EP1027466A2 - SCHWEISSBARE, KORROSIONSBESTÄNDIGE AlMg-LEGIERUNGEN, INSBESONDERE FÜR DIE VERKEHRSTECHNIK - Google Patents

SCHWEISSBARE, KORROSIONSBESTÄNDIGE AlMg-LEGIERUNGEN, INSBESONDERE FÜR DIE VERKEHRSTECHNIK

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EP1027466A2 EP99952401A EP99952401A EP1027466A2 EP 1027466 A2 EP1027466 A2 EP 1027466A2 EP 99952401 A EP99952401 A EP 99952401A EP 99952401 A EP99952401 A EP 99952401A EP 1027466 A2 EP1027466 A2 EP 1027466A2
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Rainer Rauh
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Airbus Defence and Space GmbH
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Vereinigte Aluminium Werke AG
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Definitions

  • the invention relates to a weldable, corrosion-resistant aluminum-magnesium alloy, which contains a ternary aluminum-scandium-zirconium phase as an essential component.
  • a weldable, corrosion-resistant aluminum-magnesium alloy which contains a ternary aluminum-scandium-zirconium phase as an essential component.
  • Such an alloy is known, for example, from US Pat. No. 5,624,632 and, due to its low density, high strength and corrosion resistance, is of interest above all for applications in aviation.
  • dispersoids are produced in the aluminum-magnesium alloy, which according to the above-mentioned.
  • US patent produce higher strength and corrosion resistance.
  • the weldability of such an alloy the above-mentioned. No information can be found in US patent.
  • this new alloy has above all a significantly lower manganese content, surprisingly showing improved corrosion resistance, especially in the sensitized state of the parts made from this alloy, for example when cold-formed parts are exposed to an elevated temperature for a long time. be set. It is believed that these positive properties are mainly determined by the ratio of manganese to scandium. This shows an improved corrosion resistance with a ratio Mn: Sc ⁇ 2.
  • the titanium content in contrast to the known alloy, also contributes to the increase in strength, in addition to its effect as a refining agent, since titanium is the zirconium in the temporary Al-Sc-Zr phase can replace, but the solubility of titanium is lower than that of zirconium. It has also been shown that scandium can be replaced at least within certain limits by terbium or also by cerium. When replacing with terbium, however, a greater addition than that of the replaced scandium is required to achieve the same properties.
  • a particularly favorable alloy for land, sea or air vehicles contains at least 0.15% by weight of scandium.
  • the addition of lanthanides advantageously ranges between 0.05 and 0.35% by weight, this range relating to the overall mixture when using a lanthanide mixture.
  • the alloy tolerates up to 0.2% by weight of silicon impurities, above all the dynamic properties deteriorate.

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Abstract

Schweissbare, korrosionsbeständige Aluminium-Magnesium-Legierung bestehend zumindest aus 3-5 Gew.-% Magnesium (Mg), 0,05-0,15 Gew.-% Zirkonium (Zr), 0,05-0,12 Gew.-% Mangan (Mn), 0,01-0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,05-0,5 Gew.-% eines oder mehrerer Elemente der Scandiumgruppe und/oder Terbium (Tb), wobei zumindest Scandium enthalten ist, sowie Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen mit max. 0,2 Gew.-% Silizium (Si).

Description

Schweißbare, korrosionsbeständige AlMg-Legierungen, insbesondere für die Verkehrstechnik
Die Erfindung betrifft eine schweißbare, korrosionsbeständige Aluminium-Magnesium-Legierung, welche als wesentliche Komponente eine ternäre Aluminium-Scandium-Zirkonium-Phase enthält. Eine derartige Legierung ist beispielsweise aus der US 5,624,632 bekannt und ist aufgrund ihrer geringen Dichte, hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit vor allem für Anwendungen in der Luftfahrt von Interesse. Durch Zugabe von Elementen der seltenen Erden oder den seltenen Erden ähnlichen Elementen werden in der Aluminium-Magnesium-Legierung Dispersoide erzeugt, die gemäß dem o. g. US-Patent eine höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erzeugen. Hinsichtlich der Schweißbarkeit einer derartigen Legierung kann dem o. g. US-Patent keine Angabe entnommen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine schweißbare, korrosionsbeständige Aluminium- Magnesium-Legierung zu schaffen, welche hinsichtlich Festigkeit und Korrosionsverhalten der bekannten Legierung zumindest nicht nachsteht und zusätzlich zu einer guten Schweißbarkeit, eine hohe Rekristallisationsschwelle aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine Aluminium- Magnesium-Legierung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Diese neue Legierung weist gegenüber der bekannten Legierung vor allem einen deutlich niedrigeren Mangananteil auf, wobei sich überraschenderweise eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit, vor allem im sensibilisierten Zustand der aus dieser Legierung hergestellten Teile zeigte, also beispielsweise, wenn kaltverformte Teile über längere Zeit einer erhöhten Temperatur aus- gesetzt werden. Es wird vermutet, daß diese positiven Eigenschaften vor allem durch das Verhältnis von Mangan zu Scandium bestimmt werden. So zeigt sich eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit bei einem Verhältnis Mn : Sc < 2. Auch der im Unterschied zur bekannten Legierung enthaltene Titananteil trägt, zusätzlich zur Wirkung als Komfeinungsmittel, zur Festigkeitserhöhung bei, da Titan das Zirkonium in der temären Al-Sc-Zr-Phase ersetzen kann, wobei die Löslichkeit von Titan jedoch niedriger als von Zirkonium ist. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß Scandium zumindest in gewissen Grenzen durch Terbium oder auch durch Cer ersetzt werden kann. Beim Ersatz durch Terbium ist jedoch zur Erzielung gleichbleibender Eigenschaften eine größere Zugabe als die des ersetzten Scandiums erforderlich.
Eine für Land-, See- oder Luftfahrzeuge besondere günstige Legierung enthält zumindest 0, 15 Gew.-% Scandium. Die Zugabe von Lanthaniden bewegt sich vorteilhafterweise in einem Gew.-%- Bereich zwischen 0,05 und 0,35, wobei sich dieser Bereich bei Verwendung eines Lanthaniden- gemisches auf das Gesamtgemisch bezieht. Die Legierung verträgt Verunreinigungen an Silizium bis zu 0,2 Gew.-%, darüber verschlechtern sich vornehmlich die dynamischen Eigenschaften.

Claims

Patentansprüche
1. Schweißbare, korrosionsbeständige Aluminium-Magnesium-Legierung bestehend zumindest aus 3 - 5 Gew.-% Magnesium (Mg), 0,05 - 0,15 Gew.-% Zirkonium (Zr), 0,05 - 0, 12 Gew.-% Mangan (Mn), 0,01 - 0,2 Gew.-% Titan (Ti), 0,05 - 0,5 Gew.-% eines oder mehrere Elemente der Scandiumgruppe und/oder Terbium (Tb) wobei zumindest Scandium enthalten ist, sowie Aluminium und unvermeidbare Verunreinigungen mit max. 0,2 Gew.-% Silizium (Si).
2. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anteile von Mangan zu Scandium kleiner als zwei ist.
3. AlMg-Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest 0, 15 Gew.-% Scandium (Sc) enthalten ist.
4. AlMg-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 0,05 - 0,35 Gew.-% eines oder mehrerer Elemente der Lanthaniden, insbesondere Cer (Ce), Neodym (Nd), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho) oder Erbium (Er) enthalten ist.
5. Geschweißtes, gewalztes, stranggepreßtes oder geschmiedetes Bauteil für ein Luftfahrzeug, insbesondere für einen Flugzeugrumpf, für ein Seefahrzeug oder für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer AlMg-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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