例11では0.2質量%、比較例12では0.4質量%、比較例13では0.6質量%の範囲となるように添加した。溶湯にZr−maxを添加して撹拌した後、5分間静置することにより沈静化して溶湯を調製した。調製した溶湯の溶湯温度については、720℃とした。なお、調製した溶湯の鋳造については、Mg−Mn合金の鋳造方法と同じであるので詳細な説明を省略する。また、比較例14として、Zr−maxを添加しないものについても鋳造した。
Mg−Mn合金、Mg−Mn−Gd合金及びMg−Zr合金の各鋳造品について結晶粒径を測定し、結晶粒微細化について評価した。なお、各鋳造品の結晶粒径については、鋳造品から試料を切り出し、試料を埋込樹脂に埋め込んだ後に研磨とエッチィングとを行って、光学顕微鏡により複数箇所測定した後にこれらを平均して求めた。
次に、Mg−Mn合金、Mg−Mn−Gd合金及びMg−Zr合金の各鋳造品について、光学顕微鏡により金属組織観察を行って、不純物(Fe、Ni、C等)との反応による化合物の形成を評価した。代表として、実施例5の鋳造品(Mg−Mn−Gd合金、金属Mnの添加量が1.0質量%)と、比較例12の鋳造品(Mg−Zr合金、Zr−maxの添加量が0.4質量%)とについて説明する。図5は、比較例12の鋳造品(Mg−Zr合金、Zr−maxの添加量が0.4質量%)の金属組織観察結果を示す写真である。図6は、実施例5の鋳造品(Mg−Mn−Gd合金、金属Mnの添加量が1.0質量%)の金属組織観察結果を示す写真である。
Claims (4)
- 1.5質量%以上4.0質量%以下のMnを含み、残部がMgと不可避的不純物からなることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品。
- 1.0質量%以上2.5質量%以下のMnと、10質量%のGdとを含み、残部がMgと不可避的不純物からなることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品。
- マグネシウム合金鋳造品の製造方法であって、
不可避的不純物を含む金属Mgを溶解した溶湯に、金属Mn、Mn合金またはMn化合物を、Mnの含有率が1.5質量%以上4.0質量%以下となるように添加して前記溶湯を調製する溶湯調製工程と、
前記調製された溶湯を鋳型に注湯して鋳込む鋳込み工程と、
を備えることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品の製造方法。 - マグネシウム合金鋳造品の製造方法であって、
10質量%Gdを含有し、残部がMgと不可避的不純物からなるMg―Gd合金を溶解した溶湯に、金属Mn、Mn合金またはMn化合物を、Mnの含有率が1.0質量%以上2.5質量%以下となるように添加して前記溶湯を調製する溶湯調製工程と、
前記調製された溶湯を鋳型に注湯して鋳込む鋳込み工程と、
を備えることを特徴とするマグネシウム合金鋳造品の製造方法。
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