(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ダイキャストに用いるマグネシウム系合金において、
マグネシウム                              91.9重量％以上
亜鉛                                      0.1〜２重量％
イットリウム以外の希土類金属成分          2.1〜５重量％
ベリリウム                                ０〜0.1重量％（０を含む）
ストロンチウム                            0.001重量％以下（０を含む）
銀                                        0.05重量％以下（０を含む）
アルミニウム                              0.1重量％未満（０を含む）
未溶解鉄                                  実質的にゼロ
亜鉛：希土類金属成分比                    １以下
残部                                      不可避的不純物
からなるマグネシウム系合金。
【請求項２】
加圧ダイキャストに用いるマグネシウム系合金において、
マグネシウム                              91重量％以上
亜鉛                                      0.1〜２重量％
イットリウム以外の希土類金属成分          2.1〜５重量％
ベリリウム                                ０〜0.1重量％（０を含む）
ジルコニウム、ハフニウム及び／又はチタン  ０〜0.4重量％（０を含む）
マンガン                                  ０〜0.5重量％（０を含む）
ストロンチウム                            0.001重量％以下（０を含む）
銀                                        0.05重量％以下（０を含む）
アルミニウム                              0.1重量％以下（０を含む）
亜鉛：希土類金属成分比                    １以下
残部                                      不可避的不純物
からなるマグネシウム合金。
【請求項３】
合金成分に残部がある場合、残部が0.15重量％未満である請求項１または２の合金。
【請求項４】
0.005重量％未満の鉄を含有する請求項１〜３のいずれか１項の合金。
【請求項５】
0.05重量％以下のアルミニウムを含有する請求項１〜４のいずれか１項の合金。
【請求項６】
合金組成の残部において、ニッケルおよび銅をそれぞれ0.1重量％以下で含有する請求項１〜５のいずれか１項の合金。
【請求項７】
177℃で46MPaの応力を加えた状態で0.１％のクリープひずみに達するまでの時間が500時間以上となるような耐クリープ性をもつ請求項１〜６のいずれか１項の鋳造合金。
【請求項８】
250℃に24時間加熱した後、177℃で46MPaの応力を加えた状態で0.1％のクリープひずみに達するまでの時間が100時間以上となるように耐クリープ性をもつ請求項１〜７のいずれか１項の合金。
【請求項９】
ASTM B117の塩霧試験法に準拠して測定した腐食率が2.5mm/年未満である請求項１〜８のいずれか１項の鋳造合金。
【請求項１０】
上記希土類金属成分がセリウム、セリウムミッシュメタル、またはセリウム欠損ミッシュメタルである請求項１〜９のいずれか１項の合金。
【請求項１１】
2.1〜３重量％の希土類金属成分を含有する請求項１〜10のいずれか１項の合金。
【請求項１２】
１重量％以下の亜鉛を含有する請求項１〜11のいずれか１項の合金。
【請求項１３】
0.6重量％以下の亜鉛を含有する請求項１〜12のいずれか１項の合金。
【請求項１４】
請求項１〜13のいずれか１項の合金を対象として、加圧ダイキャスト法を使用する鋳造品の製造方法。
【請求項１５】
無孔加圧ダイキャスト法を使用する請求項14の方法。
【請求項１６】
請求項14または15の方法で製造した鋳造品。
【発明の詳細な説明】
本発明はマグネシウム合金に関する。
マグネシウム系合金の場合、およそ６０年間にわたりホットチャンバ型機械かコールドチャンバ型機械のいずれかを使用して、加圧ダイキャスト（high pressure diecast；ＨＰＤＣ）成分を製造してきているが、結果は満足のいくものであった。
重力ダイキャスト法やサンドダイキャスト法と比較した場合、ＨＰＤＣ法は量産に向く急冷凝固法である。ＨＰＤＣ法において合金を急冷凝固すると、同じ合金を対象とした場合、重力ダイキャスト法よりも鋳造製品の特性バラツキが大きくなる。特に、通常結晶粒度が微細なため、一般に、引張強さが高くなると同時に、クリープ強さが低下すると考えられている。
鋳造製品の多孔化傾向は、上記チャンバに酸素を吹き込み、鋳造合金に吸着させる“無孔（pore free）”法（ＰＦＨＰＤＣ）を使用すると抑制できる。
重力ダイキャスト法の場合、結晶粒度は比較的粗いが、微粒化成分、例えばアルミニウムを含有しない合金の場合にはジルコニウムを、またアルミニウム含有合金の場合には炭素または炭化物を添加することによって微粒化できる。対照的に、ＨＰＤＣ法合金では、一般にこのような成分は必要ないし、含有させることもない。
１９６０年代の中頃までは、ＨＰＤＣ法に使用できるマグネシウム合金は、ＡＺ９１として知られている合金やその変種合金などのＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金のみであったといっても過言ではない。ところが、１９６０年代も中頃を過ぎてから、マグネシウム系合金を航空宇宙産業以外の産業にも、特に自動車産業に使用することに大きな関心が示されるようになり、ＡＺ９１やＡＭ６０などの公知の合金の高純度のものが、極めて高い耐食性を理由として、自動車産業で使用され始めるようになった。
しかし、これら合金はいずれも高温での特性が限られ、１００℃をはるかに越える用途には不向きである。
ＨＰＤＣ法合金に望まれると考えられる特性のいくつかを次に示す。
ａ）１７５℃における製品のクリープ強さは、１５０℃におけるＡＺ９１形合金と同等でなければならない。
ｂ）製品の室温強度がＡＺ９１形合金と同等でなければならない。
ｃ）制振性が良好でなければならない。
ｄ）合金の鋳造性がＡＺ９１形合金と同等かそれ以上でなければならない。
ｅ）製品の耐食性がＡＺ９１形合金と同等でなければならない。
ｆ）製品の熱伝導性が好ましくはＡＺ９１形合金よりもすぐれていなければならない
ｇ）ＡＺ９１形合金と同コストでなければならない。
上記の時点で開発され、結果の良好な一つの合金はＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ系であり、例えばＡＳ４１、ＡＳ２１やＡＳ１１として知られている合金である。しかし、ＡＳ４１のみが十分に利用されているが、残りの二つは、クリープ強さがかなり高いにもかかわらず、特に必要なメルト温度が高いため、一般に鋳造が難しいと考えれている。ＡＳ４１は上記特性基準の大半を満足するが、その液相線温度は、ＡＺ９１形合金よりも約３０℃高い。
ほぼ同じ時期に開発された別な系列の合金には希土類成分を含む合金があり、代表例はアルミニウム４％、希土類元素２％、マンガン約０．２５％を含有し、残部がマグネシウムと微量成分／不純物であるＡＥ４２である。この合金の場合、降伏強さは室温ではＡＳ４１と同じであるが、約１５０℃以上の温度ではＡＳ４１よりもすぐれている。但し、この降伏強さは、後で再び説明するように、温度が高くなると、比較的ではあるが、著しく低下する。より重要なことは、少なくとも２００℃以下までの温度では、ＡＥ４２のクリープ強さはＡＳ２１合金のそれを大きく上回っていることである。
本発明の目的は、良好な特性を示すマグネシウム掲合金を提供することである。
本発明は、Ｍｇ−ＲＥ−Ｚｎ（ＲＥ＝希土類）系のマグネシウム系合金に関する。このような合金系は公知である。ＧＢ−Ｐ１，３７８，２８１には、ネオジム、亜鉛、ジルコニウムを含有し、場合によって銅およびマンガンを含有するマグネシウム系の構造用軽合金が開示されている。これら合金においてさらに必要な成分は０．８〜６重量％のイットリウムである。また、ＳＵ−４４３０９６では、０．５％以上のイットリウムが必要である。
また、ＧＢ−Ｐ１，０２３，１２８には希土類金属および亜鉛を含有するマグネシウム系合金が開示されている。これら合金では、亜鉛：希土類金属比は１：３〜１：１で、希土類は０．６％重量％未満で存在する。また、０．６〜２重量％の希土類金属を含有する合金では、亜鉛が０．２〜０．５重量％の範囲で存在する。
特に、ＧＢ−Ｐ６０７，５８８および６３７，０４０は、それぞれ５％以下および１０％以下の亜鉛を含有する合金系に関する。ＧＢ−Ｐ６０７，５８８には、“小量の、または例えば５％を越えない量で亜鉛が存在しても耐クリープ性は悪影響を受けない”旨の記載があり、また“５％以下の量で存在する亜鉛は、局部的な凝固収縮を回避することが望ましく、またある程度の分散不良ならば、それ程問題にならないこれら合金の鋳物特性に有利な作用を示す”旨の記載がある。代表的な合金系は、公称５％の亜鉛および公称３％の希土類成分を含有する合金ＺＥ５３である。
これら合金系においては、希土類成分が結晶粒界で析出するため、鋳造性および耐クリープ性が高くなることが認められている。但し、引張強さは、希土類成分を含まない同様な合金よりも若干低い。析出物の高い融点が、鋳造品の特性を高温で維持するのに役立つ。
後者の２つのＧＢ−Ｐはサンドキャストに言及し、特に微粒化元素としてジルコニウムを鋳造用合金に存在させることが望ましいとしている。このためには、ジルコニウムの必要量を０．１〜０．９重量％（飽和レベル）（ＧＢ−Ｐ６０７，５８８）または０．４〜０．９重量％（ＧＢ−Ｐ６３７，０４０）にすることが有効であると述べられている。
以下本明細書では、用語“希土類”は原子番号が５７〜７１（ランタンからルテチウムまで）の元素の単体または混合物を指すものとする。ランタンは、厳密にいえば希土類元素ではないが、存在させてもよいし、存在させなくてもよい元素である。なお、“希土類”は、イットリウムなどの元素を含まないものとする。
即ち、本発明は加圧ダイキャスト法を対象とするマグネシウム系合金において、
マグネシウム                              91.9重量％以上
亜鉛                                      0.1〜２重量％
イットリウム以外の希土類金属成分          2.1〜５重量％
ベリリウム                                ０〜0.1重量％（０を含む）
ストロンチウム                            0.001重量％以下（０を含む）
銀                                        0.05重量％以下（０を含む）
アルミニウム                              0.1重量％未満（０を含む）
未溶解鉄                                  実質的にゼロ
亜鉛：希土類金属成分比                    １以下
残部                                      不可避的不純物
からなるマグネシウム系合金。
また、本発明は、加圧ダイキャストに用いるマグネシウム系合金において、
マグネシウム                              91重量％以上
亜鉛                                      0.1〜２重量％
イットリウム以外の希土類金属成分          2.1〜５重量％
ベリリウム                                ０〜0.1重量％（０を含む）
ジルコニウム、ハフニウム及び／又はチタン  ０〜0.4重量％（０を含む）
マンガン                                  ０〜0.5重量％（０を含む）
ストロンチウム                            0.001重量％以下（０を含む）
銀                                        0.05重量％以下（０を含む）
アルミニウム                              0.1重量％以下（０を含む）
および
亜鉛：希土類金属成分比                    １以下
残部                                      不可避的不純物
からなるマグネシウム合金を提供するものである。
マンガン、ジルコニウム/ハフニウム/チタン、および酸化防止元素であるベリリウムは選択成分であり、含有されなくともよく、これらの組成への寄与は後述する。
亜鉛の好ましい含有量０．１〜１重量％、特に０．２〜０．６重量％である。
ＡＳＴＭ命名法に従って、ＸおよびＹを最近接整数に切り捨て丸めた整数とし、かつＸはＹより大きいとした場合、公称Ｘ重量％の希土類および公称Ｙ重量％の亜鉛を含有する合金をＥＺＸＹ合金と呼ぶことにする。
この命名法は従来の合金にも使用するが、上記本発明の合金については、正確な組成がどのような組成であっても、ＭＥＺ合金と呼ぶことにする。
ＺＥ５３と比較した場合、（同じ熱処理を加えたとすると）、ＭＥＺ合金は耐クリープ性および耐食性にすぐれ、また良好な鋳造特性を示す。特に好ましい合金では、亜鉛を比較的少量で存在させ、そして亜鉛：希土類比を１以下（好ましい合金では１よりかなり小さくする）にする。なお、ＺＥ５３の場合、上記比は５：３である。
さらに、予想に反して、ＭＥＺ合金は処理法をサンド鋳造法または重力鋳造法からＨＰＤＣ法にかえても、大きな引張強さ変化を示さないことが見いだされた。加えて、結晶粒子構造の変化もごくわずかである。このように、ＭＥＺ合金の場合には、サンド鋳造法または重力鋳造法で成形した製品プロトタイプの特性が、引き続きＨＰＤＣ法によって量産した製品の特性とは大きく相違しないはずだという合理的な期待を抱くことができる利点がある。
ＭＥＺ合金と比較した場合、ＨＰＤＣ法ＡＥ４２は結晶粒子構造が大きく微粒化し、室温での引張強さもほぼ３倍大きくなり、ＭＥＺ合金よりも約４０％大きくなる。ところが、引張強さの温度依存性は、合金両者については負であるが、ＡＥ４２の方がＭＥＺ合金よりもはるかに大きい。この結果、約１５０℃以上では、ＭＥＺ合金の引張強さが大きくなる傾向がある。
さらに、少なくとも１７７℃までの温度では、ＨＰＤＣ法ＡＥ４２合金のクリープ強さはＨＰＤＣ法ＭＥＺ合金よりもはるかに低い。
合金組成に残部がある場合には、その量としては０．１５重量％未満が好ましい。
希土類成分としては、セリウム、セリウムミッシュメタルまたはセリウム欠損ミッシュメタルが使用できる。使用量範囲の好ましい下限は２．１重量％である。また、好ましい上限は３重量％である。
低い腐食率を維持するためには、ＭＥＺ合金は最小限の鉄、銅およびニッケルを含有するのが好ましい。鉄の場合、０，００５重量％未満が好ましい。鉄分を低くするには、溶融合金から鉄を析出させるのに有効なジルコニウムを（例えばジルコニウムとマグネシウムの１：２合金であるジルマックス−Ｚｉｒｍａｘの形で）加えればよい。鋳造後、ＭＥＺ合金におけるジルコニウムの残存量は０．４重量％以下（ジルコニウムの好適な上限および最適な上限はそれぞれ０．２重届量％および０．１重量％である）になる。この残存量の下限は好ましくは少なくとも０．０１重量％である。ＺｉｒｍａｘはＭａｇｎｅｓｉｕｍ  Ｅｌｅｋｔｒｏｎ  Ｌｉｍｉｔｅｄの登録商標である。
特に、すくなくともある程度のジルコニウムを残存させる場合には、０．５重量％以下のマンガンを存在させて、鉄分を低くし、かつ腐食を抑えることも可能である。従って、以下詳しく記載するように、鉄含有量を０．００３重量％未満にするためには、約０．８重量％ものジルコニウムを（通常は０．５重量％のジルコニウム）加える必要がある。なお、マンガンが存在している場合には、ジルコニウムの配合量を約０．０６重量％にしても、同じ結果を実現できる。鉄除去剤の別例はチタンである。
カルシウムの配合も選択的であるが、配合すると、鋳造特性が改善するものと考えられる。メルトの酸化を防止するために、ベリリウムなどの元素を少量、好ましくは０．０００５重量％以上、より好ましくは０．００５重量％以下、特に好ましくは約０．００１重量％の量で存在させてもよい。なお、（ベリリウムなどの）このような元素が、鉄を除去するために加えられた（ジルコニウムなどの）鉄除去剤によって除去されることが見いだされた場合には、この代わりにカルシウムが必要になる。このように、カルシウムは、必要に応じて、酸化防止剤としてだけでなく、鋳造性改良剤としても作用するものである。
合金には、０．０５重量％未満のアルミニウムを配合するのが好ましいが、アルミニウムは実質的には無いのがより好適である。また、ニッケルおよび銅それぞれを０．１重量以下で合金に配合するのが好ましい。銅については０．０５重量％以下が、そしてニッケルについては０．００５重量％以下がより好ましい。合金には、実質的にストロンチウムが、そして実質的に銀が存在しないのが好ましい。
ＭＥＺ合金は、鋳放し状態で、腐食率が低く、例えば（ＡＳＴＭＢ１１７塩霧試験の場合）２．５０ｍｍ／年（１００ミル／年）未満である。処理Ｔ５（２５０℃で２４時間）後でも、腐食率は依然として低い。
また、鋳放し状態のＭＥＺ合金は、１７７℃で４６ＭＰａの応力を加えた状態で０．１％クリープひずみを発生するまでの時間が５００時間以上になるような耐クリープ性を示す。処理Ｔ５後でさえ、この時間は依然として１００時間以上である。
添付図面において、
図１は、ジルコニウム分の高い、重力鋳造法ＺＥ５３の結晶粒子構造を示す図である。メルトＤＦ２２１８。
図２は、マンガンを配合した、重力鋳造法ＺＥ５３の結晶粒子構造を示す図である。メルトＤＦ２２２２。
図３は、ジルコニウム分の高い、重力鋳造法ＭＥＺの結晶粒子構造を示す図である。メルトＤＦ２２２０。
図４は、マンガンを配合した、重力鋳造法ＭＥＺの結晶粒子構造を示す図である。メルトＤＦ２２２４。
図５は、ジルコニウム分の低い、重力鋳造法ＭＥＺの結晶粒子構造を示す図である。メルトＤＦ２２９１。
図６は、無孔ＨＰＤＣ法合金ＭＥＺおよびＡＥ４２の引張特性を示す比較図である。
図７は、ＨＰＤＣ法ＭＥＺおよび無孔ＨＰＤＣ（ＰＦＨＰＤＣ）法合金ＭＥＺの引張特性を示す比較図である。
図８は、各温度における熱処理がＰＦＨＰＤＣ法ＭＥＺの引張特性に対して示す作用を説明する図である。
図９は、各応力条件および各温度条件で測定したＰＦＨＰＤＣ法ＭＥＺ、ＡＥ４２およびＺＣ７１の耐クリープ性の結果を示す図である。
図１０は、鋳放し状態（Ｆ）にあるＰＦＨＰＤＣ法ＭＥＺの結晶粒子構造を示す図である。
図１１は、Ｔ６熱処理状態にあるＰＦＨＰＤＣ法ＭＥＺの結晶粒子構造を示す図である。
図１２は、ＨＰＤＣ法ＭＥＺのポロシティを示す図である。
状態Ｆは“鋳放し状態”であり、またＴ５処理は鋳造体を２５０℃で２４時間保持する処理である。またＴ６処理では、鋳造体を４２０℃で２時間保持し、高温水により急冷し、１８０℃で１８時間保持し、そして空冷する。
まず、重力鋳造状態にあるＭＥＺ合金およびＺＥ５３合金の特性を調べた。
表１に、ＺＥ５３合金およびＭＥＺ合金に関連して、マンガン配合またはジルコニウム配合が生成合金の鉄、マンガンおよびジルコニウム含有量にどのような作用を及ぼすかを示す。
表１における組成物の最初の８組成物は、合金ＭＥＺおよびＺＥ５３それぞれの４つの変種合金である。４組成物からなる一組には、鉄含有量を制御するためにマンガンを加えてある。また、もう一つの組には、同じ目的から比較的多めにジルコニウムを配合してある（飽和は約０．９重量％である）。これら組成物から矢状の棒、即ちアローバーを重力鋳造法により鋳造した。また、これら８組成物から選択した４組成物の別な組を鋳放し状態にし、残りの補足的な組をＴ５処理状態にする。
表２に、これら８種の合金の組成および状態をより詳しく示す。また、アローバーの引張強さ測定値も併記する。
表３に、これら８種の合金ＭＥＺおよびＺＥ５３の、重力鋳造アローバーとした場合のクリープ特性に関する比較データを示す。
表４に、上記８種の合金組成物の、重力鋳造アローバーとした場合の腐食特性に関する比較データを示す。また、Ｔ５処理の腐食率への作用も併記する。
表５に、表１に示した合金のうちのさらに別な２種に関する腐食データを示す。測定は、それぞれ単独の鋳造により作成した一連のアローバーについて行なった。表５に示す元素の外に、合金２２９０および合金２２９１には２．５重量％の希土類および０．５重量％の亜鉛を配合した。この表については、コメントしておく。というのは、早い鋳造段階で得られたアローバーのほうが、遅い鋳造段階で得られたアローバーよりも耐食性がすぐれているからである。この点について理論に拘泥することは望まないが、鉄がジルコニウムによって析出し、そして析出物が液相から沈降するため、遅い鋳造段階で得られたバーよりも早い鋳造段階で得られたバーのほうが鉄欠損が顕著になることは十分にあり得ることである。
図１〜図５に、これら重力鋳造アローバーのいくつかにおける結晶粒子構造を示す。
この最初に行なった検討から、Ｔ５処理は重力鋳造ＺＥ５３合金のクリープ特性に対しては有利ではあるが、重力鋳造ＭＥＺ合金（表３）に対しては有害であることがわかる。ＺＥ５３＋Ｚｒ、および２種類のＭＥＺ合金のクリープ強さはＡＥ４２合金のそれよりもはるかに高く、そしてこのクリープ強さは２種類のＭＥＺ合金の場合は鋳放し（Ｆ）状態において顕著で、ＺＥ５３＋Ｚｒ合金の場合はＴ５処理状態で顕著である。また、Ｔ５処理はＺＥ５３＋Ｚｒ合金の引張特性に対しても有利であるが、これ以外の３種類の合金に対しては有意味な作用をもたない（表２）。
また、鉄レベルはすべての合金の腐食率に有意味な作用をもつことも認められる（表４および表５）。亜鉛もまた有害な作用をもち、ＺＥ５３合金の場合、鉄含有量が低くても耐食性が劣化することが見いだされた。Ｔ５処理すると、合金すべての耐食性がさらに劣化する。加えて、０．３％のＭｎが存在している場合（Ｚｒが存在しない場合でも）、鉄レベルは比較的高いままになっている。
鉄量について合金中に不溶性相が形成する程十分大きくした場合には、腐食は大きくなる。ところが、鉄量について鉄のすべてを合金それ自体に溶解したままにしておく程十分小さくすると、腐食は問題にならなくなる。従って、ＭＥＺ合金の場合は、合金に溶解することができる量以上の鉄を実質的に含有しないのが、好ましくは鉄を全く含有しないのが望ましい。
さらに試験を続けた結果、鉄レベルを好適な低レベルに、例えば０．００３％程度にするためには、ＭＥＺ合金およびＺＥ５３合金いずれの場合も少なくとも６％のジルマックスが必要なことが判明した。ところが、マンガンを併用した場合には、ジルマックス（または相当量の他のジルコニウム供給源）の必要な配合量は約１％まで下げることができる。
鋳造時に、鋳造用合金にはある量の鉄分が付加されることがある。従って、例えば鋳造装置の含鉄部分に接触することによって鉄分が増えることが考えられる。
また、リサイクルスクラップから鉄分が付加されることもある。従って、鋳造用合金に十分なジルコニウムを加えて、望ましくない鉄分の増加（０．４重量％以下、好ましくは０．２重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下）を抑制するのに十分なジルコニウムを残存させておくのが望ましい。これは、再鋳造前にジルコニウムを追加する、考えられる別な方法よりも有利である。
ある試験では、０．５％のジルマックスの配合により鉄分が０．００３％になったＭＥＺ材料は、再溶解後、０．００６％の鉄分増加を示し、ジルコニウム分が０．０５％に低下することが見いだされた。しかし、１％のジルマックスの配合により鉄分が０．００１％になったＭＥＺ材料は、再溶解後、鉄分増加はわずか０．００２％で、ジルコニウム分は実質的に一定であった。
ＨＰＤＣ法合金の特性を調べるために、組成が０．３％Ｚｎ、２．６％ＲＥ（希土類）、０．００３％Ｆｅ、０．２２％Ｍｎ、０．０６％ＺｒのＭＥＺのインゴットを、ＨＰＤＣ法およびＰＦＨＰＤＣ法の両者を使用して、試験バーに鋳造した。鋳造方法の細部はリストＡとして後記する。
試験バーの分析結果を表６に示す。なお、ＦＣ１、ＦＣ２、ＦＣ３は鋳造試験の開始時、途中時、および終了時に採取したサンプルをそれぞれ示す。最初にリストした組成ではＺｒ値が高くなっているが、これは不溶性ジルコニウムが存在していることを表し、サンプリング法になんらかのミスがあったことを示唆している。
表７および図６〜８に、試験バーの引張特性の測定値を示す。また、同様なＡＥ４２合金バーの比較用測定値も併記する。理解できるように、ＭＥＺ、ＡＥ４２はいずれも同様な降伏強さをもつが、室温引張強さについてはＡＥ４２のほうがすぐれている。但し、温度が高くなると、これは逆になる。鋳放し状態のバー、Ｔ６熱処理状態のバーのいずれの場合も、無孔方法を使用しても格別の利点があるようには思えなかった。
表８に、試験バーおよび同様なＡＥ４２バーに関する腐食試験の結果を示す。表面汚染のすべてを除去することは難しいことがわかった。別な処理についても併記してある。標準的な製造法（Ｂ）と同様に、鋳造表面を除去した場合、ＭＥＺおよびＡＥ４２の腐食率は同程度であった。
表９および図９に、ＭＥＺおよびＡＥ４２の両合金から作成したバーに関するクリープ測定の結果を示す。結果にバラツキが認められるが、クリープ強さについては、ＭＥＺのほうがＡＥ４２よりもはるかにすぐれていることがわかる。
図１０および１１にＴ６処理前後のＰＦＰＨＤＣ法ＭＥＺバーにおける結晶粒子構造を示し、図１２にＭＥＺのＨＰＤＣ法バーのポロシティを示す。
以下に説明するように、本発明によれば、ＨＰＤＣ量産法において必要とされる同じ合金および同じ形状において、ＨＰＤＣ量産法のプロトタイプを重力鋳造でき、特に重力サンド鋳造できる一方で、同程度の引張特性を実現できる利点が得られる。
０．３５重量％亜鉛、２．３重量％希土類、０．２３重量％マンガン、０．０２重量％ジルコニウムを含有し、（残部がマグネシウムの）メルトを２トン規模で製造した。同じインゴットバッチの１５０ｋｇロットを再融解し、重力サンド鋳造法およびＨＰＤＣ法によって自動車用オイルパンの形に鋳造した。いずれの場合も、こられ鋳造体から試料を切り出し、周囲温度で試料の引張特性を測定した。結果をそれぞれ表１０および表１１に示す。サンドカスト法製品とダイキャスト法製品の引張特性は極めて類似していることがわかる。
別な試験で、同じバッチからさらにインゴットを取出し、融解した。但し、通常のマグネシウム鋳物法を使用して、６重量％のジルマックス（３３％Ｚｒ）を加えた。得られたメルトの分析では、ジルコニウムは０．５８重量％であった。
上記と同じ自動車用オイルパンの形にこのメルトを鋳造したサンド鋳物の断面について、周囲温度で引張試験を行なった。０．２％ＰＳは１０２ＭＰａ、ＵＴＳは１７８ＭＰａ、そして伸び率は７．３％で、いずれも表１０および表１１に示した数値と極めて近い。
これらの結果は、高温で良好な耐クリープ性を必要とする用途に使用することができる、本発明範囲外の合金ＡＥ４２（Ｍｇ−４％Ａｌ−２％ＲＥ−Ｍｎ）の結果とは対照的である。この場合、本明細書のどこかで説明したように、ＨＰＤＣ法成分については満足のいく特性が得られるが、通常のサンド鋳造法によって合金に満足のいく特性を与えることは不可能である。
例えば、合金ＡＥ４２（３．６８％Ａｌ；２．０％ＲＥ；０．２６％Ｍｎ）をスチール製の冷却された“アローバー”鋳型に注型した。これらバーから機械により切り出した試料の引張特性はいずれもわずか４６ＭＰａ（０．２％ＰＳ）、１２８ＭＰａ（ＵＴＳ）に過ぎなかった。ところが、ＭＥＺ合金で鋳造した同様なバーの場合、これら数値は極めて高く、８２ＭＰａ（０．２％ＰＳ）、１８０ＭＰａ（ＵＴＳ）（０．５％Ｚｎ；２．４％ＲＥ；０．２％Ｍｎ）であった。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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