(57)【要約】【課題】耐熱性に優れるマグネシウム合金を提供する。【解決手段】Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下、希土類元素を１．７質量％以上２．３質量％以下、Ｃａを０．７質量％以上１．３質量％以下、Ｓｒを０．２質量％以上０．５質量％以下、Ｍｎを０．２質量％以上０．５質量％以下含み、残部がＭｇ及び不可避不純物であるマグネシウム合金。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下、
希土類元素を１．７質量％以上２．３質量％以下、
Ｃａを０．７質量％以上１．３質量％以下、
Ｓｒを０．２質量％以上０．５質量％以下、
Ｍｎを０．２質量％以上０．５質量％以下含み、
残部がＭｇ及び不可避不純物であるマグネシウム合金。
【請求項２】
断面におけるＭｇとＡｌとを含む化合物の面積割合が５％以下である請求項１に記載のマグネシウム合金。
【請求項３】
Ａｌの含有量が４．８質量％以上５．３質量％以下である請求項１または請求項２に記載のマグネシウム合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金は、実用金属で最も比重が小さく、比強度、比剛性に優れるので、軽量素材として注目されている。そのマグネシウム合金は、各種の添加元素を含有することで、各種の特性を有する（例えば、特許文献１や特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３６７２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４２１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
耐熱性に優れるマグネシウム合金の開発が望まれている。自動車部品や航空機部品などの部品は、その使用環境温度が常温よりも高い場合がある。例えば、エンジンルームの近くに配置される部品は、その使用環境温度が１００℃〜１８０℃程度である場合があり、耐熱性に優れることが望まれる。
【０００５】
本開示は、耐熱性に優れるマグネシウム合金を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係るマグネシウム合金は、
Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下、
希土類元素を１．７質量％以上２．３質量％以下、
Ｃａを０．７質量％以上１．３質量％以下、
Ｓｒを０．２質量％以上０．５質量％以下、
Ｍｎを０．２質量％以上０．５質量％以下含み、
残部がＭｇ及び不可避不純物であるマグネシウム合金。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のマグネシウム合金は、耐熱性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】試験例１で作製した試料Ｎｏ．１−４のダイカスト材の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した顕微鏡写真である。
【図２】試験例１に示すＡｌの含有量と残留軸力との関係を示すグラフである。
【図３】試験例２に示す希土類元素の含有量と残留軸力との関係を示すグラフである。
【図４】試験例３に示すＣａの含有量と残留軸力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[本発明の実施形態の説明］
本発明者らは、耐熱性に優れるマグネシウム合金を製造するべく、添加元素の種類及び含有量を鋭意検討した。通常、マグネシウム合金で作製される鋳造部材（ダイカスト材）は、他の部材に固定された状態で使用される。その固定には、コストなどの点から鉄系合金のボルトなどが用いられることが多い。その場合、鋳造部材が高温に曝されると、マグネシウム合金の熱膨張率の方が、鉄系合金のボルトの熱膨張率よりも大きいため、大きな圧縮応力がマグネシウム合金に作用する。つまり、実際の使用態様を考慮した場合、耐熱性としては、高温環境下での圧縮応力に対する耐性が重要である。本発明者らは、この点に鑑み、鋳造部材をボルト止めした後、高温環境下に曝し、その後常温環境に戻した時に、ボルトの締結力（残留軸力）がどの程度維持されるかといった観点で、マグネシウム合金の耐熱性を評価した結果、引張りクリープ試験による高温耐クリープとは異なる傾向が見出された。そこで、残留軸力で評価するマグネシウム合金の耐熱性を向上させることができるマグネシウム合金の組成を検討した。その結果、アルミニウム（Ａｌ）、希土類元素（ＲＥ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）、及びマンガン（Ｍｎ）を添加元素とし、それら添加元素の添加量が比較的狭い範囲に絞られたときに、マグネシウム合金の耐熱性（残留軸力）が顕著に向上するとの知見を得た。本発明は、上記知見に基づくものである。最初に本発明の実施態様の内容を列記して説明する。
【００１０】
（１）本発明の一態様に係るマグネシウム合金は、
Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下、
希土類元素を１．７質量％以上２．３質量％以下、
Ｃａを０．７質量％以上１．３質量％以下、
Ｓｒを０．２質量％以上０．５質量％以下、
Ｍｎを０．２質量％以上０．５質量％以下含み、
残部がＭｇ及び不可避不純物であるマグネシウム合金。
【００１１】
上記範囲の添加元素を含むマグネシウム合金は、残留軸力で評価する耐熱性に顕著に優れる。上記マグネシウム合金が顕著に優れた耐熱性を得ることができるのは、後述する試験例に示すように、マグネシウム合金中に特定の添加元素が含まれ、かつその添加量が比較的狭い範囲に絞られているからである。耐熱性に優れるマグネシウム合金は、自動車部品や航空機部品などの素材に好適に利用できる。
【００１２】
（２）上記マグネシウム合金の一形態として、
断面におけるＭｇとＡｌとを含む化合物の面積割合が５％以下である形態を挙げることができる。
【００１３】
ＭｇとＡｌとを含む化合物は比較的低融点であるため、その化合物の面積割合を５％以下とすれば、残留軸力で評価するマグネシウム合金の耐熱性の低下を抑制し易い。
【００１４】
（３）上記マグネシウム合金の一形態として、
Ａｌの含有量が４．８質量％以上５．３質量％以下である形態を挙げることができる。
【００１５】
マグネシウム合金中のＡｌの含有量を上記範囲に絞ることで、より一層、残留軸力で評価するマグネシウム合金のマグネシウム合金の耐熱性を向上させることができる。
【００１６】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態の詳細を以下に説明する。
【００１７】
＜マグネシウム合金＞
実施形態に係るマグネシウム合金は、添加元素としてＡｌ、希土類元素、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎをそれぞれ特定量含有し、残部がＭｇ及び不可避不純物である。具体的には、Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下、希土類元素を１．７質量％以上２．３質量％以下、Ｃａを０．７質量％以上１．３質量％以下、Ｓｒを０．２質量％以上０．５質量％以下、Ｍｎを０．２質量％以上０．５質量％以下含み、残部がＭｇ及び不可避不純物であるマグネシウム合金である。このＭｇ合金の特徴の一つは、上記組成に示すように、各元素の含有量が比較的狭い範囲に絞られている点にある。
【００１８】
［アルミニウム（Ａｌ）］
Ａｌは、残留軸力で評価するマグネシウム合金の耐熱性を向上させるのみならず、引張りクリープ試験による高温耐クリープ性を向上させる。また、Ａｌは、Ｍｇ合金の耐食性、強度、耐塑性変形性といった機械的特性を向上させる。Ａｌは、Ｓｒを含む化合物（Ａｌ−Ｓｒ化合物）やＣａを含む化合物（Ａｌ−Ｃａ化合物）などを形成して合金組織中に存在する。各化合物の詳細は後述する。
【００１９】
Ａｌの含有量は、４．５質量％以上５．５質量％以下とする。Ａｌの含有量を４．５質量％以上とすることで、Ａｌ−Ｓｒ化合物やＡｌ−Ｃａ化合物を十分に形成し易く、残留軸力で評価するマグネシウム合金の耐熱性、および高温耐クリープ性を向上させ易い。Ａｌの含有量を５．５質量％以下とすることで、マグネシウム合金に適度な靭性を持たせることができる。また、Ａｌの含有量を５．５質量％以下とすることで、マグネシウム合金中に、Ｍｇを含む化合物（Ｍｇ−Ａｌ化合物）が過度に形成（析出）されることを抑制でき、マグネシウム合金の残留軸力および高温耐クリープ性の低下を抑制し易い。Ａｌの含有量は、更に４．８質量％以上５．３質量％以下が好ましい。Ａｌの含有量を４．８質量％以上とすれば、マグネシウム合金の融点が低下することで湯流れ性が良くなるため鋳造性を向上し易い。Ａｌの含有量を５．３質量％以下とすれば、Ｍｇ−Ａｌ化合物の形成を抑制し易く、耐熱性を更に向上し易い。
【００２０】
［希土類元素（ＲＥ）］
ＲＥは、残留軸力で評価するマグネシウム合金の耐熱性を向上させる。また、ＲＥは、引っ張りに対する高温耐クリープ性の向上にも寄与する。ＲＥは、Ａｌを含む化合物（Ａｌ−ＲＥ化合物）を形成して合金組織中に存在する。このＡｌ−ＲＥ化合物の形成により、Ｍｇ−Ａｌ化合物の形成（析出）が抑制される。ＲＥは、周期表３族の元素、即ちスカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド、アクチノイドの中から選択される少なくとも１種の希土類元素であって、複数種の希土類元素を含む合金であるミッシュメタルも含む。
【００２１】
ＲＥの含有量は、１．７質量％以上２．３質量％以下とする。ＲＥの含有量を１．７質量％以上とすることで、十分な量のＡｌ−ＲＥ化合物が粒内や粒界に形成される。粒内に形成される化合物は、結晶粒の変形を抑制し、粒界に形成される化合物は、粒界すべりなどを抑制することで、高温環境下におけるマグネシウム合金の変形を抑制する。ＲＥの含有量を２．３質量％以下とすることで、Ａｌ−ＲＥ化合物が過度に存在して熱間割れなどの欠陥の原因になることを抑制し易い。また、ＲＥの添加による残留軸力および高温耐クリープ性の向上効果は、１．７質量％程度から飽和し始めるので、ＲＥの含有量を２．３質量％以下とすることで、高価な希土類元素の使用量を低減できて合金コストを低減できる。ＲＥの含有量は、更に１．８質量％以上２．２質量％以下、特に１．９質量％以上２．１質量％以下が好ましい。
【００２２】
［カルシウム（Ｃａ）］
Ｃａは、残留軸力で評価するマグネシウム合金の耐熱性を向上させる。また、Ｃａは、引っ張りに対する高温耐クリープ性の向上にも寄与する。さらに、Ｃａは、マグネシウム合金を作製する際に溶湯の防然性を向上させることに寄与する。マグネシウム合金の溶湯は発火し易く、一般的に溶湯の作製時に防然ガスを用いている。しかし、防然ガスの使用はマグネシウム合金の製造コストを上昇させる上、その扱いが煩雑である。Ｃａを溶湯に所定量添加することで、溶湯の防然性を向上させることができ、防然ガスの使用を低減または無くすことができる。Ｃａは、Ａｌ−Ｃａ化合物を形成して合金組織中に存在する。このＡｌ−Ｃａ化合物の形成により、Ｍｇ−Ａｌ化合物の形成（析出）が抑制される。
【００２３】
Ｃａの含有量は、０．７質量％以上１．３質量％以下とする。Ｃａの含有量を０．７質量％以上とすることで、Ａｌ−Ｃａ化合物を十分に形成してＭｇ−Ａｌ化合物の形成を抑制し易いため、残留軸力および高温耐クリープ性を向上し易い。Ｃａの含有量が多いほど、十分な量のＡｌ−Ｃａ化合物が粒内や粒界に形成され、その化合物が高温環境下におけるマグネシウム合金の変形を抑制する。Ｃａの含有量を１．３質量％以下とすることで、Ａｌ−Ｃａ化合物が過度に存在して熱間割れなどの欠陥の原因になることを抑制し易い上に、鋳造性を向上できる。Ｃａの含有量は、更に０．８質量％以上１．２質量％以下、特に０．９質量％以上１．１質量％以下が好ましい。
【００２４】
［ストロンチウム（Ｓｒ）］
Ｓｒは、マグネシウム合金の高温耐クリープ性を向上させると共に、溶湯の防然性を向上させる。また、Ｓｒは、マグネシウム合金の融点を下げて、マグネシウム合金の鋳造性を向上させることにも寄与する。Ｓｒは、Ａｌ−Ｓｒ化合物を形成して合金組織中に存在する。このＡｌ−Ｓｒ化合物の形成により、Ｍｇ−Ａｌ化合物の形成（析出）が抑制される。
【００２５】
Ｓｒの含有量は、０．２質量％以上０．５質量％以下とする。Ｓｒの含有量を０．２質量％以上とすることで、十分な量のＡｌ−Ｓｒ化合物が粒内や粒界に形成され、その化合物がマグネシウム合金の高温耐クリープ性を向上させる。Ｓｒの含有量を０．５質量％以下とすることで、鋳造金型への溶湯の焼付きを抑制させ易い。Ｓｒの含有量は、更に０．３質量％以上０．５質量％以下、特に０．４質量％以上０．５質量％以下が好ましい。
【００２６】
［マンガン（Ｍｎ）］
Ｍｎは、マグネシウム合金の高温耐クリープ性を向上させる。また、Ｍｎは、マグネシウム合金中に不純物として存在し得るＦｅを低減させ、マグネシウム合金の耐食性を向上させる。Ｍｎは、Ａｌを含む化合物（Ａｌ−Ｍｎ化合物）を形成して、Ｍｇ−Ａｌ化合物の形成（析出）を抑制する。
【００２７】
Ｍｎの含有量は、０．２質量％以上０．５質量％以下が挙げられる。Ｍｎの含有量を０．２質量％以上とすることで、十分な量のＡｌ−Ｍｎ化合物が粒内や粒界に形成され、その化合物がマグネシウム合金の高温耐クリープ性を向上させる。その上、Ｍｎの含有量を０．２質量％以上とすることで、マグネシウム合金の耐食性を向上させ易い。また、Ｍｎの含有量を０．５質量％以下とすることで、粗大なＡｌ−Ｍｎ化合物の形成を抑制できる。Ｍｎの含有量は、更に０．２質量％以上０．４質量％以下、特に０．２５質量％以上０．３５質量％以下が好ましい。
【００２８】
［組織］
マグネシウム合金は、上述のＡｌ−ＲＥ化合物、Ａｌ−Ｓｒ化合物、Ａｌ−Ｃａ化合物およびＡｌ−Ｍｎ化合物が結晶粒内や粒界に分散した組織を有する。このマグネシウム合金は、Ｍｇ−Ａｌ化合物（β相）が少ない、または実質的に存在しない組織を備える。上記含有量のＲＥ，Ｓｒ,Ｃａ，Ｍｎの全てがＡｌと化合物を形成したと仮定すると、これら化合物に消費されるＡｌ量の合計は、約３．３質量％である。また、１５０℃におけるＭｇに対するＡｌの固溶限は約１．５質量％であることから、理論上、Ａｌの含有量が約４．８質量％まではβ相を晶出させることなくＡｌを添加できると推測できる。
【００２９】
Ｍｇ−Ａｌ化合物が少ない、または実質的に存在しない組織とは、定量的には、マグネシウム合金の断面におけるＭｇ−Ａｌ化合物の面積割合が５％以下である組織である。上記面積割合が少ないほど、高温耐クリープ性に優れる上に上記熱間割れなどの欠陥を抑制できる。上記面積割合は４％以下が好ましく、更に２％以下が好ましい。上記面積割合は０％、即ちＭｇ−Ａｌ化合物が存在しないことが最も好ましい。
【００３０】
これらＡｌ−Ｓｒ化合物、Ａｌ−Ｃａ化合物、Ａｌ−Ｍｎ化合物、及びＡｌ−ＲＥ化合物は、代表的には晶出物である。Ａｌ−Ｓｒ化合物、及びＡｌ−Ｃａ化合物の融点は１０００℃以上であり、Ａｌ−ＲＥ化合物の融点は１１００℃以上であり、Ｍｇ−Ａｌ化合物の融点（４６２℃）よりも十分に高い。これらＡｌ−Ｓｒ化合物、Ａｌ−Ｃａ化合物、Ａｌ−Ｍｎ化合物、及びＡｌ−ＲＥ化合物のような高融点化合物が粒内や粒界に分散して存在し、Ｍｇ−Ａｌ化合物のような低融点化合物が少ないことで、高温に保持された場合でも結晶粒の変形や粒界すべりなどを抑制し、クリープ変形し難くすることができると考えられる。
【００３１】
Ａｌ−Ｓｒ化合物としては、例えば、Ａｌ２Ｓｒ、Ａｌ４Ｓｒ、Ｍｇ１３Ａｌ３Ｓｒ、Ｍｇ１１Ａｌ３Ｓｒ、Ｍｇ９Ａｌ３Ｓｒなどが挙げられる。Ａｌ−Ｃａ化合物としては、例えば、Ａｌ２Ｃａ、Ａｌ４Ｃａ、（ＭｇＡｌ）２Ｃａなどが挙げられる。Ａｌ−Ｍｎ化合物としては、例えばＡｌ２Ｍｎなどが挙げられる。Ａｌ−ＲＥ化合物としては、例えば、Ａｌ２ＲＥ、Ａｌ１１ＲＥ３などが挙げられる。Ｍｇ−Ａｌ化合物としては、例えば、Ｍｇ１７Ａｌ１２が挙げられる。これら化合物の組成は、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＸ）や、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）などによって成分分析を行うことで確認できる。
【００３２】
上記面積割合の測定は以下のように行なうことができる。マグネシウム合金の断面の顕微鏡写真を用いて、観察視野Ｓｆ（１６０μｍ×１２０μｍ）中に存在するＭｇ−Ａｌ化合物（主としてＭｇ１７Ａｌ１２）を抽出してその面積を求め、更にその合計面積Ｓｍを求める。そして、（Ｓｍ／Ｓｆ）×１００％をその断面におけるＭｇ−Ａｌ化合物の面積割合として求め、１０個の観察視野における面積割合の平均を面積割合（％）とする。断面の採取は、市販のクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工装置を用いて行える。Ｍｇ−Ａｌ化合物の断面積は、画像処理装置によって顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を二値化処理した二値化像などを利用すると容易に測定できる。二値化処理は、Ｍｇ−Ａｌ化合物と、母相及びそれ以外の化合物とを色調の違いで区別することで行える。このとき、ＥＤＸによる点分析を行うことで、母相及び各化合物の種類を確認できる。
【００３３】
［用途］
実施形態に係るマグネシウム合金は、各種鋳造部材の素材に好適に利用できる。用途としては、例えば、自動車や航空機などの輸送機器類、各種の電子・電気機器類（パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型ＰＣ、スマートフォンや折り畳み式携帯電話などの携帯電話、デジタルカメラなど）の筐体やカバーなどの外装部材、補強部材、骨格部材などが挙げられる。
【００３４】
＜作用効果＞
実施形態に係るマグネシウム合金によれば、以下の効果を奏することができる。
［１］高温環境下における圧縮応力に対しても引張り応力に対しても優れた耐変形特性を発揮する。実施形態に係るマグネシウム合金は、耐熱特性を低下させるＡｌ−Ｍｇ化合物（β相）の晶出が非常に少なく、かつ粒界や粒内に高融点化合物であるＡｌ−ＲＥ、Ａｌ−Ｃａ、Ａｌ−Ｓｒなどが晶出している組織形態を有するため、その耐熱特性が高いからである。そのため、マグネシウム合金の各種鋳造部材の素材に好適に利用できる。
［２］難燃性に優れる。そのため、大気中で溶解しても溶湯の発火を抑制できるので、防燃ガスを不要にできてマグネシウム合金の各種鋳造部材の製造作業性を向上できる。
［３］鋳造金型への焼付きが生じ難い。そのため、マグネシウム合金の各種鋳造部材の製造作業性を向上できる。
［４］熱間割れなどの欠陥が生じ難い。そのため、優れた外観を有するマグネシウム合金の各種鋳造部材の素材に好適に利用できる。
［５］リサイクル性に優れる。本実施形態のマグネシウム合金は、上記［１］〜［４］の特性を得るにあたり、再溶解時にマグネシウム合金中から消失し易いＢｅ（ベリリウム）などの微量添加元素を必須としていない。そのため、本実施形態のマグネシウム合金で構成される鋳造部材をリサイクルする際、当該鋳造部材を再溶解するだけで、新たな鋳造部材の原料となる溶湯を作製することができる。
【００３５】
＜試験例１＞
マグネシウム合金を用いてダイカスト材を作製し、そのダイカスト材の耐熱性を評価した。本発明のマグネシウム合金は、その製造条件が以下のダイカスト材の製造条件に限定されるわけではない。
【００３６】
マグネシウム合金の溶湯を作製した。まず、純度９９．９質量％のマグネシウムの塊を５０ｋｇ用意し、Ａｒ雰囲気の溶解炉を用いて６９０℃で溶解し純マグネシウムの溶湯を作製した。続いて、完全に溶解した純マグネシウムの溶湯中に、以下の１〜５の添加元素の塊を添加して、表１に示す組成のマグネシウム合金の溶湯を作製した。添加元素の添加及び溶解は、湯温は６９０℃に保持した状態で棒状の治具によって１０分間撹拌して行った。
【００３７】
１．純度９９．９質量％の純アルミニウム塊
２．純度９９質量％のミッシュメタル塊
３．純度９９．５質量％のＣａ塊
４．純度９９質量％のＳｒ塊
５．アルミニウム母合金（Ａｌ−１０質量％Ｍｎ）
ミッシュメタルの含有元素及びその含有量は、Ｌａが２８質量％、Ｃｅが５１質量％、Ｎｄが１６質量％、Ｐｒが質量５％である。
【００３８】
作製した各試料のマグネシウム合金溶湯を用いて、ダイカスト材を作製した。ダイカスト材の作製には、コールドチャンバーダイカストマシン（宇部興産機械株式会社製、型番ＵＢ５３０ｉＳ２）を用いた。ダイカスト材の形状は、平均厚さ４ｍｍの円環状板材とした。このダイカスト材は、マグネシウム合金で作製された部材を他の部材に固定するときに用いられる環状フランジを模したものである。鋳造時の溶湯温度は６９０℃、射出速度は２．５ｍ／秒、鋳造圧力は６０ＭＰａに設定した。また、鋳造過程の冷却速度は、５０℃／秒以上とした。
【００３９】
［断面観察］
作製した各試料のダイカスト材の断面におけるＭｇ−Ａｌ化合物（主としてＭｇ１７Ａｌ１２）の面積割合を求めた。断面の採取は、市販のクロスセクションポリッシャ（ＣＰ）加工装置を用いて行った。断面の観察は、ＳＥＭを用いた。Ｍｇ−Ａｌ化合物の面積割合は、次のようにして求めた。ＳＥＭ写真を用いて、観察視野Ｓｆ（１６０μｍ×１２０μｍ）中に存在するＭｇ−Ａｌ化合物（主としてＭｇ１７Ａｌ１２）を抽出し、その合計断面積Ｓｍを求める。そして、（Ｓｍ／Ｓｆ）×１００％をその断面におけるＭｇ−Ａｌ化合物の面積割合とする。観察視野数は１０個とし、その１０個の観察視野における面積割合の平均を各試料におけるＭｇ−Ａｌ化合物の面積割合（％）とした。その結果を表１に示す。Ｍｇ−Ａｌ化合物の断面積は、画像処理装置によって顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を二値化処理した二値化像などを利用すると容易に測定できる。
【００４０】
一例として、試料Ｎｏ．１−４の顕微鏡写真を図１に示す。図１における濃い灰色で示される部分はマグネシウム合金の母相、白色で示される部分はＡｌ−ＲＥ化合物、薄い灰色で示される部分はＡｌ−Ｃａ化合物やＡｌ−Ｓｒ化合物である。図１に示すように、Ａｌ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｎを特定の範囲で含む試料Ｎｏ．１−４では、Ａｌ−ＲＥ化合物、Ａｌ−Ｓｒ化合物、及びＡｌ−Ｃａ化合物が粒内や粒界に分散して存在することが分かる。また、試料Ｎｏ．１−４では、Ｍｇ−Ａｌ化合物が確認できず、実質的に存在しない。
【００４１】
［耐熱性の評価］
作製した各試料のダイカスト材について、以下のようにして耐熱性を評価した。ここでは、アルミニウム製のブロック材の適宜な位置にボルト孔を設け、ブロック材におけるボルト孔を備える取付面と、各試料のダイカスト材の締付座面とを合わせて、両者のボルト孔に鉄製のボルトを配置し、このボルトによって各試料のダイカスト材と上記ブロック材とを締結した試験部材を作製した。この試験部材を１５０℃で１７０時間保持した後、ボルトの締結力（残留軸力）を調べた。残留軸力は、ボルトに市販の歪ゲージを配置し、締結直後であって１５０℃に加熱する前の歪量Ｓ０（ここでは初期締付軸力を９Ｎとして締め付けた際の歪量）、１５０℃×１７０時間の熱履歴を与えた後の歪量Ｓｔとを調べ、［（Ｓｔ−Ｓ０）／Ｓ０］×１００（％）を残留軸力（％）として表１に示す。また、横軸にＡｌの含有量を、縦軸に残留軸力を設定した残留軸力のグラフを図２に示す。
【００４２】
【表１】
2018062701.tif 000002
【００４３】
表１および図２に示すように、試料１−３，１−４，１−５の残留軸力は、他の試料の残留軸力に比べて、有意に高かった。特に、図２を参照すれば、試料１−３，１−４，１−５の部分に残留軸力のピークがあることが分かった。試料１−３，１−４，１−５は、Ａｌを４．５質量％以上５．５質量％以下、希土類元素を１．７質量％以上２．３質量％以下、Ｃａを０．７質量％以上１．３質量％以下、Ｓｒを０．２質量％以上０．５質量％以下、Ｍｎを０．２質量％以上０．５質量％以下含み、残部がＭｇ及び不可避不純物であるマグネシウム合金である。このように、マグネシウム合金にＡｌと添加元素を所定量含有させることで、マグネシウム合金のダイカスト材の耐熱性を向上できることが明らかになった。
【００４４】
また、表１に示すように、試料１−１〜１−５のＭｇ１７Ａｌ１２の面積率は５％以下であるのに対して、試料１−６〜１−８の上記面積率は５％超であった。試料１−６〜１−８の耐熱性が低くなっているのは、マグネシウム合金中に、低融点化合物であるＭｇ１７Ａｌ１２の析出量が多いためであると推察される。一方、試料１−１，１−２の耐熱性が低くなっているのは、Ａｌの添加量が少ないために、耐熱性を低下させるＭｇ１７Ａｌ１２の析出量も少ないが、耐熱性を向上させるＡｌ−Ｓｒ化合物や、Ａｌ−Ｃａ化合物、Ａｌ−ＲＥ化合物の析出量も少ないからであると推察される。
【００４５】
＜試験例２＞
試験例２では、ＲＥの含有量を変化させた試料２−１〜２−８を作製し、各試料の残留軸力を測定した。試料の製造方法、形状、残留軸力の測定方法は実施形態１と同じである。試料２−１〜２−８の組成および残留軸力を表２に示す。また、横軸にＲＥの含有量を、縦軸に残留軸力を設定した残留軸力のグラフを図３に示す。
【００４６】
【表２】
2018062701.tif 000003
【００４７】
表２、図３に示すように、ＲＥの含有量が多くなるに従い、残留軸力の値を向上させる効果が大きくなっていき、ＲＥの含有量が１．７質量％（試料２−２）前後から当該効果が飽和し始める。試料２−１〜２−８のＡｌの含有量は全て５質量％前後であるので、残留軸力の値を向上させる効果は、Ａｌの含有量だけで決定されるものでないことが明らかになった。また、ＲＥを含有させた効果は、ＲＥの含有量が１．７質量％前後から飽和し始めることから、ＲＥの含有量は、１．７質量％（試料２−４）以上、２．３質量％（試料２−６）以下とすることが好ましいことも明らかになった。
【００４８】
＜試験例３＞
試験例３では、Ｃａの含有量を変化させた試料３−１〜３−９を作製し、各試料の残留軸力を測定した。試料の製造方法、形状、残留軸力の測定方法は実施形態１と同じである。試料３−１〜３−９の組成および残留軸力を表３に示す。また、横軸にＣａの含有量を、縦軸に残留軸力を設定した残留軸力のグラフを図４に示す。
【００４９】
【表３】
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【００５０】
表３、図４に示すように、Ｃａの含有量が多くなるに従い、残留軸力の値を向上させる効果が大きくなっていき、Ｃａの含有量が０．７質量％（試料３−４）前後から当該効果が飽和し始める。試料３−１〜３−９のＡｌの含有量は全て５質量％前後であるので、残留軸力の値を向上させる効果は、Ａｌの含有量だけで決定されるものでないことが明らかになった。また、Ｃａを含有させた効果は、Ｃａの含有量が０．７質量％前後から飽和し始めることから、Ｃａの含有量は、０．７質量％（試料３−４）以上、１．３質量％（試料３−６）以下とすることが好ましいことも明らかになった。
【００５１】
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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