DE965768C - Magnesiumlegierungen - Google Patents

Description

• Magnesiumlegierungen Die bisher bekannten hochprozentigen Magnesiumlegierungen enthalten - mit vereinzelten, für Sonderzwecke bestimmten: Ausnahmen - als Legierungsbildner im wesentlichen Aluminium. und Zink, wobei der Aluminiumgehalt zwischen etwa 4 und. io % und der Zinkgehalt bis zu etwa 30/0, und- zwar mit steigendem Aluminiumgehalt sinkend, beträgt. Diese bekannten MagnesiumguB,legierungen weisen je nach :der besonderen Legierungszusammensetzung und je nach Art des Gießverfahrens (Sand-, Kokillen- bzw. Spritzguß) in. unvergütetem Zustande eine Zugfestigkeit von 16 bis 22. kg/mm2 bei einer Dehnung von 3 bis 12 % und einer Streckgrenze von. 8 bis 16 kg/mm2 auf (vgl. Werkstoffhandbuch Nichteisenmetalle, 1936, Blatt K3).
• Ein Nachteil dieser bekannten Legierungen ist jedoch darin zu erblicken, :daß sie bei der Erstarrung zur Bildung sogenannter »Mikrolunker« neigen. Unter »Mikrolunkern« werden feine Haarrisse im Gefüge verstanden, die nicht nur eine Undichtigkeit des Gusses gegen. einseitigen Dzuck von flüssigen oder gasförmigen Medien bedingen, sondern die auch infolge ihrer Kerbwirkung :die an sich bei gesundem Gefüge erreichbaren guten Festigkeitseigenschaften, insbesondere an hochbeanspruchten Stellen mit entsprechender Werkstoffanhäufung, unter Umständen wesentlich beeinträchtigen.. Man hat bisher versucht, dem Auftreten von Mikrolunkern durch reichere Verwendung von sogenannten Schreckplatten und sonstigen: Maßnahmen zur raschen Abkühlung der gefährdeten Gefügebereiche entgegenzuwirken; solche MaBna@h,-men sind aber irr .der Anwendung teuer und: auch technisch, schwierig zu beherrschen., und der Erfolg ist .häufig nur ein teilweiser. Die Erfindung betrifft Magnesiumlegierungen die dank ihrer Zusammensetzung die bisher bekannten Magnesiumgußlegierungen in bezug auf mechanische Festigkeit nicht nur erreichen:, sondern teilweise sogar -erheblich übertreffen., dabei aber die Neigung der bekannten Magnesiumgußlegierungen zur Bildung von Mikrolunkern nicht oder in nur sehr, viel geringerem Grade aufweisen. Die Legierungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie das Element Cer in Mengen von mindestens o, i % und -nicht mehr als etwa 2 % sowie Zink in Mengen: von wenigstens o,5 % und höchstens 12 %, vorzugsweise jedoch nicht mehr als 8 %, e" fi,alten.
• Neben diesen Metallen können in den, Legierungen solche Legierungsbildner enthalten sein, die auch bei Gegenwart der beiden vorstehend genannten Hauptlegierungsbildner in: den bezeichneten Mengen im Magnesium in festem Zustande löslich sind, .d. h. Mischkristalle bilden. Dies sind insbesondere Kadmium, Zinn und Silber. Die Menge dieser weiteren Legierungsbildner kann erfindungsgemäß bis zu io%, vorzugsweise jedoch nicht mehr als 4 %, betragen. Es wurde jedoch gefunden, daß die Gegenwart von Aluminium, wenngstens in Mengen von mehr als etwa i a/o, die günstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierungen auf Mg-Ce-Zn-Bas@is erheblich beeinträchtigen, so daß die Legierungen, erfindungsgemäß Aluminium als beabsichtigten Legierungsbestandteil nicht enthaften sollen.
• Ebenso wirkt die Gegenwart selbst geringster Mengen. Silizium sich ungünstig. auf die Eigenschaften der Legierungen aus; auch die Gegenwart von Antimon ist schädlich.. Dugiegen hat der normale Eisengehalt (etwa o,o5 °/o) des Magnesiums, den man bei den bisher bekannten Magnesiumlegierungen als unerwünscht hoch ansah und daher

  Legierung Zustand - Festigkeitseigenschaften

  Zugfestigkeit Dehnung 1 Streckgrenze

  Ce Zn Cd 1VIn oB kg/mm2 I a °/o a0,2 kg/--2

  - - - 0,3 Kokillenguß 14,4 7,4 3,9

  z - 0,5 - 0,3 - 1o,5 4,7 3,3

  3 o,25 0,5 - 0,3 - 19,o 20,0 6,o

  4 0,75 2,0 - 0,3 - 2o,4 17,6 8,1

  5 0,75 4,0 - 0,3 - 21,2 13,7 8,3

  6 0,75 6,0 - 0,3 - 2o,1 8,o 8,7

  7 1,0 2,0 - .0,3 - 19,3 12,9 7,9

  8 1,o 6,o - 0,3 - 22,3 11,0 8,9

  9 1,5 2,0 - o,5 - 17,6 7,0 7,5

  1o 1,5 6,o - 0,5 - 18,2 7,2 7,1

  11 1,0 2,0 - 0,5 Sandguß 22,5 1o,4 13,5

  12 0,75 5,o - 0,5 vergütet 25,5 5;0 18,3

  13 0.75 6,0 - 0,5 - 28,5 3,4 22,3

  14 0,75 4,0 4,0 0,5 .. 26,3 9,4 16,8

  Aus diesen Zahlen ist ersichtlich, daß die besten Festigkeitseigenschaften mit den geringeren Cer-Zusätzen erreicht werden; eine Erhöhung des Cerdurch Anwendung besonderer Verfahren zu verringern trachtete, bei den vorliegenden Legierungen nicht nur keine ungünstige Wirkung, sondern scheint sogar die Eigenschaften der Legierungen zu verbessern.
• Zum Zwecke der Verbesserung ihrer Korrosionsbeständigkeit werden die Legierungen gemäß Erfindung mit :dem üblichen Manganzusatz in Höhe von o,3 bis o,8, % versehen..
• Es wurde weiter gefunden, daß die Legierungen gemäß Erfindung durch entsprechende Wärmebehandlung eine sehr erhebliche weitere Verbesserung ihrer mechanischen Festigkeitseigenschaften erfahren. Die Wärmebehandlung besteht darin, daß die Legierungen, bei möglichst hohem Temperaturen, d. h!. möglichst nahe unter dem Solid uspunkt, mehrere Stunden geglüht und nach rascher Abkühlung, beispielsweise an der Luft, längere Zeit bei Temperaturen von 12o bis z5o° angelassen, werden. Für eine Legierung mit 0,75 % Cer und. 4% Zink hat sieh beispielsweise eine Glühung bei 5z5° während 5 Stunden, und ein Anlassen bei 175' während 2o Stunden als zweckmäßig erwiesen. Unter Umständen kann auch auf die homogenis4erende Glühung verzichtet und dieWärmebehandlung auf das Anlassen beschränkt werden, wobei allerdings die geschilderte Verbesserung der mechanischen Eigenschaften im allgemeinen wesentlich ,geringer ist.
• Im nachstehenden wird eine Anzahl von Legierungen gemäß Erfindung beispielsweise angegeben und ihre mechanischen Festigkeitseigenschaften mitgeteilt. Zum Vergleich sind die entsprechenden Werte zweier Legierungen: (Nr. i und' 2 der Tabelle) angegeben:, von denen die erste nur o,3 0/0 Mangan und die zweite nur o,3 % Mangan und o,5 % Zink enthält, die also beide frei von Cer sind. i gehaltes innerhalb der durch die Erfindung gezogenen Grenzen bewirkt aber eine noch vollständigere Unterdrückung der Bildung von. »:Mikrolunkern «, ein Erfolg, der in der vorstehenden Zahlenübersicht natürlich nicht zum Ausdruck kommen kann. Man hat es daher in der Hand:, durch entsprechende Bemessung des Cerzusatzes entweder auf ein Gefüge mit besonders guten Festigkeitseigenschaften oder aber auf ein besonders mikrolunkerfreies Gefüge hinzuarbeiten, wobei die Wahl zwischen beiden im wesentlichen von dem Bestimmungszweck der Gußstücke abhängt.
• Die Legierungen gemäß Erfindung eignen sich. nicht nur für die Herstellung von Formgußstücken, sondern zeigen gute Eigenschaften auch in verknetetem Zustande.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Legierungen des Magnesiums, insbesondere für die Herstellung von Formgußstücksn, gekennzeichnet durch nachstehende Zusammensetzurig: o, i bis 2% dies Elementes Cer, o,5 bis 12 %, vorzugsweise jedoch: nicht mehr als $ %, Zink, Rest Magnesium.
2. 2. Legierungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie daneben hoch 0,3 bis o,8 % Mangan enthalten.
3. 3. Magnes-iumlegierungen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer-.dein noch eines oder mehrere der Metalle Kad, mium, Zinn oder Silber' in Mengen von insgesamt bis zu io0/'o, vorzugsweise jedoch nicht mehr als etwa 4 0/0, enthalten. q.. Verfahren zur Wärmebehandlung der Legierungen ;nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen: bei Temperaturen nahe unterhalb des Soliduspunktes geglüht, dann abgekühlt und endlich bei Temperaturen. von i2o bis 25o° angelassen werden.