Al-4%Mg-2%Si 合金のMg2Si 凝二次元共晶反応に及ぼすAlPの影響

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(1)第 1 7 6回 ( 2 0 2 0. 1 2 ). ( 3 4 ) ∞1:10.1I279/jfeskouen.17ι73. A l 4 %Mg ・2 %Si合金の Mg2S i凝二次元共晶反応に及ぼすAlPの影響富山大学(院)森脇誠也，藤野竣也富山大学・毎回圭佑， PHAM百 E百乱JTRANG，才川清二. 1.緒宮自動車分野では C02排出量の削減を目的として，車体軽量化による燃費向上が進められている.このような背景から，アルミニウムダイカスト部品の適用が求められている.高延性アルミニウムダイカト用合金もその一つであり， Al 2 -6 mass%Mg-I-3mass%Si系合金が 1 9 9 0年代前半から注目され，その一部が実用合金として使用されている(以下， m錨 s%を%と省略する).Al M g S i系合金は，鋳放しのままで良好な延性と強度を兼備する利点を有する.しかしながら，本系合金は鋳造性に乏しく，製品の実用化や品質を保証する上で問題となっている. 我々はこれまで，Al-6 %Mg ・ 3%Si合金やAl・2%Mg ・，I%Si 合金の鋳造割れ性や凝固組織の変化について調査を行っ l 本研究では，その中間組成であるてきた¥) i %Mg ・ 2%Si合金の凝固組織を検討した(以下，それぞ A l 4 れの合金を 6Mg-3Si，4Mg-2Siおよび 2Mg ・，I S iと称す). 2 .実験方法純度が 99. 7% 以上及び 99. 労9 0 1 0 以上の純度の異なる 2 種類のAl(以下， 2N材ならびに 5N材と称す)を用いて溶製することで Pの含有量を低減させ Pによる影響を調査した. 具体的には 2Nあるいは 5Nに相当する純Alに加えて普通純度のAl・20%Si， A l ・ 10%Mgあるいは高純度の S i ( 純度 99. 卯9 卯 9999% 以上)， Mg(純度 99.97% 以上)をそれぞ 0 れ使用し，目標組成となるように秤量後約 750Cの電気炉内にて溶解した.その後，溶湯の酸化防止のため Be を 25 卯 m 添加した比較材も上記と同様の方法で溶製した. Yブロック形状のキャビティを有する鉄鋳型に重力鋳造した.鋳物の下部から 3 . 5 gの合金材料を切り出し， K タイプ熱電対(線径 0 . 2 mm)を配置した円栓状の SUS管の中に熱電対と共に封入した.ここで，鋳型として使用した SUS管は外径 8mm ，肉厚 O. 3 mm ，高さ 1 ∞m mであった.この金属管を電気炉の中心に金属ワイヤーで吊 ∞℃まで昇温し，金属管内の合金をり下爪電気炉を 7 溶解した後 3伽担保持した.続b、て，炉内で金属管内の溶湯を冷繍車度約 0 . 0 5 "C/ sにて徐冷した.目的とする温度に降下した時点で熱電対および針金を速やかに切断して下部に配置した水槽に金属管を焼き入れることにより，その温度での組織を凍結した. 得られた謝ヰを研磨し， O.5o/oHFで腐食後，光学顕微鏡を用いて組織観察を行った.. 3 .実験結果 4Mg-2Si合金の 2Nおよび5N材の冷却曲線を図 1に示す.図 1より，約 62 7"Cならびに約 5 9 1"Cにおいて変曲点が観察され，それぞれ初晶 α， -Al相およ t 隣品 Mが i 相の晶出温度と推定された.次に凝固過程を明らかにするた 'Cおよび共晶終めに，初晶の晶出途中の温度である 622 了直後の温度である 587 "Cにて凝固途中のカプセノレを水中に焼入れ，凍結組織を観察した.その結果を図 2に示す.. 初品の晶出途中である 622Cにおいては 2Nおよび5N 材とも初晶 α，-Al相は晶出途中である状態が観察された. " C の一方で、，それより低温域の共晶反応終了直後の 587 組織においては，初品 α，-Alの晶出した間隙にAlPを核と 0. して粗大にエキタヒ。シャル成長した M8;2Si ならびに α:~Al. の擬二元共晶が散在して品出していることが 2N材においてのみ観察された.高純度である5N材は， AlPの生成数が少ないことからそのような粗大な共晶相の品出は少なかった. 700 650. と. 600. 鑓 550 450. o. 1000. 2000. 3000. 4000. _ 1 ' I I I(s). 図1A l 4 %Mg ・ 2%Siにおける高純度( 5N材)と低純度 (2N材)合金の冷却曲線. 図2 6 2 2 " C と5 8 アCで水焼き入れした合金のミクロ組織写真参考文献. 1 )才川清二ら:鋪萱工学 8 7( 2 0 1 5 )5 6 1・5 6 8 2 )才川清二ら:鋳造工学概要集 1 6 9( 2 0 1 5 )1 2. -73ー.

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