JPS5856742B2 - マグネシウム基合金 - Google Patents

マグネシウム基合金

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JPS5856742B2
JPS5856742B2 JP50159635A JP15963575A JPS5856742B2 JP S5856742 B2 JPS5856742 B2 JP S5856742B2 JP 50159635 A JP50159635 A JP 50159635A JP 15963575 A JP15963575 A JP 15963575A JP S5856742 B2 JPS5856742 B2 JP S5856742B2
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アンスワース ウイリアム
フレデリツク キング ジヨン
リー ブラドシヨウ ステイーブン
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Magnesium Elektron Ltd
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Magnesium Elektron Ltd
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • 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
    • C22C23/06—Alloys based on magnesium with a rare earth metal as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマグネシウム基合金に関する。
マグネシウム基合金は、他の金属の合金類と比較して極
めて軽量であり、従って特に軽量であることが重要な航
空機工業によく使用されている。
優れた機械的特性、特に高い耐力を有するマグネシウム
合金が英国特許第875929号明細書に記載されてい
る。
この明細書に記載された合金は、比較的高い応力を受け
る航空機部品、例えば飛行機の圧縮機ハウジング、ヘリ
コプタの主歯車箱および着陸装置部品に使用されている
。
適正な機械的特性を得るためには、これらの合金に2段
階の熱処理を施こす必要がある。
即ち、高温で溶体化処理し、次いで急冷し、そして低温
で時効処理し、析出硬化により機械的特性を改善する。
このようにして得られる機械的特性は、200℃までの
高温にさらされても十分に維持される。
しかし、200℃以上の温度にさらされると、機械的特
性が著しく劣化し、これがため上記合金を飛行機および
他の機械、特にこのような高い温度範囲で作動するエン
ジンや歯車箱に使用することは著しく制限を受ける。
本発明によれば、常温で満足な引張強さを有し、250
℃程度の温度でもその有利な特性を少くともある程度保
持し、この温度ですぐれた耐クリープ性を有するマグネ
シウム合金が見出された。
本発明によれば、1.25−3.0%重量φの銀、0.
5−3.0%重量饅の希土類金属(このうち少なくとも
60重量饅がネオジムである)、2.5−7係のイツト
リウムを含有し、且つ残部が実質的にマグネシウムであ
り、且つ高温での高い強度及び高い耐クリープ性を有す
るマグネシウム基合金が提供される。
本発明の好適例においては、前記合金は3乃至5重量幅
のイツトリウム及び1乃至2.5重量φの希土類金属を
含む。
ここでイツトリウムそれ自体は希土類金属ではないこと
が注意されるべきである。
希土類金属は100φネオジムであってもよいが、この
材料は純粋状態では高価なので、場合によりジジミウム
(d i d ymi um)として知られ、少なくと
も60重量φのネオジムを含有し残りが例えばガドリニ
ウムのような他の重希土類金属からなる、金属混合物が
好ましい。
この場合セリウム及びランタンは存在しないか或いは存
在するとしてもごく少量であることが好ましく、従って
、希土類金属混合物中に占めるランタン及びセリウムの
量は25重量饅を越えてはならない。
セリウムの存在によって、降伏強さ及び低温及び高温に
おける最終的な引張強さが劣化することがわかった。
銀含量を増加させると合金の価格が上昇するが、一方銀
含量を2%以下にすると、降伏強さが減少する。
従って銀含量が2〜3多である合金が好ましい。
イツトリウムは、純粋イツトリウムとして合金中に添加
してもよいが、イツトリウムを少なくとも60重量φ、
好ましくは65重量饅含むイツトリウム/希土類金属混
合物として添加することが好ましい。
英国特許出願第56021774号仮明細書には、ネオ
ジム0.5−2.1俤、トリウム0.3−1.9俤、こ
れら二種の元素の合計量が1.5乃至2.4俤を含有す
る改善されたマグネシウム合金が開示されている。
本発明によれば、全体的の組成の限界が上記の通りであ
って、前記改善された合金中の1%以下のトリウムの全
部もしくは一部を適当量のイツトリウムで代替すること
により、高温で同等もしくは前記合金以上にすぐれた引
張強さを有するようにできることがわかった。
更に、イツトリウムの存在により高温における耐クリー
プ性が改善されるという別の利点もある。
この合金には結晶粒微細化剤として1饅迄のジルコニウ
ムを含有させることが、通常望ましい。
ジルコニウムの含量は少くとも0.4 %であることが
好ましい。
ジルコニウムの一部は、0.2φ迄のマンガンにより代
替してもよいが、この場合、ジルコニウムとマンガンの
量は、相互溶解度により限定される。
上記以外の元素として、亜鉛、カドミウム、リチウム、
カルシウム、ガリウム、インジウム、タリウム、鉛及び
ビスマスも、上記成分の作用を干渉しない範囲で存在し
てもよい。
その量としては、亜鉛0.5重量多基下、カドミウム1
.0重量饅以下、リチウム6、O重量φ以下、カルシウ
ム0.8重量φ以下、カリウム2.0重量φ以下、イン
ジウム2.0重量φ以下、タリウム5.0重量φ以下、
鉛1.0重量φ以下、ビスマス1.0重量φ以下、銅0
.5重量多以下、及びマンガン2.0重量多収下である
。
上記組成の残部はマグネシウム及び鉄などの不可避的不
純物である。
熱処理は、これら合金に最適の機械的特性を付与するた
めに行われる。
この処理は、固溶体を得るため十分な時間、一般的に4
50℃から合金の固相線までの温度で2時間高温固溶体
化処理を施し、急冷し、次いで少くとも100℃から3
50℃等の低温で局時間時効処理を施すことを含む。
これと別の熱処理条件は、最初の溶体化処理を480℃
で8時間行い、更に溶液処理を520°Cで4時間行い
、時効処理を250℃で8時間行うことをふくむもので
ある。
合金の固相線は組成により変動し、イツl−IJウム含
有量が6俤以上の場合相当程度低下する。
固溶体化処理の温度は、これに応じ低下させなければな
らない。
本発明による合金を、次に説明だけの目的で実施例を挙
げる。
実施例 1 次に示す表の組成を有する合金が調製され、慣用の方法
により、試験試料をつくるため鋳込まれた。
この試料は次に520もしくは525℃で8時間溶体化
処理を施され、急冷し、次いで16時間200℃で時効
処理を施された。
試料の降伏強さ、最終引張り強さ及び破壊に至る伸び率
を、英国規格3688号に従って250℃で測定した。
得られた結果を次の表示に示す。この結果からイツ)
IJウムを含有する合金の高温特性は、イツh IJウ
ムを含有しない同種合金よりも著しく良好であることが
わかる。
実施例 2 第2表の組成を有する合金が調製され、慣用の方法によ
り、試験試料をつくるため鋳込まれた。
この試料は次に500℃で8時間溶体化熱処理を施され
、水冷し、次いで200℃で20時間時効処理を施され
た。
250’Cにおける性質として、結晶粒径、最終引張強
さ及びクリープ強度(0,2%7100時間)を測定し
た。
クリープ強度の測定は英国規格3500により行なった
。
得られた結果を第2表に示す。
この表より、Ag−希土類−Y系マグネシウム基合金は
高温での高い強度を有すること、またAg−希土類−Y
−Zr系マグネシウム基合金は、Zrにより結晶粒が微
細化されていることが分かる。
実施例 3(比較例) 実施例1と同じ手順を、2.09%の金、3.04φの
イツトリウム、0.52%の亜鉛を含むがネオジムを含
まないマグネシウム合金について行った6250°Cに
おける降伏強さ、最終引張り強さ及び伸び率は、それぞ
れ107 N/m11134 N/my!及び1咎であ
った。
これらの数値はネオジムを含有する合金のそれよりもは
るかに低い。
実施例 4 本発明合金のクリープ特性を調べるため はぼ) 下記組成の合金を英国規格3500に基づき250℃で
試験したところ、クリープ強度(0,2%/100時間
)は第3表の通りであった。
本発明の実施態様は次の通りである。
1.3乃至5重量饅のイツトリウム及び1乃至2.5重
量係の希土類金属を含有する合金。
2、少くとも0.4重量φのジルコニウムを含有するマ
グネシウム基合金。
3、更に0.4重量多迄のマンガンを含有し、マンガン
の最大及び許容量が、ジルコニウム(存在するとすれば
)との相容性によって規定されるマグネシウム基合金。
4.2乃至3重量饅の銀を含有する合金。
5、希土類金属があわせて25重量多をこえないセリウ
ム及びランタンを含有してなるマグネシウム基合金。
6、少くとも2時間溶液処理を施し、少くとも30分間
時効処理を施してなるマグネシウム基合金。
7.8時間約520℃の温度で固溶体化処理を施し、約
250℃で16時間時効処理を施してなるマグネシウム
基合金。
8、先ず8時間480℃で溶液熱処理を施し、次いで5
20℃で4時間固溶体化処理を施し、更に250℃で8
時間時効処理を施してなるマグネシウム基合金。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1.25−3.0%重量饅の銀 0.5−3.0係重量饅の希土類金属(このうち少なく
    とも60重量多がネオジムである) 2.5−7優のイツトリウム を含有し、且つ残部が実質的にマグネシウムであり、且
    つ高温での高い強度及び高い耐クリープ性を有するマグ
    ネシウム基合金。 21重量咎以下のトリウム及び1重量係以下のジルコニ
    ウムの少なくとも一種をさらに含有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のマグネシウム基合金。
JP50159635A 1974-12-30 1975-12-29 マグネシウム基合金 Expired JPS5856742B2 (ja)

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