Aluminiurn-3Lagnesiumlegierung. Die Erfindung betrifft eine Aluminium Magnesiumlegierung mit einem Magnesium- gehalt von 5 % bis 16 %. Eine solche Legie- rung hat gewisse vorteilhafte Eigenschaften, aber auch gewisse Nachteile. Aluminium- Magnesiumlegierungen, die mit Aluminium von hoher Reinheit hergestellt sind, haben. hohe Korrosionsbeständigkeit, leider aber ist solches Metall relativ teuer und daher für manche Zwecke praktisch ausgeschlossen,
so dass dafür dann "Handelsaluminium" be nutzt werden muss. Die mit. solchem her gestellten Legierungen sind anderseits mehr der Korrosion unterworfen, so dass in man chen Fällender Vorteil .der Billigkeit durch mangelhafte Korrosionsbeständigkeit auf gewogen oder überwogen wird.
Die Erfin dung bezweckt daher eine Aluminium-Mag- nesiumlegierung zu schaffen, in der das Alu minium nicht besser als handelsüblich hin sichtlich des gesamten Gehaltes an Verun reinigungen zu sein braucht, die aber trotz dem einen Grad von Korrosionsbeständigkeit aufweist, der dem bisher nur bei Legierungen erzielbaren vergleichbar ist, die mit,dem er wähnten teueren Metall von hoher Reinheit hergestellt sind.
Mit "Aluminium handels- üblicher Beschaffenheit" oder "Handelsalu- minium" wird hier solches Aluminium wie .das gewöhnliche Blockmetall des Handels bezeichnet, das, bekanntlich im Durchschnitt nicht mehr als zu etwa 99,2 oder 99,3% rein ist, während,der Rest meist aus.
Silizium und Eisen: und manchmal geringen Mengen von Kupfer besteht.
Es wurde festgestellt, dass von -den Verun reinigungen, die gewöhnlich in genügenden Mengen vorhanden sind, um eine erhebliche Wirkung auf die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumlegierungen mit hohem Magne- siumgehalt, zum Beispiel 5 % oder mehr, aus zuüben, Eisen am schädlichsten ist.
Auch wurde durch Versuche mit einer wässerigen Lösung von 2'0% Chlornatrium und 0,3 Wasserstoffsuperoxyd gefunden, dass es von Vorteil ist, wenn die Eisenverunreinigung kleiner oder doch jedenfalls nicht grösser ist, als die Siliziumverunreinigung. Die Legie rung gemäss der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass. sie aus Handelsalumi nium und Magnesium hergestellt ist, und,
dass die Siliziumverunreinigung nicht kleiner als die Eisenverunreinigung ist, wodurch sie hohe Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu einer gleichartigen Legierung mit kleine rem Verhältnis Silizium zu Eisen aufweist.
Es wird so möglich, durch Verwendung von Aluminium von geringer Eisenverunreini gung, wenn auch relativ hoher Silizium verunreinigung, Aluminium-Magnesiumlegie- rungen zu schaffen, die eine angemessene Korrosionsbeständigkeit für Verwendungen haben, bei denen. Korrosionsbeständigkeit von besonderer Wichtigkeit ist.
Bei den obigen Versuchen wurde die Kon zentration des Wasserstoffsuperoxyds im wesentlichen konstant .gehalten, und die- Zeit und Eintauchung der Probestücke war 48 Stunden. Die Korrosionsbeständigkeit wurde durch Augenschein mittelst Prüfung durch das blosse Auge und durch das Mikroskop und quantitativ durch Wägung,des geglühten Korrosionsproduktes. beurteilt. Als Standard wurde eine Legierung gewählt, die 10 % Mag nesium, 0,04% Kupfer, 0,10% Silizium und 0,02% Eisen enthält (was 0,12% für die letzteren beiden insgesamt ausmacht).
ES wurde gefunden, dass bei einer Legierung mit demselben Ma.gnesiumgehalt und 0,05 % Ei sengehalt, aber mit 0,99% Silizium die Kor rosion (nach Gewicht des Korrosionsproduk tes) nur 13 % stärker als im Falle der Stan- dardlegierung war, während bei<B>0,10%</B> Sili zium und 1,01 % Eisen die Korrosion ä95 stärker als bei der Standardlegierung war.
Typische Resultate, die sieh mit Legierungen von 10 % bis 10,68 % Magnesiumgehalt erge ben haben, sind wie folgt zusammengestellt, wobei die Korrosion der Standardlegierung (mit A bezeichnet) als Einheit für Ver gleichszwecke gewählt worden ist.
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<I>Tabelle</I>
<tb> Wenig <SEP> Silizium, <SEP> steigender <SEP> Eisengehalt.
<tb> Legie- <SEP> % <SEP> Cu <SEP> /o <SEP> Si <SEP> % <SEP> Fe <SEP> % <SEP> Si <SEP> -f- <SEP> Fe <SEP> horro rung <SEP> sion
<tb> A <SEP> 0,04 <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> 0,12 <SEP> 1,00
<tb> B <SEP> 0,0<B>5</B> <SEP> 0,07 <SEP> 0,26 <SEP> 0,33 <SEP> 3,35
<tb> C <SEP> 0,05 <SEP> 0,07 <SEP> 0,56 <SEP> 0,63 <SEP> 6,19
<tb> D <SEP> 0,05 <SEP> 0,10 <SEP> 1,01 <SEP> 1,11 <SEP> 7,95
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<I>Tabelle <SEP> 2:
</I>
<tb> Steigender <SEP> Siliziumgehalt, <SEP> Eisen <SEP> 0,05 <SEP> % <SEP> .
<tb> Legie- <SEP> o% <SEP> Cu <SEP> o/" <SEP> Si <SEP> o <SEP> /,FE, <SEP> % <SEP> Si <SEP> + <SEP> Fe <SEP> gorro rung <SEP> sion
<tb> A <SEP> 0,04 <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> 0,12 <SEP> 1,00
<tb> E <SEP> 0,05 <SEP> 0,25 <SEP> 0,05 <SEP> 0,30 <SEP> 1,19
<tb> F <SEP> 0,05 <SEP> 0,57 <SEP> 0,05 <SEP> 0,62 <SEP> 1,21
<tb> G <SEP> 0,05 <SEP> 0,99 <SEP> 0,05 <SEP> 1,04 <SEP> 1,13
EMI0002.0038
EMI0002.0039
Die Legierungen B und E mit 0g33 bezw. 0,30% Silizium plus Eisen haben einen Gehalt von 0,38 bezw. 0,35 % Kupfer plus Silizium plus Eisen,
sind also beträchtlich reiner als ein Metall, das als handelsüblich anzusehen ist. Trotzdem erlitt Legierung B, welche dreimal so viel Eisen wie Silizium enthielt, mehr als dreimal so viel Korrosion wie die Standardlegierung A. Die tatsäch- liche Steigerung belief sich auf 3,35-1,00 _ 235 % von<B>1,00,</B> während Legierung E, die nur 0,03,,o weniger Silizium plus Eisen ent hielt, aber fünfmal mehr Silizium als, Eisen hatte, nur 19 % (1,19-1,00 =<B>19%</B> von 1,00) mehr Korrosion als die Standardlegierung aufwies.
In den Legierungen C und F (die je 0,05 % Kupfer enthalten) ist der Unter schied in ihrem Gehalt von Silizium plus Ei sen nur 0,01 %. Legierung C aber, die 0;56 Eisen und nur 0,07 % .Silizium enthält, zeigte eine sechsfach gmössere Korrosion als die Standardlegierung bezw. eine Steigerung von 500 % über letztere hinaus, während Legie rung F, die (zusätzlich zu 0,05 % Kupfer) <B>0,05%</B> Eisen und<B>0,57%</B> Silizium enthält, eine um nur 21% grössere Korrosion als die Standardlegierung zeigte.
Ebenso war bei Legierung D, die 0,05 % Kupfer, 0,10 % Sili zium und 1,01 % Eisen enthält, die Korrosion um nahezu 700 % grösser als bei der Standard legierung, während bei Legierung G, die 0,05 % Kupfer,<B>0,99%</B> Silizium und 0,05 Eisen enthält, die Korrosion nur 13 % höher als. bei der Standardlegierung war.
Die Wirkung wechselnder Gehalte an Sili zium und Eisen ist in Tabelle 4 angegeben. Die Legierungen G und D unterscheiden sich im Gehalt an Silizium plus Eisen um nur 0,07%, dabei hat aber Legierung D, in wel cher das Verhältnis von Silizium zu Eisen 1 : 10 ist, mehr als das Siebenfache der Kor rosion der Legierung G, in welcher ,das Ver hältnis von Silizium zu Eisen etwa 20: 1 ist, mehr als das 6,5fache der Korrosion der Le gierung F, in welcher das Verhältnis 11 :
1 ist und mehr als das dreifache der Korrosion der Legierung J, in der das Verhältnis klei ner als 1 : 1 ist. Man sollte annehmen, dass die Legierungen G und D von etwa 98,9 und 98,82o' Reinheit als etwa .gleichwertig zu er- achten seien; dabei ist aber bezüglich Korro sionsbeständigkeit D sehr schlecht, während G praktisch ebensogut wie .die sehr reine Legie rung A ist.
Die oben beschriebene Wirkung von Eisen in handelsüblichen Aluminium-Magnesium- legierungen zeigt sich, wie festgestellt wurde, über einen Bereich des Magnesiumgelhaltes von 5 bis<B>16%,</B> wobei der Korrosionsverlust wächst, wenn der Eisengehalt zunimmt bezw. die Korrosionsbeständigkeit zunimmt, wenn der Eisengehalt relativ zum Siliziumgehalt abnimmt.
Es ist daher möglich, unter Ver wendung eines Aluminiums von relativ geTin- ger Reinheit, zum Beispiel 99;0 Reinheit, die geringer oder jedenfalls doch nicht höher als der Durehschnitt,des jetzigen Blockalumi niums des Handels ist, eine Aluminium-Mag- nesiumlegierung zu erzeugen, deren Korro sionsbeständigkeit derjenigen von Legierun gen vergleichbar ist, die mit Aluminium von hoher Reinheit, zum Beispiel 99,
85 % Rein heit hergestellt sind. Das Magnesium kann von gewöhnlicher Handelsgüte (zum Beispiel 99,0 % Reinheit) oder besser sein, da der im Magnesium gewöhnlich gefundene Eisen gehalt meist sehr klein, ist und ausserdem die gesamte in die Legierung durch das Magne sium eingeführte Eisenmenge nur gering ist, weil das Magnesium eingeringerer Bestand- teil im Vergleich zum Aluminium ist. Kurz gesagt, mit Handelsmagnesium ist die Menge ,des in die Legierung durch das Magnesium eingeführten Eisens so klein, dass sie zu ver nachlässigen ist.
Verschiedene Posten von Handelsalumi nium können sehr stark nicht bloss im gesam ten Gehalt an Verunreinigungen, sondern auch im Gehalt an besonderen Verunreinigun gen verschieden sein. Zum Beispiel kann ein Posten mehr Eisen haben, als mit der für einen besonderen Zweck gewünschten Korro sionsbeständigkeit verträglich, und kann da her unverwendbar sein, während ein anderer Posten weniger Eisen als nötig haben kann. In .solchen Fällen kann,der erste Posten oft verwendbar gemacht werden,
indem man beide Posten mischt. In manchen Fällen kann der Eisengehalt auf einen brauchbaren Be- trag durch Zumischen mehr oder weniger hoch reinen Aluminiums. zudem eisenreichen Metall gesenkt werden. Man kann auch beide Hilfsmittel verwenden. Somit kann man durch richtige Auswahl und Kombination billigere Sorten von Aluminium, gelegentlich unter Zumischung einer relativ kleinen Menge reinen Metalls, eine Legierung von angemes sener Korrosionsbeständigkeit billiger her stellen als durch Verwendung nur sehr reinen Metalles.
Aluminum-3Lagnesium alloy. The invention relates to an aluminum magnesium alloy with a magnesium content of 5% to 16%. Such an alloy has certain advantageous properties, but also certain disadvantages. Aluminum-magnesium alloys made with high purity aluminum. high corrosion resistance, but unfortunately such metal is relatively expensive and therefore practically impossible for some purposes,
so that "commercial aluminum" must then be used. With. Such manufactured alloys are, on the other hand, more subject to corrosion, so that in some cases the advantage of cheapness is outweighed or outweighed by poor corrosion resistance.
The aim of the invention is therefore to create an aluminum-magnesium alloy in which the aluminum does not need to be better than commercially available in terms of the total content of impurities, but which has a level of corrosion resistance that has so far only been achieved Alloys obtainable is comparable, which are made with the expensive metal he mentioned of high purity.
"Aluminum of commercial quality" or "commercial aluminum" is used here to denote such aluminum as the common commercial ingot metal which, as is well known, is on average no more than about 99.2 or 99.3% pure, while the rest mostly off.
Silicon and iron: and sometimes consists of small amounts of copper.
It has been found that of the impurities which are usually present in sufficient quantities to have a significant effect on the corrosion resistance of aluminum alloys with high magnesium content, for example 5% or more, iron is the most damaging.
Experiments with an aqueous solution of 20% sodium chloride and 0.3% hydrogen peroxide have also shown that it is advantageous if the iron contamination is less or at least not greater than the silicon contamination. The alloy according to the invention is now characterized in that it is made from commercial aluminum and magnesium, and
that the silicon impurity is not smaller than the iron impurity, whereby it has high corrosion resistance compared to a similar alloy with a smaller ratio of silicon to iron.
It thus becomes possible, by using aluminum of low iron contamination, albeit relatively high silicon contamination, to create aluminum-magnesium alloys which have adequate corrosion resistance for uses in which. Corrosion resistance is of particular importance.
In the above experiments, the concentration of hydrogen peroxide was kept essentially constant, and the time and immersion of the test pieces was 48 hours. The corrosion resistance was determined by visual inspection by means of examination by the naked eye and through the microscope, and quantitatively by weighing the annealed corrosion product. judged. The standard chosen was an alloy containing 10% magnesium, 0.04% copper, 0.10% silicon and 0.02% iron (which is 0.12% for the latter two in total).
It was found that with an alloy with the same magnesium content and 0.05% iron content, but with 0.99% silicon, the corrosion (based on the weight of the corrosion product) was only 13% stronger than in the case of the standard alloy while with <B> 0.10% </B> silicon and 1.01% iron, the corrosion was greater than that of the standard alloy.
Typical results obtained with alloys with a magnesium content of 10% to 10.68% are summarized as follows, with the corrosion of the standard alloy (denoted by A) being selected as the unit for comparison purposes.
EMI0002.0036
<I> table </I>
<tb> Little <SEP> silicon, <SEP> increasing <SEP> iron content.
<tb> Alloy- <SEP>% <SEP> Cu <SEP> / o <SEP> Si <SEP>% <SEP> Fe <SEP>% <SEP> Si <SEP> -f- <SEP> Fe <SEP > horro rung <SEP> sion
<tb> A <SEP> 0.04 <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> 0.12 <SEP> 1.00
<tb> B <SEP> 0.0 <B> 5 </B> <SEP> 0.07 <SEP> 0.26 <SEP> 0.33 <SEP> 3.35
<tb> C <SEP> 0.05 <SEP> 0.07 <SEP> 0.56 <SEP> 0.63 <SEP> 6.19
<tb> D <SEP> 0.05 <SEP> 0.10 <SEP> 1.01 <SEP> 1.11 <SEP> 7.95
EMI0002.0037
<I> Table <SEP> 2:
</I>
<tb> Increasing <SEP> silicon content, <SEP> iron <SEP> 0.05 <SEP>% <SEP>.
<tb> Alloy- <SEP> o% <SEP> Cu <SEP> o / "<SEP> Si <SEP> o <SEP> /, FE, <SEP>% <SEP> Si <SEP> + <SEP> Fe <SEP> fermentation <SEP> sion
<tb> A <SEP> 0.04 <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> 0.12 <SEP> 1.00
<tb> E <SEP> 0.05 <SEP> 0.25 <SEP> 0.05 <SEP> 0.30 <SEP> 1.19
<tb> F <SEP> 0.05 <SEP> 0.57 <SEP> 0.05 <SEP> 0.62 <SEP> 1.21
<tb> G <SEP> 0.05 <SEP> 0.99 <SEP> 0.05 <SEP> 1.04 <SEP> 1.13
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The alloys B and E with 0g33 respectively. 0.30% silicon plus iron have a content of 0.38 respectively. 0.35% copper plus silicon plus iron,
are therefore considerably purer than a metal that is to be regarded as commercially available. Nevertheless, alloy B, which contained three times as much iron as silicon, suffered more than three times as much corrosion as the standard alloy A. The actual increase was 3.35-1.00 - 235% of <B> 1.00 , </B> while alloy E, which contained only 0.03,, o less silicon plus iron but had five times more silicon than, iron, only 19% (1.19-1.00 = <B> 19% Of 1.00) showed more corrosion than the standard alloy.
In alloys C and F (which each contain 0.05% copper), the difference in their silicon plus iron content is only 0.01%. Alloy C, however, which contains 0.56 iron and only 0.07% silicon, showed six times more corrosion than the standard alloy or an increase of 500% over the latter, while alloy F, which contains (in addition to 0.05% copper) <B> 0.05% </B> iron and <B> 0.57% </B> silicon , showed only 21% greater corrosion than the standard alloy.
Likewise, with alloy D, which contains 0.05% copper, 0.10% silicon and 1.01% iron, the corrosion was almost 700% greater than with the standard alloy, while with alloy G, which contained 0.05% Copper, <B> 0.99% </B> contains silicon and 0.05 iron, the corrosion only 13% higher than. was in the standard alloy.
The effect of changing levels of silicon and iron is shown in Table 4. Alloys G and D differ in the content of silicon plus iron by only 0.07%, but alloy D, in which the ratio of silicon to iron is 1:10, has more than seven times the corrosion of alloy G , in which the ratio of silicon to iron is about 20: 1, more than 6.5 times the corrosion of alloy F, in which the ratio 11:
1 and more than three times the corrosion of alloy J in which the ratio is less than 1: 1. One should assume that the alloys G and D of about 98.9 and 98.82o 'purity are to be regarded as roughly equivalent; In terms of corrosion resistance, however, D is very poor, while G is practically as good as the very pure alloy A.
The above-described effect of iron in commercially available aluminum-magnesium alloys is shown, as has been found, over a range of magnesium gel content from 5 to 16%, with the corrosion loss increasing when the iron content increases or. the corrosion resistance increases as the iron content decreases relative to the silicon content.
It is therefore possible to use an aluminum of relatively low purity, for example 99.0 purity, which is lower or at least not higher than the average of the current block aluminum on the market, to an aluminum-magnesium alloy produce whose corrosion resistance is comparable to that of alloys made with aluminum of high purity, for example 99,
85% purity are manufactured. The magnesium can be of ordinary commercial quality (for example 99.0% purity) or better, since the iron content usually found in magnesium is usually very small and, moreover, the total amount of iron introduced into the alloy by the magnesium is only small because the magnesium is a smaller component compared to aluminum. In short, with commercial magnesium, the amount of iron introduced into the alloy by the magnesium is so small that it is negligible.
Different items of commercial aluminum can differ greatly, not only in terms of the total content of impurities, but also in terms of the content of specific impurities. For example, one item may have more iron than is compatible with the corrosion resistance desired for a particular purpose and may therefore be unusable, while another item may have less iron than necessary. In such cases, the first item can often be made usable
by mixing both items. In some cases, the iron content can be reduced to a useful amount by adding more or less highly pure aluminum. iron-rich metal can also be lowered. You can also use both tools. Thus, through correct selection and combination, cheaper types of aluminum, occasionally with the addition of a relatively small amount of pure metal, can produce an alloy of adequate corrosion resistance cheaper than by using only very pure metal.