DE19838018C2 - Geschweißtes Bauteil aus einer schweißbaren, korrosionsbeständigen hochmagnesiumhaltigen Aluminium-Magnesium-Legierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein geschweißtes Bauteil aus einer schweißbaren, korrosionsbeständigen hochmagnesiumhaltigen Aluminium-Magnesium-Legierung, welche als wesentliche Komponente eine ternäre Aluminium-Scandium-Zirkonium-Phase enthält. Eine derartige Legierung ist bei­ spielsweise aus der US 5,624,632 bekannt und ist aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen Festig­ keit und Korrosionsbeständigkeit vor allem für Anwendungen in der Luftfahrt von Interesse. Durch Zugabe von Elementen 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 Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erzeugen. Hinsichtlich der Schweiß­ barkeit einer derartigen Legierung kann dem o. g. US-Patent keine Angabe entnommen werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein geschweißtes Bauteil aus einer schweißbaren, korrosionsbeständigen hochmagnesiumhaltigen 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 ein Bauteil gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Die Legierung für das Bauteil weist gegenüber der bekannten Legierung vor allem einen deutlich niedrigeren Mangananteil auf, wobei sich überraschenderweise eine verbesserte Korrosionsbe­ ständigkeit, vor allem im sensibilisierten Zustand der aus dieser Legierung hergestellten Teile zeigte, also beispielsweise, wenn kaltverformte Teile über längere Zeit einer erhöhten Tempera­ tur ausgesetzt werden. Es wird vermutet, daß diese positiven Eigenschaften vor allem durch das Verhältnis von Mangan zu Scandium bestimmt werden. So zeigt sich eine verbesserte Korrosi­ onsbeständigkeit bei einem Verhältnis Mn : Sc < 2. Auch der im Unterschied zur bekannten Le­ gierung enthaltene Titananteil trägt, zusätzlich zur Wirkung als Kornfeinungsmittel, zur Festig­ keitserhöhung 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. Geschweißtes Bauteil aus einer schweißbaren, hochmagnesiumhaltigen Aluminium-Magnesium-Legierung, welche eine ternäre Aluminium-Scandium-Zirkonium Phase enthält, bestehend zumindest aus 5-6 Gew.-% Magnesium (Mg), 0,05-0,15 Gew.-% Zirkonium (Zr), 0,7-1 Gew.-% Mangan (Mn), 0,01-0,2 Gew.-% Titan (Ti), mindestens 0,005-0,45 Gew.-% Cer (Ce), 0,05-0,5 Gew.-% eines oder mehrere Elemente aus der Scandiumgruppe und/oder Terbium (Tb), wobei zumindest Scandium (Sc) enthalten ist, Rest Aluminium (Al) und unvermeidbare Verunreinigungen mit maximal 0,2 Gew.-% Silizium (Si).

2. Bauteil aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Anteile von Mangan zu Scandium kleiner als zwei ist.

3. Bauteil aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 0,15 Gew.-% Scandium enthalten ist.

4. Bauteil aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 0,05-0,45 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. Verwendung des Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für ein Luftfahrzeug.