DE102005010626A1

DE102005010626A1 - Castable aluminum alloy for use in preparing a casting e.g. engine cylinder block or engine cylinder head, comprises manganese and iron in weight ratio that reduces the porosity and improve tensile strength of a casting made from the alloy

Info

Publication number: DE102005010626A1
Application number: DE102005010626A
Authority: DE
Inventors: Herbert William Doty
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2005-10-06
Also published as: US20050199318A1

Abstract

A castable aluminum alloy comprises (wt.%) silicon (0-19), copper (0-5), magnesium (0-1.5), zinc (=3), nickel (=2), titanium (=0.3), iron (0-1.5), and manganese (0.2-3). The weight ratio of manganese/iron is >=0.6 when iron is less than 0.4 wt.%, and the weight ratio of manganese/iron is >=1 when iron is >=0.4 wt.% to reduce porosity and improve tensile strength of a casting made from the alloy. An independent claim is also included for a method of casting, comprising melting the inventive castable aluminum alloy, introducing the melted alloy into a mold, and solidifying the melted alloy in the mold to form a casting where the ratio reduces porosity and increases tensile strength of the casting.

Description

Die Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung Serien-Nr. 10/603 086 mit dem Titel „Aluminium Alloy For Engine Blocks", eingereicht am 24. Juni 2003. Diese Anmeldung beansprucht auch den Nutzen und die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Serien-Nr. 60 551 997, eingereicht am 10. März 2004. Alle vorstehend genannten nicht vorläufigen und vorläufigen Anmeldungen sind hierin durch Verweis aufgenommen.The Registration is a partial continuation of the co-pending US application Serial no. 10/603 086 entitled "Aluminum Alloy For Engine Blocks ", filed on June 24, 2003. This application also claims the benefit and the priority the provisional US application serial no. 60 551 997, filed March 10, 2004. All the above-mentioned non-provisional and provisional applications are incorporated herein by reference.

Die vorliegende Erfindung betrifft gießbare Aluminiumlegierungen und insbesondere gießbare Aluminiumlegierungen mit einem relativ hohen Verhältnis von Mangan zu Eisen in der Legierungszusammensetzung, um eine Porosität von daraus hergestellten Gussteilen zu verringern und ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern.The The present invention relates to castable aluminum alloys and in particular castable aluminum alloys with a relatively high ratio from manganese to iron in the alloy composition to a porosity of it reduce their castings and their mechanical properties to improve.

Viele Handelssorten von gießbaren Aluminium-Silizium-Legierungen umfassen traditionellerweise Eisen (Fe) als ein unvermeidbares Fremdelement der Legierung, das vorhanden ist, wenn Aluminium aus bauxithaltigem Eisen(III)-Oxid hergestellt wird. Mangan (Mn) wurde in solchen Legierungen auf Grund seiner starken vorteilhaften Wirkung auf die Morphologie von in der Gussmikrostruktur vorhandenen eisenführenden intermetallischen Phasen als ein gewolltes Legierungselement einbezogen. Im Speziellen ist berichtet worden, dass die Bildung einer plattenförmigen intermetallischen Beta-Al₅FeSi-Phase eng mit dem Vorhandensein einer störenden dispergierten (nicht verbundenen) größeren Mikroporosität in der Gussteil-Mikrostruktur verknüpft ist. Als ein Ergebnis wurde die Mn- Konzentration von vielen gießbaren Aluminiumlegierungen traditionellerweise derart gesteuert, dass sie gleich etwa der Hälfte der Fe-Konzentration der Legierung war. Es hat sich gezeigt, dass eine Steuerung der Mn-Konzentration zu diesem Zweck die Bildung einer co-eutektischen Alphaphase in der Guss-Mikrostruktur fördert, die auf Grund ihres Erscheinungsbildes unter einem Mikroskop allgemein als "Chinesische Schrift"-Morphologie bezeichnet wird, und in einer Verringerung von größeren Mikroporen in der Gussmikrostruktur in einer mäßigen Erhöhung in der Zugfestigkeit resultiert. Die Legierungsschmelzen, in die das Mn zugesetzt wurde, um die Form der Alphaphase zu einer "Chinesischen Schrift"-Morphologie zu verbessern, enthalten jedoch noch immer sowohl Porositäts- als auch Schrumpffehler (Schwundporosität), wenn auch geringeren Grades.Many commercial grades of castable aluminum-silicon alloys traditionally include iron (Fe) as an unavoidable foreign element of the alloy that is present when aluminum is prepared from bauxite-containing ferric oxide. Manganese (Mn) has been included in such alloys as a desired alloying element because of its strong beneficial effect on the morphology of iron-bearing intermetallic phases present in the casting microstructure. In particular, it has been reported that the formation of a beta-Al-Fe ₅ Si-Fe beta-intermetallic phase is closely related to the presence of a spurious dispersed (unaffiliated) microporosity in the casting microstructure. As a result, the Mn concentration of many castable aluminum alloys was traditionally controlled to be equal to about half the Fe concentration of the alloy. It has been found that control of the Mn concentration for this purpose promotes the formation of a co-eutectic alpha phase in the casting microstructure, which is generally referred to as a "Chinese script" morphology for its appearance under a microscope, and in US Pat a reduction of larger micropores in the cast microstructure results in a modest increase in tensile strength. However, the alloy melts to which the Mn has been added to improve the alpha phase shape to a "Chinese Script" morphology still contain both porosity and shrinkage defects (shrinkage porosity), albeit to a lesser degree.

Es besteht ein Bedarf, eine verbesserte gießbare Aluminiumlegierung sowie aus der Legierung hergestellte Gussteile, die eine verringerte Gussteil-Porosität und verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen, bereitzustellen.It There is a need for an improved castable aluminum alloy as well Castings produced from the alloy, which reduced casting porosity and improved mechanical properties have to provide.

Die Erfindung stellt eine gießbare Aluminiumlegierung mit einem relativ hohen gesteuerten Gewichtsverhältnis von Mn zu Fe bereit, um diesen Bedarf zu decken.The Invention provides a pourable Aluminum alloy with a relatively high controlled weight ratio of Mn to Fe ready to meet this need.

In einer illustrativen Ausführungsform der Erfindung umfasst eine gießbare Aluminiumlegierung, in Gew.-%, 0 bis etwa 19% Si, 0 bis etwa 5,0% Cu, 0 bis etwa 1,5 % Mg, bis zu etwa 3,0 % Zn, bis zu etwa 2,0% Ni, bis zu etwa 0,3% Ti, mehr als 0 bis etwa 1,5 Gew.-% Fe, etwa 0,2% bis etwa 3,0% Mn, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe zumindest 0,6 beträgt, wenn Fe kleiner als 0,4 % ist, und das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe zumindest 1,0 beträgt, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% ist, um die Porosität von aus der Legierung hergestellten Gussteilen zu verringern und seine Zugfestigkeit zu verbessern. Die Legierung kann optional eine entsprechende Menge von zumindest einem von Strontium oder einem Seltenerdmetall umfassen.In an illustrative embodiment The invention comprises a pourable Aluminum alloy, in weight%, 0 to about 19% Si, 0 to about 5.0% Cu, 0 to about 1.5% Mg, up to about 3.0% Zn, up to about 2.0% Ni, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 1.5% by weight Fe, about 0.2% to about 3.0% Mn, wherein a weight ratio of Mn / Fe is at least 0.6 is, if Fe is smaller than 0.4%, and the weight ratio of Mn / Fe is at least 1.0 is, if Fe equals or exceeds 0.4% by weight is the porosity reduce from castings produced from the alloy and to improve its tensile strength. The alloy can optionally have a corresponding amount of at least one of strontium or a Include rare earth metal.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine gießbare Aluminiumlegierung in Gew.-% 0 bis 9,0% Si, 0 bis etwa 5,0% Cu, etwa 0,15% bis etwa 0,6% Mg, bis zu etwa 1,0% Zn, bis zu etwa 0,3% Ti, etwa 0,2% bis etwa 0,8% Fe, etwa 0,3% bis etwa 1,2% Mn und der Rest Al, wobei das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe derart gesteuert wird, dass die Porosität von aus der Legierung hergestellten Gussteilen verringert und ihre Zugfestigkeit verbessert wird.According to one preferred embodiment of Invention comprises a pourable Aluminum alloy in wt% 0 to 9.0% Si, 0 to about 5.0% Cu, about 0.15% to about 0.6% Mg, up to about 1.0% Zn, up to about 0.3% Ti, about 0.2% to about 0.8% Fe, about 0.3% to about 1.2% Mn, and the balance Al, where the weight ratio of Mn / Fe is controlled such that the porosity of reduces castings and improves their tensile strength becomes.

Die Steuerung des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses gemäß der Erfindung kann wesentlich kostengünstigere mehr Fe enthaltende Aluminiumlegierungen (z. B. Fe-Gehalt von etwa 0,4 Gew.-% oder mehr) und/oder mehr Cu enthaltende Aluminiumlegierungen (z. B. Cu-Gehalt von etwa 2,5 Gew.-% oder mehr) für eine Höhere Festigkeit bereitstellen, während eine geringere Mikroporosität und Schwundporosität (Makroporosität) und verbesserte mechanische Eigenschaften in aus den Legierungen hergestellten Gussteilen erhalten werden.The Control of the Mn / Fe weight ratio according to the invention can be much cheaper more Fe-containing aluminum alloys (eg Fe content of about 0.4 wt.% Or more) and / or more Cu-containing aluminum alloys (eg, Cu content of about 2.5 wt.% or more) for higher strength deploy while a lower microporosity and shrinkage porosity (Macroporosity) and improved mechanical properties in alloys made from the alloys Castings are obtained.

Die Erfindung kann genutzt werden, um verbesserte gießbare kupferhaltige Aluminiumlegierungen sowie verbesserte gießbare Aluminiumlegierungen, in denen Kupfer nur als unvermeidbares Fremd- oder Begleitelement vorliegt, bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Erfindung genutzt werden, um verbesserte gießbare Aluminiumlegierungen bereitzustellen, die eine relativ niedrige oder relativ hohe Siliziumkonzentration aufweisen.The This invention can be used to provide improved castable copper-containing Aluminum alloys and improved castable aluminum alloys, in which copper only as an unavoidable foreign or accompanying element is available to provide. About that In addition, the invention can be used to provide improved castable aluminum alloys provide a relatively low or relatively high silicon concentration exhibit.

Die Erfindung sieht auch verbesserte Gussteile, die aus den vorstehenden gießbaren Aluminiumlegierungen hergestellt wurden, sowie verbesserte Verfahren zum Gießen derselben vor, wobei sowohl die Mikroporosität als auch die Schwundporosität (Makroporosität) in Gussteilen verringert werden kann. Die Erfindung ist ferner insofern vorteilhaft, als mechanische Eigenschaften verbessert werden können, während eine Verringerung in einer Gussteil-Porosität erzielt wird. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.The invention also provides improved casting parts made of the above castable aluminum alloys, as well as improved methods of casting the same, whereby both microporosity and shrinkage porosity (macroporosity) in castings can be reduced. The invention is also advantageous in that mechanical properties can be improved while achieving a reduction in casting porosity. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following description.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:The The invention will be described below by way of example with reference to the drawings described; in these shows:

1 eine Darstellung der Wirkung der Mn/Fe-Gewichtsverhältnisse auf die Schwundporosität, Mikroporosität und Zugfestigkeit einer Cu-haltigen Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung in Gew.-% von 6,5% Si, 3,5% Cu, 0,4% Mg, 0,5% Fe, Mn wie angegeben und der Rest Al. Die Mikroporosität und Schwundporosität sind als durchschnittliche Volumenprozent der Prüfkörper ausgedrückt. Die Zugfestigkeit ist als MPa ausgedrückt. 1 a representation of the effect of Mn / Fe weight ratios on the shrinkage porosity, microporosity and tensile strength of a Cu-containing aluminum alloy having a composition in wt .-% of 6.5% Si, 3.5% Cu, 0.4% Mg, 0 , 5% Fe, Mn as indicated and the remainder Al. The microporosity and shrinkage porosity are expressed as the average volume percent of the specimens. The tensile strength is expressed as MPa.

2 einen Graphen, der die Wirkung des Mn/Fe-Verhältnisses auf die Gussteil-Porosität an vier unterschiedlichen angegebenen Positionen an einem Zylinderblock zeigt, der unter Verwendung des Lost-Foam-Gießverfahren und unter Verwendung einer Cu-haltigen Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung von in Gew.-% 7% Si, 3,5% Cu, 0,55% Fe, 0,75% Mn und der Rest Al gegossen wurde, die ein Mn/Fe-Gewichtsverhältnis von 1,33 vorsieht, in 2 mit „HIGH Mn" bezeichnet, gemäß der Erfindung, und zum Vergleich dieselbe Cu-haltige Legierung mit Mn von nur 0,35 Gew.-%, die ein Mn/Fe-Gewichtsverhältnis von nur 0,64, mit „319" bezeichnet, vorsieht. Jeder Datenpunkt ist ein Durchschnittswert von 10 aus Guss-Zylinderblöcken entnommenen Prüfkörpern. 2 FIG. 3 is a graph showing the effect of the Mn / Fe ratio on casting porosity at four different indicated positions on a cylinder block formed using the lost foam casting process and using a Cu-containing aluminum alloy having a composition of in wt 7% Si, 3.5% Cu, 0.55% Fe, 0.75% Mn and the remainder Al, which provides a Mn / Fe weight ratio of 1.33, in 2 with "HIGH Mn" according to the invention, and for comparison, the same Cu-containing alloy with Mn of only 0.35 wt .-%, which denotes a Mn / Fe weight ratio of only 0.64, with "319", provides. Each data point is an average of 10 samples taken from cast cylinder blocks.

3 einen Graphen, der die Wirkung des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses auf mechanische Eigenschaften von Zugprüfkörpern zeigt, die aus den Zylinderblöcken geschnitten wurden, welche gegossen wurden unter Verwendung des Lost-Foam-Verfahrens und unter Verwendung einer Cu-haltigen Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung von, in Gew.-%, 7% Si, 3,5% Cu, 0,55% Fe, 0,75% Mn und der Rest Al (Mn/Fe-Verhältnis von 1,33), in 3 mit „HIGH Mn" bezeichnet, gemäß der Erfindung und zum Vergleich dieselbe Cu-haltige Legierung mit Mn von nur 0,35% Gew.-% (Mn/Fe-Verhältnis von 0,64), mit „319" bezeichnet. Die Zylinderblöcke wurden entweder auf den T5- oder T6-Zustand wärmebehandelt und 10 Zugprüfstabkörper wurden für jeden Wärmebehandlungs-Zustand aus dem Kopf-Oberseitenflächenbereich (OBERSEITE) des Blocks und aus den Kopfschrauben-Ansätzen (KS-ANSATZ) des Blocks herausgeschnitten. In 3 bezeichnet UTS (= ultimative tensile strength) die spezifische Zugfestigkeit, YS (= yield stress) die Streckgrenze bei 0,2% Versetzung, und %E die Prozent Zugdehnung. 3 FIG. 7 is a graph showing the effect of the Mn / Fe weight ratio on mechanical properties of tensile specimens cut from the cylinder blocks cast using the lost-foam method and using a Cu-containing aluminum alloy having a composition of FIG. in% by weight, 7% Si, 3.5% Cu, 0.55% Fe, 0.75% Mn and the balance Al (Mn / Fe ratio of 1.33), in 3 denoted by "HIGH Mn" according to the invention and for comparison the same Cu-containing alloy with Mn of only 0.35% wt .-% (Mn / Fe ratio of 0.64), designated "319". The cylinder blocks were heat treated to either the T5 or T6 condition and 10 Tensile test specimen bodies were cut out of the head top surface area (TOP) of the block for each heat treatment condition and out of the head screw approaches (KS APPLICATION) of the block. In 3 denotes ultimate tensile strength (UTS) specific tensile strength, YS (= yield stress) yield strength at 0.2% offset, and% E percent tensile elongation.

4 einen Graphen, der die Wirkung des Mn/Fe-Verhältnisses auf die spezifische Zugfestigkeit (UTS) wie durch die Balken dargestellt, und die Prozent Zugdehnung [E(%)] wie durch die Linie dargestellt von Zugprüfkörpern, die aus Sandguss-Stabgussteilen geschnitten wurden, darstellt, wobei eine Alu minium-Siliziumlegierung mit einer Zusammensetzung von in Gew.-%, 11,75% Si, 0,4% Fe, 3,6% Cu, 0,15% Mg, 0,03% Sr, Mn wie angegeben und der Rest Al verwendet wurde. Die Gussteile wurden auf den T6-Zustand wärmebehandelt. Jeder Datenpunkt ist ein Durchschnittswert von 5 Zugprüfkörpern. 4 a graph showing the effect of the Mn / Fe ratio on the specific tensile strength (UTS) as shown by the bars, and the percent tensile elongation [E (%)] as shown by the line of tensile specimens cut from sand cast ingot castings , wherein an aluminum-silicon alloy having a composition of in wt .-%, 11.75% Si, 0.4% Fe, 3.6% Cu, 0.15% Mg, 0.03% Sr, Mn as indicated and the remainder Al was used. The castings were heat treated to the T6 condition. Each data point is an average of 5 tensile specimens.

5 ein Graph, der die Wirkung des Mn/Fe-Verhältnisses auf den Schwundfaktor (Schwundporosität) von Prüfkörpern, die aus Sandguss-Stabgussteilen geschnitten wurden, auf einer relativen Skala von 0 – 40 zeigt, wobei eine Aluminium-Silizium-Legierung mit einer Zusammensetzung, in Gew.-%, von 11,0% Si, 0,44% Mg, 0,018% Sr und Mn, Fe und Cu wie angegeben, und der Rest Al verwendet wird. Jeder Datenpunkt entspricht einem durchschnittlichen Volumenprozentwert aus 8 Prüfgussteilen, wobei jedes Gussteil von 0 bis 5 Prozent eingestuft wurde, um zu einem Durchschnittswert auf der Skala zu kommen. 5 FIG. 4 is a graph showing the effect of the Mn / Fe ratio on the fade factor (shrinkage porosity) of specimens cut from sand cast ingot castings on a relative scale of 0-40, wherein an aluminum-silicon alloy having a composition, in wt%, 11.0% Si, 0.44% Mg, 0.018% Sr and Mn, Fe and Cu as indicated, and the balance of Al is used. Each data point corresponds to an average volume percent of 8 test castings, with each cast rated from 0 to 5 percent to arrive at an average on the scale.

6 eine perspektivische Ansicht eines V-Motorzylinderblocks, der aus Aluminiumlegierungen der Erfindung gegossen werden kann. 6 a perspective view of a V-engine cylinder block that can be cast from aluminum alloys of the invention.

Die Erfindung stellt gießbare Aluminiumlegierungen mit einem relativ hohen Mn/Fe-Gewichtsverhältnis und Legierungszusammensetzungsmerkmalen bereit, um eine Gießporosität zu verringern, während gleichzeitig mechanische Eigenschaften von aus den Legierungen hergestellten Gussteile verbessert werden. Eine Aluminiumgusslegierung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Erreichung der beiden Vorteile einer verringerten Gussporosität und verbesserter mechanischer Eigenschaften umfasst in Gew.-% 0 bis etwa 19% Si, 0 bis etwa 5,0% Cu, 0 bis etwa 1,5% Mg, bis zu etwa 3,0% Zn, bis zu etwa 2,0% Ni, bis zu etwa 0,3% Ti, mehr als 0 bis etwa 1,5 Gew.-% Fe, etwa 0,2% bis etwa 3,0% Mn, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 0,6 oder mehr beträgt, wenn Fe kleiner als 0,4 Gew.-% ist und das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 1,0 oder größer ist, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% ist, um die Porosität zu verringern und mechanische Eigenschaften wie z. B. die Zugfestigkeit von aus der Legierung hergestellten Gussteilen im Vergleich mit einer gleichen Legierungszusammensetzung, in der das Mn/Fe-Gewichtsverhältnis nicht auf solche Werte gesteuert ist, zu verbessern. Das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe beträgt vorzugsweise 0,6 oder mehr, wenn Fe kleiner als 0,3 Gew.-% ist, das Mn/Fe Verhältnis beträgt 1,0 oder mehr, wenn Fe 0,3 Gew.-% oder weniger als 0,4 Gew.-% ist, und das Mn/Fe Verhältnis beträgt 1,2 oder mehr, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% der Legierung ist, obwohl das Mn/Fe-Verhältnis typischerweise 1,75 nicht übersteigt. Für die meisten Gussanwendungen wird bevorzugt, dass der Eisengehalt der Legierung etwa 0,8 Gew.-% nicht übersteigt. In Druckgussanwendungen kann der Eisengehalt der Legierung jedoch bis zu 1,5 Gew.-% betragen.The invention provides castable aluminum alloys having a relatively high Mn / Fe weight ratio and alloy composition features to reduce cast porosity while at the same time improving mechanical properties of castings made from the alloys. An aluminum casting alloy according to one embodiment of the invention for attaining the two advantages of reduced casting porosity and improved mechanical properties comprises, in weight% 0 to about 19% Si, 0 to about 5.0% Cu, 0 to about 1.5% Mg, up to about 3.0% Zn, up to about 2.0% Ni, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 1.5% by weight Fe, about 0.2% to about 3, 0% Mn, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more when Fe is smaller than 0.4% by weight and the weight ratio of Mn / Fe is 1.0 or greater when Fe is the same as or larger than 0.4 wt .-% is to reduce the porosity and mechanical properties such. For example, the tensile strength of castings made from the alloy to improve in comparison with a same alloy composition in which the Mn / Fe weight ratio is not controlled to such values. The weight ratio of Mn / Fe is preferably 0.6 or more when Fe is smaller than 0.3 wt%, the Mn / Fe ratio is 1.0 or more when Fe is 0.3 wt% or less is 0.4% by weight, and the Mn / Fe ratio is 1.2 or more when Fe is equal to or greater than 0.4% by weight of the alloy, although the Mn / Fe ratio is typically 1 , 75 does not exceed. For most casting applications, it is preferred that the iron content of the alloy does not exceed about 0.8% by weight. However, in die casting applications, the iron content of the alloy may be up to 1.5% by weight.

Die Legierung kann optional Strontium (Sr) bis zu etwa 0,05 Gew.-% der Legierung und/oder ein Seltenerdmetall oder eine Kombination von Seltenerdmetallen bis zu 5 Gew.-% der Legierung umfassen, wobei Seltenerdelemente mit einer Ordnungszahl von 58 bis 64 des Periodischen Systems umfassen. Diese Legierungselemente modifizieren die eutektische Aluminium-Silizium-Phase, um die Bildung einer primären Siliziumphase zu verhindern und/oder intermetallische Phasen zu modifizieren. Bevorzugte Seltenerdmetallelemente zum optionalen Einschluss in den Legierungen der Erfindung umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Ce, La, Pr, Nd und/oder Pm.The Alloy may optionally contain strontium (Sr) up to about 0.05% by weight of Alloy and / or a rare earth metal or a combination of Rare earth metals include up to 5 wt .-% of the alloy, wherein Rare earth elements with an atomic number of 58 to 64 of the periodic Systems include. These alloying elements modify the eutectic Aluminum-silicon phase to the formation of a primary silicon phase prevent and / or modify intermetallic phases. Preferred rare earth metal elements for optional inclusion in The alloys of the invention include, but are not limited to Ce, La, Pr, Nd and / or Pm.

Die Steuerung des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses gemäß der Erfindung kann deutlich kostengünstigere mehr Fe enthaltende Aluminiumlegierungen (z. B. Fe-Gehalt von etwa 0,4 Gew.-% oder mehr) und/oder mehr Cu enthaltende Aluminiumlegierungen (z. B. Cu-Gehalt von etwa 2,5 Gew.-% oder mehr) für eine hohe Festigkeit bereitstellen, während man eine verringerte Mikroporosität und Makroporosität und verbesserte mechanische Eigenschaften für aus den Legierungen hergestellte Gussteile erhält.The Control of the Mn / Fe weight ratio according to the invention can be significantly cheaper more Fe-containing aluminum alloys (eg Fe content of about 0.4 wt.% Or more) and / or more Cu-containing aluminum alloys (eg, Cu content of about 2.5 wt% or more) for a high Provide strength while a reduced microporosity and macroporosity and improved mechanical properties for obtained from the alloys castings.

Eine gießbare Schmelze der Aluminiumlegierung kann durch Schmelzen eines Aluminium-Gussblocks mit geeigneten aluminiumbasierten Vorlegierungen wie z. B. Al-25%Fe, Al-50%Cu, Al-20%Mn, Al-50%Si (wobei sich auf Gew.-% bezieht) und reinem Magnesiummetall zu einer gewünschten Zusammensetzung wie oben beschrieben zubereitet werden. Zugaben von Seltenerdmetallen können über eine Mischmetall-Vorlegierung oder als Reinmetalle oder als Seltenerd-Aluminiumvorlegierungen erfolgen. Solche Zugaben können zu dem ursprünglichen Schmelzgut erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, dass sie gemacht werden, nachdem die Schmelze mit einem Schmelzmittel behandelt und/oder entgast wurde, falls eine solche Verarbeitung verwendet wird.A castable Melting of the aluminum alloy can be accomplished by melting an aluminum ingot with suitable aluminum-based master alloys such. Al-25% Fe, Al-50% Cu, Al-20% Mn, Al-50% Si (which refers to wt .-%) and pure magnesium metal to a desired composition such as prepared above. Additions of rare earth metals can over a Mixed metal master alloy or as pure metals or as rare earth aluminum master alloys respectively. Such additions can to the original one Melting done. However, it is preferable that they be made after the melt is treated with a flux and / or was degassed if such processing is used.

Die Schmelze wird in einem geeigneten Ofen wie z. B. einem kernlosen Induktionsofen, einem Widerstandsofen, einem Flammofen oder einem gasbeheizten Muldenofen aus Ton-Graphit oder Siliziumkarbid zubereitet. Ein Schmelzmittel ist nur bei verunreinigten oder schlackenreichen Füllgutmaterialien erforderlich. Für gewöhnlich ist keine spezielle Ofenatmosphäre erforderlich. Das Füllgut kann in Umgebungsluft geschmolzen werden. Sobald sie geschmolzen ist, wird die Schmelze mit Hilfe einer üblichen Aluminiumgießtechnik, wie z. B. Ausblasen der Schmelze mit trockenem Argon oder Stickstoff durch einen Rotationsentgaser, entgast. Der Entgasungsvorgang kann auch ein Halogengas wie z. B. Chlor oder Fluor oder Halogensalze enthalten, um die Entfernung von Begleitstoffen zu erleichtern. Vorzugsweise wird die Schmelze bewegungslos behandelt, um so Turbulenzen und eine Wasserstoffgasaufnahme zu minimieren.The Melt is in a suitable oven such. B. a coreless Induction oven, a resistance oven, a flame oven or a Gas-fired hollow furnace made of clay-graphite or silicon carbide. A flux is only with contaminated or slag-rich Filling material required. Usually is no special furnace atmosphere required. The contents can be melted in ambient air. As soon as they melted is, the melt is using a conventional aluminum casting technique, such as B. blowing out the melt with dry argon or nitrogen by a rotary degasser, degassed. The degassing process can also a halogen gas such. As chlorine or fluorine or halogen salts included to facilitate the removal of impurities. Preferably, the melt is treated motionless, so as turbulence and to minimize hydrogen gas uptake.

Sobald sie entgast und gereinigt ist, wird die Schmelze mit einem Mittel behandelt, um die Modifizierung der eutektischen Aluminium-Silizium-Phase und/oder intermetallischen Phase zu bewirken. Ein bevorzugtes Mittel für diesen Zweck umfasst Sr und/oder ein oder mehrere Seltenerdmetall/e. Das bevorzugte Verfahren besteht darin, dass Al-10%Sr- oder Al-90%Sr- (% bezieht sich auf Gew.-%) Vorlegierungen verwendet werden, die während der letzten Stufen des Entgasens in die Schmelze eingetaucht werden, vorausgesetzt, dass kein Halogenmaterial verwendet wird. Der Gasgehalt der Schmelze wird mit Hilfe eines beliebigen herkömmlichen handelsüblichen Verfahrens wie z. B. dem verminderten Drucktest oder einem AISCAN.TM.-Gerät bewertet.As soon as she is degassed and cleaned, the melt with a means treated to modify the eutectic aluminum-silicon phase and / or intermetallic Phase effect. A preferred agent for this purpose includes Sr and / or one or more rare earth metals. The preferred method is in that Al-10% Sr or Al-90% Sr- (% refers to wt%) Master alloys are used during the last stages of the process Degassing be immersed in the melt, provided that no halogen material is used. The gas content of the melt is with the help of any conventional commercial Procedure such. B. the reduced pressure test or AISCAN.TM. device evaluated.

Schließlich, unmittelbar vor dem Gießen, kann die Schmelze optional mit Hilfe einer Titan-Bor-Vorlegierung, wobei eine typische Zugabe von Titan von etwa 0,02 bis 0,1 Gew.-% der Legierung beträgt, kornverfeinert werden, um eine Korngröße zu verringern. Einige Anwendungen benötigen jedoch keine Kornverfeinerung.Finally, immediately before pouring, can the melt optionally with the aid of a titanium-boron master alloy, wherein a typical addition of titanium of about 0.02 to 0.1 wt .-% of Alloy is, grain refined to reduce a grain size. Some applications however, need no grain refinement.

Die Überhitzungswärme einer Schmelze kann von weniger als 50 Grad F auf weit über 500 Grad F variiert werden. Niedrigere Überhitzungswärmegrade sind empfohlen, um die Mikroporosität zu minimieren. Höhere Grade an Überhitzungswärme resultierten jedoch in einer Verfeinerung der intermetallischen Phasen in der Mikrostruktur des Gussteils, so dass dieses Verfahren unter bestimmten Umständen bevorzugt sein kann. Die unten stehenden Beispiele stellen illustrative Gießtemperaturen einer Schmelze bereit. Die Schmelze wird in eine geeignete Form gegossen, die mit Hilfe einer Reihe von bekannten Formerzeugungsverfahren hergestellt sein kann. Solche Formen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, gebundene Sandformen, Metallformen, Druckgussformen, Kokillenformen oder Feingussformen. Sandformen können Metallkokillen enthalten, um eine gerichtete Erstarrung zu ermöglichen oder Gießmikrostrukturen in bestimmten kritischen Bereichen des Gussteils lokal zu verfeinern. Im Fall von Sandformen umfassen Nachbehandlungsverfahren typischerweise das Entfernen von überschüssigem Sand von dem Gusstück durch Sandstrahlen. Nachbehandlungsverfahren umfassen typischerweise auch die Entfernung von Angussabschnitten des Gussteils. Gussteile können durch allgemein verwendete zerstörungsfreie Prüfungen wie z. B. Röntgenstrahlprüfung, Farbeindringprüfung oder Ultraschallprüfung bewertet werden. Diese Prüfungen werden typischerweise durchgeführt, um zu bestimmen, ob das Gussteil auf Grund von Schwund während der Erstarrung eine Porosität ausgebildet hat. Solch ein Schwund kann auf die Zusammensetzung der Gießlegierung und/oder die Form des Gussteils zurückzuführen sein.The superheated heat of a melt can be varied from less than 50 degrees F to well over 500 degrees F. Lower superheat levels are recommended to minimize microporosity. Higher levels of superheat, however, resulted in a refinement of the intermetallic phases in the microstructure of the casting, so that this process may be preferred in certain circumstances. The examples below provide illustrative casting temperatures of a melt. The melt is poured into a suitable mold, which may be made by a variety of known molding processes. Such forms include, but are not limited to, bonded sand molds, metal molds, die casting molds, mold molds or investment casting molds men. Sand molds may include metal molds to facilitate directional solidification or to locally refine casting microstructures in certain critical areas of the casting. In the case of sand molds, aftertreatment processes typically involve the removal of excess sand from the casting by sandblasting. Aftertreatment methods typically also include the removal of gate sections of the casting. Castings may be damaged by commonly used non-destructive tests such as B. X-ray examination, dye penetration test or ultrasonic testing are assessed. These tests are typically performed to determine if the casting has formed porosity due to shrinkage during solidification. Such a loss may be due to the composition of the casting alloy and / or the shape of the casting.

Aus den Aluminiumlegierungen der Erfindung hergestellte Gussteile können wärmebehandelt werden, um die mechanischen Eigenschaften durch bekannte Dispersionshärtemechanismen für Aluminiumlegierungen zu verbessern. Solche Dispersionshärte-Wärmebehandlungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf die T5-Vergütung, T6-Vergütung und T7-Vergütung. Die T5-Vergütung beinhaltet die Wärmeaushärtung des Gussteils bei einer Zwischentemperatur von typischerweise 300 bis 450 Grad F für bis zu 12 Stunden oder mehr ein. Anspruchsvollere Gießanwendungen können die Bruchfestigkeit der T6-Vergütung erfordern, die eine Wärmebehandlungslösung bei einer Temperatur nahe aber unter der Festzustand-Temperatur der Legierung für Zeiträume von typischerweise zwischen 4 und 12 Stunden einschließt. Das Gussteil wird von der Lösungs temperatur in einer geeigneten Abschreckflüssigkeit wie z. B. Wasser, Öl oder einem Polymer oder sich schnell bewegender Luft abgeschreckt. Solch ein Abschrecken kühlt das wärmebehandelte Gussteil durch das kritische Temperaturregime, gewöhnlich 850 Grad F bis 450 Grad F, schnell ab. Nach dem Abkühlen verbleibt das Gussteil üblicherweise für 1 Stunde bis 24 Stunden bei Raumtemperatur und wird dann neuerlich auf eine Zwischentemperatur ähnlich der T5-Vergütung erwärmt. In Anwendungen, in denen Formbeständigkeit wichtig ist, kann die T7-Vergütung vorgeschrieben sein. Diese Vergütung ist ähnlich der T6-Vergütung, außer dass der Wärmehärtungszyklus entweder bei höheren Temperaturen und/oder über längere Zeit erfolgt, um einen etwas weicheren Zustand mit einer höheren Formbeständigkeit zu erreichen.Out Castings made of the aluminum alloys of the invention may be heat treated, to the mechanical properties by known dispersion hardening mechanisms for aluminum alloys to improve. Such dispersion hardness heat treatments include but not limited on the T5 compensation, T6 compensation and T7 compensation. The T5 temper includes the heat curing of the Casting at an intermediate temperature of typically 300 to 450 degrees F for up to 12 hours or more. Challenging casting applications can the breaking strength of the T6 coating which require a heat treatment solution a temperature close to but below the solid state temperature of Alloy for periods typically between 4 and 12 hours. The Casting is temperature of the solution in a suitable quenching liquid like z. As water, oil or a polymer or fast-moving air quenched. Such a quench cools the heat treated Casting by the critical temperature regime, usually 850 Grad F to 450 degrees F, fast off. After cooling, the casting usually remains for 1 hour until 24 hours at room temperature and is then returned to one Intermediate temperature similar to the T5 temper heated. In applications where dimensional stability is important, can the T7 compensation be prescribed. This remuneration is similar T6 compensation, except that the heat-cure cycle either at higher Temperatures and / or over longer Time takes place to a slightly softer condition with a higher dimensional stability to reach.

Gießbare Aluminiumlegierungen gemäß der Erfindung sind insbesondere nützlich, um Motorzylinderblock-Gussteile und Zylinderkopf-Gusstücke zu erzeugen, die bearbeitbar sind und die eine verringerte Gussporosität und verbesserte mechanische Eigenschaften im Gusszustand sowie im wärmebehandelten (dispersionsgehärtenen) Zustand aufweisen. Zum Beispiel können Motorzylinderblock-Gussteile und Zylinderkopf-Gusstücke zur Verwendung in benzinbetriebenen Hubkolben-Verbrennungsmotoren aus einer Legierung gemäß der Erfindung hergestellt sein.Castable aluminum alloys according to the invention are especially useful to produce engine cylinder block castings and cylinder head castings which are workable and which has a reduced cast porosity and improved Mechanical properties in the cast state as well as in the heat treated (Dispersionsgehärtenen) State. For example, engine cylinder block castings and cylinder head castings for use in gasoline powered reciprocating internal combustion engines from an alloy according to the invention be prepared.

6 veranschaulicht ein typisches V-Motorzylinderblock-Gussteil von dem Typ, der gegossen werden kann, obwohl die Legierung verwendet werden kann, um jede beliebige Form eines Motorzylinderblock-Gussteils zu gießen. In 6 ist das Zylinderblock-Gussteil als ein V-6-Motorblock mit drei Zylindern 12, 14 und 16 einer Seite 18 des V-Blocks gezeigt. Die Wände des Zylinders sind maschinengeglättet. Eine große Anzahl von Schraubenlöchern 20 wie z. B. zur Befestigung von zwei Zylinderköpfen (nicht gezeigt) wird in den Block gebohrt und geschraubt. Eine bearbeitete plane Kopfoberseitenflächen-Oberfläche 22 ist vorgesehen, gegen die der zugehörige Zylinderkopf auf bekannte Art und Weise anliegt. Wie bekannt weist solch ein Motorzylinderblock viele komplexe Abschnitte zum Kühlmittel- und Ölfluss auf, so dass eine sehr fließfähige geschmolzene Legierung erforderlich ist, um den Formhohlraum während des Gießens und der Erstarrung der Legierung in der Form auszufüllen. 6 Figure 11 illustrates a typical V-type engine cylinder block casting of the type that can be cast although the alloy can be used to cast any shape of engine cylinder block casting. In 6 is the cylinder block casting as a V-6 engine block with three cylinders 12 . 14 and 16 one page 18 of the V-block shown. The walls of the cylinder are machine smoothed. A large number of screw holes 20 such as B. for attachment of two cylinder heads (not shown) is drilled and screwed into the block. A machined plane head surface surface 22 is provided, against which the associated cylinder head rests in a known manner. As is known, such an engine cylinder block has many complex sections for coolant and oil flow, so that a very flowable molten alloy is required to fill the mold cavity during casting and solidification of the alloy in the mold.

Eine gießbare Aluminiumlegierung, die zur Erzeugung eines Motorzylinderblocks geeignet ist, besteht im Wesentlichen aus, in Gew.-%, 0 bis 9,0% Si, 0 bis etwa 5,0% Cu, etwa 0,15% bis etwa 0,6% Mg, bis zu etwa 1,0% Zn, bis zu etwa 0,3% Ti, etwa 0,2% bis etwa 0,8% Fe, etwa 0,3% bis etwa 1,2% Mn und der Rest Al, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 0,6 oder mehr beträgt, wenn Fe weniger als 0,4 Gew.-% ist und das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 1,0 oder mehr beträgt, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% ist, obwohl das Mn/Fe-Verhältnis typischerweise 1,75 nicht übersteigt. Der Fe-Gehalt der Legierung beträgt 0,4 Gew.-% oder mehr, um Kosten für die Legierung zu reduzieren.A castable Aluminum alloy used to produce a motor cylinder block consists essentially of, in wt .-%, 0 to 9.0% Si, 0 to about 5.0% Cu, about 0.15% to about 0.6% Mg, up to about 1.0% Zn, up to about 0.3% Ti, about 0.2% to about 0.8% Fe, about 0.3% to about 1.2% Mn and the balance Al, wherein a weight ratio of Mn / Fe 0.6 or more, when Fe is less than 0.4% by weight and the weight ratio of Mn / Fe Is 1.0 or more, if Fe equals or exceeds 0.4 wt%, although the Mn / Fe ratio typically does not exceed 1.75. The Fe content of the alloy is 0.4% by weight or more to cost for to reduce the alloy.

Eine besonders bevorzugte Cu-haltige gießbare Aluminiumlegierung zur Erzeugung eines Motorzylinderblocks besteht im Wesentlichen aus, in Gew.-%, etwa 5,0 bis etwa 7,0% Si, etwa 2,5% bis etwa 4,0% Cu, etwa 0,15% bis etwa 0,35% Mg, bis zu etwa 0,5% Zn, bis zu etwa 0,3% Ti, etwa 0,35% bis etwa 0,65% Fe, etwa 0,4% bis etwa 0,9% Mn, und der Rest Al, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 0,6 oder mehr beträgt, wenn Fe kleiner als 0,4 Gew.-% ist, und das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 1,0 oder mehr beträgt, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% ist.A Particularly preferred Cu-containing castable aluminum alloy for Generation of an engine cylinder block consists essentially of in wt%, about 5.0 to about 7.0% Si, about 2.5% to about 4.0% Cu, about 0.15% to about 0.35% Mg, up to about 0.5% Zn, up to about 0.3% Ti, about 0.35% to about 0.65% Fe, about 0.4% to about 0.9% Mn, and the Rest Al, being a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, when Fe is less than 0.4 wt%, and the weight ratio of Mn / Fe is 1.0 or more, if Fe equals or exceeds 0.4 wt .-% is.

Eine noch weitere besonders bevorzugte Cu-haltige gießbare Aluminiumlegierung mit einem niedrigen Si-Gehalt zur Erzeugung eines Motorblocks umfasst, in Gew.-%, 0 bis etwa 0,25% Si, etwa 3 bis etwa 5% Cu, etwa 0,1% bis etwa 0,3% Mg, bis zu etwa 0,5% Zn, bis zu etwa 0,3% Ti, mehr als 0 bis etwa 0,5% Fe, etwa 0,2% bis etwa 0,8% Mn, und der Rest Al, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 0,6 oder mehr beträgt, wenn Fe kleiner als 0,4 Gew.-% ist, und das Gewichtverhältnis von Mn/Fe 1,0 oder mehr beträgt, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% ist.A still further particularly preferred Cu-containing castable aluminum alloy having a low Si content to produce an engine block comprises, in wt%, 0 to about 0.25% Si, about 3 to about 5% Cu, about 0.1% to about 0.3% Mg, up to about 0 , 5% Zn, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 0.5% Fe, about 0.2% to about 0.8% Mn, and the balance Al, wherein a weight ratio of Mn / Fe Is 0.6 or more when Fe is less than 0.4 wt%, and the weight ratio of Mn / Fe is 1.0 or more when Fe is equal to or greater than 0.4 wt%.

Die oben stehenden Cu-haltigen Aluminiumlegierungen können Sr in einer Menge von etwa 0,005 bis 0,03 Gew.-% der Legierung enthalten.The above Cu-containing aluminum alloys can Sr in an amount of about 0.005 to 0.03 wt .-% of the alloy.

Wie oben erwähnt betrifft die Erfindung auch gießbare Aluminiumlegierungen, die Kupfer nur als ein unvermeidliches Begleitelement oder ein unvermeidliches Legierungselement als Resultat bestimmter Frischungsverfahren und/oder Ausgangsmaterialien, die zur Erzeugung der Legierung eingesetzt werden, umfassen.As mentioned above The invention also relates to castable Aluminum alloys, the copper only as an inevitable companion element or an unavoidable alloying element as a result of certain Refining processes and / or starting materials used to produce of the alloy used.

Zum Beispiel besteht eine bevorzugte gießbare Aluminiumlegierung mit einem Kupfer-Verunreinigungsgrad gemäß der Erfindung im Wesentlichen aus in Gew.-% etwa 6,0 bis etwa 9,0% Si, 0 bis etwa 0,75% Cu, etwa 0,2% bis etwa 0,4% Mg, bis zu etwa 1,0% Zn, 0 bis etwa 1,5% Ni, bis zu etwa 0,3% Ti, etwa 0,35% bis etwa 0,65% Fe, etwa 0,4% bis etwa 0,9% Mn und der Rest Al, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 0,6 oder mehr beträgt, wenn Fe kleiner als 0,4 Gew.-% ist, und das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 1,0 oder mehr beträgt, wenn Fe gleich 0,4 Gew.-% oder mehr ist. Diese Legierung kann optional Strontium (Sr) bis zu etwa 0,05 Gew.-% der Legierung und/oder ein Seltenerdmetall oder eine Kombination von Seltenerdmetallen bis zu 5 Gew.-% der Legierung umfassen.To the Example is a preferred castable aluminum alloy with a degree of copper contamination according to the invention substantially in weight% about 6.0 to about 9.0% Si, 0 to about 0.75% Cu, about 0.2% up to about 0.4% Mg, up to about 1.0% Zn, 0 to about 1.5% Ni, up to about 0.3% Ti, about 0.35% to about 0.65% Fe, about 0.4% to about 0.9% Mn and the balance Al, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more is, when Fe is less than 0.4% by weight, and the weight ratio of Mn / Fe Is 1.0 or more, when Fe is 0.4 wt% or more. This alloy can optionally strontium (Sr) up to about 0.05% by weight of the alloy and / or a rare earth metal or a combination of rare earth metals up to 5% by weight of the alloy include.

Die oben beschriebenen Aluminiumlegierungen können durch herkömmliche Gießverfahren wie z. B. Präzisions-Sandguss, Kokillenguss, Halbkokillenguss, gebundener Sandguss, Lost-Foam-Guss, Feinguss, Druckguss, Rotationsguss und weitere Gießverfahren gegossen werden, um unendlich viele Typen von Gusskomponenten zu erzeugen. Für bestimmte Gusskomponenten wird das Gussteil wärmebehandelt, um mechanische Eigenschaften zu entwickeln, die für die vorgesehene Anwendung geeignet sind. Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als unerwarteterweise sowohl die Mikroporosität als auch die Makroporosität in Gusskomponenten aus den obigen Legierungen verringert werden können. Darüber hinaus kann die Erfindung unerwarteterweise die mechanischen Eigenschaften der Gusskomponenten verbessern, während eine Reduktion in der Gussporosität erzielt wird.The Aluminum alloys described above can be replaced by conventional casting process such as B. precision sand casting, Chill casting, semi-chill casting, bonded sand casting, lost foam casting, precision casting, Die casting, rotational molding and other casting processes are poured, to create infinitely many types of cast components. For certain Cast components, the casting is heat treated to mechanical Develop properties for the intended application are suitable. The invention is advantageous in that it unexpectedly both the microporosity as well as the macroporosity be reduced in cast components of the above alloys can. Furthermore Unexpectedly, the invention may have the mechanical properties improve the casting components while achieving a reduction in casting porosity becomes.

Die folgenden Beispiele werden gezeigt, um die Erfindung weiter zu illustrieren. Obwohl sich die Beispiele zum Zweck der Veranschaulichung auf bestimmte Cu-haltige Aluminiumlegierungen beziehen, ist die Erfindung nicht auf das beschränkt, was aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist. Die in den Beispielen beschriebenen gießbaren Aluminiumlegierungen sind besonders zur Erzeugung von Motorzylinderblock-Gussteilen nützlich, die bearbeitbar sind und die eine reduzierte Gussteil-Porosität und verbesserte mechanische Eigenschaften in dem Gusszustand wie auch in dem wärmebehandelten Zustand aufweisen.The The following examples are shown to further illustrate the invention. Although the examples are for the purpose of illustration only Obtain Cu-containing aluminum alloys, the invention is not limited to that which is apparent from the above description. The in the Examples described pourable Aluminum alloys are particularly useful for producing engine cylinder block castings, which are workable and which has a reduced cast porosity and improved mechanical properties in the as-cast condition as well as in the heat-treated condition exhibit.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

1 ist eine schematische Darstellung der Wirkung des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses auf die Schwundporosität, Mikroporosität und Zugfestigkeit einer Cu-haltigen Aluminiumlegierung mit einer Zusammensetzung in Gew.-%, von 6,5% Si, 3,5% Cu, 0,4% Mg, 0,5% Fe, Mn wie angegeben, und der Rest Al. Die Wirkung des Mn/Fe-Verhältnisses wurde durch Herstellung einer Stammschmelze der Grundzusammensetzung und Gießen zu 30 Pfund Gussblöcken bestimmt. Für jeden in einer Reihe von Mn/Fe-Verhältnissen von 0,1 bis 2,0 geprüften Wert des Mn/Fe-Verhältnisses wurde eine eigene Schmelze hergestellt und Mn in Form von Al-25 Gew.-% Mn-Vorlegierungen beigefügt. Darüber hinaus wurde reines Al zu jeder der Schmelzen ausgenommen die Schmelze mit dem höchsten Mn/Fe-Verhältnis beigefügt. Dieses Verfahren wurde verwendet, um sicherzustellen, dass die Gesamtzugabe (Al-25Mn-Vorlegierung + reines Al) eine Konstante darstellte, um alle anderen Legierungselemente um einen konstanten Betrag zu verdünnen. Nach dem Schmelzen in einem Ton-Graphit-Tiegel in Luft wurde jede Schmelze mit Hilfe eines handelsüblichen Rotationsentgasers mit Argon entgast. Zwei Sandformen wurden für jede Schmelze hergestellt; eine Form war eine 8-Gussteile-Gießbarkeitstestform, wobei die Gussteile eine Form ähnlich dem Querschnitt eines Autozylinderkopfes mit Führungs- -und Schraubenansatz-Abschnitten sowie einem Hebeabschnitt aufweisen, um die Kopfoberflächenseite zu simulieren, wobei die zweite Form eine 10-Stäbeform war, die verwendet wurde, um einen Vorrat für die Bearbeitung von Zugprüfstäben zu erzeugen. Jede Schmelze wurde in beide Formen gegossen und abgekühlt. Die Gussteile wurden aus dem Sand ausgeschlagen, gereinigt und zum Prüfen geteilt. Die Stab-Gussteile wurden auf den T6-Zustand wärmebehandelt und dann zu Zugprüfstäben verarbeitet, die mit Hilfe von ASTM 557 und 557M-Prüfverfahren geprüft wurden, um durchschnittliche Zugfestigkeitswerte bereitzustellen. Die Gießbarkeitsform-Gussteile wurden zuerst durchleuchtet und dann wurden Mikrostrukturprüfkörper unterteilt und in Schliff-Befestigungen befestigt und poliert. Die Mikroporosität wurde durch Computerbildanalyse der befestigten Prüfkörper mit Hilfe einer handelsüblichen Software bestimmt und als durchschnittliche Volumenprozent-Porosität ausgedrückt, wie auch in Beispiel 2 beschrieben. Die Schwundporosität (die der dem Erstarrungsschwund zuschreibbaren Makroporosität entspricht) ausgedrückt als durchschnittlicher Vo lumenprozentwert wurde durch Vergleichen der Röntgenbilder mit optischen Skalen bestimmt. 1 is a schematic representation of the effect of Mn / Fe weight ratio on the shrinkage porosity, microporosity and tensile strength of a Cu-containing aluminum alloy having a composition in wt .-%, of 6.5% Si, 3.5% Cu, 0.4% Mg, 0.5% Fe, Mn as indicated, and the balance Al. The effect of the Mn / Fe ratio was determined by making a masterbatch of the base composition and pouring into 30 pound ingots. For each Mn / Fe ratio tested in a range of Mn / Fe ratios from 0.1 to 2.0, a separate melt was prepared and Mn added in the form of Al-25 wt% Mn master alloys. In addition, pure Al was added to each of the melts except the melt having the highest Mn / Fe ratio. This procedure was used to ensure that the total addition (Al-25Mn master alloy + pure Al) was a constant to dilute all other alloying elements by a constant amount. After melting in a clay-graphite crucible in air, each melt was degassed with argon using a commercial rotary degasser. Two sand molds were made for each melt; one mold was an 8-mold pourability test mold, the castings having a shape similar to the cross-section of an automobile cylinder head with guide and screw land portions and a lift section to simulate the head surface side, the second mold being a 10-bar mold was used to create a stock for the processing of tensile test bars. Each melt was poured into both molds and cooled. The castings were knocked out of the sand, cleaned and split for testing. The bar castings were heat treated to the T6 condition and then processed into tensile test bars which were tested by ASTM 557 and 557M test methods to provide average tensile strength values. The cast mold castings were first transilluminated and then microstructure specimens were divided and mounted in ground fixtures and polished. The microporosity was determined by computer image analysis of the attached specimens using egg ner commercial software and expressed as average volume percent porosity, as described in Example 2. The shrinkage porosity (corresponding to the macroporosity attributable to the solidification fade) expressed as the average volume percent value was determined by comparing the X-ray images with optical scales.

1 fasst die Daten zusammen und macht deutlich, dass es einen unerwarteten „Guten Bereich" in dem Mn/Fe-Verhältnis um ein Mn/Fe-Gewichtsverhältnis von etwa 1,35 bis 1,45 herum für die obige gießbare Cu-haltige Aluminiumlegierung gibt, wo unerwarteterweise die Mikroporosität und Schwundporosität (Makroporosität) minimiert sind, während die Zugfestigkeit auf ein Maximum erhöht ist. Die mechanischen Eigenschaften in dem „Guten Bereich" sind gegenüber den durch die niedrigeren Mn/Fe-Gewichtsverhältnisse nach dem Stand der Technik erreichten mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert. Die Zugabe von Mn gemäß der Erfindung wird die Verwendung von deutlich kostengünstigeren Legierungen mit einem höheren Fe-Gehalt erlauben, während man eine verringerte Mikroporosität und Makroporosität sowie verbesserte mechanische Eigenschaften erhält. 1 summarizes the data and makes it clear that there is an unexpected "good range" in the Mn / Fe ratio around a Mn / Fe weight ratio of about 1.35 to 1.45 for the above castable Cu-containing aluminum alloy, where, unexpectedly, the microporosity and shrinkage porosity (macroporosity) are minimized while the tensile strength is maximized The mechanical properties in the "good range" are significant over the mechanical properties achieved by the lower Mn / Fe weight ratios of the prior art improved. The addition of Mn according to the invention will allow the use of significantly lower cost alloys with a higher Fe content, while maintaining reduced microporosity and macroporosity, as well as improved mechanical properties.

Die Breite oder Ausdehnung des „Guten Bereichs" hängt ab von verschiedenen Faktoren, umfassend die Eisenkonzentration, Siliziumkonzentration, eutetkischen Siliziummodifizierungsmitteln der Legierung sowie der Abkühlgeschwindigkeit der geschmolzenen Legierung nach dem Gießen in die Form, während sie darin erstarrt. Insbesondere ist mit höheren Eisen- und Siliziumkonzentrationen in der obigen Legierung der „Gute Bereich" verkleinert, ohne eutektische Modifizierung ist der „Gute Bereich" tiefer, und bei schnellerer Abkühlgeschwindigkeiten der geschmolzenen Legierung in der Form ist der „Gute Bereich" vergrößert. Kurven der mechanischen Eigenschaften wie die in 1 können für andere Familien von gießbaren Aluminiumlegierungen erzeugt werden, um den „Guten Bereich" des Mn/Fe-Verhältnisses zu bestimmen und die Vorteile der Anwendung der Erfindung zu erzielen.The breadth or extent of the "good region" depends on various factors, including iron concentration, silicon concentration, silicon Eutetschischen modifiers of the alloy and the cooling rate of the molten alloy after casting in the mold while it solidifies therein Silicon concentrations in the above alloy, the "good range" reduced, without eutectic modification, the "good range" is deeper, and with faster cooling rates of the molten alloy in the mold, the "good range" is increased. Curves of mechanical properties like those in 1 may be produced for other families of castable aluminum alloys to determine the "good range" of the Mn / Fe ratio and to obtain the benefits of the practice of the invention.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

Die 2 und 3 veranschaulichen die Anwendung der Erfindung in Bezug auf eine illustrative gießbare Cu-haltige Aluminiumlegierung.The 2 and 3 illustrate the application of the invention with respect to an illustrative castable Cu-containing aluminum alloy.

Im Speziellen ist 2 ein Graph, der die Wirkung des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses auf die Gussporosität an vier unterschiedlichen Positionen von mit Hilfe des Lost-Foam-Gießverfahrens gegossenen Zylinderblöcken zeigt. Eine Cu-haltige Aluminiumlegierung (319 Legierung) mit einer Zusammensetzung in Gew.-% von 7% Si, 3,5% Cu, 0,55% Fe, 0,75% Mn und der Rest Al, die ein Mn/Fe-Gewichtsverhältnis von 1,33 nach der Erfindung bereitstellt, wurde bei einer Schmelztemperatur von 1430 Grad F in eine Lost-Foam-Form gegossen. Die Legierung wurde in der Form bei einer Abkühlgeschwindigkeit von etwa 10 Grad F/Minute erstarrt. Zum Vergleich wurde die gleiche Cu-haltige Legierung mit Mn von nur 0,35 Gew.-%, die ein Mn/Fe-Verhältnis von nur 0,64 vorsieht, in ähnlicher Weise in eine Lost-Foam-Form gegossen und erstarrt. Das Mn/Fe-Verhältnis von 0,64 ist höher als die üblicherweise empfohlenen Werte, wird aber dennoch bei bestimmten handelsüblichen Gießereien für solch eine Legierung angewendet.In particular is 2 FIG. 3 is a graph showing the effect of the Mn / Fe weight ratio on the casting porosity at four different positions of cylinder blocks cast by the lost foam casting method. A Cu-containing aluminum alloy (319 alloy) with a composition in wt .-% of 7% Si, 3.5% Cu, 0.55% Fe, 0.75% Mn and the balance Al, which is a Mn / Fe Weight ratio of 1.33 according to the invention was cast at a melt temperature of 1430 degrees F in a lost foam mold. The alloy was solidified in the mold at a cooling rate of about 10 degrees F / minute. For comparison, the same Cu-containing alloy with Mn of only 0.35 wt%, which provides an Mn / Fe ratio of only 0.64, was similarly cast in a lost foam mold and solidified. The Mn / Fe ratio of 0.64 is higher than the commonly recommended values, but is still used in certain commercial foundries for such an alloy.

Die gegossenen Zylinderblöcke wurden entweder auf den T5- oder T6-Zustand wärmebehandelt und für jeden Wärmebehandlungs-Zustand wurden 6 Prüfkörper (½ Zoll mal ½ Zoll) aus dem Kopfoberseitenflächen-Bereich (als OBERSEITENFLÄCHE bezeichnet), dem oberen Bohrungsbereich (als BORE-TOP bezeichnet), dem unteren Bohrungsbereich (als BOHRUNG UNTEN bezeichnet) und dem oberen Kopfschraubenansatz-Bereich (als OBERER ANSATZ bezeichnet) des Zylinderblocks herausgeschnitten.The cast cylinder blocks were heat treated to either the T5 or T6 condition and to each Heat treatment condition 6 specimens (½ inch times ½ inch) from the top surface area (referred to as a TOP SURFACE), the upper hole area (referred to as BORE-TOP), the lower one Bore area (referred to as BOTTOM BOTTOM) and upper head screw neck area (as UPPER APPROACH) of the cylinder block.

Die durch die geteilten Balken in 2 gezeigte Mikroporosität wurde durch Computerbildanalyse bestimmt und als durchschnittliche Volumenprozent-Porosität auf Basis von insgesamt 30 Feldern, gemessen bei einer 50-fachen Vergrößerung an jedem Mikrostruktur-Prüfkörper, ausgedrückt. Die maximale Porengröße (als Max Feret bezeichnet) wurde durch Computerbildanalyse bestimmt, wobei 32 gleichwinkelige Durchmesser an jeder Pore gemessen und der größte Wert für jede Pore angezeigt wurde. Der angezeigte Wert ist der größte der Gruppe von 6 Prüfkörpern an jeder Position und ist in Mikron ausgedrückt.The through the split beams in 2 The microporosity shown was determined by computer image analysis and expressed as the average volume percent porosity based on a total of 30 fields measured at 50x magnification on each microstructure specimen. The maximum pore size (referred to as Max Feret) was determined by computer image analysis, with 32 equi-angled diameters measured at each pore and the largest value displayed for each pore. The displayed value is the largest of the group of 6 specimens at each position and is expressed in microns.

2 zeigt die deutlich vorteilhafte Wirkung eines Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses von 1,33 auf die Mikroporosität und maximale Porengröße an den vier angegebenen Positionen der gegossenen Zylinderblöcke. Insbesondere zeigten die Zylinderblöcke, die mit Hilfe der Legierung mit einem Mn/Fe-Verhältnis von 1,33 gemäß der Erfindung gegossen wurden, eine verringerte Mikroporosität und verringerte maximale Porengröße im Vergleich zu der Legierung mit dem Mn/ Fe-Verhältnis von nur 0,64. 2 shows the clearly beneficial effect of a Mn / Fe weight ratio of 1.33 on the microporosity and maximum pore size at the four indicated positions of the cast cylinder blocks. In particular, the cylinder blocks cast using the alloy having a Mn / Fe ratio of 1.33 according to the invention showed reduced microporosity and reduced maximum pore size as compared to the alloy having the Mn / Fe ratio of only 0, 64th

Unter Bezugnahme auf 3 ist die Wirkung des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses auf mechanische Eigenschaften von aus den gegossenen Zylinderblöcken geschnitten Zugprüfkörpern gezeigt. Die Zylinderblöcke wurden entweder auf den T5- oder T6-Zustand wärmebehandelt und 6 Zugprüfstabkörper wurden für jeden Wärmebehandlungs-Zustand aus dem Kopfoberseitenflächen-Bereich (OBERSEITENFLÄCHE) der Zylinderblöcke und aus den Kopfschrauben-Gussansätzen (KS-ANSÄTZE) des Blocks herausgeschnitten. Im T5-Zustand wird das Gussteil aus der Form bei einer erhöhten Temperatur in Wasser abgeschreckt und in der Folge wärmeausgehärtet, indem das Gussteil in einem Ofen bei etwa 350 Grad F über 8 bis 10 Stunden angeordnet wird. Im T6-Zustand wird das Gussteil auf Raumtemperatur abgekühlt, nachdem die Form ausgegossen wurde, und dann bei einer hohen Lösungstemperatur, die durch die Zusammensetzung der Legierung bestimmt ist, in einem Ofen angeordnet. Das Gussteil wird für 4 bis 10 Stunden bei der Lösungstemperatur gehalten und dann in heißes Wasser hinein oder mit Hilfe eines ähnlichen Verfahrens zum schnellen Abkühlen der Gussform abgeschreckt. Schließlich wird das Gussteil bei einer Zwischentemperatur ähnlich der für den T5-Zustand verwendeten wärmeausgehärtet. Die Zugfestigkeit wurde gemäß der Zugfestigkeitsprüfung ASTM B 557 geprüft.With reference to 3 Figure 2 shows the effect of the Mn / Fe weight ratio on mechanical properties of tensile specimens cut from the cast cylinder blocks. The cylinder blocks were heat treated to either the T5 or T6 condition, and 6 tensile tester bodies were removed from the head top surface area for each heat treatment condition (TOP SURF CHE) of the cylinder blocks and out of the capscrew casings (KS APPROACHES) of the block. In the T5 condition, the casting is quenched from the mold at elevated temperature in water and subsequently heat cured by placing the casting in an oven at about 350 degrees F for 8 to 10 hours. In the T6 state, the casting is cooled to room temperature after the mold is poured, and then placed in a furnace at a high solution temperature determined by the composition of the alloy. The casting is held at the solution temperature for 4 to 10 hours and then quenched into hot water or by a similar process to rapidly cool the mold. Finally, the casting is cured at an intermediate temperature similar to that used for the T5 condition. The tensile strength was tested according to the tensile test ASTM B 557.

3 zeigt, dass sowohl die spezifische Zugfestigkeit (UTS), als auch die Zugdehnung (%E) in den T5- und T6-Vergütungen für die OBERSEITEN-FLÄCHEN-Bereiche erhöht waren. Sowohl die UTS als auch die %E waren in dem T5-Vergütungszustand für die KS-Ansatz-Bereiche verbessert. Diese Verbesserungen in den mechanischen Eigenschaften wurden erzielt, während die Mikroporosität und maximale Porengröße verringert wurden, wie in 2 gezeigt. Es zeigte sich kein Effekt auf die mechanischen Eigenschaften in dem T6-Vergütungszustand der KS-Ansatz-Bereiche. 3 shows that both the specific tensile strength (UTS) and tensile elongation (% E) were increased in the T5 and T6 coatings for the TOP SURFACE areas. Both the UTS and the% E were improved in the T5 compensation state for the KS approach areas. These improvements in mechanical properties were achieved while reducing microporosity and maximum pore size, as in 2 shown. There was no effect on the mechanical properties in the T6 temper state of the KS batch areas.

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

Dieses Beispiel bezieht sich auf die positiven Effekte, die durch Steuern des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses für Aluminiumlegierungen mit einem Siliziumgehalt im Bereich von 11 bis 12 Gew.-% der Legierung erzielt wurden. Zum Beispiel veranschaulicht 4 Effekte, die in Bezug auf gießbare Cu-haltige Aluminiumlegierungen mit einer Zusammensetzung in Gew.-% von 11,75% Si, 0,4% Fe, 3,6% Cu, 0,15% Mg, 0,03% Sr, Mn wie angegeben und der Rest Al erreicht werden. Die Legierungen wurden bei einer Schmelztemperatur von 1320 Grad F in gebundene Sand-Formen gegossen. Die Legierungen wurden in den Formen bei einer Abkühlgeschwin digkeit von etwa 10 Grad F/Minute erstarrt, um Gussstäbe zu erzeugen, die auf den T6-Zustand wärmebehandelt und dann geschnitten wurden, um runde Zugprüfstäbe zu Prüfzwecken zu bilden.This example relates to the positive effects obtained by controlling the Mn / Fe weight ratio for aluminum alloys having a silicon content in the range of 11 to 12% by weight of the alloy. For example, illustrated 4 Effects relating to castable Cu-containing aluminum alloys having a composition in wt% of 11.75% Si, 0.4% Fe, 3.6% Cu, 0.15% Mg, 0.03% Sr, Mn as indicated and the rest Al reached. The alloys were cast at a melt temperature of 1320 degrees F into bonded sand molds. The alloys were solidified in the molds at a cooling rate of about 10 degrees F / minute to produce cast rods which were heat treated to the T6 state and then cut to form round tensile test bars for testing purposes.

4 veranschaulicht eine deutliche Erhöhung der UTS der wärmebehandelten Prüfkörper, die durch Steuern des Mn/Fe Gewichtsverhältnisses auf über 0,74, insbesondere bei einem Verhältnis von 1,367 erzielt wurde. Die Zugdehnung verringerte sich geringfügig bei Mn/Fe-Verhältnissen von 0,74 und 1,14 und stiege dann bei einem Mn/Fe-Verhältnis von 1,367 deutlich an. 4 Figure 3 illustrates a significant increase in the UTS of the heat-treated test specimens achieved by controlling the Mn / Fe weight ratio to above 0.74, especially at a ratio of 1.367. The tensile elongation decreased slightly at Mn / Fe ratios of 0.74 and 1.14, and then increased significantly at a Mn / Fe ratio of 1.367.

5 veranschaulicht die positiven Effekte, die in Bezug auf gießbare Cu-haltige Aluminiumlegierungen mit einer Zusammensetzung in Gew.-% von 11,00% Si, 0,44% Mg, 0,18% Sr, Mn, Fe und Cu wie angegeben und der Rest Al erzielt wurden. Die Legierungen wurden bei einer Schmelztemperatur von 1320 Grad F in gebundene Sandformen gegossen. Die Legierungen wurden in den Formen bei einer Abkühlgeschwindigkeit von etwa 10 Graf F/Minute erstarrt, um Gussstäbe zu erzeugen, die auf den T6-Zustand wärmebehandelt und dann geschnitten wurden, um runde Zugprüfstäbe zu Prüfzwecken zu bilden. 5 Figure 11 illustrates the positive effects with respect to castable Cu-containing aluminum alloys having a wt% composition of 11.00% Si, 0.44% Mg, 0.18% Sr, Mn, Fe and Cu as indicated, and the Rest Al were scored. The alloys were cast into bonded sand molds at a melt temperature of 1320 degrees F. The alloys were solidified in the molds at a cooling rate of about 10 counts F / minute to produce cast bars which were heat treated to the T6 state and then cut to form round tensile test bars for testing purposes.

5 veranschaulicht eine deutliche Reduktion in dem Schwundfaktor, der der oben erläuterten Schwundporosität entspricht, durch Erhöhen des Mn/Fe-Gewichtsverhältnisses über etwa 1,0. Wenn das Mn/Fe-Verhältnis derart erhöht wird, nimmt der Schwund ab und er nimmt für die Legierungen mit mehr Cu in einem größeren Ausmaß ab. 5 Figure 1 illustrates a significant reduction in the fade factor corresponding to the shrinkage porosity explained above by increasing the Mn / Fe weight ratio above about 1.0. As the Mn / Fe ratio is thus increased, the fade decreases and it decreases to a greater extent for the more Cu alloys.

Die Zugabe von Cu zu Aluminium-Silizium-Legierungen verbessert die Zugfestigkeit. In der Vergangenheit hat eine Zugabe von Cu zu diesem Zweck jedoch in einer Erhöhung in der Schwundporosität und gelegent lich der Mikroporosität resultiert, wenn das Mn/Fe-Gewichtsverhältnis um den typischen Wert von 0,5 herum lag. Aus 5 ist ersichtlich, dass ein Steuern des Mn/Fe-Verhältnisses gemäß der Erfindung unerwarteterweise das Gießen von Cu-haltigen Aluminiumlegierungen mit einer höheren Festigkeit bei besseren Qualitätsniveaus (mit geringeren Schwundporositätsfehlern) als zuvor erreichbar zulässt.The addition of Cu to aluminum-silicon alloys improves the tensile strength. In the past, however, addition of Cu for this purpose resulted in an increase in shrinkage porosity and occasionally in microporosity when the Mn / Fe weight ratio was around the typical value of 0.5. Out 5 It can be seen that controlling the Mn / Fe ratio according to the invention unexpectedly allows casting of Cu-containing aluminum alloys having higher strength at better quality levels (with lower shrinkage porosity errors) than previously achievable.

Zusammengefasst betrifft die Erfindung eine gießbare Aluminiumlegierung, die in Gew.-% 0 bis etwa 19% Si, 0 bis etwa 5,0% Cu, 0 bis etwa 1,5% Mg, bis zu etwa 3,0% Zn, bis zu etwa 2,0% Ni, bis zu etwa 0,3% Ti, mehr als 0 bis etwa 1,5 Gew.-% Fe, etwa 0,2% bis etwa 3,0% Mn umfasst, wobei ein Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 0,6 oder mehr beträgt, wenn Fe kleiner als 0,4 Gew.-% ist, und das Gewichtsverhältnis von Mn/Fe 1,0 oder mehr beträgt, wenn Fe gleich wie oder größer als 0,4 Gew.-% ist, um die Porosität eines aus der Legierung hergestellten Gussteils zu verringern und seine Zugfestigkeit zu erhöhen.Summarized the invention relates to a pourable Aluminum alloy containing, in weight% 0 to about 19% Si, 0 to about 5.0% Cu, 0 to about 1.5% Mg, up to about 3.0% Zn, up to about 2.0% Ni, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 1.5% by weight Fe, about 0.2% to about 3.0% Mn, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, though Fe is less than 0.4 wt%, and the weight ratio of Mn / Fe is 1.0 or more if Fe equal to or greater than 0.4% by weight is the porosity to reduce a casting made of the alloy and to increase its tensile strength.

Claims

A castable aluminum alloy comprising, by weight% 0 to about 19% Si, 0 to about 5.0% Cu, 0 to about 1.5% Mg, up to about 3.0% Zn, up to about 2.0% Ni, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 1.5% by weight Fe, about 0.2% to about 3.0% Mn, wherein Weight ratio of Mn / Fe is at least 0.6, when Fe is less than 0.4 wt .-%, and the weight ratio of Mn / Fe is at least 1.0, when Fe is equal to or greater than 0.4 wt. % is to reduce the porosity of a casting made of the alloy and to improve its tensile strength.

Alloy according to claim 1, characterized in that the Fe concentration is about 0.4% by weight or more.

Alloy according to claim 1, characterized in that the Cu concentration is about 2.5 wt% or more.

Alloy according to claim 1, characterized in that that it further comprises at least one of Sr or a rare earth metal includes.

castable An aluminum alloy comprising, by weight, 0 to 9.0% Si, 0 to about 5.0% Cu, about 0.15% to about 0.6% Mg, up to about 1.0% Zn, up to about 0.3% Ti, about 0.2% to about 0.8% Fe, about 0.3% to about 1.2% Mn and the balance being aluminum, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more when Fe less than 0.4% by weight is, and the weight ratio Is 1.0 or more, if Fe equals or exceeds 0.4 wt .-% is.

Alloy according to claim 5, characterized in that the Fe concentration is about 0.4% to about 0.8% by weight.

Alloy according to claim 5, characterized in that that it consists essentially, in weight%, of: about 5.0 to about 7.0% Si, about 2.5% to about 4.0% Cu, about 0.15% to about 0.35% Mg, up to about 0.5% Zn, up to about 0.3% Ti, about 0.35% to about 0.65% Fe, about 0.4% to about 0.9% Mn and the balance aluminum, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, when Fe is less than 0.4 wt%, and 1.0 or more, when Fe equal to or greater than 0.4 wt .-% is.

Alloy according to claim 7, characterized in that it further comprises from about 0.01% to about 0.025% Sr.

Alloy according to claim 5, characterized in that that it consists essentially, in weight%, of: 0 to about 0.25% Si, about 3 to about 5% Cu, about 0.1% to about 0.3% Mg, up to about 0.5% Zn, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 0.5% Fe, about 0.2% to about 0.8% Mn and the balance aluminum, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, when Fe is less than 0.4 wt%, and the weight ratio of Mn / Fe is 1.0 or more, if Fe equals or exceeds 0.4 wt .-% is.

Alloy according to claim 9, characterized in that that it further comprises at least one of Sr up to about 0.05% by weight or a rare earth metal up to 5 wt .-% comprises.

Alloy according to claim 5, characterized in that that it consists essentially, in weight%, of: about 6.0 to about 9.0% Si, 0 to about 0.75% Cu, about 0.2% to about 0.4% Mg, up to about 1.0% Zn, 0 to about 1.5% Ni, up to 0.3% Ti, about 0.35% to about 0.65% Fe, about 0.4% to about 0.9% Mn and the balance aluminum, the weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, when Fe is less than 0.4 wt%, and 1.0 or more, when Fe is 0.4 wt% or more.

Alloy according to claim 11, characterized in that it further comprises about 0.005 to about 0.025% Sr.

Casting comprising, by weight% 0 to about 19% Si, 0 to about 5.0% Cu, 0 to about 1.5% Mg, up to about 3.0% Zn, to about 2.0% Ni, up to about 0.3% Ti, more than 0 to about 1.5% by weight Fe, about 0.2% to about 3.0% Mn, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, when Fe is less than 0.4 wt%, and the weight ratio of Mn / Fe Is 1.0 or more, if Fe equals or exceeds 0.4% by weight is the porosity of the casting to reduce and improve its tensile strength.

Casting part according to claim 13, characterized it comprises an engine cylinder block or an engine cylinder head.

Casting part according to claim 13, characterized that it is dispersion hardened is.

casting process with the steps: Melting a castable aluminum alloy comprising in weight% 0 to about 19% Si, 0 to about 5.0% Cu, 0 to about 1.5% Mg, up to about 3.0% Zn, up to 2.0% Ni, up to about 0.3% Ti, more from 0 to about 1.5% by weight Fe, from about 0.2% to about 3.0% Mn, wherein a weight ratio of Mn / Fe is 0.6 or more, when Fe is less than 0.4 wt%, and the weight ratio of Mn / Fe is 1.0 or more, if Fe equals or exceeds 0.4% by weight, introducing the molten alloy into a mold, and solidifying the molten alloy in the mold to form a casting to form, the ratio the porosity of the casting reduces and increases its tensile strength.

Method according to claim 16, characterized in that that in the mold is a cast engine cylinder block or cylinder head is formed.