BE526626A

BE526626A -

Info

Publication number: BE526626A
Authority: BE

Description

ALLIAGES A BASE DE MAGNESIUM
L'invention se rapporte à des alliages à base de magnésium.

Il a été proposé dans le brevet britannique n 532.143 de produire des alliages à base de magnésium contenant 0,1 % à 2 % de cerium, entre 1,1 % et 12 % de zinc, avec ou sans maganèse entre 0,3 % et 0,8 %, l'aluminium ne dépassant pas une teneur de 1% et le fer étant présent à raison d'au moins 0,05 %. Toutefois? ces alliages ne se sont pas développés jusqu'à présent en ce qui concerne leur emploi technique, malgré le fait qu'ils jouissent d'excellentes propriétés mécaniques. Dans les recherches qui ont été poursuivie sur ces alliages, on a constaté que les propriétés mécaniques des pièces coulées produites à partir de ceux-ci varient dans de larges limites.

On a trouvé présentement qu'une raison de cette difficulté peut être attribuée à la variation dans les effets de nueléationo En vue de surmonter cette difficulté, on a trouvé qu'il est souhaitable de contrôler le mode d'in- troduction du fer dans l'alliage.

Suivant une caractéristique de la présente invention, on introduit le fer dans les alliages de magnésium de ce genre à l'aide d'un préalliage de fer avec un ou plusieurs des métaux suivantsà savoir le zinc et les métaux des terres rares. On a constaté que si on introduit le fer au moyen d'un pré-alliage ou durcissant de ce genre dans l'alliage de magnésium fondu et que l'on coule alors ce dernier de la manière habituelle,les articles coulés ont une dimension de grain constamment fine, associée à des propriétés mécaniques excellentes. L'alliage a une dimension de grain beaucoup plus fine qu'un alliage de même composition produit sans faire intervenir ce durcissant, et il conserve son grain fin lorsqu'on le refond et le coule à nouveau.

Dans l'exécution de l'invention, on peut procéder comme suit: On produit une masse fondue de zinc et la porte à une température de 750 à 800 C? après quoi on ajoute 5 à 10 % de tournures d'acier doux. Vu que le zinc a tendance à se volatiliser à ces températures, il est préférable de couvrir sa surface avec un fondant convenable. On maintient la masse fondue à cette température pendant environ 1/2 heure, en agitant de temps à autre, après quoi on la coule en blocs de dimension convenable. Le durcissant ainsi obtenu s'avère contenir 5 à 7% de fer par rapport au poids du pré-alliage.

On prépare alors un alliage à base de magnésium contenant la quantité requise de manganèse et on chauffe cet alliage à une température voisine de 750 C. La quantité requise du métal de terres rares9 conjointe ment avec une quantité suffisante de durcissant, est alors ajoutée dans la masse fondue dans un panier perforé. On porte alors la température de la masse fondue à environ 800 C et, après agitation de quelques minutes, on procède à la coulée. On constate que l'alliage final contient environ 0,05 % de fer.

Le pré-alliage de zinc et de fer contient de préférence 1 à 10 % de fer, mais il peut cependant être utilisé avec succès lorsqu'il contient des quantités encore plus élevées de fer. Le pré-alliage de métaux des terres rares et de fer peut contenir 50 % de fer ou plus.

L'addition de fer, telle qu'elle est décrite ci-dessus, est essentielle en vue d'assurer une dimension de grain constamment fine et de bonnes propriétés mécaniques mais son désavantage est qu'elle tend à abaisser la résistance à la corrosion de l'alliage. On peut cependant réduire cette tendance par une addition de béryllium. Le procédé le plus en usage pour ajouter du béryllium à des alliages à base de magnésium est d'effectuer cette addition au moyen d'un durcissant de béryllium-aluminium. Cependant, les travaux de recherche ont montré que la présence d'aluminium augmente dans une grande mesure la difficulté d'obtenir constamment une fine dimension de grain. Par conséquent, suivant une autre caractéristique de la présente invention, on ajoute du béryllium à l'alliage, la quantité d'aluminium ne dépassant pas 0,1 % en poids de l'alliage fini.

On peut ajouter le béryllium sous la forme d'un durcissant ou pré-alliage consistant en un alliage de béryllium avec une ou plusieurs des métaux suivants, à savoir le zinc et les métaux des terres rares. On peut également l'ajouter sous la forme d'un halogénure réductible. Si on le désire, on peut inclure le béryllium dans le durcissant contenant du fer.

On a trouvé en outre qu'il est souhaitable d'éviter la contamination de l'alliage par le silicium.

Les alliages de la présente invention ont de préférence une composition comprise dans les limites suivantes: zinc: 2 à 8 %, de préférence 4 à 7 %. métaux de terres rares: 0,3 à 2,0 % de préférence 0,4 à 1,25 %. manganèse : 0,1 à 2,0 %, de préférence 0,3 à 0,8 %. béryllium : 0,001 à 0,05 %. aluminium : néant à 0,1 %, de préférence moins de 0,03 %. fer : 0,01 à 0,1 %, de préférence 0,03 à 0,07 %.

Il est préférable que les alliages, dont les teneurs en zinc se trouvent au voisinage de limite supérieure, aient également une teneur en métaux de terres rares se trouvant au voisinage de la limite supérieure; les alliages avec des teneurs plus basses en zinc doivent également avoir des teneurs plus basses en métaux de terres rares.

Les alliages de la présente invention seront normalement utilisés sous la forme de pièces coulées en sable ou sous pression ayant reçu un

traitement thermique complet, c'est-à-dire que les pièces sont soumises à un traitement thermique de solution suivi d'un traitement thermique de précipitation. Le traitement thermique peut s'effectuer substantiellement comme dans le brevet britannique n 532.143 mentionné précédemment. On préfère cependant refroidir les pièces coulées après le traitement thermique de solution ou trempe avant le traitement thermique de précipitation.

Par exemple, avec un alliage contenant 6 % de zinc, 0,7 % de métal de terres rares et 0,5% de manganèse;, on a effectué de manière Satisfaisante le traitement thermique de solution à une température de 440-450 C pendant 16 heures, suivi d'un refroidissement à l'eau, après quoi on a soumis les pièces coulées à un traitement thermique de précipitation à 150 C pendant 50 heures.

Les barreaux d'essais fabriqués en cet alliage suivant les normes de la spécification n B.L101, paragraphe 9, 2, et traités à chaud comme décrit, ont donné les propriétés mécaniques typiques suivantes
EMI3.1

<tb>
<tb> tension <SEP> de <SEP> déformation <SEP> tension <SEP> de <SEP> rupture <SEP> Allongement
<tb> permanente <SEP> de <SEP> 0,1 <SEP> % <SEP> en <SEP> kg/mm2 <SEP> en <SEP> % <SEP> sur <SEP> 50 <SEP> mm.
<tb> en <SEP> kg/mm2 <SEP> ----------------#-, <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯
<tb> 17,3 <SEP> 28,3 <SEP> 6,5
<tb>

On peut s'attendre avec certitude aux propriétés minima suivantes:
15,7 26,7 4
On a également constaté qu'avec un traitement thermique comme décrit, des barreaux d'essais tirés d'un matériau à section épaisse conservent des valeurs élevées de tension de déformation permanente.

Par exemple, des barreaux tirés d'une pièce coulée de 22,57 cm2 de section, donnent une valeur moyenne de tension de déformation permanente de 0,1 % de 17,4 kg/ mm2.

Les alliages peuvent contenir jusqu'à 2% de cadmium et contenir les éléments suivants thorium, plomb, argent, mercure, étain, chacun en quantités ne dépassant pas environ 0,5%.

On peut également utiliser les alliages de la présente invention à l'état forgé.

REVENDICATIONS.

Claims

1. - Procédé de fabrication d'alliages à base de magnésium contenant 2 à 8% de zinc, 0,3 à 2,0% de métaux de terres rares, 0,1 à 2,0% de manganèse, caractérisé en ce qu'on introduit également une petite quantité de fer au moyen d'un pré-alliage de fer avec un ou plusieurs des métaux sui- vants zinc et métaux des terres rares, 2.

Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pré-alliage consiste en du zinc et du fer, la teneur en fer représentant 5 à 7% en poids du pré-alliage 3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute un pré-alliage de zinc-fer et les métaux de terres rares séparément à un alliage à base de magnésium, à l'état fondu, contenant le manganèse, en ce qu'on chauffe ensuite la masse fondue aux environs de 800 C et en ce qu'on l'agite et la couleo 4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ajoute du béryllium en l'absence de plus de 0,1% d'aluminium en poids de l'alliage fini. <Desc/Clms Page number 4>

5. - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on ajoute le béryllium sous la forme d'un pré-alliage consistant en du béryllium avec un ou plusieurs des métaux suivantszinc et métaux des terres rares.

6. - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le baryllium est inclus dans le pré-alliage de fer.

7. - Procédé suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on soumet l'alliage à un traitement thermique de solution, en ce qu'on le refroidit ensuite et le soumet à un traitement thermique de précipitation.

8. - Pièce coulée fabriquée en un alliage de composition suivan- te: zinc 2 à 8% métaux de terres rares 0,3 à 2,0 % manganèse 0,1 à 2,0% béryllium 0,001 à 0,05 % aluminium néant à 0,1 % fer 0,01 à 0,1 % magnésium le restant, la pièce coulée ayant subi le traitement thermique completo 9. - Pièce coulée fabriquée en un alliage de composition suivante: zinc 4 à 7% métaux de terres rares 0,4 à 1,25 % manganèse 0,3 à 0,8% béryllium 0,001 à 0,05% aluminium néant à 0,03 % fer 0,03 à 0,07% magnésium le restant, la pièce ayant subi le traitement thermique complet.

10. - Pièce coulée suivant la revendication 8, ayant une tension de déformation permanente de 0,1 % d'au moins 15,7 kg/mm2.

11.- Procédé de fabrication d'alliage à base de magnésium substantiellement comme décrit.