ES2949017T3 - Al-M-Si-Mn-Fe casting alloys - Google Patents
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Abstract
Se describen nuevas aleaciones de fundición (fundición) de aluminio. Las nuevas aleaciones de fundición de aluminio generalmente incluyen de 2,5 a 5,0 en peso. % Mg, de 0,70 a 2,5 peso. % Si, en donde la relación de Mg/Si (en porcentaje en peso) es de 1,7 a 3,6, de 0,40 a 1,50 en peso. % Mn, de 0,15 a 0,60 en peso. % Fe, opcionalmente hasta 0,15 peso. % Ti, opcionalmente hasta 0,10 peso. % Sr, opcionalmente hasta 0,15 en peso. % de cualquiera de Zr, Sc, Hf, V y Cr, siendo el resto aluminio e impurezas inevitables. Las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden ser fundidas a presión a alta presión, como en componentes de automóviles. Las nuevas aleaciones de aluminio se pueden suministrar, por ejemplo, con un temple F o T5. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)New aluminum casting (casting) alloys are described. New aluminum casting alloys generally include 2.5 to 5.0 by weight. % Mg, from 0.70 to 2.5 weight. % Si, where the Mg/Si ratio (in weight percent) is 1.7 to 3.6, 0.40 to 1.50 by weight. % Mn, from 0.15 to 0.60 by weight. % Fe, optionally up to 0.15 weight. % Ti, optionally up to 0.10 weight. % Sr, optionally up to 0.15 by weight. % of any of Zr, Sc, Hf, V and Cr, the rest being aluminum and unavoidable impurities. New aluminum casting alloys can be die-cast at high pressure, such as in automotive components. The new aluminum alloys can be supplied, for example, with an F or T5 temper. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Aleaciones de fundición de Al-M-Si-Mn-FeAl-M-Si-Mn-Fe casting alloys
AntecedentesBackground
Las aleaciones de aluminio son útiles en una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, las aleaciones de fundición (forja) de aluminio se usan en docenas de industrias, que incluyen, por ejemplo, las industrias automotriz y electrónica de consumo.Aluminum alloys are useful in a variety of applications. For example, aluminum casting (forging) alloys are used in dozens of industries, including, for example, the automotive and consumer electronics industries.
El documento GB 1384264 describe aleaciones de Al-Mg-Si para su uso como partes estructurales.GB 1384264 describes Al-Mg-Si alloys for use as structural parts.
El documento JP 2002 146463 A describe una aleación de aluminio para fundición a presión que contiene magnesio, manganeso y silicio con una relación controlada entre el magnesio y el silicio.JP 2002 146463 A describes an aluminum die-casting alloy containing magnesium, manganese and silicon with a controlled ratio between magnesium and silicon.
“Long term corrosion behavior of clad aluminum materials under different atmospheric conditions" por M. Poltavtseva y otros en Materials and Corrosion 2013, 64, núm. 8, describe un estudio del comportamiento a largo plazo de los perfiles de techo de Alclad 3004 después de la exposición ambiental a largo plazo.“Long term corrosion behavior of clad aluminum materials under different atmospheric conditions" by M. Poltavtseva and others in Materials and Corrosion 2013, 64, no. 8, describes a study of the long-term behavior of Alclad 3004 roof profiles after long-term environmental exposure.
El documento JP 2011 137200 A describe una lámina de aleación de aluminio para un aislante térmico que incluye Si, Fe, Cu, Mn, Mg y Zn con una estructura recristalizada.JP 2011 137200 A describes an aluminum alloy sheet for a thermal insulator that includes Si, Fe, Cu, Mn, Mg and Zn with a recrystallized structure.
El documento US 2016/222493 A1 describe una aleación de Al-Mg-Si que contiene Sr, para una estructura de metal fundido en la que se cristaliza Mg2Si.US 2016/222493 A1 describes an Al-Mg-Si alloy containing Sr, for a molten metal structure in which Mg2Si is crystallized.
Resumen de la invenciónSummary of the invention
En líneas generales, la presente descripción se refiere a nuevas aleaciones de fundición (forja) de aluminio y productos asociados. La nueva aleación de fundición de aluminio se define en la reivindicación 1 adjunta. Las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden alcanzar una combinación mejorada de propiedades, tales como una combinación mejorada de dos o más de resistencia, ductilidad, moldeabilidad, resistencia a la soldadura en el troquel e índice de calidad, entre otros.Broadly, this description refers to new aluminum casting (forging) alloys and associated products. The new aluminum casting alloy is defined in the attached claim 1. New aluminum casting alloys can achieve an improved combination of properties, such as an improved combination of two or more of strength, ductility, castability, die weld strength and quality index, among others.
i. ComposiciónYo. Composition
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio incluyen de 2,75 a 4,6 % en peso de Mg. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 3,0 % en peso de Mg.As noted above, new aluminum casting alloys include 2.75 to 4.6 wt% Mg. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 3.0% by weight of Mg.
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio incluyen de 1,00 a 2,0 % en peso de Si. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 1,05 % en peso de Si. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 1,10 % en peso de Si. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 1,15 % en peso de Si. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 1,20 % en peso de Si.As noted above, new aluminum casting alloys include 1.00 to 2.0 wt.% Si. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 1.05 wt% Si. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 1.10% by weight of Si. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 1.15% by weight of Si. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 1.20% by weight of Si.
Como se indicó anteriormente, la relación en peso de magnesio a silicio en las nuevas aleaciones de fundición de aluminio es de 1,7:1 a 3,6:1 (% en peso de Mg/% en peso de Si). En una modalidad, la relación en peso de magnesio a silicio en la nueva aleación de fundición de aluminio es de al menos 1,8:1. En otra modalidad, la relación en peso de magnesio a silicio en la nueva aleación de fundición de aluminio es de al menos 1,85:1. En una modalidad, la relación en peso de magnesio a silicio en la nueva aleación de fundición de aluminio no es mayor que 3,6:1. En otra modalidad, la relación en peso de magnesio a silicio en la nueva aleación de fundición de aluminio no es mayor que 3,5:1. As noted above, the weight ratio of magnesium to silicon in new aluminum casting alloys is 1.7:1 to 3.6:1 (wt% Mg/wt% Si). In one embodiment, the weight ratio of magnesium to silicon in the new cast aluminum alloy is at least 1.8:1. In another embodiment, the weight ratio of magnesium to silicon in the new cast aluminum alloy is at least 1.85:1. In one embodiment, the weight ratio of magnesium to silicon in the new cast aluminum alloy is no greater than 3.6:1. In another embodiment, the weight ratio of magnesium to silicon in the new cast aluminum alloy is not greater than 3.5:1.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de magnesio y silicio suficiente para facilitar la producción de un producto fundido sin grietas (por ejemplo, un producto fundido a alta presión sin grietas). Un producto sin grietas es un producto suficientemente libre de grietas para que pueda usarse para su propósito previsto. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de magnesio y silicio suficiente para alcanzar un índice de tendencia al agrietamiento en caliente (HCTI) de no más de 0,30, tal como cualquiera de los valores de HCTI bajos descritos en la presente descripción.In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes an amount of magnesium and silicon sufficient to facilitate the production of a crack-free cast product (e.g., a crack-free high-pressure cast product). A crack-free product is a product free enough of cracks so that it can be used for its intended purpose. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes an amount of magnesium and silicon sufficient to achieve a hot crack tendency index (HCTI) of no more than 0.30, such as any of the low HCTI values described. in this description.
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio incluyen de 0,55 a 1,5 % en peso de Mn. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,60 % en peso de Mn. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 1,45 % en peso de Mn. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 1,40 % en peso de Mn. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 1,35 % en peso de Mn. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 1,30 % en peso de Mn. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 1,25 % en peso de Mn. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 1,20 % en peso de Mn.As noted above, new aluminum casting alloys include 0.55 to 1.5 wt% Mn. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.60 wt% Mn. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 1.45 wt% Mn. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 1.40% by weight of Mn. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 1.35% by weight of Mn. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 1.30% by weight of Mn. In yet another way, a new Cast aluminum alloy includes not more than 1.25% by weight of Mn. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 1.20% by weight of Mn.
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio incluyen de 0,20 a 0,60 % en peso de Fe. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,25 % en peso de Fe. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,30 % en peso de Fe. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,35 % en peso de Fe. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,55 % en peso de Fe. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,50 % en peso de Fe. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,45 % en peso de Fe.As noted above, new aluminum casting alloys include 0.20 to 0.60 wt.% Fe. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.25 wt.% Fe. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy includes at least 0.30% by weight of Fe. In another embodiment, a new cast aluminum alloy includes at least 0.35% by weight of Fe. In one embodiment , a new aluminum casting alloy includes no more than 0.55 wt.% Fe. In another embodiment, a new aluminum cast alloy includes no more than 0.50 wt.% Fe. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.45 wt% Fe.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de hierro y manganeso suficiente para facilitar la formación de partículas de fase alfa mientras se restringe la formación de partículas de fase beta. En una modalidad, al menos debido al contenido de hierro, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,012 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,010 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,008 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,006 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,004 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,002 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,001 % en peso de compuestos p-Al5FeSi. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,0005 % en peso de compuestos p-Al5FeSi.In one embodiment, a new cast aluminum alloy includes an amount of iron and manganese sufficient to facilitate the formation of alpha phase particles while restricting the formation of beta phase particles. In one embodiment, at least due to the iron content, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.012% by weight of p-Al5FeSi compounds. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.010% by weight of p-Al5FeSi compounds. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.008% by weight of p-Al5FeSi compounds. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.006% by weight of p-Al5FeSi compounds. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.004% by weight of p-Al5FeSi compounds. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.002% by weight of p-Al5FeSi compounds. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.001% by weight of p-Al5FeSi compounds. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.0005% by weight of p-Al5FeSi compounds.
La nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de magnesio, silicio, manganeso y hierro suficiente para satisfacer los siguientes requisitos:The new aluminum casting alloy includes sufficient magnesium, silicon, manganese and iron to satisfy the following requirements:
(1) % en peso de Si ≤ (0,4567*(% en peso de Mg) 0,2*(% en peso de Mg) 0,25*(% en peso de Fe); y(1) wt% Si ≤ (0.4567*(wt% Mg) 0.2*(wt% Mg) 0.25*(wt% Fe); and
(2) % en peso de Si ≥ (0,4567*(% en peso de Mg) 0,2*(% en peso de Mg) 0,25*(% en peso de Fe)-0,6).(2) wt% Si ≥ (0.4567*(wt% Mg) 0.2*(wt% Mg) 0.25*(wt% Fe)-0.6).
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio incluyen de 0,01 a 0,13 % en peso de Ti. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,03 % en peso de Ti. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,05 % en peso de Ti. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,07 % en peso de Ti. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,115 % en peso de Ti. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,10 % en peso de Ti. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de titanio suficiente para facilitar el refinado de los granos mientras se restringe / evita la formación de partículas primarias que contienen titanio. En algunas modalidades, el titanio se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza.As noted above, new aluminum casting alloys include 0.01 to 0.13 wt% Ti. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.03 wt% Ti. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.05 wt% Ti. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.07 wt% Ti. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.115 wt% Ti. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.10% by weight of Ti. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes an amount of titanium sufficient to facilitate grain refining while restricting/preventing the formation of primary titanium-containing particles. In some embodiments, titanium is included in a new aluminum casting alloy as an impurity.
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden incluir opcionalmente hasta 0,10 % en peso de Sr. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de estroncio suficiente para facilitar la modificación de la Mg2Si eutéctica mientras se restringe / evita la formación de partículas primarias que contienen estroncio. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,005 % en peso de Sr. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,08 % en peso de Sr. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más de 0,05 % en peso % Sr. En algunas modalidades, el estroncio se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza.As noted above, new aluminum casting alloys may optionally include up to 0.10 wt% Sr. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes an amount of strontium sufficient to facilitate modification of the Mg2Si eutectic. while restricting/preventing the formation of primary strontium-containing particles. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.005 wt.% Sr. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.08 wt.% Sr. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes no more than 0.05 wt% Sr. In some embodiments, strontium is included in a new aluminum casting alloy as an impurity.
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden incluir opcionalmente hasta 0,15 % en peso de cualquiera de las siguientes opciones: Zr, Hf, V y Cr. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye una cantidad de zirconio, hafnio, vanadio y/o cromo suficiente para facilitar la resistencia de la solución sólida mientras se restringe / evita la formación de partículas primarias que contienen zirconio, hafnio, vanadio y cromo. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,01 % en peso de cualquiera de los valores de Zr, Hf, V y Cr. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,03 % en peso de cualquiera de Zr, Hf, V y Cr. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye al menos 0,05 % en peso de cualquiera de Zr, Hf, V y Cr. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio incluye no más del 0,10 % en peso de cualquiera de los valores de Zr, Hf, V y Cr. En algunas modalidades, el zirconio se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza. El escandio se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza. En algunas modalidades, el hafnio se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza. En algunas modalidades, el vanadio se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza. En algunas modalidades, el cromo se incluye en una nueva aleación de fundición de aluminio como una impureza.As noted above, new aluminum casting alloys may optionally include up to 0.15 wt% of any of the following: Zr, Hf, V and Cr. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes a sufficient amount of zirconium, hafnium, vanadium and/or chromium to facilitate solid solution strength while restricting/preventing the formation of primary particles containing zirconium, hafnium, vanadium and chromium. In one embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.01 weight % of any of the values of Zr, Hf, V and Cr. In another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0. 03% by weight of any of Zr, Hf, V and Cr. In yet another embodiment, a new aluminum casting alloy includes at least 0.05% by weight of any of Zr, Hf, V and Cr. In one embodiment , a new aluminum casting alloy includes not more than 0.10% by weight of any of the values of Zr, Hf, V and Cr. In some embodiments, zirconium is included in a new aluminum casting alloy as a impurity. Scandium is included in a new aluminum casting alloy as an impurity. In some embodiments, hafnium is included in a new aluminum casting alloy as an impurity. In some embodiments, vanadium is included in a new aluminum casting alloy as an impurity. In some embodiments, chromium is included in a new aluminum casting alloy as an impurity.
El remanente de las nuevas aleaciones de fundición de aluminio es generalmente de aluminio e impurezas no reconocibles. La nueva aleación de fundición de aluminio comprende no más del 0,15 % en peso de las impurezas inevitables, en donde la nueva aleación de fundición de aluminio comprende no más del 0,05 % en peso de cualquier elemento de las impurezas inevitables. En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio comprende no más de 0,10 % en peso de las impurezas inevitables, y en donde la nueva aleación de fundición de aluminio comprende no más de 0,03 % en peso de cualquier elemento de las impurezas inevitables.The remainder of new aluminum casting alloys is generally aluminum and non-recognizable impurities. The new aluminum casting alloy comprises no more than 0.15% by weight of impurities unavoidable impurities, wherein the new aluminum casting alloy comprises no more than 0.05% by weight of any element of the unavoidable impurities. In one embodiment, a new cast aluminum alloy comprises no more than 0.10% by weight of the unavoidable impurities, and wherein the new cast aluminum alloy comprises no more than 0.03% by weight of any element of the inevitable impurities.
ii. Procesamientoii. Prosecution
Las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden fundirse mediante el uso de cualquier método de fundición adecuado. La nueva aleación de fundición de aluminio se moldea en forma de un producto moldeado complejo, tal como un componente automotriz complejo. En una modalidad, el producto moldeado es un componente estructural automotriz. En otra modalidad, el producto moldeado es un marco de puerta. En otra modalidad, el producto moldeado es una torre de choque. En otra modalidad, el producto moldeado es una estructura de túnel para un automóvil. New aluminum casting alloys can be cast by using any suitable casting method. The new aluminum casting alloy is molded into a complex molded product, such as a complex automotive component. In one embodiment, the molded product is an automotive structural component. In another embodiment, the molded product is a door frame. In another embodiment, the molded product is a shock tower. In another embodiment, the molded product is a tunnel structure for an automobile.
En una modalidad, el moldeado comprende la fundición a alta presión. En otra modalidad, el moldeado comprende la fundición en coquilla.In one embodiment, the molding comprises high pressure casting. In another embodiment, the molding comprises die casting.
Las nuevas aleaciones de fundición de aluminio no requieren una etapa de tratamiento térmico de la solución. Las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden proporcionarse, por lo tanto, en el temple apropiado, tal como en el temple F o el temple T5.The new aluminum casting alloys do not require a solution heat treatment step. New aluminum casting alloys can therefore be provided in the appropriate temper, such as F temper or T5 temper.
iii. Propiedadesiii. Properties
Como se indicó anteriormente, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio pueden alcanzar una combinación mejorada de propiedades, tales como una combinación mejorada de al menos dos de resistencia, ductilidad, moldeabilidad, resistencia a la soldadura en el troquel e índice de calidad. Las propiedades mecánicas pueden medirse de acuerdo con ASTM E8 y B557 (por ejemplo, cuando se solidifican direccionalmente). La moldeabilidad puede medirse mediante el uso del método HCTI descrito en la presente descripción. La resistencia de soldadura en el troquel puede determinarse mediante la fundición de la aleación.As noted above, new aluminum casting alloys can achieve an improved combination of properties, such as an improved combination of at least two of strength, ductility, castability, die weld strength and quality index. Mechanical properties can be measured in accordance with ASTM E8 and B557 (e.g., when directionally solidified). Moldability can be measured by using the HCTI method described herein. The solder strength in the die can be determined by casting the alloy.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza una resistencia máxima a la tracción de al menos 200 MPa. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza una resistencia máxima a la tracción de al menos 210 MPa. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza una resistencia máxima a la tracción de al menos 220 MPa. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza una resistencia máxima a la tracción de al menos 230 MPa.In one embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a maximum tensile strength of at least 200 MPa. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a maximum tensile strength of at least 210 MPa. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a maximum tensile strength of at least 220 MPa. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a maximum tensile strength of at least 230 MPa.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un límite de elasticidad a la tracción de al menos 100 MPa. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un límite de elasticidad a la tracción de al menos 105 MPa. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un límite de elasticidad a la tracción de al menos 110 MPa. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un límite de elasticidad a la tracción de al menos 115 MPa. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un límite de elasticidad a la tracción de al menos 120 MPa. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un límite de elasticidad a la tracción de al menos 125 MPa. Cualquiera de los valores anteriores de límite de elasticidad a la tracción puede alcanzarse con cualquiera de los valores anteriores de resistencia máxima a la tracción.In one embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a tensile yield strength of at least 100 MPa. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a tensile yield strength of at least 105 MPa. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a tensile yield strength of at least 110 MPa. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a tensile yield strength of at least 115 MPa. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a tensile yield strength of at least 120 MPa. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves a tensile yield strength of at least 125 MPa. Any of the above values of tensile yield strength can be achieved with any of the above values of ultimate tensile strength.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos 7 %. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 8 %. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 9 %. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 10 %. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 11 %. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 12 %. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 13 %. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 14 %. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 15 %. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un alargamiento de al menos el 16 %, o superior. Cualquiera de los valores anteriores de alargamiento puede alcanzarse con cualquiera de los valores anteriores de resistencia máxima a la tracción o de límite de elasticidad a la tracción.In one embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 7%. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 8%. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 9%. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 10%. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 11%. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 12%. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 13%. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 14%. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 15%. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an elongation of at least 16%, or greater. Any of the above values of elongation can be achieved with any of the above values of ultimate tensile strength or tensile yield strength.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un HCTI de no más de 0,30. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un HCTI de no más de 0,25. En otra modalidad más, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un HCTI de no más de 0,20. En otra modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio alcanza un HCTI de no más de 0,15 o menor.In one embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an HCTI of no more than 0.30. In another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an HCTI of no more than 0.25. In yet another embodiment, a new cast aluminum alloy achieves an HCTI of no more than 0.20. In another embodiment, a new aluminum casting alloy achieves an HCTI of no more than 0.15 or less.
En una modalidad, una nueva aleación de fundición de aluminio es resistente a la soldadura en el troquel en donde el producto de aleación de aluminio tal como se fundió se retira del troquel sin dañar el producto fundido y/o sin pegarse al troquel. La soldadura en el troquel puede ocurrir durante la fundición a alta presión en donde el aluminio fundido se suelda a la superficie del troquel. En algunas modalidades, las nuevas aleaciones de fundición de aluminio descritas en la presente descripción pueden fundirse sin soldarse al troquel.In one embodiment, a new aluminum casting alloy is resistant to in-die welding where the as-cast aluminum alloy product is removed from the die without damaging the cast product and/or without sticking to the die. Die welding can occur during high pressure casting where molten aluminum is solder to the surface of the die. In some embodiments, the new aluminum casting alloys described herein can be cast without being welded to the die.
Estas y otras combinaciones de características se describen más abajo en la Descripción detallada.These and other combinations of features are described below in the Detailed Description.
Breve descripción de los figurasBrief description of the figures
La Figura 1 es un gráfico que muestra el contenido de silicio frente al índice de tendencia al agrietamiento en caliente para las aleaciones del Ejemplo 1.Figure 1 is a graph showing silicon content versus hot crack tendency index for the alloys of Example 1.
La Figura 2 es un gráfico que muestra el contenido de silicio frente al índice de tendencia al agrietamiento en caliente para las aleaciones del Ejemplo 2.Figure 2 is a graph showing silicon content versus hot crack tendency index for the alloys of Example 2.
La Figura 3 es un gráfico que muestra el contenido de silicio frente al índice de tendencia al agrietamiento en caliente para las aleaciones del Ejemplo 3.Figure 3 is a graph showing silicon content versus hot crack tendency index for the alloys of Example 3.
La Figura 4 es un gráfico que muestra el contenido de manganeso frente al índice de tendencia al agrietamiento en caliente para las aleaciones del Ejemplo 4.Figure 4 is a graph showing manganese content versus hot cracking tendency index for the alloys of Example 4.
La Figura 5a es un gráfico que muestra el contenido de fase beta (mostrado en % en peso) en función del contenido de Mn y Fe con base en el modelo ICME; las cantidades de 3,6 % en peso de Mg y 1,5 % en peso de Si se mantuvieron constantes.Figure 5a is a graph showing beta phase content (shown in wt%) as a function of Mn and Fe content based on the ICME model; the amounts of 3.6 wt% Mg and 1.5 wt% Si were kept constant.
La Figura 5b es un gráfico que muestra el contenido de fase alfa (mostrado en % en peso) en función del contenido de Mn y Fe con base en el modelo ICME; las cantidades de 3,6 % en peso de Mg y 1,5 % en peso de Si se mantuvieron constantes.Figure 5b is a graph showing the alpha phase content (shown in wt %) as a function of Mn and Fe content based on the ICME model; the amounts of 3.6 wt% Mg and 1.5 wt% Si were kept constant.
La Figura 6 es un gráfico que muestra el contenido de fase beta (mostrado en % en peso) en función del contenido de Fe con base en el modelo ICME; las cantidades de 3,6 % en peso de Mg, 1,5 % en peso y 0,5 % en peso de Mn se mantuvieron constantes.Figure 6 is a graph showing beta phase content (shown in wt%) versus Fe content based on the ICME model; the amounts of 3.6 wt% Mg, 1.5 wt% and 0.5 wt% Mn were kept constant.
La Figura 7a es un gráfico que muestra la resistencia máxima a la tracción (MPa) frente al contenido de hierro (% en peso) para las aleaciones del Ejemplo 6.Figure 7a is a graph showing ultimate tensile strength (MPa) versus iron content (wt%) for the alloys of Example 6.
La Figura 7b es un gráfico que muestra el alargamiento (%) frente al contenido de hierro (% en peso) para las aleaciones del Ejemplo 6.Figure 7b is a graph showing elongation (%) versus iron content (wt%) for the alloys of Example 6.
La Figura 7c es un gráfico que muestra el límite de elasticidad a la tensión (MPa) frente al contenido de hierro (% en peso) para las aleaciones del Ejemplo 6.Figure 7c is a graph showing tensile yield strength (MPa) versus iron content (wt%) for the alloys of Example 6.
La Figura 7d es un gráfico que muestra el índice de calidad (Q en MPa) frente al contenido de hierro (% en peso) para las aleaciones del Ejemplo 6.Figure 7d is a graph showing quality index (Q in MPa) versus iron content (wt%) for the alloys of Example 6.
La Figura 8a es un gráfico que muestra HCl (índice de agrietamiento en caliente calculado) en función del contenido de Si y Mg con base en el modelo ICME; las cantidades de 0,70 % en peso de Mn y 0,25 % en peso de Fe se mantuvieron constantes.Figure 8a is a graph showing HCl (calculated hot crack index) as a function of Si and Mg content based on the ICME model; the amounts of 0.70 wt% Mn and 0.25 wt% Fe were kept constant.
La Figura 8b es un gráfico que muestra el intervalo de temperatura de solidificación fuera del equilibrio (en °C) en función del contenido de Si y Mg con base en el modelo ICME; las cantidades de 0,70 % en peso de Mn y 0,25 % en peso de Fe se mantuvieron constantes.Figure 8b is a graph showing the non-equilibrium solidification temperature range (in °C) as a function of Si and Mg content based on the ICME model; the amounts of 0.70 wt% Mn and 0.25 wt% Fe were kept constant.
La Figura 8c es un gráfico que muestra HCl (índice de agrietamiento en caliente calculado) en función del contenido de Si y Mn con base en el modelo ICME; las cantidades de 4,0 % en peso de Mg y 0,25 % en peso de Fe se mantuvieron constantes.Figure 8c is a graph showing HCl (calculated hot crack index) as a function of Si and Mn content based on the ICME model; the amounts of 4.0 wt% Mg and 0.25 wt% Fe were kept constant.
La Figura 8d es un gráfico que muestra HCl (índice de agrietamiento en caliente calculado) en función del contenido de Si y Fe con base en el modelo ICME; las cantidades de 4,0 % en peso de Mg y 0,70 % en peso de Mn se mantuvieron constantes.Figure 8d is a graph showing HCl (calculated hot crack index) as a function of Si and Fe content based on the ICME model; the amounts of 4.0 wt% Mg and 0.70 wt% Mn were kept constant.
Descripción detalladaDetailed description
Ejemplo 1Example 1
Seis aleaciones de aluminio se fundieron como piezas fundidas de sonda de lápiz. Las composiciones de las aleaciones de aluminio se dan en la Tabla 1, más abajo. Las aleaciones de aluminio del Ejemplo 1 de la Tabla 1 no caen dentro del alcance de acuerdo con la reivindicación 1. Six aluminum alloys were cast as pencil probe castings. The compositions of the aluminum alloys are given in Table 1, below. The aluminum alloys of Example 1 of Table 1 do not fall within the scope according to claim 1.
Tabla 1 - Composición l l i n l E m l 1 l v l r n r i n o)Table 1 - Composition l l i n l E m l 1 l v l r n r i n o)
Se realizaron cinco pruebas por aleación y con varios tamaños de conexión. La Tabla 2, más abajo, proporciona los resultados del agrietamiento en caliente. En la tabla más abajo, “C” significa agrietado durante la fundición, “OK” significa que la fundición se realizó con éxito sin agrietamiento y “NF” significa que el molde de la sonda de lápiz no se llenó completamente. El índice de tendencia al agrietamiento en caliente (“HCTI”) de cada aleación se calculó de acuerdo con los resultados. La Tabla 2 también enumera el HCTI calculado para cada aleación.Five tests were performed per alloy and with various connection sizes. Table 2, below, provides the hot cracking results. In the table below, “C” means cracked during casting, “OK” means casting was successful without cracking, and “NF” means the pencil probe mold was not completely filled. The hot cracking tendency index (“HCTI”) of each alloy was calculated according to the results. Table 2 also lists the calculated HCTI for each alloy.
El índice de tendencia al agrietamiento en caliente (HCTI) de una aleación se define comoThe hot cracking tendency index (HCTI) of an alloy is defined as
V diámetro de la varilla aqrietadaV diameter of the cracked rod
HCTI — —______________________________________________ —_______________ HCTI — — ______________________________________________ —_______________
(4 + 6 + 8 + 10 12 + 14 + 16) (4 + 6 + 8 + 10 12 + 14 + 16 )
Si no se encuentra ningún agrietamiento en ninguna varilla de conexión, el valor de HCTI será 0. Si se encuentran grietas en las 7 varillas de conexión (de 4 mm a 16 mm), el valor de HCTI será 1. Por lo tanto, un HCTI más pequeño indica una mayor resistencia al agrietamiento en caliente para una aleación específica.If no crack is found in any connecting rod, the HCTI value will be 0. If cracks are found in all 7 connecting rods (4mm to 16mm), the HCTI value will be 1. Therefore, a Smaller HCTI indicates higher hot crack resistance for a specific alloy.
T abla 2 - R l l ri mi n n li n l l i n l E m l 1Table 2 - R l l ri mi n n li n l l i n l E m l 1
La Figura 1 muestra un gráfico del contenido de silicio frente al valor de HCTI determinado. Como se muestra, las aleaciones que tienen de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 % en peso de Si a cantidades similares de Fe, Mn, Mg y Ti alcanzaron una mejor resistencia al agrietamiento en caliente. La relación Mg/Si para estas aleaciones es de aproximadamente 2,0 a 3,0. La aleación A4 con 1,56 % en peso de Si tenía una relación Mg a Si de 2,26.Figure 1 shows a graph of the silicon content versus the determined HCTI value. As shown, alloys having about 1 to about 2 wt% Si at similar amounts of Fe, Mn, Mg, and Ti achieved better hot crack resistance. The Mg/Si ratio for these alloys is approximately 2.0 to 3.0. Alloy A4 with 1.56 wt% Si had a Mg to Si ratio of 2.26.
Ejemplo 2Example 2
Se fundieron cuatro aleaciones adicionales y se determinó su susceptibilidad al agrietamiento en caliente, según el Ejemplo 1. Como en el Ejemplo 1, el contenido de silicio volvió a variar, pero mediante el uso de una cantidad nominal inferior de magnesio y manganeso. Las composiciones de las aleaciones del Ejemplo 2 se muestran en la Tabla 3, más abajo. Las aleaciones del Ejemplo 2 de la Tabla 3 no caen dentro del alcance de acuerdo con la reivindicación 1. Los resultados de HCTI para las aleaciones del Ejemplo 2 se muestran en la figura más abajo. La aleación B2 mostró la mejor resistencia al agrietamiento en caliente. La relación Mg/Si para esta aleación es de aproximadamente 2,65. Four additional alloys were cast and their susceptibility to hot cracking determined, according to Example 1. As in Example 1, the silicon content was again varied, but by using a lower nominal amount of magnesium and manganese. The compositions of the alloys of Example 2 are shown in Table 3, below. The alloys of Example 2 in Table 3 do not fall within the scope according to claim 1. The HCTI results for the alloys of Example 2 are shown in the figure below. Alloy B2 showed the best resistance to hot cracking. The Mg/Si ratio for this alloy is approximately 2.65.
Tabla 3 - Composición de las aleaciones del Ejemplo 2 (todos los valores en por ciento de peso)Table 3 - Composition of the alloys of Example 2 (all values in weight percent)
La Figura 2 muestra los índices de tendencia al agrietamiento en caliente medidos experimentalmente de las aleaciones Al-2,5Mg-1,1Mn-x%Si. La aleación B2, con 0,96 % en peso de Si y 2,54 % en peso de Mg, mostró la mejor resistencia al agrietamiento en caliente. La relación Mg/Si para esta aleación es de aproximadamente 2,65.Figure 2 shows the experimentally measured hot cracking tendency indices of Al-2.5Mg-1.1Mn-x%Si alloys. Alloy B2, with 0.96 wt% Si and 2.54 wt% Mg, showed the best resistance to hot cracking. The Mg/Si ratio for this alloy is approximately 2.65.
Ejemplo 3Example 3
Se fundieron cuatro aleaciones adicionales y se determinó su susceptibilidad al agrietamiento en caliente, según el Ejemplo 1. Como en el Ejemplo 1, el contenido de silicio se volvió a variar, pero mediante el uso de una cantidad nominal de magnesio más alta y una cantidad nominal de manganeso más baja. Las composiciones de las aleaciones del Ejemplo 3 se muestran en la Tabla 4, más abajo. Las aleaciones del Ejemplo 3 de la Tabla 4 no caen dentro del alcance de acuerdo con la reivindicación 1. Los resultados de HCTI para las aleaciones del Ejemplo 3 se muestran en la Figura 3. Como se muestra, el HCTI para todas las aleaciones generalmente es bueno. El HCTI más bajo lo alcanzó la aleación C3 con una relación Mg/Si de 2,22.Four additional alloys were cast and their susceptibility to hot cracking determined, according to Example 1. As in Example 1, the silicon content was again varied, but by using a higher nominal amount of magnesium and a higher lower manganese rating. The compositions of the alloys of Example 3 are shown in Table 4, below. The alloys of Example 3 of Table 4 do not fall within the scope according to claim 1. The HCTI results for the alloys of Example 3 are shown in Figure 3. As shown, the HCTI for all alloys is generally Well. The lowest HCTI was achieved by the C3 alloy with a Mg/Si ratio of 2.22.
Tabla 4 - Composición de las aleaciones del Ejemplo 3 (todos los valores en por ciento de peso)Table 4 - Composition of the alloys of Example 3 (all values in weight percent)
Los resultados de los Ejemplos 1-3 indican que la Mg/Si (relación de peso) debe ser de aproximadamente 1,7 a aproximadamente 3,6, preferentemente de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,0 para facilitar la resistencia al agrietamiento en caliente.The results of Examples 1-3 indicate that the Mg/Si (weight ratio) should be about 1.7 to about 3.6, preferably about 2.0 to about 3.0 to facilitate crack resistance in hot.
Ejemplo 4Example 4
Se fundieron cuatro aleaciones adicionales y se determinó su susceptibilidad al agrietamiento en caliente, según el Ejemplo 1. Esta vez, el contenido de manganeso se varió, apuntando a una cantidad nominal de magnesio de 3,6 % en peso y una cantidad nominal de silicio de 1,5 % en peso. Las composiciones de las aleaciones del Ejemplo 4 se muestran en la Tabla 5, más abajo. Las aleaciones del Ejemplo 4 de la Tabla 5 no caen dentro del alcance de acuerdo con la reivindicación 1. Los resultados de HCTI para las aleaciones del Ejemplo 4 se muestran en la Figura 4. Como se muestra, el HCTI para todas las aleaciones generalmente es bueno. La aleación D4 con 1,20 % en peso de Mn alcanzó los mejores resultados de HCTI. Four additional alloys were cast and their susceptibility to hot cracking determined, according to Example 1. This time, the manganese content was varied, aiming for a nominal amount of magnesium of 3.6 wt% and a nominal amount of silicon. 1.5% by weight. The compositions of the alloys of Example 4 are shown in Table 5, below. The alloys of Example 4 of Table 5 do not fall within the scope according to claim 1. The HCTI results for the alloys of Example 4 are shown in Figure 4. As shown, the HCTI for all alloys is generally Well. Alloy D4 with 1.20 wt% Mn achieved the best HCTI results.
Tabla 5 - Composición de las aleaciones del Ejemplo 4 (todos los valores en por ciento de peso)Table 5 - Composition of the alloys of Example 4 (all values in weight percent)
Ejemplo 5Example 5
Se fundieron cuatro aleaciones adicionales y se determinó su susceptibilidad al agrietamiento en caliente, según el Ejemplo 1. Esta vez, el contenido de hierro se varió, apuntando a una cantidad nominal de magnesio de 3,45 % en peso, una cantidad nominal de silicio de 1,55 % en peso y una cantidad nominal de manganeso de 0,90 % en peso. Las composiciones de las aleaciones del Ejemplo 5 se muestran en la Tabla 6, más abajo. Las aleaciones de ejemplo E1 y E2 están fuera del alcance de acuerdo con la reivindicación 1. Los resultados de HCTI para las aleaciones del Ejemplo 5 se muestran en la figura más abajo. Como se muestra, el HCTI para todas las aleaciones generalmente es bueno. La aleación E4 con 0,29 % en peso de Fe alcanzó los mejores resultados de HCTI.Four additional alloys were cast and their susceptibility to hot cracking determined, according to Example 1. This time, the iron content was varied, aiming for a nominal amount of magnesium of 3.45 wt%, a nominal amount of silicon of 1.55% by weight and a nominal amount of manganese of 0.90% by weight. The compositions of the alloys of Example 5 are shown in Table 6, below. Example alloys E1 and E2 are outside the scope according to claim 1. The HCTI results for the alloys of Example 5 are shown in the figure below. As shown, the HCTI for all alloys is generally good. Alloy E4 with 0.29 wt% Fe achieved the best HCTI results.
Tabla 6 - Composición de las aleaciones del Ejemplo 5 (todos los valores en por ciento de peso)Table 6 - Composition of the alloys of Example 5 (all values in weight percent)
Estos resultados son inesperados. Las propiedades mecánicas de las aleaciones de forja de Al-Si se ven afectadas negativamente por el hierro porque el hierro está presente como compuestos primarios o pseudoprimarios grandes que aumentan la dureza, pero disminuyen la ductilidad. Dados estos resultados de HCTI mejorados, se realizó el modelado (ICME - Integrated Computational Materials Engineering). Estos resultados muestran que, al controlar el contenido de Fe y Mn, puede evitarse potencialmente la formación de p-AbFeSi en forma de aguja no deseada. Las Figuras 5a, 5b y 6 muestran la correlación entre el contenido de manganeso y hierro y la fracción de volumen en las partículas de fase p-AbFeSi y a-Al15FeMn3Si2 (para una aleación de Al-3,6Mg-1,5Si). Añadir Mn a las aleaciones de Al-Mg-Si puede promover la formación de la fase a-Al15FeMn3Si2 y restringir o evitar la formación de la fase p-AbFeSi. Por ejemplo, una aleación de Al-3,6Mg-1,5Si con peso de 0,4 a 0,6 % en peso de Mn, mediante el uso de cantidades de hierro aumentadas disminuye la cantidad de la fase p-AbFeSi. Como se muestra en la Figura 6, la cantidad de la fase p-AbFeSi disminuye de aproximadamente 0,018 % en peso a, esencialmente, 0 % en peso al aumentar el hierro de 0,15 % en peso a 0,4 % en peso. Por lo tanto, las aleaciones que tienen propiedades mejoradas (por ejemplo, alargamiento) pueden alcanzarse debido al aumento de hierro y la disminución correspondiente en la fase p-AbFeSi dentro de la aleación.These results are unexpected. The mechanical properties of Al-Si wrought alloys are negatively affected by iron because iron is present as large primary or pseudo-primary compounds that increase hardness but decrease ductility. Given these improved HCTI results, modeling (ICME - Integrated Computational Materials Engineering) was performed. These results show that by controlling the content of Fe and Mn, the formation of unwanted needle-shaped p-AbFeSi can potentially be avoided. Figures 5a, 5b and 6 show the correlation between the manganese and iron content and the volume fraction in the p-AbFeSi and a-Al15FeMn3Si2 phase particles (for an Al-3.6Mg-1.5Si alloy). Adding Mn to Al-Mg-Si alloys can promote the formation of the a-Al15FeMn3Si2 phase and restrict or prevent the formation of the p-AbFeSi phase. For example, an Al-3.6Mg-1.5Si alloy weighing 0.4 to 0.6 wt% Mn, by using increased amounts of iron, the amount of the p-AbFeSi phase decreases. As shown in Figure 6, the amount of the p-AbFeSi phase decreases from approximately 0.018 wt % to essentially 0 wt % with increasing iron from 0.15 wt % to 0.4 wt %. Therefore, alloys that have improved properties (e.g., elongation) can be achieved due to the increase in iron and the corresponding decrease in the p-AbFeSi phase within the alloy.
Ejemplo 6Example 6
Se fundieron ocho aleaciones adicionales mediante solidificación direccional. Todas las aleaciones variaban en contenido de hierro. El primer grupo (F) tenía como objetivo una cantidad nominal de magnesio de 3,6 % en peso, una cantidad nominal de silicio de 1,5 % en peso y una cantidad nominal de manganeso de 0,90 % en peso. El segundo grupo (G) tenía como objetivo una cantidad nominal de magnesio de 4,0 % en peso, una cantidad nominal de silicio de 1,7 % en peso y una cantidad nominal de manganeso de 0,65 % en peso. Las composiciones de las aleaciones del Ejemplo 6 se muestran en la Tabla 7, más abajo. Las aleaciones de ejemplo F1, F2, G1 y G2 están fuera del alcance de acuerdo con la reivindicación 1.Eight additional alloys were cast by directional solidification. All alloys varied in iron content. The first group (F) targeted a nominal amount of magnesium of 3.6 wt.%, a nominal amount of silicon of 1.5 wt.%, and a nominal amount of manganese of 0.90 wt.%. The second group (G) targeted a nominal amount of magnesium of 4.0 wt%, a nominal amount of silicon of 1.7 wt%, and a nominal amount of manganese of 0.65 wt%. The compositions of the alloys of Example 6 are shown in Table 7, below. Exemplary alloys F1, F2, G1 and G2 are outside the scope according to claim 1.
Tabla 6 - Compo i i n l ^ l i n l E m l v l r n r i nTable 6 - Compo i i n l ^ l i n l E m l v l r n r i n
+ Estas aleaciones no forman parte de la invención pero representan antecedentes técnicos útiles para comprender la invención.+ These alloys are not part of the invention but represent useful technical background to understand the invention.
Las propiedades mecánicas de las aleaciones solidificadas direccionalmente se probaron de acuerdo con ASTM E8 y B557, cuyos resultados se proporcionan en la Tabla 7, más abajo. Las propiedades mecánicas de las aleaciones del Ejemplo 5 también se probaron, por lo que los resultados también se incluyen en la Tabla 7. También se proporciona el índice de calidad (Q). (Q = UTS+150*log(Alarg.)). Varios gráficos relacionados con estas propiedades y las composiciones de aleación se proporcionan en las Figuras 7a-7d.The mechanical properties of the directionally solidified alloys were tested in accordance with ASTM E8 and B557, the results of which are provided in Table 7, below. The mechanical properties of the alloys of Example 5 were also tested, so the results are also included in Table 7. The quality index (Q) is also given. (Q = UTS+150*log(Long)). Various graphs related to these properties and alloy compositions are provided in Figures 7a-7d.
Tabla 7 - Propiedades de las aleaciones E1-E4, F1-F4 y G1-G4Table 7 - Properties of alloys E1-E4, F1-F4 and G1-G4
Ejemplo 7 - Modelado ExperimentalExample 7 - Experimental Modeling
Con base en los experimentos anteriores, se modelaron varias composiciones de aleación de aluminio. Los resultados se muestran en las Figuras 8a-8b. Estos resultados de modelado indican que para una aleación de Al-Mg-Si dirigida a 0,7 % en peso de Mn y 0,25 % en peso de Fe, puede ser útil para controlar el magnesio y el silicio de manera que (todos los valores en por ciento de peso): (0,4567*Mg - 0,5) ≤= Si ≤= (0,4567*Mg 0,2)Based on the above experiments, various aluminum alloy compositions were modeled. The results are shown in Figures 8a-8b. These modeling results indicate that for an Al-Mg-Si alloy targeted at 0.7 wt% Mn and 0.25 wt% Fe, it may be useful to control magnesium and silicon such that (all values in weight percent): (0.4567*Mg - 0.5) ≤= Yes ≤= (0.4567*Mg 0.2)
Se realizó un modelado similar en aleaciones de aluminio adicionales, como se muestra en las Figuras 8c-8d. Estos resultados de modelado indican que, a medida que aumenta el contenido de manganeso o hierro, es necesario aumentar el contenido de silicio. Estos resultados indican además que puede ser útil para controlar el magnesio, el silicio, el manganeso y el hierro según lo siguiente:Similar modeling was performed on additional aluminum alloys, as shown in Figures 8c-8d. These modeling results indicate that as the manganese or iron content increases, it is necessary to increase the silicon content. These results further indicate that it may be useful to control magnesium, silicon, manganese and iron according to the following:
(0,4567*Mg+0,2*Mn 0,25*Fe - 0,6) ≤= Si ≤= (0,4567*Mg 0,2*Mn 0,25*Fe) (0.4567*Mg+0.2*Mn 0.25*Fe - 0.6) ≤= Yes ≤= (0.4567*Mg 0.2*Mn 0.25*Fe)
Aunque se han descrito varias modalidades de la presente descripción, es evidente que los expertos en la técnica idearán modificaciones y adaptaciones de esas modalidades. Although various embodiments of the present disclosure have been described, it is evident that modifications and adaptations of those embodiments will be devised by those skilled in the art.
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