BRPI0716895B1

BRPI0716895B1 - MAGNESIUM-GADOLINUM ALLOYS

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Publication number: BRPI0716895B1
Authority: BR
Publication date: 2017-08-08

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "LIGAS DE MAGNÉSIO-GADOLÍNIO". A presente invenção refere-se a ligas de magnésio contendo gadolínio, particularmente aquelas as quais possuem alta dureza combinada com resistência à corrosão e um equilíbrio otimizado de dureza e ductilidade. As ligas descritas também possuem um desempenho excepcional em alta temperatura para ligas de magnésio. As ligas da presente invenção foram desenvolvidas como ligas de extrusão, mas podem ser laminadas para produzir folhas e também são adequadas para forjamento e usinagem. Embora elas possam ser fundidas com êxito para formar biletes, essas ligas não são tão adequadas para serem usadas como ligas de lingotamento em processos tais como fundição sob pressão ou fundição em molde de areia como outras ligas de magnésio, em virtude de uma tendência para a formação de fissuras.Patent Descriptive Report for: "MAGNESI-GADOLINIAN ALLOYS". The present invention relates to gadolinium-containing magnesium alloys, particularly those which have high hardness combined with corrosion resistance and an optimized balance of hardness and ductility. The alloys described also have exceptional high temperature performance for magnesium alloys. The alloys of the present invention were developed as extrusion alloys, but can be rolled to produce sheets and are also suitable for forging and machining. Although they can be successfully cast to form billets, these alloys are not as suitable for use as casting alloys in processes such as die casting or sand casting as other magnesium alloys due to a tendency towards crack formation.

Existe técnica anterior considerável referente ao sistema Mg-Y-Gd. A patente dos Estados Unidos US 3391034 ensina que ligas binárias de magnésio e 8 a 11% em peso de ítrio podem ser produzidas, as quais são passíveis de endurecimento com o tempo. A referida patente norte-americana afirma que a ductilidade dessas ligas é inversamente proporcional ao seu limite de elasticidade e que uma ductilidade aceitável é maior do que 3-5%. Ela ensina que, para o sistema magnésio-ítrio, níveis de ítrio menores que 8% em peso não produzem propriedades mecânicas suficientes comparado com outras ligas de magnésio.There is considerable prior art regarding the Mg-Y-Gd system. United States Patent US 3391034 teaches that binary magnesium alloys and 8 to 11 wt% of yttrium can be produced which are hardenable over time. The said US patent states that the ductility of these alloys is inversely proportional to their elastic limit and that an acceptable ductility is greater than 3-5%. It teaches that for the magnesium-yttrium system, yttrium levels of less than 8% by weight do not produce sufficient mechanical properties compared to other magnesium alloys.

As propriedades mecânicas reivindicadas no documento US 3391034 são mostradas na Tabela 1.The mechanical properties claimed in US 3391034 are shown in Table 1.

Tabela 1 A patente russa RU 1010880 ensina sobre ligas de magnésio contendo ítrio e gadolínio, opcionalmente com zircônio. As duas ligas específicas discutidas no relatório descritivo da patente possuem as propriedades mecânicas resumidas na Tabela 2.Table 1 Russian patent RU 1010880 teaches about yttrium and gadolinium containing magnesium alloys, optionally with zirconium. The two specific alloys discussed in the patent specification report have the mechanical properties summarized in Table 2.

Tabela 2 Essa técnica anterior ensina que esses tipos de liga contendo manganês formam fissuras enquanto fundem, mas que esse efeito é reduzido substituindo-se o manganês por zircônio. Esse ensinamento não menciona o comportamento de corrosão ou a isotropia dessas ligas. A patente japonesa JP 10147830 ensina que uma liga contendo l-<6% em peso de Gd e 6-12% em peso de Y produz boa resistência em alta temperatura. Zircônio em uma quantidade de até 2% em peso também pode estar presente.This prior art teaches that these types of manganese-containing alloys form cracks as they melt, but that this effect is reduced by replacing manganese with zirconium. This teaching does not mention the corrosion behavior or isotropy of these alloys. Japanese patent JP 10147830 teaches that an alloy containing 1-6 wt% Gd and 6-12 wt% Y produces good strength at high temperature. Zirconium in an amount of up to 2% by weight may also be present.

Além disso, a patente japonesa JP 9263871 ensina que uma liga contendo 0,8-5% em peso de Y e 4-15% em peso de Gd ou Dy produz um produto que pode ser forjado para produzir uma liga com boa resistência. Contudo, não há nenhum reconhecimento, nesse documento, da importância não apenas da quantidade de cada elemento da liga, mas de suas respectivas proporções.In addition, Japanese patent JP 9263871 teaches that an alloy containing 0.8-5 wt% Y and 4-15 wt% Gd or Dy produces a product that can be forged to produce an alloy with good strength. However, there is no recognition in this document of the importance not only of the quantity of each alloy element but of their respective proportions.

Usando a dureza de pico como uma medida, alguns testes foram realizados em ligas com valores constantes de percentual atômico de terras raras (Terras Raras Totais), ao mesmo tempo em que se variava a proporção de itrio mais outros lantanideos solúveis em relação ao gadolinio. Os resultados são como segue: 0 documento JP 9263871 também discute a adição de Ca e outros lantanideos, mas nós descobrimos que a adição de Ca e determinados lantanideos é muito prejudicial para esses tipos de liga. Δ patente chinesa CN 1676646 pretende ensinar que uma ampla faixa de ligas contendo 1-6% em peso de Y, 6-15% em peso de Gd, 0,35-0,8% em peso de Zr e 0-1,5% em peso de Ca pode ser extrudada para produzir extrudatos de boa resistência, mas há pouca descrição especifica das ligas dos exemplos e nenhuma demonstração clara da utilidade das ligas descritas próximo dos limites da faixa reivindicada.Using peak hardness as a measure, some tests were performed on alloys with constant rare earth atomic percentage values (Total Rare Earths), while varying the ratio of itrio plus other soluble lanthanides relative to gadolinium. The results are as follows: JP 9263871 also discusses the addition of Ca and other lanthanides, but we have found that the addition of Ca and certain lanthanides is very detrimental to these alloy types. Chinese patent CN 1676646 aims to teach that a wide range of alloys containing 1-6 wt% Y, 6-15 wt% Gd, 0.35-0.8 wt% Zr and 0-1.5 Wt% Ca may be extruded to produce good strength extrudates, but there is little specific description of the alloys in the examples and no clear demonstration of the usefulness of the alloys described near the limits of the claimed range.

Toda essa técnica anterior parece estar focada na maximização da resistência da liga à custa de sua ductilidade, mas essa, posteriormente, é uma propriedade do material igualmente importante. Além disso, não há reconhecimento na técnica anterior do efeito dos níveis do elemento diferente da liga sobre o comportamento de corrosão das ligas descritas. 0 que a presente invenção ensina é uma forma de obter ductilidade aperfeiçoada enquanto também são obtidos altos níveis de resistência, sem sacrificar a resistência à corrosão. Nenhuma dessas técnicas anteriores reconhece que, quando dois ou mais lantanídeos e ítrio estão na mesma liga, o fator chave na eficácia das adições é a proporção específica de suas concentrações atômicas.All of this prior art seems to be focused on maximizing alloy strength at the expense of its ductility, but this is subsequently an equally important property of the material. In addition, there is no prior art recognition of the effect of different alloy element levels on the corrosion behavior of the described alloys. What the present invention teaches is a way to obtain improved ductility while also obtaining high levels of strength without sacrificing corrosion resistance. None of these prior techniques recognize that when two or more lanthanides and yttrium are in the same alloy, the key factor in the effectiveness of the additions is the specific proportion of their atomic concentrations.

Selecionando adições de liga dentro da faixa reivindicada na presente invenção e controlando a isotropia da liga, além dessas propriedades mecânicas aperfeiçoadas, as ligas da presente invenção geralmente terão taxas de corrosão menores que 100 milésimos de polegada por ano (mpy) no ensaio padrão industrial de névoa salina ASTM B117 e, de preferência, menores que 50 mpy. Uma vez que a técnica anterior acima não menciona o desempenho de corrosão das ligas descritas, então pode ser assumido que essa característica das ligas descritas estava em concordância com as ligas convencionais, isto é, inferior àquela das ligas da presente invenção e maior do que uma taxa de corrosão de 50 mpy.By selecting alloy additions within the range claimed in the present invention and controlling alloy isotropy, in addition to these improved mechanical properties, the alloys of the present invention will generally have corrosion rates of less than 100 milliseconds per year (mpy) in the standard industry test. ASTM B117 salt spray and preferably less than 50 mpy. Since the above prior art does not mention the corrosion performance of the described alloys, then it can be assumed that this characteristic of the described alloys was in agreement with conventional alloys, i.e. inferior to that of the alloys of the present invention and larger than one. corrosion rate of 50 mpy.

Em particular, no trabalho acadêmico publicado por Rokhlin, isto é, o livro intitulado "Magnesium Alloys Containing Rare Earth Metals" ("Ligas de Magnésio Contendo Metais de Terras Raras"), Rokhlin, L. L., publicado em 2003, o inventor do documento RU 1010880 afirma que o aumento no teor de ítrio de ligas de magnésio é prejudicial para a taxa de corrosão da liga, conforme mostrado na Tabela 3. O texto afirma que isso ocorre em virtude da presença de Mg24Ys, compostos os quais funcionam como catodo para a solução sólida.In particular, in the academic work published by Rokhlin, that is, the book entitled "Magnesium Alloys Containing Rare Earth Metals", "Rokhlin, LL, published in 2003, the inventor of the RU document. 1010880 states that the increase in the yttrium content of magnesium alloys is detrimental to the corrosion rate of the alloy as shown in Table 3. The text states that this is due to the presence of Mg24Ys, compounds which function as a cathode for the alloying. solid solution.

Tabela 3 De acordo com a presente invenção, é fornecida uma liga de magnésio consistindo de: 2,0 a 5,0% atômico, de preferência de 2,3 a 4,6% atômico, no total de gadolinio e pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de lantanideos pesados solúveis e itrio, em que a proporção da quantidade agregada de lantanideos pesados solúveis e itrio em relação à quantidade de gadolinio está entre 1,25:1 e 1,75:1 e, de preferência, aproximadamente 1,5:1; - 0 a 0,3% atômico de zircônio, de preferência pelo menos 0,03% atômico, opcionalmente com zinco, em que quando zinco está presente, a quantidade de zinco é tal que a proporção do peso de zinco em relação ao peso de zircônio é, de preferência, menor do que 2:1 e, mais preferivelmente, menor do que 0,75:1; - todos os outros lantanideos, isto é, lantânio, cério, praseodimio, neodimio, promécio, samário, európio e itérbio, em uma quantidade agregada de menos de 0,2% atômico e, de preferência, menos de 0,1% atômico; e - o balanço sendo magnésio com qualquer outro elemento estando presente em uma quantidade de não mais do que 0,2% atômico, de preferência não mais do que 0,1% atômico e, mais preferivelmente, estando presente apenas como uma impureza acidental.According to the present invention there is provided a magnesium alloy consisting of: 2.0 to 5.0 atomic%, preferably 2.3 to 4.6% atomic, total gadolinium and at least one element is selected from the group consisting of soluble heavy lanthanides and yttrium, wherein the ratio of the aggregate amount of soluble heavy lanthanides and yttrium to the amount of gadolinium is between 1.25: 1 to 1.75: 1 and preferably approximately 1 5: 1; 0 to 0.3% atomic zirconium, preferably at least 0.03% atomic, optionally with zinc, where when zinc is present, the amount of zinc is such that the ratio of weight of zinc to weight of zirconium is preferably less than 2: 1 and more preferably less than 0.75: 1; - all other lanthanides, ie lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium and ytterbium, in an aggregate amount of less than 0,2% atomic and preferably less than 0,1% atomic; and the balance being magnesium with any other element being present in an amount of no more than 0.2% atomic, preferably no more than 0.1% atomic and more preferably being present only as an accidental impurity.

No presente relatório descritivo, lantanideos pesados solúveis são definidos como elementos com números atômicos de 65 a 69 e também 71. Lantanideos pesados solúveis (SHL) são aqueles os quais mostram solubilidade sólida substancial em magnésio. São eles: térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio e lutécio. Esses elementos são caracterizados por todos eles terem a mesma estrutura metálica empacotada hexagonal fechada, assim como a estrutura possuída pelo ítrio e magnésio, e por terem um raio metálico entre 0,178 e 0,173 nm. Eles também existem apenas em um estado trivalente quando oxidados, o que dessa forma distingue os mesmos de elementos tais como o európio e o itérbio, os quais mostram tanto trivalência como bivalência e não mostram qualquer solubilidade sólida apreciável em magnésio. Quando presente, o nível agregado de lantanideos pesados solúveis deve ser maior do que 0,1% atômico de forma a contribuir significativamente para as propriedades mecânicas da liga. Um lantanídeo pesado solúvel particularmente preferido é o érbio. É bem conhecido que o fortalecimento de ligas através do endurecimento por precipitação é uma função da quantidade e do tipo de partículas que são formadas. Esse efeito está relacionado tanto à quantidade de elementos de formação de liga que podem ser dissolvidos na matriz expressa como percentual atômico e não como percentual em peso, como ao potencial de precipitação de partículas intermetálicas através de tratamento térmico. Os diagramas de fase binária para lantanídeos pesados solúveis e magnésio, para ítrio e magnésio e para gadolínio e magnésio mostram esse potencial. A partir desses diagramas de fases, foi assumido, até o momento, que os lantanídeos pesados solúveis, gadolínio e ítrio fortalecerão o magnésio de formas similares. Contudo, surpreendentemente, descobriu-se que, quando o gadolínio está presente em uma quantidade específica, a adição de um lantanídeo pesado solúvel ou ítrio dentro de uma faixa definida causa a formação de pelo menos uma fase ternária indeterminada, a qual afeta as propriedades mecânicas da liga. Essa fase ternária requer uma proporção de 3:2 entre o lantanídeo pesado solúvel ou ítrio e o gadolínio. Ligas tendo essa proporção demonstram uma melhor combinação de propriedades mecânicas, isto é, resistência, ductilidade e propriedades transversas, do que pode ser obtido usando outras combinações de quantidades dos lantanídeos, ítrio e gadolínio. Propriedades significativamente aperfeiçoadas podem ser encontradas onde a proporção está entre 1,25:1 e 1,75:1 para ligas as quais contem de 2,3 a 4,6% atômico no total de gadolínio e pelo menos um lantanídeo pesado solúvel ou ítrio. Fora dessa faixa, a resistência e/ou ductilidade da liga declina. Esse declínio se torna perceptível quando a quantidade total de gadolínio, lantanídeo pesado solúvel e ítrio está abaixo de 2,0% atômico e acima de 5,0% atômico.In the present descriptive report, soluble heavy lanthanides are defined as elements with atomic numbers 65 to 69 as well as 71. Soluble heavy lanthanides (SHL) are those which show substantial solid solubility in magnesium. They are terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium and lutetium. These elements are characterized in that they all have the same enclosed hexagonal packed metal structure as well as the structure possessed by yttrium and magnesium, and have a metal radius between 0.178 and 0.173 nm. They also exist only in a trivalent state when oxidized, which thus distinguishes them from elements such as europium and ytterbium, which show both trivalence and bivalence and show no appreciable solid solubility in magnesium. When present, the aggregate level of soluble heavy lanthanides should be greater than 0.1% atomic in order to contribute significantly to the mechanical properties of the alloy. A particularly preferred soluble heavy lanthanide is erbium. It is well known that alloy strengthening through precipitation hardening is a function of the amount and type of particles that are formed. This effect is related both to the amount of alloying elements that can be dissolved in the matrix expressed as atomic percent and not as weight percent, as well as to the potential for precipitation of intermetallic particles by heat treatment. The binary phase diagrams for soluble heavy magnesium and magnesium, yttrium and magnesium and gadolinium and magnesium show this potential. From these phase diagrams, it has been assumed to date that soluble heavy lanthanides, gadolinium and yttrium will strengthen magnesium in similar ways. Surprisingly, however, it has been found that when gadolinium is present in a specific amount, the addition of a soluble heavy yttranide or yttrium within a defined range causes the formation of at least one undetermined ternary phase which affects the mechanical properties. from the league. This ternary phase requires a 3: 2 ratio of soluble heavy yttrium lanthanide or gadolinium. Alloys having this ratio demonstrate a better combination of mechanical properties, i.e. strength, ductility and transverse properties, than can be obtained using other combinations of lanthanide, yttrium and gadolinium quantities. Significantly improved properties can be found where the ratio is between 1.25: 1 and 1.75: 1 for alloys containing 2.3 to 4.6% atomic total gadolinium and at least one soluble or yttrium heavy lanthanide . Outside this range, the strength and / or ductility of the alloy declines. This decline becomes noticeable when the total amount of gadolinium, heavy soluble lanthanide and yttrium is below 2.0% atomic and above 5.0% atomic.

De forma a auxiliar esse efeito de endurecimento por precipitação, um elemento de refino em grão pode ser adicionado em uma quantidade até seu limite de solubilidade sólida na liga. Um dos tais elementos preferidos é o zircônio. Esse pode ser adicionado em quantidades crescentes geralmente aperfeiçoando as propriedades de limite de elasticidade e alongamento à ruptura. Para tal efeito, pelo menos 0,031 atômico de zircônio devem estar presentes e a quantidade máxima é o limite de solubilidade sólida de Zr na liga, o qual geralmente é de aproximadamente 0,3% atômico. Contudo, tanto com altos como com baixos níveis de zircônio, a resistência à corrosão pode declinar. A composição mais preferida para uma liga contendo zircônio da presente invenção é 5,5 a 6,5% em peso de Y, 6,5 a 7,5% em peso de Gd e 0,2 a 0,4% em peso de Zr, com o restante sendo magnésio e impurezas acidentais. Para algumas composições de liga, o nível de zircônio deve ser de 0,3 a menos de 0,35% em peso de forma a passar no teste de névoa salina de 50 mpy.In order to aid this precipitation hardening effect, a grain refining element may be added in an amount up to its solid solubility limit on the alloy. One of such preferred elements is zirconium. This can be added in increasing amounts generally improving the elasticity limit and elongation at break properties. For this purpose, at least 0.031 atomic zirconium must be present and the maximum amount is the solid solubility limit of Zr in the alloy, which is generally approximately 0.3% atomic. However, with both high and low zirconium levels, corrosion resistance may decline. The most preferred composition for a zirconium-containing alloy of the present invention is 5.5 to 6.5 wt.% Y, 6.5 to 7.5 wt.% Gd and 0.2 to 0.4 wt.%. Zr, with the rest being magnesium and accidental impurities. For some alloy compositions, the zirconium level must be 0.3 to less than 0.35 wt% in order to pass the 50 mpy salt spray test.

Descobriu-se que a presença de pequenas quantidades de zinco é benéfica para o desempenho de corrosão das ligas da presente invenção, mas à medida que o nivel de zinco é aumentado, o desempenho de corrosão da liga deteriora. De preferência, o nível de zinco deve ser de 0,07 a menos de 0,5% atômico. Parece haver também uma ligação no que se refere à formação de diferentes tipos de precipitados quando tanto zircônio quanto zinco estão presentes na liga e descobriu-se que a proporção de zinco para zircônio não deve exceder 2:1 e, de preferência, deve ser menor do que 0,75:1.The presence of small amounts of zinc has been found to be beneficial to the corrosion performance of the alloys of the present invention, but as the zinc level is increased, the corrosion performance of the alloy deteriorates. Preferably, the zinc level should be from 0.07 to less than 0.5% atomic. There also appears to be a bond regarding the formation of different types of precipitates when both zirconium and zinc are present in the alloy and it has been found that the ratio of zinc to zirconium should not exceed 2: 1 and preferably should be lower. than 0.75: 1.

Qualquer outro lantanídeo que não seja o lantânio pesado solúvel requerido ou ítrio deve estar presente em uma quantidade total de menos de 0,2% atômico e, de preferência, abaixo de 0,1% atômico; de outro modo, há interferência com a formação de pelo menos uma fase ternária indeterminada desejada conforme descrito acima. Similarmente, qualquer outro elemento deve estar presente em uma quantidade de não mais do que 0,2% atômico, de preferência não mais do que 0,1% atômico e, mais preferivelmente, estar presente apenas em um nível de impureza acidental.Any lanthanide other than the required soluble heavy lanthanum or yttrium must be present in a total amount of less than 0.2% atomic and preferably below 0.1% atomic; otherwise there is interference with the formation of at least one desired undetermined ternary phase as described above. Similarly, any other element should be present in an amount of no more than 0.2 atomic%, preferably no more than 0.1% atomic and more preferably only present at an accidental impurity level.

As ligas da presente invenção podem ser usadas para extrusões, folhas, placas e peças forjadas forjamentos. Adicionalmente, elas podem ser usadas para partes usinadas e/ou fabricadas a partir de extrusões, folhas, placas ou peças forjadas.The alloys of the present invention may be used for extrusions, sheets, plates and forgings forgings. Additionally, they can be used for machined parts and / or manufactured from extrusions, sheets, plates or forgings.

Exemplos Uma liga de magnésio DF8791 foi produzida contendo 3,04% atômico no total de itrio e gadolinio, onde a proporção de itrio para gadolinio era de 1,52:1.Examples A DF8791 magnesium alloy was produced containing 3.04% atomic total of yttrium and gadolinium, where the ratio of yttrium to gadolinium was 1.52: 1.

Adicionalmente, ela continha 0,15% atômico de zircônio, com outros elementos estando em níveis de impureza.Additionally, it contained 0.15% atomic zirconium, with other elements being at impurity levels.

Outra liga de magnésio, DF8961, foi produzida contendo 2,65% atômico no total de itrio e gadolinio, com uma proporção de itrio para gadolinio de 1,46:1. Adicionalmente, ela continha 0,12% atômico de Zr e 0,08% atômico de Zn, como outros elementos estando em níveis de impureza.Another magnesium alloy, DF8961, was produced containing 2.65% atomic total of yttrium and gadolinium, with a yttrium to gadolinium ratio of 1.46: 1. Additionally, it contained 0.12% atomic Zr and 0.08% atomic Zn, like other elements being at impurity levels.

Outra liga de magnésio, DF9380, foi produzida contendo 3,03% atômico de uma mistura de érbio, gadolinio e itrio com uma proporção de terras raras solúveis mais itrio para gadolinio de 1,38:1. Adicionalmente, ela continha 0,125% atômico de zircônio.Another magnesium alloy, DF9380, was produced containing 3.03% atomic of a mixture of erbium, gadolinium and yttrium with a soluble plus itanium to gadolinium ratio of 1.38: 1. Additionally, it contained 0.125% atomic zirconium.

Todas essas ligas possuíam limites de elasticidade maiores do que 300 MPa e alongamento à ruptura maior ou igual a 10%.All of these alloys had yield strengths greater than 300 MPa and elongation at break greater than or equal to 10%.

Três outras ligas de magnésio foram testadas, isto é, as ligas DF8915, DF9386 e DF8758, as quais tinham níveis totais similares de itrio e gadolinio em relação àqueles da liga DF8961, mas em diferentes proporções. DF8915 tinha uma proporção significativamente maior de 3,9:1 e isso produziu um limite de elasticidade reduzido de apenas 250 MPa. DF9386 e DF8758 tinham ambas uma proporção significativamente menor de 0,72:1 e 0,93:1, respectivamente. Essas baixas proporções tiveram o efeito de reduzir a ductilidade dessas ligas para abaixo de 5% para níveis que são comercialmente inaceitáveis para esse tipo de produto.Three other magnesium alloys were tested, namely DF8915, DF9386 and DF8758, which had similar total levels of itrio and gadolinium compared to those of DF8961, but in different proportions. DF8915 had a significantly higher ratio of 3.9: 1 and this produced a reduced yield strength of only 250 MPa. DF9386 and DF8758 both had a significantly lower ratio of 0.72: 1 and 0.93: 1, respectively. These low proportions had the effect of reducing the ductility of these alloys below 5% to levels that are commercially unacceptable for this type of product.

Uma outra liga de magnésio, DF9381, foi produzida contendo 2,99% atômico de uma mistura de itérbio, gadolinio e itrio, com uma proporção de terras raras solúveis mais itrio para gadolinio de 1,39:1. Adicionalmente, ela continha 0,121% atômico de zircônio. O itérbio nessa liga não é um lantanídeo pesado solúvel e, como resultado de sua adição à liga, a resistência da liga foi reduzida para níveis inaceitavelmente baixos.Another magnesium alloy, DF9381, was produced containing 2.99% atomic of a mixture of ytterbium, gadolinium and itrio, with a soluble rare earth plus gadolinium to gadolinium ratio of 1.39: 1. Additionally, it contained 0.121% atomic zirconium. The ytterbium in this alloy is not a heavy soluble lanthanide and, as a result of its addition to the alloy, the alloy strength has been reduced to unacceptably low levels.

Um outro conjunto de ligas de teste foi produzido para examinar o efeito do zircônio sobre a corrosão para as ligas da presente invenção. Os fundidos de DF9382a a DF9382e tinham todos a mesma composição, exceto quanto a níveis variados de zircônio. A liga DF9382a mostra que, se o material é isento de zircônio (isto é, abaixo dos limites detectáveis com espectroscopia industrial padrão por emissão de centelha) , a taxa de corrosão está acima do nível aceitável de corrosão de 50 milésimos de polegada por ano no ensaio de névoa salina padrão. Ainda, em niveis maiores de zircônio para essa liga, DF9382b e DF9382c também mostram esse comportamento pobre. Contudo, para niveis de zircônio entre 0,03% atômico (0,1% em peso) e 0,12% atômico (0,4% em peso), bom desempenho de corrosão é obtido. Isso é demonstrado por DF9382d e DF9382e.Another set of test alloys was produced to examine the effect of zirconium on corrosion for the alloys of the present invention. The melts from DF9382a to DF9382e all had the same composition except for varying zirconium levels. Alloy DF9382a shows that if the material is zirconium-free (ie below detectable limits with standard industrial spark emission spectroscopy), the corrosion rate is above the acceptable corrosion level of 50 thousandths of an inch per year. Standard saline mist test. Also, at higher zirconium levels for this alloy, DF9382b and DF9382c also show this poor behavior. However, for zirconium levels between 0.03% atomic (0.1% by weight) and 0.12% atomic (0.4% by weight), good corrosion performance is obtained. This is demonstrated by DF9382d and DF9382e.

Um sumário desses resultados de teste é mostrado na Tabela 4 em anexo, onde alguns dos dados foram arredondados.A summary of these test results is shown in the attached Table 4, where some of the data has been rounded.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Magnesium alloy consisting of: - 2,0 to 5,0% atomic in total gadolinium and at least one element selected from the group consisting of soluble heavy lanthanides and yttrium, wherein the soluble heavy lanthanides are terbium, dysprosium, holmium , erbium, thulium elutecium, and wherein the ratio of the aggregate amount of soluble heavy lanthanides and yttrium to the amount of gadolinium is between 1.25: 1 and 1.75: 1; - all other lanthanides in an aggregate amount of less than 0,2% atomic; and - the balance being magnesium, with any other element being present only as an incidental impurity in an amount of less than 0.2% atomic, characterized in that the magnesium alloy additionally contains zirconium in an amount of 0.06 to 0.12% atomic.

Alloy according to claim 1, characterized in that the total amount of gadolinium, at least one yttrium soluble heavy lanthanide is 2.3 to 4.6% atomic.

Alloy according to claim 1 or 2, characterized in that said ratio is 1.5: 1.

Alloy according to any one of claims 1 to 3, characterized in that at least one soluble heavy lanthanide is present in an amount of at least 0.1 atomic%.

Alloy according to claim 4, characterized in that the at least one soluble heavy lanthanide is erbium.

Alloy according to any one of the preceding claims, characterized in that all other lanthanides are present in an aggregate amount of less than 0.1% atomic.

7 Alloy according to any one of the preceding claims, characterized in that any other element is present in an amount of less than 0.1% atomic.

Alloy according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it additionally contains zinc in an amount of 0.06 to 0.6% atomic.

Alloy according to claim 8, characterized in that zinc is present in an amount from 0.07 to less than 0.5% atomic.

Alloy according to claim 1, characterized in that zirconium is present in an amount of 0.06 to 0.1% atomic.

Alloy according to claim 10, characterized in that it further contains zinc, wherein the amount of zinc is such that the ratio of weight of zinc to weight of zirconium is less than 2: 1.

Alloy according to claim 11, characterized in that the zinc / zirconium ratio is less than 0.75: 1.

An alloy according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it has a corrosion rate of less than 50 milliseconds per year in a standard salt spray test.

Alloy according to claim 1, characterized in that it comprises 5.5-6.5 wt% Y, 6.5-7.5 wt% Gd and 0.2-0.4 % by weight of Zr, with the remainder being magnesium and accidental impurities.

Alloy according to claim 14, characterized in that it contains 0.3 to 0.35% by weight of Zr.

Alloy according to any one of claims 1 to 15, characterized in that when finished it is in the form of an extrusion, sheet, plate, forged part or mechanical part.

Alloy according to claim 14 or 15, characterized in that it has a corrosion rate of less than 50 milliseconds per year in a standard salt spray test.