ES2447592T3

ES2447592T3 - Aleaciones de magnesio que contienen tierras raras

Info

Publication number: ES2447592T3
Application number: ES09759968.2T
Authority: ES
Inventors: Paul Lyon; Ismet Syed; Antony James Boden; Kenneth Savage
Original assignee: Magnesium Elektron Ltd
Current assignee: Magnesium Elektron Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: MX2011003293A; CA2738973A1; AU2009299656A1; CN102187004A; US9017604B2; IL211949A; BRPI0919523B1; CN102187004B; RU2513323C2; WO2010038016A1; EP2350330B1; EP2350330A1; PL2350330T3; BRPI0919523A2; US20110229365A1; JP2012504186A; IL211949A0; CA2738973C; JP5814122B2; DK2350330T3

Abstract

Una aleación de magnesio adecuada para uso como aleación de forjado, que consiste en: Y: 2,0 - 6,0% en peso, Nd: 0,05 - 4,0% en peso, Gd: 0 - 1,0% en peso, Dy: 0 - 1,0% en peso, Er: 0 - 1,0% en peso, Zr: 0,05 - 1,0% en peso, Zn + Mn: < 0,11% en peso, Yb: 0 - 0,02% en peso, Sm: 0 - 0,04% en peso, Al: < 0,3% en peso, Li: < 0,2% en peso, cada uno de Ce, La, Zn, Fe, Si, Cu, Ag y Cd, individualmente: 0 - 0,06% en peso, Ni: 0 - 0,003% en peso, opcionalmente, tierras raras y tierras raras pesadas distintas de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0,5% en peso, siendo el resto magnesio e impurezas ocasionales hasta un total de 0,3% en peso, en donde el contenido total de Gd, Dy y Er está en el intervalo de 0,3% - 1,0% en peso, y en donde la aleación presenta una velocidad de corrosión, medida de acuerdo con la norma ASTM B117, menor 20 que 30 mpy cuando es forjada.

Description

Aleaciones de magnesio que contienen tierras raras

La presente invencion se refiere a unas aleaciones de magnesio que contienen tierras raras que poseen una elaborabilidad y/o una ductilidad mejoradas, particularmente cuando son forjadas, mientras que conservan una 5 buena resistencia a la corrosion.

Las tierras raras se pueden dividir segun su masa entre tierras raras ("RE" - definidas en esta memoria como Y, La, Ce, Pr y Nd) y tierras raras pesadas ("HRE" - definidas en esta memoria como los elementos con numeros atomicos comprendidos entre 62 y 71, es decir, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu). A menudo se las refiere colectivamente como RE/HRE. Por la patente GB-A-2095288, por ejemplo, se sabe que la presencia de RE/HRE

10 proporciona aleaciones de magnesio con unas buenas resistencia mecanica y resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas.

Estan disponibles comercialmente aleaciones de magnesio - itrio - neodimio - tierras raras pesadas - circonio (Mg-Y-Nd-HRE-Zr). Los ejemplos incluyen las disponibles en la actualidad bajo las marcas comerciales Elektron WE43 y Elektron WE54 (referidas en lo sucesivo como "WE43" y "WE54", respectivamente). Las WE43 y WE54 se disefan

15 para su uso desde la temperatura ambiente hasta 300DC, y se sabe que estas aleaciones se pueden usar tanto en forma de moldeo como de forjado. Su composicion quimica, segun se define mediante la norma ASTM B107/B 107M06, se muestra a continuacion en la Tabla 1 (tomada de la norma ASTM B107/B). Estas aleaciones conocidas por WE43 y WE54 se referiran colectivamente en lo sucesivo como "aleaciones del tipo WE43".

�

AleacionB Composicion,: tras impure asc totales 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30

tras impure as, por separado: 0,01 0,2

Cinc: 0,6-1,4 0,50-1,5 0,40-1,5 0,20-0,8 0,20 3,5-4,5 4,8-6,2

Circonio min.: 0,40-1,0 0,40-1,0 0,45 0,45

Ctrio: 3,7-4,3 4,75-5,5

Silicio: 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,01

Tierras raras: 1,9 E 2,0 E

Niquel: 0,005 0,03 0,005 0,005 0,01 0,005 0,005

Neodimio: 2,0-2,5 1,5-2,0

Manganeso: 0,20-1,0 0,15-1,0D 0,15-0,5 0,12-0,5 1,2-2,0 0,03 0,03

Litio: 0,2 0,2

Hierro: 0,005 0,005 0,005 0,010

Cobre: 0,05 0,10 0,05 0,05 0,05 0,02 0,03

Calcio: 0,04 0,30

Aluminio: 2,5-3,5 2,4-3,6 5,8-7,2 7,8-9,2

Magnesio: Resto Resto Resto Resto Resto Resto Resto Resto Resto

ASTM ND: AZ31B AZ31C AZ61A AZ80A M1A WE43B WE54A Z�40A Z�60A

�NS ND: M11311 M11312 M11610 M11800 M15100 M18432 M18410 M16400 M16600

A Los limites se e�presan en ma�imo porcentaje en peso, salvo que se muestren como un intervalo o se estable can de otra manera.B Estas designaciones de aleacion se establecieron de acuerdo con la Practica B275 (v ase tambi n la Practica E527).

Cncluye los elementos listados para los que no se muestra un limite especifico.D No se necesita satisfacer el limite minimo de manganeso si el contenido de hierro es 0,005 o menos. E tras tierras raras seran principalmente tierras raras pesadas, por ejemplo, gadolinio, disprosio, erbio e iterbio.

tras tierras raras se derivan del itrio, tipicamente 80 de itrio y 20 de tierras raras pesadas.

En la WE43B, el contenido de cinc � plata no debe superar 0,20 .

Para estas aleaciones del tipo WE43, las propiedades mecanicas beneficiosas de buenas resistencia mecanica y resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas se consiguen principalmente a trav s del mecanismo de endurecimiento por precipitacion provocado por la presencia de elementos tales como el itrio y el neodimio, que crean precipitados de refuer o en el interior de la aleacion. Las HRE tambi n estan presentes en estos precipitados de refuer o, que son compuestos de Mg-Y-(HRE)-Nd (ref. ing, Lyon, Savage. 59a World Magnesium Conference, Montreal, mayo 2002). Segun la patente GB-A-2095288, el contenido de HRE de este tipo de aleacion debe ser < 40 del contenido de itrio. Aunque en la aleacion descrita se puede usar Y puro, con el fin de reducir el coste de la aleacion se afirma que se puede usar una materia prima de pure a inferior, a condicion de que el contenido de Y sea al menos 60 . En este documento no se reconoce la importancia de las HRE en particular, y se advierte tambi n que en los ejemplos especificos se fomenta el uso del Cd. Por otra parte, �ing et al. (ref. ing, Lyon, Savage. 59a World Magnesium Conference, Montreal, mayo 2002) afirman que la relacion de Y/otras RE (siendo el componente RE principalmente HRE) debe ser tipicamente 80/20. Esta misma referencia tambi n ensefa que, mientras que el componente HRE de las aleaciones del tipo WE43 es beneficioso desde el punto de vista del rendimiento a la fluencia, las adiciones elevadas de RE, tales como Ce y La (es decir, del orden de 0,5 en peso) pueden ser perjudiciales para las propiedades de traccion de la aleacion.

Con un contenido de Y de apro� imadamente 4 , las aleaciones del tipo WE43 incluyen tipicamente alrededor de 1 de HRE, que pueden contener Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb y Lu y otras RE, tales como La, Ce y Pr (ref. ing, Lyon, Savage. 59a World Magnesium Conference, Montreal, mayo de 2002). En la bibliografia no se especifica la concentracion de cada uno de estos elementos por separado, simplemente se afirma que "otras tierras raras seran principalmente tierras raras pesadas, por ejemplo Gd, Dy, Er, Yb" (Ref. norma ASTM B107/B 107M06), o se hace referencia a "Nd y otras tierras raras pesadas" (ref. norma BSC 3116:2007). Aunque estas hojas de datos publicadas para las aleaciones del tipo WE43 sugieren que los niveles de estas "otras tierras raras" pueden ser bastante bajos, en la practica, la concentracion total en tales aleaciones comerciales es de alrededor de 20 del total de las HRE mas el Y presente (ref. Tabla 1, nota E a pie de pagina). Asi que para una aleacion WE43 que contiene 4 de Y debe haber alrededor de 1 de "otras tierras raras". Dentro de esta cantidad de otras tierras raras, las HRE distintas de Gd, Dy, Er, Yb y Sm generalmente son apro� imadamente 10 -30 del contenido total de Gd, Dy, Er, Yb y Sm en la aleacion.

Las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr, tales como las aleaciones del tipo WE43, se disefaron para aplicaciones a temperaturas elevadas (ref. J. Becker, pag. 15-28, Magnesium alloys and applications proceedings, 1998, editado por B.L. Mordike). Los precipitados de refuer o que contienen Y/HRE y Nd son estables a temperatura elevada y contribuyen a un buen rendimiento de traccion y fluencia. Si bien esta resistencia y estabilidad es beneficiosa para las aplicaciones a temperaturas elevadas, esta misma caracteristica puede ser perjudicial durante las operaciones de conformado (forjado). Esto esta relacionado con las aleaciones que tienen una capacidad de conformado y una ductilidad limitadas. A consecuencia de ello, para minimi ar el agrietamiento es necesario emplear altas temperaturas de elaboracion y bajas velocidades de reduccion (durante las operaciones de conformado en caliente). Esto eleva los costes de produccion y tiende a altas tasas de recortes.

Se ha descubierto que mediante la seleccion y el control de ciertos tipos de RE/HRE, dentro de las aleaciones del tipo Mg-Y-Nd-HRE-Zr, se pueden conseguir beneficios inesperados en la elaborabilidad y/o la ductilidad del material, en particular cuando es forjado, mientras que se conserva una buena resistencia a la corrosion, sin necesidad de ningun tratamiento t rmico especial de la aleacion.

Especificamente, en las aleaciones del tipo WE43 se ha encontrado que la presencia de las tierras raras pesadas Gd, Dy y Er mejora la elaborabilidad y/o la ductilidad de la aleacion, mientras que la presencia de otras tierras raras, en particular el Yb, y en menor medida el Sm, tiende a actuar en contra de esta mejora.

�n trabajo adicional conduce a la investigacion del comportamiento de las aleaciones de magnesio que contienen itrio-neodimio estrechamente relacionadas, y sorprendentemente se ha encontrado que las mejoras de la elaborabilidad y/o la ductilidad mencionadas anteriormente tambi n se pueden encontrar en algunas de estas aleaciones, incluso cuando el Nd esta casi completamente ausente.

En la patente S� 1360223, se describen aleaciones a base de magnesio que contienen tierras raras que tienen mejores resistencia mecanica y resistencia a la corrosion a largo pla o por la incorporacion esencial en su interior de 0,1-2,5 en peso de Zn y 0,01-0,05 en peso de Mn. Los intervalos indicados para el Y, el Gd y el Nd son amplios y no se reconoce la importancia del contenido de Gd en relacion con la cantidad de Y en la aleacion. Tampoco se reconoce la influencia de otras HRE. Tambi n es evidente que la aleacion descrita esta destinada unicamente a aplicaciones de moldeo y se ha tratado t rmicamente (T61).

Muchos documentos de la t cnica anterior, tales como la patente de EE.��. 6495267, se refieren al uso de aleaciones del tipo WE43, sin hacer mencion alguna a la importancia de ciertas HRE individuales. En la patente japonesa 9-104955, por ejemplo, se describe el tratamiento t rmico de las aleaciones del tipo WE43 con el fin de mejorar la ductilidad de la aleacion. Debido al procedimiento de fabricacion usado para producir este tipo de aleacion comercial, la cantidad de HRE presente invariablemente es apro� imadamente 25 del contenido de Y de la aleacion. Por otra parte, ademas del Gd, Dy y Er, estan presentes en cantidades variables tierras raras no especificadas, y en particular el Yb esta presente en una cantidad de al menos 0,02 en peso. Al contrario de la presente invencion, se describe que la mejora de la ductilidad que se afirmo haber obtenido se ha conseguido mediante un tratamiento t rmico especial, que inevitablemente aumenta los costes de produccion, en lugar de a trav s del control de la composicion de la aleacion.

La presente invencion pretende proporcionar aleaciones mejoradas respecto a las aleaciones del tipo WE43, desde el punto de vista de su elaborabilidad y/o ductilidad, mientras que al mismo tiempo conservan igualmente una buena resistencia a la corrosion. Esto ultimo se consigue mediante el control cuidadoso de las impure as que se sabe que provocan corrosion, particularmente el hierro, el niquel y el cobre, y tambi n de los elementos de aleacion que se ha encontrado que son perjudiciales para el comportamiento de las presentes aleaciones ante la corrosion, tales como el Zn y el Mn. Entre los componentes de aleacion que afectan al comportamiento ante la corrosion de la aleacion de la presente invencion hay diversas interacciones, pero ese comportamiento no debe ser peor que el de las aleaciones del tipo WE43. Al usar el ensayo en niebla salina de la norma ASTM B117, las aleaciones de la presente invencion deben presentar una velocidad de corrosion menor que 30 mpy.

Desde el punto de vista de sus propiedades mecanicas, y con el fin de equipararse con el rendimiento de las aleaciones del tipo WE43, las aleaciones de la presente invencion cuando se pretenden usar como aleaciones de forjado deben tener las siguientes caracteristicas, medidas en un estado de reci n e truido a temperatura ambiente bajo las condiciones descritas en los ejemplos siguientes:

YS al 0,2 > 190 MPa, �TS > 280 MPa, Alargamiento > 23 .

Sin embargo, para algunas aplicaciones, las aleaciones de la presente invencion pueden no necesitar unas propiedades mecanicas tan elevadas, y bien pueden ser suficientes valores inferiores tales como los definidos mediante la norma ASTM B107/B 107M-07, o incluso los siguientes:

YS al 0,2 > 150 MPa, �TS > 240 MPa, Alargamiento > 20 .

Ademas de las aplicaciones de forjado, como sucede con las aleaciones del tipo WE43, las aleaciones de la presente invencion tambi n son utiles como aleaciones de moldeo.

Desde luego, cualquier elaboracion posterior de tales aleaciones de moldeo, tal como el tratamiento t rmico, tiene un efecto significativo sobre la elaborabilidad y la ductilidad del material final, y por lo general la reduccion de las propiedades de traccion solo se pone de manifiesto despu s de tal elaboracion. El material en la condicion , es decir, de reci n e� truido sin ningun tratamiento t rmico adicional, puede contener particulas de un tamafo tal que pueden provocar la reduccion de las propiedades de traccion del material, en particular durante la elaboracion posterior. Para las aleaciones de la presente invencion se ha encontrado que la mejora de la elaborabilidad y/o la ductilidad se vuelve mas notable cuando es menor que 3 , y particularmente menor que 1,5 , el porcentaje de superficie de tales particulas que se forman, bien en la aleacion de moldeo cuando esta en la condicion T4 o T6, o bien en el material forjado en la condicion o envejecido (T5) o despu s de cualquier otra elaboracion, las cuales son facilmente detectables mediante microscopia optica, es decir, que tienen un tamafo medio en el intervalo de apro� imadamente 1 a 15 !m. Estas particulas resolubles opticamente tienden a ser fragiles, y aunque se puede reducir su presencia a trav s de un tratamiento t rmico apropiado, es claramente preferible que su formacion se pueda controlar mediante el ajuste de la composicion de la aleacion. Preferiblemente, el porcentaje de superficie de las particulas que tienen un tamafo medio mayor que 1 y menor que 7 !m es menor que 3 .

Es importante destacar que la formacion de estas particulas no depende necesariamente de las cantidades especificas de Yb y/o Sm presentes. Para el material en la condicion se ha encontrado que la presencia de estas particulas esta a menudo relacionada con la proporcion relativa de RE/HRE al Gd, Dy y Er, y no solo con las cantidades de Yb y Sm en la aleacion. Para muchas aleaciones el total de tierras raras (e� cluidos el Y y el Nd) distintas del Gd, Dy y Er, debe ser menor que 20 , preferiblemente menor que 13 y mas preferiblemente menor que 5 , del peso total de Gd, Dy y Er.

En las aleaciones de la presente invencion el contenido ma imo de las HRE mas desfavorables, Yb y Sm, depende hasta cierto punto de la composicion particular de la aleacion, pero generalmente las propiedades de traccion del material forjado no se reducen significativamente si el contenido de Yb no es mayor que 0,02 en peso y el contenido de Sm no es mayor que 0,04 en peso. Preferiblemente, el contenido de Yb es menor que 0,01 en peso y el contenido de Sm es menor que 0,02 en peso.

Para las aplicaciones de forjado de acuerdo con la presente invencion se proporciona una aleacion de magnesio que consiste en:

Y: 2,0 - 6,0 en peso, Nd: 0,05 - 4,0 en peso, Gd: 0 - 1,0 en peso,

Dy: 0 - 1,0 en peso, Er: 0 - 1,0 en peso, Zr: 0,05 - 1,0 en peso, Zn �Mn: < 0,11 en peso, Yb: 0 - 0,02 en peso, Sm: 0 - 0,04 en peso, Al: < 0,3 en peso, Li: < 0,2 en peso, cada uno de Ce, La, Zn, e, Si, Cu, Ag y Cd, individualmente: 0 - 0,06 en peso, Ni: 0 - 0,003 en peso,

opcionalmente, tierras raras y tierras raras pesadas distintas de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0,5 en peso, y

siendo el resto magnesio e impure as ocasionales hasta un total de 0,3 en peso,

en donde el contenido total de Gd, Dy y Er esta en el intervalo de 0,3 -1,0 en peso, y

en donde la aleacion presenta una velocidad de corrosion, medida de acuerdo con la norma ASTM B117, menor que 30 mpy cuando es forjada.

Para las aplicaciones de moldeo de acuerdo con la presente invencion se proporciona una aleacion de magnesio que consiste en:

Y: 2,0 - 6,0 en peso, Nd: 0,05 - 4,0 en peso, Gd: 0 - 1,0 en peso, Dy: 0 - 1,0 en peso, Er: 0 - 1,0 en peso, Zr: 0,05 - 1,0 en peso, Zn �Mn: < 0,11 en peso, Yb: 0 - 0,01 en peso, Sm: 0 - 0,04 en peso, Al: < 0,3 en peso, Li: < 0,2 en peso, cada uno de Ce, La, Zn, e, Si, Cu, Ag y Cd, individualmente: 0 - 0,06 en peso, Ni: 0 - 0,003 en peso,

siendo el resto magnesio e impure as ocasionales hasta un total de 0,3 en peso,

en donde, cuando se moldea y cuando la aleacion esta en la condicion T4 o T6, el porcentaje de superficie de cualquiera de las particulas precipitadas que tienen un tamafo medio de particula entre 1 y 15 !m es menor que 3 .

Preferiblemente, la aleacion de moldeo presenta una velocidad de corrosion, medida de acuerdo con la norma ASTM B117, menor que 30 mpy.

La presente invencion se describe ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La igura 1 es una grafica que muestra el efecto de unos elementos de aleacion sobre la temperatura de recristali acion del magnesio (tomada de la ultima referencia mencionada Rokhlin 2003),

las iguras 2A y 2C muestran las microestructuras de dos muestras fabricadas a partir de aleaciones del tipo WE43 despu s de e� trusion a 450DC, siendo la composicion de las aleaciones las de las muestras 1a y 1b de la siguiente Tabla 3, respectivamente,

las iguras 2B y 2D muestran las microestructuras de dos muestras fabricadas a partir de aleaciones de magnesio de la presente invencion despu s de e� trusion a 450DC, siendo la composicion de las aleaciones las de las muestras 3d y 3a de la siguiente Tabla 3, respectivamente,

la igura 3 muestra la microestructura de una muestra de una aleacion comercial de forjado del tipo WE43, que se ha fracturado bajo carga a traccion, que revela en dos onas unas grietas que se asocian con la presencia de particulas fragiles en las mismas, las iguras 4A y 4B son unas micrografias de dos muestras de aleaciones de moldeo en arena en la condicion T4, siendo sus composiciones las de las muestras C y D de la siguiente Tabla 3, respectivamente.

�n mecanismo importante en cuanto a la elaborabilidad es la recristali acion. La recristali acion es la capacidad de formar granos nuevos no sometidos a esfuer o y es beneficiosa para la recuperacion de la ductilidad del material que se ha sometido a esfuer o (por ejemplo, pero no limitado a ellos, e trusion, laminacion y estirado). La recristali acion permite que el material se vuelva a someter a esfuer o para conseguir una deformacion adicional. A menudo, la recristali acion se consigue calentando la aleacion (recocido) entre las etapas de elaboracion.

Si se puede reducir la temperatura a la que tiene lugar la recristali acion o el tiempo necesario para completar la recristali acion, entonces se puede reducir el numero y/o la duracion de las etapas de recocido a temperatura elevada, y se puede mejorar la conformacion (elaboracion) del material.

Es bien reconocido que uno de los factores que afectan a la recristali acion es la pure a del material (ref. Modern Physical Metallurgy -RE Smallman, tercera edicion, pag. 393), siendo un ejemplo de ello el efecto del contenido de cobre en las aleaciones de aluminio en comparacion con el aluminio refinado (purificado) por fusion por onas.

Por lo tanto, se puede esperar que la mejora de la pure a de las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr, mediante, por ejemplo, la reduccion de los niveles de RE/HRE, redu ca la temperatura de recristali acion de las aleaciones. De hecho, para las aleaciones de magnesio que contienen RE, se ha informado (L.L. Rokhlin "Magnesium alloys containing RE metals", Taylor & rancis, 2003, pag. 143) que las RE aumentan la temperatura de recristali acion de tales aleaciones. Este hecho esta relacionado -segun Rokhlin y otro investigador Drits-con la mayor energia de activacion de la recristali acion. Por otra parte, Rokhlin (pag. 144) observo que la temperatura de recristali acion aumenta en correspondencia con la solubilidad de la RE en el magnesio; es decir, cuanto mas soluble es la RE, tanto mayor es la temperatura de recristali acion. �na e cepcion se presenta con las pequefas adiciones de RE, en donde la temperatura de recristali acion no es afectada (a saber, por debajo de apro� imadamente 0,05 en porcentaje atomico de acuerdo con la igura 1 adjunta).

Lorimer (Materials Science orum, vol. 488-489, 2005, pag. 99-102) propone que en las aleaciones del tipo WE43 la recristali acion se puede producir en las particulas de segunda fase y que la nucleacion estimulada por particulas (PSN, siglas del ingl s "Particle Stimulated Nucleation") es uno de los mecanismos de recristali acion.

A partir de lo anterior se puede concluir que la orientacion de la ensefan a para las aleaciones del tipo Mg-Y-NdHRE-Zr es que, mientras que la generacion de particulas de HRE/RE puede ser beneficiosa para la recristali acion, el aumento del contenido de RE/HRE (particularmente de RE/HRE solubles) por encima de apro� imadamente 0,05 , en peso atomico, aumenta la temperatura de recristali acion.

Sin embargo, al contrario de esa ensefan a, sorprendentemente se ha encontrado que en las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr se puede mejorar el comportamiento de recristali acion durante el tratamiento t rmico mediante el control de las HRE presentes, a pesar de que su contenido en la aleacion sea significativo. En otras palabras, el comportamiento de recristali acion de la aleacion de la presente invencion se puede mejorar por medio del control de la composicion, en lugar de mediante el uso de una elaboracion especial, es decir, para la recristali acion es suficiente un tratamiento t rmico a una temperatura inferior y/o se necesita menos tiempo para la completa recristali acion que con las aleaciones del tipo WE43. De este modo, el uso de la aleacion de magnesio de la invencion es ventajoso desde el punto de vista de la elaborabilidad y es mas economico desde el punto de vista de la reduccion del tiempo de elaboracion y la reduccion de recortes, y tambi n puede mejorar las propiedades mecanicas y de corrosion de la aleacion.

El e amen de las microestructuras de las aleaciones de magnesio de la invencion y de las aleaciones del tipo WE43 revela que despu s de varias etapas de deformacion y tratamientos t rmicos intermedios posteriores hubo significativamente menos y mas pequefos precipitados fragiles (particulas resolubles opticamente) en las aleaciones de magnesio de la invencion que en las aleaciones del tipo WE43 trabajadas e actamente de la misma manera. En otras palabras, la seleccion del tipo y la cantidad de RE y HRE presentes en las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr ha conducido sorprendentemente a una mejora de la conformabilidad de las aleaciones.

Aunque en estas aleaciones pueden surgir particulas a partir de las interacciones de cualquiera de sus elementos constitutivos, para esta invencion son de particular inter s aquellas particulas que se forman a partir de las HRE/RE constituyentes. Las aleaciones del tipo WE43 tipicamente contienen 1 de HRE, que pueden consistir en Gd, Dy, Er, Yb, Eu, Tb, Ho y Lu y otras RE, tales como La, Ce y Pr. Se ha descubierto que mediante la eliminacion selectiva de las RE y HRE de una aleacion del tipo WE43, sin reducir el contenido global de HRE de la aleacion, se reduce la aparicion y el tamafo de tales particulas. Por consiguiente, se puede mejorar la ductilidad de la aleacion y se puede reducir su temperatura de recristali acion y/o el tiempo de recristali acion, sin afectar significativamente de manera adversa a las propiedades de traccion y ante la corrosion de la aleacion, ofreciendo de este modo la oportunidad de mejorar los procedimientos de conformacion aplicados a la aleacion. Ademas, se ha encontrado que, mediante el control de los componentes de las HRE, cualquier crecimiento del grano de la aleacion provocado por estos componentes no es suficientemente significativo como para tener un efecto perjudicial sobre las propiedades de traccion de la aleacion de la presente invencion.

Como se sefalo anteriormente, el Y y el Nd son los elementos que mejoran la resistencia de las aleaciones a las que se refiere la presente invencion, mediante el mecanismo de endurecimiento por precipitacion. Esto se basa en el 5 hecho de que estos componentes de la aleacion estan en un estado de sobresaturacion y, posteriormente, se pueden retirar de la solucion de manera controlada durante el envejecido (tipicamente a temperaturas en el intervalo de 200-250°C). Los precipitados para refuer o deseados son de pequefo tamafo y estos precipitados de refuer o no se pueden resolver mediante microscopia optica. En el moldeo y elaboracion de las aleaciones que tambi n contienen suficiente Nd, tambi n se generan precipitados adicionales que son de grano grueso y se observan

10 facilmente en forma de particulas mediante microscopia optica. Normalmente, estas particulas son ricas en Nd y tienen un tamafo medio menor que 15 !m y generalmente hasta apro� imadamente 10 !m (v ase la igura 2B adjunta). Estas particulas gruesas son fragiles, y reducen la conformabilidad y la ductilidad del material, como se ilustra en la igura 3 adjunta. Tipicamente, una particula rica en Nd tiene una composicion porcentual de Nd mayor que la composicion porcentual de cualquier otro elemento de la particula.

15 La presente invencion pretende reducir la aparicion de tales particulas gruesas mediante el control de los componentes de la aleacion que se ha encontrado que provocan que se formen estas particulas. En el curso del e� amen de las causas de estas particulas indeseables se ha encontrado una cone� ion inesperada con la solubilidad de estos elementos de aleacion.

La solubilidad de las RE/HRE en el magnesio varia considerablemente (v ase la siguiente Tabla 2).

20 2�

Numero atomico: Elemento Solubilidad en estado solido a varias temperaturas ( en peso)

200°C: 400°C 500°C

68: Er 16 23 28

66: Dy 10 17,8 22,5

64: Gd 3,8 11,5 19,2

70: Yb 2,5 4,8 8

62: Sm 0,4 1,8 4,3

58: Ce 0,04 0,08 0,26

59: Pr 0,01 0,2 0,6

60: Nd 0,08 0,7 2,2

57: La - 0,01 0,03

(Ref. L.L. Rokhlin, "Magnesium alloys containing RE metals", Taylor & rancis, 2003, pag. 18-64).

A partir de la consideracion de los datos de cada HRE/RE de la Tabla 2 y el analisis tipico de las aleaciones del tipo WE43, un e� perto en la t cnica tal ve espere que el volumen de particulas gruesas presentes en tales aleaciones

25 est principalmente relacionado con el contenido de Nd en la aleacion debido a la baja solubilidad en estado solido de este elemento.

Sin embargo, se ha descubierto que limitando la eleccion de los componentes de las RE/HRE al Gd, Dy o Er, o a una me cla de estos tres elementos, se reduce significativamente el volumen de particulas gruesas ricas en Nd. (V anse las iguras adjuntas 2A en comparacion con la 2B). Esto es inesperado, particularmente cuando se

30 considera que debido a la solubilidad de otras RE/HRE, tales como el Yb y el Sm, seria de esperar que aquellos elementos se mantengan en solucion y no contribuyan a la formacion de particulas gruesas. Solo el La es insoluble en el intervalo de las composiciones e� aminadas, y su cantidad es muy pequefa. La eliminacion de estas RE/HRE y su sustitucion por Gd y/o Dy y/o Er no se espera que, por si mismas, supongan una diferencia sustancial en la cantidad de particulas gruesas.

35 Por otra parte, a partir de los datos de solubilidad de la Tabla 2 se hubiera esperado que fueran similares los efectos respectivos de la presencia del Gd y el Yb en la aleacion. En la practica sorprendentemente se ha encontrado que, mientras que el Gd puede estar presente en una cantidad de hasta 1,0 en peso, en las aleaciones de forjado el Yb no debe estar presente en una cantidad mayor que apro imadamente 0,02 en peso, mientras que en las aleaciones de moldeo el Yb debe ser menor que apro� imadamente 0,01 en peso, de lo contrario la ductilidad de la

40 aleacion se reduce seriamente. Para el Sm, el nivel ma imo es de apro� imadamente 0,04 en peso, tanto para las aleaciones de forjado como para las de moldeo. Tambi n se ha encontrado que las HRE favorables, Gd, Dy y Er, se comportan similarmente a las aleaciones de la invencion en lo que respecta a su efecto sobre la conformabilidad y la ductilidad de las aleaciones, y que, por lo tanto, estas HRE son esencialmente intercambiables.

tra caracteristica notable de las aleaciones del tipo WE43 es su resistencia a la corrosion. Es bien sabido que la corrosion usual de las aleaciones de magnesio es afectada por contaminantes tales como el hierro, el niquel, el cobre y el cobalto (J Hillis, Corrosion, cap. 7.2, pag. 470. Magnesium Technology, 2006, Editado por Mordike). Esto es debido a la gran diferencia de potencial electronico entre estos elementos y el magnesio. En ambientes corrosivos se producen microceldas galvanicas, las cuales conducen a la corrosion.

Se ha comentado que la adicion de RE al magnesio tiene un cierto efecto sobre la corrosion de las aleaciones binarias. Se ha comentado que los altos niveles (varios en peso) de elementos tales como el La, el Ce y el Pr, son perjudiciales para el rendimiento ante la corrosion. Rohklin manifiesta (L.L. Rokhlin, Magnesium alloys containing RE metals, Taylor & rancis, 2003, pag. 205) que con "pequefos contenidos" (no definidos), se pueden observar velocidades de corrosion menores que en las aleaciones a base de magnesio a las que se afadieron. Sin embargo, no parece haber ninguna ensefan a clara en cuanto al efecto que produce el cambio de pequefas cantidades de RE/HRE (en la region de esta solicitud de patente) sobre el rendimiento ante la corrosion de las aleaciones de magnesio.

Sorprendentemente, se ha encontrado que, mediante la seleccion del contenido de RE/HRE en las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr, se puede mejorar el rendimiento ante la corrosion de las presentes aleaciones; para algunas por un factor de apro� imadamente cuatro. Se ha encontrado que esto se produce sin reducir el contenido global total de RE/HRE en estas aleaciones.

La presente invencion consigue las ventajas descritas anteriormente mediante el control de las HRE/RE desfavorables, en particular el Yb, y de las HRE favorables, a saber, el Gd y/o el Dy y/o el Er. Este descubrimiento no se esperaria a partir de las ensefan as de Rokhlin (un investigador de hace unas cinco d cadas de reconocido prestigio en la tecnologia del magnesio con especial nfasis en las aleaciones de Mg-RE), Por lo cual se afirmo que los niveles bajos de RE/HRE no afectan a la temperatura de recristali acion del magnesio, a menos que los niveles sean comparativamente altos, y se encontro que las RE mas solubles tenian tendencia a aumentar la temperatura de recristali acion, (ref. L.L. Rokhlin, Magnesium alloys containing RE metals, Taylor & rancis, 2003, pag. 144, linea 15). Por otra parte, el profesor Lorimer et al. (Materials Science orum, vol. 488-489, 2005, pag. 99-102) mantiene que la nucleacion estimulada por particulas (PSN) es uno de los mecanismos de recristali acion en las aleaciones de Mg-Y-Nd-HRE-Zr del tipo WE43. Se puede esperar por ello que la reduccion de particulas limite este mecanismo, en lugar de contribuir a la recristali acion. Segun la presente invencion, la reduccion de particulas que se consigue mediante la reduccion de las HRE/RE menos favorables es mayor de lo que se esperaria a partir de las cantidades de HRE/RE perjudiciales sustituidas por las mas favorables dentro de los limites composicionales e� puestos en las reivindicaciones adjuntas.

Las ventajas de las aleaciones de la invencion se vuelven mas evidentes cuando la aleacion es forjada, por ejemplo, mediante e� trusion. Por otra parte, aunque las propiedades mecanicas de las aleaciones de la presente invencion se pueden alterar favorablemente mediante tratamientos t rmicos conocidos, la mejora de la ductilidad conseguida mediante el control descrito de la composicion de la aleacion se puede lograr sin necesidad de tales tratamientos t rmicos. Las aleaciones de la invencion se pueden usar en aplicaciones similares a aquellas en las que se pueden usar las aleaciones del tipo WE43. Y pueden ser moldeadas y/o tratadas t rmicamente y/o forjadas, ademas de ser adecuadas como aleaciones base para materiales compuestos de matri metalica.

Preferiblemente, el contenido de Y en las aleaciones de la invencion es 3,5 -4,5 en peso, mas preferiblemente 3,7 -4,3 en peso. Mediante el mantenimiento del contenido de Y dentro de estos intervalos preferidos se asegura que se mantiene la consistencia de las propiedades, por ejemplo, la dispersion durante el ensayo a traccion. n contenido de Y demasiado bajo conduce a una reduccion de la resistencia, mientras que un contenido de Y demasiado alto conduce a una disminucion de la ductilidad.

Ademas, preferiblemente, el contenido de Nd en las aleaciones es 1,5 -3,5 en peso, mas preferiblemente 2,0 -3,0 en peso, lo mas preferiblemente 2,0 -2,5 en peso. Cuando el contenido de Nd se reduce mas alla de apro imadamente 1,5 en peso, y especialmente por debajo de 0,05 en peso, la resistencia de la aleacion comien a a disminuir de manera significativa. Sin embargo, cuando el contenido de Nd se eleva por encima de 4,0 en peso, la ductilidad de la aleacion empeora debido a la limitada solubilidad del Nd en el Mg.

Las HRE deseables esenciales, Gd, Dy y Er, deben ser al menos 0,3 en total para que su presencia tenga un efecto significativo sobre la elaborabilidad y/o la ductilidad de la aleacion. Generalmente, cada uno puede estar presente en una cantidad de hasta 1,0 en peso, pero su intervalo preferido depende de su solubilidad en la aleacion particular, ya que conforme aumenta la cantidad y el tamafo de las particulas precipitadas en la aleacion, la ductilidad de la aleacion se reduce. Ademas, es importante la cantidad relativa de estas HRE deseables, en comparacion con otras HRE, ya que se ha encontrado que el efecto de las HRE indeseables, tales como el Yb y el Sm, en particular sobre la ductilidad de la aleacion, no es proporcional a su contenido. En consonancia con las aleaciones del tipo WE43, se ha encontrado que la mejora de la ductilidad y/o la elaborabilidad, mientras que se mantienen unas buenas propiedades mecanicas, se vuelve particularmente notable cuando el contenido total de tierras raras (e� cluidos el Y y el Nd) distintas del Gd, Dy y Er, es menor que 20 , y preferiblemente menor que 13 , del peso total de Gd, Dy y Er. Para el material de moldeo, en particular, el contenido de Yb debe ser menor que 0,01 en peso.

El contenido total de Gd, Dy y Er en las aleaciones de la invencion esta preferiblemente en el intervalo de 0,4 -1,0 en peso, y mas preferiblemente de 0,5 hasta 1,0 en peso, especialmente hasta, pero menor que, 0,6 en peso.

En las aleaciones de forjado pueden estar presentes tierras raras y tierras raras pesadas distintas de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm, en una cantidad total de hasta 0,5 en peso. En las aleaciones de moldeo pueden estar presentes tierras raras y tierras raras pesadas distintas de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm, en una cantidad total de hasta 0,5 en peso. Se prefiere que el contenido total de tierras raras (e� cluidos el Y y el Nd) distintas de Gd, Dy y Er sea menor que 5 del peso total de Gd, Dy y Er.

Preferiblemente, debido a los costes relativos actuales, la aleacion de magnesio de la invencion incluye Gd y Dy, especialmente Gd unicamente.

Preferiblemente, el contenido de Zr es 0,1 -0,7 en peso. El circonio tiene la ventaja significativa de reducir el tamafo de grano de las aleaciones de magnesio, especialmente del material pre-e� truido, lo que mejora la ductilidad de la aleacion.

Se ha encontrado, ademas, que se debe controlar las impure as de hierro y niquel. Esto se puede conseguir mediante la adicion de circonio y aluminio, que se combinan con el hierro y el niquel para formar un compuesto insoluble. Este compuesto precipita en el crisol de fusion y se deposita antes del moldeo �Emley et al., Principles of Magnesium Technology. Pergamon Press 1966, pag. 126ff; oerster, patente de EE.��, 3.869.281, 1975�. De este modo, el Zr y el Al pueden contribuir a mejorar la resistencia a la corrosion. Para asegurar estos efectos, el contenido de Zr debe ser al menos 0,05 en peso, mientras que el contenido de Al debe ser menor que 0,3 en peso en la aleacion final, y preferiblemente no mayor que 0,2 en peso. Cuando el Zr esta cerca de su nivel mas bajo, a saber, 0,05 en peso, los resultados del ensayo de corrosion tienden a ser erraticos.

Al igual que con las aleaciones del tipo WE43, pueden estar presentes pequefas cantidades de elementos de aleacion admitidos, a condicion de que no tengan ningun efecto perjudicial significativo sobre el rendimiento de elaborabilidad/ductilidad/corrosion de la aleacion. Por ejemplo, la aleacion de magnesio de la invencion puede incluir menos de 0,2 , y preferiblemente menos de 0,02 , en peso de Li, pero no debe contener mas de 0,11 en total de Zn y Mn.

El contenido total de impure as en la aleacion debe ser menor que 0,3 en peso, y preferiblemente menor que 0,2 en peso. En particular, se deben preservar los siguientes niveles ma� imos de impure as:

Ce, La, Zn, e, Si, Cu, Ag, Cd: cada uno, individualmente, 0,06 en peso, Ni: 0,003 en peso.

En general, se prefiere que la aleacion de la invencion comprenda al menos 91 en peso de Mg.

La presente invencion se ilustra ahora con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos. Se prepararon unas muestras, con y sin e� trusion, que tenian las composiciones que se e presan en las secciones a y b de la siguiente Tabla 3.

Varias masas fundidas de aleaciones con diferentes composiciones se fundieron y moldearon, se e� truyeron y se sometieron a diferentes investigaciones haciendo hincapi en la microestructura (tamafo de grano y fraccionamiento de precipitados) y en las respectivas propiedades termo-mecanicas (propiedades de traccion, comportamiento de recuperacion y recristali acion). En general, las muestras a e� truir se prepararon de acuerdo con la siguiente t cnica:

Se preparo una muestra de aleacion fundiendo juntos sus componentes en un crisol de acero. La superficie de la masa fundida se protegio mediante el uso de un gas protector (C 2 �2 de S 6). Se elevo la temperatura a 760-800DC, antes de que la aleacion fundida se agitara para homogenei ar su composicion quimica en estado fundido. Luego, la aleacion fundida se moldeo en un molde para conseguir un tocho de 120 mm de diametro y 300 mm de longitud nominales.

El tocho se mecani o a 75 mm de diametro y 150-250 mm de longitud nominales con el fin de preparar la muestra para e� trusion.

Por otra parte, se prepararon unas muestras para e� trusion mediante moldeo, como se hi o anteriormente, pero en un molde de 300 mm de diametro nominal. Luego, se e� truyo ese tocho mas grande para rebajar su diametro hasta 56 mm. En ambos casos, el tocho asi formado se homogenei o luego mediante calentamiento a apro� imadamente 525DC durante 4-8 horas.

La e� trusion se llevo a cabo en una prensa hidraulica. El producto procedente de la palanquilla de 75 mm era una barra de seccion redonda, con una seccion disponible de 3,2 a 25 mm de diametro, pero mas tipicamente de 9,5 mm. Para la evaluacion se uso la seccion e� truida.

Se produjo mediante fusion un material moldeado de la misma manera descrita anteriormente, pero en esta ocasion la aleacion fundida se vertio en unos moldes de arena para producir unas pie as moldeadas, tipicamente de 200 mm

200 mm 25 mm, sin e� trusion u operaciones de forja posteriores. El material de estas muestras se trato t rmicamente a 525DC para solubili ar su estructura, se enfrio a temperatura ambiente (conocido como tratamiento T4) y posteriormente se envejecio a 250DC durante 16 horas. Este material y el tratamiento t rmico total se refieren en esta memoria como "Moldeo en arena T6". Cabe sefalar que, a diferencia de las otras muestras, la muestra 1a y la muestra A contenian adicionalmente 0,13 de Li.

La siguiente Tabla 3, que se divide en las secciones a y b, resume las composiciones quimicas, las velocidades de corrosion y las propiedades de traccion a temperatura ambiente de las aleaciones e truidas de condicion y las de moldeo en arena T6, ensayadas. Las muestras 1a-1h y la muestra A son ejemplos comparativos de aleaciones del tipo WE43. Se produjeron unas masas fundidas para generar datos de traccion y para analisis metalografico. En la Tabla, YS (siglas del ingl s "yield strength") es el limite elastico o punto de fluencia del material y es la tension a la que la deformacion del material cambia de deformacion elastica a deformacion plastica, provocando que la muestra se deforme permanentemente. �TS (siglas del ingl s "�ltimate Tensile Strength") indica la carga de rotura por traccion, que es la tension ma ima que puede soportar el material antes de romperse. "Alarg." significa alargamiento a la rotura. La Tabla 3a e pone los datos de las muestras e� truidas, mientras que la Tabla 3b muestra los resultados equivalentes para las muestras moldeadas.

Como se puede observar de los datos de las Tablas 3a y 3b, los cambios de la invencion en la composicion de las aleaciones no fueron gravemente perjudiciales para las propiedades de traccion desde el punto de vista de la resistencia, pero en el caso de la ductilidad, que se mide mediante la elongacion, se observo una notable mejora cuando el componente HRE de las aleaciones era rico en Gd y/o Dy y/o Er.

Con referencia a la Tabla 3a, las muestras 1a-1h muestran que, para las aleaciones del tipo WE43, las variaciones en el contenido de HRE conocidas no proporcionan la mejora de las propiedades de traccion y ante la corrosion en el material forjado evidenciada por las muestras 3a-3g, 3i-3k de la presente invencion. Las muestras comparativas 2a-2i indican como estas mejoras disminuyen y desaparecen fuera de los limites de la presente invencion.

La Tabla 3b muestra resultados similares para el material moldeado, en el que las muestras A a C son aleaciones del tipo WE43 y la muestra D esta dentro de la presente invencion.

La Tabla 4 e� pone la superficie estimada y los datos de tamafos promedio de las particulas que se encuentran en una seleccion de aleaciones. La t cnica usada fue la de microscopia optica usando un soft�are disponible comercialmente para anali ar la superficie y el tamafo de las particulas mediante la diferencia de la coloracion de las particulas. Esta t cnica no proporciono un valor absoluto, pero proporciono una buena estimacion que se comparo con la medicion fisica de particulas tomadas aleatoriamente.

La Tabla 4 ilustra claramente la reduccion del numero de particulas detectables en las aleaciones de esta invencion, particulas que son propensas a ser fragiles.

La igura 2 muestra las microestructuras de dos muestras comparativas, 1a ( igura 2A) y 1b ( igura 2C), y dos muestras de la invencion, 3d ( igura 2B) y 3a ( igura 2D), despu s de e� trusion a 450DC. Para este e� amen metalografico de la condicion de reci n e truido los materiales se fundieron, se moldearon, se homogenei aron, se cortaron en palanquillas y se e� truyeron en barras. Luego, las muestras se cortaron, se empaparon en resina epo� i, se molieron, se pulieron con un acabado de espejo y se grabaron con Nital al 2 segun t cnicas metalograficas estandar �G. Pet o�, Metallographisches, keramographisches und plastographisches �t en, 2006�.

Como se puede observar en la igura 2B, la aleacion de magnesio de la invencion tiene significativamente menos precipitados y un tamafo de grano ligeramente mas grande despu s de la e trusion. La investigacion adicional revelo que, despu s de varias etapas de deformacion y los respectivos tratamientos t rmicos intermedios, en la muestra 3d hubo significativamente menos y mas pequefos precipitados y que el tamafo de grano de la muestra 3d todavia era ligeramente mas grande que el de la muestra comparativa 1a que se elaboro e� actamente de la misma manera.

En un ensayo preliminar se observo que las aleaciones de magnesio de la invencion son menos sensibles a las variaciones de la temperatura. En particular, el intervalo entre el alargamiento uniforme y el alargamiento en la rotura es mas uniforme en comparacion con las aleaciones de magnesio convencionales. Las aleaciones de la invencion ensayadas se reblandecieron a una temperatura de recocido mas baja que las aleaciones convencionales y por este motivo la ductilidad se mantuvo en un nivel mas uniforme.

Junto a la mejora de las propiedades mecanicas y, por medio de esta, la mejora de la elaborabilidad, en las aleaciones de la presente invencion tambi n se encontro una mejora de las propiedades ante la corrosion, como se presenta en las Tablas 3a. Para el ensayo de corrosion en la condicion de reci n e� truido, los materiales de las Tablas 3a se e truyeron en barras. Luego las muestras se mecani aron y se ensayaron en un ambiente de niebla salina de NaCl al 5 durante 7 dias, de acuerdo con la norma ASTM B117. Se elimino el producto de la corrosion usando una solucion en ebullicion de trio� ido de cromo al 10 . Se determino la p rdida de peso de las muestras y se e� preso en mpy (milipulgadas de penetracion por afo).

Entre las aleaciones de la invencion ensayadas y las muestras comparativas de aleaciones del tipo WE43 se puede observar que, en promedio, hay una mejora del rendimiento ante la corrosion en niebla salina de apro� imadamente cuatro veces.

A partir de la comparacion de las iguras 2A y 2C con las iguras 2B y 2D se puede observar la cone� ion entre la

5 mejora de la elaborabilidad y la ductilidad de las aleaciones de magnesio de la presente invencion sobre las aleaciones del tipo WE43 y sus respectivas microestructuras. Las iguras 2A y 2C son micrografias que muestran el porcentaje de superficie de particulas claramente visibles en las muestras de dos de las aleaciones del tipo WE43 cuyos analisis se e� ponen en la Tabla 3a. Se aprecia que el porcentaje de superficie es mayor que 3 . La presencia de tal cantidad de particulas grandes tiene el efecto de otorgar a aquellas aleaciones una ductilidad relativamente

10 escasa. Por el contrario, para las muestras de las aleaciones de magnesio de la presente invencion, las iguras 2B y 2D muestran unos porcentajes de superficie de particulas grandes menores que 1,5 , lo que se correlaciona con una ductilidad significativamente mejorada.

Para el comportamiento del material moldeado en arena se hace referencia a la Tabla 3b y a la igura 4. Ambas aleaciones se produjeron de manera similar, a saber, placas moldeadas en arena tratadas en la condicion T4, pero

15 se aprecio que la cantidad de fase fragil retenida en la muestra D de la invencion fue significativamente menor que en la muestra C de una aleacion del tipo WE43.

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Dent ro de la s olicitud de pat ent e: uera de la inv encion Aleacion del t ipo WE432

Muestra ND: Analisis quimico en en peso Y Nd Zr Gd Dy Yb Er Sm La Ce Pr Al e TRE1 Corrosion mpy 3 Propiedades de traccionYS al 0,2 �TS Alarg. MPa MPa

1a1b1c1d1e1f1g1h: 4,0 2,15 0,53 0,19 0,23 0,07 0,11 0,06 0,07 0,00 0,01 0,07 0,002 0,74 3,9 2,2 0,56 0,28 0,30 0,03 0,09 0,03 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,73 4,3 2,24 0,45 0,19 0,23 0,07 0,11 0,07 0,07 0,01 0,06 0,00 0,003 0,81 4,0 2,26 0,50 0,16 0,20 0,06 0,11 0,06 0,07 0,78 0,00 0,01 0,003 1,44 4,0 2,49 0,47 0,18 0,23 0,07 0,11 0,07 0,07 0,01 0,07 0,00 0,002 0,81 3,7 2,14 0,47 0,29 0,32 0,04 0,08 0,05 0,05 0,01 0,06 0,00 0,003 0,90 4,2 2,3 0,44 0,18 0,22 0,06 0,11 0,07 0,07 0,01 0,07 0,00 0,002 0,79 4,0 2,18 0,47 0,18 0,22 0,06 0,11 0,06 0,07 0,01 0,06 0,00 0,003 0,77 4056NDNDNDNDNDND ND ND ND 209 298 19 183 278 16 191 283 19 193 281 16 179 271 19 188 283 17 190 282 17

2a2b2c2d2e 4 2f 5 2g 62h2i: 4,0 2,3 0,53 5,90 0,01 0,00 0,02 0,04 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 5,97 6,2 2,2 0,54 0,37 0,38 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,76 3,8 2,4 0,02 0,48 0,46 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,003 0,95 3,9 2,4 0,02 0,50 0,50 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,003 1,01 4,1 2,38 0,01 0,49 0,48 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,99 3,7 2,1 0,02 0,47 0,46 0,00 0,01 0,02 0,00 0,00 0,00 0,01 0,004 0,96 4,5 4,45 0,61 0,81 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,81 8,0 9 0,02 1,05 0,98 0,00 0,00 0,01 0,03 0,00 0,14 0,01 0,0017 2,21 3,9 0,04 0,47 0,00 2,57 0,00 0,01 0,01 0,00 0,02 0,00 0,005 0,003 2,61 1424481834831535811 254 333 18 231 323 20 154 257 24 192 273 23 326 376 12 202 283 24 243 304 12 262 329 2 150 244 24

3a3b3c3d3e3f3g3h 7 3i3j3k3l 73m 7: 4,2 2,4 0,52 0,48 0,48 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,98 3,9 2,2 0,59 0,48 0,49 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,98 4,0 2,1 0,63 0,38 0,43 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,003 0,82 4,1 2,32 0,55 0,65 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,01 0,002 0,67 3,8 2,2 0,58 0,00 0,54 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,55 4,3 2,3 0,55 0,54 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 0,55 3,9 2,4 0,42 0,45 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,24 0,001 0,46 4,2 2,3 0,52 1,53 1,50 0,00 0,01 0,02 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 3,06 4,0 1,6 0,59 0,40 0,45 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,002 0,87 3,6 2,0 0,6 0,43 0,46 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,003 0,87 4,3 2,3 0,59 0,54 0,00 0,00 0,47 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 1,01 4,0 2,4 0,60 0,00 0,00 0,00 1,74 0,00 0,000 0,00 0,00 0,01 0,002 1,74 3,9 0,07 0,46 2,80 0,00 0,00 0,01 0,02 0,00 0,04 0,00 0,008 0,003 2,87 12971088613141081511 202 290 25 208 286 28 233 296 25 193 283 27 204 279 25 212 292 24 187 263 26 223 307 24 193 270 27 198 276 28 198 286 26 217 294 23 152 250 25

Nota 1 TRE - Tierras raras totales (RE y HRE) mostradas, es decir, Gd, Dy, Yb, Er, Sm, La, Ce, Pr. Nota 2 tras HRE adicionales tambi n presentes en estos ejemplos, que varian de 10-30 de la suma de Gd, Dy, Yb, Er, Sm. Nota 3 Corrosion en niebla salina de acuerdo con la norma ASTM B117. Nota 4 Contiene 2,1 de Zn y 1,34 de Mn. Nota 5 Contiene 0,46 de Mn. Nota 6 Contiene 0,02 de Mn y 0,17 de Zn. Nota 7 No es de la invencion.

Muestra ND: Analisis quimico en en peso Y Nd Zr Gd Dy Yb Er Sm La Ce Pr Al e TRE 1 Propiedades de traccion YS al 0,2 �TS Alarg. MPa MPa

A 3 B 4 C 4D: 4,3 2,3 0,59 0,61 0,62 0,01 0,03 0,02 0,01 0,00 0,06 0,01 0,003 1,36 2 4,3 2,4 0,58 0,51 0,59 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,06 0,01 0,002 1,18 3,8 2,2 0,64 0,25 0,24 0,08 0,12 0,06 0,09 0,00 0,00 0,01 0,002 0,84 4,0 2,3 0,64 0,44 0,44 0,00 0,13 0,01 0,00 0,00 0,00 0,01 0,002 1,02 215 274 3 213 297 6 ------

Nota 1 TRE - Tierras raras totales (RE y HRE) mostradas, es decir, Gd, Dy, Yb, Er, Sm, La, Ce, Pr. Nota 2 tras HRE adicionales tambi n presentes, que varian de 10-30 de la suma de Gd, Dy, Yb, Er, Sm. Nota 3 Aleacion del tipo WE43 - no es de la invencion. Nota 4 No es de la invencion.

Tabla 4

� No es de la invencion

Claims

REIVINDICACIONES

1.- �na aleacion de magnesio adecuada para uso como aleacion de forjado, que consiste en:

Y: 2,0 - 6,0 en peso, Nd: 0,05 - 4,0 en peso, Gd: 0 - 1,0 en peso, Dy: 0 - 1,0 en peso, Er: 0 - 1,0 en peso, Zr: 0,05 - 1,0 en peso, Zn �Mn: < 0,11 en peso, Yb: 0 - 0,02 en peso, Sm: 0 - 0,04 en peso, Al: < 0,3 en peso, Li: < 0,2 en peso, cada uno de Ce, La, Zn, e, Si, Cu, Ag y Cd, individualmente: 0 - 0,06 en peso, Ni: 0 - 0,003 en peso,

opcionalmente, tierras raras y tierras raras pesadas distintas de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0,5 en peso,

siendo el resto magnesio e impure as ocasionales hasta un total de 0,3 en peso,

en donde el contenido total de Gd, Dy y Er esta en el intervalo de 0,3 -1,0 en peso,

y en donde la aleacion presenta una velocidad de corrosion, medida de acuerdo con la norma ASTM B117, menor que 30 mpy cuando es forjada.
2.-�na aleacion segun la reivindicacion 1, en donde el porcentaje de cualquiera de las particulas precipitadas formadas durante la elaboracion de la aleacion que tienen un tamafo medio entre 1 y 15 !m es menor que 3 .
3.-�na aleacion segun la reivindicacion 2, donde dichas particulas son ricas en Nd, de tal modo que las particulas tienen una composicion porcentual de Nd mayor que la composicion porcentual de cualquier otro elemento de las particulas.
4.- �na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene un YS al 0,2 > 150 MPa.
5.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el Yb esta presente en una cantidad menor que 0,01 en peso.
6.- �na aleacion de magnesio adecuada para uso como aleacion de moldeo, que consiste en:

Y: 2,0 - 6,0 en peso, Nd: 0,05 - 4,0 en peso, Gd: 0 - 1,0 en peso, Dy: 0 - 1,0 en peso, Er: 0 - 1,0 en peso, Zr: 0,05 - 1,0 en peso, Zn �Mn: < 0,11 en peso, Yb: 0 - 0,01 en peso, Sm: 0 - 0,04 en peso, Al: < 0,3 en peso, Li: < 0,2 en peso, cada uno de Ce, La, Zn, e, Si, Cu, Ag y Cd, individualmente: 0 - 0,06 en peso, Ni: 0 - 0,003 en peso,

opcionalmente, tierras raras y tierras raras pesadas distintas de Y, Nd, Gd, Dy, Er, Yb y Sm en una cantidad total de hasta 0,5 en peso,

y siendo el resto magnesio e impure as ocasionales hasta un total de 0,3 en peso,

en donde el contenido total de Gd, Dy y Er esta en el intervalo de 0,3 -1,0 en peso,

y en donde, cuando se moldea y cuando la aleacion esta en la condicion T4 o T6, el porcentaje de superficie de cualquiera de las particulas precipitadas que tienen un tamafo medio entre 1 y 15 !m es menor que 3 .
7.-�na aleacion segun la reivindicacion 6, en donde la aleacion presenta una velocidad de corrosion, medida de acuerdo con la norma ASTM B117, menor que 30 mpy.
8.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido de Y es 3,5 -4,5 en peso, preferiblemente 3.7 - 4.3 en peso.
9.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido de Nd es 1,5 -3,5

en peso, preferiblemente 2,0 -3,0 en peso.

5 10.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido de Zr es 0,1 -0,7 en peso.
11.- �na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido total de Gd, Dy y Er esta en el intervalo de 0,5 - 1,0 en peso, preferiblemente es menor que 0,6 en peso.
12.- �na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido total de Nd, Gd, Dy y 10 Er esta en el intervalo de 2,0 -5,5 en peso.
13.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido total de tierras raras (e� cluidos el Y y el Nd) distintas de Gd, Dy y Er es menor que 13 del peso total de Gd, Dy y Er.
14.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el Sm esta presente en una cantidad menor que 0,02 en peso.

15 15.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene un contenido de magnesio de al menos 91 en peso.
16.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde, cuando la aleacion esta en la condicion T4 o T6, el porcentaje de superficie de cualquiera de las particulas precipitadas que tienen un tamafo medio mayor que 1 !m y menor que 15 !m es menor que 1,5 , preferiblemente el porcentaje de superficie de las

20 particulas que tienen un tamafo medio mayor que 1 !m y menor que 7 !m es menor que 3 .
17.-�na aleacion segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, cuando se moldea y/o se trata t rmicamente y/o se forja y/o se usa como aleacion base para un material compuesto de matri metalica.