DE1483265B2 - USE OF A MAGNESIUM ALLOY - Google Patents
USE OF A MAGNESIUM ALLOYInfo
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- DE1483265B2 DE1483265B2 DE19651483265 DE1483265A DE1483265B2 DE 1483265 B2 DE1483265 B2 DE 1483265B2 DE 19651483265 DE19651483265 DE 19651483265 DE 1483265 A DE1483265 A DE 1483265A DE 1483265 B2 DE1483265 B2 DE 1483265B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/04—Alloys based on magnesium with zinc or cadmium as the next major constituent
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer an sich bekannten Magnesiumlegierung aus 1,2 bis 2,5% Zink, 0,8 bis 1,1% Mangan, Rest Magnesium zur Warmverformung mit hohen Verformungsgeschwindigkeiten im Temperaturbereich zwischen 180 und 530° C. Alle Prozentangaben gelten als Gewichtsprozent. The invention relates to the use of a magnesium alloy known per se from 1.2 to 2.5% Zinc, 0.8 to 1.1% manganese, the remainder magnesium for hot forming at high forming speeds in the temperature range between 180 and 530 ° C. All percentages are percentages by weight.
Die Verwendung von Legierungen mit überwiegendem Magnesiumgehalt in knetverarbeitetem Zustand ist im Vergleich zu anderen Metallgattungen verhältnis- ίο mäßig beschränkt. Die Gründe hierfür sind im wesentlichen die folgenden:The use of alloys with a predominant magnesium content in the kneaded state is relative to other types of metal ίο moderately limited. The main reasons for this are as follows:
Die Herstellungskosten werden durch nachstehende Faktoren ungünstig beeinflußt. Die bisher für diese Art der Verarbeitung vorgesehenen Legierungen lassen sich im plastischen Bereich nur mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit verformen, sie erfordern eine glatte Oberfläche durch spanabhebende Bearbeitung auf dem gegossenen Vormaterial, um Rißbildung während der Verformung zu vermeiden. Zugabe teurerer Legierungskomponenten beheben nur zum ~ Teil diese Nachteile, lassen aber bezüglich Festigkeit zu wünschen übrig und bedingen höhere Kosten für den Materialeinsatz.The manufacturing cost is adversely affected by the following factors. The so far for this Type of processing provided alloys can only be used relatively in the plastic range Deform at low speed, they require a smooth surface by machining Machining on the cast raw material to avoid cracking during deformation. Adding more expensive alloy components only partially remedies these disadvantages, but leaves them with regard to Strength to be desired and result in higher costs for the use of materials.
Die bis jetzt meist verwendete Magnesium-Basislegierung für Knetverarbeitung enthält nominell 3% Aluminium, 1% Zink und 0,2% Mangan. Sie wird unter der Bezeichnung AZ 31 auf den Markt gebracht und entspricht der DIN-Norm 1729, Werkstoffnummer 35 312 und wird in der Norm unter der Bezeichnung kurz MgA 13 Zn genannt. Diese Legierung erfordert Überdrehen oder Überfräsen des gegossenen Vormaterials. Es muß hiermit die rauhe Gußhaut zusammen mit Zonen angereicherter Legierungskomponenten, die durch Seigerung von Aluminium und Zink zur Blockoberfläche entstehen, sauber entfernt werden. Wird diese Bearbeitung nicht durchgeführt, besteht Gefahr, daß die Blöcke während des Vorglühens überoxydieren und durch die rauhe Gußhaut Rißbildung in der Oberfläche des knetverarbeiteten Gutes entsteht. Temperatur und Preßgeschwindigkeit müssen für AZ 31 niedrig gehalten werden, um Warmrissigkeit zu vermeiden. Wenn diese Legierung als Blech oder Platte geschweißt wird, muß danach spannungsfrei geglüht werden, weil sonst die Gefahr von Spannungskorrosion bei einem solchen Bauteil besteht. Um diese Nachteile zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, eine Legierung zu verwenden, die nominell 1,25% Zink und 0,25% Seltene Erdmetalle enthalten soll. Aber solch eine Legierung hat den Nachteil, daß die Seltenen Erdmetalle recht teuer sind und die Festigkeit (Zugfestigkeit und Streckgrenze) niedriger ist als bei AZ 31.The magnesium-based alloy most commonly used for kneading up to now contains a nominal 3% Aluminum, 1% zinc and 0.2% manganese. It is marketed under the name AZ 31 and corresponds to DIN standard 1729, material number 35 312 and is referred to in the standard as called MgA 13 Zn for short. This alloy requires over turning or milling over of the cast Raw material. Thereby the rough cast skin together with zones of enriched alloy components, which are caused by segregation of aluminum and zinc to the surface of the block are cleanly removed. If this processing is not carried out, there is a risk that the blocks will over-oxidize during preheating and through the rough cast skin Crack formation occurs in the surface of the kneaded material. Temperature and pressing speed must be kept low for AZ 31 to avoid hot cracking. If this alloy is welded as sheet metal or plate, must then be annealed stress-free, otherwise the danger stress corrosion in such a component. To overcome these drawbacks, it is proposed been to use an alloy that is nominally 1.25% zinc and 0.25% rare earth metals should contain. But such an alloy has the disadvantage that the rare earth metals are quite expensive and the strength (tensile strength and yield point) is lower than that of AZ 31.
Aus der USA.-Patentschrift 1 886 251 ist bereits eine Legierung bekannt, die aus 0,1 bis 3% Mangan, 1,5 bis 16,0% Zink, Rest Magnesium besteht und beispielsweise 0,5 bis 1,5% Mangan und 1,0 bis 6,0% Zink enthalten kann. Für diese Legierung wird vor allem eine hohe Korrosionswiderstandsfestigkeit neben guten mechanischen Eigenschaften geltend gemacht. Sie soll sich aber auch durch Walzen, Schmieden und Strangpressen verarbeiten lassen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Legierung bei den für eine technisch und wirtschaftlich brauchbare Knetverarbeitung erforderlichen Temperaturen solche Nachteile aufweist, daß sie praktisch für diesen Zweck nicht brauchbar ist. Dies ist zu einem erheblichen Teil darauf zurückzuführen, daß bei zinkhaltigen Magnesiumlegierungen eine zweite Phase niedrigen Schmelzpunktes netzartig in der Legierung verteilt vorliegt und bei höheren Temperaturen oder Walzgeschwindigkeiten schmilzt und zu Heißrißbildung führt.From the USA patent specification 1 886 251 an alloy is already known which consists of 0.1 to 3% manganese, 1.5 to 16.0% zinc, the remainder is magnesium and, for example, 0.5 to 1.5% manganese and 1.0 to 6.0% May contain zinc. For this alloy, a high resistance to corrosion is especially important good mechanical properties asserted. But it should also work through rolling, forging and Let extrusion process. However, it has been shown that this alloy is used for a technical and economically feasible kneading processing has such disadvantages, that it is practically useless for this purpose. This is in large part due to that in zinc-containing magnesium alloys a second phase with a low melting point is reticulated is distributed in the alloy and melts at higher temperatures or rolling speeds and leads to hot cracking.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnesium-Basislegierung zu finden, die ohne Zugabe von teuren Seltenen Erdmetallen dennoch die Festigkeit aufweist, die eine Mg-Legierung wie AZ31 normalerweise besitzt, und zur Warmverformung mit hohen Verformungsgeschwindigkeiten in einem weiten Temperaturbereich geeignet ist.The invention is based on the object of finding a magnesium-based alloy that does not have to be added of expensive rare earth metals still has the strength that a Mg alloy such as AZ31 usually possesses, and for hot deformation at high deformation rates in a wide Temperature range is suitable.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Magnesiumlegierung, die, abgesehen von Verunreinigungen, aus 0,8 bis 1,1 %Mangan, 1,2 bis 2,5% Zink, Rest Magnesium besteht, zur Warmverformung mit hohen Verformungsgeschwindigkeiten im Temperaturbereich zwischen 180 und 530°C.This object is achieved through the use of a magnesium alloy which, apart from impurities, consists of 0.8 to 1.1% manganese, 1.2 to 2.5% zinc, the remainder being magnesium, for hot forming with high deformation speeds in the temperature range between 180 and 530 ° C.
Es wurde gefunden, daß Legierungen dieser Art ohne das Vorliegen kostspieliger Bestandteile ausgezeichnete -mechanische Festigkeiten besitzen^-die. so gut, ja zum Teil sogar besser sind als die von AZ31. Die Legierungen gestatten eine Strangpreßgeschwindigkeit von mindestens dem Doppelten, in manchen Fällen dem Vierfachen, von AZ31. Sie haben ein gutes Oberflächenaussehen, gestatten hohe Querschnittsverminderungen beim Walzen in Verbindung mit anderen Vorteilen. So ist z. B. die Legierung schweißbar, ohne daß ein Spannungsfreiglühen notwendig ist. Gußblöcke der erfindungsgemäß verwendeten Legierung weisen eine so gute gleichmäßige Verteilung der Legierungsbestandteile unbeeinträchtigt von Oberflächenausscheidungen auf, daß sie ohne eine vorangehende maschinelle Oberflächenbehandlung stranggepreßt werden können, und zwar sogar bei Temperaturen von 450° C, während die vergleichsweise Höchsttemperatur für AZ 31 bei 4000C liegt. Das gestattet eine Ermäßigung des Drucks bei gegebener Geschwindigkeit. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Legierung besteht darin, daß vorhandene Poren und Höhlungen beim Strangpressen durch Verschweißen geschlossen werden.It has been found that alloys of this type have excellent mechanical strengths without the presence of expensive components. are so good, in some cases even better, than the AZ31. The alloys allow an extrusion rate at least twice, in some cases four times, AZ31. They have a good surface appearance, allow high reductions in area during rolling, combined with other advantages. So is z. B. the alloy weldable without stress relief annealing is necessary. Ingots of the alloy used in the invention have such a good uniform distribution of the alloy components unaffected by surface precipitations that they can be extruded without a preceding mechanical surface treatment, and that even at temperatures of 450 ° C, while the comparatively high for AZ 31 at 400 0 C lies. This allows the pressure to be reduced at a given speed. Another advantage of the alloy used according to the invention is that existing pores and cavities are closed by welding during extrusion.
Es wurde oben bereits erwähnt, daß Temperatur und Geschwindigkeit bei der Verarbeitung der AZ 31-Legierung beschränkt sind. Dies ist zurückzuführen auf das Vorliegen eines Netzwerkes zweiter Phase von niedrigem Schmelzpunkt. Bei dessen Schmelzen ergeben sich Warmrisse, wenn bei höheren Temperaturen oder solchen ergebenden Geschwindigkeiten gearbeitet wird. Bei der erfindungsgemäß verwendeten Legierung ist das Vorliegen einer solchen zweiten Phase innerhalb eines aus der Zeichnung ersichtlichen Bereichs unterdrückt.It has already been mentioned above that the temperature and speed in the processing of the AZ 31 alloy are limited. This is due to the presence of a second phase network of low melting point. When it melts, hot cracks occur if at higher temperatures or such resulting speeds is operated. When used according to the invention Alloy is the presence of such a second phase within one apparent from the drawing Area suppressed.
Die Zeichnung zeigt eine graphische Darstellung, in der auf der Abszisse die Mangangehalte und auf der Ordinate die Zinkgehalte in Prozent angegeben sind. Die Kreuze zeigen das Vorliegen der zweiten Phase in der Magnesium-Zink-Mangan-Legierung, während die schwarzen Punkte zeigen, daß in diesem Bereich eine solche zweite Phase nicht vorhanden ist.The drawing shows a graphic representation in which on the abscissa the manganese content and on the ordinate indicates the zinc content in percent. The crosses indicate the presence of the second Phase in the magnesium-zinc-manganese alloy, while the black points show that in this Area such a second phase does not exist.
Das Vorhandensein eines Netzes zweiter Phase ist bei binären Magnesium-Zink-Legierungen längst bekannt. Es ist aber überraschend, daß der Zusatz von Mangan in beschränktem Maße das Auftreten dieser zweiten Phase unterdrückt. Es ist weiterhin sehr überraschend, daß bei Ansteigen des Mangangehaltes diese zweite Phase sich wieder einstellt.The presence of a second phase network has long been known in binary magnesium-zinc alloys. It is surprising, however, that the addition of manganese to a limited extent prevents this from occurring second phase suppressed. It is also very surprising that when the manganese content increases this second phase occurs again.
Die erfindungsgemäß verwendete Legierung kann Verunreinigungen enthalten, z. B. Eisen und Silicium,The alloy used in the present invention may contain impurities, e.g. B. iron and silicon,
und zwar bis zu insgesamt 0,7 °/0. Vorzugsweise überschreitet der Siliciumgehalt 0,02 % nicht. Der Eisengehalt kann bis 0,05 % betragen. Aluminium liegt natürlich als Verunreinigung vor, sollte aber weniger sein als 0,5%· Beryllium soll vorzugsweise überhaupt nicht vorhanden sein und ist unerwünscht.up to a total of 0.7 per cent . The silicon content preferably does not exceed 0.02%. The iron content can be up to 0.05%. Aluminum is naturally present as an impurity but should be less than 0.5% Beryllium should preferably not be present at all and is undesirable.
Es wurde festgestellt, daß es möglich ist, stranggepreßte Werkstücke von vollauf genügender Qualität herzustellen, ohne daß eine Bearbeitung der Gußoberfläche der Rohblöcke erforderlich ist, wobei Strangpreßgeschwindigkeiten bis zum Vierfachen der bei AZ31 möglichen erreicht werden können und trotzdem ausgezeichnete Oberflächenqualität des stranggepreßten Halbzeugs und auch Festigkeitseigenschaften, die denjenigen von AZ 31 vergleichbar sind, erhalten werden, wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist.It has been found that it is possible to produce extruded workpieces of fully adequate quality produce without machining the casting surface of the ingots is required, wherein Extrusion speeds up to four times that possible with AZ31 can be achieved and nevertheless excellent surface quality of the extruded semi-finished product and also strength properties that are comparable to those of AZ 31 as can be seen from Table 1.
Tabelle FestigkeitseigenschaftenTable of strength properties
geschwindigkeit
m/Min.Extrusion
speed
m / min.
temperatur
0CExtrusion
temperature
0 C
kp/mm2 0.1 limit
kp / mm 2
kp/mm2 tensile strenght
kp / mm 2
dehnung*
°/.fracture
strain*
° /.
Erfindung)
AZ31Mg - 2% Zn - 0.8 ° / 0 Mn (according to
Invention)
AZ31
13,7
13,7
6,113.7
13.7
13.7
6.1
420
450
390 "380
420
450
390 "
17,3 -
17,3
.17,318.9
17.3 -
17.3
.17.3
25,2
25,2
26,826.8 -
25.2
25.2
26.8
17
1617th
17th
16
* Prüfstab: 12,8 mm Durchmesser, 4,5 cm Meßlänge.* Test rod: 12.8 mm diameter, 4.5 cm measuring length.
Die Höhe der mit erfindungsgemäß verwendeten Legierungen möglichen Strangpreßgeschwindigkeit ergib* sich aus der Tabelle 2.The height of the extrusion speed possible with alloys used according to the invention results from * from table 2.
Strangpressen von gegossenen zylindrischen Blöcken 7,5-15 cm auf einer 450-t-Presse zu Rohren von 15 mmExtrusion of cast cylindrical billets 7.5-15 cm on a 450 t press into 15 mm tubes
äußerem und 12 mm innerem Durchmesserouter and 12 mm inner diameter
geschwindigkeit
m/Min.Extrusion
speed
m / min.
temperatur
0CExtrusion
temperature
0 C
Es ist ersichtlich, daß für das Strangpressen von AZ 31 eine Geschwindigkeit von 9 m/Min, zu schnell ist. Die AZ31-Legierung konnte bei der für diese Legierung üblichen Verarbeitungstemperatur nicht stranggepreßt werden. Beim Anheben der Temperatur ergaben sich Warmrisse wegen des Schmelzens der vorhandenen zweiten Phase. Die erfindungsgemäß verwendete Legierung hingegen ließ sich leicht bei hohen Geschwindigkeiten strangpressen.It can be seen that for the extrusion of AZ 31 a speed of 9 m / min, too fast is. The AZ31 alloy could not at the processing temperature that is usual for this alloy be extruded. When the temperature was raised, hot cracks occurred due to the melting of the existing second phase. On the other hand, the alloy used according to the invention was easily added extrusion at high speeds.
Als weiteres Beispiel der mit der erfindungsgemäß verwendeten Legierung möglichen hohen Strangpreßgeschwindigkeiten sei angeführt, daß Bänder von 3,75 cm Breite und 1,5 cm Dicke einer AZ31-Legierung mit einer Maximalgeschwindigkeit von 15 m pro Minute stranggepreßt werden konnten, während mit der erfindungsgemäß verwendeten Legierung eine Geschwindigkeit von 60 m pro Minute möglich war und diese Geschwindigkeit nur durch die Leistung der Strangpresse begrenzt war. Die möglichen Strangpreßgeschwindigkeiten werden auch dadurch illustriert, daß ein Schlagfließpressen bei ähnlichem Querschnitt mit 120 m pro Minute gelang.As a further example of the high extrusion speeds possible with the alloy used according to the invention it should be noted that tapes 3.75 cm wide and 1.5 cm thick of an AZ31 alloy could be extruded at a maximum speed of 15 m per minute, while with the alloy used according to the invention a speed of 60 m per minute was possible and that speed was only limited by the power of the extruder. The possible extrusion speeds are also illustrated by the fact that impact extrusion was successful with a similar cross-section at 120 m per minute.
Die erfindungsgemäß verwendeten Legierungen lassen eine Formgebung innerhalb weiter Temperaturgrenzen zu. So konnte Strangpressen mit gutem Erfolg bei Temperaturen von 350 bis 5300C durchgeführt werden. Die Legierung konnte auch bei Anfangs* temperaturen von 450 und 510° C gewalzt werden. Be AZ31 sind die entsprechenden Temperaturen 350 bis 4C0°C für das Strangpressen und 350 bis 4500C für das Walzen und Schmieden.The alloys used according to the invention allow shaping within wide temperature limits. Extrusion molding could thus be carried out at temperatures from 350 to 530 ° C. with good success. The alloy could also be rolled at initial temperatures of 450 and 510 ° C. Be AZ31, the corresponding temperatures are 350 to 4C0 ° C for extrusion and 350 to 450 0 C for rolling and forging.
Es wurde im übrigen auch festgestellt, daß es nicht nur möglich ist, eine plastische Verformung bei höheren Temperaturen als bisher einzuleiten, sondern daß eine plastische Verformung auch bei niedrigeren Temperaturen eingeleitet werden kann, z. B. bis zu 1800C für das Walzen und 2300C für das Schmieden. Das heißt also, daß bei den erfindungsgemäß verwendeten Legierungen für diese Zwecke ein weit größerer Temperaturbereich zur Verfügung steht als bei der AZ31-Legierung. It was also found, moreover, that it is not only possible to initiate plastic deformation at higher temperatures than before, but that plastic deformation can also be initiated at lower temperatures, e.g. B. up to 180 0 C for rolling and 230 0 C for forging. This means that the alloys used according to the invention have a much larger temperature range available for these purposes than the AZ31 alloy.
Magnesium-Zink-Mangan-Legierungen, wie sie gemäß der Erfindung verwendet werden, besitzen auch ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und sind in dieser Hinsicht Magnesium-Aluminium-Zink-Mangan-Legierungen mit dem üblichen Gehalt an Verunreinigungen überlegen.Magnesium-zinc-manganese alloys as used according to the invention also have excellent corrosion resistance and in this regard are magnesium-aluminum-zinc-manganese alloys superior with the usual level of impurities.
Ein weiterer Nachteil der AZ31-Legierung ist das gelegentliche Auftreten von manganreichen Teilchen. Mangan wird der Legierung zugesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, da aber der Zusatz von Alum.nium zu Magnesium die Löslichkeit desAnother disadvantage of the AZ31 alloy is the occasional occurrence of manganese-rich particles. Manganese is added to the alloy to improve corrosion resistance, but there is the additive from aluminum to magnesium the solubility of the
Mangans im Magnesium vermindert, zeigt sich häufig, daß in derartigen Legierungen wie z. B. AZ31 das Mangan in Form manganreicher, ausgeschiedener Teilchen vorliegt. Solche Teilchen sind verhältnismäßig hart und brüchig und verursachen Schwierigkeiten bei der spanabhebenden Bearbeitung. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Magnesium-Zink-Mangan-Legierung besteht demgegenüber darin, daß trotz einer verhältnismäßig hohen Mangangehaltes keine Ausscheidung manganreicher Teilchen vorliegt, da Zink die Löslichkeit des Mangans nicht unterdrückt, wie dies bei Aluminium der Fall ist.Manganese reduced in magnesium, it is often found that in such alloys such as. B. AZ31 das Manganese is present in the form of precipitated particles rich in manganese. Such particles are proportionate hard and brittle and cause difficulties in machining. A Compared to this, there is a further advantage of the magnesium-zinc-manganese alloy used according to the invention in that, despite a relatively high manganese content, no excretion is rich in manganese Particulate matter is present because zinc does not suppress the solubility of the manganese as it does with aluminum.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Legierung kann durch Zugabe von Mangan in Form von Manganchlorid oder als Magnesium-Mangan-Vorlegierung oder als metallisches Mangan direkt zu der Magnesiumbasislegierung erfolgen. Eine andere Möglichkeit mit besserer Manganausbeute besteht darin, daß zunächst eine Zink-Mangan-Vorlegierung, z. B. 50°/0 Zink und 50°/0 Mangan oder 70% Zink und 30 % Mangan, hergestellt wird, welche sodann ' dem Magnesium zulegiert wird.The alloy used according to the invention can be produced by adding manganese in the form of manganese chloride or as a magnesium-manganese master alloy or as metallic manganese directly to the magnesium-based alloy. Another possibility with better manganese yield is that first a zinc-manganese master alloy, z. B. is 50 ° / 0 ° and 50 zinc / manganese or 0 70% zinc and 30% of manganese produced, which then 'the magnesium is alloyed.
Beim Vergießen der Magnesiüm-Zink-Mangan-Legierungen zu abgeschreckten Blöcken fand man in den Blöcken eine Kornstruktur von Stengelkristallen zusammen mit gleichachsig gerichteten Kristallen, und daß der Ei jengeh3.1t im allgemeinen zwischen 0,01 und 0,03 °/0 lag. In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, daß die Kornstruktur im Gußblock ausschließlich aus gleichgerichteten Kristallen besteht, ebenso wie es zweckmäßig sein kann, daß für manche Zwecke der Eisengehalt so niedrig als möglich ist.When casting the Magnesiüm-zinc-manganese alloys quenched blocks were found in blocks a grain structure of columnar crystals with equiaxed axed crystals, and in that the egg jengeh3.1t generally 0.01 to 0.03 ° / 0 was. In some cases it may be desirable that the grain structure in the ingot consist exclusively of unidirectional crystals, just as it may be desirable that the iron content be as low as possible for some purposes.
Es wurde weiter festgestellt, daß durch Zugabe einer kleinen Menge von Zirkonium zu einer solchen Legierung die Kornstruktur verfeinert wird, derart, daß sie vollkommen aus gleichgerichteten Kristallen besteht, und daß der Eisengehalt von etwa 0,03 bis unter 0,01 % verringert wird, z. B. auf 0,005 °/0, schon wenn Zirkonium in weniger als 0,1%, z.B. 0,02°/0, anwesend ist. Der Zirkoniumgehalt kann 0,001 bis 0,15 °/q betragen. Der höhere Prozentsatz von Zirkonium innerhalb der angegebenen Grenze ist für die Kornfeinung zweckmäßig.It has further been found that by adding a small amount of zirconium to such an alloy, the grain structure is refined so that it consists entirely of unidirectional crystals and that the iron content is reduced from about 0.03 to below 0.01%, z. B. to 0.005 ° / 0 , even if zirconium is present in less than 0.1%, for example 0.02 ° / 0 . The zirconium content can be 0.001 to 0.15 ° / q. The higher percentage of zirconium within the specified limit is useful for grain refinement.
Die Kornfeinung kann alternativ auch durch Zugabe von Eisen erfolgen, z. B. von Ferrichlorid oder Zink-Eisen-Vorlegierung, in welchem Falle Eisengehalte von 0,04 bis 0,1 °/o erzielt werden. Auf diesem Weg lassen sich feinkörnige Strukturen mit durchschnittlich 0,1 mm Korngröße in halbkontinuierlich gegossenen Barren und Brammen erhalten. Siliciumspuren können die Kornfeinung stören, wie aus der Tabelle 3 hervorgeht, weshalb der Siliciumgehalt der Legierung 0,02 °/„ nicht überschreiten sollte.Alternatively, the grain can be refined by adding iron, e.g. B. of ferric chloride or Zinc-iron master alloy, in which case iron contents of 0.04 to 0.1% are achieved. On this one Fine-grained structures with an average grain size of 0.1 mm can be removed in a semi-continuous manner received cast ingots and slabs. Traces of silicon can interfere with grain refinement, as can be seen from the Table 3 shows why the silicon content of the alloy should not exceed 0.02%.
Einfluß des Siliciums auf die Korngröße von Magnesium-2 °/o Zn-I °/0-Mn-Legierungen, welche durch Zugabe einer Zink-Eisen-Vorlegierung behandelt sind.Influence of silicon on the grain size of magnesium-2 % Zn-10/0 -Mn alloys, which are treated by adding a zinc-iron master alloy.
Korngröße (mm)Grain size (mm)
SiliciumgehaltSilicon content
(0U)
0,005 I 0,01 0,015 0,020 ( 0 U)
0.005 I 0.01 0.015 0.020
0,1 0,130.1 0.13
0,250.25
0,70.7
Die Verwendung von Eisen und Zirkonium zur Beeinflussung der Kornfeinheit geht im übrigen auch aus den nachfolgenden Beispielen hervor:The use of iron and zirconium to influence the grain fineness is also possible from the following examples:
Kornfeinung durch Zirkonium
ChargeGrain refinement with zirconium
Batch
354,0 kg elektrolytisches Magnesium mit etwa0,02 °/o354.0 kg of electrolytic magnesium at about 0.02%
Eisen,Iron,
4,5 kg elektrolytisches Mangan,
7,2 kg Zink.4.5 kg of electrolytic manganese,
7.2 kg of zinc.
Das Magnesium wird geschmolzen und das Zink bei 72O0C zugegeben. Das Mangan in Form von dünnen Flocken wird der Schmelze bei 7600C zugegeben. Das Zirkonium wird als Magnesium-Zirkonium-Vorlegierung von 1,8 kg zugegeben (s. britische Patentschrift 857 709) und in die Schmelze eingesetzt EndanalyseThe magnesium is melted, and the zinc at 72o 0 C was added. The manganese in the form of thin flakes is added to the melt at 760 0 C. The zirconium is added as a magnesium-zirconium master alloy of 1.8 kg (see British patent specification 857 709) and used in the melt. Final analysis
2,0% Zink,2.0% zinc,
1,1% Mangan,1.1% manganese,
0,003 % Zirkonium,0.003% zirconium,
0,001 % Silizium,0.001% silicon,
0,006% Eisen, __0.006% iron, __
Magnesium.Magnesium.
Kornfeinung durch Eisen
ChargeGrain refinement by iron
Batch
114,0 kg Magnesium, gewonnen durch thermische114.0 kg of magnesium, obtained by thermal
Reduktion, mit etwa 0,006 % Eisen,
239,0 kg Vorlegierung mit 1,5 % Mangan,
8,1 kg Zink mit 5 % Eisen.Reduction, with about 0.006% iron,
239.0 kg master alloy with 1.5% manganese,
8.1 kg zinc with 5% iron.
Das Magnesium und die Vorlegierung mit dem Mangan werden geschmolzen. Die Temperatur wird auf 7500C erhöht. Die Zink-Eisen-Legierung wird sodann in die Schmelze eingeführt.The magnesium and the master alloy with the manganese are melted. The temperature is increased to 750 0 C. The zinc-iron alloy is then introduced into the melt.
EndanalyseFinal analysis
2,0% Zink,
1,0% Mangan,
0,04% Eisen,
0,04 % Silizium,
Rest Magnesium.2.0% zinc,
1.0% manganese,
0.04% iron,
0.04% silicon,
Remainder magnesium.
Die beiden gewählten Beispiele sind die schwierigsten, da die Zirkonium-Kornfeinung bei niedrigem Eisengehalt des Magnesiums leichter ist und die Kornfeinung bei einem Magnesium leichter ist, welches einen höheren Eisengehalt aufweist.The two examples chosen are the most difficult, since the zirconium grain refinement is at low Iron content of magnesium is lighter and grain refinement is easier with magnesium, which has a higher iron content.
Wenn gewünscht, kann die erfindungsgemäß verwendete Legierung nach der mechanischen Bearbeitung wärmebehandelt werden.If desired, the alloy used in the present invention can be used after mechanical working be heat treated.
Die Tabelle 4 zeigt die Verbesserungen der Festigkeitseigenschaften, die man erhält, wenn man die stranggepreßte Legierung einer Ausscheidungs-Wärmehärtung bei 1800C unterwirft.Table 4 shows the improvements of the strength properties is obtained when subjecting the extruded alloy of a precipitation-heat curing at 180 0 C.
Wirkung der Wärmebehandlung auf die Festigkeitseigenschaften von stranggepreßter Mg-2% Zn-I % Mn-LegierungEffect of heat treatment on the strength properties of extruded Mg-2% Zn-I% Mn alloy
Zustand 60
State
Grenze
kp/mm2 0.1-
border
kp / mm 2
festig
keit
kp/mm2 train
firm
speed
kp / mm 2
dehnung*
%fracture
strain*
%
16 Stunden lang bei
1800C angelassen ... 6 Like extruded
For 16 hours
180 0 C tempered ...
18,316.2
18.3
27,926th
27.9
1517th
15th
* Meßlänge 45 mm, Durchmesser des Prüfstabes 12,8 mm.* Measuring length 45 mm, diameter of the test rod 12.8 mm.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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