DE19838018A1 - Schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Aluminium-Magnesium-Legierung, insbesondere für Luftfahrtanwendung - Google Patents
Schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Aluminium-Magnesium-Legierung, insbesondere für LuftfahrtanwendungInfo
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Abstract
Schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Aluminium-Magnesium-Legierung, bestehend zumindest aus 5-6 Gew.-% Magnesium (Mg), 0,05-0,15 Gew.-% Zirkonium (Zr), 0,05-0,12 Gew.-% Mangan (Mn), 0,01-0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,05-0,5 Gew.-% eines oder mehrerer Elemente aus der Scandiumgruppe und/oder Terbium (Tb), wobei zumindest Scandium (Sc) enthalten ist, 0,1-0,2 Gew.-% Kupfer (Cu) und/oder 0,1-0,4 Gew.-% Zink (Zn) sowie Aluminium (Al) und unvermeidbare Verunreinigungen mit maximal 0,1 Gew.-% Silizium (Si).
Description
Die Erfindung betrifft eine schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Alumini
um-Magnesium-Legierung, welche als wesentliche Komponente eine ternäre Aluminium-
Scandium-Zirkonium-Phase enthält. Eine derartige Legierung ist beispielsweise aus der US
5,624,632 bekannt und ist aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen Festigkeit und Korrosionsbe
ständigkeit vor allem für Anwendungen in der Luftfahrt von Interesse. Durch Zugabe von Elemen
ten der seltenen Erden oder den seltenen Erden ähnlichen Elementen werden in der Aluminium-
Magnesium-Legierung Dispersoide erzeugt, die gemäß dem o. g. US-Patent eine höhere Festig
keit und Korrosionsbeständigkeit erzeugen. Hinsichtlich der Schweißbarkeit einer derartigen
Legierung kann dem o. g. US-Patent keine Angabe entnommen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine schweißbare, korrosionsbeständige hochmagne
siumhaltige Aluminium-Magnesium-Legierung zu schaffen, welche hinsichtlich Festigkeit und
Korrosionsverhalten der bekannten Legierung zumindest nicht nachsteht und zusätzlich zu einer
guten Schweißbarkeit, eine hohe Rekristallisationsschwelle aufweist. Diese Aufgabe wird durch
eine Aluminium-Magnesium-Legierung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Diese neue Legierung weist gegenüber der bekannten Legierung vor allem einen deutlich niedri
geren Mangananteil auf, wobei sich überraschenderweise eine verbesserte Korrosionsbestän
digkeit, vor allem im sensibilisierten Zustand der aus dieser Legierung hergestellten Teile zeigte,
also beispielsweise, wenn kaltverformte Teile über längere Zeit einer erhöhten Temperatur aus
gesetzt werden. Es wird vermutet, daß diese positiven Eigenschaften vor allem durch das Ver
hältnis von Mangan zu Scandium bestimmt werden. So zeigt sich eine verbesserte Korrosions
beständigkeit bei einem Verhältnis Mn : Sc < 2. Auch der im Unterschied zur bekannten Legie
rung enthaltene Titananteil trägt, zusätzlich zur Wirkung als Kornfeinungsmittel, zur Festigkeits
erhöhung bei, da Titan das Zirkonium in der ternären Al-Sc-Zr-Phase ersetzen kann, wobei die
Löslichkeit von Titan jedoch niedriger als von Zirkonium ist.
Die Zugabe von Cu und/oder Zn bewirken eine Steigerung der Festigkeit, die auf die bekann
termaßen hohe Festigkeit der Al-Cu-bzw. Al-Zn-Phase zurückgeht. Dabei sind die jeweiligen Kon
zentrationsobergrenzen so gewählt, daß das Cu vor allem nicht die Schweißbarkeit und das Zn
nicht die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt.
Es hat sich weiterhin gezeigt, daß Scandium zumindest in gewissen Grenzen durch Terbium oder
auch durch Cer ersetzt werden kann. Beim Ersatz durch Terbium ist jedoch zur Erzielung gleich
bleibender Eigenschaften eine größere Zugabe als die des ersetzten Scandiums erforderlich.
Eine für Luftfahrzeuganwendungen besondere günstige Legierung enthält zumindest 0,15 Gew.-
% Scandium. Die Zugabe von Lanthaniden bewegt sich vorteilhafterweise in einem Gew.-%-
Bereich zwischen 0,05 und 0,35, wobei sich dieser Bereich bei Verwendung eines Lanthaniden
gemisches auf das Gesamtgemisch bezieht. Die Legierung verträgt Verunreinigungen an Silizium
bis zu 0,1 Gew.-%; darüber verschlechtern sich vornehmlich die dynamischen Eigenschaften.
Claims (5)
1. Schweißbare, korrosionsbeständige hochmagnesiumhaltige Aluminium-Magnesium-
Legierung bestehend aus 5-6 Gew.-% Magnesium (Mg), 0,05-0,15 Gew.-%
Zirkonium (Zr), 0,05-0,12 Gew.-% Mangan (Mn), 0,01-0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,05-
0,5 Gew.-% eines oder mehrerer Elemente aus der Scandiumgruppe und/oder Terbium
(Tb), wobei zumindest Scandium (Sc) enthalten ist, 0,1-0,2 Gew.-%, Kupfer (Cu)
und/oder 0,1-0,4 Gew.-% Zink (Zn) sowie Aluminium (Al) und unvermeidbare Verunrei
nigungen mit maximal 0,1 Gew.-% Silizium (Si).
2. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
der Anteile von Mangan zu Scandium kleiner als zwei ist.
3. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest 0,15
Gew.-% Scandium (Sc) enthalten ist.
4. AlMg-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
0,05-0,35 Gew.-% eines oder mehrerer Elemente der Lanthaniden, insbesondere Cer
(Ce), Neodym (Nd), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho) oder
Erbium (Er) enthalten ist.
5. Geschweißtes Bauteil für ein Luftfahrzeug, insbesondere für einen Flugzeugrumpf, beste
hend aus einer AlMg-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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