DE2317921C3 - Verwendung von AlMgSi-Gußlegierungen für thermisch wechselbeanspruchte Zylinderköpfe - Google Patents

Verwendung von AlMgSi-Gußlegierungen für thermisch wechselbeanspruchte Zylinderköpfe

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DE2317921C3
DE2317921C3 DE19732317921 DE2317921A DE2317921C3 DE 2317921 C3 DE2317921 C3 DE 2317921C3 DE 19732317921 DE19732317921 DE 19732317921 DE 2317921 A DE2317921 A DE 2317921A DE 2317921 C3 DE2317921 C3 DE 2317921C3
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almgsi
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Paul 5780 Grimmlinghausen Zimmermann
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon

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Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von AlMgSi-Gußlegierungen, bestehend aus 0,6 bis 4,5% Silizium, 2,5 bis 11% Magnesium, mit der Maßgabe, daß im Rahmen der angegebenen Bereiche das Verhältnis von Magnesium zu Silizium so aufeinander abgestimmt ist, daß 1 bis 4,5% Magnesium nicht an Silizium gebunden vorliegen, 0,6 bis 1,8% Mangan, das teilweise im gleichen Gewichtsverhältnis oder aber gänzlich ersetzt ist, sowie bis zu 0,6% Kupfer und bis zu 2% Nickel, Rest Aluminium mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, als hochfester, im Bestandteil Mg2Si gefeinter Werkstoff für thermisch wechselbeanspruchte Zylinderköpfe nach Patent 21 29 352.
Aus der deutschen Patentschrift 7 47 355, besonders Anspruch 1, die dem Anmeldungsgegenstand von der Legierungsseite her am nächsten kommt, sind AlSi-Mg-Legierungen aus 4 bis 12% Magnesium, 0,5 bis 5% Silizium, je 0,2 bis 5% Kupfer und/oder Nickel, Rest Aluminium bekannt, deren Silizium- und Magnesiumgehalte derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Bedingung »%Si < 1/2 χ %Mg« erfüllt und somit neben Mg2Si noch freies Magnesium enthalten ist (vgl. S. 2, Zeilen 8 bis 14). Verwendung finden diese Legierungen als Werkstoff für warm- und verschleißfeste Kolben von Brennkraftmaschinen. Mithin unterscheidet sich diese Patentschrift vom Anmeldegegenstand trotz Überschneigung in der Legierungszusammensetzung grundlegend durch den andersartigen Verwendungszweck.
In »Aluminium-Taschenbuch«, 12. Auflage, 1963, Seite 719, Abs. »Kolbenmaschinen«, findet sich lediglich der allgemeine Hinweis, daß für Zylinderköpfe u. a. AlSiMg-Gußlegierungen oder Kolbenlegierungen je nach Beanspruchung verwendet werden, wobei im Absatz davor als Legierungstyp für Kolbenlegierungen AlSiCuNi-Legierungen mit 12 bis 25% Si genannt werden.
Der Hinweis in Al-Taschenbuch 12. Auflage, 1963, Seite 719, daß sich zur Herstellung von Zylinderköpfen auch Kolbenlegierungen eignen, kann nur im Zusammenhang mit den unmittelbar in der Zeile darüber genannten Kolbenlegierungen vom Typ AlSiCuNi (mit
ersetzt ist, sowie bis zu 0,6% Kupfer und bis zu 2% Nickel, Rest Aluminium mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, als hochfester, im Bestandteil Mg2Si gefeinter Werkstoff für thermisch wechselbeamjpruchte Zylinderköpfe nach Patent 21 29 352, wobei der Ersatz des Mangan-Anteils teilweise oder gänzlich durch 0,1 bis l,8°/c Vanadium und/oder Molybdän erfolgt.
12 bis 25% Si) gewertet werden, deren Zusammenseizungen und Eigenschaften im einzelnen im gleichen Taschenbuch auf den Seiten 102 und 103 in den Tafeln 21 und 22 angegeben sind, wie sich auch aus den Ausführungen in dem gleichen Taschenbuch, Seiten 291/292, Abschnitt »Kolbenlegierungen«, besonders Seite 292, Absatz 2, Satz 1, ergibt. Danach sind die Al-Kolbenlegierungen gemäß Seite 102, Tafel 21, auf AlSi-Basis mit Zusätzen an Cu und Ni legiert. Es handelt sich mithin um die AlSiCuNi-Legierungsgruppe, deren manganhaltige bzw. chrom- und kobalthaltige Legierungen mit 18% bzw. 21% Si vereinfachend zusammengefaßt 0,8 bis 1,8% Cu, 0,4 bis 1,2% Mg, 0,4 bis 0,8% Mn, 0,3 bis 0,6% Cr, Beimengungen von Co, 16,4 bis 22% Si und 1,4 bis 3,6% Ni enthalten. Eine entsprechende handelsübliche Kolbenlegierung dieses Typs ist unter der Bezeichnung Nüral 1761 dem Nüral-Prospekt aus 1958 zu entnehmen, wobei der Mn-Gehalt nur 0,4 bis 0,6% beträgt.
Diese Guß-Legierungen vom Typ AlSiCuNi unterscheiden sich jedoch grundlegend von den aus der deutschen Patentschrift 7 47 355 seit dem Jahre 1944 bekannten Kolbenlegierungen mit 4 bis 12% Mg, 0,5 bis 5% SiJe 0,2 bis 5% Cu und/oder Ni und bis 3,5% Mn, Co oder Cr (ausgewählt aus der im Anspruch 3 angeführten Elementengruppe Fe, Co, Mn, Cr, Mo, Ti und/oder Ce), die somit nicht zu den gebräuchlichen Kolbenlegierungen zählten, wie sich auch aus dem Buch von Goederitz, Seite 73, Tabelle 32 und dem Nüral-Prospekt aus 1958, Leg.-Typ. G-AlMgMn und G-AlMg3 (Cu), ergibt, wonach aus der Patentschrift bekannte Legierungen als Kolbenlegierungen gleichsam nicht gebräuchlich waren.
Nach dem Vorschlag des Hauptpatents wird der
Mangangehalt teilweise im gleichen Gewichtsverhältnis
oder aber gänzlich durch 0,1 bis 1,8% Kobalt und/oder
Chrom ersetzt.
Erfindungsgemäß wurde nun als besonders vorteilhaft die Verwendung einer solchen AlMgSi-Gußlegierung gefunden, deren Mangan-Anteil teilweise im gleichen Gewichtsverhältnis oder aber gänzlich durch 0,1 bis 1,8% Vanadium und/oder Molybdän ersetzt ist.
Festigkeitswerte von Kokillengußstäben nach der Deutschen Luftfahrtnorm LN 29531 mit 22 mm 0, Mittel aus 3 Werten, Einfluß von Cr, Co, V und Mo
Werks-Leg. Zusammensetzung in '
Nr. oder Cu Be Mg
Chargen-Nr.
Thermische Mechanische Werte
Si Mn Fe Ti Behandlung 00,2 ob 05V0 HB
kp/mm2 kp/mm2
850 - n.b. 3,6
2612 0,005 0,0035 3,5
1,04
17,1
0,22 0,31 n.b. Stabilisierungs- 7,7
glühung
0,95 0,01 0,22 0,19 Stabilisierungs- 10,3 21,8 + 0.6% Cr glühung
6,1
9,4
54
64
Fortsi'i/uim
Werks-Leg. Zusammcnscl/ung in % Be Mg Si Mn Ie Ti Thermische Medi: mische kp/mm-' 20,7 Werte HB
Nr. oder Cu Behandlung HlU n« 8,3 »-,% kp/mm
Chargen-Nr. 0,0045 3,6 0,92 0,01 0,23 0,21 21,9 60
2613 0,005 + 0,1% Co Stabilisierungs- 8,5 14,1
0,004 3,65 0,94 0,01 0,27 0,22 glühung 19,4 62
2614 0,01 + 0,6% Co Stabilisierungs- 8,2 15,6
0,004 3,55 0,91 0,01 0,20 0,21 glühung 19,6 59
2615a 0,005 + 0,1% V Stabilisierungs- 8,7 8,0
0,0045 3,7 0,85 0,02 0,23 0,19 glühung 28,8 63
2684 0,015 + 0,6% Mo Stabilisierungs- 19,7 7,9
0,003 4,4 1,52 0,01 0,17 0,22 gliihung 28,9 97
2606 0,90 Lösungsglühung 18,3 6,2
0,004 4,5 1,55 0,01 0,21 0,19 + 6hl75°C 31,5 98
2613 0,85 + 0,1% Co Lösungsglühung 20,1 8,0
0,005 4,7 1,45 0,01 0,23 0,19 + 6h175°C 29,6 102
0,88 + 0,6% Co Lösungsglühung 18,1 8,5
0,0045 4,5 1,51 0,01 0,17 0,19 + 6 h 175°C 30.7 94
2615b 0,88 + 0,1% V Lösungsglühung 20,5 10,0
0,004 4,7 1,57 0,02 0,25 0,20 + 6h 175"C 101
2683 0,86 + 0,1% Mo Lösungsglühung 8,3
+ 6h 175°C
n. b. = nicht bestimmt worden.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung von AlMgSi-Gußlegierungen, bestehend aus 0,6 bis 4,5% Silizium, 2,5 bis 11% Magnesium, mit d -r Maßgabe, daß im Rahmen der angegebenen Bereiche das Verhältnis von Magnesium zu Silizium so aufeinander abgestimmt ist, daß 1 bis 4,5% Magnesium nicht an Silizium gebunden vorliegen, 0,6 bis 1,8% Mangan, das teilweise im gleichen Gewichtsverhältnis oder aber gänzlich
DE19732317921 1972-06-07 1973-04-10 Verwendung von AlMgSi-Gußlegierungen für thermisch wechselbeanspruchte Zylinderköpfe Expired DE2317921C3 (de)

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DE2317921A1 DE2317921A1 (de) 1973-12-20
DE2317921B2 DE2317921B2 (de) 1975-08-14
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GB468001A (en) * 1935-12-31 1937-06-28 Horace Campbell Hall Improvements in aluminium alloys
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DE2317921A1 (de) 1973-12-20
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FR2187932B2 (de) 1977-05-06

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