DE1301914B

DE1301914B - Warmfeste Legierung auf Magnesiumbasis

Info

Publication number: DE1301914B
Application number: DE1967N0030523
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich; Winter
Original assignee: Norsk Hydro Elektrisk Kvaelstof AS
Current assignee: Norsk Hydro Elektrisk Kvaelstof AS
Priority date: 1967-05-17
Filing date: 1967-05-17
Publication date: 1969-08-28
Also published as: NO120334B

Description

Die eutektische Al-Si-Legierung mit etwa 12 Gewichtsprozent oder etwa 14 Volumprozent besitzt gute Gießeigenschaften und erreicht im veredelten Zustand gute Kalt- und Warmzugfestigkeitswerte. Durch die eingelagerten Si-Kristalle weist sie zudem eine gute Verschleißfestigkeit auf.
Eine ähnliche Legierung mit analogen Eigenschaften auf Magnesiumbasis fehlte bisher, da das Legierungssystem Mb Si bei nur 1,3 Gewichtsprozent Silizium ein Eutektikum mit einem Volumenanteil von etwa 3 Volumprozent Mg.Si bildet.
Die Aufgabe, die zu den folgenden erfindungsgemäßen Legierungen führte, war, eine - ähnlich dem Silizium - harte Phase mit ausreichendem Volumenanteil in feiner Verteilung in eine Magnesiummatrix einzulagern, um auf diese Weise zu gut vergießbaren Legierungen mit guten mechanischen Eigenschaften, besonders in der Wärme, zu kommen.
Da offenbar keine dafür geeigneten binären Systeme des Magnesiums existieren, wurden ternäre Systeme untersucht, in denen ein hartes und relativ hochschmelzendes Silizid mit der Magnesiummatrix ein nach Möglichkeit eutektisches System bildet.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Silizide der Seltenen Erdmetalle mit einer Matrix auf Magnesiumbasis derartige erwünschte Systeme bilden, wenn die Legierung aus mehr als 0,5 bis 5 0/0 Seltenen Erdmetallen, insbesondere Mischmetall, 0,2 bis 3 % Silizium, gegebenenfalls weiteren Zusätzen einzeln oder zu mehreren an bis 7% Zink, bis 10% Alumnium, bis 2% Mangan, bis 1% Caleium, bis 5 % Silber, bis 5 % Kadmium, bis 5 % Zinn, bis 0,01 Beryllium, Rest Magnesium, besteht.
Bisher war nur bekannt, daß bei einer Magnesiumlegierung gemäß der britischen Patentschrift 910 981 mit 0,2 bis 1,5 % Zink und 0,2 bis 2% Silizium durch bis zu 0,5% Cer-Mischmetall die Festigkeit der Matrix und die Kaltverarbeitbarkeit verbessert werden können. Andererseits beschreiben G. S i e b e 1 und H. V o s s k ü h 1 e r in »Metall«, 1950, S.370, 371, eine ähnliche zink- und cerhaltige Magnesiumlegierung, bei welcher schon geringe Zusätze an Silizium zu einer starken Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften führen können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der für den Mischkristall wertvolle Ceranteil zum Silizid abgebunden wird. Bei größeren Anteilen an Cer, wie sie erfindungsgemäß vorgesehen sind, bleiben jedoch genügende Mengen an Cer im Mischkristall, während der Rest zu einer feinverteilten Silizidphase abgebunden wird, die ihrerseits besonders im Bereich des Eutektikums zu außergewöhnlich guten Gießeigenschaften dieser Legierungen führt.
Es gelingt auf diese Weise, größere Mengen von Silizium als bisher möglich in Form von Siliziden der Seltenen Erdmetalle als feinverteiltes ternäres Eutektikum in die Magnesiummatrix einzulagern.
So übertrifft z. B. eine Legierung auf Magnesiumbasis mit (in Gewichtsprozent) 3 % Al, 1 % Zn, 3,25 % Ce-Mischmetall und 1,34 % Si die Zeitstandfestigkeit der Legierung AZ 81 bei 200° C und zeigt ein besseres Gießverhalten und ein verbessertes Formfüllvermögen.
Legierungen dieser Art sind zur Herstellung von dichten Gußstücken besonders im Druckguß mit einer gegenüber der üblichen AZ 81-Legierung gesteigerten Zeitstandfestigkeit bei höheren Temperaturen geeignet.
Es beträgt beispielsweise die Länge der Gußspirale bei der Legierung AZ 81 etwa 36 cm, während sie in der gleichen Kokille mit der erfindungsgemäßen Legierung (30/9 Al, 1% Zn, 3,25% Ce, 1,341/o Si) 127 cm erreichte.
Im 100-h-Zeitstandversuch bei 200° C und einer Belastung von 3 kp/mm° beträgt die Dehnung der Legierung AZ 81 etwa 0,74%, die der obenerwähnten erfindungsgemäßen Legierung etwa 0,370/0.

Claims

Patentanspruch: Warmfeste Magnesiumlegierung, insbesondere Gußlegierung, bestehend aus mehr als 0,5 bis 5 % Seltenen Erdmetallen, insbesondere Mischmetall, 0,2 bis 3 % Silizium, gegebenenfalls weiteren Zusätzen einzeln oder zu mehreren an bis 71/o Zink, bis 10% Aluminium, bis 2% Mangan, bis 1% Caleium, bis 5% Silber, bis 5% Kadmium, bis 5% Zinn, bis 0,01.% Beryllium, Rest Magnesium.