第11號ヂュラルミソの基礎的研究(第1報}主としてAl-Cu-M9系状態岡 537 ヂュラルミンの基礎的研究(第1報) 主こしてAl-Gu-Mg系状態圖森永卓弌* Takuity Morinaga: Die Grundlagenforschung des Duraltimins. (I. Mitteilung). Das Dreistoffsystem Aluminium-Kupfer-Magnesium. Das Zustandsschaubild der Aluminium-KupferMagnesiumLegierungenist durch thermische,mikroskopishe undrontgengraphischeAnalyse neu aufgestellt. Hierbei sind vier intermetallische Verbindungen gefunden. die darauffolgenden nonvarianten Punkte aufgestellt; (Eingegangen * 満洲軽金屬製造株式會社研究部 Nach den Untersuchungen am 25, Juni 1942) des Verfassers, sind 538 研究第6巻に於ては復元現象の研究(4)等,實に多岐にわたつてゐる. Ⅰ. 緒ヂュラルミンが1911年言されて以來,現在迄鍛錬用Al合る.而然しながらヂュラルミン及び超ヂュラルミンの基本合金に獨逸のA. Wilmに依て發明金として使用されてゐして現在ヂュラルミンとして知られてゐるものは1 次の4種類である.即ン(C17S),超ち普通ヂュラルミン,超ヂュラルミヂュラルミン(24S)及び超々ヂュラルミンであるAl-Cu-Mg系合金の状態圖の研究は比較的勘く, 古くはR. 研究があるのみで,最近に於ては西 Vogel(5)の村博士(6)の研究がある.同物をS (Al13Cu7Mg8)及等で,それ等の標準組成及び機械的性質の大略を示せばた.そ第1表成はA15Cu2Mg2での如くである. の後S化 0.04A, 第1表氏の研究に依れば,α 相と共存關係にある三元化合物は2種びT (Al5CuMg4)と名づけられ合物は大日方博士等(7)の研究で,その組あつて,この相の格子常數a=5.71 c/a=1.39でされた.西類存在し,この三元化合ある正方晶に屬するこ ± とが明かに村博士の新しい發見は偽CuAl2及物の間に三元共晶が存在し,これが約500° びS化合で凝固することで,不變點は同氏の研究範圍では次の如くである。 L〓 α+CuA12+S(500°), α+T(465°), Mgの L〓 α+S+T(477°), L+X〓S+T(525°).然 L+S〓しながらCu及び多い部分の状態圖は,未研究のまゝに残されてゐるし,X相も不明の相として残されてゐる.大等(7)のS化日方博士合物の結晶構造の研究で,酸に依て極めて腐蝕され易い相は認められてはゐるが,充分な解決はされこれ等4種も500° 類のヂュラルミン中(2)を除く以外は,何れ内外より燒入れして常温に於て時効硬化をなすもので,(2)のみがSiを多量に含有すうために燒入れ, 焼戻しを必要とする合金である. (4)はZn 8%程度をてゐない.以上記述した様にAl-Cu-Mg系状態圖の決定は略々完成しのであるが,細部にわたつては未完域の部分が蝿されてゐるわけである.著者はこれが解決を試み,全系の状態圖決定を志したが, Cu隅に及ぶと非常に含み,本來のヂュラルミンの組成と相違してゐるが,何れ複雑となり容易に解決されないし,ヂュラルミンの基礎にしても熱處理材は抗張力40kg/mm2,伸10%以的研究と直接關係がなくなるので,本示すものである.從上を來普通ヂュラルミン及び超ヂュラルミンの焼入れ後に起る時効硬化現象に關しては非常に多くの研究結果が發表され, 1925年 Mg各々70%までの範圏を,熱分析,顯微鏡組成及びX Ⅱ. 實驗に用ひた材料と方法數篇の多きに達してゐる(1). 合金を作る原料として次の様な原料を用ひた. 關する基礎的研究個も進められ,飜つてヂュラルミンの加 cu 工に重大な影響を及ぼすヂュラルミン塊の研究(3),最近 Mg 電解銅 99.95% 共 99.93% Al (1) 今野,金屬の研究, (1927), 271; Metals, 41 (1930), 343; wirtsch., 7 (1928), G. Sachs, Gayler, J. E. 57;森 v. 幡,本 67;西 G. 262; Adv. Copy, 3 (1939), 誌, 62 誌, 5 (1941), E. L. D. (1938), 209; 森永,長るが, Mgに Z. Mctallk., J. Inst. 誌, Metals, 4 (1940), Metal Z. Metallk., 村,豊富む合金の調製にはMgCl2 NaCl 20%及びKCl 原,本 27 (1935), 53 (1933), 32 誌, 54 (1933), 639; 澤,本 275; (4) 誌, N. 665;大熔劑を使用し,Mgの 6 G. 誌, D. Preston, Phil. 2 (1938), 514;朝 V. 朝倉,本 787; 日方,田 (1941), 誌, 6 (1942), Mag., 倉,本 26 (1938), 誌, 4 219;幸田,本 156;住誌, 友,住 855;武 (1940), 304;山 5 (1941), (1940), 6 (1942), 10;橋 71. 口,本 Brenner, 誌, 5%, 損失を W, 6 (1942), (6) 西村,本 (7) 大日方,六誌, 1 碕,本 (1937), 8. 誌, 5 (1941), 121. 内,本口, 406; 友研究報告, 4 (1942), 793. (5) R. Voge1,Z. anorg.Chem., 75 (1912),41. P. MgF2 田,本 5 (1941), 639. Ind., l5%の 60%, Petrov, 796;篠 4 (1940), V. 762; A. 黒鉛坩堝にアランダムセメントを内塗し所定の合金約 100gを熔解し炭素棒で良く撹拌後金型に鑄造し試料とする. Cuの添加には母合金を使用したことは勿論であ Goler, M. (1937), 420; 96; v. 671; 60 7 Metall 421; (1929), Copy, J. Inst. 屬の研究, Wassermann. 8 永,本 Preston, 應用物理,10 Scheidt, J. Vero, Roth, 本,本 D. 99.99%* 研彙報, -39 久保,金 9 (1930), Metals, Adv. 藤,[航 45. Geveling, (3) G. 多,小 1329; 475;森永,杉 (1942), Gayler, Sehmid, Inst. Metals, 13;後 191;本誌, 1 (1937), Inst. U. V. (1929), 誌, 2 (1938), (2) L. (1925), Metallwirtsch., J. 西村,本 M. 2 び線分析に依り詳細な實験を進めた. 以降の研究だけでも十これ等の研究と並行して操業上重要な溶髄化熱處理に論文ではCu及 * Si0.0032%, Fe 0.00l1%,Cu 0.0007%. 第11號ヂュラルミンの基礎的研究(第1報)主防いだ.用ひた方法は熱分析,顯微鏡試驗及びX線分析としてAl-Cu-Mg系状態圖 539 博士(9)の結果と定性的には良く一致するが,共晶温度と等である.熱分析は連續した一定間隔の温度 Δ θを降下固體内の變態温度が,同氏の結果より低い.とするに要する時間 Δtを測定し,温度 θに封して Δtを圖 70%迄示する逆示曲線に依り,試料約30∼509をるが,前述の様に δ,η及びCuAl2の黒鉛坩堝で再もあれCu の状態圖に就い七は,異論を認めないのであ識別は仲々困難で振れが標點に歸る時間,即ち Δ θを降下するに要する時ある. 一次に熔體から晶出する場合の δは寫眞1に間dtを測定した.著で,δ は海鼠状に晶出し,硝酸水溶液で腐蝕すると δば白熔解し,熱電對を挿入後電位差計に接續する.檢流計の者の實驗範圍の合金には固體内の變化は殆どないので,液相線を決定するのみに止らずそのまゝ凝固後の變化をも連續に求められる便利がある.X線分析では化合物の組成及び二,三の切断面の溶色で,地のCuAl2は示す如く褐色に着色される.寫眞2は初晶として η を晶出したもので,棒状に現はれ,着色した地は CuAl2である.從つて一次に熔體から析出する場合には解度曲線**を求めた.顯微鏡用試料は爐中冷却したもの, その形状から δ と ηの區別が可能である.地に多少の濃鑄造のまゝのもの,或は燒鈍したものに就いて,硝酸水溶淡の認められるのは, L+η 〓CuAl2の液,硫酸水溶液及び盤化第二鐵の鹽酸水溶液等を用ひて, が充分でなかつた爲と想はれる.寫眞3はL+δ 詳細に検鏡を行ひ,κ 及びXの包晶反應が認められる組成範圍のもので,δ と η との區二つの化合物を顯微鏡的に識別し得ると共に,化合物相互間の關係を調べた. Ⅲ. Al-Cu系められる. 状態圖者も本系状 Ⅳ. 寫眞1 Cu 65%,鑄造, HNO3 本系状態圖の研究(10)も相當多く,大鐙に於て一致した様な結果になつてゐるが,河上博士とD. Hanson等態圖は多少相違してゐる.後者の状態圖に於ては βがMg 實驗を試み側に寄り,且つこれが α及び γ と共晶を作る.處が前者た.その主の状態圖では γはAIMgの要な目的包晶反應で生ずるものとしてゐる.F工aves等の研究に依ると γは高温でのみ安定な相であつて, 300° で燒戻各組成のもので, L+δ 〓 γ のしすると β と δに分解すると稱してゐる. F. Laves等相の匠別を知りたい方性を示すことを指摘してゐる.著者もMg 爲tある. 範圍の試料に就いて,偏光を用ひて槍鏡した結果,異方性第1圖は著を示す組成のものが認められる.寫眞4及者の實驗結果で,久恒就いては研究の餘地がある様に想はれる. び寫眞5はの一例を示すものである.從つてMg Cu 55%,爐中冷却, HNO3 寫眞3 ×130 Cu 40∼60% 40∼66%附 60%,爐 **. 第2報 H. Eng., (1924), (9) で發表の豫定. C. H. Carpenter, 1909-I, 275;田 (10) C. A. 204; 崎,金 D. Edwards, Proc1. Stockdale, 屬の研究, 久恒,京都帝大工學部紀要, J. Inst. 2 (1925), 8 (1934), 74. Inst. Metals, 490. D. Hanson, 201; Mech. 31 E. 205;河 W. K. M. H. 上,金 Dullenkopf, Moller, L. V. Dix, Z. Gayler, F. 屬の研究, Z. J. Inst. Keller, 10 Metallk., Metallk., 30 Z. ×130 Metals, Metallk., (1933), 28 (1938), 532; (1936), 232. 309; 24 21 W. そ近に中冷却, HNO3 (8) の状の記號に依れば,δ は偏光顯微鏡で観察すれば,著しい異寫眞2 ×130 状態圖分に就いて CuAl2の状態圖 Al-Mg系態圖の一部は δ,η及び Al-Cu系〓 ηの別がつき難くなるが,海鼠状の δと棒状の ηの存在が認本系状態圖に就いては,從來多くの研究(8)がうる.著第1圖包晶反應の進行 (1920), (1929), Koster, F. Laves, 540 研究著者の實驗に於ては細部に於ける異論は別個に取扱ふことゝして, D. Manson等の状態圖に依ることにした. L〓 α+T+β 第6巻の三元共晶變化に相當し,合金70-3で大となる. Al70%以最上の切斷面の熱分析結果も,この切断面の勢分析結果と同様であるから省略する.第3圖寫眞 4* Mg47.8%燒鈍寫眞5* Mg49.5%燒 ×150 Ⅴ. 分析結鈍 ×150 果第2圖 Al70%切斷面の熱分析第3圖 Al65%切断面の熱分析全試料に對する分析は行はなかつたが,二,三の切断面の試料に就いては分析を行ひ,豫定成分との比較をなしたが大體に於て良く一致する.第2表にAl30%切の分析結果を,その一例として示して置く. 第2表分析結果(Al30%切断面 ' 断面) のAl65%の CuA12及切断面より,初晶として αのみでなく, び β等が晶出して來る.即ちCu側初晶としてCuA12を示し最後にL〓 65-27よ Mg側の合金では晶出し,次に隅の晶出に拌ふ變化を α+CuA12+Sの反應で終了する.合金り初晶の晶出に基く變化が大となり.これよりに進むに從つてこの變化が旺盛になる傾向があるのは α の晶出と二次晶として晶出するSの變化が殆ど同時に行はれる.換言すれば,一次晶と二次晶との晶出 Ⅵ. 熱分範圍が非常に接近してゐる爲で,爐中冷却試料の檢鏡か析らも初晶の區別が園難であることからも,以上の説明が前述の様に液相線を求めると共に,凝固後の變化も測正しいと云へよう. L+S〓定した. Al75%以上の熱分析結果は省略し, Al70∼ 30%迄の結果に就いて考察しよう. Al70%の切斷面より認められ,合金65-8のの熱分析結果を第2圖から現はれて,合金65-8附に示す.この断面では,凡て初晶として α を晶出し,初晶の晶出温度もMg側て降下してゐる.合金70-27で521° に勾配を以の變化はCuAl2 なる.一方446° のL〓連續する.第4圖 α+Tの初晶の晶出する温度につら α+T+β のAl60%の變化は合金65-23 の變化は,合金65-15 近で最大となりMg側の βに切断面で,初晶として晶出する相は, CuAl2, S, T及び β の4相である.合金60- の晶出に依るもので, 495° の變化はSの晶出に基く.こ 36の初晶の晶出に基く變化は大きい.初晶として晶出の變化は合金70-25でするCuA12の最大で合金70-17か變化が認められる.この變化はL+S〓共晶反應に依るもので合金70-8でら463° の α+Tの三元包極大となるから,略々この組成附近に包共晶點が存在する. 447° の變化は * 腐蝕液は0.5%硫酸銅と5%硝酸の水溶液 . 面とSを初晶として晶出する液面との谷, の底に相當するからである.これより合金60-15まは,何れも一次晶にSをして,合金60-5に晶出するが、合金60-15を及ぶ範圍のものから,初めてTをで鏡と一次晶として晶出して來る.一次晶としてSを晶出する場合第11號ヂュラルミンの基礎的研究(第1報)主としてA1-Cu-Mg系の熱變化は比較的小さい. 460° の變化は合金60-15附でL+S+X〓L+α+Sに近で最大で, 445° 前後の變化は合金60-18よ S+Tの3相合金60-5のり認められ, 三元共晶點につらなる.第5圖状態圖 541 變化し,最後の463° で α+ に變化する.次に合金50-13よ變化が認められ,この變化はAl55%のにAl55% り435° の切斷面より認められることは前述の通りであるが, Al-Mg系の切斷面の結果を示す. 合金の 435° の共晶變化の延長に基づくものである.この切斷面では,三角形Tβ とが判る. Al45%の第4圖〓 Al60%切 Al55%切先づ一次晶として, CuAl2, る.一次晶としてXが +Tの 55-25にの Al50%切斷面の熱分析斷面の熱分析 S, X, T及び γが認められ晶出するのであるが, L+X〓S 第7圖三元包共晶反應を行ひ常温の組織には残らぬ.一次晶としてSを切斷面の熱分析の結果は第7圖斷面の熱分析第6圖第5圖 γの殆ど頂點を通る線で切斷したこ晶出する範圍は,合金55-40か及び,これよりMg側ら合金に進み合金55-10(熱の結果は省略する)に亘り一次晶としてXを分析晶出する. A145%切斷面の熱分析如くで,分一次晶として η,CuAl2, S, X, T及び γ等の6 相が晶出する.合金45-53でし, L+η 〓CuA12のは η を一次晶として晶出二元包晶反應で,η は完全にCuAl2 Sを一次晶として晶出する場合の變化は比較的小さいにになる筈であるが,顯微鏡組成から判る様に反應不完全も拘らず合金55-40,殊の ηが少量残つてゐる.何れにせよ572° の變化は大きに合金55-25の變化の大きいのく包晶點に近いことは明かである.一次晶としてのSのは,面の境に相當するからである. さらに合金55-5(熱で,一次晶としてTを分析の結果は省略する)に至るま晶出範圍が減少し,逆にXの晶出し,次にMg側益々擴大される.合金45-42かの γ を晶出す一次晶としての晶出範圍がら合金45-20に至る範る.常温に至るまでの相の變化は,前切斷面の熱分析の圍の合金の515° 附近の熱變化が非常に明瞭になる.こ結果と同様であるが, 435° の熱變化が認められる.このれはL+X〓S+Tの變化に就いてはA150%のことが想像される.即ちS及びTのときに譲る.却説, Al50%の切斷面の熱分析結果の説明の二つの化合物の生 6圖の如くで,一次晶として晶出する相は, CuA12, S, X, 成組成範圍に接近してゐることを意味するものである. 435° の β とγ との共晶變化に關係する變化は消失して T及び γ等であるが, Xの來るのは當然で,γ 固溶體の範圍に移動するためである. ば合金50-31の切斷面の熱分析の結果は第反應の最大點に近い切斷面である晶出範圍が擴大される.例へ結果で,先づ一次晶としてXを 522°でL+X〓L+S+Xの晶出し, 包共晶反應を行ひ, 490° 第8圖にA140%の切斷面の熱分析結果を示す. この切斷面では, S及びTの化合物の生成範圍を超え 542 研て,常温の組織にもXの存在が認められて來る.一として晶出するものは,η, X, T及 40-54の570° 究の變化は, L+X〓び γの4相 κ+CuA12の晶に基き新しい化合物 κ の生成を示す次晶で,合金三元包共第6巻包共晶反應に依るものである. Xの晶出範圍は益々擴大すると共に,液相線の温度も上昇し,不明の熱變化である -425°の反應も擴大して來る .ε を一次晶として正に晶出又從來の465° しようとする境であることも判る.第10圖は A130%の面で,一切斷次晶として, δ,X及び ε等が晶出する. 合金30-62の熱分析結果を見るに, 656° の變化は著しく大きく,これは δの初晶面とXの初第8圖 A140%切晶面の交る點に斷面の熱分析相當するからでのL+S+α 〓 α+S+Tの變化は, 475° のL+S+X〓 X+S+Tの變化に移動し,温度の差は僅かに10。内外ある. 575° の變化は κの生成にである.この變化は二つの3相の三角が合して異つた別れ方をする一例である.本切斷面で新しく現はれる425° 基き,檢鏡に依第10圖 A130%切斷面の熱分析の變化は相の變化を件はぬ熱變化で,今の處充分な説明は完全 κの單相である.合をなし得ない.第9圖變化は, Al-Mg系のAl35%の切斷面では,一次晶るととの合金で金30-35に合金のMg60%以現はれる435° の上の成分範圍に認められる共晶變化に連續するもので,この外A155%の切斷面より認められたXは, A125∼20%の切斷面より熔體より直ちに晶出する三元化合物で,このことに就いて後述する. Ⅶ. Al65%以顯徽鏡組織上の組織は何れも α,CuA12, S, T及び β等の各相よりなり,且つ實用合金範圍の組織は α,CuAl2 及びSの3相 65%以が共存する.本實驗では,更に進んでAl 下の組織に就いて論明を加へたい. (1) 65%切寫眞6は斷面の組織一次晶として, α とCuA12を同時に晶出した様に見え,切斷状態圖に於ては, CuA12がさきに晶出したものと取扱つて置いた. α もCuA12も.白色に見えるが多少青味を帯びた多角形の結晶がCuA12で,腐蝕前は微青色を呈してゐる.地は三元共晶組織でSは褐色である. 寫眞7は第9圃 Al35%切として晶出するものは δ,X及してTの斷面の熱分析び γの3相で,一次晶と晶出はこの切斷面より消失する.合金35-60 の熱分析結果で, Al40%切斷面の反應温度より幾分低いが, 565° の大きい變化は, L+X〓 κ+CuA12の一次晶として白色の α を晶出し,この組成の合金にはCuAl2は三元びSの存在しない.地は二次晶としての α及共晶組織で,一次晶として αは減少してゐるのは切斷状態圖と良く一致する.寫眞8はとして晶出し,中間色はSで白色の αを一次晶ある. Sが一次晶の如く見えるのは,熱分析の結果の考察の場合に述べた様に一次第11號ヂュラルミソの基礎的研究(第1報)主としてAI-Cu-Mg系状態圖 543 晶と二次晶との晶出範圍が非常に接近してゐるためであ完全に進行したためとも想はれるが, L+X〓S+Tのる.黒色部分はTで,三反應は比較的迅速に行はれる様にも考へてゐる.寫眞19 元共晶組織に共存し, Sよりもに於て黒色の一次晶はTで,地は βである.この組成範圍からTの特徴ある形状がやゝ明瞭に現はれ,寫眞20 でその形状な益々明瞭になる.即ち多角形の一次晶はT で,地はT+β+γ (0.5%硫の三元共晶組織である.同一腐蝕液酸銅+3%硝のMg46.2%の酸水溶液)に依るAl-Mg系組織は寫眞21のは γ・である.從つて寫眞20の合金如くで,白色は β1黒色組織中で,多角形を示さぬ中間色は β で,黒色の部分は γである. (4) 寫眞6合寫眞7合金65-30 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 爐中冷却腐蝕され易い特徴がある.寫眞9は金65-25 第二鹽化鐡 ×200 一次晶とし白色 α, 中間色の廣い部分は β,黒色部分はTである.β 中の微 60%の寫眞10は CuAl2で,地斷面の組織白色多角形の相は一次晶として晶出したの細い組織は α+CuAl2+Sの三元共晶組織である.寫眞23の一次晶の黒色はSで,地は二次晶の α+Sである.寫眞24の多角形の黒色の相はTで, このTの細な粒状組成は二次の αである. (2) 50%切寫眞22の形状は典型的なものである.明かに α とTの 2相であるが,黒色部分の中心部に不明瞭ながら,包晶反切斷面の組織一次晶として褐色のCuAl2を晶出し,二次晶として白色の αが認められ,黒色に着色したSは三元共晶組織中に存在する.硝酸水溶液で腐蝕した爲に, CuAl2は褐色に着色されてゐる.寫眞11は黒色Sを一次晶として晶出し,二次晶としての白色 αは幾分大きく現はれるが,Sが一次晶として晶出したものと考へれられ應の未反應の部分が残されてゐる様に見える.これを寫眞20の一次晶として晶出したTと認められうに過ぎない. (5) 45%1切寫眞25は斷面の組織一次晶として白色の ηを晶出し,地はCuAl2 る.地は三次晶として晶出した α とSである.寫眞12で一次晶として中間色のSが晶出し,二次晶は白色の αでで,殆んどCuA12の地は α+S+Tのられる.地は αで殆どSの三元共晶組織である.寫眞13で α と多角形或は針状の黒色のTが白色のみの組織に近い.寫眞26に次晶は黒色のSで,こ包晶反應で生じた點が認め組成に近いことが判る.寫 S, T及び αの4相が共存する.漢字状の白に僅かに認められる薄黒色の部分は,一次晶として晶出 Xを包んで黒色多角形のしたSの残つたもので,包晶反應の充分進行し得なかつ Tが認められる.さたものと解決される.寫眞14はし,地の白色は αで,この組織から凝固過程中の變化が良多角形の黒色Tを一次の三元共晶組織で,この切斷面よりTを一次晶として晶出して來る.寫眞15は一次晶として白色の β を晶出し,二次晶として白色 α と眞27はX, のSも於て一色の相は一次晶としてのXで, 晶として晶出し,地は α+T+β 認められる.白色 α中比較するに,殆ど區別がつけ難く,腐蝕液の相違に基く着色の程度の差異がらにTを圍続して黒色のSが存在く了解出來る. (6) 40%切寫眞28の斷面の組織白色針状の一次晶は η,黒色の地に2相が共黒色Tが認められる.二次晶として品出した αは少く. 存し,薄墨色はCuA12,黒 α+T+β 何れの相よりも腐蝕され易く,大日方博士等(7)の不明のとT+β の溶解度曲線に近い組成の合金である. (3) 相に相當する.寫 55%のの2相切斷面の組織眞29は 30の一次晶として晶出して,地は α とSの2相であるが,二次晶としての αが寫眞11の場合に較べて微細化してゐる. あるが, κ はCuA12よこの原因は液相面と二次晶の晶出面との間の間隔に依 CuA12の2相るものと考へられる.寫眞18は眞31は中間色S及び黒色Tの3相の合金から一次晶としてXをが共存する.この組成附近晶出するのであるが, Xは認められぬ,勿論燒鈍試料であるために,包共晶反應がより燒入れした組織は寫眞如くで,甚だ識別が容易になる.こ分は κ,白い部分はCuAl2でものである.燒の κは腐蝕され易い κ とCuA12とであるが,これを530° 寫眞16の樹枝状のGW色は一次晶としてのSで,地は二次晶の α,CuAl2及びSである.寫眞17に於てもSが燒鈍した組織で白色 α, い部分は κ である.こある.硝の組織で黒い部酸水溶液の腐蝕でりも腐蝕され易く黒色に着色する入れ組織からも,この組成の合金は,κ とよりなることが論明出來るわけである.寫完全に燒鈍した試料の組織で,白色はCuA12,薄墨色はS,黒色は κ である.硫酸水溶液でも,何れの相よりも腐蝕され易い例であると共に,κ の量が少なく,κ の生成範圍より遠ざかることを表はしてゐる.寫眞32 544 研寫眞8 合金65-20 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 寫眞12 合金60-20 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 寫眞16 合金55-39 鑄造硝酸 ×130 寫眞20 合金55-5 爐中冷却硫酸銅+硝酸 ×130 究寫眞9 合金65-4 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 寫眞13 合金60-15 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 寫眞17 爐中冷却合金55-34 硝酸 ×130 寫眞21 A1-Mg合燒鈍硫酸銅+硝酸金 ×130 寫眞10 爐中冷却合金60-36 硝酸 ×130 寫眞14 合金60-10 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 寫眞18 合金55-23 燒鈍第二鹽化鐵 ×130 寫眞22 合金50-48 爐中冷却第二鹽化鐵 ×130 第6巻寫眞11 爐中冷却合金60-30 硝酸 ×130 寫眞15 合金60-5 爐中冷却第二鹽化鐵 ×200 寫眞19 合金55-10 鑄造第二鹽化鐡 ×130 寫眞23 爐中冷却合金50-39 硝酸 ×130 第11號ヂュラルミンの基礎的研究(第1報)主としてAl-Cu一Mg系寫眞24 合金50-20 爐中冷却第二鹽化鐵 ×100 寫眞25 合金45-53 鑄造硝酸 ×130 寫眞26 合金45-43 爐中冷却硝酸 ×130 寫眞28 合金40-58 鑄造硝酸 ×130 寫眞29 合金40-55 鑄造硝酸 ×130 寫眞32 合金40-45 鑄造硝酸 ×130 寫眞36 合金35-49 燒鈍第二鹽化鐵 ×100 寫眞33 爐中冷却合金40-35 弗酸 ×200 寫眞37 合金35-39 燒鈍第二鹽化鐵 ×100 530° 寫眞30 合金40-55 より燒入れ硝酸状態圖 ×130 寫眞34 合金35-53 燒鈍苛性ソーダ,第二鹽化鐡 ×200 寫眞38 合金30-36 爐中冷却第二鹽化鐵 ×100 545 寫眞27 合金45-30 鑄造硝酸 ×130 寫眞31 合金40-48 燒鈍硫酸 ×130 寫眞35 合金35-50 燒鈍苛性ソーダ,第ご鹽化鐵 ×200 寫眞39 合金30-65 鑄造硝酸 ×130 546 研究第6巻と白色のXが寫眞42の存在してゐる. 着色した相はSで, 白色のXとの殆ど2相であつて,この組織からもS化合物とX化合物とを結ぶ線上にあることが推定される. 以上各切斷面の組織に就いて論明したが,著者の研究範寫眞40 合金30-60 鑄造硝酸 ×130 で白色漢字状の相はXで,一寫眞41 合金30-55 燒鈍硝酸 ×130 次晶として晶出し,地はS でX+Sの2相である.寫眞33は爐中冷却したもので, 一次晶としてXを晶出し,地はX+S+Tの三元共晶組腐蝕されない.然 α, CuA12, η,d, S, T, X, κ,β, γ及び ε等である.これ等各相の特徴を総括すると第3 表の如くである. 第3表織である.腐蝕液は弗酸水溶液であるが, Xは圍で認められる固體の相は,. 寫眞42 合金30-50 燒鈍第二鹽化鐵 ×130 各相の特徴しながらSと Tとの區別が明瞭を缺く様である. (7) 35%切寫眞34は斷面の組織燒鈍試料の組織で,先づ苛性ソーダの水溶液で腐蝕すると κのみが腐蝕され,次に第二鹽化鐵の鹽酸水溶液で二重の腐蝕を行ふと先に腐蝕された κ は益々濃く着色される. Sは例の如く薄墨色に着色されて3相の存在が認められて來る.白色はX,薄墨色の針状組織は S,黒色の部分は κである.寫眞35も前同様に二重の腐蝕を行つたもので,少量の黒色部分は κ,薄墨色はS,残色の地はXで,明く瞭に3相りの白の區別がつこの組織から判る様にX+Sの2相の溶解度曲線に近く,丁度X+Sの2相の組織は寫眞36ではSで,白ある.針状の薄墨色色の地はXで,三於て, S化合物とX化 Ⅷ. 元状態圖の常温の組織に合物とを結ぶ線上の組成に相當し, 晶出物の量的關係に於ても良く一致する様である.寫眞切斷状態圖切斷状態圖を第12∼33圖に示す第11圖は切斷個所を示すものである. 37に認められる黒色の相は κでなく,その形状は多角形でTとある.寫眞38のの2相 (8) Ⅸ. 考へてゐる.薄墨色はS,地の白色部分はXで一次晶はX,黒色の部分はTで, 常温に於ける組織圖主として爐中冷却したものゝ組織を檢して第34圖 X+T の組織を示すものである. 示す様な組織圖を得た. Al50%以 30%切西村博士(6)の結果と略々同様である.常寫眞39に斷面の組織 α, CuA12,η, 於て白色は一次晶として晶出した δ とL+ δ〓 η の反應で生じた η とからなるのであるが, Al-Cu 顯微鏡的特徴は前述の通りである. Al-Cu系る範圍に於ては, α とCuA12及としないいが,晶出の形状から大體の區別は可能である, 狭い範圍で, α+CuAl2及地の黒色の部分は κである.寫眞40は CuAl2及に近い組織で,白色の部分は ηである.寫眞41の結晶粒界の比較的明瞭な黒色の相は κで,地は着色したS 温で安定な相は, S, K, T, X, β,γ 及び ε等で,これ等各粗の系合金の組織の處で述べた様に δと η との區別は判然殆ど κ化合物びSを共存する.こ (6) 前出に上の範圍に於ては, びCuA12とびCuAl2+η 合金に接す η とを結ぶの相が存在し,α, 結ぶ三角形内は α+CuA12+Sの3相れよりMgにが富む側に α, S, T, β 及び γ等第11號ヂュラルミンの薬礎的研究(第1報)主第11圖切斷個所を示す圖第14圖第16圖 A180% A170% 第12圖としてAl-Cu-Mg系状態圖 547 第13圖 A195% 第15圖第17圖 A175% Al65% A190% 548 研究第6巻第18圖 A160% 第19圖 Al55% 第20圖 Al50% 第21圖 Al45% 第22圖 Al40% 第24圖 Al30% 第23圖第25圖 Al35% 切斷面(1) 第ll號ヂュラルミンの基礎的研究(第1報)主としてAl-Cu-Mg系第26圖切斷面(2) 第27圖切斷面(3) 第29圖切斷面(5) 第30圖切斷面(6) 第32圖切斷 549 第28圖切第31圖第33圖面(8) 状態圖切斷切は3相 +T, α+T, α+T+β, 金に接近した範圍に及ぶと,Al-Cu系 β+γ+T及び γ+T等である.以上の各相中ヂュラルミンの組成範圍で認められる相は, α,CuA12及びSの3相これ等の化合物がS双びT化面(7) 合合金側と同様に α+β, β, β+γ, γ 及び γ+ε の各相が認められる. Ⅹ. 液相面の形状と初晶等温線存在し, 合物と組合されて, 2相或斷の複雜な共存範圍を示すことが判る. Al-Mg系に限られる. S化合物の晶出範圍を超えると,二つの化合物 κ及びXが面(4) 面(9) を三角形の頂貼とする各種三角形内の組織はα+S, α+S β+T, 斷第35圖は液相面の形状と初晶等温線を示す.初晶と 550 研して晶出するものは α,CuA12, 究 η,δ,X, S, T, β, γ 及び, εの各相で, α〓を初晶として晶出する液面はCJklgをぶ谷で終了し,温度の勾配もA1側結よりこの谷に向つて降第6巻包共晶反應をなし,さらに點nでめである.Sの三元共晶反應をなすも初晶面はpJkqで,點kに於て三元包共晶反應をなして1點に向つて降下し,kgnlの範圍はTを例晶とする液面で,點1に於てAl-Mg 相系側の共晶點とつらなり三元共晶反應を以て終了する. lghm及何れもAl-Mg系びmnihは側の β及び γの初晶面である. ⅩⅠ. 化合物の種類と結晶構造著者の實驗範圍に於て認められる化合物は, S, T, κ及びXの4種で,その中 S化合物の結晶構造は大日方博士(7)の研究に依り,組成としてはAl5Cu2Mg2 で,この相の格子常数のα=5.71±0.04 A, c/a=1.39の正方晶に屬し,その單位胞中には18個第34圖常温に於ける等温斷面の原子,即ちA15 Cu2Mg2の2分子が含まれる結果を得てゐる.著者も同様な結果を得たので S化合物の結晶構造は大日方博士(7)の結果に從ふ.次た.尚T化に κ,X及びTの結晶構造を調べて見合物は目下検討中で第2報に於て發表の豫定である.試料は鋳造後槍鏡に依り化合物の組成に近いもの數種を選び,これを350° 附近で約1ケ中冷却後粉末にして後方反射法でX線使用X線はFeのKa特月焼鈍櫨分析を行つた.1 性線で, Kβ 線はMnを用ひて濾過した. K化合物:こ残りA1での分析結果はCu60.46%, 殆ど單一相に近く,寫眞43は寫眞43 粉末寫眞である.計密度を5'10と下し,且つA1-Cu系液相面の形状と初晶等温線側よりAl-Mg系側に降下する.CJklg 28'24で, A12Cu3Mg2の分子數は4分側に進み,前者 0.020A, c/a=1.10な範圍ではCuAl2 Cu3Mg2である. で三元共晶反應を行ふ. cdpJのを初晶として晶出し, δを初晶とする液面はeoprので,初晶としての η はdoeで算の結果は第4表範圍晶出し,點oで三元包共晶 X化合物:こ子である.從の如くで,結晶のに求めた格子常数から, の範圍で初晶として晶出する化合物である.寫眞44及び45は,こ於て再び三元つて κ 化合物はa=7.05± の化合物は著者の状態圖に於てはrpqni 判る様に固溶範圍がある. 三元包共晶反應を行ひ,一方なり共,礎體内る正方晶系に屬し,その組成はA12 の廣い領域に及び,點pで向ひ,他方は點qに進む.點qに物平均原子量41.9と反應をなして點pに至る. Xを初晶とする液面は, rpgni は點Jに合これのこの結晶の單位胞中に含まれる原子数を計算するとを分岐鮎としてA1-Cu系はJ點 κ 化推定して,第4表の谷のJに近接した虚に温度の高い塵があつて,この點側とA1-Mg系 9.57%, 多少固溶範圍のあることが認められる.この組織は寫眞40で第35圖 Mg (7) 前の化合物の組織で軍相よりなる.組成より出第11號ヂュラルミンの基礎的研究(第1報)主計算の結果は第5表としてAl-Cu-Mg系状態圖 551 第5表の如くで,この結晶の密度を4.39 と推定して,第5表に求めた格子常數から,この結晶の單位胞中に含まれる原子數を計算すると30.67で, Al4Cu5 第4表寫眞46 ⅩⅠⅠ. 總 X化合状合態物圖以上の實驗結果より得た結果を総合して第36圖に示す様な状態圖を得た.定性的な部分もあると想ふが,現在使用されてゐる本系合金の状態圖としては相當の精度を持つてゐると信ずる.本系状態圖に於て認められる不變點及び一變系の曲線を総括すれば第6, 7表の如くである. 第6表寫眞44 Cu53.78%, Mg23.94%, 爐中冷却 A1残硝酸寫眞45 り ×130 Cu55.69%, Mg27.06%, 爐中冷却 Al残硝酸り ×130 Mgeの平均原子量39.4とである.從つてX化なり,礎體内分子數は2分子合物はa=8.22±0.011A, c/a= 0.80なる正方晶系に屬し,その組成はAl4Cu5Mg6でる.このものゝ粉末寫眞は寫眞46であある. κ化合物と X化合物の顯微鏡的識別は,顯微鏡組織の處で述べた様に,前は非常に腐蝕され易い特徴があり,比較的區別が容易であるが,後者は仲々腐蝕され難い. 不變點 552 研第36圖第7表究總合状態第6巻圖一變系の曲線 ⅩIII. 總括以上の實驗結果を總括すると次の様である. (1) 主として熱分析及び顯微鏡試驗に依て, Al30% 以上の斷面に亘る詳細な實驗を行ひ,種々の切斷状態圖より總合状態圖を構成し,本系状態圖に生ずる種々の反應を明らかにした. 第11號 (2) Al-Sb-Sn三元系状態圖に就いて著者の實驗範圍で存在する化合物は四つで,從來の研究に依るS及び丁化合物の外に,κ 及びXの明らかにした. κ 及びX化及びAl4Cu5Mg6に存在を合物の組域は略々A12Cu3Mg2 相當する. (3) 本系には第6表に示した如き不變點の反應が 553 ある. 終りに種々有益な御教示と激勵を賜はつた大日方博士及び故山口博士に深謝すると共に,實驗中熱心に援助された山田勇君に深謝する.併てX線分析に努力された中西雄三君に感謝する次第である. (研6第28號)