JPH05202443A - 耐熱性に優れた粒子強化型Ｍｇ合金 - Google Patents
耐熱性に優れた粒子強化型Ｍｇ合金Info
- Publication number
- JPH05202443A JPH05202443A JP3715492A JP3715492A JPH05202443A JP H05202443 A JPH05202443 A JP H05202443A JP 3715492 A JP3715492 A JP 3715492A JP 3715492 A JP3715492 A JP 3715492A JP H05202443 A JPH05202443 A JP H05202443A
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- JP
- Japan
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- alloy
- weight
- heat resistance
- rare earth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性に優れ、高温であっても高強度を有
し、かつ軽量である粒子強化型Ｍｇ合金を提供する。 【構成】 粒子強化型Ｍｇ合金において、周期律表３ａ
族希土類元素を０．２〜１２重量％含有し、残部がＭｇ
および不可避不純物であることを特徴とする耐熱性に優
れた粒子強化型Ｍｇ合金であり、周期律表３ａ族希土類
元素が、Ｃｅ：１〜１２重量％、Ｎｄ：０．５〜１２重
量％、Ｌａ：０．２〜８重量％、Ｙ：０．２〜８重量％
よりなる群から選択されてもよい。
し、かつ軽量である粒子強化型Ｍｇ合金を提供する。 【構成】 粒子強化型Ｍｇ合金において、周期律表３ａ
族希土類元素を０．２〜１２重量％含有し、残部がＭｇ
および不可避不純物であることを特徴とする耐熱性に優
れた粒子強化型Ｍｇ合金であり、周期律表３ａ族希土類
元素が、Ｃｅ：１〜１２重量％、Ｎｄ：０．５〜１２重
量％、Ｌａ：０．２〜８重量％、Ｙ：０．２〜８重量％
よりなる群から選択されてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れた粒子強
化型Ｍｇ合金に関するものである。
化型Ｍｇ合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】輸送機器等の重量削減という観点から、
例えばエンジン部材の軽量化が望まれており、Ｍｇ合金
の利用が進められている。これらのＭｇ合金の代表的な
ものとしては、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金（例えばＡＳＴＭ
規格ＡＺ９１）、Ｍｇ−Ｚｎ−ＲＥ（Ｒａｒｅ Ｅａｒ
ｔｈ）−Ｚｒ合金（例えばＡＳＴＭ規格ＥＺ３３、ＺＥ
４１）、Ｍｇ−Ｚｎ−ＲＥ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ）合
金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ合金等が挙げられるが、これらの
合金は高温での強度が低いという問題があった。
例えばエンジン部材の軽量化が望まれており、Ｍｇ合金
の利用が進められている。これらのＭｇ合金の代表的な
ものとしては、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金（例えばＡＳＴＭ
規格ＡＺ９１）、Ｍｇ−Ｚｎ−ＲＥ（Ｒａｒｅ Ｅａｒ
ｔｈ）−Ｚｒ合金（例えばＡＳＴＭ規格ＥＺ３３、ＺＥ
４１）、Ｍｇ−Ｚｎ−ＲＥ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ）合
金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ合金等が挙げられるが、これらの
合金は高温での強度が低いという問題があった。
【０００３】この問題を解決するため、金属マトリック
ス中に、高温でも安定な微細粒子を強化材として複合さ
せた粒子強化型Ｍｇ合金が考え出された。粒子強化型合
金は、合金中に酸化物等の耐熱粒子を分散させた材料で
あり、耐熱粒子の分散による効果で、従来の合金よりは
るかに高い耐熱性を有し、またマトリックスが金属なの
でセラミックスより延性があるという優れた性質を示す
ものである。
ス中に、高温でも安定な微細粒子を強化材として複合さ
せた粒子強化型Ｍｇ合金が考え出された。粒子強化型合
金は、合金中に酸化物等の耐熱粒子を分散させた材料で
あり、耐熱粒子の分散による効果で、従来の合金よりは
るかに高い耐熱性を有し、またマトリックスが金属なの
でセラミックスより延性があるという優れた性質を示す
ものである。
【０００４】しかしながら、マトリックスとして上記例
示されたようなＭｇ合金を使用するものにあっては、た
とえ耐熱粒子で強化したとしても高温での強度が充分で
はなかった。
示されたようなＭｇ合金を使用するものにあっては、た
とえ耐熱粒子で強化したとしても高温での強度が充分で
はなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、高温での強度に優れた粒
子強化型Ｍｇ合金を提供しようとするものである。
目してなされたものであって、高温での強度に優れた粒
子強化型Ｍｇ合金を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明とは、粒子強化型Ｍｇ合金において、周期律表３ａ族
希土類元素を０．２〜１２重量％含有し、残部がＭｇお
よび不可避不純物であり、さらにＭｎ：０．２〜４％を
含有していてもよい粒子強化型Ｍｇ合金である。また本
発明の粒子強化型Ｍｇ合金において、特に好適な周期律
表３ａ族希土類元素としては、Ｃｅ：１〜１２重量％、
Ｎｄ：０．５〜１２重量％、Ｌａ：０．２〜８重量％、
Ｙ：０．２〜８重量％よりなる群から選択される一種ま
たは二種以上を使用することが推奨される。
明とは、粒子強化型Ｍｇ合金において、周期律表３ａ族
希土類元素を０．２〜１２重量％含有し、残部がＭｇお
よび不可避不純物であり、さらにＭｎ：０．２〜４％を
含有していてもよい粒子強化型Ｍｇ合金である。また本
発明の粒子強化型Ｍｇ合金において、特に好適な周期律
表３ａ族希土類元素としては、Ｃｅ：１〜１２重量％、
Ｎｄ：０．５〜１２重量％、Ｌａ：０．２〜８重量％、
Ｙ：０．２〜８重量％よりなる群から選択される一種ま
たは二種以上を使用することが推奨される。
【０００７】
【作用】本発明に用いられる周期律表３ａ族希土類元素
とは、具体的にはＳｃ，Ｙの他、Ｌａ系列元素のＬａ，
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ等を総称するもので
あり、Ｍｇ合金の一構成元素として加えることによっ
て、機械的性質、特に高温での強度を向上させる働きを
有する。これらの周期律表３ａ族希土類元素は、一種ま
たは二種以上をＭｇ合金中０．２〜１２重量％の範囲内
で使用される。０．２重量％より少ない使用量では、上
記効果を発現することができず、１２重量％を超えて使
用するとＭｇ合金が脆化してしまい逆効果である。
とは、具体的にはＳｃ，Ｙの他、Ｌａ系列元素のＬａ，
Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ等を総称するもので
あり、Ｍｇ合金の一構成元素として加えることによっ
て、機械的性質、特に高温での強度を向上させる働きを
有する。これらの周期律表３ａ族希土類元素は、一種ま
たは二種以上をＭｇ合金中０．２〜１２重量％の範囲内
で使用される。０．２重量％より少ない使用量では、上
記効果を発現することができず、１２重量％を超えて使
用するとＭｇ合金が脆化してしまい逆効果である。
【０００８】周期律表３ａ族希土類元素の種類は本発明
を制限するものではなく、上記例示したものはすべて使
用できるが、使用する元素によっては上記範囲の中から
さらに好適な範囲を設定することができる。その一例を
示せば、Ｃｅ：１〜１２重量％、Ｎｄ：０．５〜１２重
量％、Ｌａ：０．２〜８重量％、Ｙ：０．２〜８重量％
等であり、これらよりなる群から選択される一種または
二種以上を合計量で０．２〜１２重量％となる様に配合
すると、Ｍｇ合金に大きな耐熱性向上効果をもたらす。
これらの元素はそれぞれの適正使用量より少ない使用量
では、高温における機械的強度の向上効果の発現が不充
分で、また適正使用量を超えて使用すると、Ｍｇ合金が
脆化する傾向が生じるため好ましくない。
を制限するものではなく、上記例示したものはすべて使
用できるが、使用する元素によっては上記範囲の中から
さらに好適な範囲を設定することができる。その一例を
示せば、Ｃｅ：１〜１２重量％、Ｎｄ：０．５〜１２重
量％、Ｌａ：０．２〜８重量％、Ｙ：０．２〜８重量％
等であり、これらよりなる群から選択される一種または
二種以上を合計量で０．２〜１２重量％となる様に配合
すると、Ｍｇ合金に大きな耐熱性向上効果をもたらす。
これらの元素はそれぞれの適正使用量より少ない使用量
では、高温における機械的強度の向上効果の発現が不充
分で、また適正使用量を超えて使用すると、Ｍｇ合金が
脆化する傾向が生じるため好ましくない。
【０００９】Ｍｎは上記組成からなるＭｇ合金に添加す
ることによって耐食性を向上させる効果を有する。Ｍｎ
の適正添加量はＭｇ合金中０．２〜４重量％である。
０．２重量％より少ないと耐食性向上効果が認められ
ず、４重量％を超えて使用すると、Ｍｇ合金が脆化する
ため好ましくない。
ることによって耐食性を向上させる効果を有する。Ｍｎ
の適正添加量はＭｇ合金中０．２〜４重量％である。
０．２重量％より少ないと耐食性向上効果が認められ
ず、４重量％を超えて使用すると、Ｍｇ合金が脆化する
ため好ましくない。
【００１０】強化材として使用される粒子には、セラミ
ックス等が使用され、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ０2 、Ｍｇ０、
ＳｉＯ2 、ＣｕＯ等の酸化物、ＳｉＣ、ＷＣ、ＴｉＣ、
ＺｒＣ、ＮｂＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3 Ｎ
4 、ＡｌＮ等の窒化物、Ｚｒ2Ｂ、ＮｂＢ、ＡｌＢ2 等
の硼化物、あるいは黒鉛等が利用できる。これらの強化
粒子の粒径は分散性の点から５０μｍ以下が好ましく、
より好ましくは１μｍ以下である。強化材として使用さ
れる粒子には繊維状のウィスカは含まれない。ウィスカ
等の強化繊維はからみやすく合金中に均一に分散しにく
いためである。
ックス等が使用され、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ０2 、Ｍｇ０、
ＳｉＯ2 、ＣｕＯ等の酸化物、ＳｉＣ、ＷＣ、ＴｉＣ、
ＺｒＣ、ＮｂＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3 Ｎ
4 、ＡｌＮ等の窒化物、Ｚｒ2Ｂ、ＮｂＢ、ＡｌＢ2 等
の硼化物、あるいは黒鉛等が利用できる。これらの強化
粒子の粒径は分散性の点から５０μｍ以下が好ましく、
より好ましくは１μｍ以下である。強化材として使用さ
れる粒子には繊維状のウィスカは含まれない。ウィスカ
等の強化繊維はからみやすく合金中に均一に分散しにく
いためである。
【００１１】強化粒子の使用量は耐熱性向上の点から多
い方が好ましいが、合金中２５体積％を超えるほどに多
く配合しても、それ以上の耐熱性の向上は認められない
ため、使用量は５〜２５体積％が好ましい。５％以下で
は、耐熱性向上効果が不充分である。
い方が好ましいが、合金中２５体積％を超えるほどに多
く配合しても、それ以上の耐熱性の向上は認められない
ため、使用量は５〜２５体積％が好ましい。５％以下で
は、耐熱性向上効果が不充分である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。実施例１ 表１に示す組成の合金に強化用粒子；ＳｉＣを合金中の
比率が10体積％となるように混合し、粒子強化型Ｍｇ合
金を作成した。
する。実施例１ 表１に示す組成の合金に強化用粒子；ＳｉＣを合金中の
比率が10体積％となるように混合し、粒子強化型Ｍｇ合
金を作成した。
【００１３】作成手順は以下の通りである。図１に示す
合金溶解装置１の電気炉２内のるつぼ３中でＭｇ合金４
を加熱溶解する。溶融したＭｇ合金４を、50〜200 rpm
の回転数で回転している撹拌子５で撹拌しながら、強化
用の粒子６をシュート７を通して添加する。なお、蓋８
を通してガス導入口９が設けられており、Ｍｇ合金の酸
化防止のため、ＳＦ6 をＣＯ2 ガス中に約10体積％の割
合で混合したガスを炉内に導入する。
合金溶解装置１の電気炉２内のるつぼ３中でＭｇ合金４
を加熱溶解する。溶融したＭｇ合金４を、50〜200 rpm
の回転数で回転している撹拌子５で撹拌しながら、強化
用の粒子６をシュート７を通して添加する。なお、蓋８
を通してガス導入口９が設けられており、Ｍｇ合金の酸
化防止のため、ＳＦ6 をＣＯ2 ガス中に約10体積％の割
合で混合したガスを炉内に導入する。
【００１４】これらの粒子強化型Ｍｇ合金の組成と150
℃での引張試験結果を表１に併記した。
℃での引張試験結果を表１に併記した。
【００１５】
【表１】
【００１６】従来のＭｇ合金である比較例に比べ、実施
例では強度が大幅に向上していることがわかる。実施例２ 強化用粒子を添加せずに、表２に示した組成の合金を作
成し、150 ℃での引張試験を行ない、表２に併記した。
Ｃｅ添加量は12重量％以下が好ましいことがわかる。
例では強度が大幅に向上していることがわかる。実施例２ 強化用粒子を添加せずに、表２に示した組成の合金を作
成し、150 ℃での引張試験を行ない、表２に併記した。
Ｃｅ添加量は12重量％以下が好ましいことがわかる。
【００１７】
【表２】
【００１８】実施例３ Ｍｇ−５％Ｃｅの合金を用い、強化用粒子の含有率を表
３に示した様に変化させた粒子強化型Ｍｇ合金を実施例
１と同様にして作成し、150 ℃での引張強度を測定し表
３に併記した。
３に示した様に変化させた粒子強化型Ｍｇ合金を実施例
１と同様にして作成し、150 ℃での引張強度を測定し表
３に併記した。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、耐熱性
に優れ、高温であっても高強度を有し、かつ軽量である
粒子強化型Ｍｇ合金を提供することができた。
に優れ、高温であっても高強度を有し、かつ軽量である
粒子強化型Ｍｇ合金を提供することができた。
【図１】粒子強化型Ｍｇ合金の溶解装置の概略図であ
る。
る。
１ 合金溶解装置 ２ 電気炉 ３ るつぼ ４ 合金 ５ 撹拌子 ６ 強化粒子 ７ シュート ８ 蓋 ９ ガス導入口
Claims (3)
- 【請求項１】 粒子強化型Ｍｇ合金において、周期律表
３ａ族希土類元素を０．２〜１２重量％含有し、残部が
Ｍｇおよび不可避不純物であることを特徴とする耐熱性
に優れた粒子強化型Ｍｇ合金。 - 【請求項２】 Ｍｎ：０．２〜４重量％を含有する請求
項１記載の粒子強化型Ｍｇ合金。 - 【請求項３】 周期律表３ａ族希土類元素が、Ｃｅ：１
〜１２重量％、Ｎｄ：０．５〜１２重量％、Ｌａ：０．
２〜８重量％、Ｙ：０．２〜８重量％よりなる群から選
択される一種または二種以上である請求項１または２に
記載の粒子強化型Ｍｇ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3715492A JPH05202443A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 耐熱性に優れた粒子強化型Ｍｇ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3715492A JPH05202443A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 耐熱性に優れた粒子強化型Ｍｇ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05202443A true JPH05202443A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=12489688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3715492A Withdrawn JPH05202443A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 耐熱性に優れた粒子強化型Ｍｇ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05202443A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008075176A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-04-03 | Kobe Steel Ltd | 高温での強度と伸びに優れたマグネシウム合金およびその製造方法 |
| JP2011042847A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Peter Stolfig | マグネシウム合金 |
| JP2016520714A (ja) * | 2013-04-10 | 2016-07-14 | ブルーンケ・ウルリヒ | アルミニウム不含のマグネシウム合金 |
| CN114277297A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-05 | 重庆大学 | 一种耐热性能提高的镁基复合材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP3715492A patent/JPH05202443A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008075176A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-04-03 | Kobe Steel Ltd | 高温での強度と伸びに優れたマグネシウム合金およびその製造方法 |
| JP2011042847A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Peter Stolfig | マグネシウム合金 |
| JP2016520714A (ja) * | 2013-04-10 | 2016-07-14 | ブルーンケ・ウルリヒ | アルミニウム不含のマグネシウム合金 |
| CN114277297A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-05 | 重庆大学 | 一种耐热性能提高的镁基复合材料及其制备方法 |
| CN114277297B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-04-07 | 重庆大学 | 一种耐热性能提高的镁基复合材料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |