銅（Cu）
アルミニウム合金に銅（Cu）が固溶すると、機械的性質が向上し、切削性能が向上します。しかし、耐食性が低下し、高温割れが発生しやすくなります。不純物としての銅（Cu）も同様の効果があります。
銅（Cu）含有量が1.25%を超えると、合金の強度と硬度は大幅に向上します。しかし、Al-Cuの析出により、ダイカスト成形時に収縮とそれに続く膨張が生じ、鋳造品のサイズが不安定になります。
マグネシウム（Mg）
微量のマグネシウム（Mg）は粒界腐食を抑制するために添加されます。マグネシウム（Mg）含有量が規定値を超えると、流動性が悪化し、熱脆性および衝撃強度が低下します。
シリコン（Si）
シリコン（Si）は流動性を向上させる主成分です。最も良好な流動性は共晶点から過共晶点まで得られます。しかし、晶出したシリコン（Si）は硬質点を形成しやすく、切削性能を低下させるため、通常は共晶点を超えないようにします。さらに、シリコン（Si）は引張強度、硬度、切削性能、高温強度を向上させ、伸びを低減します。
マグネシウム（Mg）アルミニウム-マグネシウム合金は耐食性が最も優れています。そのため、ADC5およびADC6は耐食性に優れた合金です。凝固範囲が非常に広いため、熱間脆性があり、鋳物に割れが生じやすく、鋳造が困難です。マグネシウム（Mg）はAL-Cu-Si系材料中の不純物としてMg2Siとして鋳物を脆化させるため、一般的に0.3%以内の含有量が基準となっています。
鉄（Fe）は亜鉛（Zn）の再結晶温度を大幅に上昇させ、再結晶プロセスを遅らせることができますが、ダイカスト溶解において、鉄（Fe）は鉄るつぼ、グースネック管、溶解ツールから供給され、亜鉛（Zn）に溶解します。アルミニウム（Al）に運ばれる鉄（Fe）は極めて微量であり、鉄（Fe）が溶解限界を超えると、FeAl3として結晶化します。Feに起因する欠陥は、主にスラグを生成し、FeAl3化合物として浮上します。鋳物は脆くなり、加工性が低下します。鉄の流動性は鋳物表面の滑らかさに影響を与えます。
鉄（Fe）の不純物は、針状結晶FeAl3を生成します。ダイカストは急速冷却のため、析出する結晶は非常に微細であり、有害成分とみなすことはできません。含有量が0.7%未満の場合、脱型が困難になるため、ダイカストでは0.8～1.0%の鉄含有量が適しています。鉄（Fe）の含有量が多いと、金属化合物が形成され、硬点が形成されます。また、鉄（Fe）の含有量が1.2%を超えると、合金の流動性が低下し、鋳物の品質が損なわれ、ダイカスト設備の金属部品の寿命が短くなります。
ニッケル（Ni）は銅（Cu）と同様に、引張強度と硬度を高める傾向があり、耐食性に大きな影響を与えます。高温強度や耐熱性を向上させるためにニッケル（Ni）を添加する場合もありますが、耐食性や熱伝導性には悪影響を及ぼします。
マンガン（Mn）は、銅（Cu）とシリコン（Si）を含む合金の高温強度を向上させることができます。ある一定の限度を超えると、Al-Si-Fe-P+o {T*T f;X Mn四元化合物が生成されやすく、硬点が形成されやすく、熱伝導率が低下します。マンガン（Mn）は、アルミニウム合金の再結晶過程を防ぎ、再結晶温度を上げ、再結晶粒を大幅に微細化することができます。再結晶粒の微細化は、主にMnAl6化合物粒子が再結晶粒の成長を阻害する効果によるものです。MnAl6のもう一つの機能は、不純物鉄（Fe）を溶解して（Fe、Mn）Al6を形成し、鉄の有害な影響を減らすことです。マンガン（Mn）はアルミニウム合金の重要な元素であり、単独でAl-Mn二元合金として添加することも、他の合金元素と一緒に添加することもできます。そのため、ほとんどのアルミニウム合金にはマンガン（Mn）が含まれています。
亜鉛（Zn）
不純な亜鉛（Zn）が存在すると、高温脆性を示します。しかし、水銀（Hg）と混合して高強度のHgZn2合金を形成すると、顕著な強化効果が得られます。JIS規格では不純な亜鉛（Zn）の含有量は1.0%未満と規定されていますが、海外規格では3%まで許容されています。ここでの議論は、合金成分としての亜鉛（Zn）ではなく、鋳物の割れの原因となる不純物としての役割について言及しています。
クロム（Cr）
クロム（Cr）はアルミニウム中で（CrFe）Al7や（CrMn）Al12などの金属間化合物を形成し、再結晶の核生成と成長を阻害し、合金に一定の強化効果をもたらします。また、合金の靭性を向上させ、応力腐食割れ感受性を低下させます。しかし、焼入れ感受性を高める可能性があります。
チタン（Ti）
合金中のチタン（Ti）含有量は微量でも機械的特性を向上させることができますが、同時に電気伝導性を低下させる可能性があります。Al-Ti系合金における析出硬化のためのTiの臨界含有量は約0.15%であり、ホウ素を添加することでその含有量を低減できます。
鉛（Pb）、スズ（Sn）、カドミウム（Cd）
アルミニウム合金には、カルシウム（Ca）、鉛（Pb）、スズ（Sn）などの不純物が含まれる場合があります。これらの元素は融点と構造が異なるため、アルミニウム（Al）と異なる化合物を形成し、アルミニウム合金の特性に様々な影響を与えます。カルシウム（Ca）はアルミニウムへの固溶度が非常に低く、アルミニウム（Al）とCaAl4化合物を形成し、アルミニウム合金の切削性能を向上させることができます。鉛（Pb）とスズ（Sn）は低融点金属であり、アルミニウム（Al）への固溶度が低いため、合金の強度は低下しますが、切削性能は向上します。
鉛（Pb）含有量を増やすと、亜鉛（Zn）の硬度が低下し、溶解度が高まります。しかし、アルミニウム-亜鉛合金において、鉛（Pb）、スズ（Sn）、カドミウム（Cd）のいずれかが規定量を超えると、腐食が発生する可能性があります。この腐食は不規則で、一定期間後に発生し、特に高温多湿の雰囲気下で顕著になります。
投稿日時: 2023年3月9日