WO2021112155A1 - 鋳造用アルミニウム合金およびこれを用いて鋳造されたアルミニウム鋳物 - Google Patents

鋳造用アルミニウム合金およびこれを用いて鋳造されたアルミニウム鋳物 Download PDF

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洸希 武谷
朋弘 池田
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ヒノデホールディングス株式会社
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    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy for casting and an aluminum casting cast using the same.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2015/152133 describes 12.0 to 14.0% Si, 1.5 to 4.0% Mg, 0.10% or less Mn, and the balance on a mass basis.
  • an Al—Si—Mg-based aluminum alloy for casting which is composed of Al and unavoidable impurities and has excellent specific rigidity, strength and ductility, and a casting member made of the same.
  • One aspect of the present invention is an aluminum alloy for casting, which contains 1.0 to 10.0% by mass of Ni and 8.01 to 18.0% by mass of Cu, and the balance is Al and unavoidable impurities.
  • this aluminum alloy for casting by setting the Ni content to 1.0 to 10.0% by mass, a Ni-based metal which is a long piece of intermetallic compound phase caused by Ni in the aluminum alloy The intermetallic phase can be dispersed and crystallized. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be improved. Further, by setting the Cu content to 8.01 to 18.0% by mass, a Cu-based intermetallic compound phase, which is an intermetallic compound phase caused by Cu, is networked around the Ni-based intermetallic compound phase. Can be crystallized into. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be further improved by coexisting the Ni-based intermetallic compound phase and the Cu-based intermetallic compound phase having different crystallization regions. Further, the tensile strength of the aluminum alloy can be improved by forming a network of the Cu-based intermetallic compound phase around the Ni-based intermetallic compound phase.
  • the Ni content is preferably 3.0 to 10.0% by mass.
  • the Ni-based intermetallic compound phase can be more dispersed and crystallized in the aluminum alloy. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be further improved.
  • the Cu content [Cu] and the Ni content [Ni] satisfy the following condition (1). 10.0 ⁇ [Cu] +0.87 [Ni] ⁇ 23.5 ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • the aluminum alloy for casting preferably further contains 5.0 to 20.0% by mass of Si.
  • Si silicon
  • the Si phase can be dispersed and crystallized in the aluminum alloy. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be improved.
  • Ni content 1.0 to 10.0% by mass
  • a Ni-based intermetallic compound phase can be crystallized around the Si phase.
  • Cu content 8.01 to 18.0% by mass
  • the Cu-based intermetallic compound phase can be crystallized in a network around the Si phase and the Ni-based intermetallic compound phase. .. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be further improved by coexisting the Si phase, the Ni-based intermetallic compound phase, and the Cu-based intermetallic compound phase having different crystallization regions.
  • the Si content is preferably 5.0 to 14.5% by mass.
  • the upper limit of the Si content is preferably 5.0 to 14.5% by mass.
  • the Si content [Si], the Cu content [Cu] and the Ni content [Ni] satisfy the following condition (2). 30.0 ⁇ [Si] +0.94 [Cu] +2.02 [Ni] ⁇ 42.5 ... (2)
  • the aluminum alloy for casting preferably further contains 0.0001 to 0.1% by mass of P.
  • P 0.0001 to 0.1% by mass
  • AlP aluminum phosphide
  • the aluminum alloy for casting preferably further contains 0.01 to 3.0% by mass of Mg.
  • Mg Mg-based intermetallic compound phase
  • the tensile strength of the aluminum alloy can be further improved.
  • the Cu content is preferably 9.0 to 15.5% by mass.
  • Another aspect of the present invention is an aluminum casting cast using the above-mentioned aluminum alloy for casting. It is possible to provide an aluminum casting having high rigidity and excellent tensile strength.
  • FIG. 1 The figure which shows the composition of the example and the comparative example of the aluminum alloy for casting which concerns on embodiment, the value of condition (1), the value of condition (2), Young's modulus and tensile strength.
  • FIG. 1 The figure which shows the observation result about the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting which concerns on Example 1.
  • FIG. The figure which shows the observation result about the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting which concerns on Example 2.
  • FIG. The figure which shows the observation result about the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting which concerns on Example 3.
  • FIG. The figure which shows the observation result about the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting which concerns on Example 8.
  • FIG. The figure which shows the observation result about the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting which concerns on Example 10.
  • the aluminum alloy for casting of the first embodiment contains 1.0 to 10.0% by mass of Ni and 8.01 to 18.0% by mass of Cu, and the balance is Al and unavoidable impurities.
  • casting includes casting by various casting methods such as a sand casting method, a mold casting method, and a die casting method.
  • aluminum alloy means an alloy containing an aluminum phase as a main phase. Therefore, “aluminum alloy for casting” means an aluminum alloy cast by various casting methods such as a sand casting method, a mold casting method, and a die casting method.
  • Mass% of an element means the percentage of the mass of the element to the mass of the aluminum alloy for casting. For example, the notation of "elements of A to B mass%” means that the mass% of the element is A% or more and B% or less. “Remaining” means a component other than the listed elements among the components constituting the aluminum alloy for casting.
  • the aluminum alloy for casting of the first embodiment contains 1.0 to 10.0% by mass of Ni.
  • the Ni-based intermetallic compound phase which is a long piece of intermetallic compound phase caused by Ni, is dispersed and crystallized in the aluminum alloy as, for example, primary crystals. Since the lower limit of the Ni content is 1.0% by mass, the amount of the Ni-based intermetallic compound phase formed can be increased. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be improved. Further, since the upper limit of the Ni content is 10.0% by mass, it is possible to suppress the coarsening of the Ni-based intermetallic compound phase in the solidification process of the aluminum alloy.
  • the aluminum alloy for casting of the first embodiment contains 8.01 to 18.0% by mass of Cu.
  • the Cu-based intermetallic compound phase which is an intermetallic compound phase caused by Cu, forms a network around the Ni-based intermetallic compound phase, for example, as a co-crystal with Al. Crystallize. Since the lower limit of the Cu content is 8.01% by mass, the amount of the Cu-based intermetallic compound phase produced can be increased. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be improved. Further, since the upper limit of the Cu content is 18.0% by mass, it is possible to suppress an excessive increase in the Cu-based intermetallic compound phase as the hard phase. Therefore, embrittlement of the aluminum alloy can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the tensile strength of the aluminum alloy. The same applies to the following embodiments.
  • the balance in the cast aluminum alloy of the first embodiment is Al and unavoidable impurities.
  • unavoidable impurities contained in the balance include Zn (zinc), Fe (iron), Mn (manganese), Cr (chromium), Sn (tin), Pb (lead), V (vanadium), and Ti (titanium). Elements such as.
  • the total content of unavoidable impurities is preferably 7.5% by mass or less, 5.0% by mass or less in total, 4.0% by mass or less in total, or 3.0% by mass or less in total. Is even more preferable. The same applies to the following embodiments.
  • the Ni-based intermetallic compound phase is dispersed and crystallized in the aluminum alloy by setting the Ni content to 1.0 to 10.0% by mass. Can be done. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be improved. Further, by setting the Cu content to 8.01 to 18.0% by mass, the Cu-based intermetallic compound phase can be crystallized in a network around the Ni-based intermetallic compound phase. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be further improved by coexisting the Ni-based intermetallic compound phase and the Cu-based intermetallic compound phase having different crystallization regions. Further, the tensile strength of the aluminum alloy can be improved by forming a network of the Cu-based intermetallic compound phase around the Ni-based intermetallic compound phase.
  • the lower limit of the Ni content is preferably 1.5% by mass, 2.0% by mass, 2.1% by mass, 3.0% by mass, and 3.5%. It is more preferably mass% or 4.0 mass%.
  • the upper limit of the Ni content is preferably 8.0% by mass, more preferably 7.0% by mass, 6.5% by mass, or 6.1% by mass.
  • the lower limit of the Ni content is set to 3.0% by mass, the Ni-based intermetallic compound phase can be more dispersed and crystallized in the aluminum alloy. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be further improved. The same applies to the following embodiments.
  • the lower limit of the Cu content is preferably 8.2% by mass, 9.0% by mass, 9.5% by mass, 10.0% by mass, and 10.1. It is more preferably mass%, 10.5 mass%, 11.0 mass%, 11.5 mass% or 11.9 mass%.
  • the upper limit of the Cu content is preferably 17.5% by mass, 17.0% by mass, 16.5% by mass, 16.0% by mass, 15.5% by mass, and 15.0% by mass. Alternatively, it is more preferably 14.7% by mass.
  • the Cu content [Cu] and the Ni content [Ni] are blended so as to satisfy the following condition (1). 10.0 ⁇ [Cu] +0.87 [Ni] ⁇ 23.5 ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • the condition (1) it is easy to improve both the rigidity and the tensile strength of the aluminum alloy by satisfying the condition (1).
  • the lower limit of the condition (1) is preferably 11.0, more preferably 12.0 or 13.0.
  • the upper limit of the condition (1) is preferably 23.0, more preferably 22.5. The same applies to the following embodiments.
  • the aluminum alloy for casting of the second embodiment contains 5.0 to 20.0% by mass of Si, 1.0 to 10.0% by mass of Ni, and 8.01 to 18.0% by mass of Cu.
  • the balance is Al and unavoidable impurities.
  • the aluminum alloy for casting of the second embodiment contains 5.0 to 20.0% by mass of Si.
  • the Si phase is dispersed and crystallized as, for example, primary crystal Si and eutectic Si with Al. Since the lower limit of the Si content is 5.0% by mass, the amount of crystallization of the Si phase can be increased. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be improved. Further, since the upper limit of the Si content is 20.0% by mass, coarsening of the Si phase in the solidification process of the aluminum alloy can be suppressed. Therefore, embrittlement of the aluminum alloy can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the tensile strength of the aluminum alloy.
  • the upper limit of the Si content is 20.0% by mass, it is possible to suppress an increase in buoyancy acting on the Si phase due to the coarsening of the Si phase. Therefore, the floating and / or separation of the Si phase in the aluminum alloy can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress variations in the structure and tensile strength of the aluminum alloy. The same applies to the following embodiments.
  • the rigidity of the aluminum alloy can be improved.
  • the Ni content to 1.0 to 10.0% by mass
  • a Ni-based intermetallic compound phase can be crystallized around the Si phase.
  • the Cu content to 8.01 to 18.0% by mass
  • the Cu-based intermetallic compound phase can be crystallized in a network around the Si phase and the Ni-based intermetallic compound phase. .. Therefore, the rigidity of the aluminum alloy can be further improved by coexisting the Si phase, the Ni-based intermetallic compound phase, and the Cu-based intermetallic compound phase having different crystallization regions.
  • the lower limit of the Si content is preferably 5.5% by mass, 5.6% by mass, 6.0% by mass, 6.5% by mass, and 7.0. It is more preferably mass%, 7.5% by mass, 8.0% by mass or 8.5% by mass.
  • the upper limit of the Si content is preferably 18.0% by mass, 17.0% by mass, 16.5% by mass, 16.4% by mass, 16.0% by mass, and 15.5% by mass. It is more preferably 1,5.0% by mass, 14.5% by mass, 14.0% by mass, 13.8% by mass or 13.5% by mass.
  • the Si content [Si], the Cu content [Cu], and the Ni content [Ni] are blended so as to satisfy the following condition (2). 30.0 ⁇ [Si] +0.94 [Cu] +2.02 [Ni] ⁇ 42.5 ... (2)
  • the condition (2) it is easy to improve both the rigidity and the tensile strength of the aluminum alloy by satisfying the condition (2).
  • the lower limit of the condition (2) is preferably 30.5, more preferably 31.0 or 31.5.
  • the upper limit of the condition (2) is preferably 42.0, more preferably 41.5. The same applies to the following embodiments.
  • the aluminum alloy for casting of the third embodiment includes 5.0 to 20.0% by mass of Si, 1.0 to 10.0% by mass of Ni, and 8.01 to 18.0% by mass of Cu, 0. It contains 0001 to 0.1% by mass of P, and the balance is Al and unavoidable impurities.
  • the aluminum alloy for casting of the third embodiment contains 0.0001 to 0.1% by mass of P. Since the lower limit of the P content is 0.0001% by mass, the action of refining the primary crystal Si can be improved. Therefore, the primary crystal Si can be uniformly dispersed and crystallized in the aluminum alloy. Further, since the upper limit of the P content is 0.1% by mass, it is possible to suppress a decrease in the fluidity of the aluminum alloy. Therefore, the castability of the aluminum alloy can be improved. The same applies to the following embodiments.
  • AlP aluminum phosphide
  • primary crystal Si can be made finer. Therefore, it is easy to uniformly disperse the primary crystal Si in the aluminum alloy and crystallize it. Therefore, it is easy to suppress variations in rigidity and tensile strength in the aluminum alloy.
  • the lower limit of the P content is preferably 0.0003% by mass, more preferably 0.0006% by mass.
  • the upper limit of the P content is preferably 0.05% by mass, more preferably 0.04% by mass or 0.03% by mass.
  • the aluminum alloy for casting of the fourth embodiment contains 1.0 to 10.0% by mass of Ni, 8.01 to 18.0% by mass of Cu, and 0.01 to 3.0% by mass of Mg.
  • the balance is Al and unavoidable impurities.
  • the aluminum alloy for casting of the fourth embodiment contains 0.01 to 3.0% by mass of Mg. Since the lower limit of the Mg content is 0.01% by mass, it is possible to improve the action of precipitating the Mg-based intermetallic compound phase, which is the intermetallic compound phase caused by Mg, by the aging treatment of the aluminum alloy. Therefore, the precipitation strengthening of the aluminum alloy can be achieved. Further, since the upper limit of the Mg content is 3.0% by mass, it is possible to suppress an excessive increase in the Mg-based intermetallic compound phase. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the elongation of the aluminum alloy.
  • the Mg-based intermetallic compound phase which is an intermetallic compound phase caused by Mg by aging treatment, is used. Can be precipitated. Therefore, the tensile strength of the aluminum alloy can be further improved.
  • the lower limit of the Mg content is preferably 0.05% by mass, preferably 0.1% by mass, 0.2% by mass or 0.3% by mass. More preferred.
  • the upper limit of the Mg content is preferably 2.0% by mass, more preferably 1.0% by mass, 0.8% by mass or 0.6% by mass.
  • the aluminum alloy for casting of the present embodiment preferably further contains 5.0 to 20.0% by mass of Si. Further, the aluminum alloy for casting of the present embodiment preferably further contains 0.0001 to 0.1% by mass of P.
  • this aluminum casting is suitable for a wide variety of applications that require high rigidity and high tensile strength. Examples of applications for this aluminum casting include component parts of machine tools, robots, automobiles, and the like.
  • FIG. 1 shows the composition (mass%), the value of the condition (1), the value of the condition (2), the Young's modulus (GPa), and the tensile strength of the examples and comparative examples of the aluminum alloy for casting according to the above embodiments.
  • MPa The tensile strength
  • the tensile strength (MPa) is a value measured according to "JIS Z 2241 (metal material tensile test method)" for the test pieces of the aluminum alloy for casting according to Examples and Comparative Examples.
  • As the test piece a No. 14A test piece having a diameter of 6 mm and a parallel portion length of 36 mm, which was cast by a mold casting method, was used.
  • Young's modulus is a value obtained from the inclination within the elastic range of the relationship between stress and strain in the tensile test.
  • the strain was taken as the average value of the measured values of the two uniaxial strain gauges attached to the surface of the parallel portion of the test piece facing each other.
  • the tensile strength is improved by about 63% at the maximum (about 6% at the minimum) as compared with Comparative Example 1.
  • the rigidity and tensile strength of the aluminum alloy for casting can be improved by setting the lower limit of the Cu content to 8.01% by mass.
  • the tensile strength is improved by about 120% at the maximum (about 43% at the minimum) as compared with Comparative Example 2.
  • the upper limit of the Cu content is set to 18.0% by mass, it is possible to suppress variations in the rigidity of the aluminum alloy for casting, stably develop the rigidity, and significantly improve the tensile strength. I was able to confirm that I could do it.
  • Example 1 (Comparison between Examples 2 to 9 and Example 1) As shown in FIG. 1, the Cu content of Examples 2 to 9 is 9.0% by mass or more, whereas the Cu content of Example 1 is less than 9.0% by mass.
  • the Young's modulus of Examples 2 to 9 is 95 to 108 GPa, whereas the Young's modulus of Example 1 is 99 GPa. Therefore, in Examples 2 to 9, the fluctuation range of the rigidity is within the range of 4 to 9% as compared with Example 1.
  • the tensile strength of Examples 2 to 9 is 181 to 261 MPa, whereas the tensile strength of Example 1 is 172 MPa.
  • the tensile strength is improved by a maximum of about 52% (at a minimum of about 5%) as compared with Example 1.
  • the lower limit of the Cu content is 9.0% by mass in this way, it is possible to suppress variations in the rigidity of the aluminum alloy for casting, stably develop the rigidity, and improve the tensile strength. I was able to confirm.
  • Example 10 Comparative between Examples 2 to 9 and Example 10. As shown in FIG. 1, the Cu content of Examples 2 to 9 is 15.5% by mass or less, whereas the Cu content of Example 10 exceeds 15.5% by mass.
  • the Young's modulus of Examples 2 to 9 is 95 to 108 GPa, whereas the Young's modulus of Example 10 is 104 GPa. Therefore, in Examples 2 to 9, the fluctuation range of the rigidity is within the range of 4 to 9% as compared with Example 10.
  • the tensile strength of Examples 2 to 9 is 181 to 261 MPa, whereas the tensile strength of Example 10 is 170 MPa.
  • the tensile strength is improved by about 54% at the maximum (about 6% at the minimum) as compared with the 10th Example.
  • the upper limit of the Cu content is set to 15.5% by mass in this way, it is possible to suppress variations in the rigidity of the aluminum alloy for casting, stably develop the rigidity, and improve the tensile strength. I was able to confirm.
  • FIG. 8 shows the observation results of the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting.
  • 2 Comparative Example 1
  • FIG. 3 is Example 1
  • FIG. 4 is Example 2
  • FIG. 5 is Example 3
  • FIG. 6 is Example 8
  • FIG. 7 is Example 10
  • FIG. 8 is a microscope of Comparative Example 2. It is a figure which shows the result observed by the scanning electron microscope (SEM) about the tissue.
  • the Cu content is 4.7% by mass.
  • thin needle-shaped Cu-based intermetallic compound phase 30 is sparsely crystallized around the Si phase 10 and the Ni-based intermetallic compound phase 20 crystallized in the aluminum alloy. ing.
  • the intermetallic compound phases 30 are discontinuously distributed in a state of being interrupted from each other. As a result, as shown in FIG. 1, in Comparative Example 1, it is difficult to improve the tensile strength of the aluminum alloy for casting.
  • Example 1 has a Cu content of 8.2% by mass
  • Example 2 has a Cu content of 10.1% by mass
  • Example 3 has a Cu content of 10.1% by mass.
  • the content is 11.9% by mass
  • in Example 8 the content of Cu is 15.0% by mass
  • in Example 10 the content of Cu is 17.0% by mass.
  • FIGS. 3 to 7 in Examples 1, 2, 3, 8 and 10, the Cu-based intermetallic compound phase 30 is crystallized almost evenly over almost the entire area in the aluminum alloy. Further, in Examples 1, 2, 3, 8 and 10, adjacent Cu-based intermetallic compound phases 30 are continuously distributed in a state of being connected to each other, and some Cu-based intermetallic compound phases 30 are continuously distributed. A mesh-like network is formed between them.
  • the tensile strength of the casting aluminum alloy can be improved.
  • the Cu-based intermetallic compound phase 30 itself constituting the network is grown thick, and the network is substantially formed in the aluminum alloy. It is expanding to be distributed over the entire area.
  • the tensile strength of the casting aluminum alloy can be further improved.
  • the Cu content is 18.5% by mass.
  • the Cu-based intermetallic compound phase 30 itself constituting the network is coarsened into granules (lumps), and the network is divided and / or broken.
  • the Si phase 10 As a result of observing the structure of the test piece of the aluminum alloy for casting in this way, it was confirmed that the Si phase 10, the Ni-based intermetallic compound phase 20 and the Cu-based intermetallic compound phase 30 having different crystallization regions can coexist. We were able to. Further, by setting the Cu content to 8.01 to 18.0% by mass, the Cu-based intermetallic compound phase 30 is continuously arranged in a mesh pattern around the Si phase 10 and the Ni-based intermetallic compound phase 20. It was confirmed that it could be crystallized. Further, it should be confirmed that by setting the Cu content to 9.0 to 15.5% by mass, a network of Cu-based intermetallic compound phases 30 can be formed over almost the entire area of the aluminum alloy. Was made. As a result, as shown in FIG. 1, in Examples 1 to 10, the rigidity of the aluminum alloy for casting is improved or the rigidity is stably expressed with a small fluctuation range as compared with Comparative Examples 1 and 2. At the same time, the tensile strength can be improved.

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Abstract

本発明の鋳造用アルミニウム合金は、１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるものである。　本発明の鋳造用アルミニウム合金は、５．０～２０．０質量％のＳｉをさらに含むものである。　本発明の鋳造用アルミニウム合金は、０．０００１～０．１質量％のＰをさらに含むものである。　本発明の鋳造用アルミニウム合金は、０．０１～３．０質量％のＭｇをさらに含むものである。　本発明のアルミニウム合金は、剛性及び引張強さが向上したものとなる。

Description

鋳造用アルミニウム合金およびこれを用いて鋳造されたアルミニウム鋳物
　本発明は、鋳造用アルミニウム合金およびこれを用いて鋳造されたアルミニウム鋳物に関する。
　特許文献１（国際公開第２０１５／１５２１３３号）には、質量基準で、１２．０～１４．０％のＳｉ、１．５～４．０％のＭｇ、０．１０％以下のＭｎ、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる、比剛性、強度及び延性に優れた鋳造用Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金、並びにそれからなる鋳造部材が開示されている。
国際公開第２０１５／１５２１３３号
　本発明の一態様は、１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である、鋳造用アルミニウム合金である。
　この鋳造用アルミニウム合金によれば、Ｎｉの含有量を１．０～１０．０質量％にすることで、アルミニウム合金中に、Ｎｉに起因する長片状の金属間化合物相であるＮｉ系金属間化合物相を分散して晶出させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。さらに、Ｃｕの含有量を８．０１～１８．０質量％にすることで、Ｎｉ系金属間化合物相の周辺に、Ｃｕに起因する金属間化合物相であるＣｕ系金属間化合物相を網目状に晶出させることができる。このため、晶出領域が異なるＮｉ系金属間化合物相およびＣｕ系金属間化合物相を共存させることで、アルミニウム合金の剛性を一層向上させることができる。また、Ｃｕ系金属間化合物相が、Ｎｉ系金属間化合物相の周辺に網目状のネットワークを形成することで、アルミニウム合金の引張強さを向上させることができる。
　鋳造用アルミニウム合金において、Ｎｉの含有量は、３．０～１０．０質量％であることが好ましい。Ｎｉの含有量の下限を３．０質量％にすることで、アルミニウム合金中に、Ｎｉ系金属間化合物相をより分散して晶出させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を一層向上させることができる。
　鋳造用アルミニウム合金において、Ｃｕの含有量［Ｃｕ］およびＮｉの含有量［Ｎｉ］が以下の条件（１）を満たすことが好ましい。
１０．０≦［Ｃｕ］＋０．８７［Ｎｉ］≦２３．５　・・・（１）
　鋳造用アルミニウム合金は、５．０～２０．０質量％のＳｉをさらに含むことが好ましい。Ｓｉの含有量を５．０～２０．０質量％にすることで、アルミニウム合金中に、Ｓｉ相を分散して晶出させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。さらに、Ｎｉの含有量を１．０～１０．０質量％にすることで、Ｓｉ相の周辺に、Ｎｉ系金属間化合物相を晶出させることができる。さらに、Ｃｕの含有量を８．０１～１８．０質量％にすることで、Ｓｉ相およびＮｉ系金属間化合物相の周辺に、Ｃｕ系金属間化合物相を網目状に晶出させることができる。このため、晶出領域が異なるＳｉ相、Ｎｉ系金属間化合物相およびＣｕ系金属間化合物相を共存させることで、アルミニウム合金の剛性を一層向上させることができる。
　鋳造用アルミニウム合金において、Ｓｉの含有量は、５．０～１４．５質量％であることが好ましい。Ｓｉの含有量の上限を１４．５質量％にすることで、アルミニウム合金の凝固過程におけるＳｉ相の粗大化を抑制し、アルミニウム合金の脆化を抑制しやすい。このため、アルミニウム合金の引張強さを向上させやすい。
　鋳造用アルミニウム合金において、Ｓｉの含有量［Ｓｉ］、Ｃｕの含有量［Ｃｕ］およびＮｉの含有量［Ｎｉ］が以下の条件（２）を満たすことが好ましい。
３０．０≦［Ｓｉ］＋０．９４［Ｃｕ］＋２．０２［Ｎｉ］≦４２．５　・・・（２）
　鋳造用アルミニウム合金は、０．０００１～０．１質量％のＰをさらに含むことが好ましい。Ｐの含有量を０．０００１～０．１質量％にすることで、アルミニウム合金中に生成されるＡｌＰ（リン化アルミニウム）が初晶Ｓｉの異質核として作用するため、初晶Ｓｉを微細化することができる。このため、アルミニウム合金中に、初晶Ｓｉを均一に分散して晶出させやすい。したがって、アルミニウム合金中における剛性および引張強さのばらつきを抑制しやすい。
　鋳造用アルミニウム合金は、０．０１～３．０質量％のＭｇをさらに含むことが好ましい。Ｍｇの含有量を０．０１～３．０質量％にすることで、時効処理によりＭｇに起因する金属間化合物相であるＭｇ系金属間化合物相を析出させることができる。このため、アルミニウム合金の引張強さを一層向上させることができる。
　鋳造用アルミニウム合金において、Ｃｕの含有量は、９．０～１５．５質量％であることが好ましい。
　本発明の他の態様は、上記の鋳造用アルミニウム合金を用いて鋳造されたアルミニウム鋳物である。剛性が高く、引張強さにも優れたアルミニウム鋳物を提供することができる。
実施形態に係る鋳造用アルミニウム合金の実施例および比較例の組成、条件（１）の値、条件（２）の値、ヤング率および引張強さを示す図。 比較例１に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。 実施例１に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。 実施例２に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。 実施例３に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。 実施例８に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。 実施例１０に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。 比較例２に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す図。
　以下、添付図面を参照して、本願が開示する鋳造用アルミニウム合金およびこれを用いて鋳造されたアルミニウム鋳物の実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に規定されたものを含む。
　＜第１の実施形態＞
　第１の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である。
　本実施形態において、「鋳造」は、砂型鋳造法、金型鋳造法、ダイカスト法等の各種の鋳造法による鋳造を含む。また、「アルミニウム合金」は、主相としてアルミニウム相を含む合金を意味する。したがって、「鋳造用アルミニウム合金」は、砂型鋳造法、金型鋳造法、ダイカスト法等の各種の鋳造法により鋳造されるアルミニウム合金を意味する。元素の「質量％」は、鋳造用アルミニウム合金の質量に対する元素の質量の百分率を意味する。例えば、「Ａ～Ｂ質量％の元素」の表記は、元素の質量％がＡ％以上Ｂ％以下であることを意味する。「残部」は、鋳造用アルミニウム合金を構成する成分のうち、列挙された元素以外の成分を意味する。例えば、「・・・Ｎｉ、・・・Ｃｕを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である、鋳造用アルミニウム合金。」の表記は、鋳造用アルミニウム合金を構成する成分のうち、ＮｉおよびＣｕ以外の成分がＡｌおよび不可避不純物であることを意味する。以下の実施形態においても同様である。
　（Ｎｉ：ニッケル）
　第１の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、１．０～１０．０質量％のＮｉを含む。本実施形態の鋳造用アルミニウム合金においては、Ｎｉに起因する長片状の金属間化合物相であるＮｉ系金属間化合物相が、アルミニウム合金中に、例えば、初晶として分散して晶出する。Ｎｉの含有量の下限が１．０質量％であるので、Ｎｉ系金属間化合物相の生成量を増加させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。また、Ｎｉの含有量の上限が１０．０質量％であるので、アルミニウム合金の凝固過程におけるＮｉ系金属間化合物相の粗大化を抑制することができる。このため、例えば、長辺状のＮｉ系金属間化合物相に沿って亀裂が進展するような事態も未然に抑制しやすい。したがって、アルミニウム合金の引張強さの低下を抑制することができる。以下の実施形態においても同様である。
　（Ｃｕ：銅）
　第１の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、８．０１～１８．０質量％のＣｕを含む。本実施形態の鋳造用アルミニウム合金においては、Ｃｕに起因する金属間化合物相であるＣｕ系金属間化合物相が、Ｎｉ系金属間化合物相の周辺に、例えば、Ａｌとの共晶として網目状に晶出する。Ｃｕの含有量の下限が８．０１質量％であるので、Ｃｕ系金属間化合物相の生成量を増加させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。また、Ｃｕの含有量の上限が１８．０質量％であるので、硬質相としてのＣｕ系金属間化合物相の過剰な増加を抑制することができる。このため、アルミニウム合金の脆化を抑制することができる。したがって、アルミニウム合金の引張強さの低下を抑制することができる。以下の実施形態においても同様である。
　（Ａｌ：アルミニウム、不可避不純物）
　第１の実施形態の鋳造用アルミニウム合金における残部は、Ａｌおよび不可避不純物である。残部に含まれる不可避不純物としては、例えば、Ｚｎ（亜鉛）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｓｎ（スズ）、Ｐｂ（鉛）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）等の元素が挙げられる。不可避不純物の含有量は、合計で７．５質量％以下であることが好ましく、合計で５．０質量％以下、合計で４．０質量％以下または合計で３．０質量％以下であることがさらに好ましい。以下の実施形態においても同様である。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金によれば、Ｎｉの含有量を１．０～１０．０質量％にすることで、アルミニウム合金中に、Ｎｉ系金属間化合物相を分散して晶出させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。さらに、Ｃｕの含有量を８．０１～１８．０質量％にすることで、Ｎｉ系金属間化合物相の周辺に、Ｃｕ系金属間化合物相を網目状に晶出させることができる。このため、晶出領域が異なるＮｉ系金属間化合物相およびＣｕ系金属間化合物相を共存させることで、アルミニウム合金の剛性を一層向上させることができる。また、Ｃｕ系金属間化合物相が、Ｎｉ系金属間化合物相の周辺に網目状のネットワークを形成することで、アルミニウム合金の引張強さを向上させることができる。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金において、Ｎｉの含有量の下限は、１．５質量％であることが好ましく、２．０質量％、２．１質量％、３．０質量％、３．５質量％または４．０質量％であることがさらに好ましい。また、Ｎｉの含有量の上限は、８．０質量％であることが好ましく、７．０質量％、６．５質量％または６．１質量％であることがさらに好ましい。Ｎｉの含有量の下限および上限をこのようにすることで、アルミニウム合金の剛性および引張強さの両方を向上させやすい。あるいは、剛性および引張強さのいずれか一方が極端に低下する事態を抑制し、剛性および引張強さの両方をバランスよく発現させやすい。特に、Ｎｉの含有量の下限を３．０質量％にすることで、アルミニウム合金中に、Ｎｉ系金属間化合物相をより分散して晶出させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を一層向上させることができる。以下の実施形態においても同様である。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金において、Ｃｕの含有量の下限は、８．２質量％であることが好ましく、９．０質量％、９．５質量％、１０．０質量％、１０．１質量％、１０．５質量％、１１．０質量％、１１．５質量％または１１．９質量％であることがさらに好ましい。また、Ｃｕの含有量の上限は、１７．５質量％であることが好ましく、１７．０質量％、１６．５質量％、１６．０質量％、１５．５質量％、１５．０質量％または１４．７質量％であることがさらに好ましい。Ｃｕの含有量の下限および上限をこのようにすることで、アルミニウム合金の剛性および引張強さの両方を向上させやすい。あるいは、剛性および引張強さのいずれか一方が極端に低下する事態を抑制し、剛性および引張強さの両方をバランスよく発現させやすい。以下の実施形態においても同様である。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金においては、Ｃｕの含有量［Ｃｕ］およびＮｉの含有量［Ｎｉ］が以下の条件（１）を満たすように配合されている。
１０．０≦［Ｃｕ］＋０．８７［Ｎｉ］≦２３．５　・・・（１）
　本実施形態においては、条件（１）を満たすことにより、アルミニウム合金の剛性および引張強さの両方を向上させやすい。あるいは、剛性および引張強さのいずれか一方が極端に低下する事態を抑制し、剛性および引張強さの両方をバランスよく発現させやすい。条件（１）の下限は、１１．０であることが好ましく、１２．０または１３．０であることがさらに好ましい。また、条件（１）の上限は、２３．０であることが好ましく、２２．５であることがさらに好ましい。以下の実施形態においても同様である。
　＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、５．０～２０．０質量％のＳｉ、１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である。
　（Ｓｉ：ケイ素）
　第２の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、５．０～２０．０質量％のＳｉを含む。本実施形態の鋳造用アルミニウム合金においては、Ｓｉ相が、例えば、初晶Ｓｉとして、および、Ａｌとの共晶Ｓｉとしてそれぞれ分散して晶出する。Ｓｉの含有量の下限が５．０質量％であるので、Ｓｉ相の晶出量を増加させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。また、Ｓｉの含有量の上限が２０．０質量％であるので、アルミニウム合金の凝固過程におけるＳｉ相の粗大化を抑制することができる。このため、アルミニウム合金の脆化を抑制することができる。したがって、アルミニウム合金の引張強さの低下を抑制することができる。さらに、Ｓｉの含有量の上限が２０．０質量％であるので、Ｓｉ相の粗大化に伴う、Ｓｉ相に作用する浮力の増加を抑制することができる。このため、アルミニウム合金中におけるＳｉ相の浮上および／または分離を抑制することができる。したがって、アルミニウム合金の組織および引張強さのばらつきを抑制することができる。以下の実施形態においても同様である。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金によれば、Ｓｉの含有量を５．０～２０．０質量％にすることで、アルミニウム合金中に、初晶および共晶のＳｉ相を分散して晶出させることができる。このため、アルミニウム合金の剛性を向上させることができる。さらに、Ｎｉの含有量を１．０～１０．０質量％にすることで、Ｓｉ相の周辺に、Ｎｉ系金属間化合物相を晶出させることができる。さらに、Ｃｕの含有量を８．０１～１８．０質量％にすることで、Ｓｉ相およびＮｉ系金属間化合物相の周辺に、Ｃｕ系金属間化合物相を網目状に晶出させることができる。このため、晶出領域が異なるＳｉ相、Ｎｉ系金属間化合物相およびＣｕ系金属間化合物相を共存させることで、アルミニウム合金の剛性を一層向上させることができる。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金において、Ｓｉの含有量の下限は、５．５質量％であることが好ましく、５．６質量％、６．０質量％、６．５質量％、７．０質量％、７．５質量％、８．０質量％または８．５質量％であることがさらに好ましい。また、Ｓｉの含有量の上限は、１８．０質量％であることが好ましく、１７．０質量％、１６．５質量％、１６．４質量％、１６．０質量％、１５．５質量％、１５．０質量％、１４．５質量％、１４．０質量％、１３．８質量％または１３．５質量％であることがさらに好ましい。Ｓｉの含有量の下限および上限をこのようにすることで、アルミニウム合金の剛性および引張強さの両方を向上させやすい。あるいは、剛性および引張強さのいずれか一方が極端に低下する事態を抑制し、剛性および引張強さの両方をバランスよく発現させやすい。特に、Ｓｉの含有量の上限を１４．５質量％にすることで、アルミニウム合金の凝固過程におけるＳｉ相の粗大化を抑制し、アルミニウム合金の脆化を一層抑制しやすい。このため、アルミニウム合金の引張強さを向上させやすい。以下の実施形態においても同様である。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金においては、Ｓｉの含有量［Ｓｉ］、Ｃｕの含有量［Ｃｕ］およびＮｉの含有量［Ｎｉ］が以下の条件（２）を満たすように配合されている。
３０．０≦［Ｓｉ］＋０．９４［Ｃｕ］＋２．０２［Ｎｉ］≦４２．５　・・・（２）
　本実施形態においては、条件（２）を満たすことにより、アルミニウム合金の剛性および引張強さの両方を向上させやすい。あるいは、剛性および引張強さのいずれか一方が極端に低下する事態を抑制し、剛性および引張強さの両方をバランスよく発現させやすい。条件（２）の下限は、３０．５であることが好ましく、３１．０または３１．５であることがさらに好ましい。また、条件（２）の上限は、４２．０であることが好ましく、４１．５であることがさらに好ましい。以下の実施形態においても同様である。
　＜第３の実施形態＞
　第３の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、５．０～２０．０質量％のＳｉ、１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕ、０．０００１～０．１質量％のＰを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である。
　（Ｐ：リン）
　第３の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、０．０００１～０．１質量％のＰを含む。Ｐの含有量の下限が０．０００１質量％であるので、初晶Ｓｉを微細化する作用を向上させることができる。このため、アルミニウム合金中に、初晶Ｓｉを均一に分散して晶出させることができる。また、Ｐの含有量の上限が０．１質量％であるので、アルミニウム合金の流動性の低下を抑制することができる。したがって、アルミニウム合金の鋳造性を向上させることができる。以下の実施形態においても同様である。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金によれば、Ｐの含有量を０．０００１～０．１質量％にすることで、アルミニウム合金中に生成されるＡｌＰ（リン化アルミニウム）が初晶Ｓｉの異質核として作用するため、初晶Ｓｉを微細化することができる。このため、アルミニウム合金中に、初晶Ｓｉを均一に分散して晶出させやすい。したがって、アルミニウム合金中における剛性および引張強さのばらつきを抑制しやすい。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金において、Ｐの含有量の下限は、０．０００３質量％であることが好ましく、０．０００６質量％であることがさらに好ましい。また、Ｐの含有量の上限は、０．０５質量％であることが好ましく、０．０４質量％または０．０３質量％であることがさらに好ましい。Ｐの含有量の下限および上限をこのようにすることで、アルミニウム合金の剛性および引張強さのばらつきを抑制しやすい。以下の実施形態においても同様である。
　＜第４の実施形態＞
　第４の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕ、０．０１～３．０質量％のＭｇを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である。
　（Ｍｇ：マグネシウム）
　第４の実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、０．０１～３．０質量％のＭｇを含む。Ｍｇの含有量の下限が０．０１質量％であるので、アルミニウム合金の時効処理によりＭｇに起因する金属間化合物相であるＭｇ系金属間化合物相を析出させる作用を向上させることができる。このため、アルミニウム合金の析出強化を図ることができる。また、Ｍｇの含有量の上限が３．０質量％であるので、Ｍｇ系金属間化合物相の過剰な増加を抑制することができる。このため、アルミニウム合金の伸びの低下を抑制することができる。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金によれば、Ｍｇの含有量を０．０１～３．０質量％にすることで、時効処理によりＭｇに起因する金属間化合物相であるＭｇ系金属間化合物相を析出させることができる。このため、アルミニウム合金の引張強さを一層向上させることができる。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金において、Ｍｇの含有量の下限は、０．０５質量％であることが好ましく、０．１質量％、０．２質量％または０．３質量％であることがさらに好ましい。また、Ｍｇの含有量の上限は、２．０質量％であることが好ましく、１．０質量％、０．８質量％または０．６質量％であることがさらに好ましい。Ｍｇの含有量の下限および上限をこのようにすることで、アルミニウム合金の引張強さを向上させやすい。
　本実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、５．０～２０．０質量％のＳｉをさらに含むことが好ましい。また、本実施形態の鋳造用アルミニウム合金は、０．０００１～０．１質量％のＰをさらに含むことが好ましい。
　以上の実施形態の鋳造用アルミニウム合金を用いることで、剛性が高く、引張強さにも優れたアルミニウム鋳物を提供することができる。したがって、このアルミニウム鋳物は、高い剛性かつ高い引張強さが求められる多種多様な用途に好適である。このアルミニウム鋳物の用途の例としては、工作機械、ロボットおよび自動車等の構成部品等が挙げられる。
　＜実施例＞
　図１に、以上の実施形態に係る鋳造用アルミニウム合金の実施例および比較例の組成（質量％）、条件（１）の値、条件（２）の値、ヤング率（ＧＰａ）および引張強さ（ＭＰａ）を示す。引張強さ（ＭＰａ）は、実施例および比較例に係る鋳造用アルミニウム合金の試験片について、「ＪＩＳ　Ｚ　２２４１（金属材料引張試験方法）」に従って測定された値である。試験片は、金型鋳造法により鋳造した、直径６ｍｍ、平行部長さが３６ｍｍの１４Ａ号試験片を用いた。ヤング率は、引張試験における応力およびひずみの関係の弾性範囲内の傾きから求めた値である。ひずみは、試験片平行部表面に対面に貼付した２枚の１軸ひずみゲージの計測値の平均値とした。
　（実施例１～１０と比較例１との比較）
　図１に示すように、実施例１～１０のＣｕの含有量は８．０１質量％以上であるのに対して、比較例１のＣｕの含有量は８．０１質量％未満である。ここで、実施例１～１０のヤング率は９５～１０８ＧＰａであるのに対して、比較例１のヤング率は９５ＧＰａである。このため、実施例１～１０では、比較例１と比べて剛性が最大１４％程度向上している。また、実施例１～１０の引張強さは１７０～２６１ＭＰａであるのに対して、比較例１の引張強さは１６０ＭＰａである。このため、実施例１～１０では、比較例１と比べて引張強さが最大６３％程度（最小でも６％程度）向上している。このように、Ｃｕの含有量の下限を８．０１質量％にすることで、鋳造用アルミニウム合金の剛性および引張強さを向上させることができることを確認することができた。
　（実施例１～１０と比較例２との比較）
　図１に示すように、実施例１～１０のＣｕの含有量は１８．０質量％以下であるのに対して、比較例２のＣｕの含有量は１８．０質量％を超過する。ここで、実施例１～１０のヤング率は９５～１０８ＧＰａであるのに対して、比較例２のヤング率は１０４ＧＰａである。このため、実施例１～１０では、比較例２と比べて剛性の変動幅が４～９％の範囲に収まっている。また、実施例１～１０の引張強さは１７０～２６１ＭＰａであるのに対して、比較例２の引張強さは１１９ＭＰａである。このため、実施例１～１０では、比較例２と比べて引張強さが最大１２０％程度（最小でも４３％程度）向上している。このように、Ｃｕの含有量の上限を１８．０質量％にすることで、鋳造用アルミニウム合金の剛性のばらつきを抑制し安定的に剛性を発現させるとともに、引張強さを著しく向上させることができることを確認することができた。
　（実施例２～９と実施例１との比較）
　図１に示すように、実施例２～９のＣｕの含有量は９．０質量％以上であるのに対して、実施例１のＣｕの含有量は９．０質量％未満である。ここで、実施例２～９のヤング率は９５～１０８ＧＰａであるのに対して、実施例１のヤング率は９９ＧＰａである。このため、実施例２～９では、実施例１と比べて剛性の変動幅が４～９％の範囲に収まっている。また、実施例２～９の引張強さは１８１～２６１ＭＰａであるのに対して、実施例１の引張強さは１７２ＭＰａである。このため、実施例２～９では、実施例１と比べて引張強さが最大５２％程度（最小でも５％程度）向上している。このように、Ｃｕの含有量の下限を９．０質量％にすることで、鋳造用アルミニウム合金の剛性のばらつきを抑制し安定的に剛性を発現させるとともに、引張強さを向上させることができることを確認することができた。
　（実施例２～９と実施例１０との比較）
　図１に示すように、実施例２～９のＣｕの含有量は１５．５質量％以下であるのに対して、実施例１０のＣｕの含有量は１５．５質量％を超過する。ここで、実施例２～９のヤング率は９５～１０８ＧＰａであるのに対して、実施例１０のヤング率は１０４ＧＰａである。このため、実施例２～９では、実施例１０と比べて剛性の変動幅が４～９％の範囲に収まっている。また、実施例２～９の引張強さは１８１～２６１ＭＰａであるのに対して、実施例１０の引張強さは１７０ＭＰａである。このため、実施例２～９では、実施例１０と比べて引張強さが最大５４％程度（最小でも６％程度）向上している。このように、Ｃｕの含有量の上限を１５．５質量％にすることで、鋳造用アルミニウム合金の剛性のばらつきを抑制し安定的に剛性を発現させるとともに、引張強さを向上させることができることを確認することができた。
　（鋳造用アルミニウム合金の組織）
　図２～図８に、鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織についての観察結果を示す。図２は比較例１、図３は実施例１、図４は実施例２、図５は実施例３、図６は実施例８、図７は実施例１０、図８は比較例２のミクロ組織について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察された結果を示す図である。
　図１に示すように、比較例１は、Ｃｕの含有量が４．７質量％である。図２に示すように、比較例１では、アルミニウム合金中に晶出したＳｉ相１０およびＮｉ系金属間化合物相２０の周辺に、細い針状のＣｕ系金属間化合物相３０が疎らに晶出している。また、比較例１では、アルミニウム合金中にＣｕ系金属間化合物相３０が晶出していない部分が多く存在し、Ｃｕ系金属間化合物相３０が晶出している部分であっても、近接するＣｕ系金属間化合物相３０同士が互いに途切れた状態で不連続的に分布している。この結果、図１に示すように、比較例１では、鋳造用アルミニウム合金の引張強さを向上させることが困難となっている。
　図１に示すように、実施例１は、Ｃｕの含有量が８．２質量％であり、実施例２は、Ｃｕの含有量が１０．１質量％であり、実施例３は、Ｃｕの含有量が１１．９質量％であり、実施例８は、Ｃｕの含有量が１５．０質量％であり、実施例１０は、Ｃｕの含有量が１７．０質量％である。図３～図７に示すように、実施例１、２、３、８および１０では、アルミニウム合金中のほぼ全域にわたってＣｕ系金属間化合物相３０がほぼ万遍なく晶出している。また、実施例１、２、３、８および１０では、近接するＣｕ系金属間化合物相３０同士が互いに繋がった状態で連続的に分布しており、一部のＣｕ系金属間化合物相３０の間では網目状のネットワークが形成されている。この結果、図１に示すように、実施例１、２、３、８および１０では、鋳造用アルミニウム合金の引張強さを向上させることができている。さらに、図４～図６に示すように、実施例２、３および８では、網目を構成するＣｕ系金属間化合物相３０自体が太く成長しており、網目状のネットワークがアルミニウム合金中のほぼ全域にわたって分布するように拡大している。この結果、図１に示すように、実施例２、３および８では、鋳造用アルミニウム合金の引張強さを一層向上させることができている。
　図１に示すように、比較例２は、Ｃｕの含有量が１８．５質量％である。図８に示すように、比較例２では、網目を構成するＣｕ系金属間化合物相３０自体が粒状（塊状）に粗大化しており、網目状のネットワークが分断および／または破壊されている。この結果、図１に示すように、比較例１では、鋳造用アルミニウム合金の引張強さを向上させることが困難となっている。
　このように、鋳造用アルミニウム合金の試験片の組織について観察した結果、晶出領域が異なるＳｉ相１０、Ｎｉ系金属間化合物相２０およびＣｕ系金属間化合物相３０を共存させることができることを確認することができた。また、Ｃｕの含有量を８．０１～１８．０質量％にすることで、Ｓｉ相１０およびＮｉ系金属間化合物相２０の周辺に、Ｃｕ系金属間化合物相３０を網目状に連続的に晶出させることができることを確認することができた。さらに、Ｃｕの含有量を９．０～１５．５質量％にすることで、アルミニウム合金中のほぼ全域にわたってＣｕ系金属間化合物相３０による網目状のネットワークを形成することができることを確認することができた。この結果、図１に示すように、実施例１～１０では、比較例１および２と比べて、鋳造用アルミニウム合金の剛性を向上させること、あるいは剛性を小さい変動幅で安定的に発現させることができており、併せて、引張強さを向上させることができている。
　１０　Ｓｉ相
　２０　Ｎｉ系金属間化合物相
　３０　Ｃｕ系金属間化合物相

Claims (10)

  1. 　１．０～１０．０質量％のＮｉ、８．０１～１８．０質量％のＣｕを含み、残部がＡｌおよび不可避不純物である、鋳造用アルミニウム合金。
  2. 　Ｎｉの含有量は、３．０～１０．０質量％である、請求項１に記載の鋳造用アルミニウム合金。
  3. 　Ｃｕの含有量［Ｃｕ］およびＮｉの含有量［Ｎｉ］が以下の条件（１）を満たす、請求項１または２に記載の鋳造用アルミニウム合金。
    １０．０≦［Ｃｕ］＋０．８７［Ｎｉ］≦２３．５　・・・（１）
  4. 　５．０～２０．０質量％のＳｉをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の鋳造用アルミニウム合金。
  5. 　Ｓｉの含有量は、５．０～１４．５質量％である、請求項４に記載の鋳造用アルミニウム合金。
  6. 　Ｓｉの含有量［Ｓｉ］、Ｃｕの含有量［Ｃｕ］およびＮｉの含有量［Ｎｉ］が以下の条件（２）を満たす、請求項４または５に記載の鋳造用アルミニウム合金。
    ３０．０≦［Ｓｉ］＋０．９４［Ｃｕ］＋２．０２［Ｎｉ］≦４２．５　・・・（２）
  7. 　０．０００１～０．１質量％のＰをさらに含む、請求項４～６のいずれか一項に記載の鋳造用アルミニウム合金。
  8. 　０．０１～３．０質量％のＭｇをさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の鋳造用アルミニウム合金。
  9. 　Ｃｕの含有量は、９．０～１５．５質量％である、請求項１～８のいずれか一項に記載の鋳造用アルミニウム合金。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の鋳造用アルミニウム合金を用いて鋳造されたアルミニウム鋳物。
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