DE2921222C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Magnesium-Zink-Gußlegierungen durch Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern.

Es sind viele Magnesiumlegierungen mit zur Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften bestimmten Bestandteilen bekannt. Diese Legierungen erfordern jedoch im allgemeinen einen Kornverfeinerungsschritt vor dem Gießen, um optimale Eigenschaften zu erhalten. Die Kornverfeinerung kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, z. B. durch Überhitzung auf etwa 900°C in einem Eisenkessel (z. B. durch Zusatz von Chloreisen), durch Impfung mit Kohlenstoff (z. B. durch Behandeln mit Hexachloräthan) und durch Zusatz von kornverfeinernden Legierungselementen wie z. B. Zirkonium und Titan. Alle diese Methoden erhöhen die Kosten von aus den Legierungen hergestellten Gußerzeugnissen. Überhitzung und Impfung mit Kohlenstoff oder Eisen verursacht einen zusätzlichen Schritt während des Gießens, sind im allgemeinen schwierig in der Praxis und können gefährlich sein, falls nicht rigorose Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden. Zusätze wie Zirkonium und Titan sind teuer, gleichgültig ob sie als Bestandteile von Zusatzlegierungen oder als reine Metalle zugesetzt werden.

Eine bekannte Magnesiumlegierung, "AZ91", enthält etwa 9% Aluminium und 1% Zink als Hauptlegierungszusätze und ermöglicht eine Streckgrenze von mindestens 95 N/mm², eine Zugfestigkeit von mindestens 125 N/mm² und eine Dehnung von 0,5 bis 2% im gegossenen Zustand. Die nach Hochtemperatur- Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern erzielten entsprechenden Mindestwerte sind: Streckgrenze 120 N/mm², Zugfestigkeit 200 N/mm² und Dehnung 0,5 bis 2%. Diese Legierung erfordert jedoch eine Kornverfeinerung, hat verhältnismäßig geringe Duktilität und neigt zur Mikroporosität, wenn sie sand- oder spritzgegossen wird.

Eine weitere bekannte Magnesiumlegierung (US 19 84 152) umfaßt auch Legierungen aus Zink, Kupfer und Magnesium, jedoch werden mit diesen Legierungen auch nach einer Wärmebehandlung nur mechanische Eigenschaften erzielt, die erheblich schlechter als diejenigen der Magnesiumlegierung "AZ91" sind.

Andere bekannte Magnesiumlegierungen (DE 24 45 843 B2 und GB 14 52 671) enthalten u. a. Zink und Aluminium. Diese Legierungen sind für das Spritzgießen konzipiert, erweisen sich jedoch für das Sandgießen als nicht zufriedenstellend.

Einer anderen bekannten Magnesiumlegierung (GB 6 64 819) sind zur Verbesserung des Kriechwiderstandes bei erhöhten Temperaturen als wesentliche Bestandteile 0,5 bis 6% Seltene Erden zugesetzt, die mindestens 50% Samarium enthalten. Die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen sind nicht angegeben.

Für eine Silber enthaltende bekannte Magnesium-Gußlegierung (DE-AS 12 46 257), die auch Zirkonium als Kornverfeinerer enthält, wurde bereits eine aus Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern bestehende Wärmebehandlung vorgeschlagen, jedoch für einen Legierungstyp, dessen Zusammensetzung sehr unterschiedlich ist von der Zusammensetzung der keine kornverfeinernden Elemente enthaltenden Legierungen, die der Wärmebehandlung entsprechend der vorliegenden Erfindung unterzogen werden, um die weiter unten angegebenen mechanischen Eigenschaften zu erhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Gattung bereitzustellen, welches gute mechanische Eigenschaften ermöglicht, mindestens so gute wie diejenigen der Legierung "AZ91", jedoch bei niedrigeren Kosten und mit einer Gießeignung sowohl für Sandguß als auch für Spritzguß, die mindestens so gut ist wie diejenige der zuvor erwähnten.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Legierung mit 2 bis 10% Zink, 0,5 bis 5% Kupfer und Magnesium als Rest mit unvermeidbaren Verunreinigungen zur Erzielung einer Streckgrenze von mindestens 120 N/mm², einer Zugfestigkeit von mindestens 200 N/mm² und einer Dehnung von mindestens 2% unterhalb der Solidus-Temperatur für einen ausreichenden Zeitraum lösungsgeglüht, abgeschreckt und bei einer Temperatur bis zu 250°C für mindestens 2 Stunden warmausgelagert wird.

Es wurde gefunden, daß optimale Eigenschaften mit einem Zinkgehalt von 5 bis 7% und einem Kupfergehalt von 1 bis 3,5% erhalten werden.

Das Verfahren kann auf Legierungen angewendet werden, denen andere Elemente zur Verbesserung der Eigenschaften der erhaltenen Legierung zugefügt werden. So können bis zu 2% Mangan, vorzugsweise 0,2 bis 1% Mangan, zugesetzt werden, um die Streckgrenze der Legierung und auch die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, insbesondere diejenige der geglühten Legierung.

Die Korrosionsbeständigkeit kann auch durch Zusatz von bis zu 3% Wismut und/oder bis zu 1% Antimon verbessert werden.

Bis zu 5% Cadmium können zugesetzt werden, um die Gießeigenschaften der Legierung zu verbessern. Der Zusatz von bis zu 1% Silicium und/oder bis zu 1% von Metallen der Seltenen Erden (vorzugsweise eine Mischung aus Metallen der Seltenen Erden, die einen hohen Anteil an Neodym und wenig Lanthan oder Cer enthalten) können die Kriech- und mechanischen Hochtemperatureigenschaften der Legierung verbessern. Bis zu 2% Zinn können ebenfalls zugesetzt werden.

Wesentlich ist, daß Kornverfeinerungselemente, wie z. B. Zirkonium und Titan, nicht benötigt werden und Aluminium im wesentlichen fehlen sollte.

Es hat sich herausgestellt, daß die beim Gießen der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelten Legierungen ohne Kornverfeinerungsbehandlung erzielte Korngröße ausreichend klein ist, um zufriedenstellende Eigenschaften zu ergeben, so daß ein Kornverfeinerungsschritt nicht notwendig ist. Ähnliche Magnesium-Zink-Legierungen, die kein Kupfer enthalten, sind als grobkörnig bekannt, besitzen schlechte mechanische Eigenschaften und neigen zur Mikroporosität und zur Warmrissigkeit oder zum Reißen, wenn sie gegossen werden.

Die erfindungsgemäß wärmebehandelten Legierungen können auf verschiedene Weise gegossen werden, einschließlich des Sandgießens und des Spritzgießens. Die Sandgießeigenschaften sind denjenigen vergleichbarer Legierungen überlegen, insbesondere im Hinblick auf Mikroporosität. Es wurde gefunden, daß die geringste Porosität bei etwa 6% Zink und 2 bis 3% Kupfer in den erfindungsgemäß wärmebehandelten Legierungen auftritt.

Eine Glühbehandlung der gegossenen Legierungen ist im allgemeinen notwendig, um optimale mechanische Eigenschaften zu erreichen. Diese Glühbehandlung umfaßt ein Lösungsglühen, vorzugsweise bei der praktisch höchstmöglichen Temperatur (z. B. etwa 20°C unterhalb der Solidustemperatur der Legierung), worauf sich Abschrecken und Warmauslagern anschließen. Abschrecken in heißem Wasser mit anschließender Warmauslagerung bei etwa 180°C hat sich als zufriedenstellend herausgestellt.

Es ist bemerkenswert, daß der Zusatz von Kupfer zu Zink enthaltenden Magnesiumlegierungen zu einer Erhöhung der Solidustemperatur und damit zu einer Erhöhung der möglichen Lösungsglühtemperatur führt. Die Auswirkung auf die Solidustemperatur für Magnesiumlegierungen mit 6,8 und 10% Zink bei zunehmenden Mengen an Kupfer ist in Fig. 1 dargestellt. Die erhöhte Solidustemperatur ist ein wichtiger Faktor für die Erzielung guter mechanischer Eigenschaften bei der Glühbehandlung. Lösungsglühbehandlungen bei niedrigeren Temperaturen (z. B. 330°C) haben sich als für die Verbesserung mechanischer Eigenschaft wesentlich geringer wirksam herausgestellt.

Bevorzugte Glühbehandlung und Bedingungen sind Lösungsglühen bei 5 bis 40°C unterhalb der Solidustemperatur für 2 bis 8 Stunden mit anschließender Abschreckung und Warmauslagerung bei 120 bis 250°C für eine Zeit von mindestens 2 Stunden.

Ein geeignetes Wärmebehandlungsverfahren umfaßt das Lösungsglühen bei einer Temperatur von etwa 20°C unterhalb der Solidustemperatur für etwa 4 bis 8 Stunden und anschließendes Abschrecken in Wasser und Warmauslagern für 24 Stunden bei 180°C.

Es wurde überraschend gefunden, daß die Korrosionsgeschwindigkeit in Salzwasser bei den erfindungsgemäß geglühten Legierungen wesentlich geringer ist als diejenige der gegossenen Legierungen. Dieser Unterschied ist das Gegenteil der mit vergleichbaren Legierungen gemachten Erfahrungen, wie beispielsweise mit solchen, die Zink und Aluminium enthalten, bei welchen die Korrosionsneigung durch Glühbehandlung vergrößert wird. Es wurde gefunden, daß der Zusatz von Mangan, z. B. in einer Menge von 0,2 bis 1%, zu einer besonders geringen Korrosionsgeschwindigkeit führt. Der Zusatz von Wismut und/oder Antimon hat weitere vorteilhafte Auswirkungen.

Die erfindungsgemäß wärmebehandelten Legierungen zeigen auch ein erheblich besseres Schweißverhalten als ähnliche Legierungen, die kein Kupfer enthalten.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelte Legierungen werden in den folgenden Beispielen beschrieben.

In den Zeichnungen veranschaulicht

Fig. 1 die Auswirkung von Kupferzusätzen zu Magnesium/Zink-Legierungen auf die Solidustemperatur.

Fig. 2 zeigt die Wirkung von Kupferzusätzen zu einer Magnesium/6%-Zink-Legierung mit und ohne Mangan auf die Festigkeitseigenschaften der Legierung.

Beispiel 1

Magnesiumlegierungen mit den in der nachfolgenden Tabelle 1 angegebenen Bestandteilen wurden hergestellt durch Schmelzen von Magnesium, Anheben seiner Temperatur auf 780°C, Zusetzen der aufgelisteten Bestandteile, Rühren und anschließendes Anwenden eines Kornverfeinerungsverfahrens auf die Schmelze, in welchem Chloreisen in geeigneter Form in die Schmelze injiziert wurde, um mit der Magnesiumlegierung zur Bildung von eisenhaltigen Kernen zu reagieren. Die Legierungen wurden bei 780°C zur Bildung von Standard-Prüfstäben sandgegossen (im Falle der Legierung 14 wurde kein Kornverfeinerungsverfahren durchgeführt).

Die Gußstäbe wurden zu Ziehproben bearbeitet und wurden im gegossenen Zustand durch in Übereinstimmung mit British Standard Nr. 18 befindliche Methoden geprüft. Weitere Stäbe wurden bei den in Tabelle 1 angegebenen Temperaturen lösungsgeglüht, heißwassergekühlt, für 24 Stunden bei 180°C warmausgelagert, dann zu Ziehproben bearbeitet und in Übereinstimmung mit British Standard Nr. 18 geprüft.

Die Solidustemperatur der Legierungen und die erhaltenen Korngrößen wurden durch eingeführte Methoden gemessen.

Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. In der Tabelle bedeuten: Y. S. = 0,2%-Streckgrenze, U. T. S. = Zugfestigkeit und E% = Bruchdehnung. Die Legierungen A bis E waren Vergleichslegierungen außerhalb der erfindungsgemäß behandelten Zusammensetzung.

Minimale Festigkeitseigenschaften für eine Vergleichslegierung AZ91, wie in British Standard 3L125 spezifiziert, sind ebenfalls angegeben.

Aus den angegebenen Resultaten ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß wärmebehandelten Legierungen, obwohl sie eine niedrige Streckgrenze im gegossenen Zustand ergaben, für alle Legierungen im angegebenen Zusammensetzungsbereich wesentlich bessere Zugfestigkeit und Dehnung aufwiesen als die spezifizierten Minima für die Vergleichslegierung AZ91. Nach der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung zeigten alle Legierungen mit Kupferzusätzen innerhalb des angegebenen Bereiches eine unerwartet große Zunahme der Streckgrenze, verglichen mit den Gußzustandswerten. Es wurde auch gefunden, daß die Festigkeitseigenschaften im hohen Maße abhängig sind von den relativen Anteilen an Zn und Cu. Ein zunehmender Zn-Anteil vergrößerte die Streckgrenze der Legierungen, aber verringerte die Zugfestigkeit und die Dehnung merklich unterhalb 8%, während die Streckgrenze und die Zugfestigkeit bei etwa 1,5% Cu ein Maximum durchliefen, obwohl sich die Verbesserung der Dehnung mit zunehmendem Kupfergehalt fortsetzte. Dies wird durch Bezugnahme auf die gestrichelten Bänder in Fig. 2 noch klarer demonstriert, welche die Auswirkung zunehmender Cu-Gehalte auf die Festigkeitseigenschaften einer großen Anzahl von 6% Zn enthaltenden Legierungen zeigen.

Die Korngröße der Legierung 14 in Tabelle 1 befand sich gut innerhalb des Korngrößenbereiches der anderen aufgelisteten Legierungen, obwohl die Legierung 14 keinem speziellen Kornverfeinerungsverfahren ausgesetzt wurde. Da die Korngröße aller Legierungen wesentlich feiner war als diejenige, welche erhalten worden wäre aus einer binären Mg-Zn-Legierung ohne Kornverfeinerung, demonstriert dies die kornverfeinernde Wirkung des Kupferzusatzes.

Die mechanischen Eigenschaften der Vergleichslegierungen waren im allgemeinen schlechter als die spezifizierten Minima, insbesondere nach der Wärmebehandlung.

Beispiel 2

Magnesiumlegierungen wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, gegossen und geprüft. Versuchsproben wurden unterschiedlichen Wärmebehandlungen, wie in der nachfolgenden Tabelle 2 angegeben, ausgesetzt. Einige der Legierungen enthielten die angegebenen Mengen an Mangan, Zinn oder Antimon.

Wie ersichtlich ist, ist eine Hochtemperatur-Lösungsglühbehandlung mit anschließender Abschreckung und Wärmeauslagerung erforderlich, um optimale mechanische Eigenschaften zu ergeben. Eine Wärmebehandlung bei einer niedrigeren Temperatur und eine Wärmebehandlung ohne Abschreckung und Warmauslagerung erzeugen zwar eine Verbesserung von Eigenschaften, aber diese Eigenschaften erreichen nicht das Optimum.

Beispiel 3

Der Zusatz von Mangan zu Mg-Zn-Cu-Legierungen hat sich als besonders günstig für sowohl die Festigkeitseigenschaften als auch die Korrosionsbeständigkeit der Legierungen herausgestellt. Das zuerst Erwähnte wird durch den folgenden Versuch veranschaulicht:

Eine Anzahl von Magnesiumlegierungen mit unterschiedlichen Gehalten an Zn, Cu und Mn wurde in die Sandform für Prüfstäbe gegossen, wobei das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren benutzt wurde mit der Ausnahme, daß einige einem Kornverfeinerungsverfahren unterworfen wurden, während andere keine spezielle Kornverfeinerungsbehandlung erfahren haben. Zusammensetzungen und Kornverfeinerungsbehandlungen sind in Tabelle 3 angegeben. Gußprüfstäbe wurden bei den aus der Tabelle ersichtlichen Temperaturen lösungsgeglüht, in heißem Wasser abgeschreckt und danach für 24 Stunden bei 180°C warmausgelagert. Ziehproben wurden von den wärmebehandelten Stäben hergestellt und in Übereinstimmung mit British Standard 18 einer Zugprobe überworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 im Vergleich mit äquivalenten Mg-Zn-Cu- Legierungen ohne Mn-Zusatz angegeben.

Wie ersichtlich ist, führt in allen Fällen die Zugabe von Mn zu einer bedeutenden Verbesserung der Streckgrenze, obwohl eine geringe Verringerung der Zugfestigkeit und der Duktilität eintrat. Die Duktilität war jedoch noch höher als die als Minimum für die Vergleichslegierung AZ91 in British Standard 3L125 empfohlene.

Der günstige Effekt von Mn auf die Streckgrenze wird auch durch Fig. 2 veranschaulicht, wo ein Vergleich der diagonal gestrichelten Bänder mit den vertikal gestrichelten Bändern den Effekt der Mn-Zugabe zu einer Magnesium-6%-Zn-Legierung mit unterschiedlichem Kupfergehalt zeigt.

Es kann auch der Tabelle 3 entnommen werden, daß die Verbesserungen in der Streckgrenze bei Legierungen mit Mn- Zusätzen erzielt worden sind, die nicht einem speziellen Kornverfeinerungsverfahren unterworfen worden waren, und auch in einer Legierung, welche demselben Kornverfeinerungsverfahren ausgesetzt worden war wie die kein Mn enthaltenden Legierungen (Legierung 22). Dieses zeigt wiederum an, daß ein Kornverfeinerungsschritt nicht notwendig ist für den Zusammensetzungsbereich der erfindungsgemäß zu behandelnden Legierungen, um ansprechende Festigkeitseigenschaften zu entwickeln.

Beispiel 4

Es wurde das Verfahren gemäß Beispiel 1 angewendet, jedoch wurden unterschiedliche Mengen an zusätzlichen Legierungselementen zu Legierungen hinzugesetzt, die Mg, Zn, Cu oder Mg, Zn, Cu, Mn enthielten, wie in Tabelle 4 dargestellt ist. Aus den angegebenen Daten können die folgenden Schlußfolgerungen gezogen werden:

• (1) Die Anwesenheit von Al, sogar bei so niedrigen Konzentrationen wie 0,5%, ist unerwünscht, weil es
  • (a) die Zugfestigkeit und die Duktilität im Gußzustand herabsetzte,
  • (b) die Solidustemperatur der Legierung bedeutend verringerte, die Anwendung einer Hochtemperatur-Lösungsbehandlung verhinderte, zu schlechten Wärmebehandlungseigenschaften führte.
• (2) Der Zusatz von an Ce/La-reichen Mischungen Seltener Erden hat nur einen geringen Effekt auf die Streckgrenze der Legierung, gleichgültig, ob gegossen oder wärmebehandelt, und könnte, obwohl geringe Verluste an Zugfestigkeit und Duktilität verursachend, in niedrigen Konzentrationen toleriert werden, wo spezifische Effekte (z. B. verbesserter Kriechwiderstand) gewünscht werden. An Nd reiche Seltene Erde hat eine geringere Auswirkung auf die Eigenschaften und ist ein bevorzugter Seltene-Erden-Zusatz.
• (3) Zusätze bis zu 1% Sn und 0,5% Sb haben eine geringere Auswirkung auf die Festigkeitseigenschaften und könnten hinzugefügt werden, wo spezielle Effekte (z. B. verbesserte Gießbarkeit oder verbesserter Korrosionswiderstand) verlangt werden.
• (4) Zusätze von Wismut bis zu 1% oder Cadmium bis zu 2% können die Streckgrenze der Mn enthaltenen Legierung erhöhen und sind daher vorteilhafte Zusätze.
• (5) Eine Zugabe von Silicium scheint die 0,2%-Streckgrenze der Legierung zu verringern, und wo das Element wünschenswert sein kann, z. B. zur Verbesserung der Kriecheigenschaften bei erhöhter Temperatur, würde es auf niedrige Konzentrationen begrenzt sein.

Beispiel 5

Zur Prüfung des Korrosionswiderstandes der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelten Legierungen wurden Legierungen mit den in der nachfolgenden Tabelle 5 angegebenen Zusammensetzungen hergestellt und wie in Beispiel 1 wärmebehandelt. Der Korrosionswiderstand der Proben, gegossen und wärmebehandelt, wurde beurteilt durch Eintauchen derselben in eine 3%ige (Gew.-%) wäßrige Lösung von Chlornatrium, gesättigt mit Magnesiumhydroxid, bei Raumtemperatur für 28 Tage und Messen des Gewichtsverlustes pro Flächeneinheit. Die Resultate sind in Tabelle 5 als Verhältnisse des Gewichtsverlustes für die 6% Zn, 2% Cu Gußlegierung angegeben, welche mit 100 angenommen ist. Aus Tabelle 5 ist entnehmbar:

• (1) Für alle Legierungen innerhalb des im Patentbegehren genannten Zn- und Cu-Bereiches waren nach der Wärmebehandlung die Korrosionsgeschwindigkeiten bedeutend niedriger als im Gußzustand, im Gegensatz zur Vergleichslegierung AZ91, für welche die Korrosionsgeschwindigkeit nach der Wärmebehandlung höher war.
• (2) Ein Zusatz von Mn zu Mg-Zn-Cu-Lgierungen im wärmebehandelten Zustand rief eine bedeutende Verringerung der Korrosionsgeschwindigkeit hervor.
• (3) Zusätze an Bi oder Cd zu Mg-Zn-Cu-Mn-Legierungen verursachten weitere Verringerungen der Korrosionsgeschwindigkeit im Vergleich zu Legierungen ohne Zusätze.
• (4) Im Gegensatz hierzu führten Zusätze von Al zu einer Mg-Zn-Cu-Mn-Legierung trotz Verringerung der Korrosionsgeschwindigkeit im Gußzustand zur bedeutenden Erhöhung der Korrosionsgeschwindigkeit nach der Wärmebehandlung.
• (5) Ein Zusatz von Sb zu einer Mg-Zn-Cu-Legierung verringerte die Korrosionsgeschwindigkeit im Gußzustand.

Beispiel 6

Zur Bestätigung, daß der Kornverfeinerungseffekt des Kupfers sich mit wiederholter Rückführung von Material nicht verschlechtert, wie es unter praktischen Gießereibedingungen auftreten würde, wurde ein Versuch durchgeführt, in welchem 27 kg "scale"-Schmelzen in einer Anzahl von Mg-Zn-Cu-Mn- Legierungen hergestellt wurden. Die Schmelzen wurden unter Verwendung konventioneller Schmelzverfahren hergestellt, wie in vorangehenden Beispielen beschrieben. Für die erste Schmelze wurden frische Materialien verwendet. Spitaler Kasten-Gußstücke (American Foundry Society 1967, Vol. 75, Seiten 17-20) wurden sandgegossen, zusammen mit einer Anzahl von Standard- Sandguß-Prüfstäben. Prüfstäbe wurden vom Guß zurückbehalten, wärmebehandelt und, wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben, geprüft. Nach Prüfung der Prüfkasten-Gießkörper wurden die Gußstücke und der zugehörige Abfall von Angießrinnen etc. in eine zweite Schmelze zurückgeführt, so daß die zweite Schmelze zusammengesetzt war aus 75% Schrott und 25% Frischmaterial. Das Verfahren wurde dreimal wiederholt, wobei von jeder Schmelze Prüfstäbe zurückbehalten wurden. Nach der letzten Schmelze wurden Prüfstücke aus den Spitaler Kasten-Prüfgußstücken herausgeschnitten, wärmebehandelt, zu Zugproben bearbeitet und im Vergleich mit Standard-Gußprüfstäben aus derselben Schmelze geprüft. Die Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle 6 wiedergegeben. Diese Resultate zeigen, daß

• (1) die Zurückführung von Material ohne irgendein spezifisches Kornverfeinerungsverfahren keine bedeutende Auswirkung auf die Festigkeitseigenschaften der Legierung hat und die günstigen Wärmebehandlungseigenschaften aufrechterhalten werden,
• (2) nur eine geringe Differenz vorhanden ist zwischen den innerhalb des Gußstücks erhaltenen Eigenschaften und solchen, die an Standard-Prüfstäben erhalten werden, die von derselben Schmelze genommen sind.

Beispiel 7

Es ist bekannt, daß beim Schweißen von Gußstücken aus Magnesiumlegierung einige Magnesiumlegierungen mit einem hohen Zn-Gehalt zum Bruch neigen. Eine solche Legierung ist bekannt als Z5Z (Mg-4,5%Zn-0,7%Zr). Schweißversuche wurden durchgeführt an Plattengußstücken aus einer Legierung, die nominell 6% Zn, 2,5% Cu, 0,5% Mn enthielt im Vergleich mit der Legierung Z5Z, wobei die folgenden Parameter verwendet worden sind:

• (1) Dicke des Materials 6 mm
• (2) Größe der Platte 165 mm×125 mm
• (3) Argon-arc Schweißstrom 135 A
• (4) Elektrodengröße 3 mm mit 9 mm Keramik-Gasdüse
• (5) Schweißzeit 30 Sekunden

Schwere Rißbildung wurde in der Z5Z-Platte beobachtet, während keine Rißbildung in der Mg-Zn-Cu-Mn-Platte auftrat, wodurch die günstige Auswirkung von Kupfer auf die Schweißbarkeit der Legierung angezeigt wurde.

Tabelle 5

Claims (5)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Magnesium-Zink-Gußlegierungen durch Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung von 2 bis 10% Zink, 0,5 bis 5% Kupfer und Magnesium als Rest mit unvermeidbaren Verunreinigungen zur Erzielung einer Streckgrenze von mindestens 120 N/mm², einer Zugfestigkeit von mindestens 200 N/mm² und einer Dehnung von mindestens 2% unterhalb der Solidus-Temperatur für einen ausreichenden Zeitraum lösungsgeglüht, abgeschreckt und bei einer Temperatur bis zu 250°C für mindestens 2 Stunden warmausgelagert wird.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf eine 5 bis 7% Zink und 1 bis 3,5% Kupfer enthaltende Legierung.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf eine zusätzlich bis 2% Mangan enthaltende Legierung.

4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 3 auf eine 0,2 bis 1% Mangan enthaltende Legierung.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf eine zusätzlich mindestens einen der nachfolgenden Bestandteile enthaltende Legierung: bis 3% Wismut, bis 1% Antimon, bis 2% Zinn, bis 5% Cadmium, bis 1% Silicium und bis 1% an Seltenerdmetallen.