JPH05255794A - 耐熱マグネシウム合金 - Google Patents
耐熱マグネシウム合金Info
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- JPH05255794A JPH05255794A JP5003454A JP345493A JPH05255794A JP H05255794 A JPH05255794 A JP H05255794A JP 5003454 A JP5003454 A JP 5003454A JP 345493 A JP345493 A JP 345493A JP H05255794 A JPH05255794 A JP H05255794A
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- Japan
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- weight
- magnesium alloy
- resistant magnesium
- heat
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/04—Alloys based on magnesium with zinc or cadmium as the next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
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- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
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製造コストの低い耐熱
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％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。
及び常温引張特性を備えると共に製造コストの低い耐熱
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％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。
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、
ＤＯＷ規格のＡＥ４２がある。
マグネシウム合金には、例えばＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａ、
ＤＯＷ規格のＡＥ４２がある。
【０００３】ＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａの合金成分は、Ｚｎ
３．５〜５．０、Ｒ．Ｅ（希土類元素）０．７５〜１．
７５、Ｚｒ０．４〜１．０、Ｍｎ≦０．１５、Ｃｕ≦
０．１０、Ｎｉ≦０．０１、その他≦０．３（重量
％）、残りがＭｇである。ＤＯＷ規格のＡＥ４２の合金
成分は、Ａｌ３．５〜４．５、Ｒ．Ｅ２．０〜３．０、
Ｍｎ≧０．２７、Ｚｒ≦０．２０、Ｃｕ≦０．０４、Ｎ
ｉ≦０．００４、Ｆｅ≦０．００４、Ｂｅ０．０００４
〜０．００１、その他≦０．０１（重量％）、残りがＭ
ｇである。なお、Ｒ．Ｅの代表的組成はＣｅ５２、Ｎｄ
１８、Ｐｒ５、Ｓｍ１、Ｌａその他の希土類元素２４
（重量％）である。
３．５〜５．０、Ｒ．Ｅ（希土類元素）０．７５〜１．
７５、Ｚｒ０．４〜１．０、Ｍｎ≦０．１５、Ｃｕ≦
０．１０、Ｎｉ≦０．０１、その他≦０．３（重量
％）、残りがＭｇである。ＤＯＷ規格のＡＥ４２の合金
成分は、Ａｌ３．５〜４．５、Ｒ．Ｅ２．０〜３．０、
Ｍｎ≧０．２７、Ｚｒ≦０．２０、Ｃｕ≦０．０４、Ｎ
ｉ≦０．００４、Ｆｅ≦０．００４、Ｂｅ０．０００４
〜０．００１、その他≦０．０１（重量％）、残りがＭ
ｇである。なお、Ｒ．Ｅの代表的組成はＣｅ５２、Ｎｄ
１８、Ｐｒ５、Ｓｍ１、Ｌａ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地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
強度及び高温引張特性が充分でなかった。
ーは自動車の軽量化という地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
強度及び高温引張特性が充分でなかった。
【０００５】耐熱マグネシウム合金の多くは、高温下に
おける強度を増加させるために、Ｒ．Ｅ（希土類元素）
が添加されているが、Ｒ．Ｅは極めて高価なためマグネ
シウム合金の製造コストを上昇させ、このようなマグネ
シウム合金を使用した機器部品のコストを上昇させる。
おける強度を増加させるために、Ｒ．Ｅ（希土類元素）
が添加されているが、Ｒ．Ｅは極めて高価なためマグネ
シウム合金の製造コストを上昇させ、このようなマグネ
シウム合金を使用した機器部品のコストを上昇させる。
【０００６】本発明は、Ｒ．Ｅを含有しないにもかかわ
らず、優れた高温クリープ強度、高温引張強度及び常温
引張強度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。更に、本発明の他の目的は、このような
優れた性質を有する安価なマグネシウム合金を提供する
ことにある。
らず、優れた高温クリープ強度、高温引張強度及び常温
引張強度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。更に、本発明の他の目的は、このような
優れた性質を有する安価なマグネシウム合金を提供する
ことにある。
【０００７】
【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％と珪素０．５〜３．０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％とマンガン０．２〜
０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２０ｐｐｍ（重
量部）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％と珪素０．５〜３．０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％とマンガン０．２〜
０．４重量％及び、又はベリリウム５〜２０ｐｐｍ（重
量部）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。
【０００８】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。
【０００９】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。
【００１０】本発明の耐熱マグネシウム合金は、亜鉛
４．０〜１５．０重量％と珪素０．５〜３．０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％と珪素０．５〜３．０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、金型鋳物においては、１５０℃、負荷応
力３０ＭＰａにおける最小クリープ速度２．７×１０-4
％／ｈｒ以下、常温引張強度２１２ＭＰａ以上、常温の
０．２％耐力１３０ＭＰａ以上、１５０℃の引張強度１
６６ＭＰａ以上、１５０℃の０．２％耐力１１８ＭＰａ
以上を達成した。また、ダイカスト鋳物においては、１
５０℃、負荷応力３０ＭＰａにおける最小クリープ速度
３．３×１０-4％／ｈｒ以下、常温引張強度２２７ＭＰ
ａ以上、常温の０．２％耐力１４０ＭＰａ以上、１５０
℃の引張強度１６９ＭＰａ以上、１５０℃の０．２％耐
力１２１ＭＰａ以上を達成した。
な構成を有し、金型鋳物においては、１５０℃、負荷応
力３０ＭＰａにおける最小クリープ速度２．７×１０-4
％／ｈｒ以下、常温引張強度２１２ＭＰａ以上、常温の
０．２％耐力１３０ＭＰａ以上、１５０℃の引張強度１
６６ＭＰａ以上、１５０℃の０．２％耐力１１８ＭＰａ
以上を達成した。また、ダイカスト鋳物においては、１
５０℃、負荷応力３０ＭＰａにおける最小クリープ速度
３．３×１０-4％／ｈｒ以下、常温引張強度２２７ＭＰ
ａ以上、常温の０．２％耐力１４０ＭＰａ以上、１５０
℃の引張強度１６９ＭＰａ以上、１５０℃の０．２％耐
力１２１ＭＰａ以上を達成した。
【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、合金中にＭｇ2 Ｓ
ｉが分散していること、及びＭｇＺｎ化合物が析出して
結晶粒および結晶粒界のすべりが阻止されるためと推察
される。
性及び常温引張特性が得られるのは、合金中にＭｇ2 Ｓ
ｉが分散していること、及びＭｇＺｎ化合物が析出して
結晶粒および結晶粒界のすべりが阻止されるためと推察
される。
【００１４】
【実施例】表１、表２、表３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６は
ＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａであり、この試験に用いた合金成
分はＺｎ４．２、Ｒ．Ｅ１．３、Ｚｒ０．６、Ｍｎ０．
１４（重量％）、残分Ｍｇである。また、比較例１２は
ＤＯＷ規格のＡＥ４２であり、この試験に用いた合金成
分はＡｌ４．０、Ｒ．Ｅ２．１、Ｍｎ０．２９（重量
％）、残分Ｍｇである。
ぞれ六弗化硫黄ガスの雰囲気下で溶製した。比較例６は
ＡＳＴＭ ＺＥ４１Ａであり、この試験に用いた合金成
分はＺｎ４．２、Ｒ．Ｅ１．３、Ｚｒ０．６、Ｍｎ０．
１４（重量％）、残分Ｍｇである。また、比較例１２は
ＤＯＷ規格のＡＥ４２であり、この試験に用いた合金成
分はＡｌ４．０、Ｒ．Ｅ２．１、Ｍｎ０．２９（重量
％）、残分Ｍｇである。
【００１５】これら合金をＪＩＳ Ｈ５２０３記載の金
型試験片鋳型に７００℃で鋳込み、３２０℃×２４ｈ
ｒ、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６には１８
０℃×１６ｈｒ、空冷の時効処理を行い、金型鋳物の供
試材を得た。また、溶製した合金をダイカスト機により
１００ｍｍ×２００ｍｍ、肉厚４ｍｍの板状鋳物を鋳造
し、ダイカスト鋳物の供試材を得た。なお、ダイカスト
鋳物の供試材には熱処理を行っていない。
型試験片鋳型に７００℃で鋳込み、３２０℃×２４ｈ
ｒ、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６には１８
０℃×１６ｈｒ、空冷の時効処理を行い、金型鋳物の供
試材を得た。また、溶製した合金をダイカスト機により
１００ｍｍ×２００ｍｍ、肉厚４ｍｍの板状鋳物を鋳造
し、ダイカスト鋳物の供試材を得た。なお、ダイカスト
鋳物の供試材には熱処理を行っていない。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】これらの供試材を使用してＪＩＳ Ｚ２２
７１に準拠してクリープ試験を実施した。また、ＪＩＳ
Ｚ２２４１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。金型鋳物
の供試材についての試験結果を表４、表５に示す。
７１に準拠してクリープ試験を実施した。また、ＪＩＳ
Ｚ２２４１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。金型鋳物
の供試材についての試験結果を表４、表５に示す。
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【００２２】ダイカスト鋳物の供試材についての試験結
果を表６、表７に示す。
果を表６、表７に示す。
【００２３】
【表６】
【００２４】
【表７】
【００２５】表４〜表７に示すように、実施例は、金型
鋳物及びダイカスト鋳物いずれの場合も、最小クリープ
速度が比較例と比較して同等かそれより優れている。ま
た、常温及び高温における引張強度、０．２％耐力共
に、比較例より優れている。
鋳物及びダイカスト鋳物いずれの場合も、最小クリープ
速度が比較例と比較して同等かそれより優れている。ま
た、常温及び高温における引張強度、０．２％耐力共
に、比較例より優れている。
【００２６】
【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製造
コストの低い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製造
コストの低いマグネシウム合金を提供することができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 亜鉛４．０〜１５．０重量％と珪素
０．５〜３．０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％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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4005392 | 1992-01-14 | ||
| JP4-40053 | 1992-01-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05255794A true JPH05255794A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12570177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003454A Pending JPH05255794A (ja) | 1992-01-14 | 1993-01-12 | 耐熱マグネシウム合金 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5326528A (ja) |
| JP (1) | JPH05255794A (ja) |
| AU (1) | AU657073B2 (ja) |
| CA (1) | CA2087217A1 (ja) |
| NO (1) | NO930127L (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452263B1 (ko) * | 2002-05-24 | 2004-10-08 | 현대자동차주식회사 | 고강도 마그네슘 합금 |
| US7799149B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-09-21 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Oil country tubular good for expansion in well and manufacturing method thereof |
| JP2012197490A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toyota Industries Corp | 高熱伝導性マグネシウム合金 |
| JP2012197491A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toyota Industries Corp | 高強度マグネシウム合金およびその製造方法 |
| JP2019218577A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 株式会社戸畑製作所 | マグネシウム合金 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO312106B1 (no) | 1999-07-02 | 2002-03-18 | Norsk Hydro As | Fremgangsmåte for å forbedre korrosjonsmotstanden for magnesium-aluminium-silisiumlegeringer og magnesiumlegering medforbedret korrosjonsmotstand |
| DE102009025511A1 (de) * | 2009-06-19 | 2010-12-23 | Qualimed Innovative Medizin-Produkte Gmbh | Implantat mit einem vom Körper resorbierbaren metallischen Werkstoff |
| CN101709418B (zh) * | 2009-11-23 | 2013-01-30 | 北京有色金属研究总院 | 一种导热镁合金及其制备方法 |
| WO2011146970A1 (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Magnesium-based alloy for wrought applications |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3094413A (en) * | 1960-09-14 | 1963-06-18 | Magnesium Elektron Ltd | Magnesium base alloys |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP5003454A patent/JPH05255794A/ja active Pending
- 1993-01-13 CA CA002087217A patent/CA2087217A1/en not_active Abandoned
- 1993-01-13 US US08/003,644 patent/US5326528A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-14 AU AU31194/93A patent/AU657073B2/en not_active Ceased
- 1993-01-14 NO NO93930127A patent/NO930127L/no unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452263B1 (ko) * | 2002-05-24 | 2004-10-08 | 현대자동차주식회사 | 고강도 마그네슘 합금 |
| US7799149B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-09-21 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Oil country tubular good for expansion in well and manufacturing method thereof |
| JP2012197490A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toyota Industries Corp | 高熱伝導性マグネシウム合金 |
| JP2012197491A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Toyota Industries Corp | 高強度マグネシウム合金およびその製造方法 |
| JP2019218577A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 株式会社戸畑製作所 | マグネシウム合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO930127L (no) | 1993-07-15 |
| AU3119493A (en) | 1993-07-15 |
| CA2087217A1 (en) | 1993-07-15 |
| AU657073B2 (en) | 1995-02-23 |
| NO930127D0 (no) | 1993-01-14 |
| US5326528A (en) | 1994-07-05 |
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