DE60029635T2

DE60029635T2 - Verfahren zur kornfeinung von hochfesten aluminiumgusslegierungen

Info

Publication number: DE60029635T2
Application number: DE60029635T
Authority: DE
Inventors: Geoffrey K. Johnstown Sigworth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2020-09-09
Also published as: WO2001036700B1; EP1244820A1; US6368427B1; AU3967501A; MXPA02002543A; ATE334234T1; EP1244820B1; CA2380546A1; WO2001036700A1; CA2380546C; ES2263513T3; DE60029635D1; US20030068249A1; EP1244820A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen und Formen hochfester Aluminium-Grundlegierungen zur Schaffung eines nahezu endförmigen bzw. endformnahen Gusserzeugnisses, das im gegossenen Zustand frei von Warmrissen ist.
Es ist gut bekannt, dass reines Aluminium weich ist. Um daher hochfeste Gusserzeugnisse aus Aluminium zu erzeugen, müssen erhebliche Mengen anderer Elemente zugesetzt werden. Diese chemischen Zusätze verfestigen das Metall wesentlich, wobei jedoch das Problem darin besteht, dass sie zur Ausbildung von eutektischen Gemischen mit niedrigem Schmelzpunkt neigen. Die praktische Konsequenz vom Standpunkt des Gießereifachmanns daraus ist, dass Gusslegierungen hoher Festigkeit einen breiten Erstarrungsbereich haben.
Relativ reine Aluminiumlegierungen (mit mehr als etwa 99 Gew.-% Al) erstarren über ein Temperaturintervall von 5° bis 10°C oder weniger. Hochfeste Gusslegierungen enthalten andererseits gewöhnlich weniger als 95 Gew.-% Al und erstarren über ein Temperaturintervall von 50° bis 100°C oder mehr.
Im Verlaufe der Erstarrung hochfester Gusslegierungen gibt es eine "breiige" Mischung von festem und flüssigem Metall, das in der Form bei ihrer Abkühlung durch diesen breiten Erstarrungsbereich vorliegt. Es gibt eine thermische Kontraktion des festen Materials im Verlaufe dieses Kühlungs- und Verfestigungsprozesses und bei der Festkörperschrumpfung gibt es das Problem, dass sie oftmals zur Erzeugung von Heißrissen führen (Heißrisse werden auch bezeichnet als Warmrisse). Die Warmrissbildung hochfester Gusslegierungen ist ein ernsthaftes Problem und hat eine wesentliche kommerzielle Anwendung vieler Legierungen trotz ihrer hervorragenden Eigenschaften verhindert.
Es gibt einige wenige Beispiele von Praktiken der Kornfeinung, die speziell im Stand der Technik für Gusslegierungen vorgeschlagen wurden. Sigworth und Guzowski (US-P-5 055 256 und 5 180 447 und verwandte nichtamerikanische Patentschriften) entdeckten, dass eine Legierung, die ein Borid einer "gemischten" Zusammensetzung enthält, (Al, Ti)B₂, die besten Ergebnisse liefern. Für die beste Kornfeinung in Gusslegierungen wurde von ihnen eine Vorlegierung mit einer Nennzusammensetzung von 2,5 Gew.-% Ti und 2,5 Gew.-% B vorgeschlagen. Diese Methode der Kornfeinung erzeugte jedoch keine kleineren Korngrößen. Es wurden lediglich äquivalente Korngrößen bei verringerten Kosten erzeugt. Insofern stellt diese Methode der Kornfeinung keine Lösung für das Problem der Warmrissbildung in hochfesten Gusslegierungen dar.
Arnberg, Halvorsen und Tondel ( EP 0553533 ) haben eine Si-B-Legierung zur Kornfeinung für die Verwendung in Gusslegierungen vorgeschlagen. Setzer et al. (US-P-5 230 754) haben eine Al-Sr-B-Vorlegierung vorgeschlagen, um das Eutektikum in Al-Si-Legierungen gleichzeitig einer Kornfeinung zu unterziehen und zu modifizieren. Allerdings lieferten diese Methoden nicht die gewünschten kleineren Korngrößen.
Von D. Apelian und J-J. A. Cheng wurde eine Al-Ti-Si-Vorlegierung vorgeschlagen (US-P-4 902 475), wobei diese Legierung jedoch zur Kornfeinung hochfester Gusslegierungen nicht geeignet zu sein scheint.
Zusätzlich zu den vorgenannten Patentschriften offenbaren die US-P-3 634 075; 3 676 111; 3 785 807; 3 857 705; 3 933 476; 4 298 408; 4 612 073; 4 748 001; 4 812 290 und 6 073 677 verschiedene Zusammensetzungen für Vorlegierungen sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung.
Es können andere keimbildende Partikel verwendet werden, die verschiedene kommerzielle Vorlegierungen zur Kornfeinung auf Basis des Al-Ti-C-System einschließen. Diese Vorlegierungen führen mikroskopisch kleine TiC-Partikel als Keimbildner in die Schmelze ein. Die TiC-Partikel wurden offenbart in den US-P-4 710 348; 4 748 001; 4 873 054 und 5 100 488. Keimbildende Partikel, wie beispielsweise Sulfide, Phosphide oder Nitride (z.B. US-P-5 100 488) können ebenfalls verwendet werden.
Die Veröffentlichung SAGSTAD, T. et al.: "Hydloy-a new alloy and method for grain refining aluminum", Proc. Light Metals, 1999, San Diago, 28. Februar–4. März 1999; LIGHT METALS, 28. Februar 1999, S. 699–702, offenbart ein Verfahren zum Gießen einer Aluminium-Grundlegierung zur Bereitstellung eines Gusserzeugnisses mit verbesserter Warmrissbeständigkeit im gegossenen Zustand, welches Verfahren umfasst:

(a) Bereitstellen einer Schmelze einer Aluminiumlegierung;
(b) 0,005 Gew.-% Ti (50 ppm) für die Versuchsherstellung und 0,01 Gew.-% (100 ppm) für die reguläre Herstellung im großtechnischen Maßstab bis zu 100 ppm Gelüsthalten;
(c) Zusetzen von TiB₂ als Keimbildner ("Hydloy") zu der Schmelze, um zur Kornfeinung einen ungelösten Keimbildner bereitzustellen;
(d) Erstarrenlassen dieser Legierung, um ein Gusserzeugnis mit einer Korngröße unterhalb von 125 Mikrometer und frei von Warmrissen zu schaffen.

Wie zu erkennen ist, besteht weiterhin ein großer Bedarf nach einer verbesserten Aluminiumlegierung und einem Verfahren zur Kornfeinung von hochfesten Gusslegierungen auf Aluminiumbasis, das die Verwendung von hochfesten Legierungen ohne das damit verbundene Problem der Warmrissbildung erlaubt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte hochfeste Aluminiumlegierung zu schaffen, die weitgehend frei ist von Warmrissbildung.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Gussteilen eine kleinere Korngröße zu erzeugen, die aus hochfesten Gusslegierungen auf Aluminiumbasis hergestellt werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem der Warmrissbildung in Verbindung mit der Verfestigung derselben Gusslegierungen zu vermindern oder zu eliminieren.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung hochfester Gusslegierungen mit einer besseren Verteilung der Gasporosität, mit kleineren Durchmessern der Gasporen, mit einem geringeren Anteil der Porosität und einer höheren Ermüdungsfestigkeit.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung einer verbesserten Kornfeinung hochfester Gusslegierungen auf Aluminiumbasis bei verringerten Kosten.
Diese und andere Aufgaben werden an Hand der Beschreibungen, Beispiele und beigefügten Ansprüche offensichtlich.
Entsprechend diesen Aufgaben wird ein Verfahren gemäß der Erfindung gewährt, das in Anspruch 1 festgelegt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der den vorgenannten Legierungen zugesetzte ungelöste Keimbildner TiB₂ oder TiC, wobei das unlösliche Ti im Bereich von 0,003% bis 0,06 Gew.-% zugesetzt wird.
1 veranschaulicht in einer maßstabsgerechten Zeichnung das Gussteil, das zur Bewertung der neuartigen Praxis der Kornfeinung und der Stellen benutzt wird, wo Risse beobachtet werden.
Das Hauptaugenmerk der vorliegenden Erfindung ist auf endformnahe Gusserzeugnisse gerichtet, wobei es nützlich sein wird zu beschreiben, was darunter zu verstehen ist. Insbesondere kommt es darauf an, ein endformnahes Gusserzeugnis von einem Kneterzeugnis zu unterscheiden. Knetlegierungserzeugnisse werden zuerst zu Strängen oder Blöcken gegossen, die einen wesentlichen Betrag mechanischer Verformung aufnehmen, gefolgt von einer Homogenisierungs-Wärmebehandlung bei hoher Temperatur. Ein Block oder Strang einer Knetlegierung wird gewalzt, stranggepresst oder geschmiedet, um ein Produkt zu erhalten, das die gewünschte Endform und Endabmessungen hat. Im Stand der Technik wird gewöhnlich ein bestimmter Mindestbetrag der Verformung als untrennbarer Bestandteil des Prozesses festgelegt, der für die gewün schte Halbzeug-Mikrostruktur erforderlich ist. Dieser Mindestbetrag der Verformung liegt im typischen Fall im Bereich von 10 bis 30%, gemessen an Hand der Querschnittverringerung oder zulässigen Dehnung. Vergleichsweise ist ein endformnahes Gießerzeugnis weitgehend frei von jeglicher mechanischer Verformung. Die Form des Gusserzeugnisses ist in der Regel der gewünschten Endform mit der Ausnahme von Bearbeitungsoperationen sehr nahe, wie beispielsweise Bohren von Löchern. Damit ist im Wesentlichen keine Verformung oder sind nur lediglich sehr geringe Beträge der Verformung erforderlich. Im typischen Fall werden endformnahe Gussstücke lediglich auf eine Presse gesetzt, um das Produkt zu richten für den Fall, dass es sich verzogen oder verbogen hat. Somit ist ein endformnahes Gusserzeugnis weitgehend frei von jeglicher mechanischer Verformung. Unter dem Begriff "weitgehend frei" verstehen wir, dass das gesamte endformnahe Gusserzeugnis nicht mehr als im Mittel 2 bis 5% Dehnung bei der Verarbeitung erhalten hat. Dieser geringe Verformungsbetrag hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Mikrostruktur der Gusslegierung.
In einigen Fällen kann ein Teil oder ein Profil eines endformnahen Gusserzeugnisses eine mechanische Verformung in größerem Umfang erhalten. Eines der üblichen Beispiele dafür findet sich in Kfz-Achserzeugnissen, wenn das Ende eines Kugelgelenkes mit einer Muffe oder einem Loch in dem Gussstück durch hämmern oder schmieden verbunden wird. Der Bereich des endformnahen Gusserzeugnisses in der Nähe des Kugelgelenkes kann eine erhebliche Verformung aufnehmen, wobei jedoch der übrige Teil des Gusserzeugnisses, das ist in der Regel der überwiegende Anteil seines Volumens, weitgehend frei sein wird von mechanischer Verformung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich lediglich auf die Korngröße des Erzeugnisses im vergossenen Zustand, unmittelbar wenn es aus der Form kommt und bevor es irgendeine weitere Verarbeitung oder Wärmebehandlung erfährt. Die Begriffe Kornfeinung und Korngröße beziehen sich hierin auf diesen Zustand.
An dieser Stelle wird es nützlich sein, auf einige Beispiele von Legierungen einzugehen. In den Vereinigten Staaten ist es übliche kommerzielle Praxis, die von der Aluminum Association (900 19^th Street, Washington, DC 20006) aufgestellten Legierungs-Güteklassen zu verwenden. Diese Legierungs-Güteklassen sind detailliert in der "Registration Record of Aluminum Association (AA) Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot" und sind hierin als speziell ausgeführt einbezogen.
Es wird nützlich sein, das von der Aluminum Association übernommene Nomenklatursystem detaillierter zu erläutern und auch die hierin verwendeten technischen Begriffe zu definieren.
Der hierin verwendete Begriff "Block" soll Gusserzeugnisse als Halbfertigprodukte zur weiteren Verarbeitung in der Gießerei einbeziehen und kann Knüppel oder Platten oder anderes erstarrtes Aluminium einschließen. In diese weitere Verarbeitung können einbezogen sein, den Block in den geschmolzenen Zustand zu bringen, das resultierende schmelzflüssige Metall den verschiedenen Feinungsoperationen (wie beispielsweise Entgasung) unterwerfen und die Schmelze mit geringen Mengen chemischer Zusätze versetzen (wie beispielsweise Kornfeinungsmittel). Die erzeugte geschmolzene Legierung wird sodann in eine profilierte Form gegossen, worin sie erstarrt. Sobald sie vollständig verfestigt ist, wird die jetzt feste Legierung aus der Form entnommen, um ein Gusserzeugnis zu ergeben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Bezugnahme auf die AA-Legierung 206 zwei separate Legierungen einschließt: 206.0 und 206.2. Die Bezeichnung 206.0 bezieht sich auf die Legierung in der Form eines Gusserzeugnisses. Die Bezeichnung 206.2 bezieht sich auf den Namen derselben Legierung in Form eines Blockes.
Bei der AA-Legierung 206 sind die chemischen Zusammensetzungsgrenzen für AA für beide Produkte gleich mit der Ausnahme, dass der höchst zulässige Eisengehalt in dem Gusserzeugnis (206.0) 0,15% beträgt, während der höchst zulässige Eisengehalt in dem Block (206.2) mit 0,10% kleiner ist. Diese Differenz des Eisengehaltes ist in den meisten chemischen Zusammensetzungsgrenzen für AA üblich. Dieses ist eine Folge der Verwendung von Eisenwerkzeugen (Gießpfannen, Abstreicheisen usw.) bei der Handhabe des schmelzflüssigen Metalls, wobei es unvermeidbar ist, dass eine gewisse Menge dieses Eisens im flüssigen Aluminium aufgelöst wird und dadurch in dem Gusserzeugnis eingebaut ist.
Das Suffix "0" in der Legierungsbezeichnung (wie in 206.0) bezeichnet stets ein Gusserzeugnis. Das Suffix "1" oder "2" (beide werden aus historischen Gründen verwendet) bezeichnen stets den Block.
Es gibt auch eine "A"-Version für die Legierung 206 (A206.0 und A206.2), die der 206 mit der Ausnahme ähnlich ist, dass geringere Mengen unerwünschter Verunreinigungen (Si, Fe und Ni) gefordert werden.
Der Begriff "hochfeste Gusslegierung" bezieht sich auf eine Legierung, die mehr als etwa eine Summe von 5% Legierungselementen darin enthält und dementsprechend weniger als etwa 95% Aluminium. Ein hochfestes Gusserzeugnis wird normalerweise eine Streckgrenzenfestigkeit größer als etwa 30.000 psi ("pounds per square inch") in dem vollständig wärmebehandelten (gealterten) Zustand haben oder mehr als etwa 20.000 psi in Gusserzeugnissen, die keine künstliche Alterung oder Wärmebehandlung erhalten. Die Bedeutung des Begriffes "hochfeste Gusslegierung" wird an Hand der folgenden Beispiele eingehender erläutert.
Die Legierung A356 ist eine Legierung, die umfangreiche Anwendung in der Herstellung von Gusserzeugnissen hoher Qualität für Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie findet. Sie wird ebenfalls für eine große Vielzahl von kommerziellen Gusserzeugnissen verwendet. Die Legierung ist leicht zu vergießen und lässt sich durch Wärmebehandlung zu einer großen Vielzahl von Festigkeitswerten bringen. Die Legierung A356 enthält 6,5% bis 7,5 Gew.-% Si und 0,25% bis 0,45 Gew.-% Mg, plus andere, normalerweise auftretende Verunreinigungselemente mit Konzentrationen unterhalb von jeweils 0,2%. Nachfolgend sind die typischen mechanischen Eigenschaften gezeigt, die in Kokillengusserzeugnissen dieser Legierungen zu erwarten sind (entsprechend der Veröffentlichung der "American Foundrymen's Society" in einer Broschüre mit dem Titel "Aluminum Casting Technology", 2. Ausg.), wenn eine Wärmebehandlung bis zum Härtungszustand T6 (der Größte) erfolgt:
Typische mechanische Eigenschaften der Legierung A356.0
Eine andere wichtige Legierung ist A206.0, die 4,2% bis 5,0 Gew.-% Cu enthält, 0,2% bis 0,35 Gew.-% Mn, 0,15% bis 0,35 Gew.-% Mg und 0,15% bis 0,30 Gew.-% Ti plus normalerweise auftretende Verunreinigungselemente. Typische mechanische Eigenschaften von Kokillengusserzeugnissen sind:
Typische mechanische Eigenschaften der Legierung A206.0
Das Gusserzeugnis der Legierung AA206 ist deutlich härter. Dieses bedeutet, dass Gusserzeugnisse aus dieser Legierung für die gleichen Belastungseigenschaften leichter ausgeführt werden könnten. Im Fall von Anwendungen in der Automobilindustrie würde dieses ein leichteres, schnelleres und Kraftstoff effizienteres Automobil bedeuten. Allerdings gelangt die Legierung AA206 selten zur Anwendung, während die Legierung 356 häufig auf Grund des Erstarrungsbereichs der Legierung 356 von etwa 50° verwendet wird und sie gegenüber Warmrissbildung relativ immun ist. Der Erstarrungsbereich der Legierung 206 ist etwa 120°, wobei sie dafür weithin bekannt ist, gegenüber Problemen der Warmrissbildung anfällig zu sein.
Eine andere Gusslegierung, die hervorragende mechanische Eigenschaften zeigt, wurde von Stonebrook in der US-P-3 598 577 offenbart und ebenfalls in seiner Veröffentlichung unter dem Titel "High Strength Aluminum Casting Alloy X149", veröffentlicht in den AFS Transactions, Bd, 76, 1968, S. 230–236. Die Eigenschaften, die für eine Legierung angegeben werden, die 4 Gew.-% Cu enthält, 3 Gew.-% Zn, 0,35% Mg und 0,4 Gew.-% Mn, sind nachfolgend aufgeführt.
Typische mechanische Eigenschaften der Legierung 249 (X149)
Der Legierungsguss 249 ist außerdem deutlich härter als Gusserzeugnisse der Legierung 356, wobei die Legierung 249 bis jetzt kommerziell nicht verwendet wird.
Es gibt auch eine Reihe von Al-Zn-Mg-Grundlegierungen, die in der Tabelle aufgeführt sind und die attraktive Eigenschaften für spezielle Anwendungen bieten. Diese Legierungen haben eine äußerst hohe Schlagfestigkeit und zeigen bei Raumtemperatur ein Kaltaushärten. Damit lassen sich gute Festigkeitswerte ohne künstliche Wärmebehandlung erhalten. Damit werden in Verbindung mit der Wärmebehandlung nicht nur Produktionskosten eingespart, sondern diese Eigenschaft macht diese Legierungen auch zu guten Vertretern für geschweißte und hartgelötete Baugruppen. Diese Familie von Legierungen lässt sich außerdem bei Anwendungen einsetzen, wo man keinen, normalerweise in Verbindung mit einer Wärmebehandlung bei hoher Temperatur auftretenden mechanischen Verzug dulden kann. Typische Anwendungen sind Impeller und Lüfterflügel, wo ein Verzug nicht toleriert werden kann. Es wäre auch nützlich, über eine kalt aushärtende Legierung zu verfügen, die für den Druckguss geeignet ist. Eigenschaften für diese zwei Legierungen sind nachfolgend für die Kaltaushärtung nach 30 Tagen (na) und für voll ausgehärtete Bedingungen (T6) angegeben.
Typische mechanische Eigenschaften für Legierungen 712 und 771
Diese Legierungen haben ebenfalls attraktive mechanische Eigenschaften, sind kommerziell jedoch selten verwendet worden, da sie schwer zu gießen sind. Das Problem der Warmrissbildung in diesen Legierungen ist gut bekannt.
Hochfeste Gusslegierungen haben das Problem, dass sie sich schwieriger einer Kornfeinung unterziehen lassen als reine Aluminium- oder Aluminiumknetlegierungen. Daher bestand die übliche Prozedur in dem Einsatz größerer Zugaben von Titan, und diese Prozedur ist oftmals in den chemischen Zusammensetzungsgrenzen der Aluminum Association qualifiziert worden. Wie man entnehmen kann, ist im Fall einer Legierung A206 eine Mindestkonzentration von Ti von 0,15% vorgegeben und ein Maximum von 0,30% zugelassen.
Die Situation ist die Gleiche bei einer Reihe anderer hochfester Gusslegierungen. In der Reihe der Legierungen AA200 (die Al enthalten und 3,5% bis 9 Gew.-% Cu) haben die Legierungen 201, A201, B201, 203, 204 und 206, alle einen vorgegebenen Mindestgehalt an Ti von 0,15%. In den Legierungen 242 bzw. 243 ist ein Minimum an Ti von 0,07% bzw. 0,06% festgelegt. Es ist festzustellen, dass Mindestmengen an Ti auch festgelegt sind für AA-Legierungen A355, B356, C356, A357, B357, C357, D357, 358, 393, 516, 535, B535, 712, 771 und 772-Legierungen, wobei die Zusammensetzung dieser Legierungen speziell als Fundstelle im Sinne ihrer speziellen Ausführung einbezogen sind.
Selbst beim Gießen von Legierungen, wo kein Mindestgehalt an Ti festgelegt ist, ist das zulässige Maximum allgemein verhältnismäßig hoch mit 0,20% oder 0,25 Gew.-% Ti, wobei es übliche Praxis ist, verhältnismäßig große Mengen an Ti in der Legierung zu verwenden.
Andere, für Gusserzeugnisse geeignete Aluminiumlegierungen, die in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen sind, sind in der folgenden Tabelle ausgeführt.
Eine wichtige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Entdeckung, dass sowohl das in der Legierung aufgelöste Titan als auch das in Form die ungelösten in suspendierter Form vorhandenen Partikel bis zu bestimmten Mengen kontrolliert werden müssen, um eine kleine Korngröße zu erhalten. Das bedeutet, dass die Menge jeder dieser beiden Formen (aufgelöst und nicht aufgelöst) kontrolliert werden muss, um den Vorgang der Kornfeinung bei bestimmten hochfesten Aluminiumgusslegierungen gemäß der Erfindung zu optimieren. Diese Ausführungsform lässt sich am Besten an Hand eines Beispiels betrachten und erläutern.
Ein wichtiges kommerzieller Kornfeinungsmittel ist die Vorlegierung mit der Zusammensetzung Al-3%Ti-1%B. Die Vorlegierung enthält viele mikroskopische Partikel von Titandiborid (TiB₂). Diese sind in der Vorlegierung suspendiert und werden in die Schmelze freigesetzt, wenn die Vorlegierung einem flüssigen Schmelzbad aus Aluminium zugegeben wird. Die Partikel haben im typischen Fall einen Durchmesser von etwa einem Mikrometer (10^–6 m) und lassen sich leicht in dem flüssigen Metall suspendieren. Außerdem sind sie bei normalen Gießtemperaturen in schmelzflüssigem Aluminium unlöslich. Die Zugabemenge von unlöslichem und löslichem Titan, das in den Borid-Partikeln vorliegt, kann berechnet werden. Das Gewichtsverhältnis Ti/B in Titandiborid beträgt gleich 2,2. Somit werden in einer Al-3%Ti-1%B-Vorlegierung 2,2% Ti (73% des gesamten Ti) in Form von unlöslichem TiB₂ vorliegen. Die anderen 0,8% Ti (27% des Gesamtanteils) sind in dem flüssigen Metall gelöst.
Ähnliche Berechnungen lassen sich für das kommerzielle Kornfeinungsmittel Al-3%Ti-0,1%C vornehmen. Diese Vorlegierung enthält zahlreiche mikroskopische TiC-Partikel. Das Ti/C-Verhältnis für stöchiometrisches TiC ist gleich 4. Damit werden in dieser Vorlegierung 0,4% Ti (13% des gesamten Ti) in Form von relativ unlöslichen Carbid-Partikeln vorliegen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Veranschaulichung der Erfindung.
Beispiel 1
Es wurde eine Reihe von Schmelzen von Al-4,5 Gew.-% Cu-Legierungen angesetzt und geringe Zugaben von Titan-Presslingen zu den Schmelzen vorgenommen, um verschiedene aufgelöste Ti-Mengen zu erzeugen. Diese Legierung, 4,5 Gew.-% Cu, Rest Aluminium, ist ähnlich einer Reihe der Gusslegierungen der Reihen AA200, die hierin diskutiert werden. Man ließ die Schmelze für 2 Stunden absetzen, so dass das gesamte zugesetzte Ti in Lösung gegangen war und so dass es keine weitere Kornfeinung erzeugen würde. Während dieser Zeit, wo die Schmelze bei einer Temperatur von 730° bis 750°C gehalten, was ausreichend war, um das gesamte zugesetzte Ti in Lösung zu bringen.
Eine konstante Zugabe eines aus Titan und Bor bestehenden Keimbildners erfolgte, indem den Schmelzen eine Menge einer kommerziellen Vorlegierung mit Al-3%Ti-1%B (3 Gew.-% Ti, 1 Gew.-% B, Rest Aluminium) zugesetzt wurde. Die Zugabe, die vorgenommen wurde, war eine Erhöhung von 0,002 Gew.-% B oder 0,006 Gew.-% Ti in der Schmelze äquivalent. Von den insgesamt 0,006 Gew.-% Ti, die der Vorlegierung zugesetzt wurden, waren 0,0044% Ti in Form unlöslicher Boride vorhanden und 0,0016% Ti in einer unlöslichen Form.
Es wurden Korngrößenproben unter Anwendung eines Hockeypuck-Tests genommen. Bei diesem Test wird auf die Oberseite eines polierten, feuerfesten Blockes ein Stahlring gesetzt und schmelzflüssiges Metall in das Innere des Ringes gegossen. Die Unterseite wurde geätzt, indem dieses kurz in Säure gesetzt wurde und die Korngröße unter Anwendung der im Standard ASTM E 112 beschriebenen Schnittlinienmethode mit einem schwachen gepulverten, binokularen Mikroskop bestimmt. Die resultierende Korngröße, die mit Hilfe des mittleren Schnittlinienabstandes gemessen wurde, ist nachfolgend zusammengefasst:
Lediglich in dem ersten Test war die Menge des Titangehaltes ausreichend hoch (0,18%), um den chemischen Zusammensetzungsgrenzen zu genügen, wie sie von der Aluminum Association für eine Legierung 206 und für andere ähnliche Legierungsreihen AA200 gefordert werden. Allerdings erzeugte dieser Test die größte Korngröße. Eine Verringerung der gelösten Ti-Menge verbesserte die Korngröße deutlich. Das bedeutet, dass die geringeren Ti-Mengen zu deutlich kleineren Korngrößen führten.
Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zu der Lehre auf dem Fachgebiet. Es ist die übliche kommerzielle Praxis, Ti in relativ großen Mengen in Form verschiedener Vorlegierungen zuzusetzen. Aus den vorgenannten Ergebnissen geht hervor, dass der Gehalt an aufgelöstem Ti herabgesetzt werden muss und nach Möglichkeit auf ein Minimum gebracht werden muss und nicht erhöht werden muss, wie es derzeit Praxis ist.
Beispiel 2
Es wurden zwei Schmelzen einer ähnlichen Legierung wie 712 mit der Ausnahme des Cr-Gehaltes hergestellt. Jede Legierung hatte einen anderen Gehalt an aufgelöstem Ti. Die Analyse der zwei Grundlegierungen wird nachstehend gegeben.
Zu jeder der vorgenannten Legierungen erfolgte ein Zusatz von 0,01% Ti in Form einer Al-3%Ti-1%B-Vorlegierung. Sodann wurden Korngrößenproben genommen, indem die von der American Aluminum Association vorgegebene Standardprüfmethode angewendet wurde. Die resultierende Korngröße wurde mit Hilfe des mittleren Schnittlinienabstandes gemessen, der nachfolgend angegeben wird:
Beispiel 3
Es wurden zwei Durchläufe einer Al-4%Cu-3%Zn(249)-Legierung hergestellt und nach den gleichen Prozeduren getestet, wie sie in den Beispielen 1 und 2 angewendet wurden. Die Zusammensetzung dieser Grundlegierungen sind nachfolgend gegeben:
Zu jeder Legierung erfolgte ein Zusatz von 0,01% Ti in Form einer Al-3%Ti-1%B-Vorlegierung. Die resultierende Korngröße im gegossenen Zustand war wie folgt:
In dieser Legierung wurde die beste Kornfeinung auch in der Legierung ermittelt, die den geringsten Gehalt an aufgelöstem Ti hatte.
Beispiel 4
Es wurden zwei Durchläufe einer Al-7%Mg(535)-Legierung hergestellt und nach den gleichen Prozeduren getestet, wie sie in den Beispielen 1 bis 3 angewendet wurden. Die Zusammensetzung der Legierungen ist in der nachfolgenden Tabelle angegeben:
Zu jeder Legierung wurde ein Zusatz von 0,01% Ti in Form einer Al-3%Ti-1%B-Vorlegierung vorgenommen. Anschließend wurden Korngrößenproben unter Anwendung der von der American Aluminum Association vorgegebenen Standardprüfmethode genommen. Die resultierende Korngröße wurde mit Hilfe des mittleren Schnittlinienabstandes gemessen und ist nachfolgend angegeben:
Da der statistische Fehler (1σ) in Verbindung mit der Bestimmung der Korngröße etwa 10% betrug, haben diese zwei Legierungen für alle praktischen Aufgaben die gleiche Korngröße. Dieses Ergebnis zeigt, dass die vorliegende Erfindung nicht für Al-Mg-Legierungen gilt.
Es wird davon ausgegangen, dass die vorliegende Erfindung nicht für Al-Si-Legierungen gilt (wie beispielsweise 356-Legierung, die 7% Si und c. 0,4% Mg enthält) oder für Al-Si-Cu-Legierungen (wie beispielsweise 319-Legierung, bei es sich um Al-6%Si-3%Cu handelt).
Beispiel 5
Es wurde zur Bewertung der neuen Praxis der Kornfeinung ein Kokillenformguss gewählt. Das in diesen Versuchsreihen zu verwendende Gusserzeugnis war in seiner Bemessung gegenüber einer Warmrissbildung anfällig. Das ausgewählte Teil war die Auflagehalterung, die in 1 gezeigt wird. Dieses Gusserzeugnis hat zwei Füße, die jeweils mit einem dünnen Metallflansch an der Außenseite des Fußes gestützt werden. Das Gusserzeugnis ist 11 Inch breit (in 1 von links nach rechts), hat eine Höhe von 5,2 Inch (in 1 von der Oberseite bis zum Boden) und eine Dicke von 1,5 Inch (in Figur nicht gezeigt). Die Pfeile zeigen auf die vier Kantenstellen, wo in den Gusserzeugnissen Risse festgestellt wurden, wenn diese einem Form-Penetrationsversuch unterzogen wurden.
Es wurden zwei Legierungen hergestellt, von denen es sich bei der einen um eine konventionelle Legierung AA206 handelte, die etwa 0,20 Gew.-% gelöstes Ti enthielt. Es wurden insgesamt 45 Gusserzeugnisse mit der konventionellen Legierung AA206 gegossen. Die zweite Schmelze hatte einen sehr viel geringeren Gehalt an gelöstem Ti mit 0,05 Gew.-% Ti. Es wurden insgesamt 54 Gusserzeugnisse aus dieser neuen Legierung gegossen. Diese Legierung wurde nachfolgend bezeichnet als L206, wobei das "L" einen geringen Ti-Gehalt angibt.
Abgesehen von dem Unterschied im Ti-Gehalt hatten die zwei Legierungen nahezu die gleiche Zusammensetzung. Ein Mittelwert aller chemischen Analysen, die von den aus dem Gussstück geschnittenen Sektionen genommen wurden, ist in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Alle anderen Gussparameter, wie beispielsweise Gießtemperatur und Gehalt an gelöstem Gas, wurden soweit wie möglich gleich gehalten.
In den Ofen wurde ein Kornfeinungsmittel zugegeben, indem eine Menge einer Al-10Ti-1%B-Vorlegierung zugesetzt wurde. Es wurden Gussstücke gegossen. Anschließend wurde zusätzliches Kornfeinungsmittel in Form von Stücken eines geschnittenen Stabes in eine Metall-Transportpfanne gegeben. Zur Hinzufügung von keimbildenden Partikeln wurde sowohl Al-5Ti-1B- als auch Al-1.7Ti-1.4B-Stab zugesetzt. Es wurden zusätzliche Gussstücke bei den höheren Werten der Bor-Zugabe gegossen.
In einigen Gussstücken wurde der Fuß an der linken unteren Seite (in 1 unterhalb von Pfeil 4) abgetrennt und einer metallographischen Untersuchung unterzogen. Das Stück wurde geschliffen und poliert und mit Kellers-Reagens geätzt. Die Körner wurden unter dem Mikroskop mit polarisiertem Licht untersucht und der mittlere Schnittlinienabstand (AID, "average intercept distance") gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind nachfolgend zusammengestellt:
Bei der Al-10%Ti-1%B-Vorlegierung waren 22% des gesamten zugesetzten Ti unlöslich. Bei der Al-5%Ti-1%B-Vorlegierung waren 44% des zugesetzten Ti in Form von Borid-Partikeln unlöslich. Bei der Al-1.7%Ti-1.4%B-Vorlegierung lagen 100% des zugesetzten Ti in Form unlöslicher Boride vor. In diesem Fall gab es kein lösliches Ti.
Aus diesem Ergebnis lassen sich zwei wichtige Schlussfolgerungen ziehen. Erstens, ist in alten Fällen die Korngröße in der Legierung L206 deutlich kleiner als in der konventionellen Legierung. Zweitens, scheint die Methode der Zugabe von keimbildenden Partikeln nicht von der gleichen Bedeutung zu sein, wie einen geringen Gehalt an aufgelöstem Ti in dem Gussstück zu halten.
Alle Gusserzeugnisse wurden unter Anwendung der Farbeindringprüfungen auf Risse untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind nachfolgend zusammengestellt:
Dieses ist ein sehr signifikantes Ergebnis. Zehn der Gussstücke der Legierung 206 (22% der gegossenen 45 Gussstücke) zeigten insgesamt 19 Risse. Lediglich ein Gussstück der L206 (5L-2, 1.9% der 54 gegossenen Gussstücke) war gerissen und es wurde lediglich ein Riss beobachtet. Damit war das Auftreten von Warmrissen in Gussstücken der Legierung L206 um einen Faktor von 10-fach oder 20-fach verringert, was eine bemerkenswerte Verbesserung darstellt.
In einer Reihe von Gusserzeugnissen wurde eine Zugprüfprobe aus einem der Füße des Gusstückes geschnitten. Diese Proben wurden einem Lösungsglühen (Härtegrad T4) unterzogen und bis zum Reißen gezogen, was die folgenden Testergebnisse lieferte:
Wie zu entnehmen ist, zeigt die neue Legierung auch bessere mechanische Eigenschaften in dem fertigen Gussstück.
Aus den vorstehenden Beispielen kann man entnehmen, dass, wenn man in bestimmten hochfesten Gusslegierungen den Gehalt an gelöstem Ti in dem Barren bei einem Wert unterhalb von etwa 0,1 Gew.-% hält, dieses die gewünschte kleinere Korngröße und eine deutlich herabgesetzte Warmrissbildung liefert. Vorzugsweise hält man ferner den Gehalt an gelöstem Ti unterhalb eines Maximums von 0,05 Gew.-%. Um die kleinsten Körner wird ein noch kleineres Maximum an aufgelöstem Ti-Gehalt von 0,02 Gew.-% erzeugen. Das aufgelöste Titan kann im Bereich von etwa 0,005% bis 0,1 Gew.-% liegen, wobei typische Beträge an gelöstem Titan im Bereich von 0,01% bis etwa 0,05 Gew.-% liegen.
In den vorgenannten Beispielen handelte es sich bei den unlöslichen, keimbildenden Partikeln um mikroskopische Boride mit einer Korngröße im Bereich von 0,2 bis 5 Mikrometern. Diese wurden in Form kommerzieller Al-Ti-B-Vorlegierungen zugesetzt. Die Kornfeinung wurde in den vorstehenden Beispielen durch Zugabe unlöslicher Partikel erreicht, deren Gewicht zwischen 0,0064% und 0,064% von dem der Schmelze der Grundlegierung lag. (In die vorgenannten Werte ist sowohl das Gewicht des Ti als auch des B in den Borid-Partikeln einbezogen). Die Zugabemenge von Partikeln kann mehr oder weniger als diese Werte betragen, was von der zur Anwendung gelangenden Legierung und den auftretenden Gießbedingungen abhängt, wobei die Werte jedoch in der Regel zwischen 0,002% und 0,1 Gew.-% und bevorzugt zwischen 0,003% und 0,06 Gew.-% der Schmelze der Grundlegierung liegen werden.
Die gegenwärtig verwendeten unlöslichen, keimbildenden Partikel oder Mittel in kommerziellen Kornfeinungsmitteln sind TiC und TiB₂. Es können beide zur Einleitung der Keimbildung verwendet werden, um in den erfindungsgemäßen Aluminium-Legierungen kleine Körner bereitzustellen. Beispiele von Vorlegierungen, die Keimbildner bereitstellen, schließen ein: Al-5%Ti-1B, Al-3%Ti-1%B, Al-2.5%Ti-2.5%B, Al-1.5%Ti-1.4%B und Al-3%Ti-0.1%C. Obgleich die Erfindung unter Verwendung von keimbildenden Partikeln demonstriert worden ist, die Ti enthalten, gilt als selbstverständlich, dass ebenfalls andere Elemente stabile Aluminide, Boride oder Carbide bilden können. So lassen sich Elemente, wie beispielsweise Nb, Sc, Ta, V, Y und Zr verwenden, um geeignete kornfeinende Verbindungen bereitzustellen. Die hierin angegebenen Legierungsbereiche schließen alle Zahlenwerte innerhalb des Bereichs ein, als wären sie speziell ausgeführt.
Die Menge an gelöstem Ti kann in Aluminium-Legierungsschmelzen in Form von Aluminium-Bor-Vorlegierungen oder Bor enthaltenden Vorlegierungen verringert werden.
Wie leicht zu entnehmen ist, werden die erfindungsgemäßen Legierungen kommerzielle Anwendung in einer Reihe von Produkten finden, wo hohe Festigkeit und geringes Gewicht gefordert sind. Einige Beispiele von Anwendungen in der Luftfahrt, Raketentechnik und anderen Raumfahrtanwendungen schließen ein: Baugussteile, Getriebe- und Pumpengehäuse, Fahrwerkteile, Generatorgehäuse, Flugzeugzubehör, mechanische Lader und Kompressionen. Geringes Gewicht ist auch zur Kraftstoffeinsparung in Kraftfahrzeuganwendungen von Bedeutung. Beispiele für Fahrzeugkomponenten oder endformnahe Gusserzeugnisse für Transportanwendungen schließen ein: Zylinderköpfe, Kolben, Getriebe- und Klimaanlagengehäuse, Federaufhängungen, Ladevorrichtungen, Trägerkonsolen, Vorderradlenk- oder Hinterradverbindungen, Lenker, Hilfsrahmen und Achsträger, Ausgleichsgehäuse, Treibriemenspanner und Gurtstraffer sowie Ventilstößelstangen.
Um kleine Korngrößen und eine verbesserte Beständigkeit gegen Warmrissbildung zu erhalten, können die Zeiten zum Kühlen und Erstarren für Gussstücke, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, im typischen Fall im Bereich von etwa 10 bis 300 Sekunden liegen. Die Korngrößen, die für Gusserzeugnisse erhalten werden können, können im Bereich von 10 bis 125 Mikrometer und bevorzugt 20 bis 100 Mikrometer und im typischen Fall 30 bis 80 Mikrometer liegen. Beim Kokillenguss werden die Korngrößen kleiner sein, wobei die Korngröße in Kastengusserzeugnissen in der Regel größer sein werden, was auf geringere Kühlgeschwindigkeiten zurückzuführen ist.
Während die Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollen die hierin beigefügten Ansprüche andere Ausführungsformen umfassen, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen.

Claims

Verfahren zum Gießen und Formen einer hochfesten Aluminium-Grundlegierung, um ein nahezu endförmiges Gusserzeugnis mit einer Korngröße kleiner als 125 Mikrometer und frei von Warmrissen in gegossenem Zustand zu schaffen, welches Verfahren umfasst: (a) Schaffen einer Schmelze einer Legierung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: (i) einer Aluminium-Grundlegierung, die 4% bis weniger als 5 Gew.-% Cu aufweist, max. 0,1 Gew.-% Mn, 0,15% bis 0,55 Gew.-% Mg, max. 0,4 Gew.-% Si, max. 0,2 Gew.-% Zn, bis zu 0,4 Gew.-% Fe, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (ii) einer Aluminium-Grundlegierung, die 4% bis weniger als 5,2 Gew.-% Cu aufweist, max. 0,15% bis 0,6 Gew.-% Mn, 0,15% bis 0,6 Gew.-% Mg, max. 0,15 Gew.-% Si, max. 0,2 Gew.-% Zn, bis zu 0,2 Gew.-% Fe und 0,4% bis 0,1 Gew.-% Ag, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (iii) einer Aluminium-Grundlegierung, die 3,8% bis weniger als 4,6 Gew.-% Cu aufweist, max. 0,25% bis 0,5 Gew.-% Mn, 0,25% bis 0,55 Gew.-% Mg, max. 0,1 Gew.-% Si, bis zu 0,15 Gew.-% Fe und 2,5% bis 3,5 Gew.-% Zn, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (iv) einer Aluminium-Grundlegierung, die 4,2% bis weniger als 0,5 Gew.-% Cu aufweist, max. 0,5 Gew.-% Mn, max. 0,55 Gew.-% Mg, max. 0,15 Gew.-% Si, bis zu 0,2 Gew.-% Fe und max. 0,2 Gew.-% Zn, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (v) einer Aluminium-Grundlegierung, die 4,5% bis weniger als 6,5 Gew.-% Zn aufweist, 0,2% bis 0,8 Gew.-% Mg, max. 0,8 Gew.-% Fe, max. 0,4 Gew.-% Mn, max. 0,3 Gew.-% Si, max. 0,5 Gew.-% Cu und 0,15% bis 0,6 Gew.-% Cr, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (vi) einer Aluminium-Grundlegierung, die 6% bis weniger als 7,5 Gew.-% Zn aufweist, 0,6% bis 1 Gew.-% Mg, max. 0,15 Gew.-% Fe, max. 0,1 Gew.-% Mn, max. 0,1 Gew.-% Cu, max. 0,15 Gew.-% Si und 0,06% bis 0,5 Gew.-% Cr, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (vii) einer Aluminium-Grundlegierung, die 2,7% bis weniger als 4,5 Gew.-% Zn aufweist, 1,4% bis weniger als 2,4 Gew.-% Mg, max. 0,17 Gew.-% Fe, max. 0,6 Gew.-% Mn, max. 0,3 Gew.-% Si, max. 0,4 Gew.-% Cu und wahlweise 0,2% bis 0,4 Gew.-% Cr, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (viii) einer Aluminium-Grundlegierung, die 4,5% bis weniger als 7 Gew.-% Zn aufweist, 0,25% bis weniger 0,8 Gew.-% Mg, max. 1,4 Gew.-% Fe, max. 0,5 Gew.-% Mn, max. 0,3 Gew.-% Si und 0,2% bis weniger als 0,65 Gew.-% Cu, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (ix) einer Aluminium-Grundlegierung, die 2,5% bis weniger als 3,5 Gew.-% Zn aufweist, 2,5% bis weniger als 3,8 Gew.-% Mg, max. 2 Gew.-% zusammengenommen Fe und Mn, max. 0,3 Gew.-% Si, max. 0,6 Gew.-% Cu und wahlweise bis zu 0,4 Gew.-% Cr, Rest Aluminium, zufällig auftretende Elemente und Verunreinigungen; (b) Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze in einem Bereich, bei dem das nahezu endförmige Gusserzeugnis erzeugt werden kann, das eine Korngröße von weniger als 125 Mikrometer hat und frei ist von Warmrissen, wobei der Bereich zwischen 0,005% und 0,1 Gew.-% liegt; (c) Zugeben eines Nukleierungsmittel, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Metallcarbiden, Aluminiden, und Boriden, zu der Schmelze, um darin ein nichtaufgelöstes Nukleierungsmittel im Bereich von 0,002% bis 0,1 Gew.-% zur Kornfeinung breitzustellen; und (d) Erstarrenlassen der Legierung, um ein erstarrtes, nahezu endförmiges Gusserzeugnis mit einer Korngröße kleiner als 125 Mikrometer und frei von Warmrissen zu schaffen, wobei das erstarrte, nahezu endförmige Erzeugnis ein Endprodukt ist, das keiner Verformung unterzogen wird oder das einer Verformung unterzogen wird, die an dem erstarrten, nahezu endförmigen Erzeugnis keine Formänderung bewirkt, die im Mittel größer ist als 2 bis 5%.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (i) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (ii) in Schritt (a).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Gehalt des aufgelösten Ti im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (iii) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Gehalt des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (iv) in Schritt (a).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Gehalt des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-% liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (v) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (vi) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (vii) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Schmelze der Aluminium-Grundlegierung max. 0,8 Gew.-% Fe enthält, 0,2% bis 0,6 Gew.-% Mn, max. 0,2 Gew.-% Si und max. 0,2 Gew.-% Cu.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (viii) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bereitstellen der Legierung der Gruppe (ix) in Schritt (a) und Halten des aufgelösten Ti in der Schmelze im Bereich 0,005% bis 0,05 Gew.-%.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Nukleierungsmittel TiB₂ oder TiC ist und unlösliches Ti im Bereich von 0,003% bis 0,06 Gew.-% gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Gusserzeugnis ein Gusserzeugnis im Bereich der Nutzfahrzeuge oder der Luft- und Raumfahrt ist.