DE750174C

DE750174C - Magnesiumlegierungen, die Cer und andere Elemente enthalten

Info

Publication number: DE750174C
Application number: DEH151390D
Authority: DE
Inventors: John Leslie Haughton; William Eliezer Prytherch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-05-05
Filing date: 1937-04-18
Publication date: 1944-12-27

Description

Magnesiumlegierungen, die Cer und andere Elemente enthalten Gegenstand vorliegender Erfindung sind mindestens ternäre Magnesiumlegierungen, welche 2 bis I 2 % Ger oder Cermischmetall und i bis 8% Nickel und/oder Kobalt und als Rest Magnesium enthalten.
Das Nickel und/oder Kobalt kann ganz. oder zum Teil durch o, I bis 8 %o Mangan ersetzt sein. Schließlich können die Legierungen auch noch einen zusätzlichen Gehalt an Calcium in Mengen von o, i bis 5 % besitzen. Es empfiehlt sich, die Magnesiumlegierungen nach vorliegender Erfindung in der Weise zu vergüten, daß sie zunächst bei etwa 5oo° und mehr geglüht werden und nach der Abkühlung, die gegebenenfalls durch Abschrecken erfolgen kann, ein oder mehrere Tage lang bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise I 3o bis 2oo°, angelassen werden. Das Cerium kann mit Thorium legiert sein. Besonders brauchbar ist die als Mischmetall bekannte ceriumreiche Legierung seltener Erdmetalle.
Die Legierungen nach der Erfindung sind durch ihre hohe Zugfestigkeit, besonders auch bei höheren Temperaturen, ausgezeichnet. Es ist bekannt, Magnesium oder auch Legierungen von Magnesium mit 2o% Aluninium, Cer oder Cermischmetall zuzusetzen. So wurden z. B. Legierungen hergestellt, die 2o%o Cer und 8o% Magnesium enthielten. Der 2o% Aluminium enthaltenden Magnesiumlegierungen wurden beispielsweise 6%o Cer beigegeben. Als höchster Gehalt an Cer bzw. Cermischmetall wird ein solcher von 32% genannt. Die cerhaltige Magnesium Aluminiumlegierung ist besonders brauchbar als Kolbenbaustoff, aber spröde wie Glas.
Weiter kennt man zahlreiche Magnesiumlegierttngen, in denen Magnesium mit Nickel, mit Kobalt oder auch mit Mangan legiert ist. Auch ein Zusatz von Calcium zu diesen Legierungen ist gelegentlich vorgeschlagen. Es war aber dem Fachmann. keineswegs nahegelegt, gerade diesen letzterwähnten Legierungen Cer zuzusetzen.
Vergleichsversuche haben nun ergeben, daß die binären Legierungen z. B. aus Magnesium und Cer oder Magnesium und Mangan in ihrer Zugfestigkeit, besonders bei höheren Temperaturen, wesentliclh übertroffen werden von ternären Legierungen, welche die gleichen Mengen Cer und Mangan enthalten. Zum Beispiel beträgt die Festigkeit bei einer Legierung von Magnesium mit I, 2 %o Cer bei Zimmertemperatur 2o,3 kg/mm2, bei 2oo-° C I I, I kg/mm2 und bei 3oo° C 6,5 kg/mm2. Die entsprechenden Werte betragen für eine L egierung von Magnesium mit I,42% Mangan 22,7, 7,6 und 4.Ikg/mm2. Dagegen zeigte eine ternäre Legierung, die I,25%o Cer und I,36%o Mangan und als Rest Magnesium enthält, bei Zimmertemperatur eine Zugfestigkeit von 27,8 kg/mm2 Bei 2oo° C betrug diese Festigkeit noch i4Kg/mm2 und hei 300° C 7,6kg/mm2.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die drei Metalle, welche die Wärmefestigkeit von Magnesiumcerlegierungen wesentlich steigern, nämlich Kobalt, Mangan und Nickel, mit Magnesium wesentlich höher schmelzende Eutektika bilden als das für diesen Zweck ungeeignete Aluminium, das mit Magnesium ein weit niedriger schmelzendes Eutektikum bildet.
Im folgenden sind vier Beispiele von Legierungen gegeben, die sich bei gewissen Verwendungszwecken als besonders brauchbar ergeben haben. Beispiel I Zu 84 Teilen geschmolzenem Magnesium werden 6 Teile Cerium und 6 Teile Nickel gefügt. Die äußerste Zugfestigkeit der so gewonnenen Legierung beträgt bei Zimmertemperatur 23,6kg/mm2, bei 2oo°C 2o,4kg/mm2 und bei 3oo° C I o, I kg/mm2. Beispiel 2 Die durch Einbringen von Cermischmetall und magnesiumreichen Legierungen von Nikkel und Mangan zu geschmolzenem Magnesium hergestellte Legierung enthält 3% Cer, 6% Nickel, I,25% Mangan und 89,7545o Magnesium. Ihre äußerste Zugfestigkeit beträgt bei Zimmertemperatur bei 2oo° C I8,9 kg/mm2, bei 3oo° C I I kg/mm2. Beispiel 3 Die Legierung wie nach Beispiel i dargestellt. Sie enthält 6%6 Cerium, i,2 5 o/o Mangan und 92,75% Magnesium. Ihre äußerste Zugfestigkeit beträgt bei Zimmertemperatur 27,3 kg/mm2, bei Zoo° C i 6,5 kg/mm2, bei 3oo, C 9,o kg/mm2.
Beispiel q Magnesium wird mit Cermischmetall und solchen Mengen magnesiumreicher Mangan-, Kobalt- und Calciumlegierungen zusammengeschmolzen und auf 5oo° erhitzt, daß das Endprodukt etwa 3% Cerium, I % o Mangan, 2 % Kobalt, o, 5 %o Calcium und 93.5 %'o Magnesium enthält. Die Mischung wird schnell abgekühlt und dann noch 2 Tage auf eine Temperatur von I3o bis 22o° C erhitzt. Ihre Härte nach B r i n e 11 beträgt bei Zimmertemperatur 55, bei 2oo° C q4I.3 bei3oo° C 29.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Magnesiumlegierung, gekennzeichnet durch nachstehende Zusammensetzung: 2 bis I2%o Cer oder Cermischmetall, I bis 8o/o Nickel und/oder Kobalt, Rest Magnesium.
2. Legierung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel und/oder Kobalt ganz oder zum Teil durch o, i bis 8%,6 Mangan ersetzt ist.
3. Legierung nach Anspruch I und 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Calcium in Mengen von o, I bis 5%.
4. Verfahren zur Vergütung von Magnesiumlegierungen nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen zumächst bei etwa 5oo° und mehr geglüht und nach der Abkühlung, gegebenenfalls durch Abschrecken, ein oder mehrere Tage lang bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise 13o bis 2oo°, angelassen werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vorn Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 36o 9o i; britische Patentschriften Nr. 28 608(1909, 263755 : USA.-Patentschriften ...... Nr. 1 649 521, i 88o 61q..