FR2502642A1

FR2502642A1 - Nouvel alliage au magnesium contenant de l'yttrium et du neodyme

Info

Publication number: FR2502642A1
Application number: FR8205094A
Authority: FR
Inventors: William Unsworth; John Frederick King; Stephen Lee Bradshaw
Original assignee: Magnesium Elektron Ltd
Current assignee: Magnesium Elektron Ltd
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1982-10-01
Also published as: BR8201685A; JPS57210946A; IT1151520B; IN157529B; AU8173082A; US4401621A; AU544762B2; SE456016B; SE8201879L; DE3210700C2; FR2502642B1; CA1196215A; IT8220358A0; JPH0372695B2; DE3210700A1

Abstract

NOUVEL ALLIAGE AU MAGNESIUM CONTENANT, OUTRE LES IMPURETES NORMALES: A.DE 1,5 A 10 EN POIDS D'UN COMPOSANT D'YTTRIUM CONSISTANT EN AU MOINS 60 EN POIDS D'YTTRIUM ET LE RESTE EVENTUELLEMENT EN METAUX LOURDS DU GROUPE DES TERRES RARES, ET B.DE 1 A 6 EN POIDS D'UN COMPOSANT DE NEODYME CONSISTANT EN AU MOINS 60 EN POIDS DE NEODYME, EN 25 EN POIDS MAXIMUM DE LANTHANE ET LE RESTE, EVENTUELLEMENT, EN PRASEODYME, LE RESTE DE L'ALLIAGE CONSISTANT EN DU MAGNESIUM. APPLICATION A LA REALISATION DE PIECES COULEES.

Description

La présente invention a pour objet des alliages au magné-

sium contenant de l'yttrium et du néodyme particulièrement appropriés

pour être employés comme pièces coulées.

Les alliages de magnésium coulés sont utilisés dans le domaine aérospatial o de bonnes propriétés mécaniques à la fois à

la température ambiante et à des températures élevées sont requises.

Par exemple les pièces en alliage d'aluminium de moteurs d'avions ou de boites de vitesse d'entraînement de rotors d'hélicoptères doivent être susceptibles de conserver leur résistance et également résister au fluage à une température de 2000C ou plus. Les alliages au magnésium actuels pour de telles utilisations contiennent des quantités appréciables, en particulier d'environ 1,5-2,5% en poids, d'argent. L'argent est un élément coûteux et son prix est sujet à de grandes fluctuations du fait de son emploi en tant que monnaie. Les alliages au magnésium contenant de l'argent ont une plus faible

résistance à la corrosion que les alliages sans argent.

La présente invention a pour objet de fournir des alliages au magnésium susceptibles de conduire à des pièces coulées ayant de bonnes propriétés d'élasticité à la fois à la température ambiante et à des températures élevées et qui sont résistants au fluage tout en ayant une ductilité appropriée mais qui ne contiennent pas de

grandes quantités d'argent.

Selon une première forme de réalisation de la présente invention, il est proposé un alliage au magnésium contenant outre les impuretés normales

(a) de 1,5 à 10% en poids d'un composant d'yttrium con-

sistant en au moins 60% en poids d'yttrium et le reste, éventuel-

lement étant des métaux lourds du groupe des terres rares, et

(b) de 1 à 6% en poids d'un composant de néodyme con-

sistant en au moins 60% en poids de néodyme, en 25% en poids maximum de lanthane et le reste, éventuellement, étant du praséodyme,

le reste de l'alliage étant constitué de magnésium.

L'alliage peut contenir du zirconium pour obtenir une structure granulaire satisfaisante par exemple en une quantité

maximum de 1% et de préférence de l'ordre de 0,4%.

Il doit être remarqué que l'yttrium n'est pas considéré ici comme un métal du groupe des terres rares du fait qu'il ne fait

pas partie de la série des lanthanides.

Le composant d'yttrium peut consister en de l'yttrium pur mais comme il s'agit d'un métal coûteux, il est préférable d'utiliser -2- un mélange contenant au moins 60% d'yttrium et le reste étant constitué en métaux lourds du groupe des terres rares. Un "métal lourd du groupe des terres rares" est un métal ayant un nombre atomique de 62 ou supérieur. La teneur en yttrium du composant d'yttrium doit être d'au moins 62% et de préférence d'au moins 75%. Le composant de néodyme peut consister en du néodyme 100%

mais comme la purification du néodyme à cette teneur est relati-

vement coûteuse, on préfère utiliser un mélange contenant au moins % de néodyme et jusqu'à 25% en poids de lanthane, le reste, éventuellement, étant constitué de praséodyme:.le mélange contient ainsi pratiquement pas de cérium ou de métaux du groupe des terres rares. On comprendra que lorsque les composants d'yttrium et/ou de néodyme contiennent des mélanges de métaux du groupe des terres rares, comme indiqué ci-dessus, des alliages identiques sont obtenus en ajoutant l'yttrium et/ou le néodyme à l'alliage fondu sous forme de métaux purs et en ajoutant séparément des métaux du groupe des terres rares, ou en ajoutant l'yttrium et le néodyme sous forme de

mélanges contenant les métaux du groupe des terres rares. Les allia-

ges préparés par ces deux méthodes doivent être considérés comme faisant partie de l'objet selon la présente invention, les termes "composant d'yttrium" et "composant de néodyme" se rapportant à la

composition de l'alliage, non à la manière dans laquelle les cons-

tituants de l'alliage sont ajoutés à la masse fondue. Cependant en pratique l'yttrium doit normalement être ajouté à l'alliage en même temps que les métaux lourds du groupe des terres rares, et le néodyme doit être ajouté avec les métaux du groupe des terres rares

ci-dessus mentionnés du composant de néodyme.

La teneur en composant d'yttrium peut être de 1,5 à 9% et

le composant de néodyme peut contenir pas plus de 10% de lanthane.

Dans une forme de réalisation de l'invention, la teneur totale du composant d'yttrium et du composant de néodyme est de 4 à 14%. Les alliages selon l'invention sont susceptibles de donner de bonnes propriétés mécaniques sur une large gamme de températures et une grande résistance au fluage tout en possédant une ductilité appropriée.

Il a été constaté que dans la gamme de composition men-

tionnée ci-dessus, des teneurs particulières en composants d'yttrium et de néodyme sont susceptibles de conduire à des combinaisons -3- recherchées de propriétés spécifiques. Ainsi selon un mode de réalisation de la présente invention, la teneur en composant d'yttriun est de 2,5-7%, celle en composant de néodyme de 1,5-4%, et la teneur

totale en composant d'yttrium et en composant de néodyme de 6-8,5%.

Les alliages dans ces pourcentages conduisent à des propriétés mécaniques élevées à la fois à la température ambiante et aux températures élevées au moins équivalentes à celles obtenues à

partir d'alliages au magnésium couramment utilisés de haute résis-

tance et contenant de l'argent.

Selon un autre mode de réalisation selon la présente invention, la teneur en composant d'yttrium est de 3,5 à 9%, la teneur en composant de néodyme de 2,5 à 5%, et la teneur totale des composants d'yttrium et de néodyme de 7,5 à 11,5%. Les alliages dans ces pourcentages donnent de très bonnes propriétés mécaniques (y compris une résistance au fluage) aux températures élevées jusqu'à 3000C ou plus, avec une ductilité plus faible par rapport aux autres alliages selon l'invention. En particulier de bonnes propriétés mécaniques sont obtenues en l'absence de zirconium dans les alliages selon cette forme de réalisation. Selon un autre mode de réalisation, la teneur en composant d'yttrium est de 3,5 à 8%, la teneur en composant de néodyme de 2 à 3,5% et la teneur totale des composants d'yttrium et de néodyme de 7-10%. Les alliages dans ces pourcentages ont des propriétés mécaniques favorables à la température ambiante et aux températures élevées et également une bonne ductilité, les rendant particulièrement appropriés pour de nombreuses applications d'engineering. On peut également introduire d'autres éléments dans l'alliage par exemple jusqu'à 1% de cadmium ou pas plus de 1% d'argent ou jusqu'à 0,5% de cuivre. Un ou plusieurs des éléments

suivants peuvent également être présents en des quantités compati-

bles avec leurs solubilités Thorium 0-1% Lithium 0-6% Gallium 0-2% Indium 0-2% Thallium 0-5% Plomb 0-1% Bismuth 0-1% Manganèse 0-2% -4- Le zinc doit être pratiquement absent car il se combine avec l'yttrium pour former un composé stable intermétallique rendant

nul l'effet de l'yttrium.

Les alliages selon la présente invention peuvent être obtenus par les méthodes conventionnelles. Comme les métaux du

composant d'yttrium ont généralement des points de fusion relative-

ment élevés ils sont de préférence ajoutés à la masse fondue sous la

forme d'un alliage du type "hardener alloy" consistant en du magné-

sium et en une proportion élevée de métaux à ajouter (on sait que les alliages dits "hardener alloys" sont des alliages contenant une proportion élevée du constituant à ajouter, et sont utilisés lorsque l'addition du constituant pur n'est pas possible). Le composant de néodyme peut être également ajouté sous la forme d'un tel alliage au

magnésium. Lorsque la fusion est réalisée par les techniques cou-

rantes utilisées pour les alliages au magnésium, c'est-à-dire sous un courant protecteur ou une atmosphère protectrice telle que Co2/SF6 ou air/SF&, des pertes indésirables d'yttrium peuvent se produire par réaction avec le courant ou par oxydation. Il est par conséquent préférable de réaliser la fusion sous une atmosphère

inerte appropriée telle que sous argon.

Les alliages selon l'invention peuvent être coulés par les méthodes conventionnelles pour former des articles coulés. Les articles coulés requièrent généralement un traitement thermique pour donner des propriétés mécaniques optimales. Un type de traitement thermique comprend un traitement de dissolution à haute température de préférence à la température la plus élevée possible (normalement environ 20C en-dessous de la température du solidus de l'alliage)

suivi d'une trempe et d'un vieillissement à une température élevée.

Un exemple de traitement thermique approprié comprend le maintien de la pièce coulée à 5250C pendant 8 heures suivi par une trempe rapide dans un milieu approprié tel que de l'eau ou une solution aqueuse d'un agent de modération de trempe tel que celui commercialisé sous la marque UCON (la solution utilisée ici en contenait 30%), et ensuite par un vieillissement à environ 2000C pendant 20 heures. Cependant, il a été constaté qu'un vieillissement à température élevée pendant une période plus longue, par exemple jusqu'à 144 heures, pouvait conduire à améliorer les propriétés mécaniques pour au moins certains des alliages selon la présente invention. -5- Il a également été constaté que des traitements thermiques plus simples peuvent améliorer les propriétés de l'alliage brut de

coulée. L'alliage coulé peut être vieilli par exemple à 200'C pen-

dant 20 heures, sans traitement thermique de dissolution ou trempe, la résistance de l'alliage étant considérablement augmentée de même

que l'on obtient un bon niveau de ductilité.

Les alliages selon la présente invention de même que les autres alliages donnés par comparaison seront décrits dans les

exemples suivants.

EXEMPLES

Des alliages au magnésium ayant la composition donnée au tableau 1 ont été coulés sous forme d'échantillons pour tests et les échantillons ont été thermiquement traités comme montré au tableau 1. Le composant Nd mentionné dans les tableaux simplement sous forme "Nd" est un mélange de métaux du groupe des terres rares contenant au moins 60% en poids de néodyme, pas de cérium, jusqu'à 10% de lanthane et le reste étant du praséodyme. Le composant d'yttrium indiqué sous la forme "Y" est de l'yttrium pur sauf indication contraire. La limite élastique, la charge limite d'élasticité et l'allongement ont été mesurés à la température ambiante par les méthodes standards et les résultats sont donnés au tableau 1. Ces propriétés ont été également mesurées à 250'C pour certains des alliages et les résultats sont donnés au tableau 2. Les résultats

pour les alliages connus au magnésium QE 22 et QH 21 et qui con-

tiennent 2,5% d'argent mais pas d'yttrium sont donnés pour compa-

raison.

Les propriétés mécaniques de certains alliages ont égale-

ment été mesurées à des températures au-dessus de 2500C et les

résultats sont mentionnés au tableau 3. Les résultats à la tempé-

rature ambiante et à une température élevée pour un autre alliage n' 16 sont donnés au tableau 4: dans cet alliage, l'yttrium et les métaux lourds du groupe des terres rares sont ajoutés sous forme

d'un mélange.

D'autres alliages ont été coulés, traités thermiquement et testés selon la même méthode à 20 , 2500, 300 , 3250 et 3500C et les résultats sont mentionnés au tableau 5. Des résultats comparatifs sont donnés pour QE 22, QH 21 et également pour EQ 21 (un alliage au magnésium contenant 2% du composant de néodyme et 1,5% d'argent) et

RR 350 (un alliage d'aluminium ayant une haute résistance au flu-

age).

-6- Des échantillons des alliages ont été coulés et traités thermiquement de la même manière et soumis à un test standard de fluage à 300'C en utilisant une tension de 23 N/mm. Le temps pour atteindre 0,2% de contrainte au fluage a été mesuré et les résultats sont rassemblés au tableau 6, avec les valeurs comparatives pour RR 350 et ZT 1 (un alliage au magnésium contenant du zinc et du thorium mais pas de métaux du groupe des terres rares, alliage connu pour

avoir une grande résistance au fluage).

A partir des résultats obtenus on peut tirer les conclu-

sions suivantes.

/ Les alliages selon la présente invention contenant du zirconium en tant qu'élément d'affinage des grains donnent à la température ambiante une limite élastique comparable à celles des

alliages QE 22 et QH 21 (la limite élastique minimum à la tempéra-

ture ambiante indiquée pour QE 22 étant de 175 N/mm 2) et les charges limites d'élasticité à température ambiante sont beaucoup plus

élevées que pour QE 22 et QH 21.

/ Les alliages selon la présente invention donnent de bien meilleures propriétés mécaniques à haute température que QE 22 et QH 21 en particulier à plus fortes teneurs en yttrium. Les propriétés mécaniques de QE 22 et QH 21 tombent rapidement à des températures au-dessus de 250'C alors que celles des alliages selon

l'invention sont maintenues à un degré très élevé.

/ De l'yttrium pur peut être remplacé par un mélange d'yttrium et de métaux lourds du groupe des terres rares, contenant au moins 60% et de préférence au moins 75% d'yttrium ce qui conduit

à une diminution du coût sans perte des propriétés mécaniques.

/ Les résultats pour les alliages 1-3 montrent que le zirconium peut être omis et que de bons résultats sont cependant

obtenus. On pense que l'yttrium lui-même agit comme un agent d'affi-

nage des grains dans l'alliage.

/ En particulier de bonnes propriétés d'élasticité, à la fois à la température ambiante et à des températures élevées, sont obtenues avec une teneur en composant d'yttrium de 2,5 à 7%, en composant de néodyme de 1,5 à 4% et un total en composants d'yttrium

et de néodyme de 6 à 8,5%.

/ De très bonnes propriétés mécaniques, comprenant une résistance au fluage, à des températures de 300'C et plus, sont obtenues avec une teneur en composant d'yttrium de 3,5 à 9%, en composant de néodyme de 2,5 à 5% et un total de composants d'yttrium -7- et de néodyme de 7,5 à 11,5%, en particulier lorsque le zirconium est absent. Cependant la ductilité de ces alliages a tendance à être faible. / Les pourcentages suivants en composition des alliages selon l'invention donnent un compromis entre une bonne ductilité et des propriétés mécaniques élevées à la température ambiante et à des températures élevées qui sont particulièrement favorables pour de nombreuses applications d'engineering: composant d'yttrium 3,5-8%, composant de néodyme 2-3,5% et un total de composants d'yttrium et

de néodyme de 7-10%.

Par comparaison un alliage connu au magnésium RZ5 qui contient des métaux du groupe des terres rares et du zinc mais pas

d'yttrium présente des propriétés mécaniques beaucoup plus faibles.

Par exemple la limite élastique minimum pour RZ5 à la température ambiante est de 135 N/mm2 alors que les alliages selon la présente

invention ont des limites élastiques considérablement plus élevées.

Dans une autre série de tests, les alliages figurant au

tableau 7 ont été coulés, traités thermiquement de la manière indi-

quée au tableau et testés à la température ambiante. On peut remar-

quer qu'après le traitement thermique de dissolution et la trempe, les propriétés mécaniques sont améliorées par un vieillissement

prolongé à température élevée, au moins jusqu'à 144 heures à 200'C.

Un vieillissement à température élevée de l'alliage brut de coulée sans traitement thermique de dissolution et trempe donne également

des propriétés mécaniques intéressantes.

De façon à déterminer le comportement à la coulée, un alliage selon la présente invention a été soumis à un test de coulée en spirale fluide et le résultat est mentionné au tableau 8 avec les résultats comparatifs pour les alliages QE 22, ZE 63 (un alliage au magnésium contenant du zinc et des métaux du groupe des terres rares) et un alliage AZ 91 (un alliage au magnésium contenant du magnésium et du zinc). L'alliage selon la présente invention donne

un résultat favorable en comparaison avec les autres alliages.

De façon à tester la microporosité de la pièce coulée, un alliage selon la présente invention a été soumis à un test standard connu sous le nom de "Spitaler Box" selon lequel un échantillon est coulé et radiographié. Le résultat est indiqué au tableau 9 avec

pour comparaison le résultat obtenu avec l'alliage QE 22. Le résul-

tat AA est la surface affectée par la microporosité et MR est le degré maximum ASTM pour la microporosité sur la surface affectée. Le résultat pour l'alliage selon la présente invention est supérieur à celui de l'alliage QE 22 ce dernier étant un alliage considéré comme ayant un bon comportement pour une utilisation dans des pièces

aérospatiales complexes.

Les alliages selon la présente invention ont été testés à la corrosion par immersion pendant 28 jours dans une solution à 3% de chlorure de sodium saturé avec de l'hydroxyde de magnésium ("test d'immersion") et également selon le test "Royal Aircraft Establishment" test.dans lequel les alliages sont soumis à une

vaporisation de sel et à une exposition à l'atmosphère (test "RAE").

Les résultats sont rassemblés au tableau 10 avec les résultats correspondants pour les alliages QE 22 et RZ5. L'alliage RZ5 a été traité thermiquement par simple vieillissement à température élevée,

les autres ont été vieillis après traitement thermique de dissolu-

tion et trempe. Les résultats mentionnés au tableau 10 indiquent la quantité d'alliage corrodée par unité de surface et de temps par rapport à RZ5 en tant qu'unité. Il peut être remarqué que le taux de

corrosion pour les alliages selon la présente invention est signi-

ficativement plus faible que pour les alliages RZ5 et QE 22.

TABLEAU 1

DESIGNATION

ANALYSE %,

Traitement Thermique àrM -i r-- l _.- ---,. i I Idci Cu Ag Dissolution Trempe Vieillissement Proprietes mécaniques

YS U1TS

fi1 /,

. _... _.....DTD: YED 5,2,- 4.8 2.1 <0.1 0.53 8hrs 535 C T E C 20hrs 200 C 156 251 2 YED 5, 2,2 4.8 2.1 " 1.25 - - n. n 159 231 3 YED 5,3, 5.2 3.3 " 0.41 - - 8hrs 525 C 30%UCON " 185 248 4 YEK 4,2,1 4.3 2.0 0.l46 - - 8hrs 535 C T E C " 163 308 YEIK 4,4,1 3-7 3-7 0.38 - - - " " "t 188 302

6 YEK 3,5,1 3.2 5.0 0.43 0.02 - - 193 299

7 YEKD 2,4,1,' 1.8 3.9 0.41 0.58 - - " " " 171 279

8 YEKD 4,2,1,- 3.8 1.9 0.38 0.49 - - " " " 158 282

9 YEKD 4,3,1,- 3-9 2.9 0.43 0.55 - - f" " " 181 312 YEKD 3,4,1, 3-4 4.0 0. 38 0.40 - - l l 185 279 11 YEKD 6,3,1, 5-5 3-5 0.38 0.44 - - 8hrs 525 C 30%UCON " 215 306 12 YEKC 4,2,1 (0.1) 4.2 2.0 0.40 "0.1 (0.1) - 6hrs 475 C T E C " 179 286 13 YEKiC 3,4,1(0.1) 3.4 3.9 0.42 " (0.1) - " " " 171 249 14 YEKQ 4,3,1,t 4.2 2.6 0.38 " - (0.5) 8hrs 535 C " " 173 328 QE 22 - 2.0 0.6 - - 2.5 8hrs 525 C " " 205 266

QH 21 - 1 0.6 - I 2.5 " " " 210 270

(Tho- ___ _ _ __ rium) _ ____ ____. ____ (*) T E C = Trempe à l'eau chaude (1) Y S: Limite élastique (2) U T S: Charge limite d'élasticité

Les chiffres entre parenthèses sont des valeurs nominales.

NO. F iA l T- I i (N/im2) I l i i r> Ne A l'ya

TAB3LEAU 2

Alliaae DESIGNATION _ANALYSE 5D TraiteOent Proprites mécaniques à 2500C 1 _a. - _ _.Dissolution NO id r CC g T 2 </m2) j Y Nd Zr CdCu S Th 1TEPS/Temp. Y.S N/mm)UTS NmE - EQE 22 - (2) (0.6) - (2) - 8 hr 525 C 122 160 30 - QH 21 - (1) (0.6) - - (2-} (1) 8 hr 525%C 167 185 16 3 YED 5,3,1 5.2 3-.3 (o0.10.41 -.. 8 hr 525 c 167 266 8 YEK 4,4,1 3.7 3.7 0.38 - - - - - 8 hr 535 c 162 265 il 6 YEK 3,5,1 3.2 5.0 o.43 0.02 -.." 178 266 5 7 YEKD 2,4,1,1-t 1.8 3.9 0.41 0.58.. . " 155 230 6 9 YEKD 4,3,1,l 3.9.9 0. 43 0.55 -. _" 158 256 12

YEKD 3,4,11 * 3.4 4.0 0.38 o.40 - - - - 173 265 61-

1l YEKD 6,3,1,. 5-5 3.5 0.38 o.44 - " 193 287 2

12 YEKC 4,2,1(0.1) 4.2 2.0 0.40 <0.1(0.l) - - 16 hr 475 C 142 240 17 -

13 YEKC 3,4,1(0.1) 3-4 3-9 0.42 <0. 1(o.1) - - 8 hr 475oc 1C44 210 5 14 YEKQ 4,3,1,} 4.2 12.6 0.38<0.1 - (0.5) - 8 hr 535 C 152 254 17 (1) Y S: L. imite élastique (2) U T S: Résistance A la traction limite (3) E: Allongement tu v. C> tw os CD I cqJ No OJ CD u9i CM ci 8 9gSI 5zú i; 81 Z 9Li ooC zt8z C61 0Sz :0 gú zî oz o 9ç O S0* 5 5 îIc9 amax T TI

, .. ..._,

- {-8 69T ic 0S ú Toz191 Szú úz zzz 9z1 ooC z z ozú oZ o5z 9'0 i'o ' *úI* { 56Z; Súz oz G;úNUA T 61 i ci oo00C 8C 91t 591 z91 Oz - tI/ Og;018 0Z O Z%9 ' O-tL %1-PN 1/:-Vt 6Z Hb' i_zq g o08 oz ooú

- 3 9 O1 OOC0(

oc 091 ZZI O5 - 17 99Z 5OZ OZ aZ %9'O-PN %OizS- 65Z ZZ ab OoI/'0 %3 ( <rw/N) SLln(ww/N)S * -OodP az Px. *N aGnbTpu-r xnie --enb-9?o? ___. _ _____ s GPbTPUT a2r:n:e SbTUS E wFtco.xa SAT VNV N0IJXNDISaIU *4TTT

ú flâ:TIjV.

TABLEAU 4

I ! ro tn r3 0% Alliace DESIGNATION ANALYSE % Prooriétés mâcaniques aux tep. indiquées NO. y Nd Terres Zr Cd Temp C YS(N/mm2) UTS(N/mm2) E% rares

16 YEKD 5,3,1,(62) 2.8 3.6 1.7 0.47 0.5 20 183 254 1

250 154 238 4

YEKD 3,4,1,1 3.4 4.0 - 0.38 0.40 20 185 279 1-t

250 173 265 6,

QE 22 2.5% Ag- 0% Nd O. 6o6%Zr 20 205 266 4 i___ __ __ _ __I250 122 160 30

- _ _ _....., ,,, ,

TABLEAU 5

r r-

DESIGNATION

Y

ANALYSE %,'

Nd Zr Cd Cu I

TRAITEMENT THERMIQUE

Terres IDissolution I I Trroe i

Vieillisse-

rent m lroDriYtstrncaniques(rl/'i,k _ tauxe.iv n-Prs enleisa r YS C UTS YE 51,-3 5-5 2.8 8h 525 C UCON20h 200 C 194 243 YE 51, 3 5.4 3.-0 -. 8h 535 C TEC " 190 282 1

YED 5,2,3 54 3.0

YED 5,2, 4W 2.1 - 0.5 - - 8h 5350C TEC " 156 251 3

YED 5,32, 5- 3.4 203

YED 5,3j, 5.2 3.3 - 0.4 - - 8h 525 CUCON " " 185 248 2

YED 51,3,A 5.5 2.9 - 0.5 - - " " UCON " 194 244 4

YEK 21,31,1 2.4 3.6 0.7 - 8h 535 C UCON " 153 295 31 YEK 2,2 ' i if f9

PYEK 2,2,1 2.5 1.8 0.7 - - - " " UCON " " 135 295 9

YEK 3,5,1 3.2 5.0 0.4 - _ _ Ti TSCt i 193 299 2 YEK 31 3t,1 3-7 3.7 0.4 _ _ et t' TEC " l 188 302 3 YEK 4, It1 3.8 1.7 0.6 - _ _, , UCON _ 154 309 10 YEK 4,3,1 3.8 2.8 o.6 - e _," UCON ", 191 330 4

YEK 4,3,1 0

YEK 4,12,î 3.9 1.7 0.4 - - - 8h 525 CUCON " 159 301 8 YEIC 41,2,1 4.3 2.0 0.5 - - - 8h 535-C TEC " " 1563 308 8

YEK 42,2,1 16 3.8. 80.

YEK 5,2,1 5.0 1.8 o.6 - - - 8h 525 C UCON " " 180 319 8 YEK 53,1,1 5.5 3. 0 0.4 - - - 8h 535C TEC 212 335 2 YEK 61 6.3 1.5 o.6 - - - 8h 525 C UCON " " 195 303 3 YEKD 2,4,1,4 1.8 3.9 0.4 0.6 - - 8h 535 C TEC " " 171 279 3 YEKD 31,2,1,1 3.4 1.9 o.6 0.5 - -, , UCON " " 159 288 6 YEKD 3i,4 1, 3.4 4.0 0.4 0.4 - -, C TEC " 185 279 1

YEKD 4,2,,1, 3.8 1.9.4 0.5 - -,, TEC 158 282 5

YEKD 4,3,1, 3-9 2.9 0.4 0.6 - -, TEC 18" "1312 5

YEKD 51,31,14, 5.5 3-5 0.4 0.4 - - o UCON " t 215 306 YEKD 6,11,1, 6.o 1.50.6 0.5 - - 8h 525 CUCON, 188 322 5 YEKD 8,3,14 8.1 3.1 o.6 0.5 - t UCON " " 235 295 YEKC 31,4,1,0 3.4 3.9 0.4 - (.) 6h 4750C EC 171 249 1

YEKC 4,2,1,0 4.2 2.0 0.4 - (0.1) - " " TEC " " 179 286 7

YEKC 4-,3,1,0 4.6 2.9 0.5 - (0.1) - 8h 500 CUCON " 202 317 3 Y(62) K 8,1 5.0 -05 - - 30 8h 5250 UCON 65 260 2

Y(62) K 8,15.5. 3.50. 852 UCN"15 60.2

- - " "ICN ""25 36q ,3z;C

_ _ -. .,,

l Lr r Ln o'\ r) o ru 1- - - -

L C*.L =:

TABLEAU 5 (suite) r Ln o' OM ANALYSE % TRAITEMENT THERMIQUE a Tcnie DES IGNATI ON _____ _____ __________ j(/mm) aux temo.indiquées yNd ZTDES IGNATI ON C Y Nd Zr Cd Cu rares Dissolution TrnVieillisse- 20C ment YS UTS E% Y(62) EK 21,2,1 1.6 1.9 0.6 - - (1.0) 8h 535C UCON 20h 200 C 139 269 5 Y(62) EK 3 ,2,1 2.2 1.9 0.5 (1.4) 8h 525C UCON " 159 291 6

-Y(62) EK 31,2,1 2.2 1.9 0.5 - - (1.4) " " UCON " 156 257 3

Y(62) EK 41,2,1 2.7 1.9 0.6 - - (1.7) " " UCON " 169 289 3

Y(62) EKD 3,2,1, 2.1 1.9 0.6 0.4 - (1.3) 8h 535 CUCON " 162 272 3t Y(62) EKD 42,3it,1-2.83.6 0.5 0.5 - (1.7) 8h 525C UCON " 183 254 1

QE 22 205 266 4

QH 21 210 270 4

EQ 21 195 260 4

RR350 233 258 1

I -' I TABLEAU 5 (Suite) Prooriétés mLcaninies (N'm2

- LIILt.Lt.jJ..

250 300 C 3250C 350 C

DESIGNATION

- 7 YS UTS ESo YS UTS E YS UTS 5% YS UTS 5%

,,,,. .. . . T.,.....

YE 51,3 153 250 9 139 200 7

YE 52',3 - - - -

YED 5,2,3

YED 5,3, 167 266 8

YED 5h,3,, 154 257 9 152 196 6-l, YEK 2.,33-,l 143 2143 10 130 168 8

YEK 2.,2,1

YEK 3,5,1 178 266 5

YEK 31, 3, I1 162 265 11

YEK I,1, 121 215 19t 92 175 17 YEK 4,3 1 154 252 9 126 174 lII YfRI;2 17 111., YSK 4t, =,1 YEK >}t,2,1

YEK 5,2,1 152 234 17-. 99 182 20

YEK 51,3,1 - - - - -

YEK 64,1,1 151 234 9 1 0lo4180 13

YEKD 2,4,1,' 155 230 6

YEKD 3 5,2, 1,- 102 165 16

YEKD 3-f,411,- 173 265 63

YEKD 4,2,i,14-

YEKD 4,3,, 158 256 12

YEKV 53,3,,4 193 287 2 176 218 13 156 182 13

YEKD 6,1.,1,-$ 151 236 6 105 18i 15

YEKD 8,3,1,; 208 320 2 176 242 3} 161 2014 3 131 159 81

YEKC 3 I 1,iO 1,44 210 5 YEKC 1t,2,1,0 1i2 240 17.5 YEKC t41t,3,1,0 158 239 l! 117 188 7 Y(62) K 8,1 236 216l4 109 180 11 4:- (n I ro ox Propriétés mecaniques (N,Nm2) aux temreratures indimuees

DS AI- 250 C 300 C___ __ 325 C 350 C

DESIGNATION.

YS UTS E%0 YS UTS E% YS UTS E% YS UTS E%

Y(62) EK 2,2,1

Y(62) EK 3,2,1

Y(62) EK 3-,2,1

Y(62) EK 11,2,1 131 209 5 o106 163 8

Y(62) EKD 31,2,1,! 130 218 12 '113 161 12

Y(62) EKD 4t13,1,.-: 154 238 4

QE 22 122 160 30 70 80 62

Qi 21 167 185 16 120 131 19

EQ 21 152 166 15 115 128 10

R11350 li44t 185 3 113 151 4 _ 83 1 6-

_ _ _......... _ _ _ _

i 1-I 0% I ro Ln o r> TABLEAU 5 (Suite) -17-

TABLEAU 6

TempDs pour 0,2% ANALYSE% Te=Ds Pour 0,2% DESIGNATIOAAN JYEde contrainte au

DESIGNATION -

YNd Zr fTerres f luea ( _ Z ód rares (Hrs) (1)

YE 3, 5 3.7 5.0 - - - 9541

YE 5, 3 5.5 2.8 - - - 1850

YEK 3,5,1 3.7 5.0 0.5 - - 27

YEK 4,1î, 1 3.8 1.7 0.6 - - 204

YEK 4,3,1 3.8 2.8 0.6 - - 155

YEK 5,2,1 5.0 1.8 0.6 - - 170

YEK 6-,î1,I 6.3 1.5 0.6 - - 59

YEK 6-,3,1 6.4 3.0 0.5 - - 152

YEKD 3,4,1, 3.4 4.0 0.4 0.41 - 44

YEKD 6,1,î 6.0 1.5 0.6 0.5 - 17

YEKD 8,3,1, 8.1 3.1 o.6 0.5 -

Y (62) K 8,1 5.0 - 0.5 -- (3.0) 124

* Y (62) EK 4-1,2,1 2.7 1.9 0.6 - (1.7) 78

Y (75) EK 8,21,l 6.5 2.4 5 - (2.2) 132 Y (62) EKD 3-,2,1,I2.1 1.9 0.6 o.4 (1-.3) 79 zT1î Do;màes M.E.L.)(type) 100

ZT1RR350 1 300

Donn-es R.R. (*) (type) 30

RR350 30

(*)M.E.L. = Magnésium Elektron Limited (**)R.R. = Rolls Royce Company

TABLEAU 7

Type de Propr'etés mncanique DESIGNATION ANALYSE o T arre TRAITEMENT THERMIQUE (W/iP) (Temp.ambiant barre

Y Nd Zr test Dissolution Tr e Vieillissent Y. S. U.T.S.

________________ _______Dissolution Tree Vieillissemnt ___

_.. . ,.,I

YEK 5t,3,1 5-3 3.2 0.4 HF() 8h 517 C TmC 20h 200 C 200 315 *,, " 35h 200 C 205 310 " ".. 144h 200 C 232 312 DTD(') 8h 517 C TEC 20h 200 C 216 298 " 144h 200 C 229 293 YEK 5t,3,1 5.68 2.92 0.56 HF Brut de coul- 0 4 23 Brut de cOUl 20h 200 C 174 262 8h 535 C TEC 20h 200 C 208 340 DTD Brut de coul. 20h 200 C 191 236 8h 535 Cc TEC 20h 200 C 209 316 (X) Ce type de barre est défini par la norme britannique

"British Standard Specification n 2L101".

hi Ln ra I Co ! ) -19-

TABLEAU 8 ALLIAGE Longueur spirale (cm) l 780 C

ZE63 80

AZ91 100

QE 22 69

YEK 5i,3,1 94

TABLEAU 9

_

PLAQUE D PLAQUE E PLAQUE F

ALLIAGE

AA MR3 AA MR AA MR

QE 22 50 7 80 4 50 7

YEK 5,3,1 50 5 20 2 50 6

TABLEAU 10

ALLIAGE Movenne du taux de corrosion

IMER{SIO N 1

IMMS ION TEST "RAE"

YEK 5,1,1 0.6 0.7

YEK 5,1},1 o.6 0.7

RZ5 1 1

QE 22 2.6 9

-20-

Claims

REVENDICATIONS

1. Alliage au magnésium, caractérisé par le fait qu'il contient outre les impuretés normales,

(a) de 1,5 à 10% en poids d'un composant d'yttrium consis-

tant en au moins 60% en poids d'yttrium et le reste éventuellement en métaux lourds du groupe des terres rares, et

(b) de 1 à 6% en poids d'un composant de néodyme consis-

tant en au moins 60% en poids de néodyme, en 25% en poids maximum de lanthane et le reste, éventuellement, en praséodyme,

le reste de l'alliage consistant en du magnésium.

2. Alliage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la teneur totale en composants d'yttrium et de néodyme est

de 4 à 14%.

3. Alliage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient de 2,5 à 7% en composant d'yttrium et 1,5 à 4% en composant de néodyme, la teneur totale en composants d'yttrium et

de néodyme étant de 6 à 8,5%.

4. Alliage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient de 3,5 à 9% en composant d'yttrium, de 2,5 à 5% en composant de néodyme, la teneur totale en composants d'yttrium et

de néodyme étant de 7,5 à 11,5%.

5. Alliage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient de 3,5 à 8% en composant d'yttrium, de 2 à 3,5% en composant de néodyme, la teneur totale en composants d'yttrium et

de néodyme étant de 7 à 10%.

6. Alliage selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait que le composant d'yttrium

contient au moins 75% en poids d'yttrium.

7. Alliage selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'il contient également

jusqu'à 1% en poids de zirconium.

8. Alliage selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'il contient également

jusqu'à 1% en poids de cadmium.

9. Alliage selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'il contient également

jusqu'à 0,15% en poids de cuivre ou jusqu'à 1% en poids d'argent.

10. Alliage selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'il contient en outre un ou

-21- 2502642

plusieurs des constituants suivants exprimés en poids Thorium 0-1% Lithium 0-6% Gallium 0-2% Indium 0-2% Thallium 0-5% Plomb 0-1% Bismuth 0- 1% Manganèse 0-2%

11. Alliage selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé par le fait qu'il contient de 1,5 à 9% en composant d'yttrium dans lequel le composant d'yttrium contient au

moins 60% d'yttrium.

12. Alliage au magnésium selon l'une quelconque des

revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il est obtenu

selon l'un quelconque des exemples.

13. Article obtenu par coulée d'un alliage au magnésium

selon l'une quelconque des revendications précédentes.

14. Article selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'il a été soumis à un traitement thermique de dissolution, à

une trempe et à un vieillissement à température élevée.

15. Article selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le traitement thermique de dissolution est réalisé à une température d'environ 20'C au-dessous de la température du solidus pendant environ 8 heures, que la trempe est réalisée dans l'eau ou dans une solution d'un agent de modération de trempe et que le

vieillissement est réalisé à une température d'environ 200'C.

16. Article selon l'une quelconque des revendications 14

ou 15, caractérisé par le fait qu'il est soumis à un vieillissement

pendant environ 20 heures.

17. Article selon l'une quelconque des revendications 14

ou 15, caractérisé par le fait qu'il est soumis à un vieillissement

jusqu'à 144 heures.

18. Article selon la revendication 14, caractérisé par le fait qu'il a été soumis à un vieillissement à une température élevée

sans traitement thermique de dissolution ou trempe.