DE1243398B - Cast or wrought magnesium alloy containing rare earth metals - Google Patents
Cast or wrought magnesium alloy containing rare earth metalsInfo
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Description
BUNBUN
PATENTAMTPATENT OFFICE
Int. Cl.:Int. Cl .:
C22cC22c
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
■=4■ = 4
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M41364VI a/40b
28. April 1959
29.Juni 1967M41364VI a / 40b
April 28, 1959
June 29, 1967
Die Erfindung bezieht sich auf eine durch Homogenisierungsglühen und Aushärten bei 150 bis 2500C ■wärmebehandelte, Seltene Erdmetalle enthaltende Magnesium-Guß- oder -Knetlegierung.The invention relates to a cast or wrought magnesium alloy which is heat-treated by homogenization annealing and hardening at 150 to 250 ° C. and contains rare earth metals.
Es sind Guß- und Knetlegierungen aus 0,1 bis 12 % Thorium, 0 bis 1 bis 2% Zirkonium, bis 5°/o Cer, bis 10°/0 Silber, Rest Magnesium bekannt, die unter entsprechender Verringerung des Silbergehaltes auch noch Thallium, Beryllium, Wismut, Blei, Kalzium, Zink und/oder Kadmium enthalten können.There are known cast and wrought alloys from 0.1 to 12% thorium, from 0 to 1 to 2% zirconium, up to 5 ° / o cerium, up to 10 ° / 0 Silver, residual magnesium, under the corresponding reduction of the silver content also Thallium , Beryllium, bismuth, lead, calcium, zinc and / or cadmium.
Auch sind Guß- und Gußschweißlegierungen bekannt, die 0,5 bis 2% Zirkonium, bis 3°/o Cer und bis 15°/0 Silber enthalten. Diese Legierungen können auch noch bis 12% Thorium enthalten.Also, casting and Gußschweißlegierungen are known which 0.5 to 2% zirconium, up to 3 ° / o cerium and up to 15 ° included / 0 Silver. These alloys can also contain up to 12% thorium.
Ferner sind Guß- und Knetlegierungen auf Magnesiumbasis bekannt, die 0,5 bis 10%, insbesondere 2 bis 4%, Seltene Erdmetalle mit überwiegendem Neodymgehalt, außerdem bis 5% Silber, bis 2% Mangan, bis 10% Thorium sowie weitere Legierungszusätze mit Ausnahme von Gallium und Wismut ent- halten können. Insbesondere können diese Legierungen, sofern sie frei von Mangan sind, 0,4 bis 0,9% Zirkonium enthalten.Cast and wrought alloys based on magnesium are also known which contain 0.5 to 10%, in particular 2 to 4%, rare earth metals with predominantly neodymium content, also up to 5% silver, up to 2% Manganese, up to 10% thorium and other alloy additives with the exception of gallium and bismuth can hold. In particular, these alloys, provided they are free of manganese, can contain 0.4 to 0.9% Contains zirconium.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Legierungen solcher Art anzugeben, die verbesserte Festigkeitseigenschaften, insbesondere eine verbesserte Streckgrenze bei 0,1 % bleibender Dehnung aufweisen, denn sowohl bei gegossenen als auch bei gekneteten Formstücken ist die Streckgrenze der bekannten Magnesiumlegierungen nicht so hoch wie wünschenswert im Vergleich zu ihrer Zerreißgrenze. Dementsprechend war es die Streckgrenze, die die Grenze der Zugbeanspruchungen in technischen Einrichtungen setzte. Insbesondere sollen die Legierungen nicht von einer Kaltbearbeitung zur Erzeugung ihrer Eigenschaften abhängig sein. Schließlich sollen die Legierungen zu einem hohen Grade homogen sein.The invention is based on the object of specifying alloys of this type which have improved strength properties, in particular have an improved yield strength at 0.1% permanent elongation, because The yield strength of the well-known magnesium alloys is the same for both cast and kneaded fittings not as high as desirable compared to their ultimate tensile strength. Accordingly it was the yield point that set the limit for tensile loads in technical facilities. In particular the alloys should not rely on cold working to produce their properties be. Finally, the alloys should be homogeneous to a high degree.
Ein möglicher Schritt zur Entwicklung solcher Legierungen würde darin bestehen, zweistufige Wärmebehandlungsprozesse (Homogenisieren und Aushärten) zu verwenden, wie dies weithin bei Aluminium-, Kupfer- und anderen Legierungen gebräuchlich ist. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, Magnesiumlegierungen zu finden, die ihre Eigenschaften auf diese Weise günstig entwickeln. Bei vielen Magnesiumlegierungen ergibt sich nur ein kleiner oder überhaupt kein Vorteil gegenüber einfacheren Verfahren. Beispielsweise ist es bekannt, Magnesium-Aluminium-Gußlegierungen einer zweistufigen Wärmebehandlung auszusetzen, aber die derart wärmebehandelten Legierungen haben keine Verwendung gefunden, da ihre Streckgrenze maximal 12 kg/mm beträgt und sie etwas Seltene Erdmetalle enthaltende Magnesium-Gußoder -KnetlegierungOne possible step in developing such alloys would be to use two-step heat treatment processes (Homogenizing and hardening) as it is widely used with aluminum, copper and other alloys. However, it has proven difficult to find magnesium alloys that match their properties to these Develop cheap way. With many magnesium alloys there is little or no result Advantage over simpler procedures. For example, it is known to cast magnesium-aluminum alloys subject to a two-stage heat treatment, but the alloys so heat-treated have not found any use, since their yield strength is a maximum of 12 kg / mm and they something Cast or wrought magnesium alloy containing rare earth metals
Anmelder:Applicant:
Magnesium Elektron Limited,Magnesium Elektron Limited,
Manchester (Großbritannien)Manchester (Great Britain)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. F. WeickmannDipl.-Ing. F. Weickmann
und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,and Dr.-Ing. A. Weickmann, patent attorneys,
München 27, Möhlstr. 22Munich 27, Möhlstr. 22nd
Als Erfinder benannt:
Ronald James Malcolm Payne,
Norman Bailey, LondonNamed as inventor:
Ronald James Malcolm Payne,
Norman Bailey, London
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 16. Mai 1958 (15 822)Great Britain 16 May 1958 (15 822)
brüchig sind. Magnesium-Zink-Zirkonium-Legierungen mit hohem Zinkgehalt reagieren stärker auf eine solche zweistufige Wärmebehandlung und zeigen bessere mechanische Eigenschaften; sie sind jedoch verhältnismäßig schlecht zu gießen, da sich in ihnen unter Hitze in der Form leicht Risse und Poren bilden. Weiterhin sind Legierungen dieser Klasse nicht schweißbar, und daher müssen große und teure Gußstücke als Ausschuß behandelt werden, weil es nicht möglich ist, geringere Fehler in ihnen durch Schweißen zu beseitigen. Die Folge davon ist, daß gegossene Magnesiumlegierungen, die einem zweistufigen Wärmebehandlungsprozeß unterworfen wurden, bisher wenig Verwendung fanden. Die übliche Praxis war, Legierungen zu verwenden, die allein einer Aushärtungs-Wärmebehandlung ausgesetzt waren. Eine Unzulänglichkeit dieser Legierungen ist die Unterschiedlichkeit ihrer Eigenschaften von Stück zu Stück, insbesondere zwischen dicken und dünnen Stücken.are brittle. Magnesium-zinc-zirconium alloys with a high zinc content react more strongly to a such two-stage heat treatment and show better mechanical properties; however, they are relatively difficult to pour, as cracks and pores easily form in the mold when exposed to heat. Furthermore, alloys of this class are not weldable and therefore large and expensive castings must be made Treated as scrap because it is not possible to weld minor defects in them to eliminate. The consequence of this is that cast magnesium alloys require a two-stage heat treatment process have been subjected to, have so far found little use. The common practice was to make alloys that have been subjected to an aging heat treatment alone. An inadequacy of these alloys is the diversity of their properties from piece to piece, in particular between thick and thin pieces.
Die erfindungsgemäße durch Homogenisierungsglühen und Aushärten bei 150 bis 2500C wärmebehandelte, Seltene Erdmetalle enthaltende Magnesium-Guß- oder -Knetlegierung besteht aus 0,5 bis 3,5% Seltenen Erdmetallen mit mindestens 60% Neodym und weniger als 25% Lanthan und Cer, 1,5 bis 3,5% Silber, 0 bis 1,0% Zirkonium, 0 bis 2,0% Mangan,The magnesium cast or wrought alloy, which is heat-treated by homogenization annealing and hardening at 150 to 250 0 C and contains rare earth metals, consists of 0.5 to 3.5% rare earth metals with at least 60% neodymium and less than 25% lanthanum and cerium, 1.5 to 3.5% silver, 0 to 1.0% zirconium, 0 to 2.0% manganese,
709 608/354709 608/354
O bis 0,5% Zink, 0 bis 1,0 °/0 Kadmium, 0 bis 6,0 % Lithium, 0 bis 0,8 °/0 Kalzium, 0 bis 2,0% Gallium, 0 bis 2,0% Indium, 0 bis 5,0% Thallium, 0 bis 1,0% Blei, 0 bis 1,0% Wismut, 0 bis 5,0% Thorium, Rest Magnesium.O to 0.5% zinc, 0 to 1.0 ° / 0 cadmium, 0 to 6.0% lithium, 0 to 0.8 ° / 0 calcium, 0 to 2.0% gallium, from 0 to 2.0% Indium, 0 to 5.0% thallium, 0 to 1.0% lead, 0 to 1.0% bismuth, 0 to 5.0% thorium, the remainder magnesium.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Legierung aus 2 bis 3% Silber, 2 bis 3% Seltenen Erdmetallen, 0,4 bis 1 % Zirkonium, Rest Magnesium. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht die Legierung aus 1,5 bis 3,0% Silber, 0,5 bis 2,0% Seltenen Erdmetallen, 1,0 bis 2,5% Thorium, 0,4 bis 1,0% Zirkonium, Rest Magnesium. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Legierung zur Herstellung geschmiedeter Teile beträgt die Summe von Zirkonium und Mangan bevorzugt mindestens 0,4%, wobei die maximal zulässige Menge eines jeden dieser beiden Metalle durch die Menge des anderen ergänzt ist.In a preferred embodiment, the alloy consists of 2 to 3% silver, 2 to 3% rare Earth metals, 0.4 to 1% zirconium, the remainder magnesium. In another preferred embodiment there is the alloy of 1.5 to 3.0% silver, 0.5 to 2.0% rare earth metals, 1.0 to 2.5% thorium, 0.4 to 1.0% zirconium, the remainder magnesium. When using the alloy according to the invention for production forged parts, the sum of zirconium and manganese is preferably at least 0.4%, the maximum allowable amount of each of these two metals being supplemented by the amount of the other is.
Das Homogenisierungsglühen erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur von 100 Grad unterhalb der Solidifstemperatur bis zu dieser Temperatur während mindestens einer halben Stunde und die Aushärtung bei einer Temperatur von 150 bis 250° C während mindestens einer Stunde.The homogenization annealing is preferably carried out at a temperature of 100 degrees below the solidification temperature up to this temperature for at least half an hour and hardening at a temperature of 150 to 250 ° C for at least one hour.
Die erfindungsgemäßen Legierungen erhalten durch die zweistufige Wärmebehandlung eine Streckgrenze, die höher ist als die der allgemein verwendeter Legierungen und eine größere Gleichmäßigkeit der Eigenschaften zwischen dicken und dünnen Stücken. Ferner neigen die erfindungsgemäßen Legierungen nicht dazu, bei Erhitzung Risse oder Poren zu bilden, und außerdem sind sie gut schweißbar.The two-stage heat treatment gives the alloys according to the invention a yield point, which is higher than that of the generally used alloys and a greater uniformity of properties between thick and thin pieces. Furthermore, the alloys according to the invention do not tend to to form cracks or pores when heated, and they are also easy to weld.
Das Element Silber hat in den erfindungsgemäßen Legierungen einen spezifischen Effekt, indem es die Reaktion der Legierungspartner bei der zweistufigen Wärmebehandlung bis zu dem Punkt verbessert, daß tatsächlich die oben angeführten günstigen Eigenschaften auftreten. Dieser Effekt wurde allein mit Silber in Kombination mit Seltenen Erdmetallen erreicht, nicht aber mit irgendeinem anderen Element.The element silver has a specific effect in the alloys according to the invention in that it The reaction of the alloying partners in the two-stage heat treatment is improved to the point that the favorable properties listed above actually occur. This effect was alone with Silver achieved in combination with rare earth metals, but not with any other element.
Die Seltenen Erdmetalle, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können
in bekannten Mischungen vorliegen, wie z. B. als »Mischmetall« oder »Didymium« (Handelsnamen),
oder alternativ kann irgendein einzelnes Element oder eine Gruppe von Elementen mit den Atomnummern
im Bereich von 57 bis 70 verwendet werden. Yttrium und Thorium, obwohl nicht von dieser Gruppe, sind
ebenfalls als härtende Zusätze wie Seltene Erdmetalle im Rahmen der Erfindung verwendbar. Wie im folgenden
angegeben ist, wurden besondere Vorteile durch Verwendung ausgewählter Elemente oder Gruppen
solcher Elemente für bestimmte Zwecke erzielt.
Ist Zirkonium in der Legierung vorhanden, sollenThe rare earth metals which can be used for the purposes of the present invention can be present in known mixtures, such as e.g. As "mischmetal" or "didymium" (trade names), or alternatively any single element or group of elements with atomic numbers ranging from 57 to 70 may be used. Yttrium and thorium, although not from this group, can also be used as hardening additives such as rare earth metals in the context of the invention. As indicated below, particular advantages have been obtained by using selected elements or groups of such elements for specific purposes.
If zirconium is present in the alloy, should
ίο Elemente, die Verbindungen hohen Schmelzpunktes mit Zirkonium bilden und dabei die Kornverfeinerung verhindern, abwesend sein.ίο elements that have high melting point compounds form with zirconium and thereby prevent grain refinement, be absent.
Eisen kann für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als Verunreinigung angesehen werden und in den Mengen vorhanden sein, die gewöhnlich in Magnesiumlegierungen zugelassen werden (bis zu 0,05%, aber wesentlich weniger als diese Menge, wenn die Legierung Zirkonium enthält). Andere nicht lösliche oder fast nicht lösliche Elemente, wie Kupfer, die dazuIron can be viewed as an impurity for the purposes of the present invention and in the Be present in amounts that are usually allowed in magnesium alloys (up to 0.05%, but much less than this amount if the alloy contains zirconium). Others insoluble or almost insoluble elements, such as copper, add to this
ao neigen, die Legierung brüchig zu machen, sollen vor-I zugsweise abwesend sein, aber sie können in Mengen, die nicht wesentlich die Duktilität beeinflussen, beispielsweise zu 0,25%, zugelassen werden.ao tend to make the alloy brittle, should preferably be absent, but they can be in quantities, that do not significantly affect ductility, for example to 0.25%.
Die Effekte des Silbers in Legierungen nach derThe effects of silver in alloys according to the
as Erfindung sind aus der Tabelle I ersichtlich, die die
Eigenschaften von Magnesium-Mischmetall-Zirkonium-Thorium- und Magnesium-Neodym-Zirkonium-Legierungen
mit und ohne Zusatz von Silber zeigt. Das verwendete Mischmetall war vom üblicherweise
verwendeten Typ, der etwa 50% Cer enthält. Das »Neodymium« wurde aus einer technischen Oxydmischung
erzeugt, die einen nominalen Anteil von 75% Neodymiumoxyd enthielt. Der Ausdruck »Neodymium«
ist hier verwendet, um das Material von »Didymiurno-Mischurtgen zu unterscheiden, die geringere
Anteile von Neodymium enthalten. Die Erfindung umfaßt jedoch Didymium und alle anderen Mischungen
Seltener Erdmetalle.
Die angeführten mechanischen Eigenschaftswerte beziehen sich auf in Standardsand für Testbarren gegossene
Stäbe mit einem Durchmesser von 2,54 cm und einer Länge von 15,24 cm, die für die Prüfung auf
einen Durchmesser von 1,433 cm und eine Länge von 5,08 cm bearbeitet wurden. Die Streckgrenze wurde
mittels der »Offset«-Methode bestimmt.The invention can be seen from Table I, which shows the properties of magnesium-mischmetal-zirconium-thorium and magnesium-neodymium-zirconium alloys with and without the addition of silver. The mischmetal used was of the commonly used type containing about 50% cerium. The "neodymium" was produced from a technical oxide mixture, which contained a nominal share of 75% neodymium oxide. The term "neodymium" is used here to distinguish the material from "Didymiurno-Mischurtgen, which contain smaller amounts of neodymium. However, the invention includes didymium and all other mixtures of rare earth metals.
The mechanical property values given relate to bars cast in standard sand for test bars with a diameter of 2.54 cm and a length of 15.24 cm, which were machined to a diameter of 1.433 cm and a length of 5.08 cm for the test . The yield point was determined using the "offset" method.
VoMM
Vo
Th
Vo Zusai
Th
Vo
Nd1)
%nmense
Nd 1 )
%
Zr!)
V. removal
Zr ! )
V.
Vo Ag
Vo
grenze
<*0,l
kp/mm1 Stretch
border
<* 0, l
kp / mm 1
Ob
kp/mm2 tensile strenght
If
kp / mm 2
dehnung ö
Vofracture
elongation ö
Vo
5700C geglüht, im Wasser
abgeschreckt2 hours at about 560 to
Annealed to 570 0 C, in the water
deterred
ausgelagert24 hours at 175 ° C warm
outsourced
geglüht, im Wasser abge
schreckt2 hours at about 57O ° C
annealed, abraded in water
frightens
warmausgelagert24 hours at about 175 ° C
artificially aged
MM = Mischmetall.MM = mischmetal.
l) Die Werte dieser Spalte geben den gesamten Gehalt an Seltenen Erdmetallen wieder, von denen etwa 75 Vo Neodymium ist. a) Nominalgehalt. l ) The values in this column give the total content of rare earth metals, of which about 75 Vo is neodymium. a ) Nominal salary.
Tabelle I (Fortsetzung)Table I (continued)
VoMM
Vo
Th
·/» Zusai
Th
· / »
Nd1)nmense
Nd 1 )
Zr2)
°/oremoval
Zr 2 )
° / o
VoAg
Vo
grenze
«Ό.Ι
kp/mm*Stretch
border
«Ό.Ι
kp / mm *
aB
kp/mm2 tensile strenght
a B
kp / mm 2
dehnung δ
Vofracture
elongation δ
Vo
5700C geglüht, im Wasser
abgeschreckt2 hours at about 550 to
Annealed to 570 0 C, in the water
deterred
warmausgelagert16 hours at 200 to 225 ° C
artificially aged
560° C geglüht, im Wasser
abgeschreckt8 hours at about 540 to
Annealed at 560 ° C in water
deterred
2000C warmausgelagert8 to 16 hours at about
Artificial aged 200 0 C
MM =s Mischmetall.MM = s misch metal.
1J Die Werte dieser Spalte geben den gesamten Gehalt an Seltenen Erdmetallen wieder, von denen etwa 75 Vo Neodymium ist. 2) Nominalgehalt. 1 J The values in this column give the total content of rare earth metals, of which about 75 Vo is neodymium. 2 ) Nominal salary.
Es ist zu bemerken, daß in jedem Fall der Zusatz von Silber zu einer merklichen Verbesserung der Eigenschäften führt, insbesondere in bezug auf die Streckgrenze. Von den vier silberhaltigen Zusammensetzungen, die in der Tabelle I angeführt sind, zeigen die Legierungen F und H Streckgrenzen, die 15,5 kp/ mm2 überschreiten. Diese Legierungen sind besonders geeignet für das Vergießen. Die Eigenschaften der Legierungen sind besonders überraschend und überschreiten diejenigen aller bekannten Magnesiumlegierungen, die annehmbare Gießeigenschaften aufweisen. It should be noted that in each case the addition of silver leads to a noticeable improvement in the properties, in particular with regard to the yield point. Of the four silver-containing compositions listed in Table I, alloys F and H show yield strengths that exceed 15.5 kgf / mm 2. These alloys are particularly suitable for casting. The properties of the alloys are particularly surprising and exceed those of all known magnesium alloys which have acceptable casting properties.
Die Legierungen können in die knetbare Form durch die üblichen Techniken der Warm- und Kaltverformung überführt werden. Ein Anhalt über die Eigenschaften, die mit knetbaren Legierungen zu erhalten sind, ist durch die Ergebnisse der Zugversuche gegeben, die in Tabelle II angeführt sind. Die Tabelle II bezieht sich auf Stücke, die mit einem Hammer aus Gußbarren mit 6,35 cm Durchmesser geknetet sind.The alloys can be turned into the kneadable form by the usual techniques of hot and cold working be convicted. A guide to the properties that can be obtained with kneadable alloys is given by the results of the tensile tests given in Table II. Table II relates on pieces kneaded with a hammer from cast ingots 6.35 cm in diameter.
SeltenesTogether
Rare
Silbercomposition
silver
niumZirko
nium
grenzeStretch
border
Ob tensile strenght
If
dehnung
δ fracture
strain
δ
Mischmetall0.83%
Mischmetal
nominal0.6
nominal
glüht, in Öl abgeschreckt,
24 Stunden bei etwa 175° C
warmausgelagertV ge for 2 hours at about 570 ° C
glows, quenched in oil,
24 hours at about 175 ° C
artificially aged
Neodymium3)1.25%
Neodymium 3 )
nominal0.6
nominal
glüht, in Wasser abge
schreckt, 8 Stunden bei etwa
2200C warmausgelagert1 hour at about 53O ° C ge
glows, subsided in water
frightens, 8 hours at about
Artificial aged 220 0 C
Neodymium3)1.37%
Neodymium 3 )
nominal0.6
nominal
glüht, in Wasser abge
schreckt, 16 Stunden bei
etwa 2000C warmausge
lagert1 hour at about 535 ° C ge
glows, subsided in water
frightens at 16 hours
about 200 0 C warm
stores
3) bezeichnet eine Mischung seltener Erdmetalle, die etwa 75 °/o Neodymium enthält. Diese Bezeichnung wird verwendet, um diese Seltene Erdmetallmischung von Didymium zu unterscheiden, das einen niedrigeren Gehalt von Neodymium aufweisen kann. 3 ) denotes a mixture of rare earth metals, which contains about 75% neodymium. This designation is used to distinguish this rare earth metal mixture from didymium, which may have a lower content of neodymium.
Die Vorteile, die sich aus dem Zusatz von Silber ergeben, konnten nicht erwartet werden, da Silber als Metall angesehen wird, das, selbst wenn es in wesentlichen Mengen verwendet wird, keine bemerkenswerte Neigung hat, Magnesium zu härten.The benefits resulting from the addition of silver could not be expected, since silver is used as a Metal is considered to be, even when used in substantial amounts, not a noteworthy one Has a tendency to harden magnesium.
Tabelle III zeigt, daß die Streckgrenze einer Magnesium-Zirkonium-Legierung, die 2 % Silber (typisch fürTable III shows that the yield strength of a magnesium-zirconium alloy, the 2% silver (typical for
die Mengen, die in Legierungen nach der Erfindung verwendet werden) aber keine Seltenen Erdmetalle enthält, sehr gering iSt, selbst nach einer zweistufigen Wärmebehandlung, und nicht besser als die einer einfachen Magnesium-Zirkonium-Legierung. In bezug auf seine Neigung, zu härten und zu verfestigen, ist Silber wesentlich weniger wirksam als beispielsweise Zink.the amounts used in alloys according to the invention) but not rare earth metals contains, is very low, even after a two-stage Heat treatment, and no better than that of a simple magnesium-zirconium alloy. In relation to its tendency to harden and solidify, silver is much less effective than zinc, for example.
Tabelle III
Die Eigenschaften von gegossenen Magnesium-Zirkonium-Legierungen mit und ohne SilberTable III
The properties of cast magnesium-zirconium alloys with and without silver
Zr1)Together
Zr 1 )
Agnetting
Ag
kp/mm2 Stretch limit
kp / mm 2
Ob
kp/mm2 tensile strenght
If
kp / mm 2
dehnung <5fracture
elongation <5
ML.
M.
0,60.6
0.6
Wasser abgeschreckt
16 Stunden bei etwa 2000C warm
ausgelagertAnnealed for 2 hours at 570 ° C, in
Water quenched
16 hours at about 200 ° C. warm
outsourced
6,14.8
6.1
19,516.6
19.5
1821.5
18th
4) Nominalgehalt. 4 ) Nominal salary.
Legierungen des beschriebenen Typs behalten ihre Eigenschaften gut, wenn sie in dicke Stücke gegossen werden und sind den bekannten Legierungen in dieser Hinsicht überlegen. Die Eigenschaften einer Magnesium-Silber-Mischmetall-Thorium-Zirkonium-Legie rung (Legierung N), an Testbarren und in schweren Blöcken mit 10,16 cm Durchmesser bestimmt, sind in Tabelle IV mit denjenigen aus einer üblichen Magnesium-Zink-Zirkonium-Legierung (Legierung O) und einer Magnesium-Zink-Thorium-Zirkonium-Legierung (Legierung P), die unter gleichen Bedingungen gegossen sind, verglichen.Alloys of the type described retain their properties well when cast in thick pieces are and are superior to the known alloys in this respect. The properties of a magnesium-silver-mischmetal-thorium-zirconium alloy tion (alloy N), on test bars and in heavy blocks with a diameter of 10.16 cm in Table IV with those made from a conventional magnesium-zinc-zirconium alloy (alloy O) and a magnesium-zinc-thorium-zirconium alloy (alloy P), produced under the same conditions are cast, compared.
Die angeführten Werte sind Mittelwerte einer Anzahl von Versuchsergebnissen.The values given are mean values of a number of test results.
Die Eigenschaften von Sandgußstücken einer Mg 2,56 7o - Ag 2,73 °/0 - Nd 0,7 70 - Zr - Legierung wurden ebenfalls untersucht und mit denjenigen von aus Sandgußstücken hergestellten Testbarren, die aus der gleichen Schmelze gegossen wurden, verglichen.The properties of a Sandgußstücken Mg 2.56 7o - 2.73 Ag ° / 0 - Nd 0.7 7 0 - Zr - alloy were also studied and compared with those of test bars prepared from Sandgußstücken, which were cast from the same heat .
Die Ergebnisse der Streckgrenzenprüfung mit Proben, die von einem wärmebehandelten Gußkörper abgeschnitten waren, der Teile bis zu 7,62 cm Dicke aufwies, sind die folgenden:The results of the yield strength test with specimens obtained from a heat-treated cast body that had parts up to 3 inches thick are the following:
Beschreibungdescription
Streckgrenze Ct011 Yield strength Ct 011
kp/mm2
Maximum Mittel Minimum Zugfestigkeit aB kp / mm 2
Maximum mean minimum tensile strength a B
kp/mm2
Maximum Mittel I Minimumkp / mm 2
Maximum mean I minimum
Bruchdehnung δ Elongation at break δ
ο/ /οο / / ο
Maximum Mittel I MinimumMaximum mean I minimum
Proben aus Gußstücken
(Mittelwerte gründen
sich auf 7 Versuche)Samples from castings
(Establish mean values
7 attempts)
Einzelne Testbarren
(tatsächliche Werte)Individual test bars
(actual values)
18,318.3
17,517.5
17,2
17,217.2
17.2
16,6 25,816.6 25.8
25,025.0
26,2
24,626.2
24.6
22,922.9
ίοίο
Die Wärmebehandlung dauerte 4 Stunden bei 530° C. Es wurde in Wasser abgeschreckt und 8 Stunden bei 200° C warmausgelagert. Legierungen des Typs, die hier betrachtet sind, haben eine Kriechfestigkeit bei Temperaturen der Größenordnung 200° C, die vergleichbar ist mit der von Magnesium-Mischmetall-Zirkonium-Legierungen (mit oder ohne Zinkzusatz), die allgemein im Gebrauch sind.The heat treatment lasted 4 hours at 530 ° C. It was quenched in water and 8 hours Artificially aged at 200 ° C. Alloys of the type under consideration have creep resistance at temperatures of the order of 200 ° C, which is comparable to that of magnesium-mixed metal-zirconium alloys (with or without the addition of zinc) that are commonly used.
Die Legierung ZREl (D. T. D. 708) ist die am meisten benutzte dieser Legierungen. Die folgende Tabelle zeigt, daß eine Mg 2,5%-Ag 2,2%-Nd 0,6 %-Zr-Legierung eine weit überlegene Kombination von statischer Festigkeit bei Zimmertemperatur und Kriechfestigkeit bei erhöhter Temperatur aufweist als die bisher benutzte ZREl-Legierung. Übrigens zeigt die Mg 2,50I0-Ag 2,2°/0-Nd 0,670-Zr-Legierung eine viel höhere Streckgrenze als ZREl, wenn sie bei Temperaturen von 200 bis 250° C geprüft wurde, das sind Temperaturen, bei denen Gußstücke aus ZREl häufig betriebsmäßig verwendet werden.The alloy ZRE1 (DTD 708) is the most widely used of these alloys. The following table shows that a Mg 2.5% -Ag 2.2% -Nd 0.6% -Zr alloy has a far superior combination of static strength at room temperature and creep resistance at elevated temperature than the previously used ZREI alloy . Incidentally, the Mg 2.5 0 I 0 -Ag 2.2 ° / 0 -Nd 0.67 0 -Zr alloy shows a much higher yield point than ZRE1 when it was tested at temperatures of 200 to 250 ° C, that is Temperatures at which castings made of ZREl are often used operationally.
IOIO
behandlungwarmth
treatment
temperaturCheck
temperature
grenzeStretch
border
festigkeittrain
strength
dehnung
S fracture
strain
S.
Kriechen
in 100 Stundenby 0.1 "/ Ό
To crawl
in 100 hours
Kriechen
in 500 Stundenby 0.1 ■> / "
To crawl
in 500 hours
Die Seltenen Erdmetalle stellen das hauptsächliche Härtemittel in diesen Legierungen dar, und der Gehalt an ihnen ist im allgemeinen in derselben Größenordnung wie die maximale Löslichkeit dieser Metalle in festem Magnesium, so daß eine maximale Ansprechbarkeit auf Wärmebehandlung erzielt wird. Mehr oder weniger dieser Metalle können jedoch benutzt werden, und zwar in Abhängigkeit von der Form, in der die Legierung benutzt wird und der Kombination der gewünschten Eigenschaften. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, eine geringere Menge Seltener Erdmetalle in gekneteten als in gegossenen Legierungen zu verwenden. Andererseits kann es, wenn eine hohe Härte gewünscht ist, zweckmäßig sein, einen größeren Anteil Seltener Erdmetalle zu verwenden als in fester Lösung aufgenommen werden kann und in anderen Fällen, um im Interesse einer verbesserten Duktilität die Streckgrenze aufzuopfern (indem ein verminderter Gehalt an Seltenen Erdmetallen verwendet wird, wie in der Legierung B der Tabelle I).The rare earth metals are the main hardening agents in these alloys, and the content at them is generally of the same order of magnitude like the maximum solubility of these metals in solid magnesium, so that maximum responsiveness on heat treatment is achieved. However, more or less of these metals can be used depending on the form in which the alloy is used and the combination of those desired Properties. For example, it can be advantageous to use a smaller amount of rare earth metals to be used in wrought as in cast alloys. On the other hand, it can if a high hardness is desired, it should be expedient to use a larger proportion of rare earth metals than in solid solution can be included and in other cases in order to improve ductility the Sacrificing the yield strength (by using a reduced content of rare earth metals, as in alloy B of Table I).
Der Silbergehalt wird am vorteilhaftesten im Bereich von 2,3 7„ gewählt.The silver content is most advantageously chosen in the range of 2.3 7 ".
Die Temperatur und die Dauer der Behandlung ist im allgemeinen wie folgt:The temperature and duration of the treatment are generally as follows:
Zum Homogenisierungsglühen kann die Temperatur von 100 Grad unterhalb der Solidustemperatur bis zu etwa dieser Temperatur reichen und die Dauer 1I2 Stunde bis hinauf zu 12 Stunden oder mehr betragen. Für die Aushärtungsbehandlung kann die Temperatur zwischen 150 bis 2500C liegen und die Dauer 1 bis 16 Stunden oder mehr betragen.For homogenization annealing, the temperature can range from 100 degrees below the solidus temperature to approximately this temperature and the duration can be 1 1/2 hours up to 12 hours or more. For the hardening treatment, the temperature can be between 150 and 250 ° C. and the duration can be 1 to 16 hours or more.
In allen Legierungen, die eine Zusammensetzung im Rahmen der Erfindung haben, erzeugt die doppelte Wärmebehandlung eine Streckgrenze von mindestens 12 kp/mm2. Die genauen Temperaturen und Zeiten hängen von der speziellen Zusammensetzung ab. Allenfalls müssen einige Versuche angestellt werden, um das Optimum festzustellen.In all alloys that have a composition within the scope of the invention, the double heat treatment produces a yield strength of at least 12 kp / mm 2 . The exact temperatures and times depend on the specific composition. At most, a few tests must be made to determine the optimum.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1243398X | 1958-05-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1243398B true DE1243398B (en) | 1967-06-29 |
Family
ID=10885435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEM41364A Pending DE1243398B (en) | 1958-05-16 | 1959-04-28 | Cast or wrought magnesium alloy containing rare earth metals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1243398B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2558519A1 (en) * | 1974-12-30 | 1976-07-08 | Magnesium Elektron Ltd | MAGNESIUM ALLOYS |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB637040A (en) * | 1948-01-06 | 1950-05-10 | Magnesium Elektron Ltd | Improvements in or relating to magnesium base alloys |
DE932987C (en) * | 1940-02-11 | 1955-09-15 | Ig Farbenindustrie Ag | Magnesium alloys with high heat resistance |
GB759411A (en) * | 1954-04-26 | 1956-10-17 | Magnesium Elektron Ltd | Improvements in or relating to magnesium base alloys |
-
1959
- 1959-04-28 DE DEM41364A patent/DE1243398B/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2558519A1 (en) * | 1974-12-30 | 1976-07-08 | Magnesium Elektron Ltd | MAGNESIUM ALLOYS |
DE2558545A1 (en) * | 1974-12-30 | 1976-07-08 | Magnesium Elektron Ltd | MAGNESIUM ALLOYS |
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