DE60220835T2

DE60220835T2 - Aluminiumlegierung, gussköprer aus einer aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung eines gussköprers aus einer aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE60220835T2
Application number: DE60220835T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Aichi-gun KAWAHARA; Yoshihiro Aichi-gun SHIMIZU; Yoshio Aichi-gun SUGIYAMA; Toshio Aichi-guun HORIE; Hiroaki Aichi-gun IWAHORI; Yoshihiko Aichi-gun SUGIMOTO; Minoru Toyota-shi YAMASHITA; Yuji Toyota-shi Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: JP4145242B2; JPWO2003023080A1; EP1477577A1; US20050000604A1; DE60220835D1; EP1477577A4; WO2003023080A1; EP1477577B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Dauerform-Gussprodukt bzw. Druckgussprodukt und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere zeigt die Aluminiumlegierung, welche die Dauerform-Gussprodukte bildet, ein Gießvermögen, das selbst zur Erzeugung von Gussprodukten mit geringer Dicke und dergleichen und einer hohen Festigkeit sowie einer guten Duktilität sogar als Gussteil geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Gussprodukten, welche die Aluminiumlegierung umfassen.
Seit kurzem ist es erforderlich, das Gewicht verschiedener Produkte zu vermindern, wobei herkömmliche Gusseisenprodukte schnell durch leichte Aluminiumlegierungsprodukte ersetzt werden. Beispielsweise kann im Fall von Kraftfahrzeugen durch einen Leichtbau eine Verbesserung des Benzinverbrauchs erwartet werden und der Leichtbau ist auch für Verbesserungen im Hinblick auf die Umwelt effektiv.
Eine hohe Festigkeit und eine hohe Duktilität wurden sogar für Gussprodukte mit geringer Dicke (insbesondere Dauerform-Gussprodukte) erforderlich, bei denen die Anforderungen bezüglich der Festigkeit und der Duktilität relativ moderat waren. Als Verfahren zur Herstellung von Gussprodukten mit geringer Dicke, hoher Festigkeit und hoher Duktilität wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die resultierenden Gussprodukte nach dem Gießen, während das Innere von Dauergussformen evakuiert ist, oder nach dem Gießen, während das Innere von Dauergussformen im Gegensatz dazu mit Sauerstoff gefüllt wird, wärmebehandelt werden. In einem solchen Verfahren sind jedoch Wärmebehandlungen erforderlich, die zur Erhöhung der Herstellungskosten führen. Darüber hinaus verursachen die Wärmebehandlungen umso stärkere Spannungen bei den Gussprodukten (Verdicken, Verformungen und dergleichen), je dünner und größer Gussprodukte sind, und demgemäß steigen die Kosten für eine Korrektur an.
Um diese Probleme zu lösen wurde deshalb eine umfangreiche Entwicklung von Aluminiumlegierungen, die selbst als Gussteil eine hohe Festigkeit und Duktilität aufweisen, durchgeführt. Beispielsweise sind in ➀ der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 9-3582 , ➁ der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 11-293375 , ➂ der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 11-193434 und ➃ der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 9-268340 , der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr.9-316581 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr.11-80872 und dergleichen solche Aluminiumlegierungen beschrieben. Nachstehend werden die Aluminiumlegierungen, die in den jeweiligen Veröffentlichungen angegeben sind, detailliert beschrieben.
In ➀, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 9-3582 , ist ein Aluminiumlegierung-Gussprodukt beschrieben, das Mg: 3,0 bis 5,5 % (Masse-%, nachstehend gilt das Gleiche), Zn: 1,0 bis 2,0 % (Mg/Zn: 1,5 bis 5,5), Mn: 0,05 bis 1,0 %, Cu: 0,05 bis 0,8 % und Fe: 0,1 bis 0,8 % enthält. Diese Al-Mg-Mn-Zn-Cu-System-Legierung enthält Zn und Cu, die in einen vorgegebenen Bereich fallen, als essentielle Elemente.
Beim Testen und Untersuchen von Gussprodukten, die aus diesen Legierungen hergestellt worden sind, durch die vorliegenden Erfinder wurden Zwischenphasen, wie z.B. MgZn₂ und Mg₃₂(Al, Zn)₄₉, in den Gussprodukten ausgeschieden, die Festigkeitseigenschaften änderten sich durch eine natürliche Alterung und eine Spannungsrisskorrosion trat auf. Darüber hinaus zeigte sich auch, dass diese Legierung derart war, dass eine Wärmerissbildung wahrscheinlich war, so dass sie für das Gießen von Elementen mit geringer Dicke nicht geeignet war.
In ➁, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 11-293375 , ist ein Aluminiumlegierung-Dauerformgussteil mit hoher Duktilität beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es Mg: 2,5 bis 7,0 %, Mn: 0,2 bis 1,0 % und Ti: 0,05 bis 0,2 % und Fe in einer Menge von 0,3 % und Si in einer Menge von 0,5 % oder weniger umfasst, die Porosität bei einem Teil mit großer Dicke im Bereich von 1 bis 5 mm 0,5 % oder weniger beträgt, der durchschnittliche Kreisäquivalentdurchmesser von kristallisierten Substanzen 1,1 μm oder weniger beträgt und das Flächenverhältnis von kristallisierten Substanzen 5 % oder weniger beträgt. Diese Al-Mg-Mn-Ti-System-Legierung ist derart, dass Fe als unvermeidliche Verunreinigung behandelt wird und dessen Gehalt auf weniger als 0,3 % beschränkt ist.
Beim Testen und Untersuchen von Dauerform-Gussprodukten mit geringer Dicke, die aus diesen Legierungen hergestellt worden sind, durch die vorliegenden Erfinder waren diese derart, dass eine Wärmerissbildung wahrscheinlich war. Wenn darüber hinaus der Mg-Gehalt zunahm, war es wahrscheinlich, dass an dem Zentrum mit großer Dicke Schrumpfungshohlräume entstehen. Das Auftreten einer Wärmerissbildung und von Schrumpfungshohlräumen ist nicht bevorzugt, da es die Fluktuation von Festigkeitseigenschaften und der Dehnung vergrößert.
In ➂, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 11-193434 , ist eine Aluminiumlegierung für Dauerform-Gussprodukte mit einer hohen Zähigkeit beschrieben, wobei die Aluminiumlegierung Mg: 3,0 bis 5,5 %, Mn: 1,5 bis 2,0 % und Ni: 0,5 bis 0,9 % umfasst.
In dieser Al-Mg-Mn-Ni-System-Legierung ist Ni ein essentielles Bestandteilselement und die Zähigkeit von Dauerform-Gussprodukten wird durch geeignetes Einstellen des Gehalts verbessert. Da darüber hinaus der Mn-Gehalt groß ist, ist die kristallisierte Menge von dessen Verbindungen so groß, dass die Dehnung etwa 10 % beträgt, wie es in den Beispielen angegeben ist.
In ➃, der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI Nr. 9-268340 , ist eine sehr duktile Aluminiumlegierung beschrieben, die Mg: 0,01 bis 1,2 %, Mn: 0,5 bis 2,5 % und Fe: 0,1 bis 1,5 % umfasst.
In dieser Al-Mg-Mn-Fe-System-Legierung wird das Auftreten von Defekten, wie z.B. einer Wärmerissbildung und von Schrumpfungshohlräumen, durch Vermindern des Mg-Gehalts inhibiert, so dass lediglich das Gießvermögen und die Dehnung verbessert werden. Demgemäß zeigt sich aufgrund der Beispiele auch, dass die Legierungen bezüglich der Festigkeit nicht zufrieden stellend sind, da die Zugfestigkeit sogar weniger als 190 MPa beträgt. Es sollte beachtet werden, dass die Aluminiumlegierungen, die in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr.9-316581 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr.11-80872 beschrieben sind, ebenso schlecht sind wie diese Legierung.
JP-A-4 218 640 beschreibt eine Al-Legierung, die 2,0 bis 7,0 % Mg, 0,1 bis 1,0 % Mn, 0,001 bis 0,01 Be und 0,003 bis 0,15 % Ti enthält und gegebenenfalls 0 bis 2,0 % Si, 0 bis 1,0 % Fe, 0 bis 5,0 % Zn, 0 bis 1,0 % Ni und 0 bis 1,0 % Cr und als Rest Al und Verunreinigungen enthält, wobei die Legierung durch ein kontinuierliches Gussverfahren mit Wasserkühlung gegossen wird.
US 6,369,347 betrifft ein Aluminiumlegierungsblech zum Punktschweißen, das ein Aluminiumiegierungsausgangsblech umfasst, das eine Legierungszusammensetzung aufweist, die 2 bis 6 Gew.-% Mg, 0,15 bis 1,0 Gew.-% Fe und 0,03 bis 2,0 Gew.-% Mn enthält. Ein spezielles Beispiel des Legierungsblechs enthält 4,5 Gew.-% Mg, 0,9 Gew.-% Fe, 0,35 Gew.-% Mn, 0,04 Gew.-% Cu, 0,01 Gew.-% Ti und 0,005 Gew.-% B.
JP 62 214 163 A beschreibt die Herstellung eines weichen, spannungskorrosionsbeständigen Aluminium-Magnesium-Legierungsmaterials. Die Legierung besteht, bezogen auf das Gewicht, aus 5,3 bis 9 % Mg, 0,05 bis 1,0 % Mn, 0,05 bis 0,3 % Cr, 0,005 bis 0,2 % Ti, 0,25 bis 1,00 % Fe, wobei der Rest aus Al mit unvermeidlichen Verunreinigungen besteht und ferner gegebenenfalls 0,05 bis 0,3 % Cu enthalten sind. Die vorstehend genannte Legierung wird einem Walzen und gegebenenfalls einem Fertiganlassen unterzogen, so dass es als weiches Material mit einer gewünschten Dicke ausgebildet wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände gemacht. Insbesondere ist es eine Aufgabe, ein Dauerform-Gussprodukt bereitzustellen, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, bei der das Auftreten und dergleichen einer Wärmerissbildung und einer Mikroporosität geringer ist und das demgemäß bezüglich des Gießvermögens gut ist. Insbesondere ist es eine Aufgabe, ein Dauerform-Gussprodukt bereitzustellen, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, aus der Gussprodukte mit einer hohen Festigkeit und einer guten Duktilität selbst als Gussteil erhalten werden können. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe, ein Dauerform-Gussprodukt bereitzustellen, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, die einer zeitlichen Änderung der mechanischen Eigenschaften, usw., widerstehen kann.
Darüber hinaus ist es eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Dauerform-Gussprodukten, die aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sind, bereitzustellen.
Die vorliegenden Erfinder haben deshalb intensive Anstrengungen unternommen, um die vorstehend genannten Aufgaben zu lösen, und verschiedene systematische Experimente durchgeführt und als Ergebnis ein Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, gemäß Anspruch 1, wobei die Aluminiumlegierung ein gutes Gießvermögen aufweist, und aus der darüber hinaus Gussprodukte mit einer hohen Festigkeit und einer hohen Duktilität selbst als Gussteil erhalten werden können, und zwar durch geeignetes Steuern des Zusammensetzungsanteils von Mg, Mn, Fe, Ti und der Abkühlungsgeschwindigkeit, und ferner ein Verfahren zur Herstellung des Gussprodukts gemäß Anspruch 6 gefunden, und haben so die vorliegende Erfindung gemacht.
Dauerform-Gussteil, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist Da die Aluminiumlegierung (Al-Mg-Mn-Fe-Ti-Legierung) Mg, Mn, Fe und Ti mit einem geeigneten Zusammensetzungsanteil enthält, wird das Gießvermögen verbessert und es zeigen sich eine hohe Festigkeit und eine hohe Duktilität. Nachstehend werden die gegenwärtig erkennbaren Gründe dafür und wie die vorstehend beschriebene Zusammensetzung erhalten werden kann, beschrieben.
Es war bekannt, dass die Festigkeit von Aluminiumlegierungen durch Lösen von Mg oder Mn in Al-Matrizen verbessert wird. Wenn jedoch Dauerform-Gussprodukte mit einer geringen Dicke mit Al-Mg-Mn-Legierungen hergestellt werden, treten eine Wärmerissbildung, eine Porosität und dergleichen begleitet von einer Verfestigungsschrumpfung auf, so dass das Gießvermögen schlecht ist. Darüber hinaus erhöht sich korrelierend damit die Fluktuation der Dehnung.
Um eine Aluminiumlegierung zu erhalten, die bezüglich des Gießvermögens gut ist und eine hohe Festigkeit und eine hohe Duktilität aufweist, haben sich die vorliegenden Erfinder auf die Beziehung zwischen der Kristallisationsform von kristallisierten Substanzen in dem Verfestigungsvorgang und dem Gießvermögen oder den mechanischen Eigenschaften konzentriert. Ferner haben sie herausgefunden, dass die Wärmerissbildung von Gussprodukten, die aus Aluminiumlegierungen hergestellt sind, häufig in den spröden Abschnitten der flüssigen Phase auftritt, die zwischen primärkristallinen Al-Dendriten vorliegen, die beim Verfestigungsvorgang wachsen. Es wird davon ausgegangen, dass diese wie folgt stattfindet: Bei der Verfestigungsschrumpfung wirken Schrumpfspannungen auf Gussprodukte, wenn die Gussprodukte durch Dauerformen in einem Temperaturbereich (Temperaturbereich des halbfesten Zustands) eingeschränkt sind, in dem die Gussprodukte geformt werden, und in dem Verfahren, in dem die Gussprodukte geformt werden, durch die Entwicklung und Kombination von primärkristallinen Dendriten beginnen, eine Festigkeit zu erlangen, und die Spannungen konzentrieren sich auf die Abschnitte der spröden flüssigen Phase, die zwischen den Dendriten vorliegt, so dass häufig eine Wärmerissbildung auftritt.
Somit haben die vorliegenden Erfinder das Zugeben von Fe zu Al-Mg-Mn-Legierungen in Betracht gezogen und das Kristallisationsverhalten in der Fest-Flüssig-Koexistenzzone durch Einstellen des Mn- und Fe-Gehalts gemäß dem Mg-Gehalt verändert, so dass sie eine gute Wärmerissbildungsbeständigkeit erhalten konnten. Insbesondere wurde die Kristallisationstemperaturzone des primärkristallinen Al verengt, so dass Al-Mn-Fe-Eutektika zwischen den Netzwerkverengungen von primärkristallinem Al, das fertig kristallisiert ist, kristallisierten, ohne dass die Dendriten des primärkristallinen Al stark wuchsen. Da sich die Verbindung zwischen den jeweiligen festen Phasen unter diesen Umständen rasch entwickelte, wird davon ausgegangen, dass das Auftreten einer Wärmerissbildung weniger wahrscheinlich war.
Darüber hinaus gibt es gemäß dem Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, weniger grob kristallisierte Substanzen, die zu einer Verminderung der Duktilität führen, da Al(Mn, Fe)-Verbindungen mikrofein kristallisieren, nachdem mikrofeines Al aus den flüssigen Phasen in Form von Primärkristallen auskristallisiert ist, und demgemäß wird davon ausgegangen, dass es eine gute Duktilität sogar unter Beibehaltung einer hohen Festigkeit zeigt.
Insbesondere wenn das Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, primärkristallines Aluminium und Verbindungen, die einheitlich dispergiert sind, umfassen kann, wobei das primärkristalline Aluminium eine dendritische Zellengröße von 10 μm oder weniger aufweist und die Verbindungen einen Korndurchmesser von 5 μm oder weniger aufweisen, ist es im Hinblick auf die Festigkeit und die Duktilität besser geeignet. Darüber hinaus ist es mehr bevorzugt, wenn die dendritische Zellengröße des primärkristallinen Aluminiums 5 μm oder weniger beträgt und der Korndurchmesser der Verbindungen 3 μm oder weniger beträgt.
Dabei ist die Größe der dendritischen Zellen (Dendrit) eine Länge, die in der Längsrichtung gemessen wird, und es handelt sich um einen Durchschnittswert der Messwerte für 100 Zellen. Darüber hinaus wird der Korndurchmesser der Verbindungen in der Längsrichtung (der maximalen Länge) bewertet und ist ein Durchschnittswert der gemessenen Werte auf 10 Sichtfeldern einer strukturellen Photographie (Sichtfeldbereich 70 × 100 μm), die mit einer 100-fachen Vergrößerung unter Verwendung einer Bildverarbeitungseinrichtung aufgenommen worden ist.
Folglich ist es gemäß dem Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, selbst dann, wenn z.B. Dauerform-Gussprodukte mit einer geringen Dicke hergestellt werden, möglich, Gussprodukte zu erhalten, die mit einer ausreichenden Festigkeit und einer guten Duktilität ausgestattet sind, ohne dass eine nennenswerte Porosität, wie z.B. eine Wärmerissbildung und Schrumpfungshohlräume, auftritt. Beispielsweise ist es möglich, eine Aluminiumlegierung zu erhalten, die eine 0,2 %-Streckgrenze von 130 MPa oder mehr und eine Bruchdehnung von 13 % oder mehr als Gussteil aufweist, das nach dem Gießen keiner Wärmebehandlung unterzogen worden ist.
Darüber hinaus weist das Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, die durch Mg und Mn, die in den vorstehend genannten Zusammensetzungsbereich fallen, lösungsverstärkt ist, den Vorteil auf, dass die Änderung von mechanischen Eigenschaften im Zeitverlauf geringer ist, wobei eine Härteänderung durch die natürliche Änderung kaum verursacht wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dauerform-Gussprodukts, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist Ein Dauerform-Gussprodukt, das die vorstehend beschriebene Aluminiumlegierung umfasst, kann z.B. mit dem folgenden Herstellungsverfahren erhalten werden.
Insbesondere umfasst ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Gussprodukts, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, die Schritte: Gießen eines geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls in eine Gussform, wobei das geschmolzene Aluminiumlegierungsmetall die im Anspruch 1 genannte Zusammensetzung aufweist, und Verfestigen des geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls durch Kühlen bei einer Kühlgeschwindigkeit von 20°C/s oder mehr nach dem Gießschritt.
Dadurch können Gussprodukte, die aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sind, sicher erhalten werden, wobei es sich um Gussprodukte handelt, in denen das vorstehend beschriebene mikrofeine, primärkristalline Aluminium und Verbindungen einheitlich dispergiert sind. Es ist ferner bevorzugt, dass die Kühlgeschwindigkeit 50°C/s oder mehr betragen kann.
Die „Aluminiumlegierung", die in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, umfasst nicht nur Aluminiumlegierungen als Ausgangsmaterial zum Gießen, sondern auch Gussprodukte (hergestellte Gegenstände), die aus den Aluminiumlegierungen nach dem Gießen hergestellt sind.
Darüber hinaus ist das „Gießvermögen", das in der vorliegenden Beschreibung genannt wird, ein Konzept, das nicht nur die Fluidität des geschmolzenen Metalls, die Entnehmbarkeit und dergleichen umfasst, sondern auch die Rate des Auftretens, usw., einer Wärmerissbildung und von Schrumpfungshohlräumen (Porosität).
1 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer vertikalen Dauerform-Gussvorrichtung bzw. Druckgussvorrichtung, die mit einer Gussform ausgestattet ist, zur Bewertung der Wärmerissbildung, wobei bei der Gussform die Einschränkungslänge variiert werden kann.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie „A-A" in der 1.
3 ist ein Balkengraph zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Einschränkungslänge und dem Gießvermögen für jede Testprobe.
4 ist ein Graph zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den Wärmerissbildungseigenschaften und dem Fe-Gehalt.
A. Ausführungsformen
Als nächstes wird die vorliegende Erfindung mittels Ausführungsformen detaillierter beschrieben.
(1) Legierungszusammensetzung
➀ Mg
Mg ist ein Element, das sich in der Matrix aus Aluminium löst und die mechanische Festigkeit (z.B. die Zugfestigkeit) von Aluminiumlegierungen verbessert. Darüber hinaus ist Mg ein Element, das auch Einflüsse auf die Duktilität und das Gießvermögen von Aluminiumlegierungen ausübt.
Wenn weniger als 4,0 % (Masse-%, das Gleiche gilt nachstehend) Mg enthalten sind, ist die Verbesserung der mechanischen Festigkeit nicht ausreichend, wobei es insbesondere schwierig ist, eine Streckgrenze (0,2 %-Streckgrenze, das Gleiche gilt nachstehend) von 130 MPa oder mehr sicherzustellen. Wenn darüber hinaus mehr als 6,0 % Mg enthalten sind, ist die Oxidation geschmolzener Metalle signifikant. Da darüber hinaus die Zusammensetzung von Mn und Fe, deren grobe, kristallisierte Substanzen entsprechend dem Mg-Gehaltsinkrement als Primärkristalle zu kristallisieren beginnen, zu der Seite mit niedrigerer Konzentration verschoben wird, wird die Duktilität durch die Kristallisation der groben kristallisierten Substanzen verschlechtert, wenn der Mg-Gehalt in dem Fall, bei dem Mn und Fe in dem vorstehend genannten Zusammensetzungsbereich fallen, 6 % übersteigt.
Daher ist es bevorzugt, dass 4,0 bis 6,0 % Mg enthalten sind, und es ist ferner bevorzugt, dass 4,0 bis 5,0 % Mg enthalten sind, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird.
➁ Mn
Mn ist ein Element, das die mechanische Festigkeit von Aluminiumlegierungen durch Lösen in der Aluminiummatrix ähnlich wie Mg oder durch Erzeugen von Verbindungen mit Aluminium, so dass diese mikrofein in der Matrix ausgeschieden werden, verbessert. Darüber hin aus erzeugt es auch einen Effekt einer Verbesserung des Reibverschweißschutzes für Dauerformen.
Wenn weniger als 0,3 % Mn enthalten sind, ist die Verbesserung der mechanischen Festigkeit nicht ausreichend, und wenn mehr als 0,6 % Mn enthalten sind, ist dies nicht bevorzugt, da grobe kristallisierte Substanzen kristallisieren, so dass die Duktilität vermindert wird.
Daher ist es bevorzugt, dass 0,3 bis 0,6 % Mn enthalten sind, und es ist ferner bevorzugt, dass 0,3 bis 0,5 % Mn enthalten sind, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird.
➂ Fe
Fe ist ein Element, das den Kristallisationsprozess bei der Verfestigung verändert, so dass eine Wärmerissbildung aufgrund einer Verfestigungsschrumpfung inhibiert wird. Darüber hinaus erzeugt Fe auch einen Effekt der Verbesserung des Reibverschweißschutzes für Dauerformen, wenn ein Dauerformguss durchgeführt wird.
Wenn weniger als 0,5 % Fe enthalten sind, ist dies unzureichend, um den Kristallisationsprozess stark zu verändern, und der Effekt der Inhibierung der Wärmerissbildung ist geringer. Wenn andererseits mehr als 0,9 % Fe enthalten sind, ist dies nicht bevorzugt, da grobe kristallisierte Substanzen kristallisieren, so dass die Duktilität vermindert wird. Daher ist es bevorzugt, dass 0,5 bis 0,9 % Fe enthalten sind, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird.
Gemäß einer weiteren Untersuchung durch die vorliegenden Erfinder wurde klar, dass es mehr bevorzugt ist, wenn 0,5 bis 0,8 % oder 0,5 bis 0,7 % Fe enthalten sind.
➃ Cr
Cr ist ein Element, das die mechanische Festigkeit von Aluminiumlegierungen durch Lösen in der Matrix von Aluminium ähnlich wie Mg und Mn verbessert.
Wenn weniger als 0,1 % Cr enthalten sind, ist die Verbesserung der mechanischen Festigkeit nicht ausreichend, und wenn mehr als 0,7 % Cr enthalten sind, ist dies nicht bevorzugt, da grobe kristallisierte Substanzen kristallisieren, was zu einer Verminderung der Duktilität führt.
Daher ist es bevorzugt, dass 0,1 bis 0,7 % Cr enthalten sind, und es ist ferner bevorzugt, dass 0,2 bis 0,5 % Cr enthalten sind, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird.
➄ Ti und B
Ti und B werden zum Keimbildungsort von primärkristallinem Al. Wenn demgemäß diese Elemente in steigender Menge zugesetzt werden, vermindert sich der jeweilige Kristallkorndurchmesser von primärkristallinem Al. Als Ergebnis wird ein fluider Fest-Flüssig-Zustand in Richtung der Seite eines höheren Festphasenverhältnisses aufrechterhalten, und folglich wird der zeitliche Ablauf des Auftretens einer Spannung durch eine Verfestigungsschrumpfung zur Seite niedrigerer Temperaturen verschoben, so dass davon ausgegangen wird, dass der Widerstand gegen eine Wärmerissbildung verbessert wird. Insbesondere wird folgendes angenommen.
Ti wird zum Keimbildungsort von α-Al, bildet mikrofeine Strukturen und zeigt die Effekte des Inhibierens einer Wärmerissbildung sowie der Verbesserung der Duktilität, und kann darüber hinaus auch die Streckgrenze von Aluminiumlegierungen verbessern.
Wenn weniger als 0,01 % Ti enthalten sind, können keine mikrofeinen Strukturen erhalten werden, und wenn mehr als 0,3 % Ti enthalten sind, kristallisieren grobe kristallisierte Substanzen (Al₃Ti und dergleichen), so dass die Duktilität vermindert wird. Erfindungsgemäß sind 0,1 bis 0,2 % Ti enthalten.
B zeigt einen starken Effekt der Mikroverfeinerung von Kristallkörnern, insbesondere wenn es zusammen mit Ti vorliegt.
Wenn weniger als 0,01 % B vorliegen, können keine mikrofeinen Strukturen erhalten werden, und wenn mehr als 0,05 % B vorliegen, ist dies nicht wirtschaftlich, da die Variation der Kristallkorndurchmesser geringer ist. Daher ist es zweckmäßig, dass zusammen mit Ti 0,01 bis 0,05 % Bor (B) enthalten sind, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird. Es ist mehr bevorzugt, dass 0,03 bis 0,05 % enthalten sind. Es sollte beachtet werden, dass es wirtschaftlich ist, B als Titanborid, wie z.B. TiB₂, zusätzlich zu dem Fall, bei dem es als einfache Substanz zugesetzt wird, zuzusetzen.
➅ Be
Be zeigt sogar unabhängig einen Effekt auf die Oxidationsbeständigkeit und inhibiert die Verminderung von Mg, die sich aus einer Oxidation ergibt, wenn es sich löst.
Daher ist es, sogar wenn es unabhängig vorliegt (ohne gleichzeitiges Vorliegen mit Ti und dergleichen), zweckmäßig, dass 0,001 bis 0,01 % Beryllium (Be) einbezogen werden, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird. Es ist zweckmäßiger, dass 0,005 bis 0,01 % enthalten sind. Selbstverständlich kann Be zusammen mit Ti, usw., vorliegen.
➆ Mo
Mo erzeugt einen Effekt des Inhibierens der Schlackeerzeugung, die mit der Oxidation von geschmolzenen Al-Mg-Legierungsmetallen einhergeht.
Wenn weniger als 0,05 % Mo enthalten sind, ist der Oxidationsinhibierungseffekt nicht ausreichend, und wenn mehr als 0,3 % enthalten sind, ist dies nicht bevorzugt, da grobe kristallisierte Substanzen kristallisieren, so dass die Duktilität vermindert wird.
Daher ist es bevorzugt, dass 0,05 bis 0,3 % Mo enthalten sind, und es ist mehr bevorzugt, dass 0,1 bis 0,2 % enthalten sein können, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% angesetzt wird.
➇ Unvermeidliche Verunreinigungen
Solange unvermeidliche Verunreinigungen keinen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften von Aluminiumlegierungen ausüben, sind die Arten und der Gehalt nicht beschränkt, jedoch haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass das Gießvermögen von Aluminiumlegierungen und die Festigkeit oder Duktilität durch Steuern des Gehalts an Si und Cu, wobei es sich um unvermeidliche Verunreinigungen handelt, verbessert werden kann.
Insbesondere ist es zweckmäßig, dass Si, bei dem es sich um eine unvermeidliche Verunreinigung handelt, in einer Menge von 0,5 % oder weniger enthalten ist, und dass 0,3 % oder weniger Cu enthalten sind.
Si ist eine unvermeidliche Verunreinigung, die in rohem Aluminiummetall enthalten ist und, wenn mehr als 0,5 % Si enthalten sind, nicht bevorzugt ist, da Mg₂Si in der Matrix durch eine natürliche Alterung ausgeschieden wird, so dass die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen im Laufe der Zeit verändert werden.
Cu fördert nicht nur die Wärmerissbildung, sondern vermindert auch die Korrosionsbeständigkeit. Wenn daher eine Aluminiumlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung als Strukturelement verwendet wird, ist es insbesondere bevorzugt, dass 0,3 % Cu oder weniger enthalten sind.
(2) Anwendungen
Das vorliegende Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, oder das vorliegende Verfahren zur Herstellung des Dauerform-Gussprodukts kann für verschiedene Gussprodukte verwendet werden, die aus Aluminiumlegierungen hergestellt werden.
Beispielsweise ist es in dem Gebiet der Kraftfahrzeuge und der Zweiradfahrzeuge dann, wenn das vorliegende Dauerform-Gussprodukt aus einer Aluminiumlegierung oder das vorliegende Verfahren zur Herstellung des Dauerform-Gussprodukts in Elementen für Karosseriestrukturen, Chassiselementen, Rädern, Spaceframes, Lenkrädern (Armaturen), Sitzrahmen, Fahrwerkselementen, Motorblöcken, Getriebegehäusen, Riemenscheiben, Ölwannen, Schalthebeln, Armaturenbrettern, Türaufprallschutzplatten, Druckausgleichsbehältern für den Einlass, Pedalträgern, vorderen Abdeckungsblechen und dergleichen eingesetzt wird, kann jedes dieser Elemente mit niedrigeren Kosten hergestellt werden, ohne dass sie Wärmebehandlungen unterzogen werden.
Es sollte beachtet werden, dass es selbstverständlich ratsam ist, nach dem Gießen eine Kaltbearbeitung oder Wärmebehandlungen durchzuführen, obwohl die Aluminiumlegierung sogar als Gussteil eine hohe Festigkeit und eine hohe Duktilität aufweist.
B. Beispiele
Anschließend wird die vorliegende Erfindung mittels Beispielen detaillierter beschrieben.
Herstellen und Testen von Testproben
(1) Beispiel Nr. 1
Es wurden Aluminiumlegierungen verwendet, welche die Legierungszusammensetzung der Proben Nr. 1 bis 5 und der Proben Nr. C1 bis C7, die in der Tabelle 1 angegeben sind, auf wiesen, Testproben wurden für jede der Proben erzeugt, wobei bei den Testproben deren Einschränkungslänge verschiedenartig verändert wurde, und jede der Wärmerissbildungseigenschaften wurde bewertet. Es sollte beachtet werden, dass die Tabelle 1 die Legierungszusammensetzung angibt, während Al, bei dem es sich um die Hauptkomponente handelt, nicht genannt ist (das Gleiche gilt nachstehend).
Insbesondere wurden gemäß der 1 verschiedene Testproben durch eine vertikale Druckgussmaschine bzw. Dauerformgussmaschine hergestellt, die mit einer Dauerform ausgestattet war, deren Hohlraum einen Querschnitt mit einer Dicke von 7 mm und einer Breite von 10 mm aufwies und deren Einschränkungslänge verschiedenartig veränderbar war, und eine Bewertung der Wärmerissbildungseigenschaften wurde durchgeführt.
Die Gießbedingungen waren derart, dass die Schmelztemperatur 750°C betrug, die Dauerformtemperatur 50 bis 100°C betrug, der Gießdruck 63,7 MPa betrug und die Kolbengeschwindigkeit 0,6 m/s betrug. Nachdem die jeweiligen geschmolzenen Metalle durch Beaufschlagen mit Druck durch den Kolben gegossen worden sind (Gießschritt), wurden sie bei einer Kühlgeschwindigkeit von etwa 100°C/s verfestigt (Verfestigungsschritt).
Die Bewertung der Wärmerissbildungsbeständigkeit wurde durch die Einschränkungslänge bestimmt, bei der Risse auftraten. Es zeigt sich, dass es umso weniger wahrscheinlicher ist, dass eine Legierung eine Wärmerissbildung verursacht, je größer die Einschränkungslänge ist. Die so erhaltenen Testergebnisse der jeweiligen Testproben sind in der 3 veranschaulicht.
Es sollte beachtet werden, dass dieser Test durchgeführt wurde, während ein Isolierblatt mit einer Dicke von 0,5 mm und einer Höhe von 10 mm auf drei Seiten um den vorstehend genannten Hohlraum gebunden war, um Positionen zu lokalisieren, an denen eine Wärmerissbildung stattfand. Wie dieses Isolierblatt an drei Seiten gebunden war, ist in der 2 veranschaulicht, wobei es sich um eine Querschnittsansicht entlang der Linie „A-A" in der 1 handelt.
(2) Beispiel Nr. 2
Es wurden Aluminiumlegierungen verwendet, welche die Legierungszusammensetzungen der Proben Nr. 6 bis 14 und der Proben Nr. C8 bis C10 aufwiesen, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, und plattenförmige Gussprodukte, deren Dicke 2 mm, deren Breite 50 mm und deren Länge 70 mm betrugen, wurden durch die vertikale Druckgussmaschine erzeugt.
Die Gießbedingungen waren derart, dass die Schmelztemperatur 750°C betrug, die Dauerformtemperatur 50 bis 100°C betrug, der Gießdruck 63,7 MPa betrug und die Kolbengeschwindigkeit 1,4 m/s betrug. Nachdem die jeweiligen geschmolzenen Metalle durch Beaufschlagen mit Druck durch den Kolben gegossen worden sind (Gießschritt), wurden sie bei einer Kühlgeschwindigkeit von etwa 100°C/s verfestigt (Verfestigungsschritt).
Aus diesen plattenförmigen Gussprodukten im gegossenen Zustand wurden plattenförmige Zugtestproben erzeugt, deren flache Oberflächenabschnitte Oberflächen waren, wie sie gegossen worden sind. Die jeweiligen Testproben wurden verwendet, um die Zugfestigkeit, die 0,2 %-Streckgrenze und die Bruchdehnung zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. Es sollte beachtet werden, dass der Zugtest mit den jeweiligen Testproben mit einem Autograph-Zugtestgerät, das von SHIMAZU hergestellt worden ist, durchgeführt wurde, und dass die vorstehend genannten Eigenschaften aus dem aus den jeweiligen Testproben erhaltenen Spannung-Dehnung-Diagramm erhalten wurden.
(3) Beispiel Nr. 3
Es wurden Aluminiumlegierungen verwendet, welche die Legierungszusammensetzungen der Proben Nr. 15 bis 19 und der Proben Nr. C11 und C12 aufwiesen, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, und plattenförmige Gussprodukte im gegossenen Zustand wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel Nr. 2 hergestellt.
Um den Einfluss der Änderung der mechanischen Eigenschaften auf die jeweiligen plattenförmigen Gussprodukte im Zeitverlauf zu untersuchen (künstliche Alterung), wurden die plattenförmigen Gussprodukte im gegossenen Zustand und plattenförmige Gussprodukte, die 10 Stunden bei 175°C erwärmt worden sind, hergestellt und die Härte (die Vickers-Härte) der jeweiligen plattenförmigen Gussprodukte wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Es sollte beachtet werden, dass die Vickers-Härte derart bestimmt wurde, dass ein Härtemessgerät verwendet wurde, das von AKASHI hergestellt worden ist, dass für 30 s eine Belastung von 5 kg ausgeübt wurde, und dass die Härte durch Umrechnen der Größe des Eindrucks, der in diesem Fall gemacht worden ist, bestimmt wurde.
(4) Beispiel Nr. 4
Darüber hinaus wurde die Beziehung zwischen der Wärmerissbildungsbeständigkeit und dem Fe-Gehalt von Al-Legierungsgussprodukten detailliert untersucht. Insbesondere wurden Testproben in der gleichen Weise wie im Beispiel Nr. 1 hergestellt, und zwar die Testproben, welche die Legierungszusammensetzung der Proben Nr. 20 bis 26 umfassten, die in der Tabelle 4 angegeben sind, und sie wiesen verschiedene Einschränkungslängen auf. Die jeweiligen Proben waren derart, dass vorwiegend der Fe-Gehalt variiert wurde, während der Mg-, Mn- und Ti-Gehalt etwa gleich eingestellt wurde. Die Bewertung der Wärmerissbildungsbeständigkeit durch die Einschränkungslänge, bei der Risse auftraten, war mit derjenigen des Falls von Beispiel Nr. 1 identisch. Die so erhaltenen Testergebnisse der jeweiligen Testproben sind in der 4 veranschaulicht.
(5) Beispiel Nr. 5
Der Einfluss der Legierungszusammensetzung auf die Oxidationsbeständigkeit geschmolzener Al-Legierungsmetalle wurde untersucht. Als erstes wurden geschmolzene Al-Legierungsmetalle hergestellt, welche die Legierungszusammensetzung der Probe Nr. 27 und der Probe Nr. 28 umfassten. Die jeweiligen geschmolzenen Metalle wurden im Vorhinein bezüglich des Gewichts gemessen. Diese geschmolzenen Metalle wurden in einen aus Aluminiumoxid hergestellten Tiegel eingebracht und 5 Stunden an der Luft bei 750°C gehalten.
Nach dem Abkühlen der geschmolzenen Metalle wurde das Gewicht der verfestigten Al-Legierungen gemessen. Die Gewichtszunahme der Al-Legierungen wurde aus der Gewichtsdifferenz vor und nach dem Halten der Al-Legierungen im erwärmten Zustand ermittelt. Die Ergebnisse sind zusammen in der Tabelle 5 gezeigt. Es sollte beachtet werden, dass in der Tabelle 5 die Oxidationsinkrementanteile (Oxidationsinkrementraten) bezüglich des Gewichts der geschmolzenen Metalle vor dem Halten der geschmolzenen Metalle im erwärmten Zustand angegeben sind.
Bewertung
(1) Gießvermögen
Aus der 3 ist ersichtlich, dass alle Aluminiumlegierungen der Proben Nr. 1 bis 5, die in den Zusammensetzungsbereich fallen, eine ausreichend größere Einschränkungslänge aufwiesen, bei der Risse auftraten, als dies bei den Proben Nr. C1 bis C7 der Fall war. Insbesondere traten bis zu einer Einschränkungslänge von 50 mm für die Probe Nr. 1, einer Ein schränkungslänge von 70 mm für die Proben Nr. 2 und 3 und einer Einschränkungslänge von 80 mm für die Proben Nr. 4 und 5 keine Risse auf.
Daraus ergab sich, dass dann, wenn eine geeignete Menge an Fe zugesetzt wurde, während der Mn-Gehalt gesteuert wurde, die Wärmerissbildungsbeständigkeit beträchtlich verbessert wird. Darüber hinaus ergab sich, dass dann, wenn Ti, das die Keimbildungsstellen bildet, zugesetzt wurde, während Mg, Mn und Fe in die vorliegenden Zusammensetzungsbereiche fielen, die Wärmerissbildungsbeständigkeit weiter verbessert wurde.
Insbesondere waren, wie es aus der Tabelle 4 und der 4 ersichtlich ist, die Al-Legierungsgussprodukte der Proben Nr. 22 bis 24, in denen der Fe-Gehalt 0,5 bis 0,8 % betrug, während Mg, Mn und Fe innerhalb der vorliegenden, geeigneten Zusammensetzungsbereiche fielen, derart, dass die Wärmerissbildungsbeständigkeit weiter verbessert war.
(2) Festigkeit und Duktilität
❷ Alle Proben Nr. 6 bis 14 waren Aluminiumlegierungen, die in den vorliegenden Zusammensetzungsbereich fielen. Wie es aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, zeigten alle diese Aluminiumlegierungen eine Zugfestigkeit von 250 MPa oder mehr, eine 0,2 %-Streckgrenze von 130 MPa oder mehr und zusätzlich eine Dehnung von 15 % oder mehr. Daher zeigte sich, dass die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung selbst als Gussteil eine gute Duktilität zeigt, während eine ausreichende Festigkeit aufrechterhalten wurde. Insbesondere liegen auch Aluminiumlegierungen vor, die eine Zugfestigkeit von 300 MPa oder mehr, eine 0,2 %-Streckgrenze von 150 MPa oder mehr und eine Dehnung von mehr als 20 % aufwiesen.
Darüber hinaus war die Probe Nr. 7, bei der es sich um eine Aluminiumlegierung von Probe Nr. 6 mit Ti-Gehalt handelte, derart, dass die Kristallkörner stärker mikroverfeinert waren, so dass die Duktilität weiter verbessert wurde.
➁ Andererseits lag bei den Aluminiumlegierungen der Proben Nr. C8 bis C10, die nicht in dem erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereich lagen, die Festigkeit und die Duktilität nicht in kompatibler Weise vor. Da beispielsweise die Probe Nr. C8 derart war, dass der Mn-Gehalt 0,6 Masse-% überstieg, betrug die Dehnung weniger als 10 %, so dass sie eine geringe Duktilität aufwies, obwohl die Zugfestigkeit und die 0,2 %-Streckgrenze hoch waren. Im Gegensatz dazu waren die Probe Nr. C9, die weniger als 0,3 Masse-% Mn umfasste, und die Probe Nr. C10, die weniger als 4,0 Masse-% Mg umfasste, derart, dass die Festigkeit unzureichend war, obwohl sie eine hohe Duktilität aufwiesen.
(3) Einfluss der Alterung
Alle Proben Nr. 15 bis 19 waren Aluminiumlegierungen, die in den Zusammensetzungsbereich der vorliegenden Erfindung fielen. Wie es aus der Tabelle 3 ersichtlich ist, waren diese Aluminiumlegierungen derart, dass die Härtevariation als Gussteil und nach dem Erwärmen für 10 Stunden bei 175°C nicht signifikant war.
Andererseits war, die Härtevariation als Gussteil und nach dem Erwärmen für 10 Stunden bei 175°C signifikant, da die Aluminiumlegierungen der Proben NR. C11 und C12 über die Konzentration als unvermeidliche Verunreinigung hinaus reichlich Si umfassten. D.h., es fand eine Alterungshärtung statt und demgemäß besteht die Befürchtung, dass sich bei einer solchen Zusammensetzung die Eigenschaften durch eine natürliche Alterung in Aluminiumlegierungen ändern.
(4) Oxidationsbeständigkeit

Wie es sich gemäß den Proben Nr. 27 und 28 der Tabelle 5 zeigt, wird es dann, wenn ferner 0,1 bis 0,2 % Mo enthalten sind, während Mg, Mn, Ti und Fe in die vorliegenden, zweckmäßigen Zusammensetzungsbereiche fallen, offensichtlich, dass die geschmolzenen Al-Legierungsmetalle eine bessere Oxidationsbeständigkeit aufweisen. Tabelle 1

Probe Nr.	Aluminiumegierungszusammensezung (Masse-%)
Probe Nr.	Mg	Mn	Fe	Si	Cu	Ti	Cr
1	4,98	0,31	0,75	weniger als 0,1	weniger als 0,01	-	-
2	5,68	0,60	0,80	↑	↑	0,15	-
3	4,98	0,32	0,50	↑	↑	↑	-
4	4,98	0,32	0,76	↑	↑	↑	-
5	4,31	0,30	0,76	↑	↑	↑	-
6	4,30	0,30	0,75	↑	↑	-	-
7	4,31	0,30	0,76	↑	1	0,15	-
8	5,68	0,60	0,80	↑	↑	↑	-
9	5,62	0,32	0,76	↑	↑	↑	-
10	4,79	0,52	0,85	↑	↑	0,16	-
11	4,98	0,32	0,76	↑	↑	0,15	-
12	4,01	0,53	0,76	↑	↑	↑	-
13	4,02	0,31	0,75	↑	↑	0,16	-
14	4,30	0,30	0,75	↑	↑	-	0,21
15	5,68	0,60	0,80	↑	↑	0,15	-
16	4,79	0,52	0,85	↑	↑	0,16	-
17	4,01	0,53	0,76	↑	↑	0,15	-
18	4,31	0,30	0,76	↑	↑	↑	-
19	4,00	0,50	0,75	0,25	↑	↑	-
C1	5,01	0,80	0,75	weniger als 0,1	↑	-	-
C2	4,99	1,20	0,15	-	↑	-	-
C3	5,00	1,20	0,15	↑	↑	0,15	-
C4	3,50	0,80	0,15	↑	↑	-	-
C5	3,50	0,80	0,15	↑	↑	0,15	-
C6	2,88	0,97	0,96	0,09	↑	-	-
C7	3,38	0,81	0,74	0,06	0,25	-	-
C8	4,79	1,05	0,91	↑	↑	-	-
C9	4,00	0,10	0,75	↑	↑	-	-
C10	3,00	0,50	0,75	↑	↑	-	-
C11	4,26	-	0,15	1,98	↑	-	-
C12	4,00	0,50	0,75	0,75	↑	0,16	-

Tabelle 2

Probe Nr.	Zugfestigkeit (MPa)	0,2 %-Streckgrenze (MPa)	Bruchdehnung (%)
6	290	139	20,0
7	324	165	15,0
8	321	160,3	17,7
9	310	154	18,3
10	304	146	21,5
11	284	140	19,6
12	270	135	19,8
13	290	140	23,0
14	298	149	19,0
C8	309	167	9,0
C9	265	120	22,0
C10	260	112	22,6

Tabelle 3

Probe Nr.	Härte (HV)
Probe Nr.	als Gussteil	nach der Wärmebehandlung (175°C × 10 Stunden)
15	79,1	82
16	73,7	76
17	67,3	68
18	70,1	72
19	68	69,2
C11	83,5	107,5
C12	68	78,2

Tabelle 4

Probe Nr.	Aluminiumlegierungszusammensetzung (Masse-%)
Probe Nr.	Mg	Mn	Ti	Fe	Si	Cu
20	4,46	0,39	0,14	0,12	weniger als 0,1	weniger als 0,01
21	4,46	0,36	0,15	0,36	↑	↑
22	4,32	0,37	0,14	0,50	↑	↑
23	4,31	0,30	0,15	0,76	↑	↑
24	4,62	0,32	0,14	0,80	↑	↑
25	4,55	0,39	0,14	0,88	↑	↑
26	4,36	0,34	0,12	0,98	↑	↑

Tabelle 5

Probe Nr.	Aluminiumlegierungszusammensetzung (Masse-%)							Oxidationsinkre- mentrate (%)
Probe Nr.	Mg	Mn	Ti	Fe	Mo	Si	Cu	Oxidationsinkre- mentrate (%)
27	4,46	0,39	0,14	0,12	0,18	weniger als 0,1	weniger als 0,01	0,0063
28	4,46	0,36	0,15	0,36	-	↑	↑	0,0081

Claims

Dauerform-Gussprodukt, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, die 4,0 bis 6,0 % Magnesium (Mg), 0,3 bis 0,5 % Mangan (Mn), 0,5 bis 0,9 % Eisen (Fe), 0,1 bis 0,2 % Titan (Ti), gegebenenfalls 0,1 bis 0,7 % Chrom (Cr), 0,01 bis 0,05 % Bor (B), 0,001 bis 0,01 % Beryllium (Be), 0,05 bis 0,3 % Molybdän (Mo) enthält, wobei der Rest Aluminium (Al) und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei die unvermeidbaren Verunreinigungen 0,5 % oder weniger Silizium (Si) und 0,3 % oder weniger Kupfer (Cu) umfassen, wenn die Gesamtheit als 100 Masse-% (Masseprozentsatz) angesetzt wird, wobei das Dauerform-Gussprodukt Primärkristall-Aluminium und Al(Mn, Fe)-Verbindungen, die einheitlich dispergiert sind, umfasst, wobei das Primärkristall-Aluminium eine dendritische Zellengröße von 10 μm oder weniger aufweist, die Al(Mn, Fe)-Verbindungen einen Korndurchmesser von 5 μm oder weniger aufweisen, und durch Gießen eines geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls, das die vorstehend genannte Zusammensetzung aufweist, in eine Gussform, und Verfestigen des geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls durch Kühlen bei einer Kühlgeschwindigkeit von 20°C/s oder mehr nach dem Gießschritt erhältlich ist.
Dauerform-Gussprodukt nach Anspruch 1, bei dem 0,5 bis 0,8 Masse-% Fe vorliegen.
Dauerform-Gussprodukt nach Anspruch 1 oder 2, das eine Zugfestigkeit von 250 MPa oder mehr als Gussteil aufweist, das nach dem Gießen keiner Wärmebehandlung unterzogen worden ist.
Dauerform-Gussprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das eine 0,2 %- Streckgrenze von 130 MPa oder mehr als Gussteil aufweist, das nach dem Gießen keiner Wärmebehandlung unterzogen worden ist.
Dauerform-Gussprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das eine Bruchdehnung von 13 % oder mehr als Gussteil aufweist, das nach dem Gießen keiner Wärmebehandlung unterzogen worden ist.
Verfahren zur Herstellung des Dauerform-Gussprodukts, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Gießen eines geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls in eine Gussform, wobei das geschmolzene Aluminiumlegierungsmetall die im Anspruch 1 angegebene Zusammensetzung aufweist, und Verfestigen des geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls durch Kühlen des geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls nach dem Gießschritt bei einer Kühlgeschwindigkeit von 20°C/s oder mehr.