DE556649C - Verbesserung von Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Quetschgrenze von Erzeugnissen aus Magnesium und Magnesiumlegierungen - Google Patents

Verbesserung von Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Quetschgrenze von Erzeugnissen aus Magnesium und Magnesiumlegierungen

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DE556649C
DE556649C DEI37366D DEI0037366D DE556649C DE 556649 C DE556649 C DE 556649C DE I37366 D DEI37366 D DE I37366D DE I0037366 D DEI0037366 D DE I0037366D DE 556649 C DE556649 C DE 556649C
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DE
Germany
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magnesium
limit
deformation
strength properties
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DEI37366D
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Inventor
Hans Bothmann
Dr Josef Ruhrmann
Dr Walther Schmidt
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IG Farbenindustrie AG
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IG Farbenindustrie AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

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Description

  • Verbesserung von Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Quetschgrenze von Erzeugnissen aus Magnesium und Magnesiumlegierungen Bei der Warmverformung von Magnesium und Magnesiumlegierungen wurde die Beobachtung gemacht, daß die in bekannter Weise durch die Verformung bewirkte Steigerung der Festigkeitseigenschaften im Gegensatz zu anderen Metallen sich in erster Linie auf die Beanspruchung bei Zug erstreckt, während die Verbesserung der elastischen Eigenschaften gegen Druck und Torsion im Verhältnis wesentlich geringer ist. So beträgt die Quetschgrenze dieser Metalle nach normaler \Varmverformung nur etwa die Hälfte der Streckgrenze.
  • Eine weitere Verfestigung des warmver--.. formten Magnesiums und seiner Legierungen kann zwar durch eine nachträgliche Kaltverformung erzielt werden. Es zeigt sich jedoch hierbei, daß zwar die absoluten Werte der Streckgrenze sowohl als auch der Ouetschgrenze gesteigert werden, daß das ungünstige Verhältnis von Streckgrenze zu Quetschgrenze jedoch bestehen bleibt.
  • Auch die Drehgrenze, die im allgemeinen bei den Metallen nur etwa die Hälfte der Streckgrenze beträgt, liegt bei dem unter normalen Bedingungen warmverformten Magnesium und Magnesiumlegierungen nur bei höchstens etwa 1/4 der Streckgrenze, und auch dieses Verhältnis wird durch eine nachträgliche Kaltverformung nicht auf das bei anderen Metallen bestehende Verhältnis gebracht.
  • Für zahlreiche technische Verwendungszwecke des Magnesiums und seiner Legierungen ist eine Verbesserung dieser ungünstigen Beziehung zwischen der Streckgrenze einerseits und gewissen anderen Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Ouetschgrenze, andererseits erwünscht. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung gelingt es nun, die erwähnten Verhältnisse in der gewinschten Richtung zu verändern.
  • - Bei der Warmverformung von Magnesium und Magnesiumlegierungen, die im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 2oo° und 5oo° erfolgt, wird die Geschwindigkeit der Verformung aus wirtschaftlichen Gründen allgemein so hoch bemessen, wie es ohne Schädigung des Materialzusammenhanges irgend möglich ist. Die im einzelnen Fall sich ergebende, wirtschaftlich günstigste höchste Verformungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Verformungstemperatur und den plastischen Eigenschaften der verwendeten Legierung. Zweckmäßig ist die höchstmögliche Verformungsgeschwindigkeit für die betreffende Legierung bei geeigneter Temperatur in üblicher Weise zunächst durch Einregelung der Vorrichtung oder Maschine auf Höchstleistung festzustellen. Die hierbei. für den betreffenden Verformungsmechanismus gerade noch ohne Bruch des Werkstückes mögliche höchste V erforAungsgeschwindigkeit (beispielsweise die höchste Austrittsgeschwindigkeit von Stangen aus der Preßmatrize) wird nachstehend als normal bezeichnet.
  • Gemäß der Erfindung kann nun zunächst die gewünschte Verbesserung des Verhältnisses der Festigkeitseigenschaften dadurch erreicht werden, daß die Verformung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die wesentlich unterhalb der normalen Ver formungsgeschwindigkeit liegt und zweckmäßig weniger als die Hälfte derselben beträgt. Ein anderer Weg, der mit gleichem Erfolg beschritten werden kann, besteht darin, daß das mit einer beliebigen, insbesondere auch mit der normalen Geschwindigkeit verformte Material gleichzeitig mit dem Fortfall der Wirkung der die Verformung bedingenden äußeren Kräfte auf eine Temperatur abgeschreckt wird, bei der eine Veränderung des Kristallgefüges nach Größe und Anordnung nicht mehr eintritt. Das Abschrecken des Metalls kann mit kaltem oder warmem Wasser, 01, Preßluft o. dgl. erfolgen, wobei z. B: im Falle des Stangenpressens das Kühlmittel in die nächste Nähe der Ausflußöffnung der Matrize gebracht wird.
  • Im nachstehenden soll die Anwendung des Verfahrens an Hand von Beispielen bei der Herstellung von gepreßten Profilen auf einer Stangenpresse geschildert werden. Es wird aber bemerkt, daß die Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens sich auf jede Art von Warmverformung, insbesondere also auch auf Körperpressen, Schmieden, Walzen und Ziehen erstreckt. Beispiel i Auf einer Strangpresse wurde bei einer Preßtemperatur von q.50° eine Rundstange mit 25 mm.e' ausReinmagnesium hergestellt. Die nach der eingangs gegebenen Definition als normal zu bezeichnendePreßgeschwindigkeit betrug i i o mm/Sek. Im abgekühlten Zustande wurde die Streckgrenze des Materials zu 15 kg/qmm und die Quetschgrenze zu 6 kg/qmm ermittelt. Die Drehgrenze betrug 2,9 kg/qmm.
  • . Bei gleicher Temperatur wurde das gleiche Material auf eine Rundstange gleicher Art, jedoch mit extrem herabgesetzter Preßgeschwindigkeit, nämlich 5 mm/Sek. verpreßt. In diesem Falle wurde eine Quetschgrenze von i i hg/qmm und eine Drehgrenze von 5,1 kg/qmm festgestellt, während die Streckgrenze mit 15 kg/qmm gegenüber dem normal verpreßten Material unverändert blieb.
  • Beispie12 Eine Magnesiumlegierung mit 6,5°/o Aluminium, il/, Zink, 0,3 °/o Mangan sowie den bei Magnesiumlegierungen vorkommenden kleineren Verunreinigungen wurde bei einer Temperatur von 300° in einer Strangpresse auf 25-mm-Rundstangen verpreßt. Entsprechend der geringeren Plastizität dieser Legierung lag die normale Preßgeschwindigkeit in diesem Falle niedriger und betrug nur etwa 5o mm/Sek. An diesem Material wurde eine Streckgrenze von 22,5 kg/qmm, eine Quetschgrenze von 14 kg/qmm und eine Ermüdungsfestigkeit (Biegeschw ingungsprobe) von z2 kg/qmm festgestellt.
  • Bei der gemäß Erfindung vorgenommenen Warmverformung betrug unter sonst gleichen Verhältnissen die Verformungsgeschwindigkeit io mm/Sek. An diesem Material wurde die Quetschgrenze zu 22 kg/qmm, die Biegeschwingungsfestigkeit zu 16 kg/qmm ermittelt, während die Streckgrenze mit 22 kg/qmm auch hier gegenüber dem normal verpreßten Material unverändert blieb. Beispiel 3 Auf einer Stangenpresse wurde eine Rundstange mit 25 mm -0' aus Reinmagnesium bei einer Preßtemperatur von 300° hergestellt, wobei die normale Preßgeschwindigkeit 130 mm/Sek. betrug. Das erhaltene Material wies eine Streckgrenze von 16 kg/qmm, eine Quetschgrenze von 6,5 kg/clmm und eine Drehgrenze von 3,7 kg/qmm auf.
  • Der gleiche Versuch unter kräftiger Abschreckung der aus der Matrize austretenden Rundstange mit kaltem Wasser bis zur Erreichung einer Temperatur von weniger als 200° ergab ein Material, dessen Streckgrenze wiederum mit 16 kg/qmm unverändert blieb, dessen Quetschgrenze aber auf 13 kg/qmm und dessen Drehgrenze auf 5,5 kg/qmm erhöht waren. Beispiel 4 Die in Beispiel 2 erwähnte Magnesiumlegierung wurde auf einer Strangpresse bei einer Temperatur von etwa 35o° bei einer Preßgeschwindigkeit von io mm/Sek: unter gleichzeitigem Abschrecken der aus der Matrize austretenden Rundstange mit kaltem Wasser zu einer Rundstange von 25 mm-0' verpreßt. Dieses Material hatte eine Streckgrenze von 2q.,8 kg/qmm und eine Quetschgrenze von 24,0 kg/qmm.
  • Die Wahl zwischen den beiden geschilderten Verfahren bestimmt sich nach Maßgabe der Materialquerschnitte. Bei wachsenden Ouerschnittsabmessungen erreicht man naturgemäß eine Grenze, von welcher ab die Abschreckung nicht mehr genügend wirksam ist, so daß an sich eine Verformung mit wesentlich herabgesetzter Geschwindigkeit vorzuziehen ist. Es kann jedoch in solchen Fällen auch eine Vereinigung beider Verfahren vorteilhaft sein, indem man gleichzeitig die Verformungsgeschwindigkeit gegenüber der normalen in geringerem Umfange herabsetzt und unmittelbar nach der Verformung abschreckt.
  • Das hier vorliegende Abschreckverfahren hat, worauf von vornherein hingewiesen sei, mit dem bekannten Abschrecken bei Veredelungsverfahren nichts zu tun, da diese letztere nur bei vergütbaren Legierungen anwendbar sind und das Eintreten ihrer Wirkung lediglich von der Glühtemperatur, die aber keineswegs gleichzeitig auch Verformungstemperatur zu sein braucht, abhängig ist.
  • Wendet man das Verfahren der Warmverformung mit unmittelbar folgendem Abschrecken gemäß Erfindung auf Reinaluminium an, so ergibt sich eine Erhöhung der Zugfestigkeit, Elastizitätsgrenze und Streckgrenze bei gleichzeitiger Verringerung der Dehnung, ähnlich wie bei einer Kaltverformung. Es ist also nach dem Verfahren z. B. auch möglich, Aluminiumstangen, -drähte, -profile o. dgl. unmittelbar aus der Verformungsvorrichtung in einem Zustande zu entnehmen, der nach dem bisherigen Stand der Technik erst durch nachträgliches Kaltziehen erzeugt werden konnte. Während die Anwendung des Verfahrens auf Reinaluminium somit eine ähnliche Wirkung ergibt, wie sie durch Kaltverformung erzielt wird, wird bei Magnesium undMagnesiumlegierungen durch das Verfahren eine völlig andersartige Verbesserung erreicht, die durch nachträgliche Kaltverformung nicht zu erzielen ist.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verbesserung von Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Quetschgrenze von Erzeugnissen aus Magnesium und Magnesiumlegierungen, die durch Warmverformung gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Warmverformung auf weniger als- die Hälfte der normalen Verformungsgeschwindigkeit vermindert wird.
  2. 2. Verfahren zur Verbesserung von Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Ouetschgrenze von Erzeugnissen aus Magnesium und Magnesiumlegierungen, die durch Warmverformung gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer beliebigen, insbesondere auch der normalen Geschwindigkeit verformte Material gleichzeitig mit dem Fortfall der Wirkung der die Verformung bedingenden äußeren Kräfte auf eine Temperatur abgeschreckt wird, bei der eine Veränderung des Kristallgefüges nach Größe und Anordnung nicht mehr eintritt.
DEI37366D 1929-03-12 1929-03-12 Verbesserung von Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Quetschgrenze von Erzeugnissen aus Magnesium und Magnesiumlegierungen Expired DE556649C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19752387A1 (de) * 1997-11-26 1999-05-27 Volkswagen Ag Magnesiumbauteil für thermisch belastete Fertigungsbereiche

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19752387A1 (de) * 1997-11-26 1999-05-27 Volkswagen Ag Magnesiumbauteil für thermisch belastete Fertigungsbereiche

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