DE1934617A1

DE1934617A1 - Magnesium-Gusslegierung mit geringer Neigung zur Warmrissbildung

Info

Publication number: DE1934617A1
Application number: DE19691934617
Authority: DE
Inventors: Gunnar Gitlesen
Original assignee: Norsk Hydro Elektrisk Kvaelstof AS
Current assignee: Norsk Hydro Elektrisk Kvaelstof AS
Priority date: 1968-07-11
Filing date: 1969-07-08
Publication date: 1970-01-15
Also published as: DE1934617B2; NO119501B; DE1934617C3

Description

Magnesium-Gußlegierung mit geringer Neigung zur Warmrißbildung ~~ Die Erfindung betrifft eine aluminiumhaltige Magnesiumgußlegierung, die sich durch geringe Neigung zur Warmrißbildung auszeichnet.
Magnesiumlegierungen, die 3 - 10 %0 Aluminium und gewöhnlicherweise 0,3 - 2 ffi Zink enthalten, z. B. AZ 91, haben, wenn sie als Gußlegierungen benutzt werden, eine Reihe von guten Eigenschaften, darunter, um einige zu erwähnen, ein gutes Fließvermögen, Druckgießbarkeit und zufriedenstellende Festigkeitseigenschaften bei Temperaturen bis zu etwa 1000C.
Diese Legierungen sind nicht besonders warmriß-empfindlich, aber ihre Verwendungsmöglichkeiten werden noch größer werden, wenn die Warmrißneigung noch mehr reduziert werden könnte, indem die heutige Druekgußtechnik die Möglichkeiten für Massenproduktion einer ständig größeren Zahl von Gußstücken eröffnet, wovon ein Teil große Anforderungen an die Warmrifsneigung der Tjegerung stellt.
Warmriß ist eine Rißbildung in einem metallischen Gußstück, die in dem Zwei-Phasen-Gebiet fest-flüssig während des Abkühlungsvorganges entsteht. Der obenerwähnte Gußlegierungstyp hat ein bedeutendes Erstarrungsintervall und daraus erfolgt, daß während der Erstarrung leicht Spannungen im Gußsttick entstehen können. Diese können durch Kontraktionshindernisse in der Gußform oder im -kern verursacht werden, aber auch durch Teil-Schrumpfen im Gußstück selbst. Die Spannungen, die dadurch während der ErT starrung entstehen, können zu Warmrissen führen und die Neigung hierzu verstärkt sich, wenn die verschiedenen Teile des Gußstückes ungleichmäßig abgekühlt werden, was bei scharfen Übergängen von dickzu dünnwändigen Partien kaum zu vermeiden ist.
Es sind verschiedene Verfahren und Mittel bekannt, um die Neigung der Gußlegierungen zur Warmrißbildung zu unterdrücken. Von Magnesiumlegierungen des obenerwähnten Typs weiß man, daß eine Variation im Aluminium- und Zinngehalt einen Einfluß auf die Warmrißneigung der Legierung hat.
Es wurde jetzt überraschenderweise gefunden, daß der Zusatz von Wismut zu den Magnesiumlegierungen des obenerwähnten Typs die Neigung zur Warmrißbildung in der Legierung erheblich herabsetzen kann. Es wurde ferner festgestellt, daß auch Zinn eine günstige Wirkung hat, jedoch keine so starke Wirkung-wie Wismut.
Die Mengen Wismut oder Zi.nn, die in Betracht kommen, liegen zwischen 0,05 und 0,5 Gewichts-%, vorzugsweise zwischen X,1 und 0,4 %. Der Versuch zeigt eine Optimalwirkung des Wismuts bei 0,2 - 0,3 Gewichts-% Bi Die optimale Wirkung des Zinns liegt ebenfalls im Bereich n,2 - 0,3 Gewichts-% Sn, jedoch ist der Effekt in diesem Fall, wie erwähnt, etwas geringer.
Der Legierung können, falls erwiinscht, bis zu 0,5 % Mangan, 0,5 % Silizium, 0,5 % Kupfer und die üblichen Mengen brandschiitzender Ietalle (Beryllium) zugesetzt werden.
Im folgenden werden einige illustrierende Versuche beschrieben: A) 1. Es wurden Legierungen vom A 91-Typ (9 % Aluminium, 0.7 % Zink, 0,2 % Mangan) mit variierenden Mengen von Wismut und Zinn gemäß folgender Tabelle hergestellt: Gewichts-% Bi Gewichts-% Sn O 0 0,10 0,11 0,20 0,30 0,35 0,31 0,40 0,50 0,50 Diese Legierungen wurden im Hinblick auf Warmrißneigung in einer modifizierten Probekokille ausprobiert7 die in "Gießerei" 45 Heft 26 (1958) p. 761-765 beschrieben ist.
Die Ergebnisse sind aus dem beigefügten Kurvenblatt ersichtlich. Die Ordinate stellt die Abweichung der Umschlagtemperatur gegenüber AZ 91 ohne Bi oder Sn in 0 dar. Mit Umschlagtemperatur ist die niedrigste Kokillentemperatur gemeint, die eine rißfreie Probemassel gibt. Die Kurve für Wismut zeigt eine Temperaturdifferenz von 70 - 8000 bei 0,2 - 0,3 % Zusatz von Wismut; dies ist ein praktisch sehr bedeutender Temperaturunterschied.
Das Kurvenblatt zeigt weiter einen ähnlichen Effekt bei Zinn, nämlich eine Temperaturdifferenz von 30 - 40°C bei 0,1 - 0,4 Gewichts-% Sn.
2. Ein Wismutzusatz von 0,3 % zu einer AZ 61-Legierung (6 % Aluminium, 0,7 % Zink, 0,2 ß Mangan) ergab eine Verbesserung von 5500 im Vergleich mit AZ 61 ohne Wismut beim Versuch in der obenerwähnten Kokille.
Die Legierungen gemäß-1. und 2. zeigten eine Zugfestigkeit, die normal für die jeweilige Legierung ist. Versuche zeigten ferner, daß ein Zusatz von Wismut keine erhöhte Korrosionsneigung beim Eintauchen in 3 ziege NaCI-Lösung ergab.
B) AZ 91-Legierungen mit und ohne Wismut wurden zu einem formbedingt besonders warmriß-empfindlichen Gußstück druckgegossen. Die gegossenen Gußstücke wurden auf Warmrisse untersucht.
E r g e b n i s 5 AZ 91: 4 Risse pro Gußstück (Durchschnitt für 200 Gußstücke) 3 % ganz fehlerfreie Gußstiicke.
AZ 91 mit 0,3 0 Bi: 3, 3 Risse pro Gußstück (Durchschnitt für 100 Gußstücke) 7 ganz fehlerfreie Gul3stücke.
Es geht klar aus den obenbeschriebenen Versuchen hervor, daß die Warmrißneigung bei Al-hitigen Magnesiumlegierungen durch Zusatz von Wismut oder Zinn, insbesondere Wismut, stark reduziert werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Verwendung von Aluminium enthaltenden Magnesium-Gußlegierungen mit von 3 bis 30 Gew.% Aluminium, 0,3 - 2 Gew.% Zink, 0,05 - 0,5 Gew.% Wismut oder Zinn, für Gußstücke, die aufgrund ihrer Form oder Formgebung besonders zur Warmrißbildung neigen.

2. Verwendung einer Legierung gemäß Anspruch 1, in welcher der Wismut bzw. der Zinninhalt zwischen 0,1 und 0,4 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,3 Gew.% liegt.

3. Verwendung einer Legierung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, welche ztisätzlich bis zu 0,5 Gew.% Mangan, bis zu 0,5 Gew.% Silizium, bis ZU 0,5 Gew.% Kupfer und ggf. feuerhemmende Mittel, wie beispielsweise Beryllium, in an sich bekannten Mengen enthalt.