DE2231407A1

DE2231407A1 - ZINC-ALUMINUM ALLOY

Info

Publication number: DE2231407A1
Application number: DE19722231407
Authority: DE
Inventors: Jean Wegria
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1971-07-02
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1973-01-18
Also published as: FR2145241A5; BE769480A; SE379792B; GB1337937A; IT960444B

Description

DATCMTAMWAiT 4 düsseldorf-benrath 26.Juni 1972DATCMTAMWAiT 4 düsseldorf-benrath June 26, 1972

PATENTANWALT BENRATHER SCHLOSSALLEE B9PATENT ADVERTISER BENRATHER SCHLOSSALLEE B9

DIPL-ING. ULRICH PLÖGER telefon 713234 Pl/RDIPL-ING. ULRICH PLÖGER phone 713234 Pl / R

TELEX 8 587 941TELEX 8 587 941

REG. NR. 213 5REG. NO. 213 5

223U07223U07

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE association sans but lucratif - vereniging zonder winstoogmerk 47, rue Montoyer Brüssel / BELGIENCENTER DE RECHERCHES METALLURGIQUES
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE association sans but lucratif - vereniging zonder winstoogmerk 47, rue Montoyer Brussels / BELGIUM

Zink-Aluminium-LegierungZinc-aluminum alloy

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zink-Aluminium-Legierungen, die als "superplastisch" bekannt sind.The present invention relates to zinc-aluminum alloys, known as "superplastic".

Diese enthalten bekanntlich im wesentlichen zwischen 19 bis 24% Aluminium; sie können weiterhin bis höchsten 1% Kupfer und/ oder bis höchsten 1% Magnesium aufweisen; der Rest beäteht dabei aus Zink einschließlich den üblichen Verunreinigungen.It is known that these essentially contain between 19 to 24% aluminum; you can continue to use up to a maximum of 1% copper and / or contain up to a maximum of 1% magnesium; the rest of it made of zinc including the usual impurities.

Die Superplastizität ist eine bekannte Erscheinung. Sie ist dann gegeben, wenn bestimmte metallische Werkstoffe, bei denen es zu einer Einschnürung kommt, sehr beträchtliche Verformungen vor dem Bruch aufnehmen können. Diese Erscheinung zeigt sich vor allem dann, wenn eine binäre Legierung,'deren Zusammensetzung einem eutektischen oder eutektoiden Gehalt im Gleichgewichtsschaubild ihrer Bestandteile vorliegt, dem nachstehenden Verfahren unterworfen wird:Superplasticity is a well-known phenomenon. She is then given when certain metallic materials, in which there is a constriction, very considerable deformations can absorb before breakage. This phenomenon is particularly evident when a binary alloy, 'its composition a eutectic or eutectoid content is present in the equilibrium diagram of its components, the following Procedure is subjected to:

209883/0696209883/0696

a) es wird bei einer unveränderlichen Temperatur, die oberhalb derjenigen der eutektischen oder eutektoiden Umwandlung liegt, eine Homogenisierung so vollständig wie möglich durchgeführt;a) it will be at a constant temperature which is above that of the eutectic or eutectoid conversion, a homogenization is so complete carried out as possible;

b) es wird eine Abschreckhärtung mit einer derartigen Geschwindigkeit durchgeführt, daß die eutektische bzw. eutektoide Umwandlung den Gleichgewichtszustand nicht erreicht; hierunter ist vor allem zu verstehen, daß gewisse der sich bildenden Phasen im Laufe der Umwand-b) Quench hardening is carried out at such a rate that the eutectic or eutectoid transformation does not reach equilibrium; This means above all that certain of the developing phases in the course of the transformation

lung übersättigt bleiben. Tatsächlich zeigt die Mikrostruktur einer Legierung nach der Abschreckhärtung Phasen mit sehr kleinen Dimensionen oder, wenn die Löslichkeit des einen Legierungsbestandteils im anderen gering ist, kleine Kristalle in innigem Gemenge.stay oversaturated. Indeed shows the microstructure an alloy after quench hardening phases with very small dimensions or if the solubility one alloy component is small in the other, small crystals in intimate mix.

c) Es erfolgt ein Zugversuch bei einer Temperatur, die etwas unter der eutektischen bzw. eutektoiden liegt, wobei dieser Versuch mit der Geschwindigkeit durchgeführt wird, bei der die größtmögliche Verformung erhalten wird..c) A tensile test is carried out at a temperature slightly below the eutectic or eutectoid, this test being carried out at the speed at which the greatest possible deformation is obtained ..

Beispielweise sei in diesem Zusammenhang auf eine Zink-Legierung mit 22% Aluminium Bezug genommen; ein Zugversuch mit geringer Dehnungsgeschwindigkeit, der bei einer Temperatur zwischen 260 und 27O°C ausgeführt wurde, führte zum Ergebnis, daß die erwähnte Legierung sich in einer Größenordnung von etwa 1500 bis 2000% formen läßt.For example, reference is made in this context to a zinc alloy with 22% aluminum; a tensile test with a slow stretching rate, carried out at a temperature between 260 and 27O ° C, led to the result, that the alloy mentioned can be shaped in an order of magnitude of about 1500 to 2000%.

Für derartige Legierungen stellt sich das Problem, ihnen den bestmöglichen Widerstand gegenüber dem Fließen bei der Umgebungstemperatur zu geben. Unter diesem Gesichtspunkt wurde bereits vorgeschlagen, denn genannten Legierungen Kupfer und/oder Magnesium hinzuzufügen, was mit der Maßgabe geschehen sollte, daß bei Kupfer 1% nicht überschritten und bei Magnesium der Bereich von 0,02 bis 0,1% eingehalten wurde. Die auf dieseFor such alloys, the problem arises of giving them the best possible resistance to flow at ambient temperature admit. From this point of view, it has already been proposed because the alloys mentioned are copper and / or magnesium add what should be done with the proviso that copper does not exceed 1% and magnesium the Range from 0.02 to 0.1% was adhered to. The on this

209883/0696209883/0696

Weise gebildeten Legierungen haben im Vergleich zu superplastischen Legierungen aus Zink mit 22% Aluminium einen zehnfach höheren Widerstand gegenüber dem Fließen.Wise formed alloys have compared to superplastic ones Zinc alloys with 22% aluminum have ten times more resistance to flow.

So erhält man zum Beispiel unter vergleichbaren Bedingungen die nachstehenden Ergebnisse:For example, under comparable conditions, the following results are obtained:

Legierungen Fließgeschwindigkeit /6 Alloys flow rate / 6

Zn - 22% AlZn - 22% Al

Zn - 22% Al - 1% Cu 0,9Zn - 22% Al - 1% Cu 0.9

Zn - 22% Al - 1% Cu - 0,1% Mg 6,6.10~⁴ Zn - 22% Al - 1% Cu - 0.1% Mg 6,6.10 ~ ⁴

Der Fließversuch wurde bei 22°C und einer Belastung von 7 Kg/mm durchgeführt, wobei die Legierungen die superplastische Mikrostruktur aufweisen.The flow test was carried out at 22 ° C. and a load of 7 kg / mm, the alloys having the superplastic microstructure exhibit.

Davon ausgehend, daß ein derartiger Fließwiderstand als ungenügend anzusehen ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neue Gruppe von Legierungen zu schaffen, die einen erheblich verbesserten Fließwiderstand im Vergleich zu den vorstehend erwähnten Legierungen aufweisen.Assuming that such a flow resistance is insufficient is to be seen, the invention is based on the object of creating a new group of alloys that have a significant have improved flow resistance compared to the aforementioned alloys.

Demgemäß weisen die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Legierungen die nachstehende Zusammensetzung auf-:Accordingly, the subject matter of the present invention forming alloys have the following composition:

- 19% bis 24% Aluminium- 19% to 24% aluminum

- höchstens 1% Kupfer und/oder 0,02% bis 0,1% Magnesium- a maximum of 1% copper and / or 0.02% to 0.1% magnesium

- Chrom und/oder LixtP-um und/oder Zirkonium in den folgenden Anteilen: 0,001% bis 0,5% Chrom 0,001% bis 0,5% Lrtftum 0,001% bis 1 % Zrikonium- Chromium and / or LixtP-um and / or zirconium in the following proportions: 0.001% to 0.5% chromium 0.001% to 0.5% truth 0.001% to 1% zirconium

- Rest: Zink und die üblichen Verunreinigungen.- Remainder: zinc and the usual impurities.

2 0 9 8 R 3 / 0 6 92 0 9 8 R 3/0 6 9

Vergleichsweise wurden unter gleichen Arbeitsbedingungen, wie sie weiter oben beschrieben sind, bei diesen Legierungen die nachstehenden Fließgeschwindigkeiten ermittelt:In comparison, under the same working conditions, As described above, the following flow rates are determined for these alloys:

Legierungen Fließgeschwindigkeit %/hAlloys flow rate% / h

Zn - 22% Al - 0,1% Li 0,38Zn - 22% Al - 0.1% Li 0.38

Zn - 22% Al - 1 % Cu- 0,05% Cr 0,26Zn - 22% Al - 1% Cu - 0.05% Cr 0.26

Zn - 22% Al - 1% Cu - 0,1% Zr ö,h.j.uZn - 22% Al - 1% Cu - 0.1% Zr ö, h.j.u

Zn - 22% Al - 1% Cu - 0,1% Mg - 0,05%Cr ^5.10Zn - 22% Al - 1% Cu - 0.1% Mg - 0.05% Cr ^ 5.10

Die interessantesten Ergebnisse wurden erhalten, wenn die Gehalte an Litl\j.um, Chrom und Zirkonium einer weitergehenden Präzisierung unterworfen wurden, deren Ergebnis nachstehend folgt:The most interesting results were obtained when the Contents of litl \ j.um, chromium and zirconium a further Have been subjected to more precise specifications, the result of which is as follows:

0,01% bis 0,1%
0,01% bis 0,1% Chrom
0,01% bis 0,1% Zirkonium0.01% to 0.1%
0.01% to 0.1% chromium
0.01% to 0.1% zirconium

Erfindungsgemäß können die vorerwähnten Legierungen gleichfalls enthalten:According to the invention, the aforementioned alloys can also contain:

Beryllium sowie eine oder mehrere der seltenen Erden, wobei der Gesamtgehalt an Lithium, Beryllium und seltenen Erdelementen unterhalb 0,5% liegen muß;Beryllium and one or more of the rare earths, with the total content of lithium, beryllium and rare Earth elements must be below 0.5%;

- eines oder mehrere der nachstehenden Elemente: Mangan, Molybdän, Cobalt, Nickel, Vanadium, Titan, für welche alle die folgenden Bedingungen gelten:- one or more of the following elements: manganese, molybdenum, cobalt, nickel, vanadium, titanium, to which all the following conditions apply:

a) bei Abwesenheit von Zirkonium geht der Gesamtgehalt an Chrom und dem bzw. den hinzugefügten Elementen nichta) in the absence of zirconium, the total content of chromium and the added element (s) does not work

über 0,5% hinaus;beyond 0.5%;

b) in der Abwesenheit von Chrom geht der Gesamtgehalt an Zirkonium und dem oder den zugefügten Elementen nicht über 1% hinaus;b) in the absence of chromium, the total content of zirconium goes and the added element or elements not exceeding 1%;

c) in Gegenwart von Chrom und Zirkonium geht der Gesamtgehalt an Chroßi, Zirkonium und dem oder den zusätzlichen Elementen nicht über 1,5% hinaus.c) in the presence of chromium and zirconium, the total content of chromium, zirconium and the additional element or elements not more than 1.5%.

Zu bemerken ist, daß die Zugabe der vorstehend erwähnten Elemente nur wenig Einfluß auf den superplastischen Charakter der Legierungen ausüben, denen sie zugesetzt wurden.It should be noted that the addition of the above-mentioned elements has little effect on the superplastic character of the alloys exercise to which they have been added.

Im übrigen kann man die Herstellung der erfindungsgemäßen Legierungen sowie deren Wärembehandlung als klassisch ansehen, wobei keine besonderen Maßnahmen getroffen werden müssen.In addition, one can produce the alloys according to the invention as well as their heat treatment as classic, whereby no special measures have to be taken.

20 98 83/06920 98 83/069

Claims

6 "223H07 PATENT CLAIMS:

1. Alloy, characterized duveh the following composition:

-19% to 24% aluminum

- Copper and / or magnesium with a maximum of 1% copper and

0.02% to 0.1% magnesium

- Chromium and / or lithium and / or zirconium with 0.01% to 0.5% chromium 0.01% to 0.5% lithium 0.01% to 1% zirconium

- Zinc and common impurities as the remainder.

2. The alloy of claim 1, characterized _s that the contents of lithium, chromium, and zirconium

0.01% to 0.1% lithium 0.01% to 0.1% chromium 0.01% to 0.1% zirconium

be.

3. Alloy according to claims 1 and 2, characterized in that it further comprises beryllium and one or more of the rare earth elements, the total content of lithium, beryllium and rare earth metals is below 0.5%, and that it has one or more of the Contains elements manganese, molybdenum, cobalt, nickel, vanadium and titanium, for which the following conditions apply:

a) in the absence of zirconium, the total content of chromium and the added element or elements exceeds 0.5% not;

209883/0696

223U07

b) in the absence of chromium, the total content of zirconium and the added element or elements exceeds 1% not;

c) in the presence of chromium and zirconium, the total content of chromium, zirconium and the added one or more exceeds Elements 1.5% not.

209883VG69g209883VG69g