JPH06306523A - 耐熱マグネシウム合金 - Google Patents
耐熱マグネシウム合金Info
- Publication number
- JPH06306523A JPH06306523A JP9294793A JP9294793A JPH06306523A JP H06306523 A JPH06306523 A JP H06306523A JP 9294793 A JP9294793 A JP 9294793A JP 9294793 A JP9294793 A JP 9294793A JP H06306523 A JPH06306523 A JP H06306523A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- magnesium alloy
- resistant magnesium
- silicon
- heat resistant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた高温クリープ強度、高温引張特性
及び常温引張特性を備えると共に耐食性に優れた耐熱マ
グネシウム合金、特に自動車のエンジンブロック、トラ
ンスミッションケース等のエンジン部品に適する耐熱マ
グネシウム合金を提供する。 【構成】 （１）亜鉛４．０〜１５．０重量％と珪
素０．５〜３．０重量％と希土類元素０．１〜０．５重
量％とを含有する耐熱マグネシウム合金。 （２）亜鉛４．０〜１５．０重量％、珪素０．５〜３．
０重量％、希土類元素０．１〜０．５重量％とマンガン
０．２〜０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２０ｐ
ｐｍとを含有する耐熱マグネシウム合金。
及び常温引張特性を備えると共に耐食性に優れた耐熱マ
グネシウム合金、特に自動車のエンジンブロック、トラ
ンスミッションケース等のエンジン部品に適する耐熱マ
グネシウム合金を提供する。 【構成】 （１）亜鉛４．０〜１５．０重量％と珪
素０．５〜３．０重量％と希土類元素０．１〜０．５重
量％とを含有する耐熱マグネシウム合金。 （２）亜鉛４．０〜１５．０重量％、珪素０．５〜３．
０重量％、希土類元素０．１〜０．５重量％とマンガン
０．２〜０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２０ｐ
ｐｍとを含有する耐熱マグネシウム合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温で使用される機器
部品の材料に適する耐熱マグネシウム合金に関する。更
に詳しくは、自動車のエンジンブロック、トランスミッ
ションケース等のエンジン部品に適する耐熱マグネシウ
ム合金に関する。
部品の材料に適する耐熱マグネシウム合金に関する。更
に詳しくは、自動車のエンジンブロック、トランスミッ
ションケース等のエンジン部品に適する耐熱マグネシウ
ム合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温で使用される機器部品のための耐熱
マグネシウム合金には、例えばＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａが
ある。
マグネシウム合金には、例えばＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａが
ある。
【０００３】ＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａの合金成分は、Ｚｎ
３．５〜５．０、希土類元素（以下、Ｒ．Ｅ．と表す場
合がある。）０．７５〜１．７５、Ｚｒ０．４〜１．
０、Ｍｎ≦０．１５、Ｃｕ≦０．１０、Ｎｉ≦０．０
１、その他≦０．３（重量％）、残りがＭｇである。な
お、希土類元素はミッシュメタルとして添加され、その
代表的組成はＣｅ５２、Ｎｄ１８、Ｐｒ５、Ｓｍ１、Ｌ
ａその他の希土類元素２４（重量％）である。
３．５〜５．０、希土類元素（以下、Ｒ．Ｅ．と表す場
合がある。）０．７５〜１．７５、Ｚｒ０．４〜１．
０、Ｍｎ≦０．１５、Ｃｕ≦０．１０、Ｎｉ≦０．０
１、その他≦０．３（重量％）、残りがＭｇである。な
お、希土類元素はミッシュメタルとして添加され、その
代表的組成はＣｅ５２、Ｎｄ１８、Ｐｒ５、Ｓｍ１、Ｌ
ａその他の希土類元素２４（重量％）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在、各自動車メーカ
ーは自動車の軽量化という時代の要請に応えるため、鉄
鋼材料から軽量材料への転換を図っている。マグネシウ
ム合金は比重が約１．８と鉄鋼材料に比べて小さく、又
各種の優れた特性を有するため軽量材料として脚光をあ
びているが、前記の耐熱マグネシウム合金は、自動車の
エンジンブロック、トランスミッションケース等のエン
ジン部品に使用しようとする場合、実用上高温クリープ
強度及び引張特性が充分でなく、また耐食性も充分でな
かった。
ーは自動車の軽量化という時代の要請に応えるため、鉄
鋼材料から軽量材料への転換を図っている。マグネシウ
ム合金は比重が約１．８と鉄鋼材料に比べて小さく、又
各種の優れた特性を有するため軽量材料として脚光をあ
びているが、前記の耐熱マグネシウム合金は、自動車の
エンジンブロック、トランスミッションケース等のエン
ジン部品に使用しようとする場合、実用上高温クリープ
強度及び引張特性が充分でなく、また耐食性も充分でな
かった。
【０００５】本発明は、優れた高温クリープ強度、高温
引張強度、常温引張強度及び耐食性を有するマグネシウ
ム合金を提供することを目的としている。
引張強度、常温引張強度及び耐食性を有するマグネシウ
ム合金を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）亜鉛
４．０〜１５．０重量％、珪素０．５〜３．０重量％、
Ｒ．Ｅ．０．１〜０．５重量％と、残りがマグネシウム
及び不可避不純物とからなる耐熱マグネシウム合金、な
らびに（２）亜鉛４．０〜１５．０重量％、珪素０．５
〜３．０重量％、Ｒ．Ｅ．０．１〜０．５重量％とマン
ガン０．２〜０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２
０ｐｐｍと、残りがマグネシウム及び不可避不純物とか
らなる耐熱マグネシウム合金、に関する。
４．０〜１５．０重量％、珪素０．５〜３．０重量％、
Ｒ．Ｅ．０．１〜０．５重量％と、残りがマグネシウム
及び不可避不純物とからなる耐熱マグネシウム合金、な
らびに（２）亜鉛４．０〜１５．０重量％、珪素０．５
〜３．０重量％、Ｒ．Ｅ．０．１〜０．５重量％とマン
ガン０．２〜０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２
０ｐｐｍと、残りがマグネシウム及び不可避不純物とか
らなる耐熱マグネシウム合金、に関する。
【０００７】本発明において亜鉛の含有量は亜鉛４．０
〜１５．０重量％である。亜鉛の含有量の増加と共に、
マグネシウム合金の高温引張強度及び常温引張強度は増
加する。しかし、含有量が１５．０重量％を超えると脆
くなり、高温引張強度及び常温引張強度は減少する。亜
鉛の含有量が４．０重量％未満であると、高温引張強度
及び常温引張強度と高温及び常温の０．２％耐力とが共
に小さくなる。
〜１５．０重量％である。亜鉛の含有量の増加と共に、
マグネシウム合金の高温引張強度及び常温引張強度は増
加する。しかし、含有量が１５．０重量％を超えると脆
くなり、高温引張強度及び常温引張強度は減少する。亜
鉛の含有量が４．０重量％未満であると、高温引張強度
及び常温引張強度と高温及び常温の０．２％耐力とが共
に小さくなる。
【０００８】珪素の含有量は０．５〜３．０重量％であ
る。珪素の含有量が０．５重量％未満であると、Ｍｇ2
Ｓｉの共晶晶出量が少なく、高温引張強度及び常温引張
強度と高温におけるクリープ強度が小さい。珪素の含有
量０．５重量％以上になると、珪素含有量の増加と共に
Ｍｇ2 Ｓｉの共晶晶出量が増加し、高温引張強度及び常
温引張強度と高温におけるクリープ強度が増加する。し
かしながら、珪素の含有量が３．０重量％を超えると液
相線温度が高くなるので溶湯の取扱いが難しくなる。
る。珪素の含有量が０．５重量％未満であると、Ｍｇ2
Ｓｉの共晶晶出量が少なく、高温引張強度及び常温引張
強度と高温におけるクリープ強度が小さい。珪素の含有
量０．５重量％以上になると、珪素含有量の増加と共に
Ｍｇ2 Ｓｉの共晶晶出量が増加し、高温引張強度及び常
温引張強度と高温におけるクリープ強度が増加する。し
かしながら、珪素の含有量が３．０重量％を超えると液
相線温度が高くなるので溶湯の取扱いが難しくなる。
【０００９】Ｒ．Ｅ．の含有量は０．１〜０．５重量％
である。Ｒ．Ｅ．の含有量が０．１重量％未満であると
耐食性の向上は認められず、０．５重量％以上添加して
も耐食性向上の効果は変化しない。
である。Ｒ．Ｅ．の含有量が０．１重量％未満であると
耐食性の向上は認められず、０．５重量％以上添加して
も耐食性向上の効果は変化しない。
【００１０】本発明の耐熱マグネシウム合金は、亜鉛
４．０〜１５．０重量％、珪素０．５〜３．０重量％、
Ｒ．Ｅ．０．１〜０．５重量％と共にマンガン０．２〜
０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２０ｐｐｍ（重
量部）を含有することができる。
４．０〜１５．０重量％、珪素０．５〜３．０重量％、
Ｒ．Ｅ．０．１〜０．５重量％と共にマンガン０．２〜
０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２０ｐｐｍ（重
量部）を含有することができる。
【００１１】マンガンを０．２重量％以上含有すると耐
食性が向上する。しかし、含有量が０．４重量％を超え
ると合金中のマンガン晶出物が粗大となり、強度を低下
させることがある。ベリリウムを５ｐｐｍ以上含有する
と溶湯の燃焼を防止する効果がある。しかし、含有量が
２０ｐｐｍを超えると結晶粒が粗大化し、強度を低下さ
せることがある。
食性が向上する。しかし、含有量が０．４重量％を超え
ると合金中のマンガン晶出物が粗大となり、強度を低下
させることがある。ベリリウムを５ｐｐｍ以上含有する
と溶湯の燃焼を防止する効果がある。しかし、含有量が
２０ｐｐｍを超えると結晶粒が粗大化し、強度を低下さ
せることがある。
【００１２】本発明の耐熱マグネシウム合金は上記の様
な構成を有し、金型鋳物において、１５０℃、負荷応力
３０ＭＰａにおける最小クリープ速度２．６×１０-4％
／ｈｒ以下、常温引張強度２２５ＭＰａ以上、常温の
０．２％耐力１３０ＭＰａ以上、１５０℃の引張強度１
６７ＭＰａ以上、１５０℃の０．２％耐力１２０ＭＰａ
以上を達成した。また、塩水噴霧試験における４８時間
後の腐食減量０．９５ｍｇ／ｃｍ2 ・日以下を達成し
た。
な構成を有し、金型鋳物において、１５０℃、負荷応力
３０ＭＰａにおける最小クリープ速度２．６×１０-4％
／ｈｒ以下、常温引張強度２２５ＭＰａ以上、常温の
０．２％耐力１３０ＭＰａ以上、１５０℃の引張強度１
６７ＭＰａ以上、１５０℃の０．２％耐力１２０ＭＰａ
以上を達成した。また、塩水噴霧試験における４８時間
後の腐食減量０．９５ｍｇ／ｃｍ2 ・日以下を達成し
た。
【００１３】
【作用】この様に優れた高温クリープ強度、高温引張特
性及び常温引張特性が得られるのは、マグネシウム合金
中にＭｇ2 Ｓｉが分散していること、及びＭｇＺｎ化合
物が析出して結晶粒及び結晶粒界のすべりが抑制される
ためと推察される。また、優れた耐食性が得られるの
は、Ｒ．Ｅ．が基地に固溶することによって電位が変化
したためと推察される。
性及び常温引張特性が得られるのは、マグネシウム合金
中にＭｇ2 Ｓｉが分散していること、及びＭｇＺｎ化合
物が析出して結晶粒及び結晶粒界のすべりが抑制される
ためと推察される。また、優れた耐食性が得られるの
は、Ｒ．Ｅ．が基地に固溶することによって電位が変化
したためと推察される。
【００１４】
【実施例】表１に示す各組成の合金をそれぞれ六弗化硫
黄ガスの雰囲気下で溶製した。比較例９はＡＳＴＭ Ｚ
Ｅ４１Ａであり、この試験に用いた合金成分はＺｎ４．
０、Ｒ．Ｅ１．４、Ｚｒ０．７（重量％）、残分Ｍｇで
ある。これらの合金をＪＩＳ Ｈ５２０３記載の金型試
験片鋳型および図１〜図３に示す金型試験片鋳型に７０
０℃で鋳込み、３２０℃×２４ｈｒ、９０℃の温水溶体
化処理と、１９０℃×２０ｈｒ、空冷の時効処理との熱
処理を行った。比較例９には１８０℃×１６ｈｒ、空冷
の時効処理を行い供試材を得た。
黄ガスの雰囲気下で溶製した。比較例９はＡＳＴＭ Ｚ
Ｅ４１Ａであり、この試験に用いた合金成分はＺｎ４．
０、Ｒ．Ｅ１．４、Ｚｒ０．７（重量％）、残分Ｍｇで
ある。これらの合金をＪＩＳ Ｈ５２０３記載の金型試
験片鋳型および図１〜図３に示す金型試験片鋳型に７０
０℃で鋳込み、３２０℃×２４ｈｒ、９０℃の温水溶体
化処理と、１９０℃×２０ｈｒ、空冷の時効処理との熱
処理を行った。比較例９には１８０℃×１６ｈｒ、空冷
の時効処理を行い供試材を得た。
【００１５】
【表１】
【００１６】ＪＩＳ Ｈ５２０３記載の金型試験片鋳型
を用いて製造した供試材を使用してＪＩＳ Ｚ２２７１
に準拠してクリープ試験を実施した。また、ＪＩＳ Ｚ
２２４１に準拠して引張試験を実施した。クリープ試験
は、１５０℃、負荷応力３０ＭＰａにおける最小クリー
プ速度（Creep Rate）を測定し、引張試験では常温およ
び１５０℃における引張強度と０．２％耐力を測定し
た。また、図１〜図３に示す金型試験片鋳型を用いて製
造した供試材を使用してＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠して
塩水噴霧試験を実施し、４８時間試験後の腐食減量を測
定した。試験結果を表２に示す。
を用いて製造した供試材を使用してＪＩＳ Ｚ２２７１
に準拠してクリープ試験を実施した。また、ＪＩＳ Ｚ
２２４１に準拠して引張試験を実施した。クリープ試験
は、１５０℃、負荷応力３０ＭＰａにおける最小クリー
プ速度（Creep Rate）を測定し、引張試験では常温およ
び１５０℃における引張強度と０．２％耐力を測定し
た。また、図１〜図３に示す金型試験片鋳型を用いて製
造した供試材を使用してＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠して
塩水噴霧試験を実施し、４８時間試験後の腐食減量を測
定した。試験結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２に示すように、実施例は最小クリープ
速度、常温及び高温における０．２％耐力、腐食減量共
に比較例と比較して同等かそれより優れている。
速度、常温及び高温における０．２％耐力、腐食減量共
に比較例と比較して同等かそれより優れている。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、優れた高温クリープ強
度、高温引張特性及び常温引張特性を備えると共に耐食
性に優れたマグネシウム合金を提供することができる。
度、高温引張特性及び常温引張特性を備えると共に耐食
性に優れたマグネシウム合金を提供することができる。
【図１】この発明の１実施例で使用した金型試験片鋳型
を表す平面図である。
を表す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 亜鉛４．０〜１５．０重量
％、珪素０．５〜３．０重量％と希土類元素０．１〜
０．５重量％とを含有する耐熱マグネシウム合金。 - 【請求項２】 亜鉛４．０〜１５．０重量
％、珪素０．５〜３．０重量％、希土類元素０．１〜
０．５重量％とマンガン０．２〜０．４重量％及び、又
はベリリウム５〜２０ｐｐｍとを含有する耐熱マグネシ
ウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9294793A JPH06306523A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 耐熱マグネシウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9294793A JPH06306523A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 耐熱マグネシウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306523A true JPH06306523A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14068671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9294793A Pending JPH06306523A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 耐熱マグネシウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06306523A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006000022A1 (en) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Cast Centre Pty Ltd | Die cast magnesium alloy |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP9294793A patent/JPH06306523A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006000022A1 (en) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Cast Centre Pty Ltd | Die cast magnesium alloy |
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