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Perfectionnements aux alliages complexes du magnésium.
La présente invention est relative aux alliages complexes, - c'est-à-dire constitués à l'aide d'un grand nombre de constitu- ants - du magnésium et qui se distinguent par des propriétés méca- niques élevées, On sait que les alliages de magnésium actuelle- ment en usage, par exemple ceux du genre du métal ELECTRON ou du métal DOW ont besoin d'être améliorés en ce qui concerne leurs propriétés mécaniques. Les essais n'ont pas manqué jusqu'ici pour atteindre ce résultat.
C'est ainsi, pour citer une seulement des multiples propositions qui ont été faites jusqu'ici, que l'on a proposé d'incorporer. dans des alliages de magnésium contenant de l'aluminium et/ou du zinc, des quantités déterminées d'antimoine ou de bismuth pour obtenir ainsi des alliages de magnésium ayant une résistance plus élevée à la corrosion et des propriétés méca- niques meilleures que celles du métal Electron ou du métal Dow.
Ces essais n'ont toutefois rencontré qu'un succès partiel, comme
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dtailleurs tous ceux qui ont été faite dans ce sens, pour la rai- son qu'il était bien possible d'atteindre des résistances plus élevées mais que, en même temps, on ne parvenait pas à donner aux coefficients, caractérisant la déformabilité tels que ceux de l'allongement ou l'extensibilité et de la contraction par exemple, des valeurs suffisantes.
La présente invention a pour but d'obtenir des alliages com- plexes du magnésium qui satisfont aux conditions exigées actuel- lement des alliages de magnésium en ce qui concerne leurs proprié- tés mécaniques. Conformément à l'invention on obtient d'une ma-
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nière surprenante, par l'addition simultanée de quantit8e d8termi- nées de bismuth et de titane à des alliages de magnésium, quel que soit d'ailleurs le genre de leur constitution, des alliages de magnésium dont les coefficients de résistance à la traction
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sont de 33 à 35 xg/mm2 pour un allongement de 17 24 et une con- traction de 30 à 35. Les quantités de matières â ajouter, conform8ment â l'invention, à des alliages de constitution quelcon- que, sont de 0,5 à 8 pour le bismuth et de 0,2 a 4 pour le ti- tane.
L'invention consiste donc à incorporer dans des alliages com- plexes de magnésium, quelle que soit d'ailleurs leur autre cons-
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titution, simultanément 0,5 à 8$o de bismuth et 0,2 à 4 de titane.
Un alliage de magnésium, contenant 6 d'aluminium, 110 de zinc, 093% de manganèse et pour le reste du magnésium, présente à 18 tat pressé une résistance de 29 à 32 x.g/mm2 avec un allongement de 12 à 8, En incorporant 3 de bismuth et o,5µ de titane dans cet alliage, on augmente la résistance jusqu'à 32 à 34 x.gJmm2 et l'allongement jusqu'à 17 à 18%. Si l'on ajoute à l'alliage, spé- cifié en premier lieu, 5 de bismuth et 2% de titane on obtient
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une résistance de 33 à, z 2 avec un allongement qui est éga- lement de 17 à 18%.
Un alliage contenant 6% d'aluminium, 3% de zinc, 2% de cadmium et 0,5% de manganèse présente, en étant pétri,
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une résistance d'environ 29 à 32 kg/mm2 pour un allongement de 12 il*. Si l'on ajoute à cet alliage,conformément à l'invention,
4% de bismuth et 1% de titane, on obtient une résistance de 33 à
35 kg/mm2 et un allongement de 20 à 24%.
En ce qui concerne la contraction on obtient, par l'applica- tion de l'invention et dans les cas susdits, un accroissement de- puis environ 20 à 28% jusqu'à environ 30 à 35%.
Suivant une autre disposition selon la présente invention on a constaté qu'il est favorable d'ajouter en outre aux nouveaux al- liages 0,1 à 5 d'argent. La résistance est ainsi augmentée da- vantage alors que l'allongement et la contraction conservent envi- ron la même valeur. Pour les alliages indiqués à titre d'exemple, on obtient par l'addition d'argent des résistances de 35 à 37 kg/mm2 avec un allongement d'environ 26 à 18%.
Les nouveaux alliages peuvent être améliorés davantage en ce qui concerne leur dureté, en y incorporant également du lithium en quantités de 0,02 à 3%. Par l'addition, conformément à, l'in- vention, du lithium, on obtient un accroissement de la dureté d'environ 10 à, 15%.
L'idée inventive essentielle consiste, d'après ce qui précède à ajouter simultanément a un alliage de magnésium - lequel à part cela peut avoir une constitution quelconque - 0,5 à 8% de bismuth et 0,2 à 4% de titane. On peut y incorporer également une quan- tité additionnelle de 0,1 à 5% d'argent et, en outre, une quanti- té additionnelle de 0,02 à ± de lithium.
Quand on part des alliages de magnésium usuels, on obtient, conformément à l'invention, un alliage contenant de préférence dans chaque cas de 0,1 à 14% d'aluminium, de cadmium, de plomb, d'étain, de zinc, de thallium utilisés séparément ou plusieurs à la fois et qui selon l'invention contient, au surplus et simulta- nément, 0,5 à 8% de bismuth et 0,2 à 4% de titane. Le cas éché-
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ant on y incorpore également 0,1 à 5 d'argent et/ou 0,02 â 3 de lithium. Un tel alliage contient, comme partie restante, du magnésium ou du magnésium avec en outre et en diminuant la quan- tité de magnésium en conséquence, dans chaque cas 0,1 à 2% de man- ganèse, de calcium, de silicium, d'un des métaux du groupe du fer (fer, nickel, cobalt) utilisés séparément ou plusieurs à la fois.
Ces additions, citées en dernier lieu, constituent les métaux ad- ditionnels utilisés couramment dans les alliages de magnésium, La teneur essentielle en magnésium doit,, de toute manière, correspon-
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dre au moins à 50 et de préférence à au moins 75 à oO.
Ci-dessous on donne quelques exemples d'alliages constitués conformément à l'invention. La partie restante de l'alliage est formée, pour chacun de ces exemples, par du magnésium ou par du
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magnésium avec les matières additionnelles usuelles eueîndiqu6es c'est-à-dire dans chaque cas de 0,1 2d/o d'un ou de plusieurs des métaux auxiliaires : manganèse, calcium, silicium, un des métaux du groupe du fer (fer, nickel, cobalt), le cas échéant avec en outre 0,1 a 3% de zinc.
Exemples : 1) 0,5 - 8 Bi, 0,2 - 4% Ti, 0,1 - 10% Al.
2) 0,5 - 8% Bi, 0,2 - 4% Ti, 0,1 - 5 Zn.
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3) 0,5 - 8o B1, 0,2 - Ti, 0,1 - loe Al, 0,1 - 5 Zn. z ) 035 8µ Bi, 0,2 - 4 Ti, 1 14 Al 1 - 1 Cd,
1 - 14% Zn.
5) 0,5 - 8% Bi, 0,2 - 4µ Ti, 1 - 14% Al, 1 - 14% Cd,
1 - 14% Zn, 1 - 14% Pb.
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6) 0,5 - 0 Bi, 0,2 - Ti, 1 - l4fÙ Al, 1 - 14 Od, 1 - 1410 Zn, 1 - 14 On.
7) 0,5 - Big 0,2 - P7o Tri, 1 - 14S$ Al, 1 - 14µ Cd, 1 - losfl Zn, 1- 14% Tl.
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8) Les alliages N 1 jazz avec 0,1 à 2 d'un ou de plusieurs des métaux auxiliaires Mn,Ca,8l,'e,Ni,Co, et autres combinaisons.
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Les alliages spécifiés ci-dessus, ne correspondent évidem- ment qu'à des exemples de constitution d'alliages de magnésium qui contiennent simultanément 0,5 à 8% de bismuth et 0,2 à 4% de titane, ainsi que le cas échéant, en outre 0,1 à 5% d'argent et/ou 0,02 à 3 de lithium.
Résumé.
L'invention a pour objet des perfectionnements aux alliages complexes du magnésium, lesquels perfectionnements, utilisés sépa- rément ou en combinaison, consistent notamment
A incorporer simultanément dans les alliages de magnésium, quelle que soit à part cela leur constitution, 0,5 à 8% de bis- muth et 0,2 à 4% de titane;
A y incorporer en outre 0,1 à 5% d'argent;
A y incorporer en outre 0,02 à 3% de lithium;
- dans le cas où les alliages en question contiennent, chaque fois de 0,1 à 14% d' aluminium, de cadmium, de plomb, d'étain, de zinc, de thallium utilisés séparément ou plusieurs à la fois, avec une teneur essentielle en magnésium d'au moins 50% et de préféren- ce d'au moins 75 à 80% - à incorporer en outre, dans ces alliages, 0,5 à 8% de bismuth et 0,2 à 4% de titane et, le cas échéant, une quantité additionnelle de 0,1 à 5 d'argent et/ou 0,02 à 3% de lithium;
Et à constituer les alliages susdite de manière qu'ils con- tiennent, comme partie restante, du magnésium avec, en outre et tout en diminuant en conséquence la teneur en magnésium, dans chaque cas de 0,1 à 2% de manganèse, de calcium, de silicium, d'un des métaux du groupe du fer (fer, nickel, cobalt) utilisés séparément ou plusieurs à la fois.
L'invention vise plus particulièrement certains modes d'ap- plication ainsi que certains modes de réalisation desdits perfec-
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Improvements to complex magnesium alloys.
The present invention relates to complex alloys - that is to say formed with the aid of a large number of constituents - of magnesium and which are distinguished by high mechanical properties. It is known that the Magnesium alloys in current use, for example those of the ELECTRON metal type or the DOW metal type, need to be improved with regard to their mechanical properties. There has been no lack of trials so far to achieve this result.
This is how, to quote just one of the many proposals that have been made so far, that it has been proposed to incorporate. in magnesium alloys containing aluminum and / or zinc, determined amounts of antimony or bismuth to thereby obtain magnesium alloys having a higher resistance to corrosion and better mechanical properties than those of Electron metal or Dow metal.
However, these tests have met with only partial success, as
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moreover all those which were made in this direction, for the reason that it was quite possible to achieve higher resistances but that, at the same time, one could not give to the coefficients, characterizing the deformability such as those of elongation or extensibility and contraction for example, sufficient values.
The object of the present invention is to obtain complex alloys of magnesium which satisfy the conditions currently required for magnesium alloys with regard to their mechanical properties. According to the invention, a ma-
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surprisingly, by the simultaneous addition of determined quantities of bismuth and titanium to magnesium alloys, regardless of the type of their constitution, magnesium alloys whose tensile strength coefficients
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are 33 to 35 xg / mm2 for an elongation of 17 24 and a contraction of 30 to 35. The amounts of material to be added, according to the invention, to alloys of any constitution are 0. 5 to 8 for bismuth and 0.2 to 4 for titanium.
The invention therefore consists in incorporating into complex alloys of magnesium, whatever their other composition.
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titution, simultaneously 0.5 to 8 $ o of bismuth and 0.2 to 4 of titanium.
A magnesium alloy, containing 6 aluminum, 110 zinc, 093% manganese and the remainder of magnesium, at 18 pressed states a resistance of 29 to 32 xg / mm2 with an elongation of 12 to 8, By incorporating 3 of bismuth and 0.5 μ of titanium in this alloy, the resistance is increased up to 32 to 34 x.gJmm2 and the elongation up to 17 to 18%. If we add to the alloy, first specified, 5 of bismuth and 2% of titanium we obtain
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a resistance of 33 to .z 2 with an elongation which is also 17 to 18%.
An alloy containing 6% aluminum, 3% zinc, 2% cadmium and 0.5% manganese present, when kneaded,
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a strength of about 29 to 32 kg / mm2 for an elongation of 12 µl *. If one adds to this alloy, in accordance with the invention,
4% bismuth and 1% titanium, we obtain a resistance of 33 to
35 kg / mm2 and an elongation of 20 to 24%.
As regards the contraction, an increase from about 20 to 28% up to about 30 to 35% is obtained by the application of the invention and in the above cases.
According to another arrangement according to the present invention, it has been found that it is favorable to additionally add 0.1 to 5 silver alloys to the new alloys. The resistance is thus increased more while the elongation and the contraction keep about the same value. For the alloys indicated by way of example, by adding silver, strengths of 35 to 37 kg / mm2 are obtained with an elongation of about 26 to 18%.
The new alloys can be further improved in hardness by also incorporating lithium in amounts of 0.02 to 3%. By adding lithium according to the invention, an increase in hardness of about 10 to 15% is obtained.
The essential inventive idea is, from the above to add simultaneously to a magnesium alloy - which apart from this may have any constitution - 0.5 to 8% bismuth and 0.2 to 4% titanium. There can also be incorporated an additional amount of 0.1 to 5% silver and, in addition, an additional amount of 0.02 to ± lithium.
When starting from the usual magnesium alloys, one obtains, in accordance with the invention, an alloy preferably containing in each case from 0.1 to 14% of aluminum, cadmium, lead, tin, zinc, thallium used separately or several at a time and which according to the invention additionally and simultaneously contains 0.5 to 8% bismuth and 0.2 to 4% titanium. If applicable
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ant 0.1 to 5 silver and / or 0.02 to 3 lithium are also incorporated therein. Such an alloy contains, as a remaining part, magnesium or magnesium with in addition and decreasing the amount of magnesium accordingly, in each case 0.1 to 2% manganese, calcium, silicon, one of the metals of the iron group (iron, nickel, cobalt) used separately or several at a time.
These additions, cited last, constitute the additional metals commonly used in magnesium alloys. The essential magnesium content must, in any case, correspond to
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dre at least 50 and preferably at least 75 to oO.
Below are given some examples of alloys formed in accordance with the invention. The remaining part of the alloy is formed, for each of these examples, by magnesium or by
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magnesium with the usual additional materials given, i.e. in each case 0.1 2d / o of one or more of the auxiliary metals: manganese, calcium, silicon, one of the metals of the iron group (iron, nickel, cobalt), optionally with additionally 0.1 to 3% zinc.
Examples: 1) 0.5 - 8 Bi, 0.2 - 4% Ti, 0.1 - 10% Al.
2) 0.5 - 8% Bi, 0.2 - 4% Ti, 0.1 - 5 Zn.
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3) 0.5 - 8o B1, 0.2 - Ti, 0.1 - loe Al, 0.1 - 5 Zn. z) 035 8µ Bi, 0.2 - 4 Ti, 1 14 Al 1 - 1 Cd,
1 - 14% Zn.
5) 0.5 - 8% Bi, 0.2 - 4µ Ti, 1 - 14% Al, 1 - 14% Cd,
1 - 14% Zn, 1 - 14% Pb.
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6) 0.5 - 0 Bi, 0.2 - Ti, 1 - l4fÙ Al, 1 - 14 Od, 1 - 1410 Zn, 1 - 14 On.
7) 0.5 - Big 0.2 - P7o Tri, 1 - 14S $ Al, 1 - 14µ Cd, 1 - losfl Zn, 1- 14% Tl.
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8) N 1 alloys jazz with 0.1 to 2 of one or more of the auxiliary metals Mn, Ca, 81, 'e, Ni, Co, and other combinations.
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The alloys specified above obviously only correspond to examples of the constitution of magnesium alloys which simultaneously contain 0.5 to 8% of bismuth and 0.2 to 4% of titanium, as well as where appropriate , further 0.1 to 5% silver and / or 0.02 to 3 lithium.
Summary.
The invention relates to improvements in complex magnesium alloys, which improvements, used separately or in combination, consist in particular
To incorporate simultaneously in the magnesium alloys, whatever their constitution, 0.5 to 8% of bis-muth and 0.2 to 4% of titanium;
To additionally incorporate 0.1 to 5% silver;
To additionally incorporate 0.02 to 3% lithium;
- in the event that the alloys in question contain, each time from 0.1 to 14% of aluminum, cadmium, lead, tin, zinc, thallium used separately or several at a time, with a content essential in magnesium of at least 50% and preferably of at least 75 to 80% - additionally to be incorporated in these alloys, 0.5 to 8% of bismuth and 0.2 to 4% of titanium and , where appropriate, an additional amount of 0.1 to 5 silver and / or 0.02 to 3% lithium;
And to constitute the aforesaid alloys so that they contain, as the remaining part, magnesium with, in addition and while consequently reducing the magnesium content, in each case from 0.1 to 2% of manganese, of calcium, silicon, one of the metals of the iron group (iron, nickel, cobalt) used separately or several at a time.
The invention relates more particularly to certain modes of application as well as certain embodiments of said improvements.